CN105992416A - 电磁加热控制电路及电磁加热设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁加热控制电路包括控制芯片、整流滤波电路、谐振电容、开关管、驱动电路和同步电压检测电路；开关管包括第一端、第二端和控制端，第一端通过谐振电容与整流滤波电路的正输出端连接，第二端通过一电流采样电阻与整流滤波电路的负输出端连接；控制芯片包括同相电压输入端、反相电压输入端、电压检测端和信号输入端；同相电压输入端和反相电压输入端通过同步电压检测电路检测谐振电容两端的电压，信号输出端通过驱动电路与控制端连接；电压检测端经同步电压检测电路连接至整流滤波电路的正输出端，控制芯片根据电压检测端检测的电压控制开关管工作的状态。本发明还公开了一种电磁加热设备。

Description

电磁加热控制电路及电磁加热设备

技术领域

本发明涉及电磁加热技术领域，尤其涉及电磁加热控制电路及电磁加热设备。

背景技术

众所周知，现有的电磁加热控制电路需要对输入交流电源检测，通过采用控制芯片/控制器检测整流滤波电路的输入端的电压，来控制电磁加热设备的整个系统功率及进行过欠压保护。现有技术中通常在整流滤波电路的输入端设置电压采样电路进行电压检测，由于设置电压采样电路需要设置电阻进行分压，因此导致电路设计的成本及功耗较高。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电磁加热控制电路及电磁加热设备，旨在降低电路设计的成本及功耗。

为了实现上述目的，本发明提供一种电磁加热控制电路包括控制芯片、整流滤波电路、谐振电容、开关管、驱动电路和同步电压检测电路；

所述开关管包括第一端、第二端和用于控制第一端与第二端连通状态的控制端，所述第一端通过谐振电容与所述整流滤波电路的正输出端连接，所述第二端通过一电流采样电阻与所述整流滤波电路的负输出端连接；

所述控制芯片包括同相电压输入端、反相电压输入端、电压检测端和信号输入端；所述同相电压输入端和反相电压输入端通过所述同步电压检测电路检测所述谐振电容两端的电压，所述信号输出端通过所述驱动电路与所述控制端连接；所述电压检测端经所述同步电压检测电路连接至整流滤波电路的正输出端，所述控制芯片根据所述电压检测端检测的电压控制所述开关管工作的状态。

优选地，所述同步电压检测电路包括第一电压采样电路和第二电压采样电路；所述第一电压采样电路的一端与所述整流滤波电路的正输出端连接，另一端分别与所述同相电压输入端和电压检测端连接；所述第二电压采样电路的一端与所述开关管的第一端连接，另一端与所述反相电压输入端连接；所述控制芯片根据所述同相电压输入端和反相电压输入端的电压大小控制所述开关管在所述谐振电容与开关管的连接端电压为零伏(或接近零伏)时导通。

优选地，所述第一电压采样电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与所述整流滤波电路的正输出端连接，另一端通过所述第二电阻所述整流滤波电路的负输出端连接；所述第一电阻与所述第二电阻的公共端连接至所述同相电压输入端；所述第二电压采样电路包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的一端与所述开关管的第一端连接，另一端通过所述第四电阻与所述整流滤波电路的负输出端连接；所述第三电阻与所述第四电阻的公共端连接至所述反相电压输入端。

优选地，所述驱动电路包括驱动芯片、第五电阻、第六电阻、第七电阻，第八电阻其中所述驱动芯片的驱动输入端通过第八电阻与所述信号输出端连接，且所述信号输出端通过第五电阻与预置电源连接，所述驱动芯片的驱动输出端通过第六电阻和第七电阻串接后连接至所述开关管的第二端连接；所述第六电阻和第七电阻的公共端与所述开关管的控制端连接。

优选地，所述驱动电路还包括稳压二极管，所述稳压二极管的阴极与所述控制端连接，阳极与所述开关管的第二端连接。

优选地，所述整流滤波电路包括整流桥堆、电感和电容，其中所述整流桥堆的正输出端通过所述电感与所述谐振电容连接，整流桥堆的负输出端通过所述电流采样电阻与所述开关管的第二端连接；所述电容的一端连接至所述电感和谐振电容的公共端，另一端与所述整流桥堆的负输出端连接。

优选地，所述开关管为绝缘栅双极型晶体管，所述第一端为所述绝缘栅双极型晶体管的集电极，所述第二端为所述绝缘栅双极型晶体管的发射极，所述控制端为所述绝缘栅双极型晶体管的门极。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种电磁加热设备，所述电磁加热设备包括电磁加热控制电路，所述电磁加热控制电路包括控制芯片、整流滤波电路、谐振电容、开关管、驱动电路和同步电压检测电路；

所述开关管包括第一端、第二端和用于控制第一端与第二端连通状态的控制端，所述第一端通过谐振电容与所述整流滤波电路的正输出端连接，所述第二端通过一电流采样电阻与所述整流滤波电路的负输出端连接；

所述控制芯片包括同相电压输入端、反相电压输入端、电压检测端和信号输入端；所述同相电压输入端和反相电压输入端通过所述同步电压检测电路检测所述谐振电容两端的电压，所述信号输出端通过所述驱动电路与所述控制端连接；所述电压检测端经所述同步电压检测电路连接至整流滤波电路的正输出端，所述控制芯片根据所述电压检测端检测的电压控制所述开关管工作的状态。

本发明实施例通过将控制芯片的电压检测端直接与整流滤波电路的输出端连接，从而可以根据整流滤波电路的输出端电压进行功率控制及市电欠压过压保护。相对于现有技术通过在整流滤波电路的输入端设置电压采样电路对整流滤波电路输入端的电压检测，由于本发明利用了同步电压检测电路检测整流滤波电路的输出端的电压，并进行功率控制及市电欠压过压保护，因此降低了电路设计的成本及功耗。

附图说明

图1为本发明电磁加热控制电路较佳实施例的电路结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种电磁加热控制电路，参照图1，在一实施例中，该电磁加热控制电路包括控制芯片10、整流滤波电路20、谐振电容C1、开关管Q、驱动电路30和同步电压检测电路；

所述开关管Q包括第一端、第二端和用于控制第一端与第二端连通状态的控制端，所述第一端通过谐振电容C1与所述整流滤波电路20的正输出端连接，所述第二端通过一电流采样电阻R11与所述整流滤波电路20的负输出端连接；

所述控制芯片10包括同相电压输入端、反相电压输入端、电压检测端和信号输入端；所述同相电压输入端和反相电压输入端通过所述同步电压检测电路检测所述谐振电容C1两端的电压，所述信号输出端通过所述驱动电路30与所述控制端连接；所述电压检测端经所述同步电压检测电路连接至整流滤波电路20的正输出端，所述控制芯片10根据所述电压检测端检测的电压控制所述开关管Q工作的状态。

本实施例提供的电磁加热控制电路主要应用于电磁加热设备中，例如该电磁加热设备可以应用于电磁炉、电饭煲、电压力锅、豆浆机和电水壶等设备。上述控制芯片10内设有比较器和AD转换模块，其中，比较器的两输入端为上述同相电压输入端和反相电压输入端，AD转换模块的输入端为上述电压检测端。应当说明的是，上述谐振电容C1与电磁线圈盘并联，构成并联谐振电路。

上述同步电压检测电路用于检测上述谐振电容C1两端的电压，以供控制芯片10在谐振电容C1与开关管Q的连接端电压为零伏(或接近零伏)时控制开关管Q导通，从而实现零电压导通。上述整流滤波电路20的输入端与市电网连接，由于整流滤波电路20的输入端的电压与输出端的电压成比例关系，通过检测整流滤波电路20输出端的电压即可得到整流滤波电路20输入端的电压，因此可以根据整流滤波电路20输出端的电压可以实现进行功率控制及市电欠压过压保护。

本发明实施例通过将控制芯片10的电压检测端直接与整流滤波电路20的输出端连接，从而可以根据整流滤波电路20的输出端电压进行功率控制及市电欠压过压保护。相对于现有技术通过在整流滤波电路20的输入端设置电压采样电路对整流滤波电路20输入端的电压检测，由于本发明利用了同步电压检测电路检测整流滤波电路20的输出端的电压，并进行功率控制及市电欠压过压保护，因此降低了电路设计的成本及功耗。

具体地，基于上述实施例，本实施例中，上述同步电压检测电路包括第一电压采样电路和第二电压采样电路；所述第一电压采样电路的一端与所述整流滤波电路20的正输出端连接，另一端分别与所述同相电压输入端和电压检测端连接；所述第二电压采样电路的一端与所述开关管Q的第一端连接，另一端与所述反相电压输入端；所述控制芯片10根据所述同相电压输入端和反相电压输入端的电压大小控制所述开关管Q在所述谐振电容C1与开关管Q的连接端电压为零伏(或接近零伏)时导通。

上述第一电压采样电路和第二电压采样电路的结构可根据实际需要进行设置，本实施例中，具体地，上述第一电压采样电路包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的一端与所述整流滤波电路20的正输出端连接，另一端通过所述第二电阻R2所述整流滤波电路20的负输出端连接；所述第一电阻R1与所述第二电阻R2的公共端连接至所述同相电压输入端；所述第二电压采样电路包括第三电阻R3和第四电阻R4，所述第三电阻R3的一端与所述开关管Q的第一端连接，另一端通过所述第四电阻R4与所述整流滤波电路20的负输出端连接；所述第三电阻R3与所述第四电阻R4的公共端连接至所述反相电压输入端。

应当说明的是，上述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的阻值和结构可根据实际需要进行设置，只要能够实现能够检测到开关管Q第一端电压的过零点即可。本实施例中，上述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4分别为至少两个依次串联的电阻组成。

上述驱动电路30包括驱动芯片31、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8，其中所述驱动芯片31的驱动输入端通过第八电阻R8与所述信号输出端连接，且所述信号输出端通过第五电阻R5与预置电源VDD连接，所述驱动芯片31的驱动输出端通过第六电阻R6和第七电阻R7串接后连接至所述开关管Q的第二端连接；所述第六电阻R6和第七电阻R7的公共端与所述开关管Q的控制端连接。

本实施例中，上述控制芯片10的信号输出端用于输出脉宽调制信号，至驱动芯片31的驱动输入端，经过预置电源VDD和第五电阻R5对该脉宽调制信号进行上拉后通过驱动输出端输出。驱动输出端输出的脉宽调制信号经第六电阻R6和第七电阻R7进行分压后，根据第七电阻R7两端的电压大小控制开关管Q的导通与关断。

应当说明的是，上述驱动芯片31的型号可根据实际需要进行设置，只要能够将脉宽调制信号进行电压和电流放大后输出至开关管Q的控制端的电平可以使开关管Q导通即可。上述开关管Q的具体结构也可以根据实际需要进行设置，本实施例中，上述开关管Q优选为绝缘栅双极型晶体管，所述第一端为所述绝缘栅双极型晶体管的集电极，所述第二端为所述绝缘栅双极型晶体管的发射极，所述控制端为所述绝缘栅双极型晶体管的门极。

进一步地，为了防止绝缘栅双极型晶体管的门极驱动电压过大，损坏绝缘栅双极型晶体管，本实施例还可以设置保护器件。具体地，本实施例中，上述驱动电路还包括稳压二极管D，所述稳压二极管D的阴极与所述控制端连接，阳极与所述开关管Q的第二端连接。

本实施例中，上述通过在绝缘栅双极型晶体管的门极和发射极之间设置稳压二极管D，从而可以在脉宽调制信号为高电平时，绝缘栅双极型晶体管的门极和发射极之间不大于稳压二极管稳定的电压。

具体地，上述整流滤波电路20包括整流桥堆21、电感L和电容C2，其中所述整流桥堆21的正输出端通过所述电感L与所述谐振电容C2连接，整流桥堆21的负输出端通过所述电流采样电阻R11与所述开关管Q的第二端连接；所述电容C2的一端连接至所述电感L和谐振电容C1的公共端，另一端与所述整流桥堆21的负输出端连接。

本发明还提供一种电磁加热设备，该电磁加热设备包括电磁加热控制电路，该电磁加热控制电路的结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的电磁加热设备采用了上述电磁加热控制电路的技术方案，因此该电磁加热设备具有上述电磁加热控制电路所有的有益效果。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种电磁加热控制电路，其特征在于，包括控制芯片、整流滤波电路、谐振电容、开关管、驱动电路和同步电压检测电路；

所述开关管包括第一端、第二端和用于控制第一端与第二端连通状态的控制端，所述第一端通过谐振电容与所述整流滤波电路的正输出端连接，所述第二端通过一电流采样电阻与所述整流滤波电路的负输出端连接；

所述控制芯片包括同相电压输入端、反相电压输入端、电压检测端和信号输入端；所述同相电压输入端和反相电压输入端通过所述同步电压检测电路检测所述谐振电容两端的电压，所述信号输出端通过所述驱动电路与所述控制端连接；所述电压检测端经所述同步电压检测电路连接至整流滤波电路的正输出端，所述控制芯片根据所述电压检测端检测的电压控制所述开关管工作的状态。

2.如权利要求1所述的电磁加热控制电路，其特征在于，所述同步电压检测电路包括第一电压采样电路和第二电压采样电路；所述第一电压采样电路的一端与所述整流滤波电路的正输出端连接，另一端分别与所述同相电压输入端和电压检测端连接；所述第二电压采样电路的一端与所述开关管的第一端连接，另一端与所述反相电压输入端连接；所述控制芯片根据所述同相电压输入端和反相电压输入端的电压大小控制所述开关管在所述谐振电容与开关管的连接端电压为零伏(或接近零伏)时导通。

3.如权利要求2所述的电磁加热控制电路，其特征在于，所述第一电压采样电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与所述整流滤波电路的正输出端连接，另一端通过所述第二电阻所述整流滤波电路的负输出端连接；所述第一电阻与所述第二电阻的公共端连接至所述同相电压输入端；所述第二电压采样电路包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的一端与所述开关管的第一端连接，另一端通过所述第四电阻与所述整流滤波电路的负输出端连接；所述第三电阻与所述第四电阻的公共端连接至所述反相电压输入端。

4.如权利要求1所述的电磁加热控制电路，其特征在于，所述驱动电路包括驱动芯片、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻，其中所述驱动芯片的驱动输入端通过第八电阻与所述信号输出端连接，且所述信号输出端通过第五电阻与预置电源连接，所述驱动芯片的驱动输出端通过第六电阻和第七电阻串接后连接至所述开关管的第二端连接；所述第六电阻和第七电阻的公共端与所述开关管的控制端连接。

5.如权利要求4所述的电磁加热控制电路，其特征在于，所述驱动电路还包括稳压二极管，所述稳压二极管的阴极与所述控制端连接，阳极与所述开关管的第二端连接。

6.如权利要求1所述的电磁加热控制电路，其特征在于，所述整流滤波电路包括整流桥堆、电感和电感，其中所述整流桥堆的正输出端通过所述电感与所述谐振电容连接，整流桥堆的负输出端通过所述电流采样电阻与所述开关管的第二端连接；所述电感的一端连接至所述电感和谐振电容的公共端，另一端与所述整流桥堆的负输出端连接。

7.如权利要求1所述的电磁加热控制电路，其特征在于，所述开关管为绝缘栅双极型晶体管，所述第一端为所述绝缘栅双极型晶体管的集电极，所述第二端为所述绝缘栅双极型晶体管的发射极，所述控制端为所述绝缘栅双极型晶体管的门极。

8.一种电磁加热设备，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的电磁加热控制电路。