CN201388307Y

CN201388307Y - 一种电磁炉电路

Info

Publication number: CN201388307Y
Application number: CN200920054148U
Authority: CN
Inventors: 黄昊
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2019-04-03

Abstract

本实用新型涉及电磁炉电路，包括整流滤波电路，谐振电路，正端采样电路，负端采样电路，相位比较电路，IGBT功率开关电路，IGBT功率开关驱动电路，MCU主控芯片及与MCU主控芯片电连接的检测、控制电路和按键、显示电路；交流电经整流滤波电路，谐振电路后，一路经IGBT功率开关电路与IGBT功率开关驱动电路连接，另一路经正端采样电路与相位比较电路的输入端电连接，相位比较电路的另一输入端连接与整流滤波电路输出端电连接的负端采样电路，IGBT功率开关驱动电路与MCU主控芯片的输出脚之间设有电平移动电路；相位比较电路输出端连接MCU主控芯片输入脚。本专利结构简单、抗干扰能力强、不易停振且使用寿命长。

Description

一种电磁炉电路

技术领域

本实用新型涉及一种电磁炉电路，特别涉及一种结构简单、抗干扰能力强、不易停振且使用寿命长的电磁炉电路。

背景技术

图2为现有电磁灶的电路示意图，包括桥式整流器BR，滤波电容C1，谐振电容C2，谐振电感L，正端采样电路R1，R2，负端采样电路R3，R4，相位比较器B，锯齿波发生电路(C5，R6，D1)，PWM比较器E，IGBT驱动电路(NPN，PNP，R7，R8)，IGBT功率开关管，启动电容C4组成。其工作过程为：电路接通交流市电ACV后，在A点获得直流电压Vdc＝1.4Vac。在初始阶段，D点和R点均设定为0电压，电路处于禁止状态而不振荡。工作时，R点先上升为高点平(一般为2～5V)，然后D点由0电压上升为高电平，一般为5伏。此时通过启动电容C4给出一个启动脉冲到N点，使相位比较器B由高电平下降为低电平，再通过时间控制电容C4使PWM比较器E输出高电平而开启IGBT，谐振电容和谐振电感充电。同时，电容C5通过电阻R6充电，电压上升，经时间t后，其电压上升到高于R点电压，使PWM比较器C输出翻转为低电平而关闭IGBT。此时由于谐振电感的作用使IGBT的C极产生高压，使P点电压高于N点电压而使相位比较器B电压由低电平上升为高电平。通过电容C5反馈到PWM比较器E使IGBT锁定在截止状态，直到IGBT的C极电压因谐振下降使P点电压小于N点电压而再次打开IGBT，由此保持电路的振荡过程。采用该结构的振荡电路，使用过程中存在以下几个问题：1、容易受到外界电浪涌干扰而失谐，如果交流市电出现浪涌干扰(如大功率电器，马达，电焊等启动瞬间或雷击)，就会使相位比较器B输出受到干扰而使整个振荡电路失谐，从而引起IGBT因过流或过压而损坏。2、容易停振，由于电磁灶输出功率很大(一般大于1000W)，A点的电压波形为脉动直流电压，频率为市电的两倍(100Hz)，波谷电压为0。电磁灶振荡频率一般为20～40kHz，当A点电压处于波谷时，因电源给谐振电路补充能量不足，振荡处于衰减状态，此时电路容易停振，尤其在供电电压不稳定地区更容易停振。3、电路相对复杂，对锯齿波发生电路元件要求高，元件失效容易引起IGBT损坏。4、电路结构复杂，生产成本高。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种结构简单、抗干扰能力强、不易停振且使用寿命长的电磁炉电路。

本实用新型的目的是这样实现的：一种电磁炉电路，包括整流滤波电路，谐振电路，正端采样电路，负端采样电路，相位比较电路，IGBT功率开关电路，IGBT功率开关驱动电路，MCU主控芯片以及与MCU主控芯片电连接的检测、控制电路和按键、显示电路；外部交流电源经整流滤波电路，谐振电路后，一路经IGBT功率开关电路与IGBT功率开关驱动电路电连接，另一路经正端采样电路与相位比较电路的输入端电连接，所述相位比较电路的另一输入端连接与整流滤波电路输出端电连接的负端采样电路，其特征在于：所述IGBT功率开关驱动电路与MCU主控芯片的输出脚之间设有一电平移动电路；所述相位比较电路的输出端直接与MCU主控芯片的输入脚电连接。

本实用新型的积极效果：在IGBT功率开关驱动电路与MCU主控芯片的输出端之间设置一电平移动电路，相位比较电路的输出端直接与MCU主控芯片的输入端电连接，MCU主控芯片的输入脚不断侦测相位比较电路输出端的工作波形，通过计算后在M脚给出一个连续跟踪的驱动波形，从而实现电路的谐振，MCU主控芯片起到一个频率跟踪器的作用。采用该结构的电路，具有以下工作优点：1、抗浪涌干扰能力强。由于通过MCU进行跟踪和计算，在实际中，计算软件引入了低通滤波算法，极限限制滤波算法。使高频的浪涌脉冲被过滤而不会干扰驱动波形；2、不会因电压处于波谷而停振。由于驱动波形为MCU主控芯片产生而不是电路自激振荡产生，即使在波谷补充能量不足的情况下也不会因振荡衰减而停振；3、在电路元件失效的情况下，MCU主控芯片侦测不到正常的谐振波形，不会发出IGBT启动信号，从而起到保护IGBT的作用；4、电路结构简单，生产成本低。

附图说明

图1为现有技术的电磁炉电路方框图；

图2为现有技术的电磁炉电路原理图；

图3为本实用新型电磁炉电路方框图；

图4为本实用新型电磁炉电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型电磁炉电路的具体实施方式作详细说明。

图1所示为现有技术的电磁炉电路方框图，主要由整流滤波电路，谐振电路，正端采样电路，负端采样电路，相位比较电路，锯齿波发生电路，PWM比较电路，IGBT功率开关电路，IGBT功率开关驱动电路，启动电路，MCU主控芯片以及与MCU主控芯片电连接的检测控制电路和按键、显示电路组成。具体连接电路如图2所示：包括桥式整流器BR，滤波电容C1，谐振电容C2，谐振电感L，正端采样电路R1，R2，负端采样电路R3，R4，相位比较器B，锯齿波发生电路(C5，R6，D1)，PWM比较器E，IGBT驱动电路(NPN，PNP，R7，R8)，IGBT功率开关管，启动电容C4组成。其工作过程为：电路接通交流市电ACV后，在A点获得直流电压Vdc＝1.4Vac。在初始阶段，D点和R点均设定为0电压，电路处于禁止状态而不振荡。工作时，R点先上升为高点平(一般为2～5V)，然后D点由0电压上升为高电平，一般为5伏。此时通过启动电容C4给出一个启动脉冲到N点，使相位比较器B由高电平下降为低电平，再通过时间控制电容C4使PWM比较器E输出高电平而开启IGBT，谐振电容和谐振电感充电。同时，电容C5通过电阻R6充电，电压上升，经时间t后，其电压上升到高于R点电压，使PWM比较器E输出翻转为低电平而关闭IGBT。此时由于谐振电感的作用使IGBT的C极产生高压，使P点电压高于N点电压而使相位比较器B电压由低电平上升为高电平。通过电容C5反馈到PWM比较器使IGBT锁定在截止状态，直到IGBT的C极电压因谐振下降使P点电压小于N点电压而再次打开IGBT，由此保持电路的振荡过程。采用该结构的振荡电路，电路结构复杂，生产成本高；容易受到外界电流干扰；容易停振且IGBT功率开关管容易烧坏。

图3所示为本实用新型的电磁炉电路方框图，主要由整流滤波电路，谐振电路，正端采样电路，负端采样电路，相位比较电路，IGBT功率开关电路，IGBT功率开关驱动电路，MCU主控芯片以及与MCU主控芯片电连接的检测、控制电路和按键、显示电路组成；外部交流电源经整流滤波电路，谐振电路后，一路经IGBT功率开关电路，IGBT功率开关驱动电路，电平移动电路与MCU主控芯片的输出脚电连接，另一路经正端采样电路与相位比较电路的输入端电连接，相位比较电路的另一输入端连接与整流滤波电路输出端电连接的负端采样电路，相位比较电路输出端与MCU主控芯片的输入脚电连接。具体电路如图4所示：其中整流滤波电路，谐振电路，正端采样电路，负端采样电路，相位比较电路，IGBT功率开关电路，IGBT功率开关驱动电路，MCU主控芯片以及与MCU主控芯片电连接的检测、控制电路和按键、显示电路与现的技术的电路一致，实现的功能也是一样的，但删除了启动电路，锯齿波发生电路及相关元件，原PWM比较器不再作为PWM比较器使用，而是作为一个电平移动电路，用作MCU电平移动为IGBT驱动电平。工作过程如下：上电时，A点获得直流电压Vdc＝1.4Vac。起始状态下，MCU在M点给出高电平，电路处于禁止状态，启动时，MCU给出一个约3～30微妙的低电平激励脉冲打开IGBT。MCU通过输入脚T引脚侦测相位比较器B的波形，通过计算得出谐振参数。然后通过M脚输出一个驱动波形。在工作过程中，MCU不断通过T脚侦测工作波形，通过计算后在输出脚M脚给出一个连续跟踪的驱动波形，从而实现电路的谐振，MCU起到一个频率跟踪器的作用。采用该结构的电路主要优点体现在以下几个方面，1、抗浪涌干扰能力强。由于通过MCU进行跟踪和计算，在实际中，计算软件引入了低通滤波算法，极限限制滤波算法。使高频的浪涌脉冲被过滤而不会干扰驱动波形。2、不会因电压处于波谷而停振。由于驱动波形为MCU产生而不是电路自激振荡产生，即使在波谷补充能量不足的情况下也不会因振荡衰减而停振。3、在电路元件失效的情况下，MCU侦测不到正常的谐振波形，不会发出IGBT启动信号，从而起到保护IGBT的作用。4、电路结构简单，生产成本低。

Claims

1、一种电磁炉电路，包括整流滤波电路，谐振电路，正端采样电路，负端采样电路，相位比较电路，IGBT功率开关电路，IGBT功率开关驱动电路，MCU主控芯片以及与MCU主控芯片电连接的检测、控制电路和按键、显示电路；外部交流电源经整流滤波电路，谐振电路后，一路经IGBT功率开关电路与IGBT功率开关驱动电路电连接，另一路经正端采样电路与相位比较电路的输入端电连接，所述相位比较电路的另一输入端连接与整流滤波电路输出端电连接的负端采样电路，其特征在于：所述IGBT功率开关驱动电路与MCU主控芯片的输出脚之间设有一电平移动电路；所述相位比较电路的输出端直接与MCU主控芯片的输入脚电连接。