感应加热电路及控制方法技术

本发明专利技术公开了感应加热电路，包括工频交流电源，工频交流电源依次连接整流电路、逆变电路、初级线圈，初级线圈与中继线圈耦合，本发明专利技术还公开了感应加热电路的控制方法，通过根据感应加热电路整流后的等效电阻大小来选择工作模式，能够有效的加热低电阻率以及低磁导率锅具，提升了传统电磁炉的锅具负载适应性，本发明专利技术在感应加热电路的初次侧感应线圈与次级负载侧感应线圈的基础上，在初次侧线圈和锅具负载之间加入了一个中继线圈。载之间加入了一个中继线圈。载之间加入了一个中继线圈。

【技术实现步骤摘要】
感应加热电路及控制方法


[0001]本专利技术属于中小功率感应加热方法
，涉及感应加热的电路，还涉及感应加热电路的控制方法。

技术介绍

[0002]目前，电磁炉作为家庭厨房中主要的几种加热方式之一，现有技术的感应加热电磁炉只能有效加热铁磁性材料锅具或电磁炉专用锅具，不能加热低磁导率锅具，另外不同品牌电磁炉锅具的使用存在通用性问题，所以电磁炉对不同磁导率锅具的适应性较差。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供感应加热电路，通过在电路的拓扑当中添加中继线圈，来提高电磁炉的负载适应性以加热不同磁导率的锅具；本专利技术的另一目的是提出感应加热电路的控制方法，通过分析整流后等效电阻的大小来选择工作模式，解决了电路谐振电流的问题。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是，感应加热电路，包括工频交流电源，工频交流电源依次连接整流电路、逆变电路、初级线圈，初级线圈与中继线圈耦合。
[0005]整流电路包括晶闸管a，晶闸管a通过导线与晶闸管c、晶闸管b、晶闸管d依次连接；
[0006]逆变电路包括MOSFET开关管a，MOSFET开关管a通过导线与MOSFET开关管c、MOSFET开关管b、MOSFET开关管d串联在一起，滤波电容一端分别连接MOSFET开关管a的输入端和晶闸管的输出端，另一端分别连接MOSFET开关管a的输出端和晶闸管的输入端；
[0007]初级线圈包括电阻a，电阻a通过导线与初级侧线圈、电容a相连，电容a与开关a、电容b、开关b和电容c并联，电阻a的接入端与MOSFET开关管b输出端相连。
[0008]中继线圈包括电阻b，电阻b通过导线与中继侧线圈、电容d串联，电容d与开关c、电容e、开关d和电容f并联，中继侧线圈与初级线圈耦合。
[0009]本专利技术的另一个技术方案是：感应加热电路的控制方法，该方法使用上述的感应加热电路，具体按以下步骤进行：
[0010]步骤1，首先启动感应加热电路；
[0011]步骤2，使用电流霍尔元器件和电压霍尔元器件分别采集感应加热电路中整流电路输入电压V
in
和输入电流I
in
的数据，通过计算输入电压V
in
和输入电流I
in
的数据，得到整流后等效电阻R
eq
‑1；
[0012]步骤3，感应加热电路依据等效电阻R
eq
‑1选择逆变电路的工作模式，逆变电路的工作模式分别有三倍频模式、二倍频模式、半桥模式以及全桥模式，其中，R
eq
‑1为整流后等效电阻。
[0013]步骤4，感应加热电路根据初级线圈的电流频率与MOSFET开关管频率的倍数关系，以及计算整流后等效电阻R
eq
‑1，选择，步骤3中的工作模式，通过PFM即调频调功的方式调整感应加热电路所需的功率。
[0014]感应加热电路中逆变电路的三倍频模式，当初级线圈的电流频率为感应加热电路中逆变电路MOSFET开关管的最小开关频率f
min
的3倍时，此时初级线圈和中继线圈的电容投切，且此时测得的等效电阻R
eq
‑1≤R
eq
‑1,tM时，则感应加热电路工作在三倍频模式，通过PFM即调频调功的方式调整感应加热电路所需的功率，其中，R
eq
‑1为整流后等效电阻，R
eq
‑1,tM为感应加热电路工作在三倍频模式下的等效电阻。
[0015]感应加热电路中逆变电路的二倍频模式，初级线圈的电流频率为感应加热电路中逆变电路MOSFET开关管最小开关频率f
min
的2倍时，此时初级线圈和中继线圈的电容投切，且测得感应加热电路初次侧的等效电阻R
eq
‑1≤R
eq
‑1,dM时，则感应加热电路工作在二倍频模式，通过PFM即调频调功的方式调整感应加热电路所需的功率，其中，R
eq
‑1,dM为感应加热电路工作在二倍频模式下的等效电阻，R
eq
‑1为整流后等效电阻。
[0016]感应加热电路中逆变电路的半桥模式，当初级线圈的电流频率为感应加热电路中逆变电路MOSFET开关管的最小开关频率f
min
时，测得的等效电阻R
eq
‑1等效电阻率为最小开时，则感应加热电路工作在半桥模式，通过PFM即调频调功的方式调整感应加热电路所需的功率，其中R
eq
‑1,HM为感应加热电路工作在半桥模式下的等效电阻，然后通过调频调功的方式调整所需功率。
[0017]感应加热电路中逆变电路的全桥模式，当初级线圈的电流频率为感应加热电路中逆变电路MOSFET开关管的最小开关频率f
min
时，测得的等效电阻R
eq
‑1,HM＜R
eq
‑1＜R
eq
‑1,FM时，则感应加热电路工作R
eq
‑1,FM为感应加热电路工作在全桥模式下的等效电阻，R
eq
‑1为整流后等效电阻，R
eq
‑1,HM为感应加热电路工作在半桥模式下的等效电阻。
[0018]本专利技术的有益效果是：本专利技术在现有技术的感应加热电路的初次侧感应线圈与次级负载侧感应线圈的基础上，在初次侧线圈和锅具负载之间加入了一个中继线圈；
[0019]根据感应加热电路整流后的等效电阻大小来选择工作模式，本感应加热电路一共有四种工作模式，能够有效的加热低电阻率以及低磁导率锅具，提升了传统电磁炉的锅具负载适应性。
附图说明
[0020]图1为本专利技术感应加热电路的电路图；
[0021]图2为本专利技术感应加热方法的流程示意图；
[0022]图3为本专利技术感应加热电路的控制方法的电路拓扑示意图。
[0023]图中，1.工频交流高压电源，2.整流电路，3.逆变电路，4.初级线圈，5.中继线圈；
[0024]201.晶闸管a，202.晶闸管b，203.晶闸管c，204.晶闸管d，301.滤波电容，302.MOSFET开关管a，303.MOSFET开关管b，304.MOSFET开关管c，305.MOSFET开关管d，401.初级侧线圈，402.电阻a，403.电容a，404.开关a，405.电容b，406.开关b，407.电容c，501.中继侧线圈，502.电阻b，503.电容d，504.开关c，505.电容e，506.开关d，507.电容f。
具体实施方式
[0025]下面结合附图以及具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0026]本专利技术用于电磁炉感应加热的电路，如图1所示，包括工频交流电源1，工频交流电源1经过由四个晶闸管组成的整流电路2之后，经过整流电路2此时获得一个大小为V
in
的直
流电压。与滤波电容301并联之后经过由四个MOSFET开关管组成的逆变电路3，连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.感应加热电路，其特征在于，包括工频交流电源(1)，工频交流电源(1)依次连接整流电路(2)、逆变电路(3)和初级线圈(4)，所述初级线圈(4)与中继线圈(5)耦合。2.根据权利要求1所述的感应加热电路，其特征在于，所述整流电路(2)包括晶闸管a(201)，所述晶闸管a(201)通过导线依次连接有晶闸管c(203)、晶闸管b(202)、晶闸管d(204)，所述晶闸管b(202)和晶闸管d(204)通过导线分别与逆变电路(3)的滤波电容(301)连接。3.根据权利要求2所述的感应加热电路，其特征在于，所述逆变电路(3)，包括MOSFET开关管a(302)，所述MOSFET开关管a(302)通过导线与MOSFET开关管b(303)、MOSFET开关管c(304)、MOSFET开关管d(305)依次连接构成闭合回路，所述滤波电容(301)一端分别连接MOSFET开关管a(302)的输入端和所述晶闸管b(202)的输出端，另一端分别连接MOSFET开关管a(304)的输出端和晶闸管b(202)的输入端。4.根据权利要求3所述的感应加热电路，其特征在于，所述初级线圈(4)，包括电阻a(402)，所述电阻a(402)通过导线与初级侧线圈(401)、电容a(403)依次相连，所述电容a(403)另一端与电容b(405)连接，所述开关a(404)通过导线与电容b(405)连接、所述开关a(404)与开关b(406)连接，开关a(404)与电容c(407)通过导线连接，所述电阻a(402)的接入端与所述MOSFET开关管b(303)输出端相连。5.根据权利要求4所述的感应加热电路，其特征在于，所述中继线圈(5)，包括电阻b(502)，所述电阻b(502)通过导线与中继侧线圈(501)、电容d(503)构成闭合回路，所述电容d(503)两端分别连接开关c(504)的输入端与电容e(505)的输出端，所述开关c(504)的输出端与电容e(505)的输入端连接，所述开关c(504)的输入端还与开关d(506)的输入端连接，开关d(506)的输出端与电容f(507)输入端连接，电容f(507)输出端与电容e(505)的输出端相连，所述中继侧线圈(501)与初级侧线圈(401)耦合。6.感应加热电路的控制方法，其特征在于：该方法使用如权利要求1
‑
5所述的感应加热的电路，具体按以下步骤进行：步骤1，首先启动感应加热电路；步骤2，使用电流霍尔元器件和电压霍尔元器件分别采集感应加热电路中整流电路(2)输入电压V
in
和输入电流I
in
的数据，通过计算所述输入电压V
in
和所述输入电流I
in
的数据，得到整流后等效电阻R
eq
‑1，其中，V
in
为输入电压，I
in
为输入电流；步骤3，感应加热电路依据所述整流后等效电阻R
eq
‑1选择逆变电路(3)的工作模式，所述逆变电路(3)的工作模式分别有三倍频模式、二倍频模式、半桥模式以及全桥模...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金刚，姬军鹏，黄立杰，成凤娇，杨惠，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：