CN112134267A - 浪涌保护电路、电磁加热电路以及家用电器 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及一种浪涌保护电路、电磁加热电路以及家用电器。本申请实施例的浪涌保护电路包括第一压敏电阻、第二压敏电阻、第一电容和第二电容；所述第一压敏电阻的第一端与交流电源的火线连接，第二端接地；所述第二压敏电阻的第一端与交流电源的零线连接，第二端接地；所述第一电容与所述第一压敏电阻并联，所述第二电容与所述第二压敏电阻并联。本申请实施例的浪涌保护电路通过将浪涌泄放到地，可以更好的泄放电磁加热电路前端产生的浪涌能量，提高了后级电路的浪涌耐压，提高了电器的安全性能。

Description

浪涌保护电路、电磁加热电路以及家用电器

技术领域

本申请实施例涉及浪涌保护的技术领域，特别是涉及一种浪涌保护电路、电磁加热电路以及家用电器。

背景技术

浪涌也叫突波，顾名思义就是超出正常工作电压的瞬间过电压，本质上讲，浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲。可能引起浪涌的原因有：重型设备、短路、雷击、电源切换或大型发动机。而含有浪涌保护电路的产品可以有效地吸收突发的巨大能量，以保护连接设备免于受损。

电磁炉作为一种常用的家用电器，其电磁加热电路具有桥堆、缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)和储能电容等电子元器件，如果发生浪涌，上述电子元器件会有烧毁风险，因此，电磁炉通常具有浪涌保护电路。

如图1所示，图1为传统技术中电磁炉的浪涌保护电路的结构示意图，在图1中，交流电源的两个输入端之间并联有压敏电阻ZR1和吸收电容C1，当浪涌发生时，浪涌经过压敏电阻ZR1和吸收电容C1处理后，浪涌的峰值将会减小，从而为电磁炉提供浪涌保护。

但由于压敏电阻的作用效果有限，在实际使用的过程中，当浪涌电压较高(例如超过2500V)时，图1所示电路中的后级负载中的元器件(例如桥堆或IGBT)仍会发生被烧毁的现象，即使并联多个压敏电阻仍无法避免，因此，本领域技术人员亟需提供一种能抗高电压浪涌的浪涌保护电路。

发明内容

本申请实施例提供了一种浪涌保护电路、电磁加热电路以及家用电器，通过将浪涌泄放到地，可以更好的泄放电磁加热电路前端产生的浪涌能量，提高了后级电路的浪涌耐压，提高了电器的安全性能。

第一方面，本申请实施例提供了一种浪涌保护电路，包括第一压敏电阻、第二压敏电阻、第一电容和第二电容；

所述第一压敏电阻的第一端与交流电源的火线连接，第二端接地；

所述第二压敏电阻的第一端与交流电源的零线连接，第二端接地；

所述第一电容与所述第一压敏电阻并联，所述第二电容与所述第二压敏电阻并联。

可选的，还包括第三压敏电阻和第三电容，所述第三压敏电阻和所述第三电容串联在交流电源的火线和零线之间。

可选的，还包括共模电感，所述共模电感包括磁芯和绕制在所述磁芯上的第一线圈和第二线圈，所述第一压敏电阻的第一端通过所述第一线圈与交流电源的火线连接，所述第二压敏电阻的第一端通过所述第二线圈与交流电源的火线连接。

可选的，所述共模电感的第一线圈通过保险丝与交流电源的火线连接。

第二方面，本申请实施例提供了一种电磁加热电路，包括桥堆、电磁发生电路以及如本申请实施例第一方面所述的浪涌保护电路；

所述桥堆的两个输入端分别连接所述第一压敏电阻的第一端和所述第二压敏电阻的第一端；

所述电磁发生电路包括第四电容、第五电容、第六电容、电感器、康铜丝、电磁线圈和功率器件，所述第四电容串联在所述桥堆的两个输出端之间，所述电感器、所述第五电容、所述功率器件与所述康铜丝串联在所述桥堆的两个输出端之间，所述电磁线圈与所述第五电容并联，所述第六电容与所述第五电容和所述功率器件并联。

可选的，所述电磁发生电路还包括第四压敏电阻，所述第四压敏电阻与所述第六电容并联。

可选的，还包括第一浪涌检测电路、控制器和驱动电路，所述第一浪涌检测电路包括第一电阻，所述控制器包括第一输入端和第一输出端，所述驱动电路的输入端与所述控制器的第一输出端连接，所述驱动电路的输出端与所述功率器件连接；

所述第一电阻的一端与所述桥堆的其中一个输出端连接，所述第一电阻的另一端与所述控制器的第一输入端连接；

所述控制器用于根据所述第一输入端输入的浪涌信号，输出关断信号至所述驱动电路，使所述驱动电路关断所述功率器件。

可选的，还包括第二浪涌检测电路，所述第二浪涌检测电路包括第一二极管、第二二极管、第二电阻和第三电阻，所述控制器还包括第二输入端；

所述第一二极管的正极连接交流电源的火线，所述第二二极管的正极连接交流电源的零线，所述第一二极管的负极与所述第二二极管的负极连接，所述第二电阻和所述第三电阻串联后，连接于所述第一二极管的负极和所述控制器的第二输入端之间；

所述控制器的第二输入端与所述第二电阻和第三电阻的公共连接端连接，所述控制器还用于根据所述第二输入端输入的浪涌信号，输出关断信号至所述驱动电路，使所述驱动电路关断所述功率器件。

第三方面，本申请实施例提供了一种家用电器，包括本申请实施例第一方面所述的浪涌保护电路。

第四方面，本申请实施例提供了一种家用电器，包括本申请实施例第二方面所述的电磁加热电路。

在本申请实施例的浪涌保护电路中，通过在交流电源的火线与地之间设置第一压敏电阻，从而当交流电源的火线产生浪涌电压时，第一压敏电阻可以将该浪涌电压短路到地；通过在交流电源的零线与地之间设置第二压敏电阻，从而当交流电源的零线产生浪涌电压时，第二压敏电阻可以将该浪涌电压短路到地，与传统技术在交流电源的火线和零线之间串接压敏电阻的技术方案相比，本申请实施例的浪涌保护电路通过将浪涌泄放到地，可以更好的泄放电磁加热电路前端产生的浪涌能量，提高了后级电路的浪涌耐压，提高了电器的安全性能。

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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。

附图说明

图1为传统技术一个例子中浪涌保护电路的结构示意图；

图2为在一个示例性的实施例中提供的一种浪涌保护电路的结构示意图；

图3为在一个示例性的实施例中提供的一种浪涌保护电路的结构示意图；

图4为在一个示例性的实施例中提供的一种浪涌保护电路的结构示意图；

图5为在一个示例性的实施例中提供的一种电磁加热电路的结构示意图；

图6为在一个示例性的实施例中提供的一种电磁加热电路的结构示意图；

图7为在一个示例性的实施例中提供的一种电磁加热电路的结构示意图；

图8为在一个示例性的实施例中提供的一种电磁加热电路的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请实施例保护的范围。

在本申请实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在图1的浪涌保护电路中，交流电源的两个输入端之间并联有压敏电阻ZR1和吸收电容C1。压敏电阻ZR1是一种具有非线性伏安特性的限压型保护电阻器件，主要用于在电路承受过压时进行电压钳位，吸收多余的电流以保护敏感器件。压敏电阻ZR1利用非线性伏安特性，当过电压出现在压敏电阻的两极间，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。

在图1中，当浪涌发生时，浪涌经过压敏电阻ZR1和吸收电容C1处理后，浪涌的峰值将会减小，从而为后级的负载例如电磁炉的控制电路的元器件提供浪涌保护。

但由于压敏电阻的作用效果有限，在实际测试使用的过程中，当浪涌电压较高(例如当雷击时超过2500V)时，图1所示电路中的后级负载中的元器件(例如桥堆或IGBT)仍会发生被烧毁的现象，即使并联多个压敏电阻仍无法避免上述元器件被烧毁。

针对上述的技术问题，本申请实施例提供了一种浪涌保护电路，本申请实施例的浪涌保护电路可以适用于各种的用电设备，特别是家用电器，例如电磁炉、微波炉以及集成了燃气灶和电磁灶功能的气电灶等。

如图2所示，在一个示例性的实施例中，本申请实施例的浪涌保护电路包括第一压敏电阻ZR1、第二压敏电阻ZR2、第一电容C1和第二电容C2。

其中，所述第一压敏电阻ZR1的第一端与交流电源的火线ACL连接，第二端接地；所述第二压敏电阻ZR2的第一端与交流电源的零线ACN连接，第二端接地。在一些例子中，所述第一压敏电阻ZR1的第一段和所述第二压敏电阻的第一段用于连接负载，上述接地的具体实现可以是连接到具有浪涌保护电路的家用电器的外壳。

所述第一电容C1与所述第一压敏电阻ZR1并联，所述第二电容C2与所述第二压敏电阻ZR2并联，所述第一电容C1和所述第二电容C2用于对交流电源中的毛刺进行滤波。

本申请实施例的工作原理为：

当交流电源的火线和零线上没有浪涌电压时，流经第一压敏电阻ZR1和第二压敏电阻ZR2的电流极小，第一压敏电阻ZR1和第二压敏电阻ZR2相当于阻值无穷大的电阻。当交流电源的火线产生浪涌电压时，通过第一压敏电阻ZR1的电流激增，第一压敏电阻ZR1相当于阻值无穷小的电阻，能将交流电源火线上产生的浪涌电压短路到地；当交流电源的零线产生浪涌电压时，通过第二压敏电阻ZR2的电流激增，第二压敏电阻ZR2相当于阻值无穷小的电阻，能将交流电源零线上产生的浪涌电压短路到地。

在本申请实施例的浪涌保护电路中，通过在交流电源的火线与地之间设置第一压敏电阻，从而当交流电源的火线产生浪涌电压时，第一压敏电阻可以将该浪涌电压短路到地；通过在交流电源的零线与地之间设置第二压敏电阻，从而当交流电源的零线产生浪涌电压时，第二压敏电阻可以将该浪涌电压短路到地，与传统技术在交流电源的火线和零线之间串接压敏电阻的技术方案相比，本申请实施例的浪涌保护电路通过将浪涌泄放到地，可以更好的泄放电磁加热电路前端产生的浪涌能量，提高了后级电路的浪涌耐压，提高了电器的安全性能。

在一个实施例中，如图3所示，浪涌保护电路还包括第三压敏电阻ZR3和第三电容C3，所述第三压敏电阻ZR3和所述第三电容C3串联在交流电源的火线和零线之间，用于在第一压敏电阻ZR1和第二压敏电阻ZR2之前减小交流电源中浪涌电压的峰值。

在一个实施例中，如图4所示，浪涌保护电路还包括共模电感L1，所述共模电感L1包括磁芯和绕制在所述磁芯上的第一线圈和第二线圈，所述第一压敏电阻ZR1的第一端通过所述第一线圈与交流电源的火线连接，所述第二压敏电阻ZR2的第一端通过所述第二线圈与交流电源的火线连接，所述共模电感L1用于过滤交流电源中共模的电磁干扰信号。在其他例子中，所述共模电感L1也可以是普通的电感器或者差模电感替代，电感器和差模电感可以是串联于火线线路中，或者零线电路中。

在一个实施例中，如图4所示所述共模电感的第一线圈通过保险丝FUSE与交流电源的火线连接。

图5为在一个示例性的实施例中的电磁加热电路的结构示意图，包括桥堆BD1、电磁发生电路以及如上述任一实施例中所述的浪涌保护电路。

所述桥堆BD1的两个输入端分别连接所述第一压敏电阻ZR1的第一端和所述第二压敏电阻ZR2的第一端，在一个例子中，所述桥堆BD1为全波整流电路。

所述电磁发生电路包括第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、电感器L2、康铜丝RJ1、电磁线圈L3和功率器件IGBT，所述第四电容C4用于作为前置的吸收电容，串联在所述桥堆BD1的两个输出端之间；所述电感器L2、所述第五电容C5、所述功率器件IGBT与所述康铜丝RJ1串联在所述桥堆BD1的两个输出端之间，所述电磁线圈L3与所述第五电容C5并联，所述第六电容C6与所述第五电容C5和所述功率器件IGBT并联。

所述电感器L2可以是普通的电感器件，也可以是差模电感，所述电感器L2同所述第六电容C6构成升压电路。电磁线圈L3为电磁加热线盘，功率器件IGBT为开关IGBT管，用于控制所述电磁发生电路是否工作。

在实验的过程中发现，第一压敏电阻ZR1与第二压敏电阻ZR2用于泄放前端浪涌能量，最高可通过2500V雷击浪涌，且桥堆BD1不会被击穿，但仍会击穿IGBT。因此，在一个实施例中，如图6所示，所述电磁发生电路还包括第四压敏电阻ZR4，所述第四压敏电阻ZR4与所述第六电容C6并联，所述第四压敏电阻ZR4用于泄放IGBT两端的浪涌能量，最高可通过4KV雷击浪涌。

在检测到浪涌电压产生时，还需要关断功率器件IGBT，从而实现更好的保护，在一个实施例中，如图7所示，电磁加热电路还包括第一浪涌检测电路、控制器IC和驱动电路，所述第一浪涌检测电路包括第一电阻R1，所述控制器包括第一输入端IN1和第一输出端OUT1，所述驱动电路的输入端与所述控制器的第一输出端OUT1连接，所述驱动电路的输出端与所述功率器件IGBT连接。

所述第一电阻R1的一端与所述桥堆BD1的其中一个输出端连接，所述第一电阻R1的另一端与所述控制器IC的第一输入端连接，在一些例子中，所述第一电阻R1的另一端与所述控制器IC的第一输入端的连接线路还包括上拉电阻R4和下拉电容C10；所述控制器IC用于根据所述第一输入端IN1输入的浪涌信号，输出关断信号至所述驱动电路，使所述驱动电路关断所述功率器件IGBT。

在本申请实施例中，第一浪涌检测电路用于采样电磁加热主电路中的电流信号，并将电流信号转换为电压信号后，发送至所述控制器IC的第一输入端。具体的，所述控制器IC内部设置有比较器，当检测到第一输入端输入的电压信号大于设定值时，触发中断，输出关断信号至所述驱动电路，使所述驱动电路关断所述功率器件IGBT，在本申请实施例中，所述驱动电路可以是由多个开关器件构成的开关电路。

在实验的过程中发现，上述在电磁加热电路的后级电路中设置的第一浪涌检测电路对浪涌的反应较慢，因此，如图8所示，在一个实施例中，电磁加热电路还包括第二浪涌检测电路，所述第二浪涌检测电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第二电阻R2和第三电阻R3，所述控制器IC还包括第二输入端IN2。

所述第一二极管D1的正极连接交流电源的火线，所述第二二极管D2的正极连接交流电源的零线，所述第一二极管D1的负极与所述第二二极管D2的负极连接，所述第二电阻R2和所述第三电阻R3串联后，连接于所述第一二极管D1的负极和所述控制器IC的第二输入端IN2之间。

所述控制器IC的第二输入端IN2与所述第二电阻R2和第三电阻R3的公共连接端连接，在本申请实施例中，所述第二电阻R2和所述第三电阻R3构成分压电路，用于检测经第一二极管D1和第二二极管D2整流后的交流电压，并通过公共连接端发送给控制器IC的第二输入端IN2。在其他例子中，所述第二电阻R2和所述第三电阻R3也可以是由多个电阻串联构成，其原理为多个电阻构成分压电路，并输出电压。

所述控制器IC还用于根据所述第二输入端IN2输入的浪涌信号，输出关断信号至所述驱动电路，使所述驱动电路关断所述功率器件IGBT。

在本申请实施例中，第二浪涌检测电路用于采样桥堆BD1前交流电源的电压信号，并经分压电路分压后，输出电压信号至所述控制器IC的第二输入端。具体的，所述控制器IC内部设置有比较器，当检测到第二输入端输入的电压信号大于设定值时，触发中断，输出关断信号至所述驱动电路，使所述驱动电路关断所述功率器件IGBT。

在测试过程中发现，具有第一浪涌检测电路和第二浪涌检测电路的电磁加热电路的保护次数为34次，而只具有第一浪涌检测电路的电磁加热电路的保护次数为22次，可以看出，增加了采样桥堆BD1前交流电源的电压信号的第二浪涌检测电路后，浪涌检测保护比率更高。

本申请实施例还提供一种家用电器，所述家用电器包括上述任一实施例中所述的浪涌保护电路。在一个实施例中，所述家用电器具体可以是电磁炉，也可以是微波炉以及集成了燃气灶和电磁灶功能的气电灶等。

本申请实施例还提供一种家用电器，所述家用电器包括上述任一实施例中所述的电磁加热电路。在一个实施例中，所述家用电器具体可以是电磁炉，也可以是微波炉以及集成了燃气灶和电磁灶功能的气电灶等。

应当理解的是，本申请实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请实施例的范围仅由所附的权利要求来限制。

以上所述实施例仅表达了本申请实施例的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请实施例构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请实施例的保护范围。

Claims (10)

1.一种浪涌保护电路，其特征在于，包括：

第一压敏电阻、第二压敏电阻、第一电容和第二电容；

所述第一压敏电阻的第一端与交流电源的火线连接，第二端接地；

所述第二压敏电阻的第一端与交流电源的零线连接，第二端接地；

所述第一电容与所述第一压敏电阻并联，所述第二电容与所述第二压敏电阻并联。

2.根据权利要求1所述的浪涌保护电路，其特征在于：

还包括第三压敏电阻和第三电容，所述第三压敏电阻和所述第三电容串联在交流电源的火线和零线之间。

3.根据权利要求1或2所述的浪涌保护电路，其特征在于：

还包括共模电感，所述共模电感包括磁芯和绕制在所述磁芯上的第一线圈和第二线圈，所述第一压敏电阻的第一端通过所述第一线圈与交流电源的火线连接，所述第二压敏电阻的第一端通过所述第二线圈与交流电源的火线连接。

4.根据权利要求3所述的浪涌保护电路，其特征在于：

所述共模电感的第一线圈通过保险丝与交流电源的火线连接。

5.一种电磁加热电路，其特征在于：

包括桥堆、电磁发生电路以及如权利要求1至4任一项所述的浪涌保护电路；

所述桥堆的两个输入端分别连接所述第一压敏电阻的第一端和所述第二压敏电阻的第一端；

所述电磁发生电路包括第四电容、第五电容、第六电容、电感器、康铜丝、电磁线圈和功率器件，所述第四电容串联在所述桥堆的两个输出端之间，所述电感器、所述第五电容、所述功率器件与所述康铜丝串联在所述桥堆的两个输出端之间，所述电磁线圈与所述第五电容并联，所述第六电容与所述第五电容和所述功率器件并联。

6.根据权利要求5所述的电磁加热电路，其特征在于：

所述电磁发生电路还包括第四压敏电阻，所述第四压敏电阻与所述第六电容并联。

7.根据权利要求5或6所述的电磁加热电路，其特征在于：

还包括第一浪涌检测电路、控制器和驱动电路，所述第一浪涌检测电路包括第一电阻，所述控制器包括第一输入端和第一输出端，所述驱动电路的输入端与所述控制器的第一输出端连接，所述驱动电路的输出端与所述功率器件连接；

所述第一电阻的一端与所述桥堆的其中一个输出端连接，所述第一电阻的另一端与所述控制器的第一输入端连接；

所述控制器用于根据所述第一输入端输入的浪涌信号，输出关断信号至所述驱动电路，使所述驱动电路关断所述功率器件。

8.根据权利要求7所述的电磁加热电路，其特征在于：

还包括第二浪涌检测电路，所述第二浪涌检测电路包括第一二极管、第二二极管、第二电阻和第三电阻，所述控制器还包括第二输入端；

所述第一二极管的正极连接交流电源的火线，所述第二二极管的正极连接交流电源的零线，所述第一二极管的负极与所述第二二极管的负极连接，所述第二电阻和所述第三电阻串联后，连接于所述第一二极管的负极和所述控制器的第二输入端之间；

所述控制器的第二输入端与所述第二电阻和第三电阻的公共连接端连接，所述控制器还用于根据所述第二输入端输入的浪涌信号，输出关断信号至所述驱动电路，使所述驱动电路关断所述功率器件。

9.一种家用电器，其特征在于：

包括如权利要求1至4任一项所述的浪涌保护电路。

10.一种家用电器，其特征在于：

包括如权利要求5至8任一项所述的电磁加热电路。

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