CN204131762U - 电磁炉降反压电路及包含该降反压电路的电磁炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种电磁炉降反压电路及包含该降反压电路的电磁炉。该电磁炉降反压电路包括依次连接的整流滤波电路、振荡电路和IGBT电路，电磁炉降反压电路还包括第一降压电路和第二降压电路，第一降压电路的两端分别连接至振荡电路的两端，第二降压电路的第一端连接至IGBT电路的C极，第二降压电路的第二端连接至IGBT电路的E极。根据本实用新型的电磁炉降反压电路，能够降低IGBT的C极的反压，提高IGBT工作的安全性，并有效防止电磁炉发生炸机。
Description
技术领域
本实用新型涉及电磁炉领域，具体而言，涉及一种电磁炉降反压电路及包含该降反压电路的电磁炉。
背景技术
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR(电力晶体管)的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低，因此被广泛应用。
电磁炉的工作电路中一般包括有IGBT和包括谐振电容的振荡电路，IGBT电路的C极与振荡电路连接，G极通入高频交流电，来驱动电路工作，对电磁炉上的锅具进行加热。由于电磁炉的G极通过的是30kHz左右的高频电流，因此IGBT导通时，在电感线圈上产生高频的交变电流，于是电感线圈在C极与振荡电路的连接位置自感出高电压，达千伏级别。由于振荡电路通过IGBT内部与G极相连，以及振荡电路通过高阻电阻或容值很小的电容(容值大则会影响振荡频率)反馈给控制放大电路放大后与G极相连，因此该自感高电压很易受到差模信号类的干扰，影响电磁炉的同步电路，因而容易出现E1(电压过高)保护或跳闸，甚至短路炸机。而此反压值较高，很容易击穿IGBT，功率越大，则反压也越高，从而造成IGBT损坏，导致电磁炉无法正常工作。
实用新型内容
本实用新型实施例中提供一种电磁炉降反压电路及包含该降反压电路的电磁炉，能够降低IGBT的C极的反压，提高IGBT工作的安全性，并有效防止电磁炉发生炸机。
为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种电磁炉降反压电路，包括依次连接的整流滤波电路、振荡电路和IGBT电路，电磁炉降反压电路还包括第一降压电路和第二降压电路，第一降压电路的两端分别连接至振荡电路的两端，第二降压电路的第一端连接至IGBT电路的C极，第二降压电路的第二端连接至IGBT电路的E极。
作为优选，第一降压电路和第二降压电路均包括至少一个电阻。
作为优选，第一降压电路包括相互串联的第一电阻和第二电阻。
作为优选，第一降压电路还包括第一发光二极管和第二发光二极管，第一发光二极管和第二发光二极管反向并联后与第一电阻和第二电阻串联。
作为优选，第一发光二极管和第二发光二极管设置在第一电阻和第二电阻之间。
作为优选，第一发光二极管和第二发光二极管其中至少之一为变色发光二极管。
作为优选，第二降压电路包括相互串联的第三电阻和第四电阻。
作为优选，第二降压电路还包括与第三电阻和第四电阻串接的第三发光二极管，第三发光二极管的导通方向为从C极向E极导通。
作为优选，第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻的阻值为10千欧至300千欧。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种电磁炉，包括电磁炉降反压电路，该电磁炉降反压电路为上述的电磁炉降反压电路。
应用本实用新型的技术方案，电磁炉降反压电路包括依次连接的整流滤波电路、振荡电路和IGBT电路，电磁炉降反压电路还包括第一降压电路和第二降压电路，第一降压电路的两端分别连接至振荡电路的两端，第二降压电路的第一端连接至IGBT电路的C极，第二降压电路的第二端连接至IGBT电路的E极。在该电磁炉降反压电路工作时，一旦振荡电路的电感线圈自感出高电压，或者IGBT电路自身在C极产生高电压时，就可以通过第一降压电路和第二降压电路来对C极所产生的电压进行降压，从而降低电磁炉的反压，降低IGBT电路和谐振电容的温升，延长谐振电容和IGBT的寿命，防止电磁炉损坏或者炸机，延长电磁炉的寿命。由于两个降压电路与零火线间的压敏电阻之间是并联的关系，因此可以分担压敏电阻的作用，与原电路的压敏电阻一起吸收干扰电压，从而形成非线性和线性的吸收保护作用。
附图说明
图1是本实用新型实施例的电磁炉降反压电路的工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
如图1所示，根据本实用新型的实施例，电磁炉降反压电路包括依次连接的整流滤波电路、振荡电路和IGBT电路，电磁炉降反压电路还包括第一降压电路和第二降压电路，第一降压电路的两端分别连接至振荡电路的两端，第一降压电路的第一端与振荡电路交于A点，第二端与振荡电路交于B点后连接至IGBT电路的C极，第二降压电路的第一端与振荡电路交于B点之后连接至IGBT电路的C极，第二降压电路的第二端连接至IGBT电路的E极。
在该电磁炉降反压电路工作时，电磁炉的G极通过的是高频的电流，因此IGBT导通时，在电感线圈上产生高频的交变电流，电感线圈在B点自感出高电压，达千伏级别。一旦振荡电路的电感线圈在B点自感出高电压，或者IGBT电路在C极产生高电压时(C极与振荡电路的连接点和B点可以重合)，就可以通过第一降压电路和第二降压电路来对C极所产生的电压进行降压，从而降低电磁炉的反压，降低IGBT电路和谐振电容的温升，延长谐振电容和IGBT的寿命，防止电磁炉损坏或者炸机，延长电磁炉的寿命。
第一降压电路和第二降压电路上均包括至少一个电阻。整流滤波电路包括桥式电路、第一电感线圈L1和第一电容C1。
振荡电路为LC振荡电路，包括第二电容C2和第二电感线圈L2，振荡电路的第一端与整流滤波电路交于A点，第二端与IGBT电路交于B点。在该振荡电路工作时，当第二电容C2进入充电状态时，振荡电路相当于短路，此时第二发光二极管D2上的电压很低，因此不会发光。由于此时第二电感线圈L2上无自感电压，因此第一发光二极管D1也不会亮。在C2充电过程中，第二电容C2上电场能在增加，第二电感线圈L2磁场能在减小，回路中电流在减小，第二电容C2上电量在增加，此时第二发光二极管D2上的电压达到临界值，第二发光二极管D2点亮，电流通过线路3所示线路流动，即电流从第一降压电路经过后分别经由第二降压电路和IGBT电路流回整流过滤电路。
当第二电容C2充电完毕后，开始进入放电过程，此时B点的自感高电压一部分通过线路1经第一降压电路导走，一部分通过线路2经第二降压电路导走。在第二电容C2放电的过程中，第二电容C2的电场能在减少，第二电感线圈L2的磁场能在增加，回路中电流在增加，第二电容C2上的电量在减少。此时在线路1中，振荡电路与第一降压电路之间形成回路，第一降压电路上的电阻与第二电容C2之间串联，能够对C2的电压进行降压，从而降低B点的自感高电压，此时感应电流从B点流向A点，第二发光二极管D2不亮，第一发光二极管D1导通点亮。在线路2中，第二降压电路上的电阻与第二电容C2之间串联，能够对第二电容C2的电压进行降压，从而降低B点的自感高电压，此时感应电流从B点经第二降压电路流向第一电容C1的第一端，对第二电容C2进行降压处理，以避免B点产生的自感高电压直接作用在IGBT电路的C极而造成IGBT电路击穿，有效保护IGBT电路。
在本实施例中，第一降压电路包括相互串联的第一电阻R1和第二电阻R2。第一降压电路中包括两个电阻，可以使得两个电阻之间相互形成保护，短路其中任何一个电阻，第一降压电路仍然能够起到作用也不至于损坏，能够提高第一降压电路工作时的安全性和可靠性，提高整个电磁炉工作时的安全性。断路其中任何一个电阻，也不会影响第二降压电路的安全性，第二降压电路仍然能够起到作用，能够提高整个降压电路工作时的安全性和可靠性，提高整个电磁炉工作时的安全性。
第一降压电路还包括第一发光二极管D1和第二发光二极管D2，第一发光二极管D1和第二发光二极管D2反向并联后与第一电阻R1和第二电阻R2串联。两个发光二极管主要起到指示作用，能够对电磁炉降反压电路进行实时监控，并根据发光二极管的指示来判断电磁炉是否正常工作，是否发生损坏，或者是否有发生炸机的可能，从而有效对电磁炉的工作进行监控，防止出现炸机现象，提高电磁炉工作时的安全性和可靠性。
第一发光二极管D1和第二发光二极管D2反向并联后可以设置在第一电阻R1的远离第二电阻R2的一侧，也可以设置在第二电阻R2的远离第一电阻R1的一侧，或者是设置在第一电阻R1和第二电阻R2之间。优选地，在本实施例中，第一发光二极管D1和第二发光二极管D2反向并联后设置在第一电阻R1和第二电阻R2之间，在电磁炉工作时，电压不会首先对两个发光二极管造成冲击，因此能够降低高频交流电对发光二极管所造成的冲击损坏。
第一发光二极管D1和第二发光二极管D2其中至少之一为变色发光二极管，该变色发光二极管可以为双脚变色发光二极管，也可以为三脚变色发光二极管。第一发光二极管D1和第二发光二极管D2也可以为普通的发光二极管，优选地，这两个二极管之间应该具有不同的发光特性，从而便于操作人员更加直观地对两个二极管的工作情况进行判断，快速准确地获取电磁炉的工作状态信息。
第二降压电路包括相互串联的第三电阻R3和第四电阻R4。第二降压电路中包括两个电阻，可以使得两个电阻之间相互形成保护，短路其中任何一个电阻，第二降压电路仍然能够起到作用也不至于损坏，能够提高第二降压电路工作时的安全性和可靠性，提高整个电磁炉工作时的安全性。断路其中任何一个电阻，也不会影响第一降压电路的安全性，第一降压电路仍然能够起到作用，能够提高整个降压电路工作时的安全性和可靠性，提高整个电磁炉工作时的安全性。
第二降压电路还包括与第三电阻R3和第四电阻R4串接的第三发光二极管D3，第三发光二极管D3的导通方向为从C极向E极导通。由于电磁炉在工作时，IGBT电路的两端电压始终是C极为高电压，E极为低电压，并不会产生反向电流，因此第二降压电路只需要一个导通方向为从C极向E极导通的第三发光二极管D3就能够很好地对电磁炉的工作状况进行指示。优选地，该第三发光二极管D3设置在第三电阻R3和第四电阻R4之间，从而避免交流电直接对第三发光二极管D3造成冲击。
第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的阻值为10千欧至300千欧，可以均不相等。R1和R2取50千欧左右为佳，R3、R4取100千欧左右为佳。优选地，在本实施例中，本电路元器件的典型值为：R1＝R2＝47000欧，R3＝R4＝100千欧，D1、D2可各用一只普通的发光二极管，也可用一只变色发光二极管代替，D3是一只普通的发光二极管。上述的发光二极管也可以用电阻、电容、电感、稳压二极管等器件来代替。
上述的第一降压电路和第二降压电路之间能够形成互补关系，可以同时对B点的自感高电压进行降压，一旦其中一个降压电路损坏，另外一个降压电路仍然能够工作，因此可以更加有效地保护IGBT电路，也能够更加有效地防止第二电容C2的电压过高导致温升过高而缩短第二电容C2的寿命，从而提高电磁炉的使用寿命。
在电磁炉降反压电路工作时，由于第一降压电路和第二降压电路的功率都很小，不到0.5W，因此两个电路的电流和温升都很小，在B点产生高自感电压时，就可以通过线路1和线路2所示线路导走，降低了反压值，也不会对电路造成其它不利影响。
由于两个降压电路与零火线间的压敏电阻之间是并联的关系，因此可以分担压敏电阻的作用，与原电路的压敏电阻一起吸收干扰电压，从而形成非线性(压敏电阻是非线性保护特性的)、线性(本电路基本是电阻起作用，因而是线性的)的吸收保护作用。
下面对电磁炉降反压电路的整个检测过程加以描述。
步骤1，在电磁炉刚上电及处于待机状态时，振荡电路的第二电感线圈L2通过很小的直流电，此时第二发光二极管D2上的电压很小，不会发光。而由于此时第二电感线圈L2上无自感电压，第一发光二极管D1不亮。此时由于振荡电路相当于短路，电流直接经振荡电路后从IGBT电路和第二降压电路经过，第三发光二极管D3点亮。
步骤2，当电磁炉处于检锅状态(即不放置锅)时，第一发光二极管D1和第二发光二极管D2按检锅的试探电流频率(每秒数次)一闪一闪的发光。(实际上应是第二发光二极管D2先亮而后第一发光二极管D1亮，不过由于时间相隔非常短，人眼分辨不出来)。2分钟后，电磁炉关掉检锅电路，蜂鸣器停止鸣叫，本电路回到步骤1所示的状态及现象。
步骤3，当电磁炉处于工作状态(放置锅具)时，第三发光二极管D3先亮，第二发光二极管D2和第一发光二极管D1接着亮，然后第三发光二极管D3比之前稍暗。此时，人眼看到的是三只发光二极管都亮。
步骤4，当电磁炉处于提离锅具状态时，第一发光二极管D1、第二发光二极管D2灯灭(有时因为提离时自感线圈电流比较大，第一发光二极管D1和第二发光二极管D2还会亮约1秒钟)，回到步骤2所示的状态和现象。第三发光二极管D3的亮度增加。
步骤5，会导致炸机情况的预测和预示：电磁炉的炸机机率较高，特别是在维修炸机的电磁炉时，更要排查和防止炸机的隐患，即需要对会导致炸机的电磁炉进行安全的预测。使用本实用新型的电磁炉，在电磁炉外面的火线上串联一只15至100W的白炽灯就可预先排查出炸机的隐患。
在进行排除时，可能出现如下几种状况，下面对各种状况进行说明。状况1：在放置锅具的情况下，如果电磁炉工作正常，第一发光二极管D1或者第二发光二极管D2发亮(实际上应是第二发光二极管D2先亮而后第一发光二极管D1亮，不过由于时间相隔非常短，人眼分辨不出来)，白炽灯略发红或发光。只要IGBT没有烧毁，第一发光二极管D1和第二发光二极管D2的显示都是一样的，看不出来明显区别。
状况2：在没有放置锅具的情况下，第一发光二极管D1或第二发光二极管D2不亮或闪亮，同时白炽灯很暗，再符合状况1所示的情况，则说明IGBT没有短路。
状况3：如果没有放置锅具，而第一发光二极管D1和第二发光二极管D2就发亮或闪亮，同时发现白炽灯很亮，则说明IGBT短路；如果放置了锅具，第一发光二极管D1和第二发光二极管D2很亮，白炽灯也很亮，也说明IGBT短路。实际上，在此种检测状况下，主要是看白炽灯是不是很亮，只要白炽灯很亮，就说明IGBT短路。第一发光二极管D1和第二发光二极管D2在这里的显示状况对于检测IGBT是否短路并没有太大意义，只是便于让人观察振荡电路是否能正常工作。
本申请的电磁炉降反压电路还可以实时吸收零火线间的干扰电压和尖峰电压，避免电磁炉开关电源的损坏。
本申请的电磁炉降反压电路与开关电源的电路并联，此电路一般吸收近0.5W功率，可对开关电源形成保护。这是因为开关电源容易受到脉冲高电压等干扰电压损坏，而脉冲高电压在用户的实际使用情况下是不时会出现的。市电电网的常见脉冲电压达数百伏至上千伏，而持续时间数纳秒至数毫秒，能量在数毫焦至数焦(这是因为电网有各种电器通断电、工作)。一般数秒钟才会发生一次，能量常为零点几焦。本电路的功率基本与电压的平方成正比，达到干扰电压的功率数量级，就正好有效的吸收尖峰电压。本电路近似于纯电阻电路(电阻用的是纯电阻，考虑到发光二极管有轻微的电容效应，而此电容值很小，和上百千欧的电阻来比，基本可忽略不计，因而可视为纯电阻电路)，可快速反应各种频率的电压和电流，也不会影响电路的谐振和取样、反馈。
根据本实用新型的实施例，电磁炉包括电磁炉降反压电路，该电磁炉降反压电路为上述的电磁炉降反压电路。
当然，以上是本实用新型的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种电磁炉降反压电路，其特征在于，包括依次连接的整流滤波电路、振荡电路和IGBT电路，所述电磁炉降反压电路还包括第一降压电路和第二降压电路，所述第一降压电路的两端分别连接至所述振荡电路的两端，所述第二降压电路的第一端连接至所述IGBT电路的C极，所述第二降压电路的第二端连接至所述IGBT电路的E极。
2.根据权利要求1所述的电磁炉降反压电路，其特征在于，所述第一降压电路和所述第二降压电路均包括至少一个电阻。
3.根据权利要求2所述的电磁炉降反压电路，其特征在于，所述第一降压电路包括相互串联的第一电阻和第二电阻。
4.根据权利要求3所述的电磁炉降反压电路，其特征在于，所述第一降压电路还包括第一发光二极管和第二发光二极管，所述第一发光二极管和所述第二发光二极管反向并联后与所述第一电阻和所述第二电阻串联。
5.根据权利要求4所述的电磁炉降反压电路，其特征在于，所述第一发光二极管和所述第二发光二极管设置在所述第一电阻和所述第二电阻之间。
6.根据权利要求4所述的电磁炉降反压电路，其特征在于，所述第一发光二极管和所述第二发光二极管其中至少之一为变色发光二极管。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的电磁炉降反压电路，其特征在于，所述第二降压电路包括相互串联的第三电阻和第四电阻。
8.根据权利要求7所述的电磁炉降反压电路，其特征在于，所述第二降压电路还包括与所述第三电阻和所述第四电阻串接的第三发光二极管，所述第三发光二极管的导通方向为从所述C极向所述E极导通。
9.根据权利要求7所述的电磁炉降反压电路，其特征在于，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻和所述第四电阻的阻值为10千欧至300千欧。
10.一种电磁炉，包括电磁炉降反压电路，其特征在于，所述电磁炉降反压电路为权利要求1至9中任一项所述的电磁炉降反压电路。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20150128 Effective date of abandoning: 20170503 |
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