一种电磁炉炉面温度控制电路及方法

技术领域

本发明涉及电磁炉技术领域，具体涉及一种电磁炉炉面温度控制电路及方法。

背景技术

电磁炉是根据电磁感应现象，利用交变电流通过线圈产生方向不断改变的交变磁场，处于交变磁场中的导体的内部将会出现涡旋电流(原因可参考法拉第电磁感应定律)，这是涡旋电场推动导体中载流子(锅里的是电子而绝非铁原子)运动所致；涡旋电流的焦耳热效应使导体升温，从而实现加热。

目前，部分电磁炉电控方案采用单管(单IGBT)并联谐振方案，由于在低功率(通常是低于1000W)时，IGBT开关处于硬开关状态，损耗较大，IGBT温升较高，因此这些方案在低功率时一般采用非连续加热方式，采用1000W断续加热得到更低功率值，如500W、300W等。这种非连续加热方式也称间歇性加热，这种1000W间歇性加热方式在需要锅内食物或水温度控制时，锅内食物温度变化较大，通常在10度以上，甚至更大，误差较大，达不到温度更精准的要求。亟需一种新的电磁炉炉面温度控制技术方案。

发明内容

为此，本发明提供一种电磁炉炉面温度控制电路及方法，从而使在电磁炉功率较低时，仍能不停顿进行加热，进而利用不同高低功率进行锅内食物的温度更精准更恒定的控制。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电磁炉炉面温度控制电路，包括EMC防护电路、整流滤波电路、过零检测电路、谐振电路、IGBT驱动电路和主控芯片电路；所述EMC防护电路与所述整流滤波电路连接，所述过零检测电路包括三极管Q1、电阻R1和电阻R2，所述三极管Q1的第一引脚与所述主控芯片电路的过零信号接收引脚连接，三极管Q1的第二引脚与电阻R2的一端连接，三极管Q1的第三引脚与电阻R2的另外一端连接，所述电阻R1的一端连接至三极管Q1的第三引脚与电阻R2之间，过零检测电路通过电阻R1的另外一端连接至所述EMC防护电路和整流滤波电路之间；所述谐振电路一端与所述整流滤波电路连接，谐振电路另外一端经所述IGBT驱动电路与所述主控芯片电路连接。

作为电磁炉炉面温度控制电路的优选方案，所述EMC防护电路包括电容C1，电容C1连接在零线和火线之间；所述整流滤波电路包括整流器、电感L1和电容C2，所述整流器的输入引脚连接所述电容C1，所述整流器的正极输出引脚连接所述电感L1的一端，整流器的负极输出引脚连接所述电容C2的一端；所述电感L1的另外一端与所述电容C2的另外一端连接。

作为电磁炉炉面温度控制电路的优选方案，所述谐振电路包括电感L2、电容C3和功率管IGBT，所述电感L2和电容C3并联后一端连接至电感L1和电容C2之间，电感L2和电容C3并联后的另外一端连接至功率管IGBT的第一引脚，整流器的负极输出引脚和电容C2的一端共同连接至功率管IGBT的第二引脚。

作为电磁炉炉面温度控制电路的优选方案，所述IGBT驱动电路包括IGBT驱动芯片，所述功率管IGBT的第三引脚连接IGBT驱动芯片。

作为电磁炉炉面温度控制电路的优选方案，所述整流器的负极输出引脚和所述电容C2之间接地，三极管Q1的第二引脚与电阻R2之间接地。

本发明的电磁炉炉面温度控制电路具有如下优点：本发明的电磁炉炉面温度控制电路中，EMC防护电路与整流滤波电路连接，过零检测电路包括三极管Q1、电阻R1和电阻R2，三极管Q1的第一引脚与主控芯片电路的过零信号接收引脚连接，三极管Q1的第二引脚与电阻R2的一端连接，三极管Q1的第三引脚与电阻R2的另外一端连接，电阻R1的一端连接至三极管Q1的第三引脚与电阻R2之间，过零检测电路通过电阻R1的另外一端连接至EMC防护电路和整流滤波电路之间；谐振电路一端与整流滤波电路连接，谐振电路另外一端经IGBT驱动电路与主控芯片电路连接。本发明的电磁炉炉面温度控制电路加入市电过零检测，实现IGBT过零启动，IGBT损耗减少，IGBT温度降低；实现低功率不间歇加热功能，可以120W或300W或500W等低功率稳定连续加热。

本发明还提供一种电磁炉炉面温度控制方法，采用上述的电磁炉炉面温度控制电路，包括以下步骤：

获取用户对电磁炉炉面的预设温度，判断并比较所述预设温度与电磁炉炉面的目前温度，当所述目前温度与所述预设温度的差值不小于第一阈值时，控制所述电磁炉炉面采用大功率档位进行加热；当所述目前温度与所述预设温度的差值小于第一阈值并大于第二阈值时，控制所述电磁炉炉面采用中功率档位进行加热；

判断并比较所述预设温度与电磁炉炉面的目前温度，当所述目前温度与所述预设温度的差值不大于第二阈值时，控制所述电磁炉炉面采用连续低功率间歇性加热；当所述目前温度与所述预设温度的差值大于第二阈值并小于第一阈值时，控制所述电磁炉炉面维持中功率档位进行加热；

判断并比较所述预设温度与电磁炉炉面的目前温度，当所述目前温度超过所述预设温度时，控制所述电磁炉炉面停止进行连续低功率间歇性加热；当所述目前温度降低并不超过所述预设温度时，控制所述电磁炉炉面采用预设低功率档位进行加热；

当所述目前温度升高并超过所述预设温度时，再次控制所述电磁炉炉面停止进行预设低功率档位加热。

作为电磁炉炉面温度控制方法的优选方案，所述大功率档位状态下，电磁炉输出功率不小于1600W；所述中功率档位状态下，电磁炉输出功率处于1000W和1600W之间，所述低功率档位状态下，电磁炉输出功率小于1000W。

作为电磁炉炉面温度控制方法的优选方案，对所述电磁炉的低功率状态划分为若干低功率档位，根据所述目前温度超过所述预设温度的大小选择不同大小的低功率档位。

作为电磁炉炉面温度控制方法的优选方案，所述连续低功率间歇性加热为按照由大致小的方式切换低功率档位。

作为电磁炉炉面温度控制方法的优选方案，低功率状态下采用不同周期的开通占空比得到不同低功率连续加热。

本发明的电磁炉炉面温度控制方法具有如下优点：通过获取用户对电磁炉炉面的预设温度，判断并比较预设温度与电磁炉炉面的目前温度，对电磁炉锅内温度采用各种功率组合进行加热控制，以达到更精准更稳定的温度，包括大功率、连续中功率、不同档位的连续低功率间歇性加热；进而可以对不同的温度要求或不同的烹饪功能分成若干个阶段，不同的阶段采用不同的功率输出；使锅具温度控制更精准，更恒定，在特定温度与气压下，采用相应的锅具与食物，经实验室测定，可以达到±5℃；大大提升人们对食物温度精准控制的需求；运用此方法可以烹饪更多的食物，如温奶、炖熬、煎牛排、爆米花等，满足人们的各种食物烹饪需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例中提供的一种电磁炉炉面温度控制电路示意图；

图2为本发明实施例中提供的一种电磁炉炉面温度控制方法流程图；

图3为本发明实施例中提供的一种电磁炉炉面温度控制方法连续低功率控制流程图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，提供一种电磁炉炉面温度控制电路，包括EMC防护电路1、整流滤波电路2、过零检测电路3、谐振电路4、IGBT驱动电路5和主控芯片电路6；所述EMC防护电路1与所述整流滤波电路2连接，所述过零检测电路3包括三极管Q1、电阻R1和电阻R2，所述三极管Q1的第一引脚与所述主控芯片电路6的过零信号接收引脚连接，三极管Q1的第二引脚与电阻R2的一端连接，三极管Q1的第三引脚与电阻R2的另外一端连接，所述电阻R1的一端连接至三极管Q1的第三引脚与电阻R2之间，过零检测电路3通过电阻R1的另外一端连接至所述EMC防护电路1和整流滤波电路2之间；所述谐振电路4一端与所述整流滤波电路2连接，谐振电路4另外一端经所述IGBT驱动电路5与所述主控芯片电路6连接。

具体的，所述EMC防护电路1包括电容C1，电容C1连接在零线和火线之间；所述整流滤波电路2包括整流器、电感L1和电容C2，所述整流器的输入引脚连接所述电容C1，所述整流器的正极输出引脚连接所述电感L1的一端，整流器的负极输出引脚连接所述电容C2的一端；所述电感L1的另外一端与所述电容C2的另外一端连接。所述谐振电路4包括电感L2、电容C3和功率管IGBT，所述电感L2和电容C3并联后一端连接至电感L1和电容C2之间，电感L2和电容C3并联后的另外一端连接至功率管IGBT的第一引脚，整流器的负极输出引脚和电容C2的一端共同连接至功率管IGBT的第二引脚。所述IGBT驱动电路5包括IGBT驱动芯片，所述功率管IGBT的第三引脚连接IGBT驱动芯片。所述整流器的负极输出引脚和所述电容C2之间接地，三极管Q1的第二引脚与电阻R2之间接地。

具体的，三极管Q1的第一引脚与所述主控芯片电路6的过零信号接收引脚连接，可以以使主控芯片电路6获得市电过零信号，主控芯片电路6通过对外围电压、电流、温度信号的处理，使电路功能按预设程序实施。IGBT驱动电路5将主控芯片电路6的小信号通过转换放大，形成IGBT适合的信号，从而驱动IGBT正常工作。

具体的，EMC防护电路1可在电源的进入端防止有高频干扰或者雷击等造成后面电路的损坏，由于输入的交流电可能含有不同频率的杂波，同时电磁炉在加热过程中也会产生一些高频杂波，利用EMC防护电路1可以吸收交流输入中的干扰，同时也可以防止电磁炉工作影响其它电器工作。

具体的，谐振电路4采用电感L2和电容C3并联的形式，电容C3放电，电感L2开始有有一个逆向的反冲电流，电感L2充电；当电感L2的电压达到最大时，电容C3放电完毕，之后电感L2开始放电，电容C3开始充电，这样的往复运作实现谐振，而在此过程中电感L2由于不断的充放电就产生了电磁波。

本发明的电磁炉炉面温度控制电路中，EMC防护电路1与整流滤波电路2连接，过零检测电路3包括三极管Q1、电阻R1和电阻R2，三极管Q1的第一引脚与主控芯片电路6的过零信号接收引脚连接，三极管Q1的第二引脚与电阻R2的一端连接，三极管Q1的第三引脚与电阻R2的另外一端连接，电阻R1的一端连接至三极管Q1的第三引脚与电阻R2之间，过零检测电路3通过电阻R1的另外一端连接至EMC防护电路1和整流滤波电路2之间；谐振电路4一端与整流滤波电路2连接，谐振电路4另外一端经IGBT驱动电路5与主控芯片电路6连接。本发明的电磁炉炉面温度控制电路加入市电过零检测，实现功率管IGBT过零启动，功率管IGBT损耗减少，功率管IGBT温度降低；实现低功率不间歇加热功能，可以120W或300W或500W等低功率稳定连续加热。

参见图2和图3，本发明还提供一种电磁炉炉面温度控制方法，采用上述的电磁炉炉面温度控制电路，包括以下步骤：

S1、获取用户对电磁炉炉面的预设温度，判断并比较所述预设温度与电磁炉炉面的目前温度，当所述目前温度与所述预设温度的差值不小于第一阈值时，控制所述电磁炉炉面采用大功率档位进行加热；当所述目前温度与所述预设温度的差值小于第一阈值并大于第二阈值时，控制所述电磁炉炉面采用中功率档位进行加热；

S2、判断并比较所述预设温度与电磁炉炉面的目前温度，当所述目前温度与所述预设温度的差值不大于第二阈值时，控制所述电磁炉炉面采用连续低功率间歇性加热；当所述目前温度与所述预设温度的差值大于第二阈值并小于第一阈值时，控制所述电磁炉炉面维持中功率档位进行加热；

S3、判断并比较所述预设温度与电磁炉炉面的目前温度，当所述目前温度超过所述预设温度时，控制所述电磁炉炉面停止进行连续低功率间歇性加热；当所述目前温度降低并不超过所述预设温度时，控制所述电磁炉炉面采用预设低功率档位进行加热；

S4、当所述目前温度升高并超过所述预设温度时，再次控制所述电磁炉炉面停止进行预设低功率档位加热。

具体的，所述大功率档位状态下，电磁炉输出功率不小于1600W；所述中功率档位状态下，电磁炉输出功率处于1000W和1600W之间，所述低功率档位状态下，电磁炉输出功率小于1000W。

具体的，对所述电磁炉的低功率状态划分为若干低功率档位，根据所述目前温度超过所述预设温度的大小选择不同大小的低功率档位。低功率档位比如800W、500W、300W和120W。由于在电磁炉炉面温度控制电路加入市电过零检测电路3，实现功率管IGBT过零启动，功率管IGBT损耗减少，功率管IGBT温度降低，低功率状态下采用不同周期的开通占空比得到不同低功率连续加热，可以120W或300W或500W或800W等低功率稳定连续加热。

具体的，锅内温度可以采用各种功率组合进行加热控制，以达到更精准更稳定的温度，对于不同的温度要求或不同的烹饪功能分成若干个阶段，不同的阶段采用不同的功率输出。比如开始阶段采用预热的加热方式，即锅内食物温度与设定温度差距较多时，采用大功率进行输出。即将到达设定温度时，采用连续低功率进行输出，如300W或500W等。在达到设定温度后，采用连续低功率间歇性加热温度控制，超过温度停止，低于温度进行加热。

比如，电磁炉需要精确控温锅内的水的温度为80度。首先，采用过零检测电路3，主控芯片电路6获得过零信号，控制功率管IGBT过零启动，使功率管IGBT的损坏较低，从而可以实现800W、500W、300W、120W等需要的连续低功率输出。其次主控芯片电路6对炉面温度进行AD检测，通过计算获得当前锅内温度，如果温度小于60度，则开始使用1600W进行大功率加热。大功率加热过程，不断查询锅内水温，如果锅内温度在60～70度，则开始采用连续低功率800W加热，如果锅内温度达到75度，则开始采用连续低功率500W加热，如果锅内温度超过80度，则开始采用连续低功率300W加热，超过82度，则停止加热，如果低于78度，恢复连续低功率300W加热，如此不断查询循环，最终锅内水的温度控制在78～82度之间，获得较小的温度误差以及比较恒定温度，从而满足用户的需求。

本发明通过获取用户对电磁炉炉面的预设温度，判断并比较预设温度与电磁炉炉面的目前温度，当目前温度与预设温度的差值不小于第一阈值时，控制电磁炉炉面采用大功率档位进行加热；当目前温度与预设温度的差值小于第一阈值并大于第二阈值时，控制电磁炉炉面采用中功率档位进行加热；判断并比较预设温度与电磁炉炉面的目前温度，当目前温度与预设温度的差值不大于第二阈值时，控制电磁炉炉面采用连续低功率间歇性加热；当目前温度与预设温度的差值大于第二阈值并小于第一阈值时，控制电磁炉炉面维持中功率档位进行加热；判断并比较预设温度与电磁炉炉面的目前温度，当目前温度超过预设温度时，控制电磁炉炉面停止进行连续低功率间歇性加热；当目前温度降低并不超过预设温度时，控制电磁炉炉面采用预设低功率档位进行加热；当目前温度升高并超过预设温度时，再次控制电磁炉炉面停止进行预设低功率档位加热。本发明对电磁炉锅内温度采用各种功率组合进行加热控制，以达到更精准更稳定的温度，包括大功率、连续中功率、不同档位的连续低功率间歇性加热；进而可以对不同的温度要求或不同的烹饪功能分成若干个阶段，不同的阶段采用不同的功率输出；使锅具温度控制更精准，更恒定，在特定温度与气压下，采用相应的锅具与食物，经实验室测定，可以达到±5℃；大大提升人们对食物温度精准控制的需求；运用此方法可以烹饪更多的食物，如温奶、炖熬、煎牛排、爆米花等，满足人们的各种食物烹饪需求。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。