专利名称：一种电磁加热功率的控制方法
技术领域：
本发明设计一种电磁加热功率的控制方法，适用于电磁加热的电饭煲、电磁炉等
背景技术：
目前电磁加热功率的恒定控制主要采取的方法是对电网电压进行分级，根据检测输入的电网电压等级，查表获得对应的额定电流参数，调整IGBT开通时间计数器值，保证输出的电流值达到查表软件设定的电流参数。同时，在调整功率恒定过程中，依据输出电流值和查表软件设定目标电流值之间的差异，决定IGBT开通时间计数器值递增、递减的幅值。该控制方法的不足之处在于电流数据查表需要占用较多的软件存储空间，软件流程实现复杂，同时，控制过程反应慢，产品输出功率一致性和稳定性较差。
发明内容
本发明在于针对上述不足，提供一种实现简单、占用空间小、反应快速、控制准确稳定的电磁加热功率控制方法。本发明主要发明目的是在变换加热功率时，能够快速且稳定，缩短震荡期，减小功率波动。本发明的实现方案如下一种电磁加热功率的控制方法，包括以下步骤 步骤一、参数预设设定加热目标功率Pd、系统采样周期T、比例控制量Pcon的初始值
PconJK积分控制量Icon的初始值IconJK比例控制系数Pcon_G和积分控制系数Icon_G 的参数；
步骤二、进行功率调节控制，包括初始阶段和功率调节阶段，在初始阶段，IGBT以初始开通时间计数器值PulseJ)进行工作，直至系统按采样周期T进行首次采样，其中PulseJ) =Pcon_0 +lcon_0 ；在功率调节阶段，系统根据设定参数和实时采样的电流I_n、电压U_n， 计算在下一次采样前IGBT的开通时间计数器值Pulse_n，并以计算的新IGBT开通时间计数器值Pulse_n进行工作，直至系统按采样周期T进行下一次采样，重复进行采样、计算调整后的IGBT开通时间计数器值，直至结束。上述功率调节阶段，系统计算在下一次采样前的IGBT开通时间计数器值PulSe_n 包括以下步骤实时采样电流I_n、电压U_n，计算实时输出功率P_n :P_n = U_nXI_n ；计算实时输出功率P_n和目标功率Pd的差值E :E = Pd — P_n ；计算下一次采样前新的比例控制量 Pcon_n 值和积分控制量 Icon_n 值Pcon_n = E/Pcon_G, Icon_n = Icon_ (n_l) +E/ ICOn_G，其中ICOn_ (n-1)为采样前的积分控制量；计算下一次采样前新的IGBT开通时间计数器值 Pulse_n 值Pulse_n = Pcon_n+Icon_n。上述功率调节阶段还包括系统误差的自动补偿，系统处理E/ICOn_G过程中，将余数实时保存，并进行累加，在每一个调整IGBT开通时间计数器值Pulse_n = Pcon_n + 1(3011_11的调节过程中，自动确认E/IC0n_G余数的累加值与ICOn_G的关系，如果累加值大于
3等于ICOn_G，则对Ic0n_n的参数累加1 ；如果累加值小于等于一 Icon_G，则对Ic0n_n的参数递减1。上述功率调节阶段，还包括电压突变处理，当工作电压U突然增大设定的幅值3 20个AD值时，对Icon_n直接减少3 60。相比现有技术，本发明电磁加热功率的控制方法，控制软件占用空间小、反应快速，且控制准确稳定，实现简单。
图1为本发明未进行误差校正下的功率控制曲线； 图2为本发明进行误差校正后的功率控制曲线。
具体实施例方式
在本发明的一个实施例中，电磁加热功率的控制方法，包括以下步骤 一、设定初始参数
1、预设加热过程控制的目标功率Pd。加热过程中，功率P=电压UX电流I，控制系统可以通过电压采样电路、电流采样电路，自动采集输入电压的AD值和输出工作电流的AD 值。比如额定工作电压为220V，此时电压采样电路采集电压U的AD值为0A5H ；达到额定功率1250W时，电流采样电路采集电流I的AD值对应7CH，此时功率P = UXI = 0A5HX7CH =5000H。本实施例中预设目标功率Pd的AD值为Pd = 5000H ；
2、预设系统采样周期T系统采样周期T的长短会影响功率控制的稳定性，如果采样周期太短，会出现调整过于频繁，振荡周期长；如果采样周期太长，会出现采样不及时，导致振荡幅值大。本实施例中预设系统采样周期T值为T = 20ms。3、预设IGBT开通时间的安全范围IGBT的开通时间(脉宽值)在安全范围内，才能保证功率的调整准确性。本实施例中以IGBT开通时间计数器值所对应的寄存器计数次数 Pulse来表示IGBT的开通时间，寄存器计数次数Pulse越大，IGBT开通时间越长。相同的 IGBT开通时间，不同的产品，Pulse值也不相同，可以根据对产品的检测得到相应的Pulse 值。本实施例中额定功率为1250W，当电压值为安全最低值200V时，测得IGBT开通时间计数器值的最大安全值为Pulsejnax = 196 ；当电压值为安全最高值275V时，测得IGBT开通时间计数器值的最小安全值为Pulsejnin = 110。在功率调节过程中，当实时工作IGBT开通时间计数器值Pulse_n的计算参数大于Pulsejnax时，实时Pulse_n参数设定为Pulse_ max ；当实时工作IGBT开通时间计数器值Pulse_n的计算参数小于Pulse_ min时，实时 Pulse_n 参数设定为 Pulsejnin。4、预设比例控制量Pcon的初始值PconJK积分控制量Icon的初始值lcon_0 Pcon_0 = 0 ；lcon_0 = Pulse_min = 110。5、预设比例控制系数Pcon_G、积分控制系数ICon_G 系统在实际功率调整过程中，合适的比例控制系数Pcon_G能保证系统功率调整的速度基本达到要求，合适的积分控制系数ICOn_G能保证系统功率调整的反应速度和振荡次数以及输出功率的稳定性，用来实时调整比例控制量Pcon和积分控制量Icon的值，不同的产品，具有不同的最优Pcon_G 值和Icon_G值，可以通过多次的试验调整得出。本实施例中Pcon_G = 200，Icon_G = 1600。二、功率调节控制1、初始阶段=IGBT以初始开通时间计数器值PulseJ)进行工作，直至系统按采样周期T (20ms)进行首次采样，其中 Pulse_0 = Pcon_0 +lcon_0= 0+Pulse_min = 0+110 = 110。 相应的功率如图1、图2中点a、点b之间曲线所示。2、功率调节阶段
1)系统采样电流I、电压U的实时值I_n和U_n，计算实时输出功率P_n值P_n= U_ ηΧΙ_η;其中η代表采样的次数；
2)比较实时输出功率Ρ_η和目标功率Pd的差值E:E = Pd — Ρ_η ；
3)计算下一次采样前新的比例控制量Pc0n_n值和新的积分控制量Ic0n_n值 Peon—η = E/ Peon—G，Icon—η = Icon—(η-1)+E / Icon—G ；
其中Ic0n_(n-1)为上一采样周期内的积分控制量；
4)计算下一次采样前新的IGBT开通时间计数器值RilSe_n值Pulse_n= Pcon_ n+ICOn_n，并以新的Pulse_n值进行工作，直至系统按采样周期T (20ms)进行下次采样，重复进行采样、计算调整后的IGBT开通时间计数器值，直至结束。下面以图1、图2中所示第一次采样点b数据(P_l = U_1 X I_1 = 0X4000H)来进行详细说明
在此首次采样点，Icon_(n-l)= lcon_0 = 110，系统振荡器频率为12MHz，因此
E = Pd — P_1 = 0*5000H — 0*4000H = 0*1000H ；
Pcon_l =E/ Pcon_G = 0*1000H / 200 = 20. 48 ^ 20 ；
Icon_l = Icon_0+E / Icon_G = 110 + 0*1000H / 1600 = 110+2. 56 ^ 112 ；
Pulse_l = Pcon_l +Icon_l = 20+112 = 132 ；
故在首次采样点之后、二次采样点之间，IGBT的开通时间=132X1/ (12X1000000) =Ilus0即在20ms时刻首次采样后，系统控制IGBT以计数寄存器Pulse_l=132的开通时间即Ilus进行工作，直至40ms时刻再次采样。本实施例中，功率调节阶段，计算E/Icon_G = 0X1000H/1600 = 2. 56时，在单片机处理过程中，会将余数0. 56舍弃，只保存商，此时会给系统处理带来误差，随着时间的累积，该误差会被逐渐放大，导致系统的偏差增大。因此，本发明还增加了系统误差的自动补偿，系统处理E/ICOn_Ga程中，将余数实时保存，并进行累加，在每一个调整IGBT开通时间计数器值Pulse_n = Pcon_n+Icon_ η的调节过程中，自动确认E/IC0n_G余数的累加值与IcoruG的关系，如果累加值大于等于ICOn_G (即1600)，则对Ic0n_n的参数累加1 ；如果累加值小于等于一 Iconfeiin (即一 1600)，则对Ic0n_n的参数递减1，以此实现误差的自动补偿。不增加该自动补偿，功率控制曲线会如图1所示，输出功率无法快速稳定；增加该自动补偿后，功率控制曲线会如图2所示，快速得到合适的功率输出。在功率调节阶段，不可避免会出现电网电压的变化，特别当电网电压突然增大时， 如果系统无法快速反应，由于P = UX I，会导致输出功率过高，损坏系统IGBT控制电路。因此，本发明还增加了电压突变处理，当工作电压U突然增大设定的幅值3 20 个AD值时，对1(3011_11直接减少3 60。本实施例中当工作电压U突然增大设定的幅值时， 如电压U的AD值突然增大超过8个AD值，此时，对Ic0n_n直接减少一定的幅值，比如20，以保证系统能够快速响应，将输出功率快速调整到安全区域后再调整到设定功率输出。
以图1、图2中所示首次采样点b数据(P_l = U_1XI_1 = 0X4000H)来进行详细说明当工作电压U突然增大8个AD值时，
Icon_l = lcon_0 +E / Icon_G — 20 = 112 — 20 = 92 ； Pulse_l = Pcon_l +Icon_l = 20+92 = 112 ；
在20ms时刻首次采样后，系统控制IGBT以计数寄存器Pulse_l =112决定的开通时间进行工作，直至40ms时刻再次采样。
权利要求
1.一种电磁加热功率的控制方法，其特征在于包括以下步骤步骤一、参数预设阶段设定加热目标功率Pd、系统采样周期T、比例控制量Pcon的初始值PconJK积分控制量Icon的初始值IconJK比例控制系数PCon_G和积分控制系数 Icon_G的参数；步骤二、功率调节控制阶段进行功率调节控制，包括初始阶段和功率调节阶段，在初始阶段，IGBT以初始开通时间计数器值PulseJ)进行工作，直至系统按采样周期T进行首次采样，其中Pulse_0 = Pcon_0 +lcon_0 ；在功率调节阶段，系统根据设定参数和实时采样的电流I_n、电压U_n，计算在下一次采样前IGBT的开通时间计数器值Pulse_n，并以计算的新IGBT开通时间计数器值PulSe_n进行工作，直至系统按采样周期T进行下一次采样，重复进行采样、计算调整后的IGBT开通时间计数器值，直至结束。
2.根据权利要求1所述电磁加热功率的控制方法，其特征在于功率调节阶段，系统计算在下一次采样前的IGBT开通时间计数器值PulSe_n包括以下步骤实时采样电流I_n、电压U_n，计算实时输出功率P_n :P_n = U_nXI_n ；计算实时输出功率P_n和目标功率Pd的差值E :E = Pd — P_n ；计算下一次采样前新的比例控制量Pcon_n值和积分控制量Icon_n值PCon_n = E/ Pcon_G, Icon_n = Icon_ (n_l)+E/Icon_G，其中 Icon_ (n_l)为采样前的积分控制量；计算下一次采样前新的IGBT开通时间计数器值1^1紹_11值Pulse_n = Pcon_n+Icon_η。
3.根据权利要求2所述电磁加热功率的控制方法，其特征在于功率调节阶段还包括系统误差的自动补偿，系统处理E/ICOn_G过程中，将余数实时保存，并进行累加，在每一个调整IGBT开通时间计数器值PulSe_n = Pcon_n + Icon_n的调节过程中，自动确认E/ICon_ G余数的累加值与IcoruG的关系，如果累加值大于等于ICOn_G，则对Ic0n_n的参数累加1 ； 如果累加值小于等于一 Icon_G，则对Ic0n_n的参数递减1。
4.根据权利要求1至3任一项所述电磁加热功率的控制方法，其特征在于功率调节阶段，还包括电压突变处理，当工作电压U突然增大设定的幅值3 20个AD值时，对ICOn_ η直接减少3 60。
全文摘要
一种电磁加热功率的控制方法，包括参数预设步骤和功率调节控制步骤，功率调节控制步骤包括初始阶段和功率调节阶段，在初始阶段，IGBT以初始开通时间计数器值进行工作，直至系统按采样周期T进行首次采样；在功率调节阶段，系统根据设定的参数和实时采样的数据，计算下一次采样前新的IGBT开通时间计数器值，并以计算的新IGBT开通时间计数器值进行工作，直至系统按采样周期T进行下一次采样，重复进行采样、计算调整后的IGBT开通时间计数器值，直至结束。本发明功率的控制方法，占用空间小，反应快速，且控制准确稳定。
文档编号H05B6/06GK102244949SQ20111016223
公开日2011年11月16日 申请日期2011年6月16日 优先权日2011年6月16日
发明者卞在银, 吴宗林, 梁三林, 雷俊, 黄兵, 黄庶锋 申请人:美的集团有限公司