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SH69P42单片机在电磁炉控制中绝缘耐压的应用
浏览: 发布日期:2017-09-04


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电磁炉工作时,虽然输入信号是市电的220 V交流电,但是为了保持功率恒定和内部稳定工作,需要对各参数进行实时的检测和控制,以有效地实现锅具超温保护、锅具干烧保护、锅具传感器开/短路保护、忘记关机保护、IGBT温度限制、IGBT温度过高保护、低温环境工作模式、IGBT测温传感器开/短路保护、高低电压保护、浪涌电压保护、VCE抑制、VCE过高保护、过零检测、小物检测、锅具材质检测、定时等功能。这些参数中有很多是互相关联、互相影响的,因此,使用单片机实现检测和控制,无论从成本上,还是从可靠性、实现方案上,均是较好的选择。1 控制参数及其相互关系1.1 电磁炉的工作原理电磁炉是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的厨房电器。它有两种类型:一种是利用工频电流进行感应加热;另一种是利用15 kHz以上的高频电流进行感应加热。前者称为"工频电磁炉",后者称为"高频电磁炉"。工频电磁炉无需进行工频到高频的变换电路,电路复杂性较小;但是,需要特殊的复合材料(一般为不锈钢、铁、不锈钢、铝四层复合)制成的烹饪锅具才能正常工作。高频电磁炉需要设置高频变换和控制电路,但无需复合材料制成锅体。家用电磁炉一般采用高频模式。高频电磁炉热效率高达83%。在电磁炉内部的主谐振部分,由整流电路将50 Hz/60 Hz的交流电压变成直流电压,再经过控制电路将直流电压转换成频率为20~50 kHz的高频电压。高速变化的电流流过线圈时,产生高速交变的磁场;当磁场内的磁力线通过金属器皿时,底部会产生巨大的涡流,使器皿本身自行高速发热,然后再加热器皿内的物质。1.2 电磁炉的检测和控制参数电磁炉工作时需要检测、控制的信号或参数有以下14种:工作电压(输入、模拟量),工作电流(输入、模拟量),IGBT工作温度(输入、模拟量),输出到器皿的温度(输入、模拟量),交流电过零(输入、数字量).同步(输入、数字量),风扇(输出、数字量),蜂鸣器(输出、PWM).IG-BT导通和截止(输出、PWM),电源浪涌(输入/输出、数字量),IGBT之C端的过压(输入/输出、数字量),试探信号(输出、数字量),按键监测(输入/输出、数字量),显示控制(输出、数字量)。1.3 控制参数的相互关系以上参数除后两项属于人机交互界面外,其他12项参数均互相关联,关联关系如图1所示。
在图1中,参数I、V、Vp-p、VCE、T1、T2分别为:工作电流设定值、工作电压设定值、浪涌电压设定值、IGBT最大击穿电压设定值、IGBT温度值和加热线圈温度值。所有参数的加入均以使IGBT可靠、正常地工作为中心。IGBT可靠、正常地工作是指:输出功率恒定,发热和锅底温度在允许的范围内。


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