CN106793220A - 电磁加热装置的电容放电方法、电路及电磁炉 - Google Patents

电磁加热装置的电容放电方法、电路及电磁炉 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电磁加热装置的电容放电方法、电路及电磁炉。电磁加热装置包括谐振电路以及用于为谐振电路供电的供电电路，供电电路上设置有X电容，谐振电路上设置有自关断器件，自关断器件与控制单元相连，电容放电方法包括：当供电电路断电时，控制单元控制向自关断器件输出驱动信号，使得自关断器件能够将谐振电路与供电电路上的X电容接通，谐振电路将X电容的电能消耗掉。本发明提供的电磁加热装置的电容放电方法一方面通过软件控制实现X电容的放电，无需增加额外元器件，节约成本，另一方面，将X电容的余电消耗在谐振电路上，使得断电后电磁加热装置仍能够维持短时间的加热功能，有效提高电磁加热装置的能效，节约电能。

Description

电磁加热装置的电容放电方法、电路及电磁炉
技术领域
本发明涉及电容放电领域，更具体地涉及一种电磁加热装置的电容放电方法、电路及电磁炉。
背景技术
X电容，即跨接于零线与火线之间，用于进行电源滤波的电容，为保证使用安全，在断电后需要将X电容的电快速放掉，现有电磁炉中对X电容的放电问题的解决方法有如下两种：
1.在X电容上并接放电电阻，断电后储存于X电容上的电能由放电电阻消耗掉，需要增加放电电阻元件，增加电磁炉的成本；
2.利用电磁炉上的风机将X电容的电能消耗掉，此方法不会增加额外的元件，但风机的转动会带走电磁炉线圈盘的热量，不利于维持温度，降低电磁炉的能效。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种节约成本、提高能效的电磁加热装置的电容放电方法、电路及电磁炉。
为达上述目的，一方面，提供一种电磁加热装置的电容放电方法。
一种电磁加热装置的电容放电方法，所述电磁加热装置包括谐振电路以及用于为所述谐振电路供电的供电电路，所述供电电路上设置有X电容，所述谐振电路上设置有自关断器件，所述自关断器件与控制单元相连，所述电容放电方法包括：
当所述供电电路断电时，所述控制单元控制向所述自关断器件输出驱动信号，使得所述自关断器件能够将所述谐振电路与所述供电电路上的X电容接通，所述谐振电路将所述X电容的电能消耗掉。
优选地，所述驱动信号为能够使得所述自关断器件在导通和截止状态之间不断切换的脉冲信号，以使得所述谐振电路发生谐振。
优选地，所述电磁加热装置还包括用于检测所述供电电路是否断电的断电检测单元，所述断电检测单元与所述控制单元相连，当所述断电检测单元检测到所述供电电路断电时向所述控制单元发送断电信号，所述控制单元接收到所述断电信号后控制向所述自关断器件输出驱动信号。
第二方面，本发明提供一种电磁加热装置的电容放电电路。
一种电磁加热装置的电容放电电路，包括谐振电路以及用于为所述谐振电路供电的供电电路，所述供电电路上设置有X电容，所述谐振电路包括自关断器件，所述自关断器件与控制单元相连，所述控制单元用于当所述供电电路断电时，控制向所述自关断器件输出驱动信号，使得所述自关断器件能够将所述谐振电路与所述供电电路上的X电容接通，所述谐振电路将所述X电容的电能消耗掉。
优选地，所述驱动信号为能够使得所述自关断器件在导通和截止状态之间不断切换的脉冲信号，以使得所述谐振电路发生谐振。
优选地，还包括开关电源，所述开关电源用于向所述控制单元供电。
优选地，还包括用于向所述自关断器件输出驱动信号的驱动电路，所述驱动电路与所述控制单元相连，所述开关电源还用于向所述驱动电路供电。
优选地，还包括用于检测所述供电电路是否断电的断电检测单元，所述断电检测单元与所述控制单元相连，当所述断电检测单元检测到所述供电电路断电时向所述控制单元发送断电信号，所述控制单元接收到所述断电信号后控制向所述自关断器件输出驱动信号。
优选地，所述自关断器件为IGBT。
优选地，所述供电电路包括整流元件，所述整流元件的第一输出端连接所述谐振电路，第二输出端接地，所述谐振电路还包括谐振电容以及并接于所述谐振电容两端的线圈盘，所述IGBT的G脚与所述控制单元相连，所述IGBT的D脚与所述线圈盘连接，所述IGBT的S脚接地。
第三方面，本发明提供一种电磁炉。
一种电磁炉，包括如上所述的电容放电电路，并采用如上所述的电容放电方法对X电容进行放电。
本发明提供的电磁加热装置的电容放电方法及电路中，当供电电路断电时，由控制单元控制继续向自关断器件输出驱动信号，使得谐振电路与X电容能够接通，通过谐振电路将X电容的电能消耗掉，一方面通过软件控制实现X电容的放电，无需增加额外元器件，节约成本，另一方面，将X电容的余电消耗在谐振电路上，使得断电后电磁加热装置仍能够维持短时间的加热功能，有效提高电磁加热装置的能效，节约电能。
本发明提供的电磁炉无需设置放电电阻，只需在现有电磁炉的控制单元中写入相关程序，通过软件控制即可实现X电容的放电，在保证电磁炉使用安全的同时，降低了电磁炉的成本，提高了电磁炉的能效。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示出本发明具体实施方式提供的电磁炉的电容放电电路的电路图；
图2示出本发明具体实施方式提供的电磁炉的电容放电电路的结构示意图。
图中，1、开关电源；2、控制单元；3、驱动电路；4、IGBT；5、谐振电路；51、线圈盘；52、谐振电容；6、供电电路；61、X电容；62、整流桥；63、滤波电感；64、滤波电容。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
针对电磁炉的电容放电问题，本发明提供了一种电容放电方法及电路。然而，该方法及电路不仅限于对电磁炉进行保护，而是同样可以用于保护其他采用电磁加热的装置。本发明的以下详细描述中，将主要以电磁炉为例，阐明本发明的电容放电方法及电路的各种实施方式。
如图1和图2所示，本申请提供的电容放电电路包括谐振电路5以及用于为谐振电路5供电的供电电路6。其中，供电电路6包括能够跨接于火线与零线之间的X电容61以及整流元件，220V的电源交流电经整流元件整流后向负载即谐振电路提供所需的直流电。整流元件的具体结构不限，能够实现对电源交流电的整流以获得负载所需的直流电即可，例如，在图2所示的实施例中，整流元件包括整流桥62，整流桥62具有四个引脚，分别连接火线、零线、谐振电路5以及地。
进一步地，整流元件还包括有滤波电感63和滤波电容64，滤波电感63串接于整流桥62与谐振电路5之间，即，整流桥62的一个引脚经滤波电感63与谐振电路5连接，滤波电容64的一端接于整流电感63与谐振电路5之间，另一端接地。滤波电感63和滤波电容64的设置能够降低交流脉动波纹系数，尽量减少电流中的交流成分，实现平滑直流输出。
谐振电路5包括两端并接的线圈盘51和谐振电容52，其上还设置有自关断器件，自关断器件与控制单元2相连，控制单元2能够控制向自关断器件发送驱动信号，以使得自关断器件导通和截止，即，当自关断器件接收到高电平的驱动信号时导通，而接收到低电平的驱动信号时截止。自关断器件的具体结构类型不限，能够通过驱动信号实现导通和截止即可，例如，自关断器件可以为IGBT4，IGBT4具有G脚、D脚和S脚，其G脚与控制单元相连，用于接收驱动信号，D脚与线圈盘51连接，S脚接地，如此，当IGBT4导通时，谐振电路5与供电电路6接通，供电电路6上的电能够输送至谐振电路5上，而当IGBT4截止时，谐振电路5与供电电路6断开，供电电路6不能向谐振电路5供电。控制单元2的具体结构类型不限，能够实现上述控制即可，例如控制单元2包括芯片，芯片内写有断电后向IGBT4发送驱动信号的程序。
具体的电容放电方法为，当供电电路6断电后，即220V电压消失后，控制单元2控制向IGBT4的G脚输出驱动信号，使得IGBT4能够导通进而将谐振电路5与供电电路6上的X电容61接通，X电容61上的电压经整流桥62的半桥、谐振电路5形成一个放电回路，使得谐振电路5能够将X电容61的电能消耗掉，一方面通过软件控制实现X电容61的放电，无需增加额外元器件，节约成本，另一方面，将X电容61的余电消耗在谐振电路5上，使得断电后电磁炉仍能够维持短时间的加热功能，有效提高电磁炉的能效，节约电能。
进一步地，驱动信号为能够使得IGBT4在导通和截止状态之间不断切换的脉冲信号，IGBT4不断地导通和截止能够使得谐振电路5发生谐振(此处发生谐振的原理与电磁炉正常工作时的谐振原理相同，在此不再赘述)，相较于现有的如图1所示的通过放电电阻65’进行放电，本申请能够更加快速地将X电容61的余电消耗，从而降低待机功耗，提高电磁炉的整机能效。
进一步地，电容放电电路还包括用于检测供电电路6是否断电的断电检测电路，该断电检测电路与控制单元2相连，当断电检测电路检测到供电电路6断电时，其能够向控制单元2发送断电信号，控制单元2接收到断电信号后控制向自关断器件输出驱动信号。
如图2所示，进一步地，电容放电电路还包括开关电源1，控制单元2由开关电源1供电，由于开关电源1的自身特性，当220V电压消失后，开关电源1由于输出电容的存在，还能够维持一段时间的电压输出，以维持控制单元2的运行，利用这段时间，控制单元2控制向IGBT4发送驱动信号。另外，电容放电电路还包括用于向自关断器件输出驱动信号的驱动电路3，驱动电路3与控制单元2相连，驱动电路3用于将开关电源1的脉冲宽度调整电路输出的脉冲信号放大到足以驱动IGBT4开启和关闭的信号强度，驱动电路3也由开关电源1供电。即，开关电源1提供两种稳压回路，一种供驱动电路驱动IGBT4，另一种供控制单元2自身使用。
例如，在一个具体的实施例中，开关电源1提供+5V，+15V两种稳压回路，+5V供控制单元2，+15V供IGBT4的驱动电路3，当开关电源1断电后，由于其输出电容的存在，开关电源1提供的+5V，+15V不会立即消失，利用这段时间，控制单元2可控制继续向IGBT4输出驱动信号，维持IGBT4起振，将X电容61的余电消耗掉。
进一步地，本发明还提供了一种电磁炉，其包括有上述的电容放电电路，并采用上述的电容放电方法对断电后的X电容进行放电，在保证电磁炉使用安全的同时，降低了电磁炉的成本，提高了电磁炉的能效。
该电磁炉的工作过程为，当电磁炉正常工作时，控制单元按常规的控制方法控制电磁炉各部分电路的运行，当电磁炉关机掉电时，控制单元内的程序控制向IGBT发送驱动信号，使得电磁炉继续工作一段时间，直至将X电容的余电消耗掉，如此，在电磁炉断电后，仍然能够维持短时加热，有利于维持温度。
本发明提供的电磁炉无需设置放电电阻，只需在现有电磁炉的控制单元中写入相关程序，通过软件控制即可实现X电容的放电。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (11)

1.一种电磁加热装置的电容放电方法，其特征在于，所述电磁加热装置包括谐振电路以及用于为所述谐振电路供电的供电电路，所述供电电路上设置有X电容，所述谐振电路上设置有自关断器件，所述自关断器件与控制单元相连，所述电容放电方法包括：
当所述供电电路断电时，所述控制单元控制向所述自关断器件输出驱动信号，使得所述自关断器件能够将所述谐振电路与所述供电电路上的X电容接通，所述谐振电路将所述X电容的电能消耗掉。
2.根据权利要求1所述的电容放电方法，其特征在于，所述驱动信号为能够使得所述自关断器件在导通和截止状态之间不断切换的脉冲信号，以使得所述谐振电路发生谐振。
3.根据权利要求1所述的电容放电方法，其特征在于，所述电磁加热装置还包括用于检测所述供电电路是否断电的断电检测单元，所述断电检测单元与所述控制单元相连，当所述断电检测单元检测到所述供电电路断电时向所述控制单元发送断电信号，所述控制单元接收到所述断电信号后控制向所述自关断器件输出驱动信号。
4.一种电磁加热装置的电容放电电路，其特征在于，包括谐振电路以及用于为所述谐振电路供电的供电电路，所述供电电路上设置有X电容，所述谐振电路包括自关断器件，所述自关断器件与控制单元相连，所述控制单元用于当所述供电电路断电时，控制向所述自关断器件输出驱动信号，使得所述自关断器件能够将所述谐振电路与所述供电电路上的X电容接通，所述谐振电路将所述X电容的电能消耗掉。
5.根据权利要求4所述的电容放电电路，其特征在于，所述驱动信号为能够使得所述自关断器件在导通和截止状态之间不断切换的脉冲信号，以使得所述谐振电路发生谐振。
6.根据权利要求4所述的电容放电电路，其特征在于，还包括开关电源，所述开关电源用于向所述控制单元供电。
7.根据权利要求6所述的电容放电电路，其特征在于，还包括用于向所述自关断器件输出驱动信号的驱动电路，所述驱动电路与所述控制单元相连，所述开关电源还用于向所述驱动电路供电。
8.根据权利要求4所述的电容放电电路，其特征在于，还包括用于检测所述供电电路是否断电的断电检测单元，所述断电检测单元与所述控制单元相连，当所述断电检测单元检测到所述供电电路断电时向所述控制单元发送断电信号，所述控制单元接收到所述断电信号后控制向所述自关断器件输出驱动信号。
9.根据权利要求4所述的电容放电电路，其特征在于，所述自关断器件为IGBT。
10.根据权利要求9所述的电容放电电路，其特征在于，所述供电电路包括整流元件，所述整流元件的第一输出端连接所述谐振电路，第二输出端接地，所述谐振电路还包括谐振电容以及并接于所述谐振电容两端的线圈盘，所述IGBT的G脚与所述控制单元相连，所述IGBT的D脚与所述线圈盘连接，所述IGBT的S脚接地。
11.一种电磁炉，其特征在于，包括如权利要求4至10任一项所述的电容放电电路，并采用如权利要求1至3任一项所述的电容放电方法对X电容进行放电。
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