[发明专利]电磁炉工作状态检测电路与开关频率控制方法

说明书

本发明公开了一种电磁炉工作状态检测电路，包括D触发器，D触发器的一个输入端依次连接有双施密特反相器一、电平转换电路、反相过零滞环比较器、反相器二、反相器一及电压跟随器，D触发器的另一个输入端依次连接有双施密特反相器三、阻容延时电路及双施密特反相器二。本发明还公开了一种电磁炉的开关频率控制方法，根据三种状态的判断情况进行对应的控制。本发明的装置及方法，能够使得电磁炉迅速恢复到感性工作状态，避免电磁炉的主电路损坏，延长电磁炉工作寿命。

技术领域

本发明属于感应加热电源技术领域，涉及一种电磁炉工作状态检测电路，本发明还涉及一种电磁炉的开关频率控制方法。

背景技术

由于煤、天然气等化石能源在用于加热锅具时效率较低，同时存在用火安全与环境污染的问题，与之相比，用电加热锅具时加热效率高、安全、环保，因此电加热产品逐步流行开来，特别是电磁炉的应用越来越广泛。大功率电磁炉的主电路大多采用半桥逆变电路或全桥逆变电路连接LC串联谐振电路，谐振电感单独放置或与锅具固定在一起。

当电磁炉正常工作时要求逆变电路的开关工作频率不能低于LC谐振频率，即保持电路工作在感性状态或阻性状态，以便保证逆变电路的开关管一直工作在零电压开通的软开关状态，从而减小开关损耗。但是，决不允许电磁炉工作在容性状态，因为容性工作状态时逆变电路开关管处于硬开关状态，存在开关管容易损坏的问题。

同时，为了调节火力，需要采用调节开关频率来实现，即采用调频控制实现电磁炉火力控制，开关占空比等于50％保持不变，开关频率越接近LC谐振频率，则火力越大，时刻保证最低的开关频率必须大于等于LC谐振频率。然而，在加热过程中谐振电感L的数值会发生变化，也可能谐振电感L匝间绝缘不好而出现短路问题，使得LC谐振频率也会发生变化，一旦LC谐振频率高于开关频率，则逆变电路开关管就会处于容性工作状态，若检测与保护不及时，则开关管极易损坏，从而导致相应的损失。

另外，现有电磁炉为了防止发生容性工作状态，采取开关频率比LC谐振频率高一些的做法，在最大火力输出时，由于开关频率与LC谐振频率有一定的距离，所以导致最大输出火力受到限制，加热时间会稍长一些。

发明内容

本发明的目的是提供一种电磁炉工作状态检测电路，解决了现有技术存在不能及时发现电磁炉容性工作状态，以及不能主动提高开关频率使得电磁炉迅速恢复到感性工作状态，导致电磁炉的主电路损坏，缩短电磁炉工作寿命的问题。

本发明的另一目的是提供一种电磁炉的开关频率控制方法，根据三种状态的判断情况进行对应的控制。

本发明所采用的技术方案是，一种电磁炉工作状态检测电路，包括D触发器，D触发器的一个输入端依次连接有双施密特反相器一、电平转换电路、反相过零滞环比较器、反相器二、反相器一及电压跟随器，D触发器的另一个输入端依次连接有双施密特反相器三、阻容延时电路及双施密特反相器二。

本发明所采用的另一技术方案是，一种电磁炉的开关频率控制方法，利用上述的电磁炉工作状态检测电路，按照以下步骤实施：

首先设定，iL代表电流传感器检测到的串联谐振电感电流信号，CLK代表D触发器的时钟输入信号，Din代表D触发器的电平输入信号，Q代表D触发器的输出端信号，PWM代表微控制器发出的逆变电路S1开关管对应的脉冲宽度调制信号，fs(n-1)代表当前开关频率，fs(n)代表新的开关频率，Δf代表固定的扰动频率，fsmax代表对应最小火力的最高开关频率，

步骤1、通过电流传感器检测得到串联谐振电感电流信号iL，经过电压跟随器后由反相器一和反相器二滤除iL中的高频噪声，反相器二的输出信号仅保留了iL的基频信号，它作为反相过零滞环比较器的反相输入信号，与零进行滞环比较后，获得接近运算放大器供电电源的正负电压变化的方波信号；