CN201590659U - 一种电磁炉的浪涌响应保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电磁炉的浪涌响应保护电路，包括整流电路(1)、浪涌响应电路(2)、过零检测电路(3)、屏蔽浪涌响应电路(4)和后续电路(5)。市电从整流电路(1)的输入端接入，浪涌响应电路(2)和过零检测电路(3)的输入端都与整流电路(1)的输出端连接，浪涌响应电路(2)和过零检测电路(3)的输出端都与屏蔽浪涌响应电路(4)连接，屏蔽浪涌响应电路(4)的输出端连接后续电路(5)。浪涌响应电路(2)可响应正、负脉冲两种浪涌，过零检测电路(3)检测整流之后的电网电压波形的过零状态，在过零期内，屏蔽浪涌响应电路(4)用于屏蔽电压为零期间内的浪涌误响应，使得在过零窗口期间浪涌保护不起作用。

Description

一种电磁炉的浪涌响应保护电路

技术领域

本实用新型涉及一种电磁炉的浪涌响应保护电路，更具体地说，涉及一种能够响应正、负脉冲浪涌的电磁炉浪涌响应保护电路。

背景技术

浪涌也叫突波，顾名思义就是正常工作电压的瞬间突变。本质上讲，浪涌是发生在微秒级到毫秒级时间内的一种电压脉冲，可能引起浪涌的原因有重型设备、短路、电源切换或大型发动机。在电子设计中，浪涌主要指的是电源瞬间突变产生的强力脉冲，由于电路本身的非线性，可能会在工作电压上叠加一个非常大的突变，这称作浪涌。浪涌有可能使电路瞬间烧坏，而浪涌保护就是利用非线性元件对高频(浪涌)的敏感设计的保护电路。电磁炉浪涌保护电路通常的方案只能响应浪涌正向脉冲，而当电路中有负向脉冲的浪涌时，电磁炉的某些关键元器件也会被损坏而使得电磁炉工作出现异常，传统电路的保护不够全面。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述缺陷而提供一种成本低、安全可靠，响应快速全面的电磁炉的浪涌响应保护电路。

为了实现上述技术目的，本实用新型方案为：一种电磁炉的浪涌响应保护电路，包括整流电路、浪涌响应电路、过零检测电路、屏蔽浪涌响应电路和后续电路，市电从整流电路的输入端接入，浪涌响应电路和过零检测电路的输入端都与整流电路的输出端连接，浪涌响应电路和过零检测电路的输出端都与屏蔽浪涌响应电路连接，屏蔽浪涌响应电路的输出端连接后续电路。

所述的浪涌响应电路包括取样电路和比较电路；整流电路的输出端与取样电路输入端相连接，取样电路的输出端与比较电路相连接；比较电路输出电路对于正、负浪涌的响应。

更进一步的，所述取样电路包括电阻R1、R2、R3、R4；所述的浪涌响应电路的比较电路包括比较器U1A和U1B；

所述的电阻R1一端连接整流电路的输出端，另一端与电阻R2、R3、R4的一端相连，电阻R4的另一端为A端；电阻R2的另一端为B端；电阻R3的另一端为C端；

A端与比较器U1A的输入端连接，B端与比较器U1A和U1B的输入端连接，C端与比较器U1B的输入端连接；比较器U1A和U1B的输出端都接入屏蔽浪涌响应电路的输入端；

还包括电阻R5、R6、R7和电容C1、C2，A端并联R7和C1后接地，B端通过电阻R5接地，C端并联R6和C2后接地。

更进一步的，方案1为所述A端与比较器U1A的负输入端连接，所述B端与比较器U1A的正输入端和比较器U1B的负输入端连接；所述C端与比较器U1B的正输入端连接。

更进一步的，方案2为所述A端与比较器U1A的负输入端连接，所述B端与比较器U1A的负输入端和比较器U1B的正输入端连接；所述C端与比较器U1B的负输入端连接。

更进一步的，方案3为所述A端与比较器U1A的正输入端连接，所述B端与比较器U1A的负输入端和比较器U1B的负输入端连接；所述C端与比较器U1B的正输入端连接。

更进一步的，方案4为所述A端与比较器U1A的正输入端连接，所述B端与比较器U1A的负输入端和比较器U1B的正输入端连接；所述C端与比较器U1B的负输入端连接。

更进一步的，比较器U1A和U1B的输出端通过上拉电阻与电源连接。

本实用新型中，当没有浪涌发生时，比较器U1A、U1B输出稳定的高电平或低电平。当有负向浪涌发生时，由于电容C1的滤波作用，信号A变化缓慢，信号B紧随该负向浪涌变化，当B＜A的瞬间，造成比较器U1A翻转，电路产生对于该负向浪涌的响应；当有正向浪涌发生时，由于电容C2的滤波作用，信号C变化缓慢，信号B紧随正向浪涌变化，当B＞C的瞬间，造成比较器U1B翻转，电路产生对于该正向浪涌的响应。过零检测电路检测整流之后的电网电压波形的过零状态，过零期内屏蔽浪涌响应电路用于屏蔽电压为零期间内的浪涌误响应，使得在过零窗口期间浪涌保护不起作用。本实用新型由于采用双比较的方式，既能对正向脉冲浪涌进行响应，又能对负向脉冲浪涌进行响应。其与现有仅能响应正向脉冲的浪涌电路相比，能更可靠的实现保护。

附图说明

图1、为本实用新型的电路框图；

图2、2A、2B、2C、2D为本实用新型的浪涌响应电路(2)的四种电路原理图；

图3、3A、3B分别为本实用新型取样信号A、B、C受负向浪涌和正向浪涌影响的波形突变图；

图4、为本实用新型的实施例电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1、3、4所示，包括整流电路1、浪涌响应电路2、过零检测电路3、屏蔽浪涌响应电路4和后续电路5。市电从整流电路1的输入端接入，浪涌响应电路2和过零检测电路3的输入端都与整流电路1的输出端连接，浪涌响应电路2和过零检测电路3的输出端都与屏蔽浪涌响应电路4连接，屏蔽浪涌响应电路4的输出端连接后续电路5。

所述的浪涌响应电路2包括取样电路21和比较电路22；浪涌响应电路2中的取样电路21包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和电容C1、C2。所述的浪涌响应电路2中的比较电路22包括比较器U1A、U1B和电阻R8、R9。

所述的电阻R1一端连接整流电路1的输出端，另一端与电阻R2、R3、R4的一端相连，电阻R4的另一端与比较器U1A的负端相连，电阻R3的另一端与比较器U1B的正端相连，电阻R2的另一端连接在比较器U1A的正端与U1B的负端之间，电阻R7的一端连接在电阻R4与比较器U1A负端相连的那一端，另一端接地。电容C1并联在电阻R7的两端。电阻R5的一端接在电阻R2与比较器U1A正端、U1B负端连接的那一端，另一端接地。电阻R6的一端接在电阻R3与比较器U1B正端连接的那一端，另一端接地，电容C2并联在电阻R6的两端。上拉电阻R8一端连接在比较器U1A的输出端，另一端接+5V电源。比较器U1A、U1B的输出端相与后接入屏蔽浪涌响应电路4中的比较器U1D的负端。

本实施例中，由于比较器U1A和U1B的输出相与后连接屏蔽浪涌响应电路4中的比较器U1D的负端，能够共用一个上拉电阻即可实现功能。所以，本实施例省去电阻R9。

过零检测电路3包括电阻R11、R12、R13、R14，电容C3，比较器U1C。电阻R11一端接整流电路的输出端，另一端接入比较器U1C的正端，电阻R12的一端连接电阻R11与比较器U1C正端相连的一端，另一端接地。电容C3并联在电阻R12的两端。电阻R13一端接+5V电源，另一端接入比较器U1C的负端，电阻R14的一端连接电阻R13与比较器U1C负端相连的一端，另一端接地。比较器U1C的输出端接入屏蔽浪涌响应电路4中的二极管D1的负端。

屏蔽浪涌响应电路(4)包括电阻R21、R22、R23，二极管D1，比较器U1D。电阻R21一端接+5V电源，另一端接入比较器U1D的正端，电阻R22的一端连接电阻R21与比较器U1D正端相连的一端，另一端接地。电阻R23一端接+5V电源，另一端接入比较器U1D的输出端。二极管D1的正端接比较器U1D的输出端，负端接过零检测电路3中的比较器U1C的输出端。比较器U1D的输出端连接后续电路5的输入端。

后续电路5可以是单片机的中断口，然后通过单片机控制关断IGBT；也可以是其它直接关断IGBT的电路。

取样电路21可产生三路取样电压信号，分别为A、B、C。电阻R1、R4、R7、电容C1产生取样信号A；电阻R1、R2、R5产生取样信号B；电阻R1、R3、R6、电容C2产生取样信号C。通过设置电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7的不同参数值，使得A＜B＜C。

本实施例中，假设当没有浪涌发生时，比较器U1A、U1B输出稳定的高电平，比较器U1A、U1B的输出端相与后仍为高电平，且输出给屏蔽浪涌响应电路4中的比较器U1D的负端。

当有负向浪涌发生时，由于电容C1的滤波作用，信号A变化缓慢，信号B紧随浪涌变化，当B＜A的瞬间，比较器U1A翻转为输出低电平，而比较器U1B输出不变为高电平，但由于比较器U1A、U1B的输出相与，故浪涌响应电路的状态发生变化，由高电平变为低电平，且输出给屏蔽浪涌响应电路4中的比较器U1D的负端。同时浪涌响应电路2本身产生对于该负向浪涌的响应；

当有正向浪涌发生时，由于电容C2的滤波作用，信号C变化缓慢，信号B紧随浪涌变化，当B＞C瞬间，比较器U1B翻转为输出低电平，而比较器U1A输出状态不变为高电平，但由于比较器U1A、U1B的输出相与，故浪涌响应电路(2)的状态发生变化，由高电平变为低电平，且输出给屏蔽浪涌响应电路4中的比较器U1D的负端。同时浪涌响应电路2本身产生对于该正向浪涌的响应。

综上，浪涌响应电路2可以对正向、负向两种浪涌做出响应。

由于，电网电压处于过零状态时，浪涌响应电路2中的比较器U1A或U1B也会发生翻转，产生误响应。故引入过零检测电路(3)和屏蔽浪涌响应电路(4)。过零检测电路3中电阻R11、R12、电容C3用做取样整流之后的电压信号D；电阻R13、R14通过分压产生比较基准信号E。当电网电压过零时，整流之后的电压信号同步过零。此时，D＜E，比较器U1C输出低电平，表示电网电压过零。

屏蔽浪涌响应电路4中的比较器U1D用于把浪涌响应电路的输出反相，使得浪涌发生时U1D的输出为高电平。如果此时电网电压为过零状态，也即比较器U1C输出低电平，浪涌响应电路2会误动作而使得U1D输出为高电平。而此时过零检测电路3中的比较器U1C输出为低电平，二极管D1导通，将U1D的输出拉为低电平。使得在过零窗口期间，浪涌响应电路2的响应及保护不起作用。

本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，在本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种电磁炉的浪涌响应保护电路，包括整流电路(1)、浪涌响应电路(2)、过零检测电路(3)、屏蔽浪涌响应电路(4)和后续电路(5)，其特征在于市电从整流电路(1)的输入端接入，浪涌响应电路(2)和过零检测电路(3)的输入端都与整流电路(1)的输出端连接，浪涌响应电路(2)和过零检测电路(3)的输出端都与屏蔽浪涌响应电路(4)连接，屏蔽浪涌响应电路(4)的输出端连接后续电路(5)。

2.根据权利要求1所述的电磁炉的浪涌响应保护电路，其特征在于所述的浪涌响应电路(2)包括取样电路(21)和比较电路(22)；整流电路(1)的输出端与取样电路(21)输入端相连接，取样电路(21)的输出端与比较电路(22)相连接；比较电路(22)输出电路对于正、负浪涌的响应。

3.根据权利要求2所述的电磁炉的浪涌响应保护电路，其特征在于所述取样电路(21)包括电阻R1、R2、R3、R4；所述的浪涌响应电路(2)的比较电路(22)包括比较器U1A和U1B；

所述的电阻R1一端连接整流电路(1)的输出端，另一端与电阻R2、R3、R4的一端相连，电阻R4的另一端为A端；电阻R2的另一端为B端；电阻R3的另一端为C端；

A端与比较器U1A的输入端连接，B端与比较器U1A和U1B的输入端连接，C端与比较器U1B的输入端连接；比较器U1A和U1B的输出端都接入屏蔽浪涌响应电路(4)的输入端；

还包括电阻R5、R6、R7和电容C1、C2，A端并联R7和C1后接地，B端通过电阻R5接地，C端并联R6和C2后接地。

4.根据权利要求3所述的电磁炉的浪涌响应保护电路，其特征在于所述A端与比较器U1A的负输入端连接，所述B端与比较器U1A的正输入端和比较器U1B的负输入端连接；所述C端与比较器U1B的正输入端连接。

5.根据权利要求3所述的电磁炉的浪涌响应保护电路，其特征在于所述A端与比较器U1A的负输入端连接，所述B端与比较器U1A的负输入端和比较器U1B的正输入端连接；所述C端与比较器U1B的负输入端连接。

6.根据权利要求3所述的电磁炉的浪涌响应保护电路，其特征在于所述A端与比较器U1A的正输入端连接，所述B端与比较器U1A的负输入端和比较器U1B的负输入端连接；所述C端与比较器U1B的正输入端连接。

7.根据权利要求3所述的电磁炉的浪涌响应保护电路，其特征在于所述A端与比较器U1A的正输入端连接，所述B端与比较器U1A的负输入端和比较器U1B的正输入端连接；所述C端与比较器U1B的负输入端连接。

8.根据权利要求3～7任一项所述的电磁炉的浪涌响应保护电路，其特征在于比较器U1A和U1B的输出端通过上拉电阻与电源连接。

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