CN107086540A - 具有硬件保护功能的电磁炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有硬件保护功能的电磁炉，包括保护电路、MCU和无线通信模块，无线通信模块接收移动终端发送的控制指令，并将其发送到MCU，MCU根据控制指令控制保护电路进行保护动作；保护电路包括IGBT、光耦、第一二极管、第二稳压管、第一三极管、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第九电阻，第一电阻的一端、第二电阻的一端、第三电阻的一端、第五电阻的一端和第七电阻的一端均连接信号输入端。实施本发明的具有硬件保护功能的电磁炉，具有以下有益效果：用户能随时随地了解电磁炉的运行情况并对其进行相应控制、电路的安全性和可靠性较高。

Description

具有硬件保护功能的电磁炉

技术领域

本发明涉及电磁炉领域，特别涉及一种具有硬件保护功能的电磁炉。

背景技术

IGBT即绝缘栅双极型晶体管，在大功率的逆变电路有广泛的应用，如电磁炉，大功率开关电源等。IGBT作为此类电路的关键器件，经常会因为一些异常情况导致流过的电流太大，造成IGBT损坏甚至炸毁，严重是还会引起火灾。所以对IGBT的保护是关系电磁炉的安全性、稳定性和使用寿命的重大问题。然而，目前的电磁炉的电路部分缺少相应的电路保护功能，或者电路保护功能还不完善，造成电路的安全性和可靠性不高。另外，用户也不能随时随地了解电磁炉的运行情况，也不能随时随地对其进行相应控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种用户能随时随地了解电磁炉的运行情况并对其进行相应控制、电路的安全性和可靠性较高的具有硬件保护功能的电磁炉。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种具有硬件保护功能的电磁炉，包括保护电路、MCU和无线通信模块，所述无线通信模块接收移动终端发送的控制指令，并将其发送到所述MCU，所述MCU根据所述控制指令控制所述保护电路进行相应的保护动作；所述保护电路包括IGBT、光耦、第一二极管、第二稳压管、第一三极管、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第九电阻，所述第一电阻的一端、第二电阻的一端、第三电阻的一端、第五电阻的一端和第七电阻的一端均连接信号输入端，所述第三电容的一端分别与所述第一电阻的另一端、第二电阻的另一端、第三电阻的另一端和第四电阻的一端连接，所述第三电容的另一端与所述IGBT的栅极连接，所述第四电阻的另一端接地，所述第五电阻的另一端分别与所述第一二极管的阳极和第二稳压管的负极连接，所述第一二极管的阴极与所述IGBT的集电极连接，所述IGBT的发射极接地；

所述第二稳压管的正极分别与所述第六电阻的一端、第一电容的一端和第一三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极与所述第九电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端、第一电容的另一端和第九电阻的另一端均接地，所述第一三极管的集电极通过所述第二电容与所述光耦中发光二极管的阴极连接，所述第七电阻的另一端与所述光耦中发光二极管的阳极连接，所述光耦中光敏三极管的集电极分别与所述第八电阻的一端和MCU的刹车引脚连接，所述第八电阻的另一端连接供电电源，所述光耦中发光二极管的发射极接地。

在本发明所述的具有硬件保护功能的电磁炉中，所述保护电路还包括第四电容和第十电阻，所述第四电容的一端与所述第七电阻的另一端连接，所述第四电容的另一端与所述光耦中发光二极管的阳极连接，所述IGBT的发射极通过所述第十电阻接地。

在本发明所述的具有硬件保护功能的电磁炉中，所述保护电路还包括第十一电阻，所述第十一电阻的一端与所述第一二极管的阴极连接，所述第十一电阻的另一端与所述IGBT的集电极连接。

在本发明所述的具有硬件保护功能的电磁炉中，所述保护电路还包括第十二电阻，所述第十二电阻的一端与所述第五电阻的另一端连接，所述第十二电阻的另一端与所述第二稳压管的负极连接。

在本发明所述的具有硬件保护功能的电磁炉中，所述第一三极管为NPN型三极管。

在本发明所述的具有硬件保护功能的电磁炉中，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、Zigbee模块、GPRS模块、CDMA模块或WCDMA模块。

实施本发明的具有硬件保护功能的电磁炉，具有以下有益效果：由于设有保护电路、MCU和无线通信模块，无线通信模块接收移动终端发送得到控制指令，并将其发送到MCU，MCU根据控制指令控制保护电路进行相应的保护动作；保护电路包括IGBT、光耦、第一二极管、第二稳压管、第一三极管、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第九电阻，第二电容和第三电容用于防止干扰，第九电阻用于进行过流保护，因此用户能随时随地了解电磁炉的运行情况并对其进行相应控制、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具有硬件保护功能的电磁炉一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中保护电路的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明具有硬件保护功能的电磁炉实施例中，该具有硬件保护功能的电磁炉的结构示意图如图1所示。图1中，该具有硬件保护功能的电磁炉包括保护电路1、MCU2和无线通信模块3，其中，无线通信模块3接收移动终端发送的控制指令，并将其发送到MCU2，MCU2根据该控制指令控制保护电路1进行相应的保护动作。由于移动终端可以随身携带，因此用户可以随时随地了解电磁炉的运行情况，并能通过移动终端随时随地对电磁炉进行相应控制，这样就能增强用户体验。

值得一提的是，移动终端可以是智能手机或平板电脑，无线通信模块3可以是蓝牙模块、WIFI模块、Zigbee模块、GPRS模块、CDMA模块或WCDMA模块等，采用多种通信方式，这样就可以满足不同用户的需求。

图2为本实施例中保护电路的电路原理图，图2中，该保护电路1包括IGBT、光耦U1、第一二极管D1、第二稳压管D2、第一三极管Q1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9，其中，第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端、第五电阻R5的一端和第七电阻R7的一端均连接信号输入端DRI，第三电容C3的一端分别与第一电阻R1的另一端、第二电阻R2的另一端、第三电阻R3的另一端和第四电阻R4的一端连接，第三电容C3的另一端与IGBT的栅极连接，第四电阻R4的另一端接地GND，第五电阻R5的另一端分别与第一二极管D1的阳极和第二稳压管D2的负极连接，第一二极管D1的阴极与IGBT的集电极连接，IGBT的发射极接地GND。

本实施例中，第二稳压管D2的正极分别与第六电阻R6的一端、第一电容C1的一端和第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的发射极与第九电阻R9的一端连接，第六电阻R6的另一端、第一电容C1的另一端和第九电阻R9的另一端均接地，第一三极管Q1的集电极通过第二电容C2与光耦U1中发光二极管的阴极连接，第七电阻R7的另一端与光耦U1中发光二极管的阳极连接，光耦U1中光敏三极管的集电极分别与第八电阻R8的一端和MCU2的刹车引脚BKIN2连接，第八电阻R8的另一端连接供电电源VCC，光耦U1中发光二极管的发射极接地GND。

上述第二电容C2和第三电容C3均为耦合电容，第二电容C2用于防止第一三极管Q1与光耦U1之间的干扰，第三电容C3用于防止IGBT与第一三极管Q1或光耦U1之间的干扰。第九电阻R9为限流电阻，用于对第一三极管Q1的发射极所在的支路进行过流保护。因此电路的安全性和可靠性较高。

当正常工作时，IGBT流过的电流在额定范围内，导通压降Vce比较小，第二稳定管D2的阴极电压被第一二极管D1钳位在其稳定范围内，第二稳压管D2没有电流通过，第一三极管Q1关闭，光耦U1不导通，MCU2的刹车引脚BKIN2保持高电平。当出现异常导致IGBT流过的电流过大超过了额定范围时，IGBT的导通压降Vce随之增大并超过所设定的阀值，进而，被第一二极管D1钳位的第二稳压管D2的负极电压增大；当第二稳压管D2的负极的电压超过其稳压值时，第二稳压管D2反向导通，并对第一电容C1充电，随着第一电容C1电压升高，第一三极管Q1导通，光耦U1随着导通，MCU2的刹车引脚BKIN2被拉低，MCU2检测到被拉低的刹车信号，关闭信号输入端DRI的驱动信号，从而进一步增强过流保护。

当IGBT关断时，信号输入端DRI和光耦U1中的发光二极管的阳极上都是低电平，即关闭了光耦U1的反馈功能，这就能保证IGBT切换状态时不会引起错误信息传递到MCU2，防止误判，达到保护IGBT的目的。

值得一提的是，本实施例中，第一三极管Q1为NPN型三极管。当然，在本实施例的一些情况下，第一三极管Q1也可以为PNP型三极管，但这时的电路结构也要相应发生变化。

本实施例中，该保护电路1还包括第四电容C4和第十电阻R10，第四电容C4的一端与第七电阻R7的另一端连接，第四电容C4的另一端与光耦U1中发光二极管的阳极连接，IGBT的发射极通过第十电阻R10接地。其中，第四电容C4为耦合电容，用于防止IGBT与光耦U1之间的干扰。第十电阻R10为限流电阻，用于对IGBT的发射极所在的支路进行过流保护，以进一步增强电路的安全性和可靠性。

本实施例中，该保护电路1还包括第十一电阻R11，第十一电阻R11的一端与第一二极管D1的阴极连接，第十一电阻R11的另一端与IGBT的集电极连接。第十一电阻R11为限流电阻，用于对IGBT的集电极所在的支路进行过流保护，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。

本实施例中，该保护电路1还包括第十二电阻R12，第十二电阻R12的一端与第五电阻R5的另一端连接，第十二电阻R12的另一端与第二稳压管D2的负极连接。第十二电阻R12为限流电阻，用于对第二稳压管D2所在的支路进行过流保护，可以进一步增强过流保护的效果。

总之，本实施例中，无线通信模块3可以将电磁炉的运行情况发送给移动终端，用户可以通过移动终端控制电磁炉，且由于移动终端可以随时携带，因此用户能随时随地了解电磁炉的运行情况并对其进行相应控制。另外，保护电路1中设有耦合电容和限流电阻，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有硬件保护功能的电磁炉，其特征在于，包括保护电路、MCU和无线通信模块，所述无线通信模块接收移动终端发送的控制指令，并将其发送到所述MCU，所述MCU根据所述控制指令控制所述保护电路进行相应的保护动作；所述保护电路包括IGBT、光耦、第一二极管、第二稳压管、第一三极管、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第九电阻，所述第一电阻的一端、第二电阻的一端、第三电阻的一端、第五电阻的一端和第七电阻的一端均连接信号输入端，所述第三电容的一端分别与所述第一电阻的另一端、第二电阻的另一端、第三电阻的另一端和第四电阻的一端连接，所述第三电容的另一端与所述IGBT的栅极连接，所述第四电阻的另一端接地，所述第五电阻的另一端分别与所述第一二极管的阳极和第二稳压管的负极连接，所述第一二极管的阴极与所述IGBT的集电极连接，所述IGBT的发射极接地；

所述第二稳压管的正极分别与所述第六电阻的一端、第一电容的一端和第一三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极与所述第九电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端、第一电容的另一端和第九电阻的另一端均接地，所述第一三极管的集电极通过所述第二电容与所述光耦中发光二极管的阴极连接，所述第七电阻的另一端与所述光耦中发光二极管的阳极连接，所述光耦中光敏三极管的集电极分别与所述第八电阻的一端和MCU的刹车引脚连接，所述第八电阻的另一端连接供电电源，所述光耦中发光二极管的发射极接地。

2.根据权利要求1所述的具有硬件保护功能的电磁炉，其特征在于，所述保护电路还包括第四电容和第十电阻，所述第四电容的一端与所述第七电阻的另一端连接，所述第四电容的另一端与所述光耦中发光二极管的阳极连接，所述IGBT的发射极通过所述第十电阻接地。

3.根据权利要求2所述的具有硬件保护功能的电磁炉，其特征在于，所述保护电路还包括第十一电阻，所述第十一电阻的一端与所述第一二极管的阴极连接，所述第十一电阻的另一端与所述IGBT的集电极连接。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的具有硬件保护功能的电磁炉，其特征在于，所述保护电路还包括第十二电阻，所述第十二电阻的一端与所述第五电阻的另一端连接，所述第十二电阻的另一端与所述第二稳压管的负极连接。

5.根据权利要求4所述的具有硬件保护功能的电磁炉，其特征在于，所述第一三极管为NPN型三极管。

6.根据权利要求4所述的具有硬件保护功能的电磁炉，其特征在于，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、Zigbee模块、GPRS模块、CDMA模块或WCDMA模块。