專利名稱：電磁爐中igbt反沖高壓強(qiáng)度檢測(cè)方法及其電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁爐技術(shù)，特別涉及電磁爐中IGBT反沖高壓強(qiáng)度檢測(cè)方法及其檢 測(cè)電路。
背景技術(shù)：
電磁爐線圈盤在諧振過(guò)程中，IGBT的C極有反沖高壓產(chǎn)生，當(dāng)反沖高壓過(guò)高超過(guò) IGBT的極限值，容易造成IGBT損壞。普通電磁爐針對(duì)此IGBT反沖高壓的限制和保護(hù)，一 般是先經(jīng)過(guò)采樣電路檢測(cè)反沖高壓，然后通過(guò)比較器等元件與設(shè)定的基準(zhǔn)電壓比較，超過(guò) 基準(zhǔn)電壓馬上通過(guò)調(diào)整IGBT驅(qū)動(dòng)電路減小電磁爐輸出功率，這樣反沖高壓會(huì)下降，反沖電 壓降下來(lái)后，又調(diào)整IGBT驅(qū)動(dòng)電路增大功率輸出，如此反復(fù)調(diào)整。采用這種技術(shù)措施，當(dāng)用 戶使用一些材料成分比較復(fù)雜的鍋具(如劣質(zhì)的不銹鋼鍋等)，并在大功率加熱時(shí)，IGBT的 C極反沖高壓一直處于比較高的耐壓極限狀態(tài)，此時(shí)電網(wǎng)中如果出現(xiàn)浪涌電壓，或者抖動(dòng)鍋 具出現(xiàn)浪涌電流時(shí)，IGBT往往容易損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電磁爐中IGBT反沖高壓強(qiáng)度檢測(cè)方法及檢測(cè)電路，使 得能夠檢測(cè)出電磁爐中IGBT反沖高壓的強(qiáng)度，為功率調(diào)整提供參考數(shù)據(jù)，以避免IGBT的C 極反沖高壓長(zhǎng)時(shí)間處于耐壓極限狀態(tài)。 為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種電磁爐中IGBT反沖高壓強(qiáng)度檢測(cè) 方法，包括以下步驟 a、由反沖高壓采樣電路采樣IGBT的C極電壓； b、比較器對(duì)所述反沖高壓采樣電路的輸出電壓和設(shè)定的限壓基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較， 檢出IGBT反沖高壓過(guò)限的過(guò)限脈沖信號(hào)； c、計(jì)數(shù)器對(duì)比較器輸出的過(guò)限脈沖計(jì)數(shù)，同時(shí)由比較器輸出的過(guò)限脈沖觸發(fā)定時(shí) 器開始定時(shí)； d、定時(shí)器定時(shí)時(shí)間到后發(fā)送定時(shí)結(jié)束信號(hào)給CPU， CPU讀取計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，此計(jì) 數(shù)值表示IGBT反沖高壓強(qiáng)度；以及， e、 CPU輸出復(fù)位信號(hào)對(duì)計(jì)數(shù)器清零，并使定時(shí)器復(fù)位。 CPU依據(jù)檢測(cè)到的IGBT反沖高壓強(qiáng)度對(duì)電磁爐功率進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 實(shí)現(xiàn)上述方法的一種電磁爐中IGBT反沖高壓強(qiáng)度檢測(cè)電路，包括IGBT反沖高
壓采樣電路、比較器、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、單穩(wěn)觸發(fā)器和CPU，所述IGBT反沖高壓采樣電路輸出
端接比較器的一輸入端，比較器的另一輸入端接設(shè)定的限壓基準(zhǔn)電壓，比較器的輸出端接
計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入端和定時(shí)器的觸發(fā)端，計(jì)數(shù)器的輸出端接CPU的相應(yīng)輸入端，定時(shí)
器的輸出端通過(guò)單穩(wěn)觸發(fā)器接CPU的另一輸入端，計(jì)數(shù)器的清零端和定時(shí)器的復(fù)位端均接
CPU的復(fù)位信號(hào)輸出端。定時(shí)器定時(shí)時(shí)間到后發(fā)送定時(shí)結(jié)束信號(hào)給CPU, CPU讀取計(jì)數(shù)器的
計(jì)數(shù)值，此計(jì)數(shù)值表示IGBT反沖高壓強(qiáng)度，CPU輸出復(fù)位信號(hào)對(duì)計(jì)數(shù)器清零，并使定時(shí)器復(fù)位。 本發(fā)明中，所述限壓基準(zhǔn)電壓根據(jù)IGBT的反向耐壓值設(shè)定，所述限壓基準(zhǔn)電壓對(duì) 應(yīng)的反沖限制高壓為IGBT反向耐壓值的85% -95%。 針對(duì)現(xiàn)有電磁爐在解決IGBT反沖高壓時(shí)所存在的缺陷，本發(fā)明首次提出了對(duì)電 磁爐中IGBT反沖高壓的強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)的構(gòu)思，并利用計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、比較 器、反沖高壓采樣電路和CPU實(shí)現(xiàn)了對(duì)電磁爐中IGBT反沖高壓的強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)的方法及電 路。通過(guò)該方法和電路，能夠檢測(cè)出IGBT反沖高壓的強(qiáng)度，為功率調(diào)整提供了準(zhǔn)確的參考， 使得能夠根據(jù)反沖高壓的強(qiáng)度進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓β收{(diào)整，避免IGBT的C極反沖高壓長(zhǎng)時(shí)間處于 比較危險(xiǎn)的高位狀態(tài)，從而能有效降低IGBT損壞的概率。 另外，現(xiàn)有技術(shù)是簡(jiǎn)單地檢查到反沖高壓有過(guò)限時(shí)再改變功率，是一種事后調(diào)整 方法。而本發(fā)明采用的是預(yù)設(shè)一個(gè)比極限高壓(IGBT的反向耐壓值)低一點(diǎn)的電壓作為閾 值(限壓基準(zhǔn))，通過(guò)檢查達(dá)到閾值的頻繁度，得出反沖高壓的強(qiáng)度，依據(jù)該檢測(cè)結(jié)果對(duì)電 磁爐功率進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，是在判斷反沖高壓可能過(guò)限時(shí)就對(duì)功率進(jìn)行控制，這種事先控 制更加主動(dòng)，更加安全。


圖1為本發(fā)明電磁爐中IGBT反沖高壓強(qiáng)度檢測(cè)電路的原理框圖；
圖2為其實(shí)施電路圖；
圖3為反沖高壓的波形圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。 參照?qǐng)Dl，本電磁爐中IGBT反沖高壓強(qiáng)度檢測(cè)電路包括IGBT反沖高壓采樣電路、 比較器、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、單穩(wěn)觸發(fā)器和CPU, IGBT反沖高壓采樣電路連接于IGBT的C極與 地之間，IGBT反沖高壓采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(shè)定 的限壓基準(zhǔn)電壓，比較器的輸出端接計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入端和定時(shí)器的觸發(fā)端，計(jì)數(shù)器 的輸出端接CPU的相應(yīng)輸入端，定時(shí)器的輸出端通過(guò)單穩(wěn)觸發(fā)器接CPU的另一輸入端，計(jì)數(shù) 器的清零端和定時(shí)器的復(fù)位端接CPU的復(fù)位信號(hào)輸出端，計(jì)數(shù)器的D5端接VCC。 CPU的一 輸出端接IGBT驅(qū)動(dòng)控制模塊。 參照?qǐng)D2，在典型實(shí)施例中，比較器、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、單穩(wěn)觸發(fā)器、CPU和IGBT驅(qū)動(dòng) 控制模塊集成于一個(gè)SoC (System on a Chip)芯片內(nèi)，該芯片最好采用CHK-S008芯片。
IGBT反沖高壓采樣電路包括電阻R4、R5、R6串聯(lián)支路，該串聯(lián)支路接于IGBT的C 極與地之間，電阻R5、 R6公共端通過(guò)電阻R7接所述比較器同相輸入端(即CHK-S008芯片 的14Pin)，比較器的反相輸入端接限壓基準(zhǔn)電壓。該限壓基準(zhǔn)電壓的值根據(jù)采用的IGBT的 反向耐壓來(lái)確定，參照?qǐng)D3，如IGBT的反向耐壓為1200V，通常反沖限制高壓取1100V左右， 將一與該反沖限制高壓1100V對(duì)應(yīng)的限壓基準(zhǔn)電壓接入比較器的反相輸入端，當(dāng)IGBT反沖 高壓超過(guò)1100V時(shí)比較器輸出反轉(zhuǎn)，當(dāng)IGBT反沖高壓回落至低于1100V時(shí)比較器輸出再次 反轉(zhuǎn)，即每一個(gè)反沖高壓超過(guò)限壓比較器輸出一個(gè)脈沖。 利用上述檢測(cè)電路對(duì)電磁爐中IGBT反沖高壓強(qiáng)度檢測(cè)的方法，包括以下步驟
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a、由反沖高壓采樣電路采樣IGBT的C極電壓； b、比較器對(duì)所述反沖高壓采樣電路的輸出電壓和設(shè)定的限壓基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較， 檢出IGBT反沖高壓過(guò)限的過(guò)限脈沖信號(hào)； c、計(jì)數(shù)器對(duì)比較器輸出的過(guò)限脈沖計(jì)數(shù)，同時(shí)由比較器輸出的過(guò)限脈沖觸發(fā)定時(shí) 器開始定時(shí)； d、定時(shí)器定時(shí)時(shí)間到后觸發(fā)單穩(wěn)觸發(fā)器，輸出定時(shí)結(jié)束信號(hào)，CPU接收到定時(shí)結(jié)束 信號(hào)后，讀取計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，此計(jì)數(shù)值表示IGBT反沖高壓強(qiáng)度，計(jì)數(shù)值越大，表明設(shè)定時(shí) 間內(nèi)超過(guò)限壓基準(zhǔn)電壓的反沖脈沖個(gè)數(shù)越多，IGBT反沖高壓強(qiáng)度越高；
e、 CPU輸出復(fù)位信號(hào)對(duì)計(jì)數(shù)器清零，并對(duì)定時(shí)器復(fù)位，使定時(shí)器和計(jì)數(shù)器同步。
在檢測(cè)出IGBT反沖高壓的強(qiáng)度后，CPU通過(guò)對(duì)強(qiáng)度判斷，通過(guò)軟件智能控制，針對(duì) 不同的鍋具進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓β收{(diào)整，避免IGBT的C極反沖高壓長(zhǎng)時(shí)間處于比較危險(xiǎn)的高位狀 態(tài)，從而有效降低了 IGBT損壞的概率。例如當(dāng)使用某種特殊材料的鍋具，電磁爐在2000 瓦功率加熱時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)反沖高壓脈沖計(jì)數(shù)值很大，說(shuō)明IGBT反沖高壓強(qiáng)度很高，CPU就 可以適當(dāng)控制電磁爐加熱功率降低到1800W左右工作，IGBT反沖高壓就會(huì)相應(yīng)降下來(lái)，離 開IGBT的極限電壓比較遠(yuǎn)，這樣IGBT工作就更加可靠安全。
權(quán)利要求
電磁爐中IGBT反沖高壓強(qiáng)度檢測(cè)方法，其特征在于包括以下步驟a、由反沖高壓采樣電路采樣IGBT的C極電壓；b、比較器對(duì)所述反沖高壓采樣電路的輸出電壓和設(shè)定的限壓基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，檢出IGBT反沖高壓過(guò)限的過(guò)限脈沖信號(hào)；c、計(jì)數(shù)器對(duì)比較器輸出的過(guò)限脈沖計(jì)數(shù)，同時(shí)由比較器輸出的過(guò)限脈沖觸發(fā)定時(shí)器開始定時(shí)；d、定時(shí)器定時(shí)時(shí)間到后發(fā)送定時(shí)結(jié)束信號(hào)給CPU，CPU讀取計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，此計(jì)數(shù)值表示IGBT反沖高壓強(qiáng)度；以及，e、CPU輸出復(fù)位信號(hào)對(duì)計(jì)數(shù)器清零，并使定時(shí)器復(fù)位。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的電磁爐中IGBT反沖高壓強(qiáng)度檢測(cè)方法，其特征在于所述IGBT 反沖高壓采樣電路包括第一電阻、第二電阻和第三電阻串聯(lián)支路，該串聯(lián)支路接于IGBT的 C極與地之間，第二電阻和第三電阻公共端通過(guò)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(shè)定的限壓基準(zhǔn)電壓。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的電磁爐中IGBT反沖高壓強(qiáng)度檢測(cè)方法，其特征在于步驟b 中，所述設(shè)定的限壓基準(zhǔn)電壓對(duì)應(yīng)的反沖限制高壓為IGBT反向耐壓值的85% -95%。
4. 實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-3任何一項(xiàng)所述方法的一種電磁爐中IGBT反沖高壓強(qiáng)度檢測(cè)電路， 其特征在于包括IGBT反沖高壓采樣電路、比較器、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、單穩(wěn)觸發(fā)器以及CPU， 所述IGBT反沖高壓采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(shè)定的 限壓基準(zhǔn)電壓，比較器的輸出端接計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入端和定時(shí)器的觸發(fā)端，計(jì)數(shù)器的 輸出端接CPU的相應(yīng)輸入端，定時(shí)器的輸出端通過(guò)單穩(wěn)觸發(fā)器接CPU的另一輸入端，計(jì)數(shù)器 的清零端和定時(shí)器的復(fù)位端接CPU的復(fù)位信號(hào)輸出端。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的電磁爐中IGBT反沖高壓強(qiáng)度檢測(cè)電路，其特征在于所述CPU、計(jì) 數(shù)器、定時(shí)器、單穩(wěn)觸發(fā)器和比較器集成于同一芯片內(nèi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5的電磁爐中IGBT反沖高壓強(qiáng)度檢測(cè)電路，其特征在于所述 IGBT反沖高壓采樣電路包括第一電阻、第二電阻和第三電阻串聯(lián)支路，該串聯(lián)支路接于 IGBT的C極與地之間，第二電阻和第三電阻公共端通過(guò)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(shè)定的限壓基準(zhǔn)電壓。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4或5的電磁爐中IGBT反沖高壓強(qiáng)度檢測(cè)電路，其特征在于所述設(shè) 定的限壓基準(zhǔn)電壓對(duì)應(yīng)的反沖限制高壓為IGBT反向耐壓值的85% -95%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4或5的電磁爐中IGBT反沖高壓強(qiáng)度檢測(cè)電路，其特征在于所述 CPU、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、單穩(wěn)觸發(fā)器和比較器集成于CHK-S008芯片內(nèi)。
全文摘要
一種電磁爐中IGBT反沖高壓強(qiáng)度檢測(cè)方法，包括步驟由反沖高壓采樣電路采樣IGBT的C極電壓；比較器對(duì)反沖高壓采樣電路的輸出電壓和限壓基準(zhǔn)電壓比較，檢出過(guò)限脈沖信號(hào)；計(jì)數(shù)器對(duì)比較器輸出的過(guò)限脈沖計(jì)數(shù)，并由該過(guò)限脈沖觸發(fā)定時(shí)器開始定時(shí)；定時(shí)器定時(shí)時(shí)間到后發(fā)送定時(shí)結(jié)束信號(hào)給CPU，讀取計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，此計(jì)數(shù)值表示IGBT反沖高壓強(qiáng)度；CPU輸出復(fù)位信號(hào)對(duì)計(jì)數(shù)器清零，使定時(shí)器復(fù)位。其首次提出電磁爐中IGBT反沖高壓的強(qiáng)度定量檢測(cè)的構(gòu)思，能快速檢測(cè)出IGBT反沖高壓強(qiáng)度，為CPU對(duì)電磁爐功率的調(diào)整提供了準(zhǔn)確依據(jù)，可避免IGBT的反沖高壓長(zhǎng)時(shí)間處于比較危險(xiǎn)的高位狀態(tài)，有效降低IGBT損壞的概率。
文檔編號(hào)G01R19/17GK101750532SQ20081021835
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
發(fā)明者丘守慶, 劉春光, 李鵬, 許申生, 陳勁鋒 申請(qǐng)人:深圳市鑫匯科科技有限公司