实现IGBT驱动脉宽限制的方法、电路及烹饪器具与流程

本发明涉及电磁加热技术领域，尤其涉及一种实现igbt驱动脉宽限制的方法、电路及烹饪器具。

背景技术：

随着人们的生活水平的提高及ih烹饪器具的性价比愈来愈高，越来越多的老百姓会选择烹饪效果更好ih烹饪器具，其使用环境将更为复杂，对其核心器件igbt的控制的可靠性要求也越来越高。

考虑外界环境干扰及颠锅的情况下的影响，在保证满足目标功率的情况下会对igbt的驱动ppg脉宽做相应限制保护，以防止输出过大的脉宽，导致igbt过压或过流失效。为防止市电波动带来的功率影响，一般在电源电压160～265v范围内会做恒功率控制。同一功率下igbt输出的脉宽主要会受以下因素影响：1)电源电压影响，低电压脉宽大、高电压脉宽小；2)绕线盘与锅具的距离影响，距离小脉宽小、距离大脉宽大。因此受批量性整机差异、结构件老化的影响，整机的电感量等参数也会发生变化，所以即使在同等功率、同等电源电压下，ppg的脉宽大小也会存在较大的差异，进而给设计者带来脉宽限制的裕量很难评估的问题。因脉宽限制裕量过小会出现整机功率不能达到目标功率的情况，而脉宽限制过大则起不到保护igbt的作用。

为解决上述问题现有方案主要有以下两种：1)针对低压下的额定工作的脉宽设计一个裕值限制；2)针对不同电压下的额定工作脉宽，进行分档位区间设置固定裕量的限值。在实现本发明过程中发明人发现现有技术至少存在以下技术问题：方案一，因高低压下脉宽差值较大，会出现高压下脉宽裕量过大，起不到限制保护作；方案二，较为复杂繁琐，裕量脉宽限制不够灵活，不能根据外界条件变化或自身系统波动智能调整，很有可能出现裕量不足、功率无法按预期运行的情况。

技术实现要素：

本发明提出了一种实现igbt驱动脉宽限制的方法、电路及烹饪器具，解决了现有技术中最大限制脉宽裕量评估难以及脉宽限制固定，不能智能调整的问题。

本发明的一个方面，提供了一种实现igbt驱动脉宽限制的电路，包括主控模块以及与所述主控模块连接的电压采样模块和电流采样模块，其中：

电压采样模块，用于检测当前电路的电源输入电压；

主控模块，用于输出预设脉冲宽度的ppg信号以进行igbt驱动控制；

电流采样模块，用于检测igbt在当前状态下的电流最大值；

所述主控模块，还用于根据所述电压采样模块检测到的电源输入电压、预设脉冲宽度以及电流采样模块检测到的电流最大值计算烹饪器具的整机电感量，并根据所述整机电感量以及当前igbt允许承受的最大反压值和最大脉冲电流计算igbt驱动信号的最大限制脉宽；

所述主控模块，还用于根据所述最大限制脉宽对输出的ppg信号的脉冲宽度进行实时限制。

可选地，所述主控模块，具体用于控制输出的ppg信号的脉冲宽度小于或等于所述最大限制脉宽。

可选地，所述电路还包括第一滤波模块，所述第一滤波模块用于对电源输入电压信号进行滤波处理。

可选地，所述电路还包括整流模块，所述整流模块用于对电源输入电压信号进行整流处理。

可选地，所述电路还包括第二滤波模块，所述第二滤波模块用于对电源输入电压信号进行整流处理，并为烹饪器具内由绕线盘和谐振电容组成的并联谐振电路提供回路。

本发明的另一个方面，提供了一种实现igbt驱动脉宽限制的方法，所述方法包括：

在初始电源输入电压状态下，以预设脉冲宽度的ppg信号进行igbt驱动控制，检测igbt在当前状态下的电流最大值；

根据所述电源输入电压、预设脉冲宽度以及检测到的电流最大值计算整机电感量；

根据所述整机电感量以及当前igbt允许承受的最大反压值和最大脉冲电流计算igbt驱动信号的最大限制脉宽；

根据所述最大限制脉宽对输出的ppg信号的脉冲宽度进行实时限制。

可选地，所述根据所述最大限制脉宽对输出的ppg信号的脉冲宽度进行实时限制，包括：

控制输出的ppg信号的脉冲宽度小于或等于所述最大限制脉宽。

此外，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。

此外，本发明还提供了一种电磁加热装置，包括igbt以及如上所述的实现igbt驱动脉宽限制的电路。

此外，本发明还提供了一种烹饪器具，包括如上所述的电磁加热装置。

本发明实施例提供的实现igbt驱动脉宽限制的方法、电路及烹饪器具，在保证不增加成本的情况下，既可以解决ppg信号脉宽限制裕量评估难题，确保驱动最大脉宽限制裕量，也可保证igbt工作的可靠性，降低产品的故障率，保证产品按目标功率长期运行，提升用户体验。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的实现igbt驱动脉宽限制的电路的框图；

图2为本发明实施例提供的实现igbt驱动脉宽限制的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明提出的实现igbt驱动脉宽限制的方法、电路及烹饪器具，在保证不增加成本的情况下，既可以解决ppg信号脉宽限制裕量评估难题，也可保证igbt工作的可靠性，降低产品的故障率提升用户体验。

图1示意性示出了本发明一个实施例的实现igbt驱动脉宽限制的电路的框图。参照图1，本发明实施例提出的实现igbt驱动脉宽限制的电路具体包括主控模块10以及与所述主控模块10连接的电压采样模块20和电流采样模块30。

其中：

电压采样模块20，用于检测当前电路的电源输入电压。

主控模块10，用于输出预设脉冲宽度的ppg信号以进行igbt40驱动控制。

电流采样模块30，用于检测igbt40在当前状态下的电流最大值。

进一步地，主控模块10，还用于根据所述电压采样模块20检测到的电源输入电压、预设脉冲宽度以及电流采样模块30检测到的电流最大值计算烹饪器具的整机电感量，并根据所述整机电感量以及当前igbt40允许承受的最大反压值和最大脉冲电流计算igbt驱动信号的最大限制脉宽。其中，整机电感量具体为由绕线盘50及内锅60等组成的整机电感系统的电感值。

进一步地，主控模块10，还用于根据所述最大限制脉宽对输出的ppg信号的脉冲宽度进行实时限制。

具体的，主控模块10，具体用于控制输出的ppg信号的脉冲宽度小于或等于所述最大限制脉宽。

其中，igbt在电路中起到开关作用，以使绕线盘和谐振电容组成的并联电路产生并联谐振。

本发明针对电磁加热系统的驱动信号ppg输出脉宽限制裕量评估难题的问题，提供了一种实现igbt驱动脉宽限制的电路，采用该电路进行驱动脉宽限制时，igbt的驱动信号最大脉宽限制值可根据不同电源输入电压、不同整机状态自动进行灵活调整。其中电压采样模块、电流采样模块等均可采用烹饪器具的电磁加热装置的内部电路模块实现，无需增加额外电路模块，在保证不增加成本的情况下，既可以解决ppg信号脉宽限制裕量评估难题，确保驱动最大脉宽限制裕量，也可保证igbt工作的可靠性，降低产品的故障率，保证产品按目标功率长期运行，提升用户体验。

其中，不同整机状态包括绕线盘的电感量公差、锅具与线盘的距离公差以及温度引起的整机电感量变化等。

下面对采用本发明提出的实现igbt驱动脉宽限制的电路进行自适应脉宽限制的具体方法进行详细说明。

1、每次电磁加热装置运行前，由电压采样模块20获取电源输入电压u0；

2、主控模块10输出一个预设宽度为t0的ppg信号，igbt开通，此时绕线盘电流线性增加；

3、通过电流采样模块30获取igbt在当前状态下的电流最大值i0，也即绕线盘电流的最大值；

4、由公式u＝ldi/dt，根据所述电压采样模块20检测到的电源输入电压、预设脉冲宽度以及电流采样模块30检测到的电流最大值计算出整机电感量l＝u0*t0/i0(公式1)；

5、已知选取的igbt器件参数允许的最大c、e极耐压为vcemax,允许的c极最大脉冲电流为icpuls，根据公式u＝ldi/dt，计算出ppg信号的允许开通的最大脉宽tmax＝l*icpuls/vcemax(公式2)；

6、由公式1和公式2得出，tmax＝u0*t0*icpuls/(vcemax*i0)(公式3)；

7、主控模块10将ppg信号的开通时间ton(即ppg信号的脉冲宽度)限制为：ton≤tmax。

本发明实施例中，实现igbt驱动脉宽限制的电路还包括第一滤波模块70，所述第一滤波模块70用于对电源输入电压信号进行滤波处理。

本发明实施例中，实现igbt驱动脉宽限制的电路还包括整流模块80，所述整流模块80用于对电源输入电压信号进行整流处理。

本发明实施例中，实现igbt驱动脉宽限制的电路还包括第二滤波模块90，所述第二滤波模块90用于对电源输入电压信号进行整流处理，并为烹饪器具内由绕线盘50和谐振电容110组成的并联谐振电路提供回路。

具体的，本实施例中，第一滤波模块70：用于满足emc性能；整流模块80：用于将市电进行全波整流；第二滤波模块90：用于满足emc性能，并为绕线盘50和谐振电容110组成的并联谐振电路提供回路。

进一步地，电路中还包括有采样电阻120，一般采用康铜丝实现，为电流采样模块30提供采样电压。

图2示意性示出了本发明一个实施例的实现igbt驱动脉宽限制的方法的流程图。参照图2，本发明实施例提出的实现igbt驱动脉宽限制的方法具体包括步骤s11～s14，如下所示：

s11、在初始电源输入电压状态下，以预设脉冲宽度的ppg信号进行igbt驱动控制，检测igbt在当前状态下的电流最大值。

s12、根据所述电源输入电压、预设脉冲宽度以及检测到的电流最大值计算整机电感量。具体的，由公式u＝ldi/dt，根据初始电源输入电压、预设脉冲宽度以及检测到的电流最大值计算出整机电感量l。

s13、根据所述整机电感量以及当前igbt允许承受的最大反压值和最大脉冲电流计算igbt驱动信号的最大限制脉宽。具体的，已知选取的igbt器件参数允许的最大c、e极反压值为vcemax,允许的c极最大脉冲电流为icpuls，根据公式u＝ldi/dt，计算出ppg信号的允许开通的最大脉宽tmax＝l*icpuls/vcemax。

s14、根据所述最大限制脉宽对输出的ppg信号的脉冲宽度进行实时限制。

其中，所述根据所述最大限制脉宽对输出的ppg信号的脉冲宽度进行实时限制，进一步地包括以下实现方式：

控制输出的ppg信号的脉冲宽度小于或等于所述最大限制脉宽。

本发明实施例提供的实现igbt驱动脉宽限制的方法，在保证不增加成本的情况下，既可以解决ppg信号脉宽限制裕量评估难题，确保驱动最大脉宽限制裕量，也可保证igbt工作的可靠性，降低产品的故障率，保证产品按目标功率长期运行，提升用户体验。

对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。

此外，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。

本实施例中，所述实现igbt驱动脉宽限制的方法如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

此外，本发明还提供了一种电磁加热装置，包括igbt以及如上所述的实现igbt驱动脉宽限制的电路。

此外，本发明还提供了一种烹饪器具，包括如上所述的电磁加热装置。

本发明实施例提供的实现igbt驱动脉宽限制的方法、电路及烹饪器具，在保证不增加成本的情况下，既可以解决ppg信号脉宽限制裕量评估难题，确保驱动最大脉宽限制裕量，也可保证igbt工作的可靠性，降低产品的故障率，保证产品按目标功率长期运行，提升用户体验。

本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。