CN1845644A - 感应加热型烹饪装置 - Google Patents

Abstract

一种感应加热型烹饪装置，包括：整流和平滑单元，把正常交流电压整流并平滑成直流电压；逆变器单元，接收直流电压，并生成高频功率信号；逆变器控制单元，输出用于控制逆变器单元的控制信号；以及微计算机，其控制烹饪装置的总体工作。该逆变器控制单元包括：模拟转换单元，将数字信号转换成模拟信号；开/关切换单元，从微计算机接收控制信号，并把接收到的信号输出给输出控制单元；输出控制单元，根据模拟信号控制自振荡用电阻器的值，从而改变振荡频率，并根据来自开/关切换单元的信号输出低或高信号；以及自振荡半桥型驱动集成电路，其根据来自电容端子的信号而开/关，根据来自电阻端子的振荡频率而输出用于驱动逆变器单元的IGBT的脉冲信号。

Description

感应加热型烹饪装置

技术领域

本发明涉及感应加热型烹饪装置，更具体地，本发明涉及具有用于驱动逆变器单元的绝缘栅双极晶体管(IGBT)的驱动集成电路的感应加热型烹饪装置。

背景技术

通常，感应加热型烹饪装置接收正常的交流电源，通过整流和平滑单元将所接收到的电源转换成直流电，并通过逆变器单元的半导体高速开关操作使感应加热型线圈通过高频电流。

当高频电流通过感应加热型线圈时，在线圈周围形成很强的高频磁场，以加热接近线圈的磁性烹饪器具的表面。

图1是传统的感应加热型烹饪装置的内部电路结构的框图。

参照图1，在传统的感应加热型烹饪装置中，振荡半桥型驱动器30包括几个无源元件组，并占据逆变器印刷电路板(PCB)的至少一半面积。因此，单位生产成本升高。

传统的感应加热型烹饪装置不具有恒定输出控制功能，即在电源电压升高时增大消耗功率，并在电源电压降低时减小消耗功率，从而维持恒定的输出。结果，烹饪时间随电源电压的变化而变化，烹饪出来的食物的味道也不一致。

在传统的感应加热型烹饪装置中，当电源电压受到闪电等的干扰时，逆变器单元的IGBT会受到损坏。

现在参照图1对传统的感应加热型烹饪装置的结构进行说明。

通过由桥式二极管构成的整流和平滑单元11把通过交流电输入端子10输入的交流电源转换成直流电，并供应给逆变器单元12。逆变器单元12包含一对IGBT和谐振单元(未示出)。逆变器控制单元控制着逆变器单元12的振荡频率和开/关动作。逆变器单元12把高频谐振电流供应给感应加热型线圈13，以加热烹饪器具2。

现在说明振荡半桥型驱动器30的内部功能块。当微计算机14向模拟转换单元22发出数字控制信号时，模拟转换单元22把该数字信号转换成模拟信号，并把该模拟信号提供给电压/频率转换单元31作为比较信号。电流检测单元21检测感应加热型烹饪装置的输入电流，并把所检测到的电流反馈给电压/频率转换单元31作为监视值。电压/频率转换单元31对振荡频率进行控制，以使这两个信号之间的差值最小。更具体地，模拟转换单元22的输出值是逆变器输出的目标值。这里，电流检测单元21的输出是判断逆变器输出是否达到了目标值的参考信号。

当来自电流检测单元21的输出值低于模拟转换单元22的输出值时，电压/频率转换单元31降低振荡频率，而当电流检测单元21的输出值高于模拟转换单元22的输出值时，提高振荡频率。即，为了控制感应加热型烹饪装置的输出，如上所述形成电压/频率转换单元31，并根据两个信号之间的差值改变振荡频率。根据该感应加热型烹饪装置的谐振单元的特性，当所施加的频率升高时，感应磁场的强度降低，从而所消耗的电流减小，而当所施加的频率降低时，谐振单元的电流增大，感应磁场的强度升高，从而所消耗的电流增大。

另一方面，定时分配单元32将来自电压/频率转换单元31的一个连续振荡信号转换成逆变器单元20的两个IGBT(未示出)的工作所需的两个独立的交流脉冲列，并把这两个列传送给上脉冲驱动单元36和下脉冲驱动单元33。由上脉冲驱动单元36和下脉冲驱动单元33把信号放大为足够的功率，并通过上脉冲变压器37和下脉冲变压器34供应给上IGBT驱动单元38和下IGBT驱动单元35。

如上所述，在传统的感应加热型烹饪装置中，振荡半桥型驱动方法很复杂，从而降低了可靠性并增加了单位制造成本。

另外，当电源电压升高或降低时，所消耗的功率会发生变化。

另外，当电源电压受到闪电等的干扰时，逆变器单元的IGBT会被损坏。

发明内容

为了解决上述问题而提出了本发明。本发明的一个目的是提供一种感应加热型烹饪装置，其能够通过使用自振荡半桥型驱动集成电路而简化各个功能单元中的IGBT驱动部件的电路结构。

本发明的另一个目的是提供一种感应加热型烹饪装置，其能够通过采用集成电路而降低单位制造成本。

本发明的另一个目的是提供一种感应加热型烹饪装置，其能够通过在电源电压升高或降低时对电源电压进行补偿以防止消耗功率的变化，从而维持恒定输出。

本发明的另一个目的是提供一种感应加热型烹饪装置，其通过使用在电源电压的波动而导致的异常状态(过谐振或过流)下快速地停止电路工作的安全装置，从而提高可靠性并延长使用寿命。

为了实现本发明的上述目的，提供了一种感应加热型烹饪装置，包括：整流和平滑单元，用于对来自交流电输入端子的正常交流电压进行整流和平滑，以转换成直流电压；逆变器单元，用于从整流和平滑单元接收直流电压，并生成高频功率信号；逆变器控制单元，用于输出用于控制逆变器单元的控制信号；以及，微计算机，用于控制该烹饪装置的总体工作，其中，逆变器控制单元包括：模拟转换单元，用于将来自微计算机的数字控制信号转换成模拟信号以控制逆变器单元的振荡频率；开/关切换单元，用于从微计算机接收控制信号，并把所接收到的信号输出给输出控制单元以控制逆变器单元的开/关动作；以及，输出控制单元，其由用于自振荡的电阻器和电容器构成，用于根据来自模拟转换单元的模拟信号控制所述自振荡用电阻器的值，从而改变振荡频率，把振荡频率输出给自振荡半桥型驱动集成电路的电阻端子，并根据来自开/关切换单元的信号向自振荡半桥型驱动集成电路的电容端子输出低或高信号；以及，自振荡半桥型驱动集成电路，其与输出控制单元连接，并根据来自所述电容端子的信号而开/关，用于根据来自所述电阻端子的振荡频率而输出用于驱动逆变器单元的IGBT的脉冲信号。

优选地，为了在电源电压异常状态(过流或过谐振)下保护逆变器单元，该感应加热型烹饪装置还包括：过流检测单元，用于放大并输出逆变器单元的直流模式(pattern)上的电势差，以检测逆变器单元的过流或过谐振状态；以及，异常状态保持单元，用于将来自过流检测单元的过流信号与一个参考电压进行比较，并输出结果值。开/关切换单元从异常状态保持单元接收输出值，并把所接收到的值输出给输出控制单元。

优选地，开/关切换单元包括：第一晶体管，其基极与微计算机的用于输出低有效控制信号的输出端子连接，其发射极接地；与第一晶体管的集电极连接的第一二极管；两个推挽晶体管，它们的基极并联地与第一二极管连接；以及连接在这两个推挽晶体管的发射极和所述电容端子之间的第二二极管。

优选地，开/关切换单元包括：第三二极管，用于把异常状态保持单元的输出传送到第一晶体管的集电极；第二晶体管，其基极被连接为接收异常状态保持单元的输出；以及，与第二晶体管的集电极连接的电阻器。第一二极管把第一和第二晶体管的集电极连接起来。

优选地，异常状态保持单元具有高有效输出值。

优选地，过流检测单元包括：运算放大器，用于通过放大逆变器单元的直流模式上的电势差，从而向异常状态保持单元输出过流信号；同相输入端电阻器和反相输入端电阻器，用于把逆变器单元的直流模式上的电势差输入到运算放大器的加法端子；以及，负反馈电阻器，用于把来自运算放大器的输出端子的输出信号输入到运算放大器的减法端子，从而确定增益。

优选地，异常状态保持单元包括：比较单元，用于通过第一二极管从过流检测单元接收过流信号，通过第二二极管从逆变器单元接收过谐振状态发生信号，将接收到的信号与一个参考电压进行比较，并且当接收到的信号高于参考电压时输出高信号；正反馈二极管，用于将来自比较单元的输出反馈到比较单元的同相输入端子，以即使对于瞬间发生并消失的异常信号也保持连续的高输出；位于比较单元的输出端的上拉(pullup)用第一电阻器；以及，用于形成二极管的电流通路的第二电阻器。

优选地，模拟转换单元从微计算机的输出端接收几位的二进制码或一位的PWM信号，通过积分处理把接收到的信号转换成模拟信号，并把该模拟信号输出给输出控制单元。

优选地，输出控制单元包括：场效应晶体管，其栅极被连接为通过第一电阻器从模拟转换单元接收模拟信号，以改变漏极和源极之间的电阻值；第二电阻器，其一侧连接到所述电阻端子，而另一侧连接到场效应晶体管的漏极；第三电阻器，其一侧连接到所述电阻端子和第二电阻器，而另一侧连接到场效应晶体管的源极和所述电容端子；以及，电容器，其一侧连接到场效应晶体管的源极。

优选地，该感应加热型烹饪装置还包括：电流检测和电压补偿单元，用于测量消耗电流和正常交流电压的输入电压，并向微计算机输出其复制值，以检测消耗电流并对输入电压进行补偿。

优选地，该电流检测和电压补偿单元包括：整流二极管单元，用于将正常交流电压转换成脉动电压；电流互感器，其串联地连接在正常交流电压和整流和平滑单元之间，用于检测烹饪装置的消耗电流；桥式二极管，它们的输入端与整流二极管单元连接以接收脉动电压，它们的输出端与微计算机的端子连接，通过串联地连接两个二极管而形成的两对二极管并联地连接，电流互感器的终结端与各个二极管对的中间点连接；第一充电电容器，其与桥式二极管的输出端连接，用于将桥式二极管所转换的脉动电压转换成直流电；与桥式二极管和整流二极管单元的输入端连接的分压电阻器；以及，与分压电阻器连接的第二充电电容器。

优选地，电流检测和电压补偿单元还包括：晶体管，其基极与微计算机的端子连接，其集电极与第二充电电容器连接，其发射极接地，从而微计算机可以识别是否存在烹饪器具。

优选地，所述集成电路包括：振荡电路单元，其通过所述电阻端子和所述电容端子与输出控制单元的电阻器和电容器连接，用于输出用于实现自振荡的互补信号；以及，脉冲信号发生单元，用于接收该互补信号，并生成用于驱动逆变器单元的IGBT的脉冲信号。

附图说明

参照附图可以更加清楚地理解本发明，附图仅以示例的形式给出，并不限制本发明的范围，在附图中：

图1是传统的感应加热型烹饪装置的内部电路结构的框图；

图2是根据本发明的感应加热型烹饪装置的内部电路结构的框图；

图3是根据本发明的感应加热型烹饪装置的内部结构的详细电路图；

图4是根据本发明的感应加热型烹饪装置的自振荡半桥型驱动集成电路的内部结构的电路图；

图5示出了异常状态中的安全模式进入处理；

图6示出了根据输入电压的变动对输出进行补偿的信号合成处理。

具体实施方式

现在参照附图对根据优选实施例的感应加热型烹饪装置进行说明。然而，应该认识到，本发明的范围不限于这些优选实施例，而应该由所附的权利要求限定。

该感应加热型烹饪装置采用了自振荡半桥型驱动集成电路。图2是根据本发明的感应加热型烹饪装置的内部电路结构的框图，图3是图2所示感应加热型烹饪装置的详细电路图。

如图2所示，该感应加热型烹饪装置包括：整流和平滑单元11，用于把来自交流电输入端子10的正常交流电压整流和平滑成直流电压；逆变器单元12，用于从整流和平滑单元11接收直流电压，生成高频功率信号，并把该功率信号传送到感应加热型线圈13；逆变器控制单元40，用于向逆变器单元12输出用于控制逆变器单元12的控制信号；以及，微计算机14，用于控制该烹饪装置的总体操作。

详细地说，逆变器控制单元40包括：模拟转换单元41，用于把来自微计算机14的数字控制信号转换成模拟信号以控制逆变器单元12的振荡频率；开/关切换单元42，用于从微计算机14接收控制信号，并把所接收到的信号输出到输出控制单元43以控制逆变器单元12的开关动作；由用于实现自振荡的电阻器和电容器(参照图3)构成的输出控制单元43，用于通过根据来自模拟转换单元41的模拟信号控制自振荡用电阻器的值，从而改变振荡频率，把该振荡频率输出到自振荡半桥型驱动集成电路44的电阻端子RT(参照3)，并根据来自开/关切换单元42的信号向自振荡半桥型驱动集成电路44的电容端子CT(参照图3)输出低或高信号；以及，自振荡半桥型驱动集成电路44，其通过电阻端子RT和电容端子CT与输出控制单元43连接，并根据来自电容端子CT的信号而开/关，用于根据来自电阻端子RT的振荡频率而输出用于驱动逆变器单元12的IGBT(参照图3)的脉冲信号。

为了在电源电压异常状态(过流或过谐振)下保护逆变器单元12，该感应加热型烹饪装置还包括过流检测单元45，用于放大并输出逆变器单元12的直流模式上的电势差，以检测逆变器单元12的过流或过谐振状态；以及异常状态保持单元46，用于将来自过流检测单元45的过流信号与一个参考电压进行比较，并输出结果值。在此，开/关切换单元42从异常状态保持单元46接收输出值，并向输出控制单元43输出所接收到的值。

另外，该感应加热型烹饪装置还包括电流检测和电压补偿单元50，用于测量消耗电流和正常交流电压的输出电压，并向微计算机14输出其复制值，以检测消耗电流并对输入电压进行补偿。

现面参照图3对根据本发明的感应加热型烹饪装置的结构和工作原理进行说明。

通过整流和平滑单元11的桥接二极管BD把交流电转换成直流电，传给电抗器L，并充入平滑电容器C1。电抗器L和平滑电容器C1用于限制系统中产生的噪声发射到外部。

还参照图3，逆变器单元12包括谐振单元，其具有谐振电容器C4和C5，以及一对IGBT IGBT1和IGBT2。下面结合自振荡半桥型驱动集成电路44说明逆变器单元12的工作。

模拟转换单元41从微计算机14的输出端接收几位的二进制值或一位的PWM信号，通过积分处理将接收的信号转换成模拟信号，并把该模拟信号输出给输出控制单元43。

开/关切换单元42包括晶体管TR1，其基极与微计算机14的用于输出低有效控制信号的输出端P1连接，其发射极接地；与晶体管TR1的集电极连接的二极管D1；两个推挽晶体管TR2和TR3，它们的基极并联地连接到二极管D1；以及，连接在两个推挽晶体管TR2和TR3的发射极和电容端子CT之间的二极管D2。

另外，开/关切换单元42包括：二极管D3，用于把来自异常状态保持单元46的输出传送给晶体管TR1的集电极；晶体管TR4，其基极被连接为接收异常状态保持单元46的输出；以及，与晶体管TR4的集电极连接的电阻器R1。二极管D1把晶体管TR1和TR4的集电极连接起来。

输出控制单元43包括：场效应晶体管FET，其栅极被连接为通过电阻器R2接收来自模拟转换单元41的模拟信号，用于改变漏极和源极之间的电阻值；电阻器R3，其一侧连接到电阻端子RT，另一侧连接到场效应晶体管FET的漏极；电阻器R4，其一侧连接到电阻端子RT和电阻器R3，另一侧连接到场效应晶体管FET的源极和电容端子CT；以及，电容器C2，其一侧连接到场效应晶体管FET的源极。

振荡半桥型驱动集成电路44包括：与输出控制单元43的电阻器(下面说明)和电容器C2耦合的振荡电路单元(未示出)，用于输出自振荡互补信号；以及，脉冲信号发生单元(未示出)，用于接收该互补信号，并生成用于驱动逆变器单元12的IGBT IGBT1和IGBT2的脉冲信号。

图4示出了振荡半桥型驱动集成电路44的内部结构。现在参照图4简要说明振荡半桥型驱动集成电路44的功能。集成电路44的内部结构分为振荡电路单元和脉冲信号发生单元。当把电阻端子RT和电容端子CT连接到振荡电路单元上时，振荡电路单元开始自己振荡，这称为自振荡。在脉冲信号发生单元中，通过空载时间模块、脉冲发生模块和延迟模块把振荡电路单元中生成的互补输出信号Q和/Q转换成具有空载时间(dead time)的互补信号，并传送到位于集成电路44的终结端的上和下推挽驱动器。如图4所示，分别地构成上和下推挽驱动器。端子LO输出用于驱动下IGBT IGBT2的脉冲信号，端子HO输出用于驱动上IGBTIGBT1的脉冲信号。集成电路44的结构极其简单，以降低单位制造成本。具体而言，在传统的感应加热型烹饪装置中，构成振荡半桥型驱动器的元件的数目大约是47，而在使用集成电路44的感应加热型烹饪装置中仅为4。另外，所占用的面积减小到1/10。

过流检测单元45包括：运算放大器OP，用于通过放大逆变器单元12的直流模式上的电势差而向异常状态保持单元46输出过流信号；非反转输出端电阻器R5和反转输出端电阻器R6，用于向运算放大器OP1的加法端子输入逆变器单元12的直流模式上的电势差；以及，负反馈电阻器R7，用于通过把运算放大器OP1的输出端的输出信号输入到运算放大器OP1的减法端子而确定增益。

异常状态保持单元46包括比较单元OP2，用于通过二极管D4从过流检测单元45接收过流信号，通过第二二极管D5从逆变器单元12接收过谐振状态发生信号，将接收到的信号与参考电压RV进行比较，并在接收到的信号高于参考电压RV时输出高信号；正反馈二极管D6，用于把比较单元OP2的输出反馈给比较单元OP2的同相输入端子，以即使对于瞬间发生并消失的异常信号也保持连续的高输出；位于比较单元OP2的输出端的上拉用电阻器R8；以及，用于形成二极管D4、D5和D6的电流通路的电阻器R9。

电流检测和电压补偿单元50包括整流二极管单元D11和D12，用于把正常交流电压转换成脉动电压；电流互感器CT，其串联地连接在正常交流电压和整流和平滑单元11之间，用于检测烹饪装置的消耗电流；桥式二极管D7、D8、D9和D10，它们的输入端A与整流二极管单元D11和D12连接以接收脉动电压，它们的输出端B与微计算机14的端子P3连接，通过串联地连接两个二极管而形成的两对二极管D7、D8、D9和D10并联地连接，电流互感器CT的终结端与各个二极管对的中间点连接；充电电容器C6，其与输出端B连接，用于将桥式二极管D7、D8、D9和D10所转换的脉动电压转换成直流电；与输入端A和整流二极管单元D11和D12连接的分压电阻器R12和R13；与分压电阻器R12和R13连接的充电电容器C7；以及，晶体管TR5，其基极连接到微计算机14的端子P4，其集电极连接到充电电容器C7，其发射极接地，从而微计算机14可以识别是否存在烹饪器具2。

下面详细说明根据本发明的感应加热型烹饪装置的开/关操作和输出控制部分。微计算机14的用于输出开/关感应加热型烹饪装置的命令的端子P1具有低有效状态。当端子P1具有高态时，开/关切换单元42的晶体管TR1导通，推挽晶体管TR2和TR3的中间点具有低态，自振荡半桥型驱动集成电路44的电容端子CT由于二极管D2而具有低态，从而停止自振荡半桥型驱动集成电路44的工作。当端子P1具有低态时，自振荡半桥型驱动集成电路44通过逻辑状态的反转操作而开始工作。

微计算机14的通过开/关切换单元42而开/关逆变器操作的端子P1也可以撤销异常状态保持单元46的保持功能。异常状态保持单元46的输出具有高有效状态。在异常状态保持单元46中，比较单元OP2在过流和过谐振状态下分别通过二极管D4和D5接收异常信号，把该异常信号与参考电压RV进行比较，并且当异常信号高于参考电压RV时输出高信号。为了即使对于瞬间发生并消失的异常信号也保持连续的高输出，正反馈二极管D6把输出反馈给比较单元OP2的同相输入端子。使用电阻器R8来上拉比较单元OP2的输出，并且使用电阻器R9作为二极管D4、D5和D6的电流通路。

图5示出了在异常状态下包括异常状态保持单元46在内的各个元件的状态。在此以过流为例，但是过谐振也具有相同的状态。例如，当发生了异常状态并且异常状态保持单元46的输出具有高态时，开/关切换单元42选择两个状态中的一个。首先，当端子P1具有高态时(逆变器单元停止工作)，晶体管TR1导通，从而二极管D3忽略当前状态。相反，当端子P1具有低态时(逆变器单元工作)，晶体管TR4导通，从而推挽晶体管TR2和TR3的中间点具有低态，从而直接停止逆变器单元12的工作。相应地，逆变器单元12的IGBT IGBT1和IGBT2受到了保护。

为了消除逆变器单元12由于异常状态而导致的不工作，微计算机14的端子P1瞬时地具有高态，然后具有低态。在端子P1具有高态的情况下，晶体管TR1导通，比较单元OP2的输出由于二极管D3而具有低态，并且比较单元OP2的同相输入端子的电压变为低于参考电压RV。

模拟转换单元41从微计算机14的端子P2接收几位的二进制值或者一位的PWM信号，通过积分处理将接收到的信号转换成模拟信号，并把该模拟信号输出到输出控制单元43。

模拟转换单元41中生成的模拟信号被通过输出控制单元43的电阻器R2传送到场效应晶体管FET的栅极，以改变场效应晶体管FET的漏极和源极之间的阻值。结果，改变了自振荡半桥型驱动集成电路44的振荡频率，以控制上述感应加热型烹饪装置的输出。

自振荡半桥型驱动集成电路44的振荡频率由下面的式1表示：

式1

Fo＝1/{1.4*(RT+75)*CT}

这里，CT表示电容器C2的电容，当漏极和源极之间的电阻为Rds时，RT＝{(R3+Rds)//R4}。

如式1所示，通过改变场效应晶体管FET的漏极和源极之间的阻值，改变电阻端子RT的值，从而改变感应加热型烹饪装置的振荡频率。

逆变器单元12的IGBT对，即上IGBT IGBT1和下IGBT IGBT2，从自振荡半桥型驱动集成电路44接收栅驱动信号，并向作为负载的感应加热型线圈13输出高频切换电流。感应加热型线圈13与谐振单元的谐振电容器C4和C5一样地在串行谐振状态下工作。当高频谐振电流通过感应加热型线圈13时，在位于线圈13上的磁性烹饪器具2的底面中感应出涡流，与烹饪器具2本身的金属电阻一起作用，转变成所需的热。与自振荡半桥型驱动集成电路44连接的电容器C3积蓄内部驱动功率以生成上IGBT IGBT1的栅驱动信号。与谐振单元连接的电阻器R12和电阻器R11降低谐振电压，并把降低后的电压传送到异常状态保持单元46作为判决输入。

此后，过流检测单元45通过运算放大器OP1把感应加热型烹饪装置的直流模式上的微小电势差放大预定的倍数，并把放大后的电势差传送到异常状态保持单元46。当异常状态下该装置的电流异常地增大时，过流检测单元45的运算放大器OP1的输出Y2变得高于异常状态保持单元46的参考电压RV。结果，异常状态保持单元46的输出具有高态，从而停止逆变器单元12的工作。反相输入端电阻器R6和负反馈电阻器R7用于确定运算放大器OP1的放大倍数，同相输入端电阻器R5用于减小运算放大器OP1的输入漂移。传统的过流检测单元通常利用电流互感器把电流转换成目标元件中的电压。但是，电流互感器比运算放大器等的半导体更昂贵，并占用更大的面积。在本发明中，使用运算放大器的过流检测方法特别适用于解决上述问题。

电流检测和电压补偿单元50在一个模块中具有两个功能，即，检测感应加热型烹饪装置的消耗电流并检测其输入电压。电流互感器CT读取该装置的消耗电流，通过桥式二极管D7、D8、D9和D10将其转换成脉动电压，并通过充电电容器C6转换成直流电。通过整流二极管单元D11和D12把正常的交流电转换成脉动电压，通过分压电阻器R12和R13进行降压，通过充电电容器C7转换成直流电，并表达为电压V10。相应地，电源电压V10被加到该装置的消耗电流上，并被施加到微计算机14的电流监视端子P3。微计算机14把电源电压所引起的电压V12的电压升高识别为消耗电流的增大，并降低输出，从而与电源电压的升降无关地维持恒定的输出。当微计算机14识别是否存在烹饪器具2时，晶体管TR5导通以去除所添加的输入电压。也就是说，微计算机14只需逆变器单元12的消耗电流来识别是否存在烹饪器具2。当输入电压被加在消耗电流上时，微计算机14无法有效地识别烹饪器具2。优选地，当微计算机14识别到烹饪器具2时，端子P4具有高态从而导通晶体管TR5。

图6示出了电源电压的变动中微计算机14的监视电压V12。在图3的电流检测和电压补偿单元50中，第一个图示出了V11节点的电流值，第二个图示出了平滑后的V12，即电压补偿之前的电流值，第三个图示出了V10节点的输入电压，第四个图示出了通过把V11值添加到V12节点上而获得的电流值，即电压补偿后的电流值。

如图6所示，当输入电压(V10节点的电压)高于额定值时，相应的电压值被加到电流检测值上，从而获得与电流增大相同的效果。微计算机14将其识别为电流增大，并降低输出。

如前面所述，根据本发明，感应加热型烹饪装置利用自振荡半桥型驱动集成电路而简化了各个功能元件中的IGBT驱动部分的电路结构。

另外，该感应加热型烹饪装置利用集成电路而降低了单位制造成本。

另外，该感应加热型烹饪装置可以通过在电源电压升降时对电源电压进行补偿以防止消耗功率的变动，从而维持恒定的输出。

另外，该感应加热型烹饪装置利用安全装置，在由于电源电压的扰动而出现异常状态时(过谐振或过流)，快速地停止电路的工作，从而提高了可靠性并延长了使用寿命。

尽管对本发明的一些优选实施例进行了说明，但是可以理解，本发明不限于这些优选实施例，在所附权利要求的精神和范围内可以进行各种变化和改进。

Claims (13)

1.一种感应加热型烹饪装置，包括：

整流和平滑单元，用于把来自交流电输入端子的正常交流电压整流并平滑成直流电压；

逆变器单元，用于从所述整流和平滑单元接收直流电压，并生成高频功率信号；

逆变器控制单元，用于输出用于控制所述逆变器单元的控制信号；以及

微计算机，用于控制所述烹饪装置的总体工作，

其中所述逆变器控制单元包括：

模拟转换单元，用于将来自所述微计算机的数字控制信号转换成模拟信号以控制所述逆变器单元的振荡频率；

开/关切换单元，用于从所述微计算机接收所述控制信号，并把所接收到的信号输出给输出控制单元以控制所述逆变器单元的开/关动作；

输出控制单元，其由用于实现自振荡的电阻器和电容器构成，用于根据来自所述模拟转换单元的模拟信号控制所述自振荡用电阻器的值，从而改变振荡频率，把所述振荡频率输出给自振荡半桥型驱动集成电路的电阻端子，并根据来自所述开/关切换单元的信号向所述自振荡半桥型驱动集成电路的电容端子输出低或高信号；以及

自振荡半桥型驱动集成电路，其与所述输出控制单元连接，并根据来自所述电容端子的信号而开/关，用于根据来自所述电阻端子的振荡频率而输出用于驱动所述逆变器单元的IGBT的脉冲信号。

2.根据权利要求1所述的烹饪装置，其中为了在电源电压异常状态(过流或过谐振)下保护所述逆变器单元，还包括：

过流检测单元，用于放大并输出所述逆变器单元的直流模式上的电势差，以检测所述逆变器单元的过流或过谐振状态；以及

异常状态保持单元，用于将来自所述过流检测单元的过流信号与一个参考电压进行比较，并输出结果值，

其中所述开/关切换单元从所述异常状态保持单元接收所述输出值，并把所接收到的值输出给所述输出控制单元。

3.根据权利要求1所述的烹饪装置，其中所述开/关切换单元还包括：

第一晶体管，其基极与所述微计算机的用于输出低有效控制信号的输出端子连接，其发射极接地；

与所述第一晶体管的集电极连接的第一二极管；

两个推挽晶体管，它们的基极并联地与所述第一二极管连接；以及

连接在所述两个推挽晶体管的发射极和所述电容端子之间的第二二极管。

4.根据权利要求2或3所述的烹饪装置，其中所述开/关切换单元包括：

第三二极管，用于把所述异常状态保持单元的输出传送到所述第一晶体管的集电极；

第二晶体管，其基极被连接为接收所述异常状态保持单元的输出；以及

与所述第二晶体管的集电极连接的电阻器，所述第一二极管把所述第一和第二晶体管的集电极连接起来。

5.根据权利要求2所述的烹饪装置，其中所述异常状态保持单元具有高有效输出值。

6.根据权利要求2所述的烹饪装置，其中所述过流检测单元包括：

运算放大器，用于通过放大所述逆变器单元的直流模式上的电势差，从而向所述异常状态保持单元输出过流信号；

同相输入端电阻器和反相输入端电阻器，用于把所述逆变器单元的直流模式上的电势差输入到所述运算放大器的加法端子；以及

负反馈电阻器，用于把来自所述运算放大器的输出端子的输出信号输入到所述运算放大器的减法端子，从而确定增益。

7.根据权利要求2所述的烹饪装置，其中所述异常状态保持单元包括：

比较单元，用于通过第一二极管从所述过流检测单元接收所述过流信号，通过第二二极管从所述逆变器单元接收过谐振状态发生信号，将接收到的信号与一个参考电压进行比较，并且当接收到的信号高于所述参考电压时输出高信号；

正反馈二极管，用于将来自所述比较单元的输出反馈到所述比较单元的同相输入端子，以即使对于瞬间发生并消失的异常信号也保持连续的高输出；

位于所述比较单元的输出端的上拉用第一电阻器；以及

用于形成所述二极管的电流通路的第二电阻器。

8.根据权利要求1或2所述的烹饪装置，其中所述模拟转换单元从所述微计算机的输出端接收几位的二进制码或一位的PWM信号，通过积分处理把接收到的信号转换成模拟信号，并把该模拟信号输出给所述输出控制单元。

9.根据权利要求1或2所述的烹饪装置，其中所述输出控制单元包括：

场效应晶体管，其栅极被连接为通过第一电阻器从所述模拟转换单元接收所述模拟信号，以改变漏极和源极之间的电阻值；

第二电阻器，其一侧连接到所述电阻端子，而另一侧连接到所述场效应晶体管的漏极；

第三电阻器，其一侧连接到所述电阻端子和所述第二电阻器，而另一侧连接到所述场效应晶体管的源极和所述电容端子；以及

电容器，其一侧连接到所述场效应晶体管的源极。

10.根据权利要求1或2所述的烹饪装置，还包括：电流检测和电压补偿单元，用于测量消耗电流和正常交流电压的输入电压，并向所述微计算机输出复制值，以检测消耗电流并对输入电压进行补偿。

11.根据权利要求10所述的烹饪装置，其中所述电流检测和电压补偿单元包括：

整流二极管单元，用于将正常交流电压转换成脉动电压；

电流互感器，其串联地连接在正常交流电压和所述整流和平滑单元之间，用于检测所述烹饪装置的消耗电流；

桥式二极管，它们的输入端与所述整流二极管单元连接以接收所述脉动电压，它们的输出端与所述微计算机的端子连接，通过串联地连接两个二极管而形成的两对二极管并联地连接，所述电流互感器的终结端与各个二极管对的中间点连接；

第一充电电容器，其与所述桥式二极管的输出端连接，用于将所述桥式二极管所转换的脉动电压转换成直流电；

与所述桥式二极管的输入端和所述整流二极管单元连接的分压电阻器；以及

与所述分压电阻器连接的第二充电电容器。

12.根据权利要求11所述的烹饪装置，其中所述电流检测和电压补偿单元还包括：晶体管，其基极与所述微计算机的端子连接，其集电极与所述第二充电电容器连接，其发射极接地，从而所述微计算机可以识别是否存在烹饪器具。

13.根据权利要求1或2所述的烹饪装置，其中所述集成电路包括：

振荡电路单元，其通过所述电阻端子和所述电容端子与所述输出控制单元的电阻器和电容器连接，用于输出自振荡互补信号；以及

脉冲信号发生单元，用于接收该互补信号，并生成用于驱动所述逆变器单元的IGBT的脉冲信号。

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