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HT46R22单片机在电磁炉功率控制中的应用

发布时间:2016-11-01 07:24:15  来源:大电流电感厂家   查看:
摘要:介绍了电磁炉的基本工作原理,并提出了一种采用HT46R22单片机实现电磁炉功率稳定输出的功率控制方法,最后简单介绍了该方法的软硬件设计过程。

关键词:电磁炉电感器的用途;HT46R22;功率控制

引言

近年来,随着环保和节能意识的逐步提高,一种新兴的"绿色的厨具"--电磁炉正在家庭中普及。它改变了传统的明火烹调方式,利用电磁感应原理,使电流通过内置的线圈时产生磁场,磁场内的磁力线感应到铁制器皿,产生无数高速运动的小涡流,涡流产生的巨大循环能量转换为有效热能,使锅具自行高速加热,最终直接加热食物。电磁炉的热效率达到90%以上,同时它无烟无灰,无污染,不升高室温,不产生一氧化碳等有害物质,安全环保。电磁炉还采用了微电脑控制,能够随意控制温度。正是由于上述种种优点,电磁炉在发达国家的家庭普及率已经达到80%以上。

为了提高电热转换率,家用电磁炉一般采用的是高频电磁炉,须将工频电整流成直流电后再逆变成20kHz以上的高频振荡电流,在高频下,稳定功率输出和实时检测就成了设计的难点和关键所在。采用Holtek公司产的A/D型单片机H插件电感器T46R22可以方便地实现定温控制、实时检测、报警检测和功率控制,本文着重介绍功率控制的实现。

1 功率控制设计原理

1.1 电磁炉的工作原理

电磁炉的工作原理如图1所示,由主电路和控制电路构成。主电路中220V交流电经整流滤波后加在由电容C1及C2和电感L1与IGBT管S组成的电压谐振变换器上。变换器主要起两个作用,一是将工频转换为20~40kHz的高频交流电,二是将电能转换为磁能。高频交流电加在励磁线圈上,通过电磁感应,直接作用于锅具底部,产生涡流,使锅具迅速加热一体成型电感器。控制电路采用单片机HT46R22作为主控制芯片,它能实现许多必要的检测和保护,同时由它产生控制所需的PWM信号,控制电磁炉的输出功率。

1.2 电磁炉的功率控制原理

功率控制,就是当工频交流电稳定的情况下,电磁炉能按设定的功率稳定地输出,以使电磁炉能稳定地工作。因为,贴片电感负荷电流能反映输出功率的大小,所以,控制的对象可以转化为负荷电流,同时将负荷电流的大小设计为由PWM信号的占空比决定,占空比越大,负荷电流就越大。

用户设定的火力档(功率档)依次为1600W、1400W、1200W、1000W、800W,实测原电磁炉的输出功率(W)、负荷电流(A)、市电电压(V)、负荷电流检测值CRU电压(V大电流电感)及PWM占空比的关系如表1所列。

表1 输出功率与负荷电流占空比等关系

输出功率/W

1600

1400

1200

1000

800

负荷电流/A

7.33

6.21

5.5

5.02

3.67

市电电压/V

220

220

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