CN109618440A - 一种电磁加热控制电路及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电磁加热控制电路，包括开关管以及驱动所述开关管工作的驱动电路，所述驱动电路中具有驱动电阻，其中，所述电磁加热控制电路还包括驱动电阻转换电路，所述驱动电阻转换电路与所述驱动电路相连，用以改变所述驱动电路中的驱动电阻的阻值，所述开关管在开通或关断过程中，先后经过第一阶段和第二阶段，所述第一阶段时的驱动电阻的阻值大于所述第二阶段时的驱动电阻的阻值。本方案提供的电磁加热控制电路，通过设置驱动电阻转换电路，在开关管开通和关断过程瞬间，增大驱动电阻阻值，从而降低IGBT瞬态电流峰值、降低噪音，达到保护IGBT以及提升用户使用体验的效果。本发明还公开一种电磁加热控制电路的控制方法。

Description

一种电磁加热控制电路及控制方法

技术领域

本发明涉及电磁加热技术领域，尤其涉及一种电磁加热控制电路及控制方法。

背景技术

电磁加热技术因其热效率高、无明火等优势而广泛应用在厨房烹饪技术领导，目前采用电磁加热的厨房电器越来越多。从历史比较悠久的电磁炉，到现阶段不断兴起的IH饭煲、IH压力煲、IH炒菜机、IH料理机、IH豆浆机、IH破壁机等。采用电磁加热的核心电路器件为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)，以电磁炉为例，目前电磁炉大多都是采用单IGBT的电磁谐振电路进行工作，并且通常采用并联谐振方式。目前行业内存在如下问题：当电磁炉工作时，IGBT开通或关断瞬间会产生瞬态电流，在某些极端条件，该瞬态电流会很大，超出IGBT的承受能力，导致IGBT损坏；而且瞬态电流较大会导致IGBT开通有噪音大，影响用户的使用体验。

因此，确有必要提供一种技术方案，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电磁加热控制电路及控制方法，减小IGBT瞬态电流、降低噪音，避免IGBT损坏，提升用户使用体验。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种电磁加热控制电路，包括开关管以及驱动所述开关管工作的驱动电路，所述驱动电路中具有驱动电阻，其中，所述电磁加热控制电路还包括驱动电阻转换电路，所述驱动电阻转换电路与所述驱动电路相连，用以改变所述驱动电路中的驱动电阻的阻值，所述开关管在开通或关断过程中，先后经过第一阶段和第二阶段，所述第一阶段时的驱动电阻的阻值大于所述第二阶段时的驱动电阻的阻值。本方案提供的电磁加热控制电路，通过设置驱动电阻转换电路，在开关管开通和关断过程瞬间，增大驱动电阻阻值，从而降低IGBT瞬态电流峰值、降低噪音，达到保护IGBT以及提升用户使用体验的效果。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述开关管是IGBT，所述驱动电阻包括阻值不变的固定电阻和由驱动电阻转换电路改变阻值的可变电阻组，所述固定电阻的一端连接IGBT的基极，另一端连接IGBT的发射极。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述驱动电阻转换电路用以在IGBT开通过程中改变驱动电阻的阻值，所述可变电阻组连接在电源电压VCC与所述IGBT的基极之间。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述驱动电阻转换电路用以在IGBT关断过程中改变驱动电阻的阻值，所述可变电阻组连接在所述IGBT的基极与接地点之间。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述驱动电阻转换电路包括开关器件，所述开关器件的开、关用以使得所述可变电阻组中的一个或多个电阻接入或不接入所述驱动电路。

本发明还一种电磁加热控制电路的控制方法，所述电磁加热控制电路包括IGBT、驱动电路和驱动电阻转换电路，所述驱动电路中具有多个驱动电阻，所述控制方法包括：1)、向驱动电路输入IGBT开通的驱动信号；2)、向驱动电阻转换电路输入电阻增大信号，以使得驱动电路中接入的驱动电阻的总阻值为第一总阻值，并在到达预设条件后，向驱动电阻转换电路输入电阻减小信号，以使得驱动电路中接入的驱动电阻的总阻值为第二总阻值；其中，所述第一总阻值大于所述第二总阻值。本发明提供的控制方法，通过在开关管开通过程中，先以大的驱动电阻阻值驱动，从而降低IGBT瞬态电流峰值、降低噪音，达到保护IGBT以及提升用户使用体验的效果，在稳定的工作过程中切换为小的驱动电阻阻值，以减小电阻大导致的IGBT温升增高问题，减小IGBT损耗，提升使用寿命。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述驱动电阻转换电路包括开关器件，所述开关器件为光耦、MOS管、继电器或三极管中的一种或多种，所述电阻增大信号和电阻减小信号为驱动所述开关器件打开或关闭的电平信号。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述驱动电路中接入的驱动电阻的总阻值为第一总阻值的一次持续时间不大于5毫秒。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一总阻值与所述第二总阻值之差不大于500欧姆。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述控制方法还包括：3)、向驱动电路输入IGBT关断的驱动信号；4)、向驱动电阻转换电路输入电阻增大信号，以使得驱动电路中接入的驱动电阻的总阻值为第三总阻值，并在到达预设条件后，向驱动电阻转换电路输入电阻减小信号，以使得驱动电路中接入的驱动电阻的总阻值为第四总阻值；其中，所述第三总阻值大于所述第四总阻值。

本发明提供的电磁加热控制电路及电磁加热控制电路的控制方法，通过在开关管开通过程中，先以大的驱动电阻阻值驱动，从而降低IGBT瞬态电流峰值、降低噪音，达到保护IGBT以及提升用户使用体验的效果，在稳定的工作过程中切换为小的驱动电阻阻值，以减小电阻大导致的IGBT温升增高问题，减小IGBT损耗，提升了使用寿命。

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为本发明电磁加热控制电路的模块框图。

图2为本发明电磁加热控制电路实施例一的电路图。

图3为本发明电磁加热控制电路实施例一的具体电路图，其中开关器件为光耦。

图4为本发明电磁加热控制电路实施例一的具体电路图，其中开关器件为继电器。

图5为本发明电磁加热控制电路实施例二的电路图。

图6为本发明电磁加热控制电路实施例三的电路图。

图7为本发明电磁加热控制电路实施例四的电路图。

图8为本发明电磁加热控制电路实施例五的电路图。

图9为本发明电磁加热控制电路实施例六的电路图。

图10为本发明电磁加热控制电路的控制方法一实施例的流程图。

附图标记：1-开关管；2-驱动电路；21-驱动电阻；3-驱动电阻转换电路。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

本发明提供一种电磁加热控制电路，包括开关管以及驱动所述开关管工作的驱动电路，所述驱动电路中具有驱动电阻，其中，所述电磁加热控制电路还包括驱动电阻转换电路，所述驱动电阻转换电路与所述驱动电路相连，用以改变所述驱动电路中的驱动电阻的阻值，所述开关管在开通或关断过程中，先后经过第一阶段和第二阶段，所述第一阶段时的驱动电阻的阻值大于所述第二阶段时的驱动电阻的阻值。本方案提供的电磁加热控制电路，通过设置驱动电阻转换电路，在开关管开通和关断过程瞬间，增大驱动电阻阻值，从而降低IGBT瞬态电流峰值、降低噪音，达到保护IGBT以及提升用户使用体验的效果。下面将结合具体实施例进行详细的描述。

实施例一

请参阅图1和图2，所述开关管是IGBT，所述驱动电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6，其中R5是阻值不变的固定电阻，固定电阻R5的一端连接IGBT的基极，另一端连接IGBT的发射极，且IGBT的发射极接地。所述驱动电阻中的R1、R2、R3、R4、R6构成电阻值可变的可变电阻组。所述可变电阻组的阻值变化是通过驱动电阻转换电路控制其中一个或多个电阻接入或不接入所述驱动电路而实现的。

在本实施例中，所述驱动电阻转换电路可以用以在IGBT开通过程中改变驱动电阻的阻值，此时所述驱动电阻中的R1、R2、R3、R6构成电阻值可变的可变电阻组，其连接在电源电压VCC与所述IGBT的基极之间；所述驱动电阻转换电路还可以用以在IGBT关断过程中改变驱动电阻的阻值，此时所述驱动电阻中的R1、R2、R4构成电阻值可变的可变电阻组，其连接在所述IGBT的基极与接地点之间。

本实施例的电磁加热控制电路的控制过程如下：向驱动电路输入IGBT开通的驱动信号，且向开关器件输入电阻增大信号，在本实施例中，所述电阻增大信号实际上就是控制开关器件断开的电平信号。此时驱动电阻R2接入电路中，以使得驱动电路中接入的驱动电阻的总阻值为第一总阻值；在到达预设条件后，向开关器件输入电阻减小信号，在本实施例中，所述电阻减小信号实际上就是控制开关器件导通的电平信号。此时驱动电阻R2因被开关器件短路而未接入电路中，以使得驱动电路中接入的驱动电阻的总阻值为第二总阻值；可见，所述第一总阻值大于所述第二总阻值，两者之差为电阻R2的阻值。所述预设条件可以为到达预设时间，也可以是电压和/或电流等参数到达预设值。在IGBT关断过程中的控制亦如上所述，此处不再赘述。

通过在开关管开通或关断过程中，先以大的驱动电阻阻值驱动，从而降低IGBT瞬态电流峰值、降低噪音，达到保护IGBT以及提升用户使用体验的效果，在稳定的工作过程中切换为小的驱动电阻阻值，以减小电阻大导致的IGBT温升增高问题，减小IGBT损耗，提升了使用寿命。

请参阅图3，其为本发明电磁加热控制电路实施例一的具体电路图，是对图2中开关器件的具体化电路，其中开关器件为光耦元件。作为另一种变形，请参阅图4，其为本发明电磁加热控制电路实施例一的另一具体电路图，是对图2中开关器件的具体化电路，其中开关器件为继电器。所述开关器件还可以为MOS管、三极管，或者上述几类具体器件的组合等。

实施例二

请参阅图5，其为本发明电磁加热控制电路实施例二的电路图。其与实施例一的不同在于驱动电阻的连接方式不同。

本实施例中可变电阻组中的电阻R2由开关器件控制，以使其不接入、或者是以与可变电阻组中的电阻R1并联的方式接入电路。具体为，在开关或关断过程中，向驱动电路输入IGBT开通或关断的驱动信号，向开关器件输入开关器件断开的信号，此时电阻R2不接入电路，驱动电阻的总阻值为第一总阻值；到达预设条件后，向开关器件输入开关器件导通的信号，此时电阻R2接入电路，驱动电阻的总阻值为第二总阻值；第一总阻值大于第二总阻值，两者之差为R1-R1*R2/(R1+R2)，即阻值R1的平方除以阻值R1与R2之和。

实施例三

请参阅图6，其为本发明电磁加热控制电路实施例三的电路图，其与实施例一的不同在于开关器件连接的位置不同。

在本实施例中，电阻R2、R3为串联，开关器件用以控制连接在电源电压VCC和三极管Q2之间的电阻R2的接入与否。具体为，IGBT开通过程中，先将开关器件断开，电阻R2接入，此时总电阻值较大；然后将开关器件导通，电阻R2因被短路而不接入，此时总电阻值较小。控制方式与实施例一类似，此处不再赘述。

实施例四

请参阅图7，其为本发明电磁加热控制电路实施例四的电路图。其与实施例三的不同在于电阻R2、R3为并联。具体为，IGBT开通过程中，先将开关器件关断，电阻R2不接入，此时总电阻值较大，再将开关器件导通，电阻R2接入，此时总电阻值较小。控制方式与实施例三类似，此处不再赘述。

实施例五

请参阅图8，其为本发明电磁加热控制电路实施例五的电路图。其与实施例三和四的不同在于，实施例三和四是在IGBT开通过程中控制电阻的变化，本实施例是在IGBT关断过程中控制电阻的变化。具体为三极管Q1的发射极与接地点之间串联有电阻R4和R2，开关器件用以控制电阻R2的接入与否。在IGBT关断过程中，先驱动开关器件断开，电阻R2接入电路中，并与电阻R4串联，在到达预设条件后，再驱动开关器件导通，此时电阻R2被短路而不接入，此时三极管Q1发射极和接地点之间只有电阻R4，则阻值减小。本方案可以在IGBT关断过程中，避免关断的瞬间电流过大、保护IGBT、减小关断噪音。

实施例六

请参阅图9，其为为本发明电磁加热控制电路实施例六的电路图。其与实施例五的不同主要在于电阻R2、R4为并联。具体为，IGBT关断过程中，先将开关器件断开，此时电阻R2不接入，此时总电阻值较大；然后将开关器件导通，此时电阻R2接入，此时总电阻值较小。控制方式与实施例五类似，此处不再赘述。

需要说明的是，为了保证IGBT的驱动电压足够对IGBT进行驱动，上述各实施例中，在IGBT开通或关断过程中的较大的总阻值与较小的总阻值之差不大于500欧姆。优选的，所述固定电阻R5的阻值是所述可变电阻组的总阻值的5倍以上；所述固定电阻的阻值为1千欧姆至20千欧姆，所述可变电阻组的总阻值不大于400欧姆。

实施例七

请参阅图10，本实施例提供一种电磁加热控制电路的控制方法，所述电磁加热控制电路包括IGBT、驱动电路和驱动电阻转换电路，所述驱动电路中具有多个驱动电阻，所述控制方法包括：1)、向驱动电路输入IGBT开通的驱动信号；2)、向驱动电阻转换电路输入电阻增大信号，以使得驱动电路中接入的驱动电阻的总阻值为第一总阻值，并在到达预设条件后，向驱动电阻转换电路输入电阻减小信号，以使得驱动电路中接入的驱动电阻的总阻值为第二总阻值；其中，所述第一总阻值大于所述第二总阻值。

进一步的，所述驱动电阻转换电路包括开关器件，所述开关器件为光耦、MOS管、继电器或三极管中的一种或多种，所述电阻增大信号和电阻减小信号为驱动所述开关器件打开或关闭的电平信号。进一步的，所述驱动电路中接入的驱动电阻的总阻值为第一总阻值的一次持续时间不大于5毫秒。所述第一总阻值与所述第二总阻值之差不大于500欧姆。

所述控制方法还包括对关断过程的控制，具体为：3)、向驱动电路输入IGBT关断的驱动信号；4)、向驱动电阻转换电路输入电阻增大信号，以使得驱动电路中接入的驱动电阻的总阻值为第三总阻值，并在到达预设条件后，向驱动电阻转换电路输入电阻减小信号，以使得驱动电路中接入的驱动电阻的总阻值为第四总阻值；其中，所述第三总阻值大于所述第四总阻值。

通过以上描述可知，本方案提供的电磁加热控制电路，通过设置驱动电阻转换电路，在开关管开通和关断过程瞬间，增大驱动电阻阻值，从而降低IGBT瞬态电流峰值、降低噪音，达到保护IGBT以及提升用户使用体验的效果。本发明提供的控制方法，通过在开关管开通过程中，先以大的驱动电阻阻值驱动，从而降低IGBT瞬态电流峰值、降低噪音，达到保护IGBT以及提升用户使用体验的效果，在稳定的工作过程中切换为小的驱动电阻阻值，以减小电阻大导致的IGBT温升增高问题，减小IGBT损耗，提升使用寿命。

需要说明的是，本发明申请还可有其他多种实施例，在不背离本申请精神及其实质的情况下，本领域的技术人员可根据本申请作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本申请所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电磁加热控制电路，包括开关管以及驱动所述开关管工作的驱动电路，所述驱动电路中具有驱动电阻，其特征在于，所述电磁加热控制电路还包括驱动电阻转换电路，所述驱动电阻转换电路与所述驱动电路相连，用以改变所述驱动电路中的驱动电阻的阻值，所述开关管在开通或关断过程中，先后经过第一阶段和第二阶段，所述第一阶段时的驱动电阻的阻值大于所述第二阶段时的驱动电阻的阻值。

2.如权利要求1所述的电磁加热控制电路，其特征在于，所述开关管是IGBT，所述驱动电阻包括阻值不变的固定电阻和由驱动电阻转换电路改变阻值的可变电阻组，所述固定电阻的一端连接IGBT的基极，另一端连接IGBT的发射极。

3.如权利要求2所述的电磁加热控制电路，其特征在于，所述驱动电阻转换电路用以在IGBT开通过程中改变驱动电阻的阻值，所述可变电阻组连接在电源电压VCC与所述IGBT的基极之间。

4.如权利要求2所述的电磁加热控制电路，其特征在于，所述驱动电阻转换电路用以在IGBT关断过程中改变驱动电阻的阻值，所述可变电阻组连接在所述IGBT的基极与接地点之间。

5.如权利要求2所述的电磁加热控制电路，其特征在于，所述驱动电阻转换电路包括开关器件，所述开关器件的开、关用以使得所述可变电阻组中的一个或多个电阻接入或不接入所述驱动电路。

6.一种电磁加热控制电路的控制方法，所述电磁加热控制电路包括IGBT、驱动电路和驱动电阻转换电路，所述驱动电路中具有多个驱动电阻，所述控制方法包括：1)、向驱动电路输入IGBT开通的驱动信号；2)、向驱动电阻转换电路输入电阻增大信号，以使得驱动电路中接入的驱动电阻的总阻值为第一总阻值，并在到达预设条件后，向驱动电阻转换电路输入电阻减小信号，以使得驱动电路中接入的驱动电阻的总阻值为第二总阻值；其中，所述第一总阻值大于所述第二总阻值。

7.如权利要求6所述的电磁加热控制电路的控制方法，其特征在于，所述驱动电阻转换电路包括开关器件，所述开关器件为光耦、MOS管、继电器或三极管中的一种或多种，所述电阻增大信号和电阻减小信号为驱动所述开关器件打开或关闭的电平信号。

8.如权利要求6所述的电磁加热控制电路，其特征在于，所述驱动电路中接入的驱动电阻的总阻值为第一总阻值的一次持续时间不大于5毫秒。

9.如权利要求6所述的电磁加热控制电路，其特征在于，所述第一总阻值与所述第二总阻值之差不大于500欧姆。

10.如权利要求6至9中任一所述的电磁加热控制电路，其特征在于，所述控制方法还包括：3)、向驱动电路输入IGBT关断的驱动信号；4)、向驱动电阻转换电路输入电阻增大信号，以使得驱动电路中接入的驱动电阻的总阻值为第三总阻值，并在到达预设条件后，向驱动电阻转换电路输入电阻减小信号，以使得驱动电路中接入的驱动电阻的总阻值为第四总阻值；其中，所述第三总阻值大于所述第四总阻值。