CN106817791B - 一种驱动处理模块、电源电路及变频微波炉 - Google Patents

一种驱动处理模块、电源电路及变频微波炉 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种驱动处理模块、电源电路及变频微波炉，该驱动处理模块包括集成在一起的稳压电路、驱动同步检测电路、电流采样电路、模数转换电路、处理器以及IGBT驱动电路。本发明公开的驱动处理模块、电源电路及变频微波炉，集成了稳压电路、IGBT驱动电路、一个或多个运放以及一个或多个电压比较器，一方面可实现IGBT驱动同步、过流检测和保护、过压检测和保护以及过温检测和保护等功能，另一方面降低了PCB布局布线难度、成本低、可靠性高。

Description

一种驱动处理模块、电源电路及变频微波炉
技术领域
本发明涉及变频微波炉电源技术领域，尤其涉及一种驱动处理模块、电源电路及变频微波炉。
背景技术
变频微波炉以其能效高，单位时间内加热均匀而受到了越来越多的用户的青睐。与传统的微波炉电源相比，变频微波炉电源采用了功率在一定范围内连续可调的开关电源代替了输出功率无法连续调整的工频变压器。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术存在以下问题：微波炉电源电路除了单片机之外，还包括多个芯片，例如稳压芯片、IGBT驱动芯片、运放、电压比较器等等；现有的这种微波炉电源电路，存在着集成度低、PCB布局布线难度大、成本高以及可靠性低的缺陷。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种驱动处理模块、电源电路及变频微波炉，旨在解决现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明实施例第一方面提供一种驱动处理模块，所述驱动处理模块包括集成在一起的稳压电路、驱动同步检测电路、电流采样电路、模数转换电路、处理器以及IGBT驱动电路；
所述稳压电路的输入端和所述IGBT驱动电路的电源端分别与外部电源连接，所述稳压电路的输出端与所述处理器的电源端、所述驱动同步检测电路的电源端、所述电流采样电路的电源端以及所述模数转换电路的电源端连接；
所述驱动同步检测电路的输入端用于获取外部LC谐振电路的状态信息，根据该状态信息生成驱动同步检测信号给所述处理器；
所述电流采样电路的输入端用于获取外部IGBT的发射极电流，生成电流采样模拟信号给所述模数转换电路；
所述模数转换电路将所述电流采样电路生成的电流采样模拟信号转换为电流采样数字信号并输出给所述处理器；
所述处理器，用于根据所述驱动同步检测电路生成的驱动同步检测信号和/或所述模数转换电路输出的电流采样数字信号，生成IGBT驱动信号给所述IGBT驱动电路；
所述IGBT驱动电路，用于根据所述处理器生成的IGBT驱动信号，驱动外部IGBT。
进一步地，所述模数转换电路还用于获取外部温度检测电路生成的温度模拟信号，将该温度模拟信号转换为温度数字信号并输出给所述处理器；
所述处理器，还用于根据所述模数转换电路输出的温度数字信号，生成IGBT驱动信号给所述IGBT驱动电路。
进一步地，所述模数转换电路还用于获取外部第一电阻分压电路生成的电源电压模拟信号，将该电源电压模拟信号转换为电源电压数字信号并输出给所述处理器；
所述处理器，还用于根据所述模数转换电路输出的电源电压数字信号，生成IGBT驱动信号给所述IGBT驱动电路。
进一步地，所述模数转换电路还用于获取外部第二电阻分压电路生成的漏极电压模拟信号，将该漏极电压模拟信号转换为漏极电压数字信号并输出给所述处理器；
所述处理器，还用于根据所述模数转换电路输出的漏极电压数字信号，生成IGBT驱动信号给所述IGBT驱动电路。
进一步地，所述处理器，还用于获取外部控制信号，根据该控制信号生成IGBT驱动信号给所述IGBT驱动电路。
此外，为实现上述目的，本发明实施例第二方面提供一种变频微波炉电源电路，所述电源电路包括：输入端整流滤波电路、整流及电阻分压电路、主功率电路及驱动处理模块；所述输入端整流滤波电路的输入端与交流电源连接，输出端与所述主功率电路的输入端连接；
所述主功率电路包括LC谐振电路和IGBT；
所述驱动处理模块包括集成在一起的稳压电路、驱动同步检测电路、电流采样电路、模数转换电路、处理器以及IGBT驱动电路；
所述整流及电阻分压电路的输入端与交流电源连接，输出端与所述稳压电路的输入端和所述IGBT驱动电路的电源端连接；所述稳压电路的输出端与所述处理器的电源端、所述驱动同步检测电路的电源端、所述电流采样电路的电源端以及所述模数转换电路的电源端连接；
所述驱动同步检测电路的输入端用于获取所述LC谐振电路的状态信息，根据该状态信息生成驱动同步检测信号给所述处理器；
所述电流采样电路的输入端用于获取所述IGBT的发射极电流，生成电流采样模拟信号给所述模数转换电路；
所述模数转换电路将所述电流采样电路生成的电流采样模拟信号转换为电流采样数字信号并输出给所述处理器；
所述处理器，用于根据所述驱动同步检测电路生成的驱动同步检测信号和/或所述模数转换电路输出的电流采样数字信号，生成IGBT驱动信号给所述IGBT驱动电路；
所述IGBT驱动电路，用于根据所述处理器生成的IGBT驱动信号，驱动所述IGBT。
进一步地，所述电源电路还包括温度检测电路，所述温度检测电路用于获取所述主功率电路的温度模拟信号，并将该温度模拟信号输出该所述模数转换电路；
所述模数转换电路，还用于将所述温度模拟信号转换为温度数字信号并输出给所述处理器；
所述处理器，还用于根据所述模数转换电路输出的温度数字信号，生成IGBT驱动信号给所述IGBT驱动电路。
进一步地，所述电源电路还包括第一电阻分压电路，所述第一电阻分压电路的输入端与所述整流及电阻分压电路的输出端连接；
所述第一电阻分压电路用于获取所述交流电源的电源电压模拟信号，并将该电源电压模拟信号输出给所述模数转换电路；
所述模数转换电路，还用于将所述电源电压模拟信号转换为电源电压数字信号并输出给所述处理器；
所述处理器，还用于根据所述模数转换电路输出的电源电压数字信号，生成IGBT驱动信号给所述IGBT驱动电路。
进一步地，所述电源电路还包括第二电阻分压电路；所述第二电阻分压电路的输入端与所述IGBT的漏极连接；
所述第二电阻分压电路，用于获取所述IGBT的漏极电压模拟信号，并将该漏极电压模拟信号输出给所述模数转换电路；
所述模数转换电路，还用于将所述漏极电压模拟信号转换为漏极电压数字信号并输出给所述处理器；
所述处理器，还用于根据所述模数转换电路输出的漏极电压数字信号，生成IGBT驱动信号给所述IGBT驱动电路。
再者，为实现上述目的，本发明实施例第三方面提供一种变频微波炉，所述变频微波炉包括上述的一种变频微波炉电源电路、以及与所述变频微波炉电源电路的输出端连接的磁控管。
本发明实施例提供的驱动处理模块、电源电路及变频微波炉，集成了稳压电路、IGBT驱动电路、一个或多个运放以及一个或多个电压比较器，一方面可实现IGBT驱动同步、过流检测和保护、过压检测和保护以及过温检测和保护等功能，另一方面降低了PCB布局布线难度、成本低、可靠性高。
附图说明
图1为本发明实施例的驱动处理模块结构示意图；
图2为本发明实施例的变频微波炉电源电路结构示意图；
图3为本发明实施例的变频微波炉电源电路中整流及电阻分压电路结构示意图；
图4为本发明实施例的变频微波炉电源电路中第一电阻分压电路结构示意图；
图5为本发明实施例的变频微波炉电源电路中第二电阻分压电路结构示意图。
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。
现在将参考附图描述实现本发明各个实施例的。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
第一实施例：
如图1所示，本发明第一实施例提供一种驱动处理模块，该驱动处理模块包括集成在一起的稳压电路10、驱动同步检测电路11、电流采样电路12、模数转换电路13、处理器14以及IGBT驱动电路15。
稳压电路10的输入端(图中的101所示)和IGBT驱动电路15的电源端分别与外部电源连接。在本实施例中，该外部电源的电压可为15-18V的直流电源。
稳压电路10的输出端与处理器14的电源端、驱动同步检测电路11的电源端、电流采样电路12的电源端以及模数转换电路13的电源端连接(图中的虚线所示)。
驱动同步检测电路11的输入端(图中的111、112所示)用于获取外部LC谐振电路的状态信息，根据该状态信息生成驱动同步检测信号给处理器14。
电流采样电路12的输入端(图中的121、122所示)用于获取外部IGBT的发射极电流，生成电流采样模拟信号给模数转换电路13；模数转换电路13将电流采样电路12生成的电流采样模拟信号转换为电流采样数字信号并输出给处理器14。
处理器14，用于根据驱动同步检测电路11生成的驱动同步检测信号和/或模数转换电路13输出的电流采样数字信号，生成IGBT驱动信号给IGBT驱动电路15；IGBT驱动电路15，用于根据处理器生成的IGBT驱动信号，驱动外部IGBT。具体地，生成的IGBT驱动信号通过附图中的151输出给外部IGBT。
通过获取驱动同步检测信号和/或电流采样数字信号，可实现实现IGBT驱动同步、过流检测和保护功能。
进一步地，在本实施例中，模数转换电路13还用于获取外部温度检测电路生成的温度模拟信号，将该温度模拟信号转换为温度数字信号并输出给处理器14；
处理器14，还用于根据模数转换电路13输出的温度数字信号，生成IGBT驱动信号给IGBT驱动电路15。
通过获取温度数字信号，实现过温检测和保护功能。
进一步地，在本实施例中，模数转换电路13还用于获取外部第一电阻分压电路生成的电源电压模拟信号，将该电源电压模拟信号转换为电源电压数字信号并输出给处理器14；
处理器14，还用于根据模数转换电路13输出的电源电压数字信号，生成IGBT驱动信号给IGBT驱动电路15。
通过获取电源电压数字信号，可实现电源的过压检测和保护功能。
进一步地，在本实施例中，模数转换电路13还用于获取外部第二电阻分压电路生成的漏极电压模拟信号，将该漏极电压模拟信号转换为漏极电压数字信号并输出给处理器14；
处理器14，还用于根据模数转换电路13输出的漏极电压数字信号，生成IGBT驱动信号给IGBT驱动电路15。
通过获取漏极电压数字信号，可实现对外部IGBT的过压检测和保护功能。
进一步地，在本实施例中，处理器14还用于获取外部控制信号(具体地，可通过附图中的141获取外部控制信号)，根据该控制信号生成IGBT驱动信号给IGBT驱动电路15。
本发明实施例提供的驱动处理模块，集成了稳压电路、IGBT驱动电路、一个或多个运放以及一个或多个电压比较器，一方面可实现IGBT驱动同步、过流检测和保护、过压检测和保护以及过温检测和保护等功能，另一方面降低了PCB布局布线难度、成本低、可靠性高。
第二实施例：
参照图2，图2为本发明第二实施例提供一种变频微波炉电源电路，电源电路包括：输入端整流滤波电路16、整流及电阻分压电路18、主功率电路17及驱动处理模块；输入端整流滤波电路16的输入端与交流电源连接，输出端与主功率电路17的输入端连接。
在本实施例中，交流电源可为220V的市电。
在本实施例中，主功率电路17包括LC谐振电路(附图中的Cr、T1、T2、T3所示)和IGBT。输入端整流滤波电路16包括二极管整流电路D1-D4、Ls和Cs构成的LC滤波电路。
在本实施例中，驱动处理模块包括集成在一起的稳压电路10、驱动同步检测电路11、电流采样电路12、模数转换电路13、处理器14以及IGBT驱动电路15。
整流及电阻分压电路18的输入端与交流电源连接，输出端与稳压电路10的输入端(图中的101所示)和IGBT驱动电路15的电源端连接。
稳压电路10的输出端与处理器14的电源端、驱动同步检测电路11的电源端、电流采样电路12的电源端以及模数转换电路13的电源端连接(图中的虚线所示)。
参考图3所示，在一种实施方式中，整流及电阻分压电路18可包括整流二极管D5和D6、分压电阻Rz以及稳压二极管Z1。220V的市电经过电阻降压和稳压二极管稳压后可得到15-18V的直流电压，该直流电压经过稳压电路10可得到1.8～5V的直流电压。
驱动同步检测电路11的输入端(图中的111、112所示)用于获取LC谐振电路的状态信息，根据该状态信息生成驱动同步检测信号给处理器14。
电流采样电路12的输入端(图中的121、122所示)用于获取IGBT的发射极电流，生成电流采样模拟信号给模数转换电路13，Rs为电流采样电阻。
模数转换电路13将电流采样电路12生成的电流采样模拟信号转换为电流采样数字信号并输出给处理器14。
处理器14，用于根据驱动同步检测电路11生成的驱动同步检测信号和/或模数转换电路13输出的电流采样数字信号，生成IGBT驱动信号给IGBT驱动电路15；IGBT驱动电路15，用于根据处理器生成的IGBT驱动信号，驱动IGBT。具体地，生成的IGBT驱动信号通过附图中的151输出到IGBT的栅极。
通过获取驱动同步检测信号和/或电流采样数字信号，可实现实现IGBT驱动同步、过流检测和保护功能。
进一步地，在本实施例中，电源电路还包括温度检测电路21，温度检测电路21用于获取主功率电路的温度模拟信号，并将该温度模拟信号输出该模数转换电路13；
模数转换电路13，还用于将温度模拟信号转换为温度数字信号并输出给处理器14；
处理器14，还用于根据模数转换电路13输出的温度数字信号，生成IGBT驱动信号给IGBT驱动电路15。
通过获取温度数字信号，实现过温检测和保护功能。
进一步地，在本实施例中，电源电路还包括第一电阻分压电路19，第一电阻分压电路19的输入端与整流及电阻分压电路18的输出端连接；
第一电阻分压电路19用于获取交流电源的电源电压模拟信号，并将该电源电压模拟信号输出给模数转换电路13；
模数转换电路13，还用于将电源电压模拟信号转换为电源电压数字信号并输出给处理器14；
处理器14，还用于根据模数转换电路13输出的电源电压数字信号，生成IGBT驱动信号给IGBT驱动电路15。
请参考图4所示，在一种实施方式中，第一电阻分压电路19包括串联连接的电阻Rm和稳压管Z2，18V的直流电压通过第一电阻分压电路19可获得5V的直流电压。
通过获取电源电压数字信号，可实现对交流电源的过压检测和保护功能。
进一步地，在本实施例中，电源电路还包括第二电阻分压电路20；第二电阻分压电路20的输入端与IGBT的漏极连接；
第二电阻分压电路20，用于获取IGBT的漏极电压模拟信号，并将该漏极电压模拟信号输出给模数转换电路13；
模数转换电路13，还用于将漏极电压模拟信号转换为漏极电压数字信号并输出给处理器14；
处理器14，还用于根据模数转换电路输出的漏极电压数字信号，生成IGBT驱动信号给IGBT驱动电路15。
请参考图5所示，在一种实施方式中，第二电阻分压电路20可包括串联的电阻Rd1和Rd2。
通过获取漏极电压数字信号，可实现对IGBT的过压检测和保护功能。
进一步地，在本实施例中，处理器14还用于获取外部控制信号(具体地，可通过附图中的141获取外部控制信号)，根据该控制信号生成IGBT驱动信号给IGBT驱动电路15。
本发明实施例提供的变频微波炉电源电路，集成了稳压电路、IGBT驱动电路、一个或多个运放以及一个或多个电压比较器，一方面可实现IGBT驱动同步、过流检测和保护、过压检测和保护以及过温检测和保护等功能，另一方面降低了PCB布局布线难度、成本低、可靠性高。
第三实施例：
可再参考图2所示，本发明第三实施例提供一种变频微波炉，变频微波炉包括变频微波炉电源电路、以及与该变频微波炉电源电路的输出端连接的磁控管。
变频微波炉电源电路可参考第二实施例，在此不作赘述。
本发明实施例提供的变频微波炉，集成了稳压电路、IGBT驱动电路、一个或多个运放以及一个或多个电压比较器，一方面可实现IGBT驱动同步、过流检测和保护、过压检测和保护以及过温检测和保护等功能，另一方面降低了PCB布局布线难度、成本低、可靠性高。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
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 (4)

1.一种驱动处理模块，其特征在于，所述驱动处理模块包括集成在一起的稳压电路、驱动同步检测电路、电流采样电路、模数转换电路、处理器以及IGBT驱动电路；
所述稳压电路的输入端和所述IGBT驱动电路的电源端分别与外部电源连接，所述稳压电路的输出端与所述处理器的电源端、所述驱动同步检测电路的电源端、所述电流采样电路的电源端以及所述模数转换电路的电源端连接；
所述驱动同步检测电路的输入端用于获取外部LC谐振电路的状态信息，根据该状态信息生成驱动同步检测信号给所述处理器；
所述电流采样电路的输入端用于获取外部IGBT的发射极电流，生成电流采样模拟信号给所述模数转换电路；
所述模数转换电路将所述电流采样电路生成的电流采样模拟信号转换为电流采样数字信号并输出给所述处理器；
所述处理器，用于根据所述驱动同步检测电路生成的驱动同步检测信号和/或所述模数转换电路输出的电流采样数字信号，生成IGBT驱动信号给所述IGBT驱动电路；
所述IGBT驱动电路，用于根据所述处理器生成的IGBT驱动信号，驱动外部IGBT；
所述模数转换电路还用于获取外部第二电阻分压电路生成的IGBT的漏极电压模拟信号，将该漏极电压模拟信号转换为漏极电压数字信号并输出给所述处理器；
所述处理器，还用于根据所述模数转换电路输出的漏极电压数字信号，生成IGBT驱动信号给所述IGBT驱动电路；
所述模数转换电路还用于获取外部温度检测电路生成的温度模拟信号，将该温度模拟信号转换为温度数字信号并输出给所述处理器；
所述处理器，还用于根据所述模数转换电路输出的温度数字信号，生成IGBT驱动信号给所述IGBT驱动电路；
所述模数转换电路还用于获取外部第一电阻分压电路生成的电源电压模拟信号，将该电源电压模拟信号转换为电源电压数字信号并输出给所述处理器；
所述处理器，还用于根据所述模数转换电路输出的电源电压数字信号，生成IGBT驱动信号给所述IGBT驱动电路。
2.根据权利要求1所述的一种驱动处理模块，其特征在于，所述处理器，还用于获取外部控制信号，根据该控制信号生成IGBT驱动信号给所述IGBT驱动电路。
3.一种变频微波炉电源电路，其特征在于，所述电源电路包括：输入端整流滤波电路、整流及电阻分压电路、主功率电路及驱动处理模块；所述输入端整流滤波电路的输入端与交流电源连接，输出端与所述主功率电路的输入端连接；
所述主功率电路包括LC谐振电路和IGBT；
所述驱动处理模块包括集成在一起的稳压电路、驱动同步检测电路、电流采样电路、模数转换电路、处理器以及IGBT驱动电路；
所述整流及电阻分压电路的输入端与交流电源连接，输出端与所述稳压电路的输入端和所述IGBT驱动电路的电源端连接；所述稳压电路的输出端与所述处理器的电源端、所述驱动同步检测电路的电源端、所述电流采样电路的电源端以及所述模数转换电路的电源端连接；
所述驱动同步检测电路的输入端用于获取所述LC谐振电路的状态信息，根据该状态信息生成驱动同步检测信号给所述处理器；
所述电流采样电路的输入端用于获取所述IGBT的发射极电流，生成电流采样模拟信号给所述模数转换电路；
所述模数转换电路将所述电流采样电路生成的电流采样模拟信号转换为电流采样数字信号并输出给所述处理器；
所述处理器，用于根据所述驱动同步检测电路生成的驱动同步检测信号和/或所述模数转换电路输出的电流采样数字信号，生成IGBT驱动信号给所述IGBT驱动电路；
所述IGBT驱动电路，用于根据所述处理器生成的IGBT驱动信号，驱动所述IGBT；
所述电源电路还包括第二电阻分压电路；所述第二电阻分压电路的输入端与所述IGBT的漏极连接；
所述第二电阻分压电路，用于获取所述IGBT的漏极电压模拟信号，并将该漏极电压模拟信号输出给所述模数转换电路；
所述模数转换电路，还用于将所述漏极电压模拟信号转换为漏极电压数字信号并输出给所述处理器；
所述处理器，还用于根据所述模数转换电路输出的漏极电压数字信号，生成IGBT驱动信号给所述IGBT驱动电路；
所述电源电路还包括温度检测电路，所述温度检测电路用于获取所述主功率电路的温度模拟信号，并将该温度模拟信号输出该所述模数转换电路；
所述模数转换电路，还用于将所述温度模拟信号转换为温度数字信号并输出给所述处理器；
所述处理器，还用于根据所述模数转换电路输出的温度数字信号，生成IGBT驱动信号给所述IGBT驱动电路；
所述电源电路还包括第一电阻分压电路，所述第一电阻分压电路的输入端与所述整流及电阻分压电路的输出端连接；
所述第一电阻分压电路用于获取所述交流电源的电源电压模拟信号，并将该电源电压模拟信号输出给所述模数转换电路；
所述模数转换电路，还用于将所述电源电压模拟信号转换为电源电压数字信号并输出给所述处理器；
所述处理器，还用于根据所述模数转换电路输出的电源电压数字信号，生成IGBT驱动信号给所述IGBT驱动电路。
4.一种变频微波炉，其特征在于，所述变频微波炉包括权利要求3所述的一种变频微波炉电源电路、以及与所述变频微波炉电源电路的输出端连接的磁控管。
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