CN109195240B - Igbt控制电路、控制方法、加热电器的控制电路、加热电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种IGBT控制电路、控制方法、加热电器的控制电路、加热电器，包括至少两个IGBT、与IGBT分别对应设置的至少两个开关选择电路、驱动电路，控制器，所述各个IGBT的输入端外接加热电路，输出端接地，控制端与对应的开关选择电路连接；所述各个开关选择电路的使能端与控制器连接，输出端与驱动电路连接，所述驱动电路的驱动端与控制器连接，所述控制器设有与各个开关选择电路对应的使能端、与驱动电路对应的驱动端，控制驱动电路和各个开关选择电路进而控制对应IGBT的导通与关闭。发明通过控制器控制驱动电路和各个开关选择电路进而控制对应IGBT的导通与关闭，简化IGBT驱动电路，可靠性高、成本低，应用范围广。

Description

IGBT控制电路、控制方法、加热电器的控制电路、加热电器

技术领域

本发明涉及感应加热电器领域，具体的涉及一种IGBT控制电路、控制方法、加热电器的控制电路、加热电器。

背景技术

近年来，感应加热(Induction Heater，IH)的家用电器，例如IH电饭煲、电磁炉等，由于具有升温迅速、加热均匀等优点，而受到广大用户的青睐。在IH家用电器的功率电路多采用并联谐振拓扑，电路中通常会采用绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor，IGBT)作为开关来实现电路的并联谐振。

IGBT是由双极型三极管(Bipolar Junction Transistor，BJT)和绝缘栅型场效应管(Insulated Gate Field Effect Transister，IGFET)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼具有BJT的低导通压降和IGFET的高输入阻抗的双重优点。由于IGBT的驱动功率小、饱和压降低，从而应用于交流系统的交流电机、变频器、开关电源、照明电路和牵引传动等领域，例如可用作IH电饭煲、电磁炉的感应加热切换开关。

目前市面上的高端电饭煲逐步采用多个IGBT控制多个线圈盘，通过多个线圈盘的切换加热来改善米饭均匀性，而现有控制芯片一般只有一个IGBT驱动端口，因此会遇到一个驱动端口控制不了多个IGBT难题，现有技术中通常通过每个IGBT驱动对应一个驱动电路，但其电路复杂，成本高，因此实现使用一个驱动电路驱动多个IGBT导通或断开时的切换成为现阶段亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不能实现的使用一个驱动电路驱动多个IGBT导通或断开时的切换技术问题，提供一种IGBT控制电路、控制方法、加热电器的控制电路、加热电器。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种多个IGBT控制电路，应用于感应加热电器上，包括至少两个IGBT、与IGBT分别对应设置的至少两个开关选择电路、驱动电路，控制器，

所述各个IGBT的输入端外接加热电路，输出端接地，控制端与对应的开关选择电路连接；

所述各个开关选择电路的使能端与控制器连接，输出端与驱动电路连接，

所述驱动电路的驱动端与控制器连接，

所述控制器设有与各个开关选择电路对应的使能端、与驱动电路对应的驱动端，控制驱动电路和各个开关选择电路进而控制对应IGBT的导通与关闭。

进一步的，所述各个开关选择电路包括继电器、续流二极管、三极管、限流电阻，所述继电器的线圈一端连接所述三极管的集电极连接，所述继电器的线圈另一端外接直流电源，所述继电器的线圈还并联续流二极管，所述继电器第一触点与对应的IGBT的控制端连接，所述继电器第二触点与所述驱动电路连接，所述三极管的基极与所述限流电阻连接，通过所述限流电阻与所述控制器的使能端连接，所述三极管的发射极接地。

进一步的，还包括与三极管分别对应设置的下拉电阻，所述三极管的基极连接所述下拉电阻的一端，所述下拉电阻的另一端与所述三极管的发射极连接且接地。

进一步的，所述驱动电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻第一三极管、第二三极管、第三三极管、第一电容，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻的一端分别外接直流电源，所述第一电阻的另一端通过所述第四电阻与所述第一三极管的基极连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第一三极管的集电极、第二三极管的基极、第三三极管的集电极连接，所述第三电阻的另一端与所述第二三极管的集电极连接，所述第一电阻和第四电阻之间连接控制器的驱动端，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极还分别与所述第二三极管、第三三极管的基极连接，所述第一三极管的集电极还与第一电容连接且接地，所述第二三极管的集电极还与第三三极管的基极连接，所述第二三极管的基极与第一电容连接且接地，所述第二三极管的发射极与第三三极管发射极连接，所述第三三极管的基极还与第一电容连接且接地，所述第三三极管的集电极接地，所述第二三极管的发射极与第三三极管的发射极共同连接第五电阻。

进一步的，所述控制器为单片机或MCU。

进一步的，还包括与IGBT分别对应设置的过压保护电路，该过压保护电路与各个所述IGBT的输出端电连接，用于为所述IGBT提供过流保护。

进一步的，所述的过压保护电路包括稳压管和匹配电阻，所述稳压管与所述匹配电阻并联连接，所述稳压管和所述匹配电阻的一端与所述IGBT的控制端连接，所述稳压管和所述电阻的另一端与所述IGBT的输出端连接且接地。

一种多个IGBT控制电路控制方法，控制上述的多个IGBT控制电路，方法如下：控制器通过对驱动电路驱动端的控制及对各个开关选择电路使能端的控制进而控制对应IGBT的导通与关闭，实现通过一个驱动电路控制多个IGBT。

一种感应加热电器的控制电路，包括上述的多个IGBT控制电路，还包括与IGBT分别对应设置的至少两个加热电路，所述加热电路的一端外接电源，另一端与IGBT的输入端连接，所述任一IGBT导通时，对应的加热电路进行感应加热。

进一步的，所述的加热电路包括电容和线盘，所述电容和线盘并联连接。

一种感应加热电器，包括上述的感应加热电器的控制电路。

进一步的，所述的感应加热电器包括电磁炉、电饭煲中的任意一种。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明提供的一种IGBT控制电路、控制方法、加热电器的控制电路、加热电器，通过控制器控制驱动电路和各个开关选择电路进而控制对应IGBT的导通与关闭，简化IGBT驱动电路，可靠性高、成本低，应用范围广。

附图说明

图1为本发明多个IGBT控制电路图；

图2为本发明感应加热电器的控制电路图。

具体实施方式

以下将结合本发明实施例中的附图对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，一种多个IGBT控制电路，应用于感应加热电器上，包括三个IGBT，分别为IGBT1、IGBT2、IGBT3，与IGBT1，IGBT2，IGBT3分别对应设置的三个开关选择电路(11、12、13)、驱动电路20，控制器30、与IGBT1，IGBT2，IGBT3分别对应设置的三个过压保护电路(41、42、43)，

所述IGBT1、IGBT2、IGBT3的输入端分别外接加热电路，输出端接地，控制端与对应的开关选择电路连接，IGBT的输入端为集电极，控制端为栅极，输出端为发射极；

所述驱动电路2的驱动端IGBT-DRIVER与控制器30连接，所述驱动电路20包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第一电容C1，所述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3的一端分别外接直流电源，所述第一电阻R1的另一端通过所述第四电阻R4与所述第一三极管Q1的基极连接，所述第二电阻R2的另一端分别与所述第一三极管Q1的集电极、第二三极管Q2的基极、第三三极管Q3的集电极连接，所述第三电阻R3的另一端与所述第二三极管Q2的集电极连接，所述第一电阻R1和第四电阻R4之间连接控制器的驱动端，所述第一三极管Q1的发射极接地，所述第一三极管Q1的集电极还分别与所述第二三极管Q2、第三三极管Q3的基极连接，所述第一三极管Q1的集电极还与第一电容C1连接且接地，所述第二三极管Q2的集电极还与第三三极管Q3的基极连接，所述第二三极管Q2的基极与第一电容C1连接且接地，所述第二三极管Q2的发射极与第三三极管Q3发射极连接，所述第三三极管Q3的基极还与第一电容C1连接且接地，所述第三三极管Q3的集电极接地，所述第二三极管Q2的发射极与第三三极管Q3的发射极共同连接第五电阻R5。

所述各个开关选择电路(11、12、13)的使能端(EN1、EN2、EN3)与控制器30连接，输出端与驱动电路20连接，所述各个开关选择电路(11、12、13)继电器、续流二极管、三极管、限流电阻、下拉电阻，以开关选择电路11为例，包括第一继电器K1、第一续流二极管D1、第四三极管Q4、第一限流电阻R6，所述第一继电器K1的线圈一端连接所述第四三极管Q4的集电极连接，所述第一继电器K1的线圈另一端外接直流电源，所述第一继电器K1的线圈还并联第一续流二极管D1，所述第一继电器K1第一触点与IGBT1的控制端连接，所述第一继电器K1第二触点与所述驱动电路20连接，所述第四三极管Q4的基极与所述第一限流电阻R6连接，通过所述第一限流电阻R6与所述控制器30的使能端连接，所述第四三极管Q4的发射极接地，所述第四三极管Q4基极连接所述第一下拉电阻R9的一端，所述第一下拉电阻R9的另一端与所述第四三极管Q4的发射极连接且接地，开关选择电路12包括第二继电器K2、第二续流二极管D2、第四三极管Q5、第二限流电阻R7、第二下拉电阻R10，开关选择电路13包括第三继电器K3、第三续流二极管D3、第五三极管Q6、第三限流电阻R8、第三下拉电阻R11，连接关系与开关选择电路11相同，在此不再赘述，开关选择电路可由开关元器件、分立器件搭成的电路、集成电路等构成。

所述控制器30设有与各个开关选择电路(11、12、13)对应的使能端、与驱动电路20对应的驱动端，控制驱动电路20和各个开关选择电路(11、12、13)进而控制对应IGBT的导通与关闭，所述控制器30为单片机或MCU。

所述过压保护电路(41、42、43)与各个所述IGBT的输出端电连接，用于为所述IGBT提供过流保护，过压保护电路包括稳压管和匹配电阻，以过压保护电路41为例，过压保护电路41包括第一稳压管D1和第一匹配电阻R12，所述第一稳压管D1与所述第一匹配电阻R12并联连接，所述第一稳压管D1和所述第一匹配电阻R12的一端与所述IGBT1的控制端连接，所述第一稳压管D1和所述第一匹配电阻R12的另一端与所述IGBT1的输出端连接且接地，过压保护电路42包括第二稳压管D2和第二匹配电阻R13，过压保护电路43包括第三稳压管D3和第三匹配电阻R14，连接关系与第一过压保护电路41相同，在此不再赘述。

一种多个IGBT控制电路控制方法，控制上述的多个IGBT控制电路，方法如下：控制器通过对驱动电路驱动端的控制及对各个开关选择电路使能端的控制进而控制对应IGBT的导通与关闭，其他的IGBT无效，实现通过一个驱动电路控制多个IGBT，具体的，

1)IGBT1开通，IGBT2、IGBT3关断

IGBT1导通，MCU使能端EN1输出高电平，第四三极管Q4导通，第一继电器K1吸合，驱动电路20可正常控制IGBT1通断状态，IGBT1驱动有效。MCU驱动端IGBT-DRIVER输出低电平，第一三极管Q1不导通，第二三极管Q2导通，IGBT1正常导通，IGBT2、IGBT3关断，MCU使能端EN2、EN3输出低电平，第五三极管Q5、第六三极管Q6不导通，第二继电器K2、第三继电器K3断开，IGBT2、IGBT3驱动无效，IGBT2、IGBT3关断。

2)IGBT2开通，IGBT1，IGBT3关断

IGBT2导通，MCU使能端EN2输出高电平，第五三极管Q5关断，第二继电器K2吸合，驱动电路20可正常控制IGBT2通断状态，IGBT2驱动有效。MCU驱动端IGBT-DRIVER输出低电平，第一三极管Q1不导通，第二三极管Q2导通，IGBT2可正常导通，IGBT1、IGBT3关断，MCU使能端EN1、EN3输出低电平，第四三极管Q4、第六三极管Q6不导通，第一继电器K1、第三继电器K3断开，IGBT1、IGBT3驱动无效，IGBT1、IGBT3关断。

3)IGBT3开通，IGBT1，IGBT2关断

IGBT3导通，MCU使能端EN3输出高电平，第六三极管Q6关断，第三继电器K3吸合，驱动电路20可正常控制IGBT3通断状态，IGBT3驱动有效。MCU驱动端IGBT-DRIVER输出低电平，第一三极管Q1不导通，第二三极管Q2导通，IGBT3可正常导通，IGBT1、IGBT2关断，MCU使能端EN1、EN2输出低电平，第四三极管Q4、第五三极管Q5不导通，第一继电器K1、第二继电器K2断开，IGBT2、IGBT3驱动无效，IGBT2、IGBT3关断。

本实施例只是给出三个IGBT的控制电路，但并不局限于控制三个IGBT，需要控制哪个IGBT，对应的开关选择电路接通，驱动电路接通对应的IGBT，开关选择电路关断，使得其他IGBT关断，实现多个IGBT控制。

如图2所示，一种感应加热电器的控制电路，包括上述的多个IGBT控制电路100，还包括与IGBT分别对应设置的三个加热电路(201、202、203)，所述加热电路的一端外接电源，另一端与IGBT的输入端连接，所述任一IGBT导通时，对应的加热电路进行感应加热，所述的加热电路包括电容和线盘，以加热电路201为例，加热电路201包括第二电容C2、第一线盘L1，所述第二电容C2和第一线盘L1并联连接，加热电路202包括第三电容C3、第二线盘L2，加热电路203包括第四电容C4、第三线盘L3，连接关系与加热电路201相同，在此不再赘述，通过控制IGBT高频通断使加热电路发生振荡，以一定的频率进行充放电，感应加热电器的控制电路还包括整流桥DB和扼流圈，通过整流桥DB将输入的交流电变为直流电，通过扼流圈抑制干扰信号，将直流电输入到加热电路，整流桥可采用型号为GBJ15J，规格为15A 600V，扼流圈由电容C和电感L组成，可采用电感值为400uH，电流为12A。

一种感应加热电器，包括上述的感应加热电器的控制电路，所述的感应加热电器包括电磁炉、电饭煲等。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明提供的一种IGBT控制电路、控制方法、加热电器的控制电路、加热电器，通过控制器控制驱动电路和各个开关选择电路进而控制对应IGBT的导通与关闭，简化IGBT驱动电路，可靠性高、成本低，应用范围广。

上述仅为本发明的若干具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (11)

1.一种多个IGBT控制电路，应用于感应加热电器上，其特征在于：包括至少两个IGBT、与IGBT分别对应设置的至少两个开关选择电路、一个驱动电路，控制器，

所述各个IGBT的输入端外接加热电路，输出端接地，控制端与对应的开关选择电路连接；

所述各个开关选择电路的使能端与控制器连接，输出端与驱动电路连接，

所述驱动电路的驱动端与控制器连接，

所述控制器设有与各个开关选择电路对应的使能端、与驱动电路对应的驱动端，控制一个驱动电路和各个开关选择电路进而控制对应IGBT的导通与关闭；

所述各个开关选择电路包括继电器、续流二极管、三极管、限流电阻，所述继电器的线圈一端连接所述三极管的集电极连接，所述继电器的线圈另一端外接直流电源，所述继电器的线圈还并联续流二极管，所述继电器第一触点与对应的IGBT的控制端连接，所述继电器第二触点与所述驱动电路连接，所述三极管的基极与所述限流电阻连接，通过所述限流电阻与所述控制器的使能端连接，所述三极管的发射极接地。

2.根据权利要求1所述的多个IGBT控制电路，其特征在于：还包括与三极管分别对应设置的下拉电阻，所述三极管的基极连接所述下拉电阻的一端，所述下拉电阻的另一端与所述三极管的发射极连接且接地。

3.根据权利要求1所述的多个IGBT控制电路，其特征在于：所述驱动电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻第一三极管、第二三极管、第三三极管、第一电容，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻的一端分别外接直流电源，所述第一电阻的另一端通过所述第四电阻与所述第一三极管的基极连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第一三极管的集电极、第二三极管的基极、第三三极管的集电极连接，所述第三电阻的另一端与所述第二三极管的集电极连接，所述第一电阻和第四电阻之间连接控制器的驱动端，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极还分别与所述第二三极管、第三三极管的基极连接，所述第一三极管的集电极还与第一电容连接且接地，所述第二三极管的集电极还与第三三极管的基极连接，所述第二三极管的基极与第一电容连接且接地，所述第二三极管的发射极与第三三极管发射极连接，所述第三三极管的基极还与第一电容连接且接地，所述第三三极管的集电极接地，所述第二三极管的发射极与第三三极管的发射极共同连接第五电阻。

4.根据权利要求1所述的多个IGBT控制电路，其特征在于：所述控制器为单片机或MCU。

5.根据权利要求1所述的多个IGBT控制电路，其特征在于：还包括与IGBT分别对应设置的过压保护电路，该过压保护电路与各个所述IGBT的输出端电连接，用于为所述IGBT提供过流保护。

6.根据权利要求5所述的多个IGBT控制电路，其特征在于：所述的过压保护电路包括稳压管和匹配电阻，所述稳压管与所述匹配电阻并联连接，所述稳压管和所述匹配电阻的一端与所述IGBT的控制端连接，所述稳压管和所述电阻的另一端与所述IGBT的输出端连接且接地。

7.一种多个IGBT控制电路的控制方法，其特征在于：控制权利要求1-5任意一项所述的多个IGBT控制电路，方法如下：控制器通过对驱动电路驱动端的控制及对各个开关选择电路使能端的控制进而控制对应IGBT的导通与关闭，实现通过一个驱动电路控制多个IGBT。

8.一种感应加热电器的控制电路，其特征在于：包括权利要求1-6任意一项所述的多个IGBT控制电路，还包括与IGBT分别对应设置的至少两个加热电路，所述加热电路的一端外接电源，另一端与IGBT的输入端连接，所述任一IGBT导通时，对应的加热电路进行感应加热。

9.根据权利要求8所述的感应加热电器的控制电路，其特征在于：所述的加热电路包括电容和线盘，所述电容和线盘并联连接。

10.一种感应加热电器，其特征在于：包括权利要求8-9任意一项所述的感应加热电器的控制电路。

11.根据权利要求10所述的感应加热电器，其特征在于：所述的感应加热电器包括电磁炉、电饭煲中的任意一种。