片上系統(tǒng)的電磁加熱控制系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及控制領域，特別涉及一種片上系統(tǒng)的電磁加熱控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術中的電磁加熱控制系統(tǒng)，對系統(tǒng)中用于控制系統(tǒng)加熱狀態(tài)的IGBT管的觸發(fā)導通方式通常是同步觸發(fā)導通方式，而該同步觸發(fā)導通方式存在的缺陷是:當該電磁加熱控制系統(tǒng)處于低功率加熱狀態(tài)時(即IGBT管的導通脈寬較小時)或市電電壓較高時，會使得IGBT管在一定的電壓下導通(硬開通)，而當IGBT管在一定的電壓下導通時，其開通損耗較大；并且，當IGBT管在一定的電壓下導通時，IGBT管的溫升較高，從而會造成IGBT管的使用壽命下降。
[0003]參照圖1，圖1是現(xiàn)有技術中電磁加熱控制系統(tǒng)一實施例的電路結(jié)構示意圖，該電磁加熱控制系統(tǒng)包括電源輸入端101、IGBT驅(qū)動電路102、MCU All、加熱線圈盤LH1、IGBT管Q1、電容Cl、電容C2、電容C3、諧振電容C4、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電阻R18、電阻R19、電阻R20、電阻RKl及二極管D11。其中，MCUAll內(nèi)部包括電壓比較器All-Ul和PffM產(chǎn)生模塊A11-U2，電源輸入端101所輸入的電源為整流后的市電電源。具體地，加熱線圈盤LHl的第一端OUTll及諧振電容C4的第一端均與電源輸入端101連接，諧振電容C4的第二端分別與加熱線圈盤LHl的第二端0UT12及IGBT管Ql的集電極C連接；電阻Rll的第一端與諧振電容C4的第一端連接，電阻Rll的第二端經(jīng)串聯(lián)連接的電阻R12、電阻R13及電阻R14與電阻R15的第一端連接，電阻R15的第二端經(jīng)電阻R16接地；電容Cl的第一端與電阻R15的第一端連接，電容Cl的第二端接地；電阻R15的第一端還與MCU All內(nèi)部的電壓比較器All-Ul的同相輸入端連接；電阻R17的第一端與諧振電容C4的第二端連接，電阻R17的第二端經(jīng)電阻R18與電阻R19的第一端連接，電阻R19的第二端經(jīng)電阻R20接地；電容C3的第一端與電阻R19的第一端連接，電容C3的第二端接地；電容C2的第一端與電阻R15的第一端連接，電容C2的第二端與電阻R19的第一端連接；二極管Dll的陽極與電阻R19的第一端連接，二極管Dll的陰極接地；電阻R19的第一端還與MCU All內(nèi)部的電壓比較器All-Ul的反相輸入端連接；MCU All內(nèi)部的電壓比較器All-Ul的輸出端與PffM產(chǎn)生模塊A11-U2的輸入端連接，PffM產(chǎn)生模塊Al 1-U2的輸出端與IGBT驅(qū)動電路102的輸入端連接；IGBT驅(qū)動電路102的輸出端與IGBT管Ql的門極G連接；IGBT管Ql的發(fā)射極E經(jīng)電阻RKl接地。
[0004]圖1所示電磁加熱控制系統(tǒng)，對IGBT管Ql的觸發(fā)導通方式就是同步觸發(fā)導通方式，其工作原理如下:當IGBT管Ql導通時，加熱線圈盤LHl有電流從加熱線圈盤LHl的第一端OUTll流向加熱線圈盤LHl的第二端0UT12，此時諧振電容C4的第一端(下端)電壓經(jīng)電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15及電阻R16分壓后的電壓信號Va輸入MCU All內(nèi)部的電壓比較器All-Ul的同相輸入端，諧振電容C4的第二端(上端)電壓經(jīng)電阻R17、電阻R18、電阻R19及電阻R20分壓后的電壓信號Vb輸入MCU All內(nèi)部的電壓比較器All-Ul的反相輸入端，此時諧振電容C4下端電壓被鉗位在電源輸入端101的電壓(即市電電壓)，而諧振電容C4的上端電壓被IGBT管Ql拉到地電平，即此時電壓Va>電壓Vb ;當IGBT管Ql關斷時，由于加熱線圈盤LHl的電感效應，加熱線圈盤LHl的電流不可能突變，電流繼續(xù)從加熱線圈盤LHl的第一端OUTll流向加熱線圈盤LHl的第二端0UT12，并向諧振電容C4充電，使諧振電容C4的上端電壓不斷升高，直到加熱線圈盤LHl上的電流釋放完畢。當加熱線圈盤LHl的電流為O時，諧振電容C4上端電壓達到最高，此時電壓Va〈電壓Vb。當電壓Va〈電壓Vb時，諧振電容C4開始向加熱線圈盤LHl放電，此時電流從加熱線圈盤LHl的第二端0UT12流向加熱線圈盤LHl的第一端0UT11，直到諧振電容C4的電能釋放完畢(當諧振電容C4的電能釋放完畢時，諧振電容C4的下端電壓等于其上端電壓)。當諧振電容C4的電能釋放完畢時，加熱線圈盤LHl上仍然還有電流從上端向下端流動，此時諧振電容C4的下端電壓被鉗位在市電電壓，諧振電容C4的上端電壓不斷被拉低，直到電壓Vb〈電壓Va時，在電壓比較器All-Ul的輸出端產(chǎn)生一個上升沿的脈沖信號，該上升沿的脈沖信號觸發(fā)PWM產(chǎn)生模塊Al 1-U2產(chǎn)生一個使IGBT管Ql導通的導通脈寬。此后，重復上述步驟。圖1所示電磁加熱控制系統(tǒng)，由于對IGBT管Ql的觸發(fā)導通方式是同步觸發(fā)導通方式，因此，當該電磁加熱控制系統(tǒng)處于低功率加熱狀態(tài)時或市電電壓較高時，會使得IGBT管Ql開通損耗較大，同時，會造成IGBT管Ql的使用壽命下降。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的主要目的是提供一種功耗低且可靠性高的片上系統(tǒng)的電磁加熱控制系統(tǒng)。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種片上系統(tǒng)的電磁加熱控制系統(tǒng)，該片上系統(tǒng)的電磁加熱控制系統(tǒng)是用于控制電磁加熱裝置的諧振加熱工作，其特征在于，所述片上系統(tǒng)的電磁加熱控制系統(tǒng)包括市電電源輸入端、用于對所述電磁加熱裝置進行諧振加熱的諧振電路、用于驅(qū)動所述諧振電路工作的IGBT驅(qū)動電路、用于控制所述諧振電路的加熱工作的MCU、用于為所述MCU及所述IGBT驅(qū)動電路供電的開關電源電路、用于對所述市電電源進行整流濾波并為所述諧振電路供電的第一整流濾波電路、用于對所述市電電源進行整流濾波并為所述開關電源電路供電的第二整流濾波電路；所述諧振電路包括用于控制所述諧振電路的加熱狀態(tài)的IGBT管；所述MCU的內(nèi)部設有用于對所述IGBT管的集電極的電壓極值進行檢測的IGBT電壓極值檢測電路和用于根據(jù)所述IGBT電壓極值檢測電路的檢測結(jié)果輸出相應PWM信號至所述IGBT驅(qū)動電路以控制所述IGBT管的開關動作的PffM產(chǎn)生電路；其中，
[0007]所述第一整流濾波電路的輸入端及所述第二整流濾波電路的輸入端均與所述市電電源輸入端連接，所述第一整流濾波電路的輸出端與所述諧振電路的電源輸入端連接，所述第二整流濾波電路的輸出端與所述開關電源電路的輸入端連接；所述開關電源電路的輸出端分別與所述MCU的電源端及所述IGBT驅(qū)動電路的電源端連接；所述IGBT驅(qū)動電路的輸入端與所述PWM產(chǎn)生電路的輸出端連接，所述IGBT驅(qū)動電路的輸出端與所述諧振電路的驅(qū)動控制輸入端連接；所述IGBT電壓極值檢測電路的檢測輸入端與所述IGBT管的集電極連接，所述IGBT電壓極值檢測電路的檢測輸出端與所述PWM產(chǎn)生電路的輸入端連接。
[0008]優(yōu)選地，所述片上系統(tǒng)的電磁加熱控制系統(tǒng)還包括用于對所述市電電源的過零點進行檢測的市電過零檢測電路；所述市電過零檢測電路的檢測輸入端與所述第二整流濾波電路的輸出端連接，所述市電過零檢測電路的檢測輸出端與所述MCU的第一信號輸入端連接，所述MCU在所述市電過零檢測電路檢測到所述市電電源的過零時，屏蔽所述IGBT電壓極值檢測電路的檢測輸出功能并控制所述PWM產(chǎn)生電路在預設的時間段內(nèi)輸出預設占空比及預設頻率的PWM信號至所述IGBT驅(qū)動電路以控制所述IGBT管的開關動作。
[0009]優(yōu)選地，所述IGBT電壓極值檢測電路的檢測輸入端與所述諧振電路中的所述IGBT管的集電極連接，所述IGBT電壓極值檢測電路的檢測輸出端與所述PffM產(chǎn)生電路的輸入端連接，所述IGBT電壓極值檢測電路在檢測到所述IGBT管的集電極的電壓為最低點電壓時，控制所述PWM產(chǎn)生電路輸出一個使所述IGBT管導通的導通脈寬。
[0010]優(yōu)選地，所述IGBT電壓極值檢測電路包括分壓電路單元和有源微分電路單元；其中，
[0011]所述分壓電路單元的輸入端與所述IGBT管的集電極連接，所述分壓電路單元的輸出端與所述有源微分電路單元的輸入端連接；所述有源微分電路單元的輸出端與所述PWM產(chǎn)生電路的輸入端連接。
[0012]優(yōu)選地，所述有源微分電路單元包括第一工作電壓輸入端、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第一電容、第二電容及所述MCU 205內(nèi)部的第一電壓比較器；其中，
[0013]所述第一電容的第一端與所述分壓電路單元的輸出端連接，所述第一電容的第二端經(jīng)第一電阻與第二電阻的第一端連接；所述第二電阻的第二端與所述第一電壓比較器的輸出端連接；所述第一電壓比較器的輸出端還與所述PWM產(chǎn)生電路的輸入端連接；所述第二電容與所述第二電阻并聯(lián)；所述第二電阻的第一端還與所述第一電壓比較器的反相輸入端連接；所述第一電壓比較器的同相輸入端分別與所述第三電阻的第一端及所述第四電阻的第一端連接；所述第三電阻的第二端與所述第一工作電壓輸入端連接；所述第四電阻的第二端接地。
[0014]優(yōu)選地，所述PffM產(chǎn)生電路包括第五電阻、第六電阻、所述MCU 205內(nèi)部的第二電壓比較器、所述MCU 205內(nèi)部的與門及所述MCU 205內(nèi)部的PffM產(chǎn)生模塊；其中，
[0015]所述第二電壓比較器的同相輸入端與所述第一電壓比較器的輸出端連接，所述第二電壓比較器的反相輸入端分別與所述第五電阻的第一端及所述第六電阻的第一端連接；所述第五電阻的第二端與所述第一工作電壓輸入端連接；所述第六電阻的第二端接地；所述第二電壓比較器的輸出端與所述與門的第一輸入端連接；所述與門的第一輸入端與所述PWM產(chǎn)生模塊的輸出端連接；所述與門的輸出端與所述PWM產(chǎn)生模塊的輸入端連接；所述PffM產(chǎn)生模塊的輸出端還與所述IGBT驅(qū)動電路的輸入端連接。
[0016]優(yōu)選地，所述片上系統(tǒng)的電磁加熱控制系統(tǒng)還包括用于對所述市電電源的電壓進行檢測的市電電壓檢測電路；所述市電電壓檢測電路的檢測輸入端與所述第二整流濾波電路的輸出端連接，所述市電電壓檢測電路的檢測輸出端與所述MCU的第二信號輸入端連接。
[0017]優(yōu)選地，所述片上系統(tǒng)的電磁加熱控制系統(tǒng)還包括用于對所述IGBT管的電流進行檢測的IGBT電流檢測電路及用于檢測所述IGBT管的集電極電壓是否過壓的IGBT過壓檢測電路；所述IGBT電流檢測電路的檢測輸入端與所述IGBT管的電流輸出端連接，所述IGBT電流檢測電路的檢測輸出端與所述MCU的第三信號輸入端連接；所述IGBT過壓檢測電路的檢測輸入端與所述IGBT管的集電極連接，所述IGBT過壓檢測電路的檢測輸出端與所述MCU的第四信號輸入端連接。
[0018]優(yōu)選地，所述片上系統(tǒng)的電磁加熱控制系統(tǒng)還包括用于輸入所述電磁加熱裝置的功率設定值的按鍵板通信接口電路和用于對所述市電電源的浪涌進行檢測的市電浪涌檢測電路；所述