一種判斷鍋具材質的控制電路及其方法
2023-12-03 15:34:46 1
專利名稱：一種判斷鍋具材質的控制電路及其方法
技術領域：
本發明涉及一種判斷鍋具材質的控制電路及其方法。
背景技術：
應用於電磁加熱裝置的鍋具的材質眾多，不同材質鍋具在電磁加熱裝置上工作時的特性相差很大，為了讓電磁加熱裝置工作在最佳狀態，判斷出所用鍋具的材質是很有必要的。目前判斷鍋具類型的方法多採用電流判斷方法，即在剛開始加熱時給IGBT —個固定的開通時間，檢測IGBT開通後電流的大小，從而判斷鍋具的材質。該方法存在的缺點是只是在剛開始加熱時才判斷鍋具材質，或者在檢測到無鍋重新加熱時才判斷鍋具材質，一旦判斷錯誤，那麼在後續連續加熱時將無法將鍋具重新判對，並且不同鍋具在相同PPG下電流差異受電壓影響很大，在不同電壓下容易造成誤判
發明內容
針對現有技術的缺點，本發明的目的是提供一種判斷鍋具材質的控制電路及其方法。本發明用來判斷放在電磁加熱裝置上加熱的鍋具的材質，並且根據鍋具的材質調整加熱狀態，使電磁加熱裝置調整為對應鍋具材質的工作狀態，具有低成本、可靠、適時對鍋具材質進行判斷以糾錯等優點，保證可準確更加鍋具材質調整加熱狀態，提交加熱效率。為實現上述目的，本發明的技術方案為一種判斷鍋具材質的控制方法，其包括以下步驟
(O電磁加熱裝置工作時，控制單元控制IGBT使加熱單元進行加熱；
(2)信號產生單元根據所述IGBT的開關狀態對應的輸出脈衝信號給所述控制單元的
MCU ;
(3)MCU記錄輸入的脈衝信號，並將所述脈衝信號轉換成頻率M ；
(4)將頻率M與預設頻率閾值N進行比較，當頻率M大於預設頻率閾值N時，判斷鍋具類型為A ;若頻率M小於或等於預設頻率閾值N時，判斷鍋具類型為B ；
(5)根據判斷出的鍋具類型，MCU調整相關加熱參數，使電磁加熱裝置調整加熱狀態。步驟(I)之前還包括步驟(a)，所述步驟(a)檢測所述電磁加熱裝置上是否放有鍋具，檢測到有鍋具後，所述電磁加熱裝置開始工作。步驟(3)中，所述MCU記錄一定時間內所述IGBT開關狀態對應的高電平、低電平的脈衝個數，並根據時間與脈衝個數的關係處理成頻率M並存儲到所述MCU中。所述MCU記錄高電平、低電平脈衝個數的方式為按高電平出現的個數計算或者按低電平出現的個數計算或者以連續的高電平和低電平記為一個的方式計算。所述步驟(4)中，所述MCU記錄其當前的PPG/PWM，並以所述PPG/PWM為變量，計算出所述預設頻率閥值N。步驟(2)中，所述IGBT開通時，所述信號產生單元輸出高電平，所述IGBT關斷時，所述信號產生單元輸出低電平；或者所述IGBT開通時，所述信號產生單元輸出低電平，所述IGBT關斷時，所述信號產生單元輸出高電平。同時，本發明還提供一種判斷鍋具材質的控制電路，其包括由IGBT與加熱單元組成的逆變單元、信號產生單元及包含MCU的控制單元，所述信號產生單元連接在所述控制單元輸入端與所述逆變單元之間，所述控制單元通過所述IGBT控制所述加熱單元進行加熱，所述信號產生單元根據所述IGBT的開關狀態對應的輸出脈衝信號給所述控制單元的MCU,所述MCU用於將所述脈衝信號轉換成頻率M,並將所述頻率M與預設頻率閾值N進行比較，所述MCU還用於根據比較結果判斷出鍋具類型，並根據所述鍋具類型調整相關加熱參數。所述MCU還用於記錄其當前的PPG/PWM，並以所述PPG/PWM為變量，計算出所述預設頻率閥值N。所述MCU包括用於記錄所述IGBT的脈衝信號，並將其轉換成頻率M的頻率處理模塊。所述MCU包括用於將頻率M與預設頻率閾值N進行比較，並根據比較結果判斷出鍋具類型的鍋具類型判斷模塊。
所述信號產生單元主要由比較器Ul構成，比較器Ul接收所述IGBT的開關狀態所產生的變化電壓，並根據所述變化電壓相應的輸出高電平/低電平。所述信號產生單元還包括電阻R1、電阻R2、電阻R3及電阻R4，電阻Rl —端連接至加熱單元，另一端分別與電阻R2的一端、比較器Ul的負向輸入端連接，電阻R2另一端接地；電阻R3的一端連接至IGBT的C極，另一端分別連接電阻R4 —端、比較器Ul的正向輸入端；電阻R4另一端接地；比較器Ul的輸出端與控制單元相連接。與現有技術相比較，本發明的有益效果在於
(1)本發明通過在加熱單元與控制單元之間設置信號產生單元，信號產生單元能根據IGBT的開關狀態對應的輸出脈衝信號給控制單元，控制單元產生頻率M,將頻率M與預設頻率閾值N進行比較，並根據比較結果判斷出鍋具類型。故在加熱過程中，通過IGBT持續的開與關以實現反覆地對鍋具材質進行判斷，即使出現誤判也可以在下一次判斷時將其糾正，並且可以在鍋具快速切換時判斷出鍋具材質，使電磁加熱裝置可準確根據鍋具材質調整加熱狀態，提高加熱效率。(2)本發明利用了比較器作為信號產生單元，不僅結構簡單，且具有低成本、性能可靠的特點。(3)本發明在電磁加熱裝置工作時能夠不受電壓影響，抗電磁幹擾能力強。
圖I為本發明鍋具判斷方法流程 圖2為本發明的判斷鍋具材質的控制電路的原理圖。
具體實施例方式以下結合實施例及附圖對本發明進行詳細的描述。本實施例以電磁爐為例，如圖I所示，本發明電磁爐的判斷鍋具材質的控制方法，包括如下步驟
(O電磁爐工作時，控制單元控制IGBT使加熱單元進行加熱；
(2)信號產生單元根據所述IGBT的開關狀態對應的輸出脈衝信號給所述控制單元的MCU ;
(3)MCU記錄輸入的脈衝信號，並將所述脈衝信號轉換成頻率M ；
(4)將頻率M與預設頻率閾值N進行比較，當頻率M大於預設頻率閾值N時，判斷鍋具類型為A ;若頻率M小於或等於預設頻率閾值N時，判斷鍋具類型為B ；
(5)根據判斷出的鍋具類型，MCU調整相關加熱參數，使電磁爐調整加熱狀態。進一步的，步驟(I)之前還包括步驟(a)，所述步驟(a)檢測電磁爐上是否放有鍋具，檢測到有鍋具後，電磁爐開始工作。進一步的，步驟(3)中，所述MCU記錄一定時間內IGBT開關狀態對應的高電平、低電平的脈衝個數，並根據時間與脈衝個數的關係處理成頻率M並存儲到MCU中。 所述MCU記錄高電平、低電平脈衝個數的方式為按高電平出現的個數計算或者按低電平出現的個數計算或者以連續的高電平和低電平記為一個的方式計算。進一步的，步驟(4)中，所述MCU記錄當前PPG/PWM，並以當前PPG為變量，計算出所述預設頻率閥值N。進一步的，步驟(2)中，所述IGBT開通時，所述信號產生單元輸出高電平，所述IGBT關斷時，所述信號產生單元輸出低電平。除此之外，也可以是，所述IGBT開通時，所述信號產生單元輸出低電平，所述IGBT關斷時，所述信號產生單元輸出高電平。本發明同時還提供一種判斷鍋具材質的控制電路，其包括由IGBT與加熱單元組成的逆變單元、信號產生單元及包含MCU的控制單元，所述信號產生單元連接在所述控制單元輸入端與所述逆變單元之間，所述控制單元通過所述IGBT控制所述加熱單元進行加熱，所述信號產生單元根據所述IGBT的開關狀態對應的輸出脈衝信號給所述控制單元的MCU,所述MCU用於將所述脈衝信號轉換成頻率M,並將所述頻率M與預設頻率閾值N進行比較，所述MCU還用於根據比較結果判斷出鍋具類型，並根據所述鍋具類型調整相關加熱參數。所述MCU還用於記錄其當前的PPG/PWM，並以所述PPG/PWM為變量，計算出所述預
設頻率閥值N。所述MCU包括用於記錄IGBT的脈衝信號，並將其轉成頻率M的頻率處理模塊。所述MCU包括用於將頻率M與預設頻率閾值N進行比較，並根據比較結果判斷出鍋具類型的鍋具類型判斷模塊。所述信號產生單元主要由比較器Ul構成，比較器Ul接收所述IGBT的開關狀態所產生的變化電壓，並根據所述變化電壓相應的輸出高電平/低電平。所述整流濾波單位由整流橋及與整流橋連接的濾波電感LI、濾波電容Cl構成。加熱單元由相連接的諧振電容C2、線圈盤L2構成。具體的，為實現產生高低電平信號，如圖2為本發明的頻率判斷鍋具材質詳細的控制電路
如圖2所示，控制電路具體包括整流橋、濾波電感LI、濾波電容Cl、諧振電容C2、線圈盤L2、IGBT, IGBT驅動電路、電阻R1、電阻R2、比較器U1、電阻R3、電阻R4及MCU ；
整流橋正向輸出端連接濾波電感LI，整流橋負向輸出端接地，濾波電感LI另一端與濾波電容Cl連接於A點，諧振電容C2與線圈盤L2並聯連接，一端連接於A點，另一端連接於B點與IGBT的C極相連；IGBT的E極接地，G極與IGBT驅動電路相連接；電阻Rl連接於A點，另一端分別與電阻R2、比較器Ul的負向輸入端連接，電阻R2另一端接地；電阻R3連接在B點，另一端分別連接電阻R4、比較器Ul的正向輸入端；電阻R4另一端接地；比較器Ul的輸出端與MCU相連接；MCU的PPG輸出埠與IGBT驅動電路相連接。為進一步了解本發明，將本發明的工作原理描述如下
當電磁爐上放上鍋具後，線圈盤L2和鍋具通過互感形成一個等效電感L，當線圈盤L2固定時與不同的鍋具耦合後所產生的等效電感L不同。以不鏽鋼材質鍋具和不鏽鐵材質鍋具為例，不鏽鋼材質鍋具與線圈盤L2耦合後的等效電感小於不鏽鐵材質與線圈盤L2耦合後的等效電感，電磁爐的工作過程與等效電感有如下關係
電磁爐工作時，MCU通過控制PPG的大小控制IGBT驅動電路，IGBT驅動電路用於控制IGBT的開關，當IGBT開通時IGBT的C極電壓為接近於OV的低電壓，IGBT開通一段時間後MCU控制IGBT關斷，控制電路進入自由諧振狀態，在IGBT關斷後電感L對電容C2充電，D點電壓上升，當電感中能量全部轉換到電容C2中後，C2開始放電，能量有C2向電感L轉 移，當MCU檢測到D點電壓由高於C點電壓變化到低於C點電壓時IGBT再次開通。在IGBT關斷後L與C2處於諧振狀態，關斷時間取決於L和C2的大小。當MCU通過控制PPG控制IGBT驅動電路輸出高電平時，控制IGBT開通，B點電壓為0，A點電壓為整流濾波後電壓，此時UC>UD，比較器輸出低電平，當MCU通過PPG控制驅動模塊控制IGBT關斷後B點電壓開始上升，上升到UC〈UD時，比較器輸出高電平，此時MCU通過控制驅動模塊控制IGBT開通，比較器輸出高電平，如此循環，即在每一個開關周期內IGBT開通時比較器輸出一個高電平，IGBT關斷時輸出一個低電平，IGBT關斷時間與等效電感L相關，L越大IGBT關斷時間越長，在PPG確定時，單位時間內比較器輸出的高電平個數和低電平個數越少，比較器輸出信號頻率越低。所述控制單位還包括檢測電磁爐上是否放有鍋具的檢鍋模塊，加熱單元在確認放有鍋具後，MCU通過PPG控制IGBT加熱，頻率處理模塊記錄固定時間內高電平的個數，根據時間與個數的關係將脈衝個數處理成頻率存儲到控制單元中，本實施例以500MS為單位時間，MCU讀取頻率處理模塊中計算到的頻率M，MCU根據PPG計算出頻率閥值N，用M-N，判斷M-N是否大於0，若果M-N大於0，則通過鍋具類型判斷模塊判為鍋具類型A，如果小於0，則判為鍋具類型B，在判斷出鍋具類型後，MCU調整相關參數，使電磁爐工作在最佳工作狀態。本發明還可適用於電磁飯煲、電磁壓力鍋等採用電磁原理進行加熱的電磁加熱裝置中。
權利要求
1.一種判斷鍋具材質的控制方法，其特徵在於，包括以下步驟 (O電磁加熱裝置工作時，控制單元控制IGBT使加熱單元進行加熱； (2)信號產生單元根據所述IGBT的開關狀態對應的輸出脈衝信號給所述控制單元的MCU ; (3)MCU記錄輸入的脈衝信號，並將所述脈衝信號轉換成頻率M ； (4)將頻率M與預設頻率閾值N進行比較，當頻率M大於預設頻率閾值N時，判斷鍋具類型為A ;若頻率M小於或等於預設頻率閾值N時，判斷鍋具類型為B ； (5)根據判斷出的鍋具類型，MCU調整相關加熱參數，使電磁加熱裝置調整加熱狀態。
2.根據權利要求I所述的判斷鍋具材質的控制方法，其特徵在於，步驟(I)之前還包括步驟(a)，所述步驟(a)檢測所述電磁加熱裝置上是否放有鍋具，檢測到有鍋具後，所述電磁加熱裝置開始工作。
3.根據權利要求2所述的判斷鍋具材質的控制方法，其特徵在於，步驟(3)中，所述MCU記錄一定時間內所述IGBT開關狀態對應的高電平、低電平的脈衝個數，並根據時間與脈衝個數的關係處理成頻率M並存儲到所述MCU中。
4.根據權利要求3所述的判斷鍋具材質的控制方法，其特徵在於，所述MCU記錄高電平、低電平脈衝個數的方式為按高電平出現的個數計算或者按低電平出現的個數計算或者以連續的高電平和低電平記為一個的方式計算。
5.根據權利要求I 3任一項所述的判斷鍋具材質的控制方法，其特徵在於，所述步驟(4)中，所述MCU記錄其當前的PPG/PWM，並以所述PPG/PWM為變量，計算出所述預設頻率閥值N。
6.根據權利要求3所述的判斷鍋具材質的控制方法，其特徵在於，步驟(2)中，所述IGBT開通時，所述信號產生單元輸出高電平，所述IGBT關斷時，所述信號產生單元輸出低電平；或者所述IGBT開通時，所述信號產生單元輸出低電平，所述IGBT關斷時，所述信號產生單元輸出高電平。
7.一種判斷鍋具材質的控制電路，其特徵在於，包括由IGBT與加熱單元組成的逆變單元、信號產生單元及包含MCU的控制單元，所述信號產生單元連接在所述控制單元輸入端與所述逆變單元之間，所述控制單元通過所述IGBT控制所述加熱單元進行加熱，所述信號產生單元根據所述IGBT的開關狀態對應的輸出脈衝信號給所述控制單元的MCU，所述MCU用於將所述脈衝信號轉換成頻率M，並將所述頻率M與預設頻率閾值N進行比較，所述MCU還用於根據比較結果判斷出鍋具類型，並根據所述鍋具類型調整相關加熱參數。
8.根據權利要求7所述的判斷鍋具材質的控制電路，其特徵在於，所述MCU還用於記錄其當前的PPG/PWM，並以所述PPG/PWM為變量，計算出所述預設頻率閥值N。
9.根據權利要求8所述的判斷鍋具材質的控制電路，其特徵在於，所述MCU包括用於記錄所述IGBT的脈衝信號，並將其轉換成頻率M的頻率處理模塊。
10.根據權利要求8所述的判斷鍋具材質的控制電路，其特徵在於，所述MCU包括用於將頻率M與預設頻率閾值N進行比較，並根據比較結果判斷出鍋具類型的鍋具類型判斷模塊。
11.根據權利要求8 10任一項所述的判斷鍋具材質的控制電路，其特徵在於，所述信號產生單元主要由比較器Ul構成，比較器Ul接收所述IGBT的開關狀態所產生的變化電壓，並根據所述變化電壓相應的輸出高電平/低電平。
12.根據權利要求11所述的判斷鍋具材質的控制電路，其特徵在於，所述信號產生單元還包括電阻R1、電阻R2、電阻R3及電阻R4，電阻Rl —端連接至加熱單元，另一端分別與電阻R2的一端、比較器Ul的負向輸入端連接，電阻R2另一端接地；電阻R3的一端連接至IGBT的C極，另一端分別連接電阻R4 —端、比較器Ul的正向輸入端；電阻R4另一端接地；比較器Ul的輸出端與控制單元相連接。
全文摘要
本發明公開一種判斷鍋具材質的控制電路及其方法，所述方法包括以下步驟電磁加熱裝置工作時，控制單元控制IGBT使加熱單元進行加熱；信號產生單元根據所述IGBT的開關狀態對應的輸出脈衝信號給所述控制單元的MCU；MCU記錄輸入的脈衝信號，並將所述脈衝信號轉換成頻率M；將頻率M與預設頻率閾值N進行比較，當頻率M大於預設頻率閾值N時，判斷鍋具類型為A；若頻率M小於或等於預設頻率閾值N時，判斷鍋具類型為B；根據判斷出的鍋具類型，MCU調整相關加熱參數，使電磁加熱裝置調整加熱狀態。本發明能使電磁爐調整為對應鍋具材質的工作狀態，適時對鍋具材質進行判斷以糾錯等優點，準確更新鍋具材質調整加熱狀態，提高加熱效率。
文檔編號H05B6/06GK102905411SQ201210394618
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月17日 優先權日2012年10月17日
發明者汪釗, 李新峰, 孫赫男 申請人:美的集團股份有限公司