CN204518107U - 电磁加热控制电路和电磁电器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电磁加热控制电路，包括谐振电路、微控制器和IPM模块；其中，IPM模块包括IGBT、驱动单元、电压检测单元和电压谷底检测单元；谐振电路分别与电压检测单元的输入端和IGBT的集电极连接，驱动单元分别与电压谷底检测单元的输出端、微控制器的控制输出端和IGBT的门极连接。本实用新型还公开了一种电磁电器，包括上述电磁加热控制电路。本实用新型通过电压谷底检测单元检测电压检测单元输出的第一检测信号的谷底电压，来查找IGBT的集电极电压的最低值，以确保IGBT每次开通时IGBT的集电极电压都处于最低值，有效地降低了电磁加热系统的损耗，提高电磁加热系统的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种电磁加热控制电路和电磁电器。
背景技术
目前，电磁加热的方案主要有三种：单管、半桥和全桥，其中半桥和全桥是串联谐振的电路拓扑，单管是并联谐振的电路拓扑。
在目前的单管电磁加热方案中，驱动电路根据微控制器发出的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号，控制IGBT(Insulated GateBipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)开通或关断，而且保护电路检测谐振电路的两输出端电压并反馈检测信号，以对IGBT进行过压、过流、过温等保护，实现电磁加热控制功能。然而，IGBT在开通时存在较大的功率损耗，导致电磁加热系统损耗大。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种电磁加热控制电路和电磁电器，旨在降低电磁加热系统的损耗。
为了达到上述目的，本实用新型提供一种电磁加热控制电路，所述电磁加热控制电路包括谐振电路、微控制器和IPM模块(Intelligent Power Modules，智能功率模块)；
所述IPM模块包括IGBT、用于检测所述谐振电路的输出电压并输出第一检测信号的电压检测单元、用于检测所述第一检测信号且在检测到所述第一检测信号处于谷底时输出第二检测信号的电压谷底检测单元，以及用于根据所述第二检测信号和所述微控制器输出的PWM信号控制所述IGBT开通的驱动单元；所述谐振电路分别与所述电压检测单元的输入端和IGBT的集电极连接，所述驱动单元分别与所述电压谷底检测单元的输出端、微控制器的控制输出端和IGBT的门极连接。
优选地，所述谐振电路包括线圈盘和第一电容，所述第一电容的第一端与所述线圈盘的第一端连接，且与一直流电源连接；所述第一电容的第二端与所述线圈盘的第二端连接，且分别与所述IGBT的集电极、所述电压检测单元的输入端连接。
优选地，所述IGBT的门极与所述驱动单元的驱动输出端连接，所述IGBT的集电极分别与所述第一电容的第二端和线圈盘的第二端连接，所述IGBT的发射极接地。
优选地，所述电压检测单元包括第二电容和第一电阻；所述第二电容的第一端分别与所述第一电容的第二端和线圈盘的第二端连接，且与所述IGBT的集电极连接，所述第二电容的第二端经由所述第一电阻接地；所述第二电容和第一电阻公共端与所述电压谷底检测单元的输入端连接。
优选地，所述电压检测单元还包括第二电阻和第三电阻；
所述第二电阻的一端与分别与所述第一电容的第二端和线圈盘的第二端连接，且与所述IGBT的集电极连接，所述第二电阻的另一端经由所述第三电阻接地；所述第二电阻和第三电阻的公共端与所述第二电容的第一端连接。
此外，为了达到上述目的，本实用新型还提供一种电磁电器，所述电磁电器包括电磁加热控制电路，所述电磁加热控制电路包括谐振电路、微控制器和IPM模块；
所述IPM模块包括IGBT、用于检测所述谐振电路的输出电压并输出第一检测信号的电压检测单元、用于检测所述第一检测信号且在检测到所述第一检测信号处于谷底时输出第二检测信号的电压谷底检测单元，以及用于根据所述第二检测信号和所述微控制器输出的PWM信号控制所述IGBT开通的驱动单元；所述谐振电路分别与所述电压检测单元的输入端和IGBT的集电极连接，所述驱动单元分别与所述电压谷底检测单元的输出端、微控制器的控制输出端和IGBT的门极连接。
本实用新型提供的电磁加热控制电路和电磁电器，通过电压检测单元检测谐振电路的输出电压并输出第一检测信号至电压谷底检测单元，电压谷底检测单元对第一检测信号进行检测，且在第一检测信号处于谷底时输出第二检测信号至驱动单元，驱动单元根据电压谷底检测单元输出的第二检测信号和微控制器输出的PWM信号控制IGBT开通。由于电压检测单元是对谐振电路的输出电压，即IGBT的集电极电压进行检测，从而当第一检测信号处于谷底时，IGBT的集电极电压达到最低值，驱动单元根据接收到的第二检测信号和PWM信号输出驱动信号控制IGBT开通，从而使得IGBT每次开通时IGBT的集电极电压都处于最低值，有效地降低了IGBT的开通损耗，从而能够降低电磁加热系统的损耗，提高电磁加热系统的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型电磁加热控制电路较佳实施例的电路结构示意图。
本实用新型的目的、功能特点及优点的实现，将结合实施例，并参照附图作进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型提供一种电磁加热控制电路，该电磁加热控制电路可应用于电磁电器，如电磁炉。
参照图1，图1为本实用新型电磁加热控制电路较佳实施例的电路结构示意图。
本实用新型较佳实施例中，如图1所示，所述电磁加热控制电路包括谐振电路10、微控制器20和IPM模块30。
其中，所述IPM模块30包括IGBT Q1、驱动单元31、电压检测单元32和电压谷底检测单元33。电压检测单元32用于检测所述谐振电路10的输出电压并输出第一检测信号，电压谷底检测单元33用于检测所述第一检测信号且在检测到所述第一检测信号处于谷底时输出第二检测信号，驱动单元31用于根据所述第二检测信号和所述微控制器20输出的PWM信号控制所述IGBTQ1开通；所述谐振电路10分别与所述电压检测单元32的输入端和IGBT Q1的集电极连接，所述驱动单元31分别与所述电压谷底检测单元33的输出端、微控制器20的控制输出端和IGBT Q1的门极连接。
在本实施例中，电压检测单元32检测谐振电路10的输出电压并输出第一检测信号至电压谷底检测单元33，电压谷底检测单元33对电压检测单元32输出的第一检测信号进行检测，以获取第一检测信号的谷底电压，电压谷底检测单元33在第一检测信号处于谷底时输出第二检测信号至驱动单元31，驱动单元31根据电压谷底检测单元33输出的第二检测信号确定此时谐振电路10的输出电压，即IGBT Q1的集电极电压达到最低值，从而根据微控制器20输出的PWM信号输出驱动信号控制IGBT Q1开通。
相对于现有技术，本实用新型的电磁加热控制电路通过电压检测单元32对谐振电路10的输出电压进行检测，由于电压检测单元32是对谐振电路10的输出电压，即IGBT Q1的集电极电压进行检测，从而当电压检测单元32输出的第一检测信号处于谷底时，IGBT Q1的集电极电压达到最低值，驱动单元31根据接收到的第二检测信号和PWM信号输出驱动信号控制IGBT Q1开通，从而使得IGBT Q1每次开通时IGBT Q1的集电极电压都处于最低值，有效地降低了IGBT Q1的开通损耗，从而能够降低电磁加热系统的损耗，提高电磁加热系统的可靠性。
如图1所示，所述谐振电路10包括线圈盘L1和第一电容C1，在谐振电路10产生谐振时，第一电容C1为谐振电容，线圈盘L1与锅具耦合后的耦合电感为谐振电感。所述第一电容C1的第一端与所述线圈盘L1的第一端连接，且与一直流电源Udc连接；所述第一电容C1的第二端与所述线圈盘L1的第二端连接，且分别与所述IGBT Q1的集电极、所述电压检测单元32的输入端连接。
如图1所示，所述IGBT Q1的门极与所述驱动单元31的驱动输出端连接，所述IGBT Q1的集电极分别与所述第一电容C1的第二端和线圈盘L1的第二端连接，所述IGBT Q1的发射极接地。
如图1所示，所述电压检测单元32包括第二电容C2和第一电阻R1。第二电容C2和第一电阻R1构成一微分电路。
所述第二电容C2的第一端分别与所述第一电容C1的第二端和线圈盘L1的第二端连接，且与所述IGBT Q1的集电极连接，所述第二电容C2的第二端经由所述第一电阻R1接地；所述第二电容C2和第一电阻R1公共端与所述电压谷底检测单元33的输入端连接。
具体地，所述电压检测单元32还包括第二电阻R2和第三电阻R3。
所述第二电阻R2的一端与分别与所述第一电容C1的第二端和线圈盘L1的第二端连接，且与所述IGBT Q1的集电极连接，所述第二电阻R2的另一端经由所述第三电阻R3接地；所述第二电阻R2和第三电阻R3的公共端与所述第二电容C2的第一端连接。
如图1所示，本实用新型电磁加热控制电路的工作原理具体描述如下：
谐振电路10接通直流电源Udc后，谐振电路10中的线圈盘L1和第一电容C1产生谐振，在第一电容C1的两端形成压差，由图1可知，第一电容C1的第二端的电压即为IGBT Q1的集电极电压。电压检测单元32中第二电阻R2和第三电阻R3对IGBT Q1的集电极电压进行分压，同时，第二电容C2和第一电阻R1构成的微分电路对经第二电阻R2和第三电阻R3分压后的IGBT Q1的集电极电压进行微分，从而获得第一检测信号，即第二电容C2和第一电阻R1的公共端输出第一检测信号至电压谷底检测单元33。
电压谷底检测单元33对电压检测单元32输出的第一检测信号进行检测，以获取第一检测信号的谷底电压，当电压谷底检测单元33检测到电压检测单元32输出的第一检测信号处于谷底时，电压谷底检测单元33输出第二检测信号至驱动单元31，驱动单元31根据电压谷底检测单元33输出的第二检测信号确定此时谐振电路10的输出电压，即IGBT Q1的集电极电压达到最低值，从而根据微控制器20输出的PWM信号输出驱动信号至IGBT Q1的门极，控制IGBT Q1在IGBT Q1的集电极电压达到最低值时开通，从而确保IGBT Q1每次开通时IGBT Q1的集电极电压都处于最低值。
本实用新型还提供一种电磁电器，该电磁电器包括上述电磁加热控制电路，该电磁加热控制电路的电路结构、工作原理以及所带来的有益效果均参照上述实施例，此处不再赘述。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种电磁加热控制电路，其特征在于，所述电磁加热控制电路包括谐振电路、微控制器和IPM模块；
所述IPM模块包括IGBT、用于检测所述谐振电路的输出电压并输出第一检测信号的电压检测单元、用于检测所述第一检测信号且在检测到所述第一检测信号处于谷底时输出第二检测信号的电压谷底检测单元，以及用于根据所述第二检测信号和所述微控制器输出的PWM信号控制所述IGBT开通的驱动单元；所述谐振电路分别与所述电压检测单元的输入端和IGBT的集电极连接，所述驱动单元分别与所述电压谷底检测单元的输出端、微控制器的控制输出端和IGBT的门极连接。
2.如权利要求1所述的电磁加热控制电路，其特征在于，所述谐振电路包括线圈盘和第一电容，所述第一电容的第一端与所述线圈盘的第一端连接，且与一直流电源连接；所述第一电容的第二端与所述线圈盘的第二端连接，且分别与所述IGBT的集电极、所述电压检测单元的输入端连接。
3.如权利要求2所述的电磁加热控制电路，其特征在于，所述IGBT的门极与所述驱动单元的驱动输出端连接，所述IGBT的集电极分别与所述第一电容的第二端和线圈盘的第二端连接，所述IGBT的发射极接地。
4.如权利要求2或3所述的电磁加热控制电路，其特征在于，所述电压检测单元包括第二电容和第一电阻；所述第二电容的第一端分别与所述第一电容的第二端和线圈盘的第二端连接，且与所述IGBT的集电极连接，所述第二电容的第二端经由所述第一电阻接地；所述第二电容和第一电阻公共端与所述电压谷底检测单元的输入端连接。
5.如权利要求4所述的电磁加热控制电路，其特征在于，所述电压检测单元还包括第二电阻和第三电阻；
所述第二电阻的一端与分别与所述第一电容的第二端和线圈盘的第二端连接，且与所述IGBT的集电极连接，所述第二电阻的另一端经由所述第三电阻接地；所述第二电阻和第三电阻的公共端与所述第二电容的第一端连接。
6.一种电磁电器，其特征在于，所述电磁电器包括权利要求1至5中任意一项所述的电磁加热控制电路。
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| CN105033393A (zh) * | 2015-08-06 | 2015-11-11 | 深圳市尚进电子科技有限公司 | 一种直流加热电路及其构成的电烙铁 |
| CN107800278A (zh) * | 2016-08-29 | 2018-03-13 | 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 | 一种电流采样电路及方法、浪涌保护电路及方法 |
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