[发明专利]一种能够抑制谐波和闪烁的加热方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种加热控制方法，更具体地说，涉及一种能够抑制谐波和闪烁的加热方法及装置。

背景技术

依据国家标准GB17625和EN61000-6-3要求每相电流小于等于16A的电气设备必须满足电磁兼容限值、谐波电流发射限值及电压波动和闪烁限值。

对于用交流市电供电的电子产品，谐波电流和闪烁是必须要面对的EMC测试项目。在低压市电网络使用的电器设备，其供电电压是正弦波，但是电流波形未必是正弦波，可能都会有少许畸变。此类设备的大量使用，会造成电网电压畸变，使电网电能质量下降。

电网中存在过量的谐波电流，不仅会导致电机的工作效率降低，发热，严重会造成设备烧毁。正是出于保护电网电能质量，保证用户设备正常运行的目的，IEC提出了谐波电流的限制标准。

此外，电网中接有大量的自动接通和切断控制的负荷，如含有控温器和定时器的厨房器具，电加热器，空调器复印机和其他设备。当自动控制循环接通、断开时，将引起电源负荷的频繁变化，使电网电压产生波动，进而对接在同一网络的照明设备的亮度产生影响，这种灯光的闪烁对人的健康十分有害，严重时会引起癫痫病的发作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种解决快速加热和EMC测试中的谐波和闪烁超标问题的能够抑制谐波和闪烁的加热方法及装置。

本发明的技术方案如下：

一种能够抑制谐波和闪烁的加热方法，通过两路或两路以上独立控制的加热丝的开关进行加热；其中，一路加热丝的功率根据水温进行实时调节，其他加热丝为全开或关闭状态。

作为优选，加热丝的开或关，由交流电源的过零点为基准，决定加热丝在交流电源的下一个半周期的开或关。

作为优选，利用PWM信号调制用于实时调节功率的一路加热丝的交流电源，加热丝的功率不大于全周期交流电源进行供电时的功率的一半。

作为优选，PWM信号的周期、占空比根据加热所需的功率进行调节，从而调节加载在加热丝上的电压幅值，改变加热功率。

作为优选，步骤如下：

1）采集进水温度、流量，设定目标温度；

2）通过PID迭代算法计算加热丝的输出功率；

3）判断用于功率调节的一路加热丝是否满足当前加热所述的功率，如果是，则关闭其他加热丝，并将功率转化为控制编码，根据输出的控制编码生成PWM信号；如果否，则接通其他加热丝，并计算需要叠加的功率，并将功率转化为控制编码，根据输出的控制编码生成PWM信号。

作为优选，交流电源的频率不大于100赫兹。

一种能够抑制谐波和闪烁的加热装置，包括交流电源、两路或两路以上加热丝、开关单元、控制单元，交流电源与通过开关单元与加热丝相连进行供电，加热丝分别受开关单元进行独立控制，控制单元分别与交流电源、开关单元相连，用于采集交流电源信息、控制开关单元，进而控制加载在加热丝的交流电源的幅值与通断，其中一路加热丝的功率根据水温进行实时调节，其他加热丝分别为全开或关闭状态。

作为优选，调节功率的加热丝与另一路加热丝为一根加热管，加热管上连接有公共端，加热管两端分别连接有输出端，公共端将加热管分隔形成两路加热丝，两路加热丝分别独立受控加热。

作为优选，开关单元中，控制实时调节功率的加热丝的开关元件为可控硅，控制全开或关闭的加热丝的开关元件为可控硅或继电器。

作为优选，还包括温度检测装置、流量检测装置、过零检测电路；

温度检测装置、流量检测装置分别与控制单元连接，分别用于采集进水温度、出水温度，与水流流量，并发送至控制单元；

过零检测电路连接于交流电源与控制单元之间，用于采集交流电源的过零点。

作为优选，开关单元中还包括隔离电路，连接在开关元件与控制单元之间，用于将控制单元输出的弱电的PWM信号与强电的用于加热的交流电源相隔离。

本发明的有益效果如下：

1、能够有效解决使用加热器加热水时引起的闪烁问题，能通过CE认证测试；

2、谐波电流小，能通过CE认证测试；

3、控制精度与控制周期为可控状态；

4、可控硅过零触发低压低频动作控制，仅需要很少的滤波组件就可以通过所有EMC测试，成本低廉，经济实用。

附图说明

图1是交流电源的电压和电流波形图；

图2是本发明所述的装置的结构框图；

图3是实施例的两路加热流程图；

图4是过零触发和控制编码控制后的电压波形图；