CN100499946C - 电磁加热装置和带有该装置的电磁灶、电热锅、豆浆机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电磁加热装置，包括线圈、线圈支架、磁条、谐振电容、功率管、整流电路、驱动控制电路，其特征在于所述线圈至少一匝穿过至少一个独立设置的环状导磁体，所述功率管是IGBT；本发明还涉及带有所述电磁加热装置的电磁灶、带有所述电磁加热装置的电热锅、带有所述电磁加热装置的豆浆机，该环状导磁体在一定工作区间的饱和，动态的调整线圈的电感量，能够有效解决低功率工作时功率管温升偏高的问题，能够实现选择较宽的功率范围。
Description
技术领域
本发明公开了一种电磁加热装置，属于电热技术领域，同时公开了带有该装置的电磁灶、电热锅、豆浆机。
背景技术
电磁加热技术是利用电磁感应产生涡流的原理对器具进行加热，目前已经普遍应用到电磁灶、电饭煲等电器中，大多采用电容电感并联谐振电路。例如电磁灶，选用IGBT(Isolation Gate Bipolar Transistor绝缘栅双极晶体管缩写)作为一种功率管，由于谐振电路的参数都是主要满足大功率状态下的应用，在大功率工作时，IGBT处于过零导通状态，损耗很小。当选择低功率工作时，IGBT无法实现过零导通，造成了较高的损耗，导致IGBT温升偏高，严重时导致功率管损坏，所以无法实现低功率状态下的连续加热，一直是本行业难以解决的问题。
造成这种结果的原因是由于一般电路的谐振参数的选择都是由大功率时的工作状态确定的。但是，恒定的谐振电路参数难以同时满足较宽的连续高低功率区间工作要求，无法兼顾高低功率时的工作状态，必然会引起低功率工作时谐振电路失去谐振条件，表现为IGBT的开关损耗及温度急剧上升。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种电磁加热装置，能够有效解决低功率工作时功率管温升偏高的问题，能够实现选择较宽的功率范围；同时将该电磁加热装置应用到电磁灶、电热锅、豆浆机，安全可靠、连续加热功率范围宽。
本发明所提供一种技术方案是：一种电磁加热装置，包括线圈、线圈支架、磁条、谐振电容、功率管、整流电路、驱动控制电路，其特征在于所述线圈至少一匝穿过至少一个独立设置的环状导磁体。
所述功率管是IGBT。
所述环状导磁体为闭合的。
所述环状导磁体带有气隙，气隙小于6mm。
本发明其次提供一种技术方案是：一种带有上述电磁加热装置的电磁灶，包括上盖、下盖、面板、电磁加热装置，所述电磁加热装置包括线圈、线圈支架、磁条、谐振电容、功率管、整流电路、驱动控制电路，其特征在于所述线圈至少一匝穿过至少一个独立设置的环状导磁体。
本发明再次提供一种技术方案是：一种带有权利要求上述电磁加热装置的电热锅，包括锅盖、外壳、内锅、控制装置、电磁加热装置，所述电磁加热装置包括线圈、线圈支架、磁条、谐振电容、功率管、整流电路、驱动控制电路，其特征在于所述线圈至少一匝穿过至少一个独立设置的环状导磁体。
本发明最后提供一种技术方案是：一种带有上述电磁加热装置的豆浆机，包括粉碎装置、煮浆装置，所述粉碎装置包括电机、粉碎刀具，所述煮浆装置包括杯体、电磁加热装置，所述电磁加热装置包括线圈、线圈支架、磁条、谐振电容、功率管、整流电路、驱动控制电路，其特征在于所述线圈至少一匝穿过至少一个独立设置的环状导磁体。
本发明的工作机理和带来的有益效果是这样的：
线圈至少一匝穿过至少一个独立设置的环状导磁体，在谐振回路中形成补偿电感，该补偿电感与线圈在电原理上是串联关系。
低功率时，该补偿电感使谐振回路的总电感量提高，并且由于此补偿电感产生的部分磁回路自身闭合，不穿过加热器具，因而不直接参与加热，故在整个振荡周期的损耗极小，保证了振荡的后半周期线圈所剩余的能量仍能使IGBT的C极电压在开通时接近于零，同时由于总电感量的增加，使谐振频率降低，使IGBT的开关损耗得以降低。
高功率时，线圈励磁电流会大大增加，此时由于补偿电感导磁材料特性和物理结构的限制，通过导磁材料的磁通量大到一定数量将不再增加，也就是达到磁饱和，此时电流中的交流分量将不能再引起磁通量的变化，补偿电感在此工作区间的电感量也就相当为零，由于补偿电感饱和后谐振回路的总电感量就会下降，从而使谐振电路还能保持在较好的谐振工作状态，IGBT仍能低损耗状态工作。
现有技术的线圈电感量都是恒定的，本发明则通过所述线圈全部或部分穿过至少一个独立设置的环状导磁体，该环状导磁体在一定工作区间的饱和，动态的调整谐振回路的电感量，来补偿谐振电路在不同的工作功率、工作电压时的状态，使得谐振电路能够在高低功率范围内连续加热状态下都能保持在良好的谐振状态，能够实现较宽的连续加热状态下工作的功率范围。
本发明电磁加热装置应用到电磁灶、电热锅、豆浆机的技术方案，带来同样的技术效果。
附图说明
以下结合附图作进一步说明：
图1为现有技术电路原理示意图；
图2为本发明电磁加热装置第一个实施例的结构示意图；
图3为本发明电磁加热装置第二个实施例的结构示意图；
图4为图3实施例的剖截面结构示意图；
图5为本发明电磁加热装置第三个实施例的结构示意图；
图6为图5实施例的剖截面结构示意图；
图7为本发明带有电磁加热装置的电磁灶的结构示意图；
图8为本发明带有电磁加热装置的豆浆机的结构示意图；
图9为本发明带有电磁加热装置的电热锅的结构示意图。
其中：1、线圈；2、导磁体；3、线圈支架；4、磁条；6线圈引线；8整流电路；9、驱动控制电路；11、电磁加热装置；21、下盖；22、上盖；23、面板；31、粉碎刀具；32、杯体；33、电机；41、内锅；42、外壳；43、锅盖；44、控制装置
具体实施方式
实施例一：
如图1、图2所示，一种电磁加热装置，包括线圈1、线圈支架3、磁条4、谐振电容、IGBT(最常用的功率管)、整流电路8、驱动控制电路9，所述线圈1全部穿过一个独立设置的环状导磁体2，所述环状导磁体2为闭合的，设在线圈引线6上。
本发明电磁加热装置所涉及电磁加热电路的公知部分，在早期公开的专利文献中已经充分公开，例如公开号为CN2697496的一种电磁炉控制装置实用新型专利，将电磁加热电路基本工作原理清楚地做了说明，不再赘述。
实施例二：
如图1、图3、图4所示，一种电磁加热装置，包括线圈1、线圈支架3、磁条4、谐振电容、IGBT(最常用的功率管)、整流电路8、驱动控制电路9，所述线圈1的一根绕线穿过设在线圈支架3中心的一个闭合环状导磁体2。
所述闭合环状导磁体2可以是由两段圆弧状导磁体对合而成，其间气隙小于6mm；也可以是由带有气隙“C”形导磁体，一般气隙小于6mm；另外，环状导磁体2的形状也可以做变形。
实施例三：
如图1、图5、图6所示，一种电磁加热装置，包括线圈1、线圈支架3、磁条4、谐振电容、IGBT(最常用的功率管)、整流电路8、驱动控制电路9，所述线圈1的全部绕线穿过一个单独设置的闭合环状导磁体2，闭合环状导磁体2放置在线圈支架3上。
通过所述线圈1一根绕线穿过一个独立设置的环状导磁体2，该环状导磁体2在一定工作区间的饱和，动态的调整线圈1的电感量，来补偿由线圈1、磁条4、谐振电容组成的谐振电路在不同的工作功率、工作电压时的状态，降低了在低功率运行时IGBT的损耗，能够有效解决低功率工作时IGBT温升偏高的问题，能够实现选择较宽的功率范围。
实施例四：
如图7所示，一种带有上述实施例所述电磁加热装置的电磁灶，包括上盖22、下盖21、面板23、电磁加热装置11，所述电磁加热装置11包括线圈1、线圈支架2、磁条3、谐振电容、IGBT、整流电路8、驱动控制电路9，所述线圈1至少一匝穿过至少一个独立设置的环状导磁体2。
电磁灶是利用电磁感应产生涡流的原理对锅具进行加热的电气设备，当电磁灶在低功率工作时，IGBT温升偏高，一直是个难以解决的问题，通过在线圈1至少一匝穿过至少一个独立设置的环状导磁体2，形成一个可以饱和的补偿电感。现有技术的线圈电感量都是恒定的，本发明则通过所述线圈全部或部分穿过至少一个独立设置的环状导磁体，该环状导磁体在一定工作区间的饱和，动态的调整谐振回路的电感量，来补偿谐振电路在不同的工作功率、工作电压时的状态，使得谐振电路能够在高低功率范围内连续加热状态下都能保持在良好的谐振状态，能够实现较宽的连续加热状态下工作的功率范围。
实施例五：
如图8所示一种带有上述实施例所述电磁加热装置的豆浆机，包括粉碎装置、煮浆装置，所述粉碎装置包括电机33、粉碎刀具31，所述煮浆装置包括杯体32、电磁加热装置11，所述电磁加热装置11包括线圈1、线圈支架2、磁条3、谐振电容、IGBT、整流电路8、驱动控制电路9，所述线圈1至少一匝穿过至少一个独立设置的环状导磁体2。
本发明带有该电磁加热装置的豆浆机所涉及豆浆机的公知技术部分，在早期公开的专利文献中已经充分公开，例如专利号为02110332.1豆浆加热方法及加热装置和在豆浆机上的应用发明专利、专利号为03112424.0全自动豆浆机及其制浆方法发明专利，将豆浆机基本工作结构清楚地做了说明，不再赘述。
本发明豆浆机可以是家用类型的，也可以是商用的，除了做豆浆，还可以做米糊、果蔬汤等。
实施例六：
如图9所示一种带有上述实施例所述电磁加热装置的电热锅，包括锅盖43、外壳42、内锅41、控制装置44、电磁加热装置11，所述电磁加热装置11包括线圈1、线圈支架2、磁条3、谐振电容、IGBT、整流电路8、驱动控制电路9，所述线圈1至少一匝穿过至少一个独立设置的环状导磁体2。
本发明电热锅可以是多种形式，例如一种电饭锅、电压力锅、紫砂汤锅。
本发明带有该电磁加热装置的电热锅所涉及的电饭锅、电压力锅、紫砂汤锅公知技术部分，在早期公开的专利文献中已经充分公开，例如专利号为200610042105.9陶瓷电饭锅发明专利、专利号为98105278.9电饭锅发明专利、专利号为99124663.2电磁电饭煲发明专利，基本工作结构清楚地做了说明，不再赘述。
Claims (9)
1、一种电磁加热装置，包括线圈、线圈支架、磁条、谐振电容、功率管、整流电路、驱动控制电路，其特征在于所述线圈至少一匝穿过至少一个独立设置的环状导磁体。
2、如权利要求1所述的电磁加热装置，其特征在于所述功率管是IGBT。
3、如权利要求1所述的电磁加热装置，其特征在于所述环状导磁体为闭合的。
4、如权利要求1所述的电磁加热装置，其特征在于环状导磁体带有气隙，气隙小于6mm。
5、如权利要求1所述的电磁加热装置，其特征在于所述环状导磁体设在线圈支架中心。
6、如权利要求1所述的电磁加热装置，其特征在于所述环状导磁体设在线圈引线上。
7、一种电磁灶，包括上盖、下盖、面板、电磁加热装置，其特征在于所述电磁加热装置为权利要求1至6任一权利要求所述的电磁加热装置。
8、一种电热锅，包括锅盖、外壳、内锅、控制装置、电磁加热装置，其特征在于所述电磁加热装置为权利要求1至6任一权利要求所述的电磁加热装置。
9、一种豆浆机，包括粉碎装置、煮浆装置，所述粉碎装置包括电机、粉碎刀具，所述煮浆装置包括杯体、电磁加热装置，其特征在于所述电磁加热装置为权利要求1至6任一权利要求所述的电磁加热装置。
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