電磁爐中igbt反衝高壓強度檢測方法及其電路的製作方法
2023-10-06 19:44:29 2
專利名稱：電磁爐中igbt反衝高壓強度檢測方法及其電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及電磁爐技術，特別涉及電磁爐中IGBT反衝高壓強度檢測方法及其檢 測電路。
背景技術：
電磁爐線圈盤在諧振過程中，IGBT的C極有反衝高壓產生，當反衝高壓過高超過 IGBT的極限值，容易造成IGBT損壞。普通電磁爐針對此IGBT反衝高壓的限制和保護，一 般是先經過採樣電路檢測反衝高壓，然後通過比較器等元件與設定的基準電壓比較，超過 基準電壓馬上通過調整IGBT驅動電路減小電磁爐輸出功率，這樣反衝高壓會下降，反衝電 壓降下來後，又調整IGBT驅動電路增大功率輸出，如此反覆調整。採用這種技術措施，當用 戶使用一些材料成分比較複雜的鍋具(如劣質的不鏽鋼鍋等)，並在大功率加熱時，IGBT的 C極反衝高壓一直處於比較高的耐壓極限狀態，此時電網中如果出現浪湧電壓，或者抖動鍋 具出現浪湧電流時，IGBT往往容易損壞。
發明內容
本發明的目的是提供一種電磁爐中IGBT反衝高壓強度檢測方法及檢測電路，使 得能夠檢測出電磁爐中IGBT反衝高壓的強度，為功率調整提供參考數據，以避免IGBT的C 極反衝高壓長時間處於耐壓極限狀態。 為達上述目的，本發明採用的技術方案為一種電磁爐中IGBT反衝高壓強度檢測 方法，包括以下步驟 a、由反衝高壓採樣電路採樣IGBT的C極電壓； b、比較器對所述反衝高壓採樣電路的輸出電壓和設定的限壓基準電壓進行比較， 檢出IGBT反衝高壓過限的過限脈衝信號； c、計數器對比較器輸出的過限脈衝計數，同時由比較器輸出的過限脈衝觸發定時 器開始定時； d、定時器定時時間到後發送定時結束信號給CPU， CPU讀取計數器的計數值，此計 數值表示IGBT反衝高壓強度；以及， e、 CPU輸出復位信號對計數器清零，並使定時器復位。 CPU依據檢測到的IGBT反衝高壓強度對電磁爐功率進行適當的調整。 實現上述方法的一種電磁爐中IGBT反衝高壓強度檢測電路，包括IGBT反衝高
壓採樣電路、比較器、計數器、定時器、單穩觸發器和CPU，所述IGBT反衝高壓採樣電路輸出
端接比較器的一輸入端，比較器的另一輸入端接設定的限壓基準電壓，比較器的輸出端接
計數器的計數脈衝輸入端和定時器的觸發端，計數器的輸出端接CPU的相應輸入端，定時
器的輸出端通過單穩觸發器接CPU的另一輸入端，計數器的清零端和定時器的復位端均接
CPU的復位信號輸出端。定時器定時時間到後發送定時結束信號給CPU, CPU讀取計數器的
計數值，此計數值表示IGBT反衝高壓強度，CPU輸出復位信號對計數器清零，並使定時器復位。 本發明中，所述限壓基準電壓根據IGBT的反向耐壓值設定，所述限壓基準電壓對 應的反衝限制高壓為IGBT反向耐壓值的85% -95%。 針對現有電磁爐在解決IGBT反衝高壓時所存在的缺陷，本發明首次提出了對電 磁爐中IGBT反衝高壓的強度進行檢測的構思，並利用計數器、定時器、單穩態觸發器、比較 器、反衝高壓採樣電路和CPU實現了對電磁爐中IGBT反衝高壓的強度進行檢測的方法及電 路。通過該方法和電路，能夠檢測出IGBT反衝高壓的強度，為功率調整提供了準確的參考， 使得能夠根據反衝高壓的強度進行適當的功率調整，避免IGBT的C極反衝高壓長時間處於 比較危險的高位狀態，從而能有效降低IGBT損壞的概率。 另外，現有技術是簡單地檢查到反衝高壓有過限時再改變功率，是一種事後調整 方法。而本發明採用的是預設一個比極限高壓(IGBT的反向耐壓值)低一點的電壓作為閾 值(限壓基準)，通過檢查達到閾值的頻繁度，得出反衝高壓的強度，依據該檢測結果對電 磁爐功率進行適當的調整，是在判斷反衝高壓可能過限時就對功率進行控制，這種事先控 制更加主動，更加安全。
圖1為本發明電磁爐中IGBT反衝高壓強度檢測電路的原理框圖；
圖2為其實施電路圖；
圖3為反衝高壓的波形圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明做進一步說明。 參照圖l，本電磁爐中IGBT反衝高壓強度檢測電路包括IGBT反衝高壓採樣電路、 比較器、計數器、定時器、單穩觸發器和CPU, IGBT反衝高壓採樣電路連接於IGBT的C極與 地之間，IGBT反衝高壓採樣電路輸出端接比較器的一輸入端，比較器的另一輸入端接設定 的限壓基準電壓，比較器的輸出端接計數器的計數脈衝輸入端和定時器的觸發端，計數器 的輸出端接CPU的相應輸入端，定時器的輸出端通過單穩觸發器接CPU的另一輸入端，計數 器的清零端和定時器的復位端接CPU的復位信號輸出端，計數器的D5端接VCC。 CPU的一 輸出端接IGBT驅動控制模塊。 參照圖2，在典型實施例中，比較器、計數器、定時器、單穩觸發器、CPU和IGBT驅動 控制模塊集成於一個SoC (System on a Chip)晶片內，該晶片最好採用CHK-S008晶片。
IGBT反衝高壓採樣電路包括電阻R4、R5、R6串聯支路，該串聯支路接於IGBT的C 極與地之間，電阻R5、 R6公共端通過電阻R7接所述比較器同相輸入端(即CHK-S008晶片 的14Pin)，比較器的反相輸入端接限壓基準電壓。該限壓基準電壓的值根據採用的IGBT的 反向耐壓來確定，參照圖3，如IGBT的反向耐壓為1200V，通常反衝限制高壓取1100V左右， 將一與該反衝限制高壓1100V對應的限壓基準電壓接入比較器的反相輸入端，當IGBT反衝 高壓超過1100V時比較器輸出反轉，當IGBT反衝高壓回落至低於1100V時比較器輸出再次 反轉，即每一個反衝高壓超過限壓比較器輸出一個脈衝。 利用上述檢測電路對電磁爐中IGBT反衝高壓強度檢測的方法，包括以下步驟
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a、由反衝高壓採樣電路採樣IGBT的C極電壓； b、比較器對所述反衝高壓採樣電路的輸出電壓和設定的限壓基準電壓進行比較， 檢出IGBT反衝高壓過限的過限脈衝信號； c、計數器對比較器輸出的過限脈衝計數，同時由比較器輸出的過限脈衝觸發定時 器開始定時； d、定時器定時時間到後觸發單穩觸發器，輸出定時結束信號，CPU接收到定時結束 信號後，讀取計數器的計數值，此計數值表示IGBT反衝高壓強度，計數值越大，表明設定時 間內超過限壓基準電壓的反衝脈衝個數越多，IGBT反衝高壓強度越高；
e、 CPU輸出復位信號對計數器清零，並對定時器復位，使定時器和計數器同步。
在檢測出IGBT反衝高壓的強度後，CPU通過對強度判斷，通過軟體智能控制，針對 不同的鍋具進行適當的功率調整，避免IGBT的C極反衝高壓長時間處於比較危險的高位狀 態，從而有效降低了 IGBT損壞的概率。例如當使用某種特殊材料的鍋具，電磁爐在2000 瓦功率加熱時，單位時間內反衝高壓脈衝計數值很大，說明IGBT反衝高壓強度很高，CPU就 可以適當控制電磁爐加熱功率降低到1800W左右工作，IGBT反衝高壓就會相應降下來，離 開IGBT的極限電壓比較遠，這樣IGBT工作就更加可靠安全。
權利要求
電磁爐中IGBT反衝高壓強度檢測方法，其特徵在於包括以下步驟a、由反衝高壓採樣電路採樣IGBT的C極電壓；b、比較器對所述反衝高壓採樣電路的輸出電壓和設定的限壓基準電壓進行比較，檢出IGBT反衝高壓過限的過限脈衝信號；c、計數器對比較器輸出的過限脈衝計數，同時由比較器輸出的過限脈衝觸發定時器開始定時；d、定時器定時時間到後發送定時結束信號給CPU，CPU讀取計數器的計數值，此計數值表示IGBT反衝高壓強度；以及，e、CPU輸出復位信號對計數器清零，並使定時器復位。
2. 根據權利要求1的電磁爐中IGBT反衝高壓強度檢測方法，其特徵在於所述IGBT 反衝高壓採樣電路包括第一電阻、第二電阻和第三電阻串聯支路，該串聯支路接於IGBT的 C極與地之間，第二電阻和第三電阻公共端通過第四電阻接所述比較器同相輸入端，比較器 的反相輸入端接設定的限壓基準電壓。
3. 根據權利要求1或2的電磁爐中IGBT反衝高壓強度檢測方法，其特徵在於步驟b 中，所述設定的限壓基準電壓對應的反衝限制高壓為IGBT反向耐壓值的85% -95%。
4. 實現權利要求1-3任何一項所述方法的一種電磁爐中IGBT反衝高壓強度檢測電路， 其特徵在於包括IGBT反衝高壓採樣電路、比較器、計數器、定時器、單穩觸發器以及CPU， 所述IGBT反衝高壓採樣電路輸出端接比較器的一輸入端，比較器的另一輸入端接設定的 限壓基準電壓，比較器的輸出端接計數器的計數脈衝輸入端和定時器的觸發端，計數器的 輸出端接CPU的相應輸入端，定時器的輸出端通過單穩觸發器接CPU的另一輸入端，計數器 的清零端和定時器的復位端接CPU的復位信號輸出端。
5. 根據權利要求4的電磁爐中IGBT反衝高壓強度檢測電路，其特徵在於所述CPU、計 數器、定時器、單穩觸發器和比較器集成於同一晶片內。
6. 根據權利要求4或5的電磁爐中IGBT反衝高壓強度檢測電路，其特徵在於所述 IGBT反衝高壓採樣電路包括第一電阻、第二電阻和第三電阻串聯支路，該串聯支路接於 IGBT的C極與地之間，第二電阻和第三電阻公共端通過第四電阻接所述比較器同相輸入 端，比較器的反相輸入端接設定的限壓基準電壓。
7. 根據權利要求4或5的電磁爐中IGBT反衝高壓強度檢測電路，其特徵在於所述設 定的限壓基準電壓對應的反衝限制高壓為IGBT反向耐壓值的85% -95%。
8. 根據權利要求4或5的電磁爐中IGBT反衝高壓強度檢測電路，其特徵在於所述 CPU、計數器、定時器、單穩觸發器和比較器集成於CHK-S008晶片內。
全文摘要
一種電磁爐中IGBT反衝高壓強度檢測方法，包括步驟由反衝高壓採樣電路採樣IGBT的C極電壓；比較器對反衝高壓採樣電路的輸出電壓和限壓基準電壓比較，檢出過限脈衝信號；計數器對比較器輸出的過限脈衝計數，並由該過限脈衝觸發定時器開始定時；定時器定時時間到後發送定時結束信號給CPU，讀取計數器的計數值，此計數值表示IGBT反衝高壓強度；CPU輸出復位信號對計數器清零，使定時器復位。其首次提出電磁爐中IGBT反衝高壓的強度定量檢測的構思，能快速檢測出IGBT反衝高壓強度，為CPU對電磁爐功率的調整提供了準確依據，可避免IGBT的反衝高壓長時間處於比較危險的高位狀態，有效降低IGBT損壞的概率。
文檔編號G01R19/17GK101750532SQ20081021835
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月12日 優先權日2008年12月12日
發明者丘守慶, 劉春光, 李鵬, 許申生, 陳勁鋒 申請人:深圳市鑫匯科科技有限公司