「电磁炉IH加热技术应用」百家号

「电磁炉IH加热技术应用」百家号_作者自评：

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IH(电磁感应)加热已经用得越来越广泛，利用交流电流在金属材料上产生涡流，从而产生热量，以前都是用在工业设备上，现在已慢慢转向家用电器上运用，前景很是看好。转眼间从事IH开发工作已有四年了，四年前对此技术一窍不通，目前也算七窍通六窍了吧^_^，大大小小的项目做得太多，不管硬件还是软件也算是个应用上的能手。不过个人觉得我有三大能力还不错，一是学习能力；二是发现问题的能力；三是创新能力。
图1最简IH模型
IH技术很多人学了多年，但却一直不能深入，归根结底是方法不对，这门技术模拟电路方面的应用比较多，所以没有很强的专业功底的确有难度，若是没有这么强的功底，那么就需要讲讲方法了。我认为IH技术分三层，一是波形；二是保护与算法；三是匹配与EMC。这三层的顺序不能乱，否则你会思维逻辑混乱，更不要说有深入了。
图2系统仿真模型一、波形。波形在大脑里面就是图形，这个比文字、公式要容易记得多，这是人类的特点。当然要想快速学习，首先要对每个点的波形了如指掌。在看波形的时候你会有时无法解释，但不要紧，勤于思考这是进步的关键，对于不懂的地方就得看理论书籍补充，波形是结果，有了结果再来解释自然就会容易多了。逻辑为：先实现-再分析-最后改进与创新，正常人的做法是先分析-再改进与创新-最后是实现。图3工作波形在图2的系统模型中，当电路正常工作时，其电源能力波形如图3所示，分别为IGBT驱动电压波形（黄色）、整流桥堆后的电压波形（绿色）、Vz电压波形（紫色）和流过电感L2的电流波形（粉红），从正弦波的峰点展开波形如下图4：
图4波形展开
这就是供电能力的波形图，对比电感L2两端的波形（绿色与紫色），可以看到电感的效果了吧，两端的波动是很明显的，为什么会有这种效果？图3看起来是脉动直流电，C1不是滤波成直流了吗，这个波形跟没有C1不是一样吗？那为什么还要这个电容？
电感L2
这就是逻辑步骤一（实现）的结果，所得到的疑问点，到了逻辑步骤二（分析），解决疑问，你就会了，接下来就能改进和创新啦。这就是方法，那么其它的信号波形呢？我想你肯定没有测过，或者是测过，但连贯不起来。根据图2，其各个点的波形如下图5所示：图5工作各个点的波形限于篇幅，我就不一一讲解，大家自已去理会和分析，图5懂了，IH的工作原理你就通了。
二、保护与算法。IH产生的交流信号电流大、电压高，控制上就需要大量的保护电路和软件算法。电路中最关键的器件为IGBT，其它所有的电路都是为其服务的，保证IGBT不过压、不过流、不过热，名副其实的鲜花，需要太多的绿叶来衬托。
IGBT保护包括同步信号、最大脉冲宽度、Vc过压、浪涌冲击、最大工作电流、最大温度限制，这些只要任一参数保护不到位，瞬间烧毁。算法主要包括功率稳定、通信校验、过零点计算、温度/电压/电流滤波处理。图6市电电压浪涌
三、匹配与EMC。此为电磁加热最高阶内容，记得以前搞微波炉时，一位韩国专家我也不知道干嘛的，后来才知道微波炉最重要的环节是匹配，箱体配磁控管的学问。IH电磁加热也一样，因为是谐振，所以谐振的参数需要匹配，否则就不是一个正常的系统，控制系统做得再好也没用，参数匹配不好就是好比先天性不足。匹配为什么会难呢？是由于负载不确定性太多，比如电磁炉，我们不知道用户家里用的是什么锅具，不同的锅具放在电磁炉上时的谐振参数是不同的，形形色色，各种各样的都有。再者就是EMC了，电磁加热自然会产生各种谐波，并且能量又大，很难抑制，必须要从源头去避免，往往一根普通的PCB走线就起到决定性的作用。
该话题由百家号作者电子人生「简介:十多年家电产品电控开发设计，专注电子技术」整理发布
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