电灶的功率转换装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电灶的功率转换装置及其控制方法。本发明专利技术的一实施例的控制方法为，通过界面部接收使用人员选择的功率级数，从功率级数与被加热物体中决定共振频率，比较整流电压与切换器件的两端的电压生成切换时间参考信号，根据共振频率与切换时间参考信号的频率的差异决定延迟时间，输出从切换时间参考信号的下降沿经过所述延迟时间之后导通的切换控制信号。控制信号。控制信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电灶的功率转换装置及其控制方法


[0001]本专利技术涉及电灶的功率转换装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]在进入20世纪以来，由于全球变暖及气候异常对化石燃料的警觉性增加，因为对此的管制，环保型感应加热的使用超越了金属熔融、热处理、焊接等一直以来使用的产业领域，在家庭中的利用率也在逐渐扩大。家庭中的感应加热主要使用于电饭锅、感应炉灶台和电磁炉等的烹饪器。
[0003]随着可高速切换的功率半导体器件的开发，也在一同研究和开发作为感应加热烹饪机用功率转换器的逆变器的高频技术。由于功率转换装置的高频化，诸如电感器和电容器等的无源器件具有小型、轻量化的优点，但是也存在因为工作频率的升高导致功率半导体的切换损耗增加。因此，正在对于即使在高频工作下切换损耗小并且也可降低切换噪声的共振逆变器技术正在进行大量的研究。
[0004]在感应加热烹饪机使用的共振逆变器的电路方式根据容量和使用方法分为全桥、半桥和单端。其中，单端共振型逆变器结构简单、器件数量少、价格低，因此正被广泛使用。
[0005]图1是在感应加热烹饪机使用的单端共振型逆变器的电路结构图。所述单端共振型逆变器通过零电压切换动作可以大幅降低切换损耗，相反由于利用电压共振，因此具有切换两端电压大的特点。因此，作为切换器件主要使用是高耐压器件的同时还具有高电流额定值和低导电损耗的绝缘栅双极晶体管(IGBT)。
[0006]逆变器的输入端子由整流器、扼流线圈和直流链路电容器简单组成。此时，为了仅通过逆变器的工作获得高功率因数，无需单独的功率因数补偿电路，使用小容量的直流链路电容器。因此，直流链路电压变为不平滑的波纹电流。
[0007]共振回路结构为串联等效电感Lr与等效电阻Req来表示容器与工作线圈，在这基础上并联连接共振电容器Cr。如图2所示，单端共振型逆变器的工作可分为4种模式进行解释。
[0008]图2是说明图1的共振型逆变器的工作的示例图；图3示出了在各个模式下的电压及电流的理论波形。
[0009]图2的(a)是图3的t0至t1，在转移模式下通过并联电压共振从共振电容器Cr向负载和等效电感传递的共振能通过直流链路再生的模式。此时，由于电流通过IGBT的反并联二极管流动，因此在从t0至t1期间切换器件的集电极
‑
发射极两端电压为零电位。从而，在该区间导通IGBT，实现零电压切换。
[0010]图2的(b)是图3的t1至t2，从直流链路向负载及工作线圈供能的模式。IGBT导通改变电流方向，从直流链路电源头通过工作线圈与IGBT流动电流。在t2切换器件关断，开始对共振电容器进行充电。此时，因为低dv/dt升高IGBT集电极
‑
发射极电压，因此若无视IGBT尾电流造成的损耗，则可考虑为零电压切换。
[0011]图2的(c)是图3的t2至t3，等效电感器Lr与共振电容器Cr相互间并联共振的模式。
若从IGBT关断的t2时间点开始IGBT的集电极
‑
发射极之间的两端电压因为低dv/dt而升高达到直流链路电压Vdc，则等效电感器与共振电容器之间开始并联共振。此时，等效电感器的储能传递至负载及共振电容器。
[0012]图2的(d)是图3的t3至t0，是在等效电感器与共振电容器相互间并联共振时从共振电容器向负载及等效电感器传递能量的模式。在t3共振电压最小并且逐渐增加。若共振电容器的电压升高至直流链路电压以上，则开始向IGBT的反并联二极管流动电流，共振电容器电压保持在直流链路电压。
[0013]在感应加热烹饪机用单端共振型逆变器中，通过并联的电压共振产生的电压大小根据在切换器件开关的时间点流动于工作线圈的电流的大小发生变化，若该电流小则共振电压降低，若该电流大则共振电压升高。
[0014]若此时产生的共振电压的大小小于直流链路电压，则零电压切换条件不成立，因此进行硬切换动作。为了在流动于工作线圈的电流小的条件下进行高效率切换动作，应该在切换器件的两端电压最低的时间点导通切换器件。图4是示出在工作线圈流动的电流小的条件下的切换动作与流动于切换器件的电流的示例图。
[0015]此时，在通过容器与工作线圈、共振电容器形成的共振频率与远离共振频率的频率下共振电压降低的倾斜度发生变化，共振电压相对降低的倾斜度发生变化，从而发生硬切换。图5是用于说明单端逆变器的功率与频率的关系的示例图。
[0016]因此，存在如下的问题：虽然在共振频率的最大功率下实现零电压切换，但在距离共振频率最远的最小功率下因为硬切换导致功率相对较低，即便如此在切换器件产生更多的热。
[0017]为了解决如上所述的问题，韩国授权专利第10
‑
0692634号(感应加热烹饪机驱动电流及其驱动方法)提出了一种方案，比较共振电压与补偿电压生成零交叉脉冲信号，从零交叉脉冲信号的下降沿开始经过预定的延迟时间之后导通切换器件，将共振电流中的损耗最小化。即，在共振电压的拐点导通IGBT的情况下损耗最少，因此预测该拐点到来的时间点，在该时间点导通IGBT，进而将驱动电流的损耗最小化。然而，所述韩国授权专利第10
‑
0692634号存在无法应对通过所述控制流动的电流增大及共振电压升高的情况的问题。

技术实现思路

[0018]专利技术要解决的问题
[0019]本专利技术是用于解决上述的问题的，目的在于，基于切换控制信号的频率与共振频率相距的程度改变延迟时间，进而防止切换器件的硬切换。
[0020]用于解决问题的手段
[0021]为了解决如上所述的技术课题，本专利技术的一实施例的功率转换装置，作为电灶的功率转换装置，所述电灶具有面板与界面部，所述面板放置被加热物体，所述界面部接收使用人员选择的功率级数，所述功率转换装置可包括：供电部，供应整流电压；切换器件；工作线圈，配置在所述面板的下部，通过所述切换器件的切换施加所述整流电压，感应加热所述被加热物体；共振电容器，与所述工作线圈并联配置；比较部，比较所述整流电压与所述切换器件的两端的电压，生成切换时间参考信号；控制部，根据所述被加热物体及通过所述界面输入的功率级数决定共振频率，根据所述切换时间参考信号的频率与共振频率的差异决
定延迟时间，输出从所述切换时间参考信号的下降沿开始经过所述延迟时间之后导通的切换控制信号；及存储部，保存根据所述共振频率与所述切换时间参考信号的差异生成的延迟时间。
[0022]在本专利技术的一实施例中，所述存储部根据所述共振频率与所述切换时间参考信号的频带保存根据所述共振频率与所述切换时间参考信号的差异生成的延迟时间；所述控制部根据所述共振频率与所述切换时间参考信号的频带及所述共振频率与所述切换时间参考信号的差异决定延迟时间。
[0023]在本专利技术的一实施例中，所述切换控制信号的关断时间可根据所述共振电容器与工作线圈的特性决定。
[0024]在本专利技术的一实施例中，在改变所述切换器件的切换控制信号的频率，达到所述功率级数的目标功率的情况下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种功率转换装置，作为电灶的功率转换装置，所述电灶具有面板与界面部，所述面板放置被加热物体，所述界面部接收使用人员选择的功率级数，其中，所述功率转换装置包括：供电部，供应整流电压；切换器件；工作线圈，配置在所述面板的下部，通过所述切换器件的切换施加所述整流电压，感应加热所述被加热物体；共振电容器，与所述工作线圈并联配置；比较部，比较所述整流电压与所述切换器件的两端的电压，生成切换时间参考信号；控制部，根据所述被加热物体及通过所述界面输入的功率级数决定共振频率，根据所述切换时间参考信号的频率与共振频率的差异决定延迟时间，输出从所述切换时间参考信号的下降沿开始经过所述延迟时间之后导通的切换控制信号；及存储部，保存根据所述共振频率与所述切换时间参考信号的差异生成的延迟时间。2.根据权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，所述存储部根据所述共振频率与所述切换时间参考信号的频带保存根据所述共振频率与所述切换时间参考信号的差异生成的延迟时间；所述控制部根据所述共振频率与所述切换时间参考信号的频带及所述共振频率与所述切换时间参考信号的差异决定延迟时间。3.根据权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，所述切...

【专利技术属性】
技术研发人员：金英国，吴教彦，成演秀，李义淳，
申请(专利权)人：科唯怡株式会社，
类型：发明
国别省市：