CN204168515U - 一种电磁炉用谐振变换电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电磁炉用谐振变换电路，包括与供电电源相接的EMC电路和与EMC电路相接的并联推挽式谐振变换电路；所述并联推挽式谐振变换电路由两个IGBT模块、电磁炉的电磁感应线圈LP和与电磁感应线圈LP并接的电容CR1组成，电磁感应线圈LP中设有中间抽头ZC，EMC电路的输出端与所述中间抽头ZC连接；EMC电路包括共模滤波电路、与共模滤波电路相接的差模滤波电路和与差模滤波电路相接的整流滤波电路；所述整流滤波电路的输出端与所述中间抽头ZC连接。本实用新型电路简单、设计合理且接线方便、使用效果好，能有效解决现有电磁炉用谐振变换单路存在的IGBT模块易损坏、输出功率受限等问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种谐振变换装置，尤其是涉及一种电磁炉用谐振变换电路。
背景技术
目前电磁加热技术领域中，常见的主回路有以下几种：第一、LC并联谐振电路：家用的电磁炉普遍采用如图1所示的单管LC并联谐振电路，该单管LC并联谐振电路中仅采用一个IGBT模块(具体是IGBT3)，电磁炉的炉盘LP与IGBT3连接，且炉盘LP上并接电容C101；如图2所示，在一些低档的商用电磁炉中，采用双管并联的LC并联谐振电路，以提高电磁炉的输出功率，该双管并联的LC并联谐振电路中采用两个并接的IGBT模块(具体是IGBT4和IGBT5)，电磁炉的炉盘LP分别与IGBT4和IGBT5连接，且炉盘LP上并接电容C201；第二、对于中等功率、高效率的商用电磁炉来说，一般采用如图3所示的半桥LC串联谐振电路和如图4所示的全桥LC串联谐振电路，其中半桥LC串联谐振电路采用两个串接的IGBT模块(具体是IGBT6和IGBT7)和两个串接的电容C301和C302，全桥LC串联谐振电路中采用一个电容C401和四个IGBT模块(具体是IGBT8、IGBT9、IGBT10和IGBT11)。
实际使用时，如图1所示的单管LC并联谐振电路的工作效率较低，并且需要进一步提高输出功率，必须提高LC并联谐振回路上的电流，虽然LC并联谐振回路中的电流不通过IGBT3，但由于IGBT3必须承受由于电流提高而产生的高压，因而对IGBT3的耐压要求高，由于IGBT模块的耐压能力有限定，因而限制了输出功率的提高，并且单管LC并联谐振电路中的IGBT模块容易在高压下叠加高压干扰而造成过压击穿损坏。相应地，如图2所示的双管并联的LC并联谐振电路中也存在此类问题。
如图3所示的半桥LC串联谐振电路和如图4所示的全桥LC串联谐振电路中，LC串联谐振电路的电流均流过IGBT模块，虽然此电路对IGBT模块的耐压要求不高，但是如果进一步提高输出功率，LC串联谐振电路中的电流会增大，对IGBT模块额定电流的要求就高，IGBT模块发热也严重，并且由于IGBT模块的额定电流也受器件工艺的限制，不可能无限大，这也就限制了电磁炉输出功率的进一步提升。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种电磁炉用谐振变换电路，其电路简单、设计合理且接线方便、使用效果好，能解决现有电磁炉用谐振变换单路存在的IGBT模块易损坏、输出功率受限等问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种电磁炉用谐振变换电路，其特征在于：包括与供电电源相接的EMC电路和与所述EMC电路相接的并联推挽式谐振变换电路；所述并联推挽式谐振变换电路由两个IGBT模块、电磁炉的电磁感应线圈LP和与电磁感应线圈LP并接的电容CR1组成，所述电磁感应线圈LP中设有中间抽头ZC，所述EMC电路的输出端与所述中间抽头ZC连接；两个所述IGBT模块分别为IGBT1和IGBT2，所述电磁感应线圈LP与电容CR1的两个接线点分别为接线点J1和接线点J2，所述接线点J1与IGBT1的集电极连接，所述接线点J2与IGBT2的集电极连接，IGBT1和IGBT2的发射极均接地；所述接线点J1经电阻R1和电阻R2后接地，电阻R1和电阻R2组成对IGBT1的集电极与发射极之间的电压进行检测的第一电压检测电路；所述接线点J2经电阻R3和电阻R4后接地，电阻R3和电阻R4组成对IGBT2的集电极与发射极之间的电压进行检测的第二电压检测电路，电阻R1和电阻R2之间的接线点为所述第一电压检测电路的输出端，电阻R3和电阻R4之间的接线点为所述第二电压检测电路的输出端；所述EMC电路包括共模滤波电路、与所述共模滤波电路相接的差模滤波电路和与所述差模滤波电路相接的整流滤波电路，所述整流滤波电路的输出端与所述中间抽头ZC连接。
上述一种电磁炉用谐振变换电路，其特征是：所述整流滤波电路包括单相桥式整流电路BR1和由电容CB2与电感L4组成的滤波电路，所述单相桥式整流电路BR1的直流负输出端接地且其直流正输出端经电容CB2后接地，所述单相桥式整流电路BR1的直流正输出端经电感L4后与所述中间抽头ZC连接；所述共模滤波电路包括连接于火线与零线之间的X电容CB1和与X电容CB1连接的共模电感L1，所述差模滤波电路包括与火线串联的差模电感L2和与零线串联的差模电感L3，共模电感L1的两个输出端分别经差模电感L2和差模电感L3后与所述单相桥式整流电路BR1的两个交流输入端连接；共模电感L1与差模电感L2之间的接线点经Y电容CY1后接地，共模电感L1与差模电感L3之间的接线点经Y电容CY2后接地。
上述一种电磁炉用谐振变换电路，其特征是：还包括对所述并联推挽式谐振变换电路的输入电流进行检测的输入电流检测单元和对所述并联推挽式谐振变换电路的输出电流进行检测的输出电流检测单元，所述输入电流检测单元与所述EMC电路连接，所述输出电流检测单元连接于电磁感应线圈LP与电容CR1之间。
上述一种电磁炉用谐振变换电路，其特征是：所述输入电流检测单元为电流互感器T1，所述输出电流检测单元为电流互感器T2。
上述一种电磁炉用谐振变换电路，其特征是：所述电流互感器T1连接于所述差模滤波电路与单相桥式整流电路BR1之间。
上述一种电磁炉用谐振变换电路，其特征是：所述电流互感器T2连接于电磁感应线圈LP与接线点J2之间。
上述一种电磁炉用谐振变换电路，其特征是：两个所述IGBT模块的门极均与控制芯片相接。
上述一种电磁炉用谐振变换电路，其特征是：所述第一电压检测电路的输出端和所述第二电压检测电路的输出端均与所述控制芯片相接。
上述一种电磁炉用谐振变换电路，其特征是：还包括对所述并联推挽式谐振变换电路的输入电流进行检测的输入电流检测单元和对所述并联推挽式谐振变换电路的输出电流进行检测的输出电流检测单元，所述输入电流检测单元与所述EMC电路连接，所述输出电流检测单元连接于电磁感应线圈LP与电容CR1之间；所述输入电流检测单元和所述输出电流检测单元均与所述控制芯片相接。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、电路简单、设计合理且接线方便，投入成本较低。
2、使用简便且使用效果好，本实用新型所采用IGBT模块承受的电压只有普通单个IGBT模块所承受电压的二分之一，并且没有谐振电流流过IGBT模块，因而采用耐压适中和较小额定电流的IGBT模块，便能输出较大的功率，并且使用过程稳定、安全、可靠。
综上所述，本实用新型电路简单、设计合理且接线方便、使用效果好，能有效解决现有电磁炉用谐振变换单路存在的IGBT模块易损坏、输出功率受限等问题。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为现有单管LC并联谐振电路的电路原理图。
图2为现有双管并联的LC并联谐振电路的电路原理图。
图3为现有半桥LC串联谐振电路的电路原理图。
图4为现有全桥LC串联谐振电路的电路原理图。
图5为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如图5所示，本实用新型包括与供电电源相接的EMC电路和与所述EMC电路相接的并联推挽式谐振变换电路。所述并联推挽式谐振变换电路由两个IGBT模块、电磁炉的电磁感应线圈LP和与电磁感应线圈LP并接的电容CR1组成，所述电磁感应线圈LP中设有中间抽头ZC，所述EMC电路的输出端与所述中间抽头ZC连接。两个所述IGBT模块分别为IGBT1和IGBT2，所述电磁感应线圈LP与电容CR1的两个接线点分别为接线点J1和接线点J2，所述接线点J1与IGBT1的集电极连接，所述接线点J2与IGBT2的集电极连接，IGBT1和IGBT2的发射极均接地。所述接线点J1经电阻R1和电阻R2后接地，电阻R1和电阻R2组成对IGBT1的集电极与发射极之间的电压进行检测的第一电压检测电路。所述接线点J2经电阻R3和电阻R4后接地，电阻R3和电阻R4组成对IGBT2的集电极与发射极之间的电压进行检测的第二电压检测电路，电阻R1和电阻R2之间的接线点为所述第一电压检测电路的输出端，电阻R3和电阻R4之间的接线点为所述第二电压检测电路的输出端。所述EMC电路包括共模滤波电路、与所述共模滤波电路相接的差模滤波电路和与所述差模滤波电路相接的整流滤波电路，所述整流滤波电路的输出端与所述中间抽头ZC连接。
本实施例中，所述整流滤波电路包括单相桥式整流电路BR1和由电容CB2与电感L4组成的滤波电路，所述单相桥式整流电路BR1的直流负输出端接地且其直流正输出端经电容CB2后接地，所述单相桥式整流电路BR1的直流正输出端经电感L4后与所述中间抽头ZC连接。其中，IGBT1和IGBT2均为绝缘栅双极型晶体管。所述共模滤波电路包括连接于火线与零线之间的X电容CB1和与X电容CB1连接的共模电感L1，所述差模滤波电路包括与火线串联的差模电感L2和与零线串联的差模电感L3，共模电感L1的两个输出端分别经差模电感L2和差模电感L3后与所述单相桥式整流电路BR1的两个交流输入端连接；共模电感L1与差模电感L2之间的接线点经Y电容CY1后接地，共模电感L1与差模电感L3之间的接线点经Y电容CY2后接地。
同时，本实用新型还包括对所述并联推挽式谐振变换电路的输入电流进行检测的输入电流检测单元和对所述并联推挽式谐振变换电路的输出电流进行检测的输出电流检测单元，所述输入电流检测单元与所述EMC电路连接，所述输出电流检测单元连接于电磁感应线圈LP与电容CR1之间。
本实施例中，所述输入电流检测单元为电流互感器T1，所述输出电流检测单元为电流互感器T2。
实际接线时，所述电流互感器T1连接于所述差模滤波电路与单相桥式整流电路BR1之间。本实施例中，所述电流互感器T1连接于差模电感L3与所述单相桥式整流电路BR1的一个交流输入端之间。
本实施例中，所述电流互感器T2连接于电磁感应线圈LP与接线点J2之间。
本实施例中，两个所述IGBT模块的门极均与控制芯片相接。并且，所述第一电压检测电路的输出端和所述第二电压检测电路的输出端均与所述控制芯片相接。所述输入电流检测单元和所述输出电流检测单元均与所述控制芯片相接。
实际使用时，供电电源经所述EMC电路后经电磁炉的电磁感应线圈LP进行馈电，所述电磁感应线圈LP与电容CR1组成并联谐振回路，谐振电流在电磁感应线圈LP与电容CR1之间流动，馈电端(即中间抽头ZC)和两个IGBT模块上均没有很大的电流流过。同时，本实用新型设置有所述第一电压检测电路、所述第二电压检测电路、所述输入电流检测单元和所述输出电流检测单元，且所述第一电压检测电路、所述第二电压检测电路、所述输入电流检测单元和所述输出电流检测单元将所检测信息传送至所述控制芯片。
实际使用时，通过所述控制芯片调整两个IGBT模块导通的占空比，对所述并联推挽式谐振变换电路的输出功率进行调整。所述第一电压检测电路和所述第二电压检测电路分别对两个IGBT模块的集电极和发射极之间的电压进行检测，并且当两个IGBT模块工作在ZVS状态(零电压开通)时，两个IGBT模块的功耗最小。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (9)
1.一种电磁炉用谐振变换电路，其特征在于：包括与供电电源相接的EMC电路和与所述EMC电路相接的并联推挽式谐振变换电路；所述并联推挽式谐振变换电路由两个IGBT模块、电磁炉的电磁感应线圈LP和与电磁感应线圈LP并接的电容CR1组成，所述电磁感应线圈LP中设有中间抽头ZC，所述EMC电路的输出端与所述中间抽头ZC连接；两个所述IGBT模块分别为IGBT1和IGBT2，所述电磁感应线圈LP与电容CR1的两个接线点分别为接线点J1和接线点J2，所述接线点J1与IGBT1的集电极连接，所述接线点J2与IGBT2的集电极连接，IGBT1和IGBT2的发射极均接地；所述接线点J1经电阻R1和电阻R2后接地，电阻R1和电阻R2组成对IGBT1的集电极与发射极之间的电压进行检测的第一电压检测电路；所述接线点J2经电阻R3和电阻R4后接地，电阻R3和电阻R4组成对IGBT2的集电极与发射极之间的电压进行检测的第二电压检测电路，电阻R1和电阻R2之间的接线点为所述第一电压检测电路的输出端，电阻R3和电阻R4之间的接线点为所述第二电压检测电路的输出端；所述EMC电路包括共模滤波电路、与所述共模滤波电路相接的差模滤波电路和与所述差模滤波电路相接的整流滤波电路，所述整流滤波电路的输出端与所述中间抽头ZC连接。
2.按照权利要求1所述的一种电磁炉用谐振变换电路，其特征在于：所述整流滤波电路包括单相桥式整流电路BR1和由电容CB2与电感L4组成的滤波电路，所述单相桥式整流电路BR1的直流负输出端接地且其直流正输出端经电容CB2后接地，所述单相桥式整流电路BR1的直流正输出端经电感L4后与所述中间抽头ZC连接；所述共模滤波电路包括连接于火线与零线之间的X电容CB1和与X电容CB1连接的共模电感L1，所述差模滤波电路包括与火线串联的差模电感L2和与零线串联的差模电感L3，共模电感L1的两个输出端分别经差模电感L2和差模电感L3后与所述单相桥式整流电路BR1的两个交流输入端连接；共模电感L1与差模电感L2之间的接线点经Y电容CY1后接地，共模电感L1与差模电感L3之间的接线点经Y电容CY2后接地。
3.按照权利要求1或2所述的一种电磁炉用谐振变换电路，其特征在于：还包括对所述并联推挽式谐振变换电路的输入电流进行检测的输入电流检测单元和对所述并联推挽式谐振变换电路的输出电流进行检测的输出电流检测单元，所述输入电流检测单元与所述EMC电路连接，所述输出电流检测单元连接于电磁感应线圈LP与电容CR1之间。
4.按照权利要求3所述的一种电磁炉用谐振变换电路，其特征在于：所述输入电流检测单元为电流互感器T1，所述输出电流检测单元为电流互感器T2。
5.按照权利要求4所述的一种电磁炉用谐振变换电路，其特征在于：所述电流互感器T1连接于所述差模滤波电路与单相桥式整流电路BR1之间。
6.按照权利要求4所述的一种电磁炉用谐振变换电路，其特征在于：所述电流互感器T2连接于电磁感应线圈LP与接线点J2之间。
7.按照权利要求1或2所述的一种电磁炉用谐振变换电路，其特征在于：两个所述IGBT模块的门极均与控制芯片相接。
8.按照权利要求7所述的一种电磁炉用谐振变换电路，其特征在于：所述第一电压检测电路的输出端和所述第二电压检测电路的输出端均与所述控制芯片相接。
9.按照权利要求7所述的一种电磁炉用谐振变换电路，其特征在于：还包括对所述并联推挽式谐振变换电路的输入电流进行检测的输入电流检测单元和对所述并联推挽式谐振变换电路的输出电流进行检测的输出电流检测单元，所述输入电流检测单元与所述EMC电路连接，所述输出电流检测单元连接于电磁感应线圈LP与电容CR1之间；所述输入电流检测单元和所述输出电流检测单元均与所述控制芯片相接。
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|---|---|---|---|---|
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