一种适应不同材质锅具加热的电磁加热控制系统技术方案

本方案提出一种适应不同材质锅具加热的电磁加热控制系统，可以针对不同材质锅具进行加热，电磁加热控制系统包括控制器、滤波模块、整流模块、功率元件及与功率元件连接的驱动模块，所述驱动模块包括谐振单元、变频单元及切换单元，所述切换单元切换变频单元与谐振单元组合关系以改变谐振模块的谐振频率适应不同材质锅具进行加热。本方案设置变频单元及切换单元可以针对不同材质锅具实现谐振模块谐振频率的选择进而满足不同材质锅具谐振频率范围实现加热。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电磁加热
，具体涉及一种适应不同材质锅具加热的电磁加热控制系统。
技术介绍
随着电磁感应加热技术的迅速发展，基于电磁感应加热原理的厨房电器比如基于电磁加热技术电磁灶、基于IH加热技术电饭煲等越来越多，现有的电磁加热控制系统硬件设计上谐振参数与锅具匹配是实现对锅具进行的加热的关键技术，不同材质的锅具(如铁锅与铝锅)在进行电磁加热过程中对电磁加热控制系统中谐振参数要求是不一样的，因此要实现对不同锅具的加热电磁加热控制系统需对应不同的谐振参数(范围)。如此，在硬件电路谐振参数无法调整的情况下，就无法适应不同的材质谐振参数(范围)要求，所以导致了现有的电磁加热控制系统中没有办法兼容全金属或多金属材质进行加热，导致同一电磁加热装置(如电磁炉)在锅具材质更换情况下，很难正常的工作甚至无法正常工作。目前现有技术中，电磁加热控制系统中其电路谐振频率范围一般在50KHz以内，该谐振范围只能实现对铁质或不锈钢材质锅具或具有该材质的复底锅具进行加热，比如，电磁炉在使用铝或者铜等非铁材质锅具时无法对其进行加热。而随着锅具技术的发展，非铁质锅具技术的迅速发展，使得市场上有大量非铁质锅具，而非铁质锅具(比如铝锅)在电磁加热过程中对谐振电路中的参数要求与铁质锅是不一样的，所以在目前的电磁谐振范围情况下不能对铝锅进行加热实现相应的烹饪的功能，所以导致了原有的设计控制方案没有办法兼容不同材质金属锅具加热。为解决上述问题，现有技术中提出一种采用在非铁质或不锈钢锅具底部加入复底片(复底片为铁质或不锈钢材质)实现对非铁质或不锈钢锅具的电磁加热，但是该技术需要在锅具成型后加入复底片，复底片的加工及附加不仅使该锅具生产流程繁琐，同时增加了整锅成本。而且此设计也并非真正意义上的实现不同材质锅具加热。因此，对电磁加热控制系统本身研究改进实现对不同材质金属锅具加热具有重要意义。
技术实现思路
本技术方案提出适应不同材质锅具加热的电磁加热控制系统，旨在改善上述问题，该方案具有效果好、可实施性强的特点。为达到以上技术效果，本技术采用如下技术方案：一种适应不同材质锅具加热的电磁加热控制系统，包括控制器、滤波模块、整流模块、功率元件及与功率元件连接的驱动模块，其特征在于：所述驱动模块包括谐振单元、变频单元及切换单元，所述切换单元切换变频单元与谐振单元组合关系以改变电磁加热控制系统的谐振频率适应不同材质锅具进行加热。进一步的方案，所述变频单元的一种方案为所述变频单元包括谐振电容或谐振电容组合电路。所述变频单元的另一种方案为所述变频单元包括谐振电感或谐振电感组合电路。所述变频单元的另一种方案为所述变频单元包括谐振电容与谐振电感的组合电路。进一步的方案，所述切换单元包括与变频单元串联或并联连接的可控电子开关器件，切换可控电子开关器件通断状态以改变变频单元与谐振单元组合关系，进而改变电磁加热控制系统的谐振频率。进一步的方案，所述可控电子开关器件为继电器或交流接触器或半导体开关。进一步的方案，所述电磁加热控制系统还包括适应电磁加热控制系统谐振频率变化的升压PFC模块，所述升压PFC模块输入端连接整流模块输出端，升压PFC模块输出端连接驱动模块输入端，以将整流模块输出的电压稳定后输入到驱动模块。进一步的方案，所述升压PFC模块输出的电压为310V～450V。进一步的方案，所述驱动模块还包括与功率元件连接的全桥驱动电路或所述驱动模块还包括与功率元件连接的半桥驱动电路。功率元件可以为IGBT或智能功率模块等。进一步的方案，所述电磁加热控制系统还包括锅具类型检测模块，所述锅具类型检测模块检测锅具的材质类型并将对应的信号传输控制器，控制器获取信号后控制所述切换单元的通断状态，以启动相应的谐振频率对锅具进行加热。本技术方案的有益效果：1、一种适应不同材质锅具加热的电磁加热控制系统，包括控制器、滤波模块、整流模块、功率元件及与功率元件连接的驱动模块，其特征在于：所述驱动模块包括谐振单元、变频单元及切换单元，所述切换单元切换变频单元与谐
振单元组合关系以改变谐振模块的谐振频率适应不同材质锅具进行加热。本方案设置变频单元及切换单元可以针对不同材质锅具实现系统谐振频率的选择进而满足不同材质锅具谐振频率范围实现加热。2、所述变频单元包括谐振电容或谐振电容组合电路；所述变频单元包括谐振电感或谐振电感组合电路；所述变频单元包括谐振电容与谐振电感的组合电路。三种不同的方案，可以单独切换谐振电容方案，也可以单独切换谐振电感方案，当然也可以为电容电感组合方案。由谐振频率计算公式可以得出谐振频率决定因素主要由电感有效电感量L和电容C决定，故而改变任意其中一个或两个都改变的情况下均可以实现整个电路谐振频率的改变。3、所述切换单元包括与变频单元串联或并联连接的可控电子开关器件，切换可控电子开关器件通断状态以改变变频单元与谐振单元(LC谐振单元)组合关系，进而改变系统的谐振频率。所述可控电子开关器件为继电器或交流接触器或半导体开关。继电器为可控电子元器件可以通过控制器对其实现控制，进而实现变频单元与谐振单元组合关系的改变，改变整个系统谐振频率。变频单元及切换单元的有效组合切换，可以有效的解决了不同锅具所需求的谐振频率的问题。使全金属感应加热系统才有可能得到实现。4、所述电磁加热控制系统还包括升压PFC模块，所述升压PFC模块输入端连接整流模块输出端，升压PFC模块输出端连接驱动模块输入端。PFC电路的应用，使输出给谐振系统的电压非常稳定，不受用户用电电网电压波动的影响；PFC电路在谐振系统中的应用，使整个系统的能效得到有效的提高；同时，使用PFC电路具有功率因数校正技术，就是使电网输入电流波形完全跟踪电网输入电压波形，使得输入电流波形为正弦波且和电压波形同相位。在理想情况
下，可将整流器的负载等效为一个纯电阻，此时的PF值为1；通过PFC升压技术为驱动模块提供310Vdc～450Vdc的稳定电源，在相同功率输出条件下，可以有效的降低系统的电流值，这样系统更加安全可靠。5、所述驱动模块还包括与功率元件连接的全桥驱动电路或所述驱动模块还包括与功率元件连接的半桥驱动电路。功率元件可以为IGBT或智能功率模块等。桥式驱动电路，(包括半桥和全桥电路)能有效解决普通单管感应加热中的大功率加热温升问题以及小功率连续加热的问题。6、所述电磁加热控制系统还包括锅具类型检测模块，所述锅具类型检测模块检测锅具的材质类型并将对应的信号传输控制器，控制器获取信号后控制所述切换单元的通断状态，以启动相应的谐振频率对锅具进行加热。实现对锅具类型的检测后启动相应的谐振模块匹配相应的谐振频率，从锅具类型检测到后续匹配对应的加热谐振模块，实现对应匹配的谐振参数，实现选金属加热的完善系统控制。【附图说明】下面结合附图和实施例对本方案做进一步详细的说明。图1为现有技术电磁感应加热的半桥控制系统；图2为现有技术电磁感应加热的全桥控制系统；图3为本技术一种适应不同材质锅具加热的电磁加热半桥控制系统；图4为本技术一种适应不同材质锅具加热的电磁加热半桥控制系统；图5为本技术具体实施例一谐振单元与切换单元电路示意图；图6为本技术具体实施例二谐振单元与切换单元电路示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适应不同材质锅具加热的电磁加热控制系统，包括控制器、滤波模块、整流模块、功率元件及与功率元件连接的驱动模块，其特征在于：所述驱动模块包括谐振单元、变频单元及切换单元，所述切换单元切换变频单元与谐振单元组合关系以改变电磁加热控制系统的谐振频率适应不同材质锅具进行加热。

【技术特征摘要】
1.一种适应不同材质锅具加热的电磁加热控制系统，包括控制器、滤波模块、整流模块、功率元件及与功率元件连接的驱动模块，其特征在于：所述驱动模块包括谐振单元、变频单元及切换单元，所述切换单元切换变频单元与谐振单元组合关系以改变电磁加热控制系统的谐振频率适应不同材质锅具进行加热。2.如权利要求1所述的电磁加热控制系统，其特征在于：所述变频单元包括谐振电容或谐振电容组合电路。3.如权利要求1所述的电磁加热控制系统，其特征在于：所述变频单元包括谐振电感或谐振电感组合电路。4.如权利要求1所述的电磁加热控制系统，其特征在于：所述变频单元包括谐振电容与谐振电感的组合电路。5.如权利要求1所述的电磁加热控制系统，其特征在于：所述切换单元包括与变频单元串联或并联连接的可控电子开关器件，切换可控电子开关器件通断状态以改变变频单元与谐振单元组合关系，进而改变电磁加热控制系统的谐振频率。6.如权利要求5所述的电磁加热控制系统，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱泽春，胡文飞，唐久奎，张伟，
申请(专利权)人：九阳股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37