加热方式和控制电路

加热方式和控制电路

陈彬, 于三营 

  广东美的生活电器制造有限公司   528311   深圳市思摩尔科技有限公司   518126

摘要：本文是一种电加热设备、电加热控制电路、电加热控制方法及装置。该方法包括：在接收到加热指令时，根据加热指令确定电加热设备的功率控制模式，功率控制模式为：电加热设备中控制加热装置加热的功率开关模块在交流电源的每N个半波区间包括A个导通半波区间和N‑A个关断半波区间；当功率控制模式中A和N‑A中的其中一个小于2时，则按照功率控制模式控制电加热设备的功率开关模块工作；当功率控制模式中A大于或者等于2，且N‑A大于或者等于2时，则至少在一组相邻的两个关断半波区间之间配置至少一导通半波区间，并按照配置后的功率控制模式控制电加热设备的功率开关模块工作。本文实现了以低成本的方案通过EMC测试的目的。

关键词：电加热设备；控制电路；方法；装置

引言：目前，电加热设备基本都是通过可控硅作为电源控制开关来进行加热控制。其中，对于纯阻性的电加热设备，由于在交流电的多个正负半周期内均采用控制可控硅连续开通和关断的加热控制模式，使得电加热设备在进行EMC测试时很难通过，因为控制可控硅长时间连续开通和关断时，会导致电压信号分布不均匀，造成电压的波动或者闪烁，需要增加电感器件进行处理，导致成本增加。

本文内容

本文主要目的提供一种电加热设备，实现以低成本的方案通过EMC测试。

本文提出一种电加热控制方法，用于电加热设备中，该电加热控制方法包括：在接收到加热指令时，根据所述加热指令确定电加热设备的功率控制模式，所述功率控制模式为：所述电加热设备中控制加热装置加热的功率开关模块在交流电源的每N个半波区间包括A个导通半波区间和N-A个关断半波区间；当所述功率控制模式中A和N-A中的其中一个小于2时，则按照所述功率控制模式控制所述电加热设备的功率开关模块工作；当所述功率控制模式中A大于或者等于2，且N-A大于或者等于2时，则至少在一组相邻的两个关断半波区间之间配置至少一导通半波区间，并按照配置后的功率控制模式控制所述电加热设备的功率开关模块工作，其中，任一两个相邻的关断半波区间为一组。所述当所述功率控制模式中A大于或者等于2，且N-A大于或者等于2时，则至少在相邻的两个关断半波区间之间配置至少一导通半波区间，并按照配置后的功率控制模式控制所述电加热设备的功率开关模块工作的步骤具体包括：当所述功率控制模式中A大于或者等于2，且N-A等于2时，则在两个关断半波区间之间配置至少一导通半波区间；当所述功率控制模式中A大于或者等于2，且N-A大于2时，则将所述A个导通半波区间划分为预设的Q1组，将所述N-A个关断半波区间划分为预设的Q2组，所述Q1组导通半波区间与Q2组关断半波区间间隔设置，所述Q1和Q2均大于1；按照配置后的功率控制模式控制所述电加热设备的功率开关模块工作。多个所述Q1组中，至少Q1-1组中的A为偶数；和/或，多个所述Q2组中，至少Q2-1组中的N-A为偶数。每一所述半波区间的功率为P1，所述P1为正整数，所述N＝P/P1，所述P为电加热设备的额定功率。所述P小于或者等于2000瓦，所述P1为100瓦/200瓦/300瓦/400瓦等。

另外，本文还提供一种电加热控制装置，用于电加热设备中，该电加热控制装置包括：模式确定单元，用于在接收到加热指令时，根据所述加热指令确定电加热设备的功率控制模式，所述功率控制模式为：所述电加热设备中控制加热装置加热的功率开关模块在交流电源的每N个半波区间包括A个导通半波区间和N-A个关断半波区间；第一加热控制单元，用于当所述功率控制模式中A和N-A中的其中一个小于2时，则按照所述功率控制模式控制所述电加热设备的功率开关模块工作；第二加热控制单元，用于当所述功率控制模式中A大于或者等于2，且N-A大于或者等于2时，则至少在一组相邻的两个关断半波区间之间配置至少一导通半波区间，并按照配置后的功率控制模式控制所述电加热设备的功率开关模块工作，其中，任一两个相邻的关断半波区间为一组。所述第二加热控制单元具体用于：当所述功率控制模式中A大于或者等于2，且N-A等于2时，则在两个关断半波区间之间配置至少一导通半波区间；当所述功率控制模式中A大于或者等于2，且N-A大于2时，则将所述A个导通半波区间划分为预设的Q1组，将所述N-A个关断半波区间划分为预设的Q2组，所述Q1组导通半波区间与Q2组关断半波区间间隔设置，所述Q1和Q2均大于1；按照配置后的功率控制模式控制所述电加热设备的功率开关模块工作。多个所述Q1组中，至少Q1-1组中的A为偶数；和/或，多个所述Q2组中，至少Q2-1组中的N-A为偶数。每一所述半波区间的功率为P1，所述P1为正整数，所述N＝P/P1，所述P为电加热设备的额定功率。所述P小于或者等于2000瓦，所述P1为/100瓦/200瓦/300瓦/400瓦等。

此外，本文还提供一种电加热控制电路，用于电加热设备中，该电加热控制电路包括交流输入端、连接于所述交流输入端和电加热设备的加热装置之间的功率开关模块、用于检测所述交流输入端输入交流电源的过零信号的过零检测模块，以及如上所述的电加热控制装置；其中，所述电加热控制装置与所述功率开关模块和所述过零检测模块分别连接；所述电加热控制装置包括：模式确定单元，用于在接收到加热指令时，根据所述加热指令确定电加热设备的功率控制模式，所述功率控制模式为：所述电加热设备中控制加热装置加热的功率开关模块在交流电源的每N个半波区间包括A个导通半波区间和N-A个关断半波区间；第一加热控制单元，用于当所述功率控制模式中A和N-A中的其中一个小于2时，则按照所述功率控制模式控制所述电加热设备的功率开关模块工作；第二加热控制单元，用于当所述功率控制模式中A大于或者等于2，且N-A大于或者等于2时，则至少在一组相邻的两个关断半波区间之间配置至少一导通半波区间，并按照配置后的功率控制模式控制所述电加热设备的功率开关模块工作，其中，任一两个相邻的关断半波区间为一组。所述功率开关模块包括可控硅及可控硅功率控制模块，所述可控硅连接于所述交流输入端和电加热设备的加热装置之间，所述可控硅的受控端与所述可控硅功率控制模块连接，所述可控硅功率控制模块与所述电加热控制装置连接。

最后，本文还提供一种电加热设备，包括加热装置及如上所述的电加热控制电路，该电加热控制电路包括交流输入端、连接于所述交流输入端和所述加热装置之间的功率开关模块、用于检测所述交流输入端输入交流电源的过零信号的过零检测模块，以及电加热控制电路；其中，所述电加热控制电路的功率开关模块连接于所述交流输入端和所述加热装置之间；所述电加热控制电路如上所述。所述加热装置为电热管或者电热膜。其中，P小于或者等于2000瓦，P1可为100瓦/200瓦/300瓦/400瓦等。值得一提的是，由于当下使用的电水壶、豆浆机等电加热设备的额定功率一般均小于或者等于2000瓦，且所需的不同功率档对应的功率通常为100的倍数，因此，采用P1为100W能够方便计算得到该设备所需的不同功率档对应的功率。

结束语

本文电加热设备在接收到加热指令时，根据所述加热指令确定电加热设备的功率控制模式；其中，功率控制模式为：所述电加热设备中控制加热装置加热的功率开关模块在交流电源的每N个半波区间包括A个导通半波区间和N-A个关断半波区间；当用户选择的功率控制模式中关断半波区间的数量N-A大于或者等于2时，则在相邻的两个关断半波区间之间配置至少一导通半波区间。如此，使得功率开关模块不是长时间连续导通和关断，而是导通区间和关断区间有规律的交替进行，从而使得交流电源的电压信号分布均匀，不会出现电压波动或闪烁现象。此种方式也不需要增加电感器件进行处理，降低了产品成本，即实现了以低成本的方案通过EMC测试的目的。