CN112888099B - 半桥电磁器具的igbt控制方法和半桥电磁加热器具 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种半桥电磁器具的IGBT控制方法和半桥电磁加热器具。本发明的方法包括：通过在第一IGBT由截止状态变为导通状态时，开始计时并获取第一感应电压；当第一感应电压大于或等于第一参考电压时，获取第一计时时长；根据第一计时时长和第一预设时长，控制第二IGBT的导通时长。可以在半桥电磁器具中，根据感应电压、计时时长确定其对应的IGBT的导通状态，从而根据IGBT的导通状态调整其他IGBT的频率，避免IGBT多次非过零导通的情况，实现对IGBT的保护，提高半桥电磁器具的安全性。

Description

半桥电磁器具的IGBT控制方法和半桥电磁加热器具

技术领域

本发明实施例涉及家电器具技术领域，尤其涉及一种半桥电磁器具的 IGBT控制方法和半桥电磁加热器具。

背景技术

当电磁炉通电之后，电磁炉内部的线圈产生磁场，磁场发射出的磁力线在接触到面板上的金属锅具的时候，就会收到锅具的“干扰”。磁场会和金属产生反应。具体表现在电磁炉上，就是当锅具和磁力线相互作用时，磁力线会切割金属中的分子，让它产生无规则的剧烈运动。这时，金属分子相互碰撞就会逐步发热，锅具温度迅速升高，从而可以实现烹饪。

锅具处于线圈产生的磁场中，锅具可以等效成电感和电阻的串联，如果电磁炉在使用过程中，锅具温度发生很大变化，或用户抬锅、移锅或更换锅具，相当于改变了线圈产生磁场中的电感和电阻，使电磁炉中加热电路的谐振频率发生变化，从而可能导致第一绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)导通为非过零导通，即IGBT导通瞬间就有很大电流流过，使IGBT容易损坏。

发明内容

本发明实施例提供一种半桥电磁器具的IGBT控制方法和半桥电磁加热器具，可以根据感应电压、计时时长确定其对应的IGBT的导通状态，从而根据IGBT的导通状态调整其他IGBT的频率，避免IGBT多次非过零导通的情况，实现对IGBT的保护，提高半桥电磁器具的安全性。

第一方面，本发明实施例提供一种半桥电磁器具的IGBT控制方法，应用于半桥电磁器具，所述半桥电磁器具包括：电磁线圈、谐振电容组、第一绝缘栅双极型晶体管IGBT、第二IGBT、电流电压转换电路，所述电磁线圈的一端连接在所述第一IGBT和所述第二IGBT之间，所述电磁线圈的另一端与谐振电容组连接，所述电流电压转换电路用于根据所述电磁线圈与所述第一IGBT或第二IGBT之间的电流输出感应电压；

所述方法包括：

当所述第一IGBT由截止状态变为导通状态时，开始计时并获取第一感应电压；

当所述第一感应电压大于或等于第一参考电压时，获取第一计时时长；

根据所述第一计时时长和第一预设时长，控制所述第二IGBT的导通时长；和，

当所述第二IGBT由截止状态变为导通状态时，开始计时并获取第二感应电压；

当所述第二感应电压大于或等于第二参考电压时，获取第二计时时长；

根据所述第二计时时长和第二预设时长，控制所述第一IGBT的导通时长。

本实施例，可以实现在半桥电磁器具中，根据感应电压、计时时长确定其对应的IGBT的导通状态，从而根据IGBT的导通状态调整其他IGBT的频率。从而避免IGBT多次非过零导通的情况，实现对IGBT的保护，提高半桥电磁器具的安全性。

可选的，所述根据所述第一计时时长和第一预设时长，控制所述第二 IGBT的导通时长，包括：当所述第一计时时长小于第一预设时长时，控制第二IGBT的单次导通时长减少；和，

所述根据所述第二计时时长和第二预设时长，控制所述第一IGBT的导通时长，包括：当所述第二计时时长小于第二预设时长时，控制第一IGBT 的单次导通时长减少。

本实施例，当第一计时时长小于第一预设时长时，减少第二IGBT的单次导通时长，可以减少第一IGBT下一次非过零导通的概率或避免第一IGBT 下一次非过零导通。以及，当第二计时时长小于第二预设时长时，减少第一 IGBT的单次导通时长，可以减少第二IGBT下一次非过零导通的概率或避免第二IGBT下一次非过零导通。

可选的，所述第一IGBT的单次导通时长的减少量和第二IGBT的单次导通时长的减少量分别与所述计时时长和预设时长之间的差值正相关。

可选的，所述根据所述第一计时时长和第一预设时长，控制所述第二 IGBT的导通时长，包括：当所述第一计时时长大于或等于第一预设时长时，获取预设加热功率；根据预设加热功率，控制第二IGBT的单次导通时长；和

所述根据所述第二计时时长和第二预设时长，控制所述第一IGBT的导通时长，包括：当所述第二计时时长大于或等于第二预设时长时，获取预设加热功率；根据预设加热功率，控制第一IGBT的单次导通时长。

本实施例，根据第一IGBT导通时，非过零导通的程度，调节第二IGBT 下一次导通的时长，可以避免在下一次第一IGBT导通时，导通时长过短导致半桥电磁炉的加热功率不稳定的情况，或者导通时长不够，导致第一IGBT 再次导通时仍然非过零导通的情况。以及，根据第二IGBT导通时，非过零导通的程度，调节第一IGBT下一次导通的时长，可以避免在下一次第一IGBT 导通时，导通时长过短导致半桥电磁炉的加热功率不稳定的情况，或者导通时长不够，导致第二IGBT再次导通时仍然非过零导通的情况。

可选的，根据预设加热功率，控制第二IGBT的单次导通时长，包括：判断所述预设加热功率是否与当前所述第二IGBT的导通时长匹配；若是，则根据当前所述第二IGBT的导通频率加热；若否，调整第二IGBT的单次导通时长；和，

根据预设加热功率，控制第一IGBT的单次导通时长，包括：判断所述预设加热功率是否与当前所述第一IGBT的导通时长匹配；若是，则根据当前所述第一IGBT的导通频率加热；若否，调整第一IGBT的单次导通时长。

可选的，所述调整第二IGBT的单次导通时长，包括：根据当前所述第一IGBT和所述第二IGBT的导通时长确定当前实际加热功率；若当前实际加热功率小于所述预设加热功率时，增加第二IGBT的单次导通时长；若当前实际加热功率大于所述预设加热功率时，减少第二IGBT的单次导通时长；和，

所述调整第一IGBT的单次导通时长，包括：根据当前所述第一IGBT 和所述第二IGBT的导通时长确定当前实际加热功率；若当前实际加热功率小于所述预设加热功率时，增加第一IGBT的单次导通时长；若当前实际加热功率大于所述预设加热功率时，减少第一IGBT的单次导通时长。

本实施例，可以根据当前第一IGBT和第二IGBT的导通时长，确定当前实际加热功率，从而根据实际加热功率和当前设置的加热功率，调整第一 IGBT和第二IGBT的导通时长，使半桥电磁器具的加热功率可以达到当前设置的加热功率，并以当前设置的加热功率加热。

可选的，所述方法还包括：获取市电电压；根据所述市电电压，获得所述第一参考电压和第二参考电压。

本实施例，根据市电电压获取第一参考电压和第二参考电压，将第一感应电压和第一参考电压进行比较，将第二感应电压和第二参考电压进行比较，可以使得比较结果更准确，从而更准确的确定第一IGBT和第二IGBT的导通状态，进而更准确的控制第二IGBT和第一IGBT的单次导通时长。

可选的，所述半桥电磁器具还包括：第一分压电阻、第二分压电阻，所述第一分压电阻连接在所述第二分压电阻与所述半桥电磁器具的整流电路的输出端之间，所述第二分压电阻还接地；

所述获取市电电压，包括：获取所述第二分压电阻的电压；根据所述第二分压电阻的电压，获得所述市电电压。

可选的，所述电流电压转换电路包括：电流互感器、电容、第一分压电路和第二分压电路；

其中，所述第一分压电路包括第三分压电阻和第四分压电阻，所述第三分压电阻连接在所述第四分压电阻和所述电容之间，所述第四分压电阻接地；

所述第二分压电路包括第五分压电阻和第六分压电阻，所述第五分压电阻连接在所述第六分压电阻和所述电容之间，所述第六分压电阻接地；

所述电流互感器的初级绕组连接电磁线圈与所述第一IGBT或所述第二 IGBT之间，次级绕组连接所述电容两端；

所述第四分压电阻，用于在所述第一IGBT由截止状态变为导通状态后，根据电流互感器感应到的所述电磁线圈与所述第一IGBT之间的电流，输出第一感应电压；

所述第六分压电阻，用于在所述第二IGBT由截止状态变为导通状态后，根据电流互感器感应到的所述电磁线圈与所述第二IGBT之间的电流，输出第二感应电压；

相应的，所述获取所述第一感应电压，包括：获取所述第四分压电阻输出的第一感应电压；和

所述获取所述第二感应电压，包括：获取所述第六分压电阻输出的第二感应电压。

第二方面，本发明实施例提供一种半桥电磁加热器具，包括：电磁线圈、谐振电容组、第一IGBT、第二IGBT、电流电压转换电路以及控制单元；

所述电磁线圈的一端连接在所述第一IGBT和所述第二IGBT之间，所述电磁线圈的另一端与谐振电容组连接，所述控制单元分别与所述电流电压转换电路、所述第一IGBT、所述第二IGBT连接；其中，

所述电流电压转换电路，用于感应所述电磁线圈与所述第一IGBT或第二IGBT之间的电流并输出感应电压；

所述控制单元，用于执行本申请发明实施例第一方面任一项所述的方法。

第三方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有程序指令，所述程序指令被处理器执行时实现发明实施例第一方面任一项所述的方法。

第四方面，本申请实施例提供一种程序产品，所述程序产品包括计算机程序，所述计算机程序存储在可读存储介质中，半桥电磁器具的处理单元可以从所述可读存储介质读取所述计算机程序，所述半桥电磁器具的处理单元执行所述计算机程序使得半桥电磁器具实施本申请发明实施例第一方面任一项所述的方法。

本发明实施例提供一种半桥电磁器具的IGBT控制方法和半桥电磁加热器具，通过在第一IGBT由截止状态变为导通状态时，开始计时并获取第一感应电压；当第一感应电压大于或等于第一参考电压时，获取第一计时时长；根据第一计时时长和第一预设时长，控制第二IGBT的导通时长；和，在第二IGBT由截止状态变为导通状态时，开始计时并获取第二感应电压；当第二感应电压大于或等于第二参考电压时，获取第二计时时长；根据第二计时时长和第二预设时长，控制第一IGBT的导通时长。可以在半桥电磁器具中，根据感应电压、计时时长确定其对应的IGBT的导通状态，从而根据IGBT 的导通状态调整其他IGBT的频率。从而避免IGBT多次非过零导通的情况，实现对IGBT的保护，提高半桥电磁器具的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的半桥电磁器具的加热电路的电路结构图；

图2为本发明一实施例提供的半桥电磁器具的IGBT控制方法的流程图；

图3为本发明另一实施例提供的半桥电磁器具的加热电路的电路结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明一实施例提供的半桥电磁器具的加热电路的电路结构图。如图1所示，本实施例提供的半桥电磁器具的加热电路100包括：电磁线圈 110、谐振电容组120、第一IGBT、第二IGBT、电流电压转换电路130以及控制单元140。

需要说明的是，如图1所示，半桥电磁器具的加热电路还可以包括其他部件，图1中未全部示出，示例性的，例如还可以包括：EMC测试(EMC Test) 电路和整流电路、滤波电路以及第一驱动电路、光耦隔离电路、第二驱动电路。其中，EMC测试电路和整流电路、滤波电路以及第一驱动电路、光耦隔离电路、第二驱动电路的电路结构可参考现有技术，此处不再赘述。例如，滤波电路可以是通过电感L1和电容C1组成LC电源滤波电路。

其中，所述电磁线圈110的一端连接在所述第一IGBT和所述第二IGBT 之间，所述电磁线圈110的另一端与谐振电容组120连接。谐振电容组120 的一端与滤波电路连接，另一端接地。所述电流电压转换电路130连接在所述电磁线圈110与所述第一IGBT或第二IGBT之间，以根据所述电磁线圈110与所述第一IGBT或第二IGBT之间的电流输出感应电压。第一IGBT和第二IGBT的栅极G还分别与控制单元140连接，第一IGBT的发射极E与第二IGBT的集电极C连接，第一IGBT的集电极C与滤波电路连接，第二 IGBT的发射极E接地。

本实施例中，半桥电磁器具以半桥电磁炉为例进行说明，半桥电磁炉包括两个IGBT，其加热原理为：通过两个IGBT的依次导通，让电源电流在电磁线圈110中形成交变电流而产生交变磁场，此磁场会对放置在电磁线圈110 上面的锅具产生强大的感应电流而使锅具自身发热，实现烹饪。

具体的，控制单元140以微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)为例进行说明。控制单元140通过第一PWM的频率控制第一IGBT的导通和截止，以及通过第二PWM的频率控制第二IGBT的导通和截止。在第一IGBT 导通时，电流从第一IGBT的发射极E流向电磁线圈110，电磁线圈110中有电流过产生磁能并存储在电磁线圈110上，并且，电磁线圈110向谐振电容组120中的谐振电容充电，将此时电流的流向记为正向。其中，如图1所示，本发明实施例中谐振电容组120包括谐振电容1和谐振电容2。当第一IGBT 截止，第二IGBT导通时，由于电感的极性不容许电流突变，电磁线圈110 中的能量继续向谐振电容组120中的谐振电容充电，当电磁线圈110中的能量全部转移到谐振电容组120中的谐振电容时，充电电流减小到最小，也就是电磁线圈110的能量全部放完时，谐振电容组120中的谐振电容两端的电压达到最大值。此时，由于第一IGBT截止，第二IGBT导通，谐振电容组 120中的谐振电容开始向电磁线圈110放电，通过第二IGBT形成放电回路，将此时电流的流向记为反向。此时，电磁线圈110的磁场方向发生变化。随着谐振电容组120中的谐振电容向电磁线圈110放电，谐振电容组120中的谐振电容两端的电压减少，电磁线圈110两端的反向电压增高。接着，第二IGBT截止，第一IGBT导通，重复上述过程，从而产生LC谐振振荡，产生交变磁场。其中，LC谐振振荡中的L为电磁谐振等效电感，其值等于电磁线圈110电感量与锅具负载特性对电磁线圈110互感量之和；C为谐振电容组 120中的谐振电容的大小。另外，根据上述可知，半桥电磁炉加热功率大小主要是由IGBT导通时电磁线圈110中产生电流的大小决定，所以调节半桥电磁炉加热功率的大小，只需要调节IGBT的导通时间即可。

半桥电磁炉的加热功率的大小，可以通过电流电压转换电路130将正向电流或反向电流转化为感应电压，送至控制单元140以进行识别，从而根据加热功率调整第一IGBT和/或第二IGBT的导通时间。

用户在使用半桥电磁炉烹饪时，当加热功率恒定时，第一IGBT和/或第二IGBT的导通时间恒定，并且，LC谐振振荡特性满足第一IGBT或第二IGBT 过零导通加热。但是，当用户抬锅、移锅、锅具特性改变等使LC谐振的电磁谐振等效电感发生变化，导致LC谐振振荡特性发生改变，从而使第一IGBT 或第二IGBT出现非过零导通的问题，从而损坏IGBT。

LC谐振振荡特性发生变化时，会导致电磁线圈110与第一IGBT或第二 IGBT之间的电流发生变化，即电流的大小和/或方向发生变化，从而导致通过电流电压转换电路130输出的感应电压发生变化。控制单元140通过电流电压转换电路130输出的感应电压可以检测到电磁线圈110与第一IGBT或第二IGBT之间的电流的大小和方向，从而采用下面实施例任一示出的半桥电磁器具的IGBT控制方法调节第一IGBT或第二IGBT的频率，即第一IGBT 或第二IGBT的导通时长。

图2为本发明一实施例提供的半桥电磁器具的IGBT控制方法的流程图，本发明实施例的执行主体为控制单元140，如图2所示，本实施例的方法可以包括：

S101、当第一IGBT由截止状态变为导通状态时，开始计时并获取第一感应电压。

本实施例中，控制单元140中设置有PWM模块和比较计时模块，通过 PWM模块输出的第一PWM的频率控制第一IGBT的频率，通过第二PWM 的频率控制第二IGBT的频率。在控制单元140检测到第一PWM有低电平转换到高电平，即第一IGBT由截止转换为导通时，比较计时模块开始计时，并且获取电流电压转换电路130输出的感应电压，其中，将第一IGBT导通时获取的感应电压记为第一感应电压。同时，比较计时模块还可以获取参考电压，其中，将与第一感应电压进行比较的参考电压记为第一参考电压。

S102、当第一感应电压大于或等于第一参考电压时，获取第一计时时长。

本实施例中，比较计时模块将第一感应电压与第一参考电压进行比较，当第一感应电压大于或等于第一参考电压时，比较计时模块产生触发信号，该触发信号用于指示比较计时模块停止计时，从而获取比较计时模块的计时时长，即第一计时时长。

S103、根据第一计时时长和第一预设时长，控制第二IGBT的导通时长。

本实施例中，如图1所示，半桥电磁炉在使用过程中，用户抬锅、移锅、锅具特性改变等使LC谐振振荡特性发生变化，导致LC振荡时电压电流转换曲线发生改变。因此，第二IGBT由导通转换为截止时，谐振电容组120中的谐振电容中的电能和电磁线圈110的电感电能全部释放，即反向电流为零。因此，第一IGBT由截止转换为导通的瞬间，就有电流从第一IGBT的发射极 E流向电磁线圈110，即，在第一IGBT导通时，就有正向电流流过。此时，第一IGBT为非过零导通，电流电压转换电路130根据正向电流输出的第一感应电压的初始值大于零。因此，若第一感应电压会大于或等于第一参考电压，那么，随着正向电流的增大，相比于第一感应电压的初始值为零或第一 IGBT导通后，无法立即获取到第一感应电压的情况，第一感应电压的初始值大于零时，其大于或等于第一参考电压的时长较短，即第一计时时长越短。

若第二IGBT的导通时长较短，第二IGBT由导通转换为截止时，谐振电容组120中的谐振电容中的电能未全部释放，即反向电流不为零，使谐振电容组120中的谐振电容中的电能未能全部释放。因此，在第一IGBT导通时，由于电感的极性不容许电流突变，谐振电容组120中的谐振电容继续向电磁线圈110放电，使得第一IGBT导通时的电流为反向电流。随着谐振电容组 120中的谐振电容继续向电磁线圈110放电，以及第一IGBT的发射极E向电磁线圈110充电，当电磁线圈110的电压等于谐振电容组120中的谐振电容两端的电压时，反向电流为零，并且，正向电流也为零。此时，流过第一IGBT 的电流也为零，即第一IGBT为过零导通。当电磁线圈110的电压大于谐振电容组120中的谐振电容两端的电压时，正向电流增大，电磁线圈110向谐振电容组120中的谐振电容充电。根据上述可知，在第一IGBT导通的瞬间，没有产生正向电流，因此在第一IGBT导通的瞬间，电流电压转换电路130 无法根据正向电流输出的第一感应电压。当反向电流为零，正向电流也为零时，电流电压转换电路130根据正向电流输出的第一感应电压为零，随着正向电流的增大，第一感应电压也逐渐增大。但是，由于在第一IGBT导通的瞬间，第一感应电压的初始值并不是从大于零的值开始增加。因此，在第一IGBT导通的时长内，第一感应电压可能不会大于或等于第一参考电压。即使第一感应电压会大于或等于第一参考电压，相较于第一参考电压的初始值从大于零的值开始增加的情况，第一感应电压增加到大于或等于第一参考电压的时长更长，即第一计时时长越长。

综上所述，第一IGBT导通的瞬间，正向电流越小，或者第一IGBT导通后，正向电流产生的越慢，第一感应电压增加到大于或等于第一参考电压的时长越长。因此，设置第一预设时长，将第一计时时长与第一预设时长进行比较，根据比较结果控制第二IGBT的导通时长。其中，第一预设时长为第一IGBT导通的瞬间，正向电流刚好从零开始时，第一感应电压增加到大于或等于第一参考电压的时长。

可选的，S103的一种可能的实现方式为：当第一计时时长小于第一预设时长时，控制第二IGBT的单次导通时长减少。

本实施例中，根据上述分析可知，由于第一IGBT导通的瞬间，正向电流越小，或者第一IGBT导通后，正向电流产生的越慢，第一感应电压增加到大于或等于第一参考电压的时长越长。并且，第一预设时长为第一IGBT 导通的瞬间，正向电流刚好从零开始时，第一感应电压增加到大于或等于第一参考电压的时长。因此，当第一计时时长小于第一预设时长时，说明第一 IGBT为非过零导通，即在第二IGBT该次导通时，谐振电容组120中的谐振电容中的电能或电感电能全部释放。因此，为减少第一IGBT下一次非过零导通的概率或避免第一IGBT下一次非过零导通，在第一计时时长小于第一预设时长时，控制单元140控制第二PWM的频率，以使第二IGBT的下一次导通的时长减少。

并且，第一计时时长越小于第一预设时长，即第一计时时长与第一预设时长之间的差值越大，说明第一IGBT导通瞬间的正向电流越大。因此，可选的，第二IGBT的单次导通时长的减少量可以与第一计时时长与第一预设时长之间的差值为正相关关系，即第一计时时长与第一预设时长之间的差值越大，第二IGBT下一次导通的时长越短。从而根据第一IGBT导通时，非过零导通的程度，调节第二IGBT下一次导通的时长，可以避免在下一次第二IGBT导通时，导通时长过短导致半桥电磁炉的加热功率不稳定的情况，或者导通时长不够，导致第一IGBT再次导通时仍然非过零导通的情况。

S104、当第二IGBT由截止状态变为导通状态时，开始计时并获取第二感应电压。

本实施例中，在控制单元140检测到第二PWM有低电平转换到高电平，即第二IGBT由截止转换为导通时，比较计时模块开始计时，并且获取电流电压转换电路130输出的感应电压，其中，将第二IGBT导通时获取的感应电压记为第二感应电压。同时，比较计时模块还可以获取参考电压，其中，将与第二感应电压进行比较的参考电压记为第二参考电压。

S105、当第二感应电压大于或等于第二参考电压时，获取第二计时时长。

本实施例中，比较计时模块将第二感应电压与第二参考电压进行比较，当第二感应电压大于或等于第二参考电压时，比较计时模块产生触发信号，该触发信号用于指示比较计时模块停止计时，从而获取比较计时模块的计时时长，即第二计时时长。

S106、根据第二计时时长和第二预设时长，控制第一IGBT的导通时长。

本实施例中，如图1所示，若第一IGBT导通时长较短，第一IGBT由导通转换为截止，会使得谐振电容组120中的谐振电容因充电时长较短而没有充电充分。因此，第一IGBT由导通转换为截止时，由于电感的极性不容许电流突变，电磁线圈110中的能量继续向谐振电容组120中的谐振电容充电，即正向电流大于零。因此，在第二IGBT由截止转换为导通时，并不会有电流通过第二IGBT流向接地端，而是正向电流逐渐减小至零后，谐振电容组 120中的谐振电容开始向电磁线圈110放电，即产生反向电流，然后逐渐增大。因此，第二IGBT为过零导通。因此，在第二IGBT导通后，电流电压转换电路120并不会立刻根据反向电流输出的第二感应电压，而是在有反向电流产生时，电流电压转换电路130开始输出第二感应电压。随着反向电流的增大，第二感应电压也逐渐增大。但是，由于在第二IGBT导通的瞬间，第二感应电压的初始值并不是从大于零的值开始增加。因此，在第二IGBT导通的时长内，第二感应电压可能不会大于或等于第二参考电压。即使第二感应电压会大于或等于第二参考电压，相较于第二参考电压的初始值从大于零的值开始增加的情况，第二IGBT过零导通时，第二感应电压增加到大于或等于第二参考电压的时长更长，即第二计时时长越长。

半桥电磁炉在使用过程中，用户抬锅、移锅、锅具特性改变等使LC谐振振荡特性发生变化，导致LC振荡时电压电流转换曲线发生变化。在第一 IGBT由导通转换为截止时，谐振电容组120中的谐振电容充电充分，在第二 IGBT导通的瞬间，就会有反向电流通过第二IGBT流向接地端，即第二IGBT 非过零导通。因此，电流电压转换电路130根据反向电流输出的第二感应电压的初始值大于零。因此，若在第二IGBT导通内，第二感应电压会大于或等于第一参考电压，那么，随着反向电流的增大，相比于第二感应电压的初始值为零或第二IGBT导通后，无法立即获取到第二感应电压的情况，第二感应电压的初始值大于零时，其大于或等于第二参考电压的时长较短，即第二计时时长越短。

综上所述，第二IGBT导通的瞬间，反向电流越小，或者第二IGBT导通后，反向电流产生的越慢，第二感应电压增加到大于或等于第二参考电压的时长越长。因此，设置第二预设时长，将第二计时时长与第二预设时长进行比较，根据比较结果控制第一IGBT的导通时长。其中，第二预设时长为第二IGBT导通的瞬间，反向电流刚好从零开始时，第二感应电压增加到大于或等于第二参考电压的时长。

可选的，S106的一种可能的实现方式为：当第二计时时长小于第二预设时长时，控制第一IGBT的单次导通时长减少。

本实施例中，根据上述分析可知，由于第二IGBT导通的瞬间，反向电流越小，或者第二IGBT导通后，反向电流产生的越慢，第二感应电压增加到大于或等于第二参考电压的时长越长。并且，第二预设时长为第二IGBT 导通的瞬间，反向电流刚好从零开始时，第二感应电压增加到大于或等于第二参考电压的时长。因此，当第二计时时长小于第二预设时长时，说明第二 IGBT为非过零导通，即在第一IGBT该次导通时，谐振电容组120中的谐振电容充电充分，导致在第二IGBT导通的瞬间，有反向电流通过第二IGBT 流向接地端。因此，为减少第二IGBT下一次非过零导通的概率或避免第二 IGBT下一次非过零导通，在第二计时时长小于第二预设时长时，控制单元 140控制第一PWM的频率，以使第一IGBT的下一次导通的时长减少。

并且，第二计时时长越小于第二预设时长，即第二计时时长与第二预设时长之间的差值越大，说明第二IGBT导通瞬间的反向电流越大。因此，可选的，第一IGBT的单次导通时长的减少量可以与第二计时时长与第二预设时长之间的差值为正相关关系，即第二计时时长与第一二预设时长之间的差值越大，第一IGBT下一次导通的时长越短。从而根据第二IGBT导通时，非过零导通的程度，调节第一IGBT下一次导通的时长，可以避免在下一次第二IGBT导通时，导通时长过短导致半桥电磁炉的加热功率不稳定的情况，或者导通时长不够，导致第二IGBT再次导通时仍然非过零导通的情况。

需要说明的是，由于第一感应电压和第二感应电压时实时变化，因此，第一参考电压和第二参考电压的值例如也可以是实时变化的。另外，第一预设时长、第二预设时长、第一参考电压和第二参考电压的值可根据实际半桥电磁炉的参数进行调整，本大明实施例对此不限制。

需要说明的是，S101-S103与第一IGBT对应，当第一IGBT导通时，控制单元140执行S101-S103；S104-S106与第二IGBT对应，当第二IGBT导通时，控制单元140执行S104-S106。

本实施例，通过在第一IGBT由截止状态变为导通状态时，开始计时并获取第一感应电压；当第一感应电压大于或等于第一参考电压时，获取第一计时时长；根据第一计时时长和第一预设时长，控制第二IGBT的导通时长；和，在第二IGBT由截止状态变为导通状态时，开始计时并获取第二感应电压；当第二感应电压大于或等于第二参考电压时，获取第二计时时长；根据第二计时时长和第二预设时长，控制第一IGBT的导通时长。可以在半桥电磁器具中，根据感应电压、计时时长确定其对应的IGBT的导通状态，从而根据IGBT的导通状态调整其他IGBT的频率。从而避免IGBT多次非过零导通的情况，实现对IGBT的保护，提高半桥电磁器具的安全性。

可选的，S103的另一种实现方式为：当第一计时时长大于或等于第一预设时长时，获取预设加热功率；根据预设加热功率，控制第二IGBT的单次导通时长。以及，

S106的另一种实现方式为：当第二计时时长大于或等于第二预设时长时，获取预设加热功率；根据预设加热功率，控制第一IGBT的单次导通时长。

本实施例中，半桥电磁炉在使用过程中，用户抬锅、移锅、锅具特性改变等使LC振荡时电压电流转换曲线发生变化，并不是一定会导致第一IGBT 或第二IGBT过零导通。但是，若导致第一IGBT或第二IGBT非过零导通，则经过减少第二IGBT或第一IGBT的单次导通时长后，使第一IGBT或第二IGBT过零导通，从而使第一计时时长大于或等于第一预设时长，以及使第二计时时长大于或等于第二预设时长，从而解决了第一IGBT以及第二IGBT 非过零导通的问题。

其中，在第一IGBT和/或第二IGBT过零导通后，半桥电磁炉认为电磁炉将正常加热，从而获取当前设置的加热功率，即获取预设加热功率。其中，当前设置的加热功率例如可以是用户设置的，或者与锅具对应的加热功率。根据当前设置的加热功率控制第一IGBT和/或第二IGBT的频率，即控制第一IGBT和/或第二IGBT下一次的导通时长。

如果在第一IGBT和/或第二IGBT的下一次导通时长调整后，第二IGBT 和第一IGBT仍然均为过零导通，则继续根据当前设置的加热功率控制第一 IGBT和第二IGBT的频率。如果在第一IGBT的下一次导通时长调整后，第二IGBT再次导通时为非过零导通，则调整第一IGBT的再下一次导通时长；如果在第二IGBT的下一次导通时长调整后，第一IGBT再次导通时为非过零导通，则减少第二IGBT再下一次导通的时长。经过上述调整过程，使半桥电磁炉的加热功率达到当前设置的加热功率。

可选的，根据预设加热功率，控制第二IGBT的单次导通时长，包括：判断预设加热功率是否与当前第二IGBT的导通时长匹配；若是，则根据当前第二IGBT的导通频率加热；若否，调整第二IGBT的单次导通时长。和，

根据预设加热功率，控制第一IGBT的单次导通时长，包括：判断预设加热功率是否与当前第一IGBT的导通时长匹配；若是，则根据当前第一IGBT 的导通频率加热；若否，调整第一IGBT的单次导通时长。

本实施例中，根据当前第一IGBT和第二IGBT的频率，获取其对应的当前实际加热功率，从而判断当前实际加热功率与当前设置的加热功率是否一致。若当前实际加热功率与当前设置的加热功率一致，控制单元140控制半桥电磁炉以当前第一IGBT和第二IGBT的频率继续加热，直至半桥电磁炉的加热功率变化或者半桥电磁炉LC谐振振荡特性发生变化。若当前实际加热功率与当前设置的加热功率不一致，控制单元140根据当前设置的加热功率，调整第一IGBT和第二IGBT的频率，以使第一IGBT和第二IGBT的频率对应的实际加热功率与当前设置的加热功率一致。

其中，可选的，若当前实际加热功率与当前设置的加热功率不一致时，控制单元140比较当前实际加热功率与当前设置的加热功率的大小。根据加热功率与第一IGBT和第二IGBT的导通时长有关可知，若当前实际加热功率小于当前设置的加热功率，则需要增加第一IGBT和/或第二IGBT的导通时长，即减小第一IGBT和/或第二IGBT的频率；若当前实际加热功率大于当前设置的加热功率，则需要减少第一IGBT和/或第二IGBT的导通时长，即减小第一IGBT和/或第二IGBT的频率。

可选的，方法还包括：获取市电电压；根据市电电压，获得第一参考电压和第二参考电压。

本实施例中，由于半桥电磁炉从市电获取电能，因此，半桥电磁炉的谐振频率与市电有关，因此，第一感应电压和第二感应电压的变化与市电的频率有关。因此，可以获取市电电压，根据市电电压获取第一参考电压和第二参考电压，将第一感应电压和第一参考电压进行比较，将第二感应电压和第二参考电压进行比较，可以使得比较结果更准确，从而更准确的确定第一 IGBT和第二IGBT的导通状态，进而更准确的控制第二IGBT和第一IGBT 的单次导通时长。

可选的，图3为本发明另一实施例提供的半桥电磁器具的加热电路的结构示意图。如图3所示，在图1所示实施例的基础上，半桥电磁器具还包括：第一分压电阻R1、第二分压电阻R2，第一分压电阻R1连接在第二分压电阻 R1与半桥电磁器具的整流电路的输出端之间，第二分压电阻R2还接地。并且，第一分压电阻R1的输出端与控制单元140连接。

本实施例中，第一分压电阻R1和第二分压电阻R2用于市电电压的分压采样。由于第一分压电阻R1连接在第二分压电阻R1与半桥电磁器具的整流电路的输出端之间，第二分压电阻R2还接地。并且，第一分压电阻R1的输出端与控制单元140连接，使得第二分压电阻R2上的电压将实时输入到控制单元140中。因此，控制单元140根据实时接收到的第二分压电阻R2上的电压，获取实时市电电压。从而根据市电电压，实时获取第一参考电压和/或第二参考电压。

可选的，继续如图3所示，电流电压转换电路130包括：电流互感器CT1、电容C2、第一分压电路141和第二分压电路142。

其中，第一分压电路141包括第三分压电阻R3和第四分压电阻R4，第三分压电阻R3连接在第四分压电阻R4和电容C2之间，第四分压电阻R4 接地。

第二分压电路142包括第五分压电阻R5和第六分压电阻R6，第五分压电阻R5连接在第六分压电阻R6和电容C2之间，第六分压电阻R6接地。

电流互感器CT1的初级绕组连接电磁线圈与第一IGBT或第二IGBT之间，次级绕组连接电容C2两端。

第四分压电阻R4，用于在第一IGBT由截止状态变为导通状态后，根据电流互感器CT1感应到的电磁线圈110与第一IGBT之间的电流，输出第一感应电压。

第六分压电阻R6，用于在第二IGBT由截止状态变为导通状态后，根据电流互感器CT1感应到的电磁线圈110与第二IGBT之间的电流，输出第二感应电压。

相应的，获取第一感应电压，包括：获取第四分压电阻输出的第一感应电压；和获取第二感应电压，包括：获取第六分压电阻输出的第二感应电压。

本实施例中，当第一IGBT导通时，谐振电容组120中的谐振电容充电，即流向电流互感器CT1的初级绕组中的电流为正向电流时，电流互感器CT1 的次级绕组感应到的电流的方向与方向电流的方向相同，即电容C2与第三分压电阻R3连接的一端的电压高。由于第四分压电阻R4一端与第三分压电阻 R3和控制单元140连接，另一端接地。因此，第四分压电阻R4上的电压与正向电流有关，可将第四分压电阻R4上的电压记为第一感应电压。因此，控制单元140获取第四分压电阻R4上的第一感应电压。同理，控制单元140 获取第六分压电阻R6上的第二感应电压。

需要说明的是，本发明实施例中，对电流电压转换电路130的结构不进行限定，只要可以获得第一IGBT导通时的第一感应电压以及第二IGBT导通时的第二感应电压，并将第一感应电压和第二感应电压输送至控制单元140 即可。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

另外，需要说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”等应做广义理解，例如可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定、对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (10)

1.一种半桥电磁器具的IGBT控制方法，其特征在于，应用于半桥电磁器具，所述半桥电磁器具包括：电磁线圈(110)、谐振电容组(120)、第一绝缘栅双极型晶体管IGBT、第二IGBT、电流电压转换电路(130)，所述电磁线圈(110)的一端连接在所述第一IGBT和所述第二IGBT之间，所述电磁线圈(110)的另一端与谐振电容组(120)连接，所述电流电压转换电路(130)用于根据所述电磁线圈(110)与所述第一IGBT或第二IGBT之间的电流输出感应电压；

所述方法包括：

当所述第一IGBT由截止状态变为导通状态时，开始计时并获取第一感应电压；

当所述第一感应电压大于或等于第一参考电压时，获取第一计时时长；

根据所述第一计时时长和第一预设时长，控制所述第二IGBT的导通时长；和，

当所述第二IGBT由截止状态变为导通状态时，开始计时并获取第二感应电压；

当所述第二感应电压大于或等于第二参考电压时，获取第二计时时长；

根据所述第二计时时长和第二预设时长，控制所述第一IGBT的导通时长。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一计时时长和第一预设时长，控制所述第二IGBT的导通时长，包括：

当所述第一计时时长小于第一预设时长时，控制第二IGBT的单次导通时长减少；和，

所述根据所述第二计时时长和第二预设时长，控制所述第一IGBT的导通时长，包括：

当所述第二计时时长小于第二预设时长时，控制第一IGBT的单次导通时长减少。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一IGBT的单次导通时长的减少量和第二IGBT的单次导通时长的减少量分别与所述计时时长和预设时长之间的差值正相关。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一计时时长和第一预设时长，控制所述第二IGBT的导通时长，包括：

当所述第一计时时长大于或等于第一预设时长时，获取预设加热功率；

根据预设加热功率，控制第二IGBT的单次导通时长；和

所述根据所述第二计时时长和第二预设时长，控制所述第一IGBT的导通时长，包括：

当所述第二计时时长大于或等于第二预设时长时，获取预设加热功率；

根据预设加热功率，控制第一IGBT的单次导通时长。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据预设加热功率，控制第二IGBT的单次导通时长，包括：

判断所述预设加热功率是否与当前所述第二IGBT的导通时长匹配；

若是，则根据当前所述第二IGBT的导通频率加热；

若否，调整第二IGBT的单次导通时长；和，

根据预设加热功率，控制第一IGBT的单次导通时长，包括：

判断所述预设加热功率是否与当前所述第一IGBT的导通时长匹配；

若是，则根据当前所述第一IGBT的导通频率加热；

若否，调整第一IGBT的单次导通时长。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述调整第二IGBT的单次导通时长，包括：

根据当前所述第一IGBT和所述第二IGBT的导通时长确定当前实际加热功率；

若当前实际加热功率小于所述预设加热功率时，增加第二IGBT的单次导通时长；

若当前实际加热功率大于所述预设加热功率时，减少第二IGBT的单次导通时长；和，

所述调整第一IGBT的单次导通时长，包括：

根据当前所述第一IGBT和所述第二IGBT的导通时长确定当前实际加热功率；

若当前实际加热功率小于所述预设加热功率时，增加第一IGBT的单次导通时长；

若当前实际加热功率大于所述预设加热功率时，减少第一IGBT的单次导通时长。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取市电电压；

根据所述市电电压，获得所述第一参考电压和第二参考电压。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述半桥电磁器具还包括：第一分压电阻(R1)、第二分压电阻(R2)，所述第一分压电阻(R1)连接在所述第二分压电阻(R2)与所述半桥电磁器具的整流电路的输出端之间，所述第二分压电阻(R2)还接地；

所述获取市电电压，包括：

获取所述第二分压电阻的电压；

根据所述第二分压电阻的电压，获得所述市电电压。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电流电压转换电路包括：电流互感器(CT1)、电容(C2)、第一分压电路(141)和第二分压电路(142)；

其中，所述第一分压电路(141)包括第三分压电阻(R3)和第四分压电阻(R4)，所述第三分压电阻(R3)连接在所述第四分压电阻(R4)和所述电容(C2)之间，所述第四分压电阻(R4)接地；

所述第二分压电路(142)包括第五分压电阻(R5)和第六分压电阻(R6)，所述第五分压电阻(R5)连接在所述第六分压电阻(R6)和所述电容(C2)之间，所述第六分压电阻(R6)接地；

所述电流互感器(CT1)的初级绕组连接电磁线圈(110)与所述第一IGBT或所述第二IGBT之间，次级绕组连接所述电容(C2)两端；

所述第四分压电阻(R4)，用于在所述第一IGBT由截止状态变为导通状态后，根据电流互感器(CT1)感应到的所述电磁线圈(110)与所述第一IGBT之间的电流，输出第一感应电压；

所述第六分压电阻(R6)，用于在所述第二IGBT由截止状态变为导通状态后，根据电流互感器(CT1)感应到的所述电磁线圈(110)与所述第二IGBT之间的电流，输出第二感应电压；

相应的，所述获取所述第一感应电压，包括：

获取所述第四分压电阻(R4)输出的第一感应电压；和

所述获取所述第二感应电压，包括：

获取所述第六分压电阻(R6)输出的第二感应电压。

10.一种半桥电磁加热器具，其特征在于，包括：电磁线圈(110)、谐振电容组(120)、第一IGBT、第二IGBT、电流电压转换电路(130)以及控制单元(140)；

所述电磁线圈(110)的一端连接在所述第一IGBT和所述第二IGBT之间，所述电磁线圈(110)的另一端与谐振电容组(120)连接，所述控制单元(140)分别与所述电流电压转换电路(130)、所述第一IGBT、所述第二IGBT连接；其中，

所述电流电压转换电路(130)，用于感应所述电磁线圈(110)与所述第一IGBT或第二IGBT之间的电流并输出感应电压；

所述控制单元(140)，用于执行如权利要求1-9任一项所述的半桥电磁器具的IGBT控制方法。

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