CN113937980A - 变频电源组件和微波烹饪设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变频电源组件，用于微波烹饪设备，包括电路板、元器件和连接件。元器件安装在电路板上。元器件包括变压器、高压二极管和倍压电容。变压器包括磁芯。连接件安装在磁芯上。连接件电连接高压二极管的接地端和倍压电容的接地端。上述变频电源组件，通过连接件连接高压二极管的接地端和倍压电容的接地端，进而替代电路板上高压环路的功能地线，在保证变频电源组件功能稳定的情况下，降低了电路板上布线安全距离的要求，有利于变频电源组件的小型化，同时也避免了铜箔断裂打火燃烧的风险，使得变频电源组件更加安全。

Description

变频电源组件和微波烹饪设备

技术领域

本发明涉及到电器领域，更具体而言，涉及到一种变频电源组件和微波烹饪设备。

背景技术

随着微波炉产品的升级，变频微波炉以其高效节能、噪音小、以及功率无限连续可调等优势逐渐取代了定频微波炉。由于现有变频器输出的是高压，在电路板布局时，铜箔线与铜箔线之间需要很大的电气间隙和爬电距离，这样占用电路板面积较大，使得变频器的结构也随着变大。而且，为了满足爬电距离要求，还需要在电路板上开槽，这样降低电路板的电气强度。同时，由于运输、跌落等原因会导致铜箔线断裂而造成打火现象，因此产生严重的安全风险。

发明内容

本发明实施方式提供一种变频电源组件和微波烹饪设备。

本发明实施方式的一种变频电源组件，用于微波烹饪设备。变频电源组件包括电路板、元器件和连接件。所述元器件安装在所述电路板上，所述元器件包括变压器、高压二极管和倍压电容。所述变压器包括磁芯，所述连接件安装在所述磁芯上。所述连接件电连接所述高压二极管的接地端和所述倍压电容的接地端。

上述变频电源组件，通过连接件连接高压二极管的接地端和倍压电容的接地端，进而替代电路板上高压环路的功能地线，在保证变频电源组件功能稳定的情况下，降低了电路板上布线安全距离的要求，有利于变频电源组件的小型化，同时也避免了铜箔断裂打火燃烧的风险，使得变频电源组件更加安全。

在某些实施方式中，所述连接件呈弯折延伸的丝状或柱状，所述连接件由金属材料制成。

在某些实施方式中，所述磁芯包括边柱和中心柱，所述边柱与所述中心柱连接，所述连接件沿所述边柱的外周围设置。

在某些实施方式中，所述变压器还包括骨架和绕线，所述磁芯设于所述骨架上，所述绕线缠绕于所述中心柱。

在某些实施方式中，所述绕线包括初级绕线和次级绕线，所述骨架设有间隔板，所述间隔板形成有间隔设置的初级槽和次级槽，所述初级绕线缠绕所述中心柱设置于所述初级槽，所述次级绕线缠绕所述中心柱设置于所述次级槽。

在某些实施方式中，所述元器件还包括散热器，所述散热器位于所述变压器的一侧。

在某些实施方式中，所述元器件还包括差模电感，所述差模电感与所述变压器间隔设置在所述电路板。

在某些实施方式中，所述高压二极管的数量为两个，所述倍压电容的数量为两个，所述高压二极管与所述倍压电容组成倍压整流电路。

在某些实施方式中，所述高压二极管靠所述电路板的边缘设置，并位于所述变压器的一侧，两个所述高压二极管的排列方向与所述变压器间隔板的方向垂直。

在某些实施方式中，所述倍压电容靠所述电路板的边缘设置，并位于所述变压器的另一侧，两个所述倍压电容的排列方向与所述变压器间隔板的方向平行。

本发明实施方式的一种微波烹饪设备，其包括腔体、磁控管和上述任一实施方式所述的变频电源组件，所述变频电源组件和所述磁控管设置在所述腔体，所述变频电源组件驱动所述磁控管向所述腔体内发射微波。

本申请的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实施方式的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施方式的变频电源组件的结构的平面示意图；

图2是本发明实施方式的变频电源组件的立体结构示意图；

图3是本发明实施方式的变频电源组件的电路板结构示意图图；

图4至图5是本发明实施方式的变频电源组件的变压器的结构示意图；

图6是本发明实施方式的变频电源组件的另一平面示意图；

图7是本发明实施方式的变频电源组件的又一平面示意图。

主要元件符号说明：变频电源组件100；

电路板10、安装孔12、元器件20、变压器30、磁芯32、凹槽322、上槽板3222、下槽板3224、边柱324、中心柱326、第一中心柱3262、第二中心柱3264、骨架34、间隔板342、初级槽3422、次级槽3424、绕线36、初级绕线362、次级绕线364、高压二极管40、高压二极管的接地端42、倍压电容50、倍压电容的接地端52、连接件60、第一端62、第二端64、散热器70、差模电感80。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个特征。在本的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

现有技术中，变频器的电路板中高压环路的功能地线大多是通过铜箔线进行连接。由于变频器的工作电压可高达4000V以上，在电路板布局时，相应的电气间隙以及爬电距离要求很大。这样为保证安全距离，需加大电路板的空间，但也使变频器无法小型化设计。而且由于电路板的空间有限，还需要在电路板上挖很多槽，这样会导致电路板的电气强度不够。此外，由于运输、跌落等原因会导致铜箔线断裂，如果没有及时发现，在变频器工作的时候，功能地线会一直拉弧电，直到整条铜箔线被完全烧毁，这过程中还会产生明火，有严重的安全风险。因此，为解决上述存在的安全隐患，需对变频器做进一步的改进。

请参考图1至图3，本发明实施方式的一种变频电源组件100，用于微波烹饪设备。变频电源组件100包括电路板10、元器件20和连接件60。元器件20安装在电路板10上，元器件20包括变压器30、高压二极管40和倍压电容50。变压器30包括磁芯32，连接件60安装在磁芯32上。连接件60电连接高压二极管40的接地端42和倍压电容50的接地端52。

上述变频电源组件100，通过连接件60连接高压二极管40的接地端42和倍压电容的接地端52，进而替代电路板10上高压环路的功能地线，在保证变频电源组件100功能稳定的情况下，降低了电路板10上布线安全距离的要求，有利于变频电源组件100的小型化，同时也避免了铜箔断裂打火燃烧的风险，使得变频电源组件100更加安全。

具体地，请参考图1至图3，电路板10上设有多个安装孔12，元器件20设有多个引脚，元器件20的引脚可通过安装孔12安装在电路板10上。其中，元器件20可通过金属焊接的方式，固定安装在电路板10上。元器件20可包括变压器30，变压器30可设有磁芯32。连接件60设在磁芯32上。变频电源组件100可为变频器。

在某些实施方式中，连接件60呈弯折延伸的丝状或柱状，连接件60由金属材料制成。如此，可通过改变连接件60的形状，进而使得连接件60安装在磁芯32的周围。

具体地，连接件60的材质可为金属材料，较佳地，连接件60的材质可为钢，相比于其他金属材料，钢的弹性、导电性和延展性较好，这使得连接件60具有弯折延伸的特点。连接件60的形状可为丝状或柱状，在一个例子中，连接件60可为钢卡、钢条或钢丝，在此不做具体限定。

在本发明实施方式中，通过将电路板10上的高压环路的功能地线铜箔去掉，连接件60连接高压二极管40的接地端42和倍压电容50的接地端52，实现高压环路的功能地线铜箔的作用，以此可解决铜箔断裂而造成打火燃烧的问题。连接件60可通过金属焊接的方式，分别连接高压二极管40的接地端42和倍压电容的接地端52。请参考图4，在一个例子中，连接件60可设有第一端62和第二端64，第一端62通过金属焊接的方式与高压二极管40的接地端42实现连接，第二端64通过金属焊接的方式与倍压电容的接地端52实现连接。焊接材料可为锡或其他焊接材料，在此不做具体限制。如此，通过连接件60的连接，可将高压二极管40的接地端42和倍压电容的接地端52连通，形成回路，使得变频电源组件100能够稳定工作。变频电源组件100由于电路板10上减少了功能地线铜箔，进一步降低了电路板10上布线安全距离的要求，也使得变频电源组件100可小型化设计，而且能减少电路板10的安装孔12的设置，增强了电路板10的机械强度。

在某些实施方式中，磁芯32包括边柱324和中心柱326，边柱324与中心柱326连接，连接件60沿边柱324的外周围设置。如此，保证了元器件20之间的安全距离，确保变频电源组件100能够稳定工作。

具体地，请参考图1、图4和图5，磁芯32可包括中心柱326和边柱324。边柱324与中心柱326连接一体，边柱324连接中心柱326的两端并位于磁芯32的外周围处。故连接件60可部分折叠盘绕于磁芯32的边柱324的外周围。边柱324可开设有若干凹槽322，在图4所示的实施方式中，沿方向A-A，凹槽322开设于磁芯32边柱324两端的中心处。凹槽322可包括上槽板3222和下槽板3224。上槽板3222与下槽板3224以一定的角度倾斜连接，形成具有收容空间的凹槽322，连接件60可卡设于磁芯32边柱324的凹槽322处。连接件60的第一端62则垂直连接电路板10并与变压器30一侧的高压二极管40的接地端42电连接，连接件60的第二端64通过折叠收容于变压器30的下方，第二端64并垂直连接电路板10并与倍压电容50的接地端52电连接。如此，通过上槽板3222与下槽板3224进一步限定连接件60的位置，使得连接件60能够牢固地安装在磁芯32上，也保证连接件60与其它元器件20之间的安全距离。其中，在图4所示的实施方式中，凹槽322的数量可为两个，当然，在其他实施方式中，凹槽322的数量也可为1个、3个或3个以上，在此不做具体限定。

在某些实施方式中，变压器30还包括骨架34和绕线36，磁芯32设于骨架34上，绕线36缠绕于中心柱326。具体地，请参考图1、图4和图5，变压器30包括磁芯32、骨架34和绕线36。磁芯32可为软磁材料制成的铁芯。磁芯32设有边柱324和中心柱326，绕线36可缠绕于中心柱326。绕线36可为绝缘的铜线或绝缘的铝线。如此，骨架34可对磁芯32和绕线36起到保护以及支撑的作用。

在某些实施方式中，绕线36包括初级绕线362和次级绕线364，骨架34设有间隔板342，间隔板342形成有间隔设置的初级槽3422和次级槽3424，初级绕线362绕设于初级槽3422，次级绕线364绕设于次级槽3424。如此，间隔板342可隔开初级绕线362和次级绕线364，有效地避免初级绕线362与次级绕线364相互影响。

具体地，请参考图2、图4和图5，在本发明实施方式中，绕线36的数量可有两个，分别为初级绕线362和次级绕线364。初级绕线362可称为初级线圈或原线圈，次级绕线364可称为次级线圈或副线圈。初级绕线362和次级绕线364的匝数可不相同(图未示)。初级绕线362连接交流电源，次级绕线364连接负载。其中，由于变频电源组件100输出高压，故本发明实施方式中的变压器30为升压变压器30。可以理解的，变压器30的电压之比等于匝数比。升压变压器30的初级绕线362的匝数少于次级绕线364的匝数。

请参考图5，沿磁芯32的中心柱326的轴线O的延伸方向，骨架34设有若干个间隔板342。多个间隔板342垂直于磁芯32的中心轴线O间隔平行设置。多个间隔板342形成有间隔设置的初级槽3422和次级槽3424。在本发明实施方式中，间隔板342的数量可为三个。磁芯32的中心柱326可包括第一中心柱3262和第二中心柱3264。第一中心柱3262和第二中心柱3264穿设于初级槽3422和次级槽3424，且第一中心柱3262和第二中心柱3264间隔相对。初级绕线362缠绕于初级槽3422，次级绕线364缠绕于次级槽3424。也可以说，初级绕线362缠绕于第一中心柱3262，次级绕线364缠绕于第二中心柱3264。如此，使得初级绕线362及次级绕线364之间的磁耦合能力较强，间隔板342上设有多个通孔，通孔可用于加快变频电源组件100的散热。

请参考图4和图5，初级槽3422和次级槽3424两者之间由间隔板342隔开，也就是间隔板342可隔开初级绕线362和次级绕线364，如此，可有效避免初级绕线362与次级绕线364相互影响，同时磁芯32、绕线36和骨架34可为可拆卸连接，这样便于变压器30的组装及拆卸。

需要理解的，第一中心柱3262和第二中心柱3264的长度不相等，也就是，磁芯32中心柱326不对称设置，主要是为了控制漏感的大小。

在某些实施方式中，元器件20还包括散热器70，散热器70位于变压器30的一侧。如此，在变频组件工作的过程中，散热器70可对变频电源组件100进行散热。

具体地，请参考图2、图6和图7，散热器70位于变压器30的上方。散热器70自身的长轴方向与间隔板342平行。散热器70可包括散热体72、第一散热板74和第二散热板76。第一散热板74和第二散热板76固定连接于散热体72，也可以说第一散热板74和第二散热板76是由散热体72延伸出来的。如图7所示，散热器70底部安装在电路板10，第一散热板74位于散热器70的顶部并垂直于电路板10设置，第二散热板76位于散热器70的侧方并平行于电路板10设置。具体地，第二散热板76位于散热体72与变压器30相背的一侧。在本发明实施方式中，第一散热板74与第二散热板76互相垂直。第一散热板74和第二散热板76的数量有多个，多个散热板之间间隔设置，形成较好的散热通路。散热板的表面为波纹面，波纹面有利于变频电源组件100的导风散热。当然，在其他实施方式中，散热板的表面也可为其他利于导风散热的平面。散热器70可由铝、铜或导热性能好的金属制成。

在某些实施方式中，元器件20还包括差模电感80，差模电感80与变压器30间隔设置在电路板10。如此，差模电感80与变压器30间隔设置可降低变频电源组件100的整体温升，以及简化差模电感80与变压器30之间的连接。

具体地，请参考图1和图2，差模电感80为环形电感。差模电感80设在变压器30的左方，差模电感80的轴线方向平行于散热器70自身的长轴方向。差模电感80可与变压器30分开设置，这样在变频电源组件100工作时，不会由于差模电感80进行滤波时而导致变频电源组件100的整体温升偏高，这样同时降低了变频电源组件100的整体温升，从而可保证变频电源组件100使用的安全性。当然，差模电感80与变压器30分开设置的方式在一定程度上简化了差模电感80与变压器30之间的连接，这样在一定程度上可降低变频电源组件100的制造成本。

在某些实施方式中，高压二极管40的数量为两个，倍压电容50的数量为两个，高压二极管40与倍压电容50组成倍压整流电路。如此，使得变压器30的输出的电压能够进行升压。

具体地，请参考图1，在本发明实施方式中，高压二极管40和倍压电容50的数量分别为两个，故组成的倍压整流电路为二倍压整流电路。倍压整流就是可以把较低的交流电压，用耐压较高的高压二极管40和倍压电容50器，“整”出一个较高的直流电压。倍压整流电路一般按输出电压是输入电压的多少倍，分为二倍压、三倍压与多倍压整流电路。在本发明实施方式中，通过倍压整流电路，可将变压器30的输出电压从2000V倍压到4000V，由此高压驱动磁控管工作产生微波能量。

在某些实施方式中，高压二极管40靠电路板10的边缘设置，并位于变压器30的一侧，两个高压二极管40的排列方向与变压器30间隔板342的方向垂直。如此，有利于高压二极管40的散热，使得整体降低变频电源组件100的温升。

具体地，请参考图1，高压二极管40位于电路板10的右边缘设置，且位于变压器30的右侧。更具体地，两个高压二极管40沿自身的长轴方向排列，高压二极管40的长轴方向与变压器30间隔板342的方向垂直。两个高压二极管40与电路板10之间存在空隙，即两个高压二极管40与电路板10不贴合设置，高压二极管40通过自身引脚穿设于对应的安装孔12，进而由金属焊接将两个高压二极管40与电路板10的电路连接。悬空的高压二极管40进一步有利于变频电源组件100的导风散热。

在某些实施方式中，倍压电容50靠电路板10的边缘设置，并位于变压器30的另一侧，倍压电容50的排列方向与变压器30间隔板342的方向平行。具体地，请参考图2，倍压电容50位于电路板10的下边缘设置，且位于变压器30的下侧。更具体地，两个倍压电容50沿自身的长轴方向排列，倍压电容50的长轴方向与变压器30间隔板342的方向平行。如此，位于电路板10边缘的倍压电容50，有利于倍压电容50的散热，使得整体降低变频电源组件100的温升。

本发明实施方式的一种微波烹饪设备，其包括腔体(图未示)、磁控管(图未示)和上述任一实施方式的变频电源组件100，变频电源组件100和磁控管设置在腔体，变频电源组件100驱动磁控管向腔体内发射微波。

上述微波烹饪设备，通过连接件60连接高压二极管40的接地端42和倍压电容的接地端52，进而替代电路板10上高压环路的功能地线，在保证变频电源组件100功能稳定的情况下，降低了电路板10上布线安全距离的要求，有利于变频电源组件100的小型化，同时也避免了铜箔断裂打火燃烧的风险，使得变频电源组件100更加安全。

具体地，在本发明实施方式中，微波烹饪设备可为变频微波炉。变频微波炉可利用电力电子技术先将工频的市电电压转变为20000-50000Hz的高频电压，再通过变频电源组件100的变压器30升压到2000V交流高压，最后通过倍压整流电路输出4000V的直流电压，输出的直流电压可驱动磁控管工作，进而磁控管可输出微波能量。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种变频电源组件，用于微波烹饪设备，其特征在于，包括：

电路板；

安装在所述电路板上的元器件，所述元器件包括变压器、高压二极管和倍压电容；和

连接件，所述变压器包括磁芯，所述连接件安装在所述磁芯上，所述连接件电连接所述高压二极管的接地端和所述倍压电容的接地端。

2.根据权利要求1所述的变频电源组件，其特征在于，所述连接件呈弯折延伸的丝状或柱状，所述连接件由金属材料制成。

3.根据权利要求1所述的变频电源组件，其特征在于，所述磁芯包括边柱和中心柱，所述边柱与所述中心柱连接，所述连接件沿所述边柱的外周围设置。

4.根据权利要求3所述的变频电源组件，其特征在于，所述变压器还包括骨架和绕线，所述磁芯设于所述骨架上，所述绕线缠绕于所述中心柱。

5.根据权利要求4所述的变频电源组件，其特征在于，所述绕线包括初级绕线和次级绕线，所述骨架设有间隔板，所述间隔板形成有间隔设置的初级槽和次级槽，所述初级绕线缠绕所述中心柱设置于所述初级槽，所述次级绕线缠绕所述中心柱设置于所述次级槽。

6.根据权利要求1所述的变频电源组件，其特征在于，所述元器件还包括散热器，所述散热器位于所述变压器的一侧。

7.根据权利要求1所述的变频电源组件，其特征在于，所述元器件还包括差模电感，所述差模电感与所述变压器间隔设置在所述电路板。

8.根据权利要求4所述的变频电源组件，其特征在于，所述高压二极管的数量为两个，所述倍压电容的数量为两个，所述高压二极管与所述倍压电容组成倍压整流电路。

9.根据权利要求8所述的变频电源组件，其特征在于，所述高压二极管靠所述电路板的边缘设置，并位于所述变压器的一侧，两个所述高压二极管的排列方向与所述间隔板的方向垂直。

10.根据权利要求9所述的变频电源组件，其特征在于，所述倍压电容靠所述电路板的边缘设置，并位于所述变压器的另一侧，两个所述倍压电容的排列方向与所述间隔板的方向平行。

11.一种微波烹饪设备，其特征在于，包括腔体、磁控管和权利要求1-10任一项所述的变频电源组件，所述变频电源组件和所述磁控管设置在所述腔体，所述变频电源组件驱动所述磁控管向所述腔体内发射微波。

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