电磁加热设备及其功率控制方法、功率控制装置与流程

1.本发明涉及电磁加热设备技术领域，更具体地，涉及一种电磁加热设备及其功率控制方法、功率控制装置。


背景技术：

2.在相关技术中，炉头工作时，开关管可能从软开通状态进入硬开通状态，开关管损耗增大、温升高，会导致损坏开关管，产品的可靠性降低。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种电磁加热设备的功率控制方法，能够防止上桥开关管损耗大，降低温升，提高寿命和可靠性。
4.本发明还提出一种计算机可读存储介质。
5.本发明还提出一种能够实现上述功率控制方法的电磁加热设备。
6.本发明还提出一种电磁加热设备的功率控制装置。
7.为达到上述目的，本发明实施例提出了一种电磁加热设备的功率控制方法，包括以下步骤：在所述电磁加热设备的多个加热模块同时进行工作时，确定所述多个加热模块中的从加热模块；采用调占空比的功率调节方式对所述从加热模块的输出功率进行控制，并确定所述从加热模块的上桥开关管是否工作在硬开通状态；如果所述从加热模块的上桥开关管工作在硬开通状态，则采用交替占空比加热控制方式对所述从加热模块的上桥开关管和下桥开关管进行控制。
8.根据本发明实施例的电磁加热设备的功率控制方法，通过在从加热模块的上桥开关管工作在硬开通状态时采用交替占空比加热控制方式对上桥开关管和下桥开关管进行控制，使上桥开关管和下桥开关管交替工作于硬开通状态，共同分担硬开通产生的热量，上桥开关管的温升降低，避免上桥开关管长时间工作于硬开通状态而损坏，提高了电磁加热设备的寿命和可靠性。
9.另外，根据本发明上述实施例的电磁加热设备的功率控制方法还可以具有如下附加的技术特征：
10.根据本发明一些实施例，确定所述从加热模块的上桥开关管是否工作在硬开通状态，包括：判断所述上桥开关管的pwm信号的占空比是否小于预设值；如果所述上桥开关管的pwm信号的占空比小于预设值，则确定所述上桥开关管工作在硬开通状态。
11.根据本发明一些实施例，确定所述从加热模块的上桥开关管是否工作在硬开通状态，包括：检测所述从加热模块的上桥开关管与下桥开关管之间的中点电压；根据所述中点电压确定所述上桥开关管的集电极与发射极之间的电压差是否大于预设电压阈值；在所述上桥开关管的集电极与发射极之间的电压差大于预设电压阈值时，确定所述上桥开关管工作在硬开通状态。
12.根据本发明一些实施例，采用交替占空比加热控制方式对所述从加热模块的上桥
开关管和下桥开关管进行控制，包括：对所述电磁加热设备的输入交流电源的过零点进行计数；确定过零点计数值是否为奇数值；在所述过零点计数值为奇数值时，输出正向占空比的pwm信号至所述上桥开关管和所述下桥开关管，以使所述从加热模块进行加热工作；在所述过零点计数值为偶数值时，输出反向占空比的pwm信号至所述上桥开关管和所述下桥开关管，以使所述从加热模块进行加热工作。
13.根据本发明一些实施例，输出至所述上桥开关管的pwm信号的占空比在0-50％范围时，为所述正向占空比，输出至所述上桥开关管的pwm信号的占空比在51-100％范围时，为所述反向占空比
14.根据本发明一些实施例，确定所述多个加热模块中的从加热模块，包括：获取所述多个加热模块中输入功率最大的加热模块，并将输入功率最大的加热模块作为主加热模块，以及将所述多个加热模块中剩余加热模块作为从加热模块。
15.根据本发明一些实施例，采用调频的功率调节方式对所述主加热模块的输出功率进行控制。
16.根据本发明一些实施例，采用调频的功率调节方式对所述主加热模块的输出功率进行控制，包括：输出固定占空比的第一pwm信号至所述主加热模块，并通过调节所述第一pwm信号的频率以控制所述主加热模块的输出功率。
17.根据本发明一些实施例，采用调占空比的功率调节方式对所述从加热模块的输出功率进行控制，包括：输出固定频率的第二pwm信号至所述从加热模块，并通过调节所述第二pwm信号的占空比以控制所述从加热模块的输出功率。
18.为达到上述目的，本发明实施例提出一种计算机可读存储介质，其上存储有电磁加热设备的功率控制程序，该电磁加热设备的功率控制程序被处理器执行时实现如本发明实施例所述的电磁加热设备的功率控制方法。
19.为达到上述目的，本发明实施例提出一种电磁加热设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的电磁加热设备的功率控制程序，所述处理器执行所述功率控制程序时，实现如本发明实施例所述的电磁加热设备的功率控制方法。
20.为达到上述目的，本发明实施例提出一种电磁加热设备的功率控制装置，包括：第一确定模块，用于在所述电磁加热设备的多个加热模块同时进行工作时，确定所述多个加热模块中的从加热模块；功率控制模块，用于采用调占空比的功率调节方式对所述从加热模块的输出功率进行控制；第二确定模块，用于在所述功率控制模块采用调占空比的功率调节方式对所述从加热模块的输出功率进行控制时，确定所述从加热模块的上桥开关管是否工作在硬开通状态；所述功率控制模块还用于，在所述从加热模块的上桥开关管工作在硬开通状态时，采用交替占空比加热控制方式对所述从加热模块的上桥开关管和下桥开关管进行控制。
21.根据本发明实施例的电磁加热设备的功率控制装置，通过在从加热模块的上桥开关管工作在硬开通状态时采用交替占空比加热控制方式对上桥开关管和下桥开关管进行控制，使上桥开关管和下桥开关管交替工作于硬开通状态，共同分担硬开通产生的热量，上桥开关管的温升降低，避免上桥开关管长时间工作于硬开通状态而损坏，提高了电磁加热设备的寿命和可靠性。
22.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变
得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
23.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
24.图1是根据本发明一些实施例的功率控制装置的示意图；
25.图2是根据本发明一些实施例的电磁加热设备的功率控制方法的流程示意图；
26.图3是根据本发明一个具体实施例的功率控制方法步骤s1的流程示意图；
27.图4是根据本发明一个具体实施例的功率控制装置和加热模块的示意图；
28.图5是根据本发明实施例的主加热模块的pwm频率与输出功率的关系图；
29.图6是根据本发明实施例的采用调频的功率调节方式对主加热模块的输出功率进行控制的流程图；
30.图7是根据本发明实施例的功率控制装置输出主加热模块pwm波形图；
31.图8是根据本发明实施例的从加热模块的半桥开关管pwm频率等于主加热模块的情况下，从加热模块的占空比与输出功率的关系图；
32.图9是根据本发明实施例的采用调占空比的功率调节方式对从加热模块的输出功率进行控制的流程图；
33.图10是根据本发明实施例的功率控制装置输出主加热模块和从加热模块pwm波形图；
34.图11是根据本发明另一些实施例的功率控制装置的示意图；
35.图12是根据本发明另一些实施例的电磁加热设备的功率控制方法的流程示意图；
36.图13是根据本发明另一个具体实施例的功率控制装置和加热模块的示意图；
37.图14是根据本发明实施例的50％占空比和20％占空比开关管的工作波形图；
38.图15是根据本发明实施例的连续占空比控制方式和交替占空比加热控制方式对应的工作波形图；
39.图16是根据本发明实施例的输出正向占空比的pwm信号和反向占空比的pwm信号至开关管的工作波形图；
40.图17是根据本发明一个具体实施例的采用交替占空比加热控制方式对上桥开关管和下桥开关管进行控制的流程图。
41.附图说明：
42.功率控制装置100；加热模块50；
43.确定模块10；功率控制模块20；第一确定模块30；第二确定模块40；
44.第一加热模块200；第一驱动模块201；第一上桥开关管202；第一下桥开关管203；第一加热线圈204；第一谐振电容对205、206；第一半桥中点电压检测模块207；
45.第二加热模块300；第二驱动模块301；第二上桥开关管302；第二下桥开关管303；第二加热线圈304；第二谐振电容对305、306；第二半桥中点电压检测模块307；
46.过零检测模块101。
具体实施方式
47.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
48.下面结合附图来描述本发明实施例的电磁加热设备及其功率控制方法、功率控制装置100。
49.电磁加热设备的多个加热模块50(加热模块50的数量为两个或两个以上)可以对应多个加热区，多个加热区可以用于多个器具的加热，以同时执行多个烹饪过程。这里的电磁加热设备可以是多头电磁炉等，加热模块50可以包括加热线圈等。
50.下面参考图1-图10描述根据本发明第一方面实施例的电磁加热设备的功率控制方法和根据本发明第二方面实施例的电磁加热设备的功率控制装置100。
51.如图1所示，电磁加热设备的功率控制装置100包括：确定模块10和功率控制模块20。其中，确定模块10用于在确定电磁加热设备的多个加热模块50同时进行工作时，获取每个加热模块50的输入功率，并在多个加热模块50的输入功率存在不同时根据每个加热模块50的输入功率确定对应加热模块50的类型；功率控制模块20用于根据每个加热模块50的类型，采用不同的功率调节方式对相应加热模块50的输出功率进行控制。
52.如图2所示，该电磁加热设备的功率控制方法包括步骤s1和步骤s2。
53.步骤s1：在确定电磁加热设备的多个加热模块50同时进行工作时，获取每个加热模块50的输入功率，并在多个加热模块50的输入功率存在不同时根据每个加热模块50的输入功率确定对应加热模块50的类型。
54.例如，在一些实施例中，加热模块50的类型包括主加热模块和从加热模块。根据每个加热模块50的输入功率确定对应加热模块50的类型，可以包括：获取多个加热模块50中输入功率最大的加热模块50，并将输入功率最大的加热模块50作为主加热模块，以及将多个加热模块50中剩余加热模块50作为从加热模块。由此根据输入功率的不同将加热模块50进行分类，其中，输入功率可以为用户根据所需的烹饪功能对每个加热模块50输入的功率。这里，从加热模块为一个或者一个以上。在电磁加热设备仅一个加热模块50进行工作时，该加热模块50可以作为主加热模块或者从加热模块采用对应的功率调节方式进行输出功率控制。
55.在根据本发明的一个具体实施例中，如图3所示，步骤s1中根据每个加热模块50的输入功率确定对应加热模块50的类型，包括步骤s11和步骤s12，具体如下：
56.步骤s11：判断任意其中一个加热模块50的输入功率是否发生变化。若否，则无需判断加热模块50的类型以及控制输出功率，退出本方法，保持当前加热模块50的输出功率；若是，则执行步骤s12。
57.步骤s12：获取多个加热模块50中输入功率最大的加热模块50，并将该加热模块50作为主加热模块，以及将多个加热模块50中剩余加热模块50作为从加热模块。
58.由此，确定加热模块50的类型。
59.如图2所示，步骤s2：根据每个加热模块50的类型，采用不同的功率调节方式对相应加热模块50的输出功率进行控制。从而使每个加热模块50的输出功率等于其对应的输入功率。
60.通过对不同类型的加热模块50采用不同的功率调节方式控制输出功率，利于实现多个同时进行工作的加热模块50的工作频率的一致性，从而避免工作过程中多种频率混合在一起产生一系列的合成频率，避免合成差频信号而产生尖锐刺耳的噪音，有利于提高用户的使用体验。
61.例如，在一些实施例中，步骤s2：根据每个加热模块50的类型，采用不同的功率调节方式对相应加热模块50的输出功率进行控制，包括步骤s21和步骤s22。
62.步骤s21：在确定当前加热模块50为主加热模块时，采用调频的功率调节方式对主加热模块的输出功率进行控制。
63.电磁加热设备的功率控制装置100输出pwm(pulse width modulation，脉冲宽度调制)信号控制多个加热模块50，多个加热模块50分别为第一加热模块200、第二加热模块300、第三加热模块50
……
其中，如图4所示，第一加热模块200包括第一驱动模块201、第一上桥开关管202、第一下桥开关管203、第一加热线圈204和第一谐振电容对205、206；第二加热模块300包括第二驱动模块301、第二上桥开关管302、第二下桥开关管303、第二加热线圈304和第二谐振电容对305、306；
……
电磁加热设备的功率控制装置100输出pwm信号至驱动模块，驱动模块输互补pwm信号控制上桥开关管和下桥开关管交替轮流导通，控制加热线圈输出交变电流，产生交变磁场，交变磁场使放在加热线圈上面的金属锅具感应出交变涡流，交变涡流使锅具发热，从而实现加热食物。
64.采用调频的功率调节方式对主加热模块的输出功率进行控制，具体原理如下：
65.如图5所示为主加热模块的pwm频率与输出功率的关系图，在感性区(频率f0～f1)频率范围内，pwm频率越大，输出功率越小；pwm频率越小，输出功率越大。
66.如图6所示为采用调频的功率调节方式对主加热模块的输出功率进行控制的流程图。具体包括以下步骤：
67.步骤s211：判断主加热模块的输入功率是否增大，若是，则执行步骤s212；若否，则执行步骤s214；
68.步骤s212：减小主加热模块的pwm频率，然后执行步骤s213；
69.步骤s213：判断当前主加热模块的输出功率是否等于输入功率，若是，则主加热模块的输出功率控制结束，退出本方法；若否，则返回执行s212；
70.步骤s214：增大主加热模块的pwm频率，然后执行步骤s215；
71.步骤s215：判断当前主加热模块的输出功率是否等于输入功率，若是，则主加热模块的输出功率控制结束，退出本方法；若否，则返回执行s214。
72.如图7所示为功率控制装置100输出主加热模块pwm波形图。其中，功率控制装置100输出主加热模块pwm波形如图7中w10波形，输出功率1000w(对应图5中p10)，频率对应为25khz(对应图5中f10)。
73.若用户调节火力增大至1500w，即调节主加热模块的输入功率为1500w，则执行步骤s212和s213至主加热模块的输出功率等于输入功率后，此时功率控制装置100输出主加热模块pwm波形如图7中w11波形，输出功率如图5中p11(1500w)所示，其对应的pwm频率如图5的f11(23khz)所示。可以看出，功率控制装置100输出pwm的频率由25khz(f10)降至23khz(f11)，实现输出功率由1000w增大至1500w。
74.若用户调节火力减少至500w，即调节主加热模块的输入功率为500w，则执行步骤
s214和s215至主加热模块的输出功率等于输入功率后，此时功率控制装置100输出主加热模块pwm波形如图7中w12波形，输出功率如图5中的p12(500w)所示，其对应的pwm频率如图5的f12(27khz)所示。可以看出，功率控制装置100输出pwm的频率由25khz(f10)升至27khz(f12)，实现输出功率由1000w减少至500w。
75.通过调频的功率调节方式对主加热模块的输出功率进行控制，使主加热模块的输出功率调节更快捷，能快速调节至与输入功率相等，提高用户使用体验。并且有利于得到更大的工作功率，满足更大的调节输出功率的范围。
76.步骤s22：在确定当前加热模块50为从加热模块时，采用调占空比的功率调节方式对从加热模块的输出功率进行控制。
77.采用调占空比的功率调节方式对从加热模块的输出功率进行控制的具体原理如下：
78.如图8所示为从加热模块的半桥开关管pwm频率等于主加热模块的情况下，从加热模块的占空比与输出功率的关系图。可以看出，pwm的占空比越小，输出功率越小；pwm的占空比越大，输出功率越大。
79.如图9所示为采用调占空比的功率调节方式对从加热模块的输出功率进行控制的流程图。具体包括以下步骤：
80.步骤s221：判断从加热模块的输入功率是否增大，若是，则执行步骤s222；若否，则执行步骤s224；
81.步骤s222：增大从加热模块的pwm占空比，然后执行步骤s223；
82.步骤s223：判断当前从加热模块的输出功率是否等于输入功率，若是，则从加热模块的输出功率控制结束，退出本方法；若否，则返回执行s222；
83.步骤s224：减小从加热模块的pwm占空比，然后执行步骤s225；
84.步骤s225：判断当前从加热模块的输出功率是否等于输入功率，若是，则从加热模块的输出功率控制结束，退出本方法；若否，则返回执行s224。
85.如图10所示为功率控制装置100输出主加热模块和从加热模块pwm波形图。其中，w20为功率控制装置100输出主加热模块的pwm波形，占空比为50％。波形w21为功率控制装置100输出从加热模块的pwm波形，占空比为30％(对应图8中的p20)，可以看出，主加热模块的pwm周期(图10中的t10)与从加热模块的pwm周期(图1中的t20)相等，由公式频率f＝1/t得，从加热模块的pwm频率与主加热模块的pwm频率相同。
86.若用户调节从加热模块火力由500w增大至600w，即调节从加热模块的输入功率为600w，则执行步骤s222和s223至从加热模块的输出功率等于输入功率后，功率控制装置100输出从加热模块pwm的波形如图10中w22波形，此时从加热模块pwm高电平时间由图10中的t21增大至t22，相应的占空比由图8中的30％增大至40％，实现输出功率由500w增大至600w。
87.若用户调节从加热模块火力由500w减少至400w，即调节从加热模块的输入功率为400w，则执行步骤s224和s225至从加热模块的输出功率等于输入功率后，功率控制装置100输出从加热模块pwm的波形如图10中w23波形，此时从加热模块pwm高电平时间由图10中的t21减少至t23，相应的占空比由图8中的30％减少至30％，实现输出功率由500w减少至400w。
88.通过采用调占空比的功率调节方式对从加热模块的输出功率进行控制，使从加热模块的pwm频率在调功过程中不变，从而有利于实现主加热模块和从加热模块的pwm频率的一致性，以及多个从加热模块的pwm频率的一致性，无论主加热模块和从加热模块的输出功率如何变化，功率控制装置100输出主加热模块的pwm频率和从加热模块的pwm频率保持相同，即所有输出pwm的频率差保持为零。由于差频信号为零，因此不会产生尖锐刺耳的噪声，从而有效改善用户体验效果。
89.根据本发明第一方面实施例的电磁加热设备的功率控制方法，通过对不同类型的加热模块50采用不同的功率调节方式控制输出功率，有利于实现同时进行工作的多个加热模块50的频率一致性，从而避免工作过程中多种频率混合在一起产生合成频率，避免合成差频信号而产生尖锐刺耳的噪音，有利于提高用户的使用体验。
90.根据本发明第二方面实施例的电磁加热设备的功率控制装置100，通过对不同类型的加热模块50采用不同的功率调节方式控制输出功率，有利于实现同时进行工作的多个加热模块50的频率一致性，从而避免工作过程中多种频率混合在一起产生合成频率，避免合成差频信号而产生尖锐刺耳的噪音，有利于提高用户的使用体验。
91.在本发明第二方面的实施例中，确定模块10确定对应加热模块50的类型的方法、以及功率控制模块20采用不同功率调节方式对相应加热模块50的输出功率进行控制的方法可以参照本发明第一方面实施例的电磁加热设备的功率控制方法，在此不再赘述。
92.根据本发明的一些实施例，步骤s21：采用调频的功率调节方式对主加热模块的输出功率进行控制，包括：输出固定占空比的第一pwm信号至主加热模块，并通过调节第一pwm信号的频率以控制主加热模块的输出功率。如图5所示，在第一pwm信号的占空比一定时，频率越大，输出功率越小，频率越小，输出功率越大。通过固定第一pwm信号的占空比，仅调节第一pwm信号的频率来调节主加热模块的输出功率，使功率调节更快捷，且简化了调功方法。
93.此外，步骤s22：采用调占空比的功率调节方式对从加热模块的输出功率进行控制，包括：输出固定频率的第二pwm信号至从加热模块，并通过调节第二pwm信号的占空比以控制从加热模块的输出功率。如图8所示，在第二pwm信号的频率一定时，占空比越大，输出功率越大，占空比越小，输出功率越小。通过固定第二pwm信号的频率，仅调节第二pwm信号的占空比来调节从加热模块的输出功率，使多个从加热模块的频率始终相等，有效减少差频信号的产生。
94.并且，在一些实施例中，第二pwm信号的频率与第一pwm信号的频率相同。换言之，主加热模块和从加热模块的频率始终相等，从而有效避免差频信号的产生。例如，在一些具体实施例中，第一pwm信号的频率调节至主加热模块的输出功率等于输入功率后，控制第二pwm信号的频率等于调节后第一pwm信号的频率，然后对第二pwm信号的占空比进行调节至从加热模块的输出功率等于输入功率，从而实现主加热模块和从加热模块的频率一致性。并且，在从加热模块为多个的实施例中，多个从加热模块的输出功率可以单独控制，互不干扰，且能很好地保持频率一致性，调功方法更简单。
95.在一些实施例中，第一pwm信号的固定占空比为50％，第二pwm信号的占空比从0～50％可调，以使从加热模块的输出功率在小于或等于主加热模块的输出功率的范围内进行调节。例如，在一些实施例中，第二pwm信号的占空比可以调节至0、5％、10％、15％、20％、
25％、30％、35％、40％、45％和50％等。其中，当第二pwm信号的占空比为0时，从加热模块停止加热；当第二pwm信号的占空比为50％时，从加热模块的输出功率等于主加热模块的输出功率。
96.需要说明的是，当多个加热模块50中输入功率最大的加热模块50为两个或两个以上时，可以将其中一个输入功率最大的加热模块50作为主加热模块，并将剩余加热模块50作为从加热模块；或者，可以将全部输入功率最大且输入功率相等的加热模块50均作为主加热模块，并将除几个主加热模块外的其他加热模块50作为从加热模块，控制这几个主加热模块输入相同固定占空比的第一pwm信号。
97.根据本发明的一些实施例，在确定电磁加热设备仅有一个加热模块50进行工作时，采用调频的功率调节方式对该加热模块50的输出功率进行控制，使该加热模块50的输出功率控制更快捷，能够输出更大范围或者更高的输出功率，以满足烹饪需求。
98.例如，在一个具体实施例中，在确定电磁加热设备仅有一个加热模块50进行工作时，控制该加热模块50输入固定占空比为50％的第一pwm信号，并通过调节第一pwm信号的频率来控制该加热模块50的输出功率。
99.下面参考图11-图17描述根据本发明第三方面实施例的电磁加热设备的功率控制方法和根据本发明第四方面实施例的电磁加热设备的功率控制装置100。
100.申请人发现，加热模块50的占空比小于一定值时，半桥上桥开关管会从软开通状态进入硬开通状态，上桥开关管损耗增大、温升高，会导致损坏上桥开关管，电磁加热设备的可靠性降低。基于此，本发明还提出一种能够降低上桥开关管温升和损耗的功率控制方法以及功率控制装置100。
101.如图11所示，根据本发明第四方面实施例的电磁加热设备的功率控制装置100可以包括：第一确定模块30、功率控制模块20和第二确定模块40。
102.其中，第一确定模块30用于在电磁加热设备的多个加热模块50同时进行工作时，确定多个加热模块50中的从加热模块，其作用相当于根据本发明第二方面实施例的功率控制装置100的确定模块10。功率控制模块20用于采用调占空比的功率调节方式对从加热模块的输出功率进行控制。第二确定模块40用于在功率控制模块20采用调占空比的功率调节方式对从加热模块的输出功率进行控制时，确定从加热模块的上桥开关管是否工作在硬开通状态。此外，功率控制模块20还用于，在从加热模块的上桥开关管工作在硬开通状态时，采用交替占空比加热控制方式对上桥开关管和下桥开关管进行控制。
103.如图12所示，根据本发明第三方面实施例的电磁加热设备的功率控制方法可以包括步骤s3、s4和s5。具体如下：
104.步骤s3：在电磁加热设备的多个加热模块50同时进行工作时，确定多个加热模块50中的从加热模块。
105.其中，从加热模块可以为多个加热模块50中输入功率非最大的加热模块50，换言之，从加热模块为多个加热模块50中输入功率相对较小的加热模块50。例如，确定多个加热模块50中从加热模块的方法可以参照根据本发明第一方面实施例的电磁加热设备的功率控制方法，并且根据本发明第一方面实施例的功率控制方法的全部内容均可以用于根据本发明第三方面实施例的电磁加热设备的功率控制方法，其具体内容以及有益效果在此不再赘述。
106.步骤s4：采用调占空比的功率调节方式对从加热模块的输出功率进行控制，并确定从加热模块的上桥开关管是否工作在硬开通状态。
107.开关管在软开通状态下损耗小，温升低，是理想的工作状态。开关管处于硬开通状态下损耗大，温升高。通常情况下，pwm信号的占空比大于一定值时，上桥开关管和下桥开关管工作于软开通状态。但当占空比小于一定值时，上桥开关管会从软开通状态进入硬开通状态。因此，确定从加热模块的上桥开关管是否工作在硬开通状态，并据此进行控制，以避免上桥开关管损耗过大、温升过高。
108.例如，在一些实施例中，步骤s4：确定从加热模块的上桥开关管是否工作在硬开通状态，可以包括步骤s41和s42，具体如下：
109.步骤s41：判断上桥开关管的pwm信号的占空比是否小于预设值。
110.步骤s42：如果上桥开关管的pwm信号的占空比小于预设值，则确定上桥开关管工作在硬开通状态。
111.这里，预设值可以根据实际情况灵活设置，例如，在一些具体实施例中，预设值可以为30％，若上桥开关管的pwm信号的占空比为20％，20％小于30％，确定上桥开关工作在硬开通状态。
112.再例如，在一些实施例中，步骤s4：确定从加热模块的上桥开关管是否工作在硬开通状态，可以包括步骤s43、s44和s45，具体如下：
113.步骤s43：检测从加热模块的上桥开关管与下桥开关管之间的中点电压；
114.步骤s44：根据中点电压确定上桥开关管的集电极与发射极之间的电压差是否大于预设电压阈值；
115.步骤s45：在上桥开关管的集电极与发射极之间的电压差大于预设电压阈值时，确定上桥开关管工作在硬开通状态。
116.这里，预设电压阈值可以根据实际情况设置，例如，预设电压阈值可以为0v。开关管导通时，如果开关管的集电极与发射极的电压差小于等于0v，称为软开通状态。相反，如果开关管的集电极与发射极的电压差大于0v，称为硬开通状态。
117.电磁加热设备的功率控制装置100输出pwm信号控制多个加热模块50，多个加热模块50分别为第一加热模块200、第二加热模块300
……
电磁加热设备还包括与多个加热模块50一一对应设置的第一半桥中点电压检测模块207、第二半桥中点电压检测模块307
……
118.其中，如图13所示，第一加热模块200包括第一驱动模块201、第一上桥开关管202、第一下桥开关管203、第一加热线圈204和第一谐振电容对205、206，第一半桥中点电压检测模块207用于检测第一上桥开关管202工作于硬开通状态还是软开通状态；第二加热模块300包括第二驱动模块301、第二上桥开关管302、第二下桥开关管303、第二加热线圈304和第二谐振电容对305、306，第二半桥中点电压检测模块307用于检测第二上桥开关管302工作于硬开通状态还是软开通状态；
……
119.下面以第二加热模块300为从加热模块为例进行描述。
120.如图14所示为第二加热模块300的工作波形图。w10为第二上桥开关管302的门极(g1)驱动波形，w11为第二下桥开关管303的门极(g2)驱动波形，w12为第二半桥中点(g3)电压波形。
121.在t11时刻，pwm信号占空比较大时的第二上桥开关管302导通时刻，第二半桥中点
电压检测模块307采集中点电压信号并送至功率控制装置100，功率控制装置100检测到第二半桥中点电压(g3)的电压为高电平310v，等于供电电压(vc2)，则第二上桥开关管302的集电极与发射极电压差等于0v，功率控制装置100确定第二上桥开关管302工作于软开通状态。在t12时刻，pwm信号占空比较大时的第二下桥开关管303导通时刻，功率控制装置100检测到第二半桥中点电压(g3)的电压为低电平0v，等于地线电压，则第二下桥开关管303的集电极与发射极电压差等于0v，功率控制装置100确定第二下桥开关管303工作于软开通状态。在上述情况下，上桥开关管和下桥开关管的损耗小，系统工作稳定。
122.但是当第二加热模块300的pwm占空比小于一定值时，半桥上桥开关管会从软开通状态进入硬开通状态。继续参照图14所示，在t13时刻，pwm信号占空比较小时的第二上桥开关管302导通时刻，功率控制装置100检测到第二半桥中点电压(g3)的电压为低电平0v，供电电压vc2为310v，则第二上桥开关管302的集电极与发射极电压差等于310v，功率控制装置100确定第二上桥开关管302工作于硬开通状态。这种情况下，第二上桥开关管302损耗大，温升高，严重的会导致损坏第二上桥开关管302。
123.根据本发明的一些实施例，步骤s4中，确定从加热模块的上桥开关管是否工作在硬开通状态之前，还可以包括以下步骤：确定采用连续占空比控制方式对从加热模块进行控制。其中，连续占空比控制方式是指连续相邻两个pwm信号周期内，上桥开关管和下桥开关管以相同的占空比加热。在从加热模块的上桥开关管工作在软开通状态时，采用连续占空比控制方式进行输出功率控制。
124.如图12所示，步骤s5：如果从加热模块的上桥开关管工作在硬开通状态，则采用交替占空比加热控制方式对上桥开关管和下桥开关管进行控制。
125.交替占空比加热控制方式是指，以一个pwm信号周期为单位时间，上桥开关管当前单位时间的pwm占空比与下一个单位时间的pwm占空比是互补变化的，下桥开关管当前单位时间的pwm占空比与下一个单位时间的pwm占空比也是互补变化的。例如，当前单位时间上桥开关管pwm占空比为20％，下桥开关管pwm占空比为80％，则下一单位时间上桥开关管pwm占空比为80％，下桥开关管pwm占空比为20％。
126.通过交替占空比控制加热，避免上桥开关管长时间处于硬开通状态，换言之，采用交替占空比加热控制方法对上桥开关管和下桥开关管进行控制后，原本由单个上桥开关管硬开通的状态改善为上桥开关管和下桥开关管交替硬开通的状态，硬开通产生的热量则由上桥开关管独立承担改善为上桥开关管和下桥开关管共同分担，开关管温升降低一半，从而提高产品的寿命和可靠性。
127.例如，在一些实施例中，步骤s5中采用交替占空比加热控制方式对上桥开关管和下桥开关管进行控制，可以包括步骤s51-s54：
128.步骤s51：对电磁加热设备的输入交流电源的过零点进行计数；
129.步骤s52：确定过零点计数值是否为奇数值；
130.步骤s53：在过零点计数值为奇数值时，输出正向占空比的pwm信号至上桥开关管和下桥开关管，以使从加热模块进行加热工作；
131.步骤s54：在过零点计数值为偶数值时，输出反向占空比的pwm信号至上桥开关管和下桥开关管，以使从加热模块进行加热工作。
132.其中，输入交流电源的过零点是指交流电源电压过零的时刻。可以通过过零检测
模块101在交流电源处于过零点时刻产生过零信号并输入控制至功率控制装置100，功率控制装置100检测到过零信号后对过零点进行计数，例如功率控制装置100可以包括过零计数器，过零计数器根据过零信号对过零点进行计数，以便于功率控制装置100控制在下一个过零信号到来时输出正向占空比的pwm信号还是反向占空比的pwm信号至上桥开关管和下桥开关管。
133.如图15所示为连续占空比加热控制方式和交替占空比加热控制方式对应的工作波形图。如图16所示为输出正向占空比的pwm信号和反向占空比的pwm信号的工作波形图。
134.其中，图15中w20波形为半桥供电(vc1，vc2)电压波形，z10、z11、z12等等为电磁加热设备的输入交流电源的过零点标志。w21波形的d10-d14时间段，上桥开关管和下桥开关管工作的占空比没有改变，如图16所示的m1阶段工作波形，对应连续占空比加热控制方式。图15中所示的d15-d112时间段内m1、m2切换过程，以及图16中m1、m2时间段内的开关管工作波形，对应交替占空比加热控制方法。
135.如图15所示，假设当前pwm信号的占空比为20％，在时间t31之前，功率控制装置100采用连续占空比加热控制方式，上桥开关管以20％占空比工作，如图16中w30的m1时间段所示；则下桥开关管以80％占空比工作，如图16中w31的m1时间段所示。
136.在t31时刻，功率控制装置100检测到上桥开关管工作在硬开状态，切换至交替占空比加热控制方式，并将过零计数器清零，使过零计数值(cnt)为零。在z15过零点时刻，功率控制装置100执行如图17所示的方法，过零计数器执行加1操作后，cnt的值为1，是奇数值，功率控制装置100输出反向占空比的pwm信号，即上桥开关管以80％占空比工作，如图16中w30的m2时间段所示；则下桥开关管以20％占空比工作，如图16中w31的m2时间段所示。结合图15可知，该阶段上桥开关管导通时，上桥开关管集电极与发射极的电压差为零伏，工作于软开通状态，下桥开关管导通时，下桥开关管集电极与发射极的电压差为310v，工作于硬开通状态。上桥开关管损耗小、温升低，下桥开关管损耗大、温升高。
137.在下一个过零点时刻z16，功率控制装置100执行如图17所示的方法，过零计数器执行加1操作后，cnt的值为2，是偶数值，
138.功率控制装置100输出正向占空比的pwm信号，即上桥开关管以20％占空比工作，如图16中w30的m1时间段所示；则下桥开关管以80％占空比工作，如图16中w31的m1时间段所示。结合图15可知，该阶段上桥开关管导通时，工作于硬开通状态，下桥开关管导通时，工作于软开通状态。上桥开关管损耗大、温升高，下桥开关管损耗小、温升低。
139.由此，在采用交替占空比加热控制方式后，上桥开关管和下桥开关管交替工作于硬开通状态，共同分担硬开通产生的热量，上桥开关管的温升降低一半，避免上桥开关管长时间处于硬开通状态而导致温升过高，有利于提高电磁加热设备的寿命和可靠性。
140.占空比是指pwm信号一个周期内，高电平时间长度与整个周期长度的比值。如图14所示，t1为高电平时间长度，t2为一个pwm周期长度，则占空比等于t1/t2。对于具有两个开关管的半桥电路而言，上桥开关管的pwm开关与下桥开关管的pwm开关是互补开通和关断的，换言之，上桥开关管开通时，下桥开关管关断，上桥开关管关断时，下桥开关管开通，不存在上桥开关管和下桥开关管同时导通的情况。
141.因此，对于功率控制装置100输出一个占空比的pwm值，上桥开关管的占空比值和下桥开关管的占空比值是互补的。例如，功率控制装置100输出20％占空比pwm值，则上桥开
关管pwm占空比值为20％，下桥开关管pwm占空比值为80％。对于半桥开关加热系统来说，20％pwm占空比的输出功率与80％pwm占空比的输出功率相等。因此，输出至上桥开关管的pwm信号的占空比在0-50％范围时，称为正向占空比，输出至上桥开关管的pwm信号的占空比在51-100％范围时，称为反向占空比。
142.此外，在半桥电路中，任何一个开关管关断切换到另外一个开关管打开期间，会存在一个两个开关管都关断的时间段(约2us)，这个时间段称为死区时间(dead time)，如图14中的d1、d2时间段所示，这是由于开关管门极pwm驱动信号由高电平切换至低电平时，流过开关管集电极和发射极的电流不是马上关断，需要一定时间(约0.5us)才能完全关断，因此死区时间用于防止上桥开关管和下桥开关管短路直通，提高使用寿命和安全性。
143.根据本发明第三方面实施例的电磁加热设备的功率控制方法，通过在从加热模块的上桥开关管工作在硬开通状态时采用交替占空比加热控制方式对上桥开关管和下桥开关管进行控制，使上桥开关管和下桥开关管交替工作于硬开通状态，共同分担硬开通产生的热量，上桥开关管的温升降低，避免上桥开关管长时间工作于硬开通状态而损坏，提高了电磁加热设备的寿命和可靠性。
144.根据本发明第四方面实施例的电磁加热设备的功率控制装置100，通过在从加热模块的上桥开关管工作在硬开通状态时采用交替占空比加热控制方式对上桥开关管和下桥开关管进行控制，使上桥开关管和下桥开关管交替工作于硬开通状态，共同分担硬开通产生的热量，上桥开关管的温升降低，避免上桥开关管长时间工作于硬开通状态而损坏，提高了电磁加热设备的寿命和可靠性。
145.在本发明第四方面的实施例中，第一确定模块30确定从加热模块的方法、功率控制模块20采用调占空比的功率调节方式对从加热模块的输出功率进行控制的方法、第二确定模块40确定从加热模块的上桥开关是否工作在硬开通状态的方法、以及功率控制模块20采用交替占空比加热控制方式对上桥开关管和下桥开关管进行控制的方法可以参照本发明第三方面实施例的电磁加热设备的功率控制方法，在此不再赘述。
146.根据本发明第五方面实施例的计算机可读存储介质，其上存储有电磁加热设备的功率控制程序，该电磁加热设备的功率控制程序被处理器执行时实现如本发明第一方面实施例的电磁加热设备的功率控制方法，或实现如本发明第三方面实施例的电磁加热设备的功率控制方法。
147.由于根据本发明第一方面实施例的电磁加热设备的功率控制方法具有上述有益的技术效果，因此根据本发明第五方面实施例的计算机可读存储介质，其存储的功率控制程序被处理器执行时实现上述实施例描述的功率控制方法，通过对不同类型的加热模块50采用不同的功率调节方式控制输出功率，有利于实现同时进行工作的多个加热模块50的频率一致性，从而避免工作过程中多种频率混合在一起产生合成频率，避免合成差频信号而产生尖锐刺耳的噪音，有利于提高用户的使用体验。
148.由于根据本发明第三方面实施例的电磁加热设备的功率控制方法具有上述有益的技术效果，因此根据本发明第五方面实施例的计算机可读存储介质，其存储的功率控制程序被处理器执行时实现上述实施例描述的功率控制方法，通过在从加热模块的上桥开关管工作在硬开通状态时采用交替占空比加热控制方式对上桥开关管和下桥开关管进行控制，使上桥开关管和下桥开关管交替工作于硬开通状态，共同分担硬开通产生的热量，上桥
开关管的温升降低，避免上桥开关管长时间工作于硬开通状态而损坏，提高了电磁加热设备的寿命和可靠性。
149.根据本发明第六方面实施例的电磁加热设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的电磁加热设备的功率控制程序，处理器执行功率控制程序时，实现如本发明第一方面实施例的电磁加热设备的功率控制方法，或实现如本发明第三方面实施例的电磁加热设备的功率控制方法。
150.由于根据本发明第一方面实施例的电磁加热设备的功率控制方法具有上述有益的技术效果，因此根据本发明第六方面实施例的电磁加热设备，通过对不同类型的加热模块50采用不同的功率调节方式控制输出功率，有利于实现同时进行工作的多个加热模块50的频率一致性，从而避免工作过程中多种频率混合在一起产生合成频率，避免合成差频信号而产生尖锐刺耳的噪音，有利于提高用户的使用体验。
151.由于根据本发明第三方面实施例的电磁加热设备的功率控制方法具有上述有益的技术效果，因此根据本发明第六方面实施例的电磁加热设备，通过在从加热模块的上桥开关管工作在硬开通状态时采用交替占空比加热控制方式对上桥开关管和下桥开关管进行控制，使上桥开关管和下桥开关管交替工作于硬开通状态，共同分担硬开通产生的热量，上桥开关管的温升降低，避免上桥开关管长时间工作于硬开通状态而损坏，提高了电磁加热设备的寿命和可靠性。
152.根据本发明实施例的电磁加热设备的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
153.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
154.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
155.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
156.在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设
备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
157.应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
158.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
159.此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
160.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
161.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
162.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
163.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
164.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。