CN205540383U - 上电保护电路和电磁炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种上电保护电路和电磁炉，该上电保护电路包括：开关电路(1)和延时关断电路(2)；开关电路(1)与延时关断电路(2)连接；开关电路(1)接收到开关电源输出的第一电压时、且延时关断电路(2)接收到开关电源输出的满足预设阈值的第二电压之前，延时关断电路(2)关闭，开关电路(1)闭合，以使绝缘栅双极型晶体管关闭；延时关断电路(2)接收到开关电源输出的满足预设阈值的第二电压并达到预设时间之后，延时关断电路(2)打开，以使开关电路(1)的输出由单片机控制。本实用新型提供的上电保护电路和电磁炉，可以避免上电过程中单片机状态不确定而导致IGBT的误导通。
Description
技术领域
本实用新型涉及家用电器领域，尤其涉及一种上电保护电路和电磁炉。
背景技术
绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT)是电磁炉的重要组成部分。然而，由于绝缘栅双极型晶体管是一个大功率的功率管，在电磁炉上电的瞬间，若IGBT得到错误的驱动信号，使得流入绝缘栅双极型晶体管的电流过大，容易使得绝缘栅双极型晶体管击穿损坏，从而导致电磁炉损坏。
目前，主要是在单片机和绝缘栅双极型晶体管之间增加一个保护电路来对绝缘栅双极型晶体管进行保护，从而对电磁炉进行保护。然而，目前在单片机和绝缘栅双极型晶体管之间增加的保护电路，保护电路是由单片机控制打开和关闭，由于电磁炉在上电的时候，单片机状态是不确定的，即单片机的输入口和/或输出口的状态与预设的状态不一致，从而使得单片机无法控制保护电路的打开和关闭，使得单片机和绝缘栅双极型晶体管之间增加的保护电路失效，使得绝缘栅双极型晶体管击穿损坏，从而导致电磁炉损坏。
实用新型内容
为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本实用新型提供一种上电保护电路和电磁，可以避免上电过程中单片机状态不确定而导致IGBT的误导通。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种上电保护电路，包括：开关电路和延时关断电路；开关电路，用于分别与开关电源、单片机和绝缘栅双极型晶体管连接；开关电路与延时关断电路连接；开关电路接收到开关电源输出的第一电压时、且延时关断电路接收到开关电源输出的满足预设阈值的第二电压之前，延时关断电路关闭，以使绝缘栅双极型晶体管关闭；延时关断电路接收到开关电源输出的满足预设阈值的第二电压并达到预设时间之后，延时关断电路打开，以使开关电路的输出由单片机控制。这样采用上电保护电路防止在单片机未达到稳定状态，IGBT收到非正常的驱动信号，IGBT也不会导通，从而避免了在上电过程中单片机状态不确定而导致IGBT误导通而造成电磁炉的损坏。
可选的，开关电路包括：第一三极管Q1、二极管D1、第一电阻R1和第四电阻R4；第一电阻R1的第一端用于与开关电源连接，第一电阻R1的第二端与二极管D1的正极连接；第一三极管Q1的基极分别与二极管D1的负极和单片机的控制口连接，第一三极管Q1的集电极与第四电阻R4的第一端连接，第四电阻R4的第一端和第一三极管Q1的集电极分别用于与绝缘栅双极型晶体管的驱动电路连接，第一三极管Q1的发射极接地。这样可以实现开关电路接收到开关电源输出的第一电压时、且延时关断电路接收到开关电源输出的满足预设阈值的第二电压之前，延时关断电路关闭，以使绝缘栅双极型晶体管关闭。
可选的，延时切断电路包括：第二三极管Q2、第二电阻R2、第三电阻R3和电容C1；第二三极管Q2的基极与第二电阻R2的第一端连接，第二三极管Q2的集电极与第一电阻R1的第二端连接，第二三极管Q2的发射极接地；电容C1的第一端分别与第二电阻R2的第二端、第三电阻R3的第一端连接，电容C1的第二端与第二三极管Q2的发射极连接；第三电阻R3的第二端用于接收开关电源输出的满足预设阈值的第二电压。这样可以实现延时关断电路接收到开关电源输出的满足预设阈值的第二电压并达到预设时间之后，延时关断电路打开，以使开关电路的输出由单片机控制。
可选的，预设时间满足在第三电阻R3和电容C1上的充电时间大于单片机的复位时间。这样使得在单片机复位达到稳定之后，才使得延时关断电路打开，以使开关电路的输出由单片机控制，从而避免了在上电过程中单片机状态不确定而导致IGBT误导通而造成电磁炉的损坏。
可选的，预设阈值为3.3伏特或2.8伏特。这样以使单片机在加载了3.3伏特(V)或2.8伏特(V)的电压时达到稳定。
可选的，电源电压为18伏特或20伏特。这样以使切换电路输出的电源电压可以驱动IGBT，使IGBT正常工作。
另一方面，本实用新型提供一种电磁炉，包括：开关电源、单片机、绝缘栅双极型晶体管驱动电路和上述任一实施例的上电保护电路；上电保护电路分别与开关电源、单片机和绝缘栅双极型晶体管驱动电路连接，开关电源与单片机连接。这样采用上电保护电路防止在单片机未达到稳定状态，IGBT收到非正常的驱动信号，IGBT也不会导通，从而避免了在上电过程中单片机状态不确定而导致IGBT误导通而造成电磁炉的损坏。
本实用新型的构造以及它的其他实用新型目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例一提供的上电保护电路的结构示意图；
图2为本实用新型实施例二提供的上电保护电路的结构示意图；
图3为本实用新型实施例三提供的电磁炉电路的结构示意图。
附图标记说明：
开关电路—1；延时关断电路—2；开关电源—3，31；单片机—4，32；IGBT驱动电路—5，33；上电保护电路34。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一
图1为本实用新型实施例一提供的上电保护电路的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的上电保护电路，包括：开关电路1和延时关断电路2。
开关电路1，用于分别与开关电源、单片机和绝缘栅双极型晶体管连接。
开关电路1用于与开关电源连接，可以接收开关电源输出的第一电压；开关电路1用于与单片机(Single Chip Microcomputer，简称MCU)连接，可以接收单片机输出的脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，简称PWM)信号；开关电路1用于与绝缘栅双极型晶体管的驱动电路连接，可以输出绝缘栅双极型晶体管驱动电路的控制信号。需要说明的是，本实施例中将开关电源输出给开关电路1的电压称为第一电压，将开关电源输出给单片机和延时开关电路2的电压称为第二电压，仅是为了区分开关电源输出给开关电路、单片机和开关电路2的电压，但并不仅限于此，本实施例在此不进行限定和赘述。
开关电路1与延时关断电路2连接；开关电路1接收到开关电源输出的第一电压时、且延时关断电路2接收到开关电源输出的满足预设阈值的第二电压之前，延时关断电路2关闭，以使绝缘栅双极型晶体管关闭；延时关断电路2接收到开关电源输出的满足预设阈值的第二电压并达到预设时间之后，延时关断电路2打开，以使开关电路1的输出可由单片机控制。
具体的，本实施例中，上电保护电路由开关电路1和延时关断电路2组成，刚开始上电时，开关电源的电压建立并将建立的第一电压输出，单片机还处于不稳定状态，加载到单片机的电压非常小，此时，加载在单片机上的电压不能满足预设阈值，单片机处于复位状态，延时关断电路2关闭，开关电路1打开，关闭IGBT的驱动电路，以使IGBT关闭；当开关电源输出满足预设阈值的第二电压时，加载到单片机的电压达到单片机的复位电压，在预设时间之后，单片机开始处于稳定状态，延时关断电路2打开，开关电路1的输出可由单片机进行控制，以使IGBT正常工作。
具体的，不同厂家的单片机的稳定电压(复位电压)不同，预设阈值可以具体根据单片机的稳定电压而定，本实施例中预设阈值可以为3.3伏特(V)或2.8伏特(V)，以使单片机在加载了3.3伏特(V)或2.8伏特(V)的电压时达到稳定；预设阈值也可以为4伏特(V)或2伏特(V)，以使单片机在加载了4伏特(V)或2伏特(V)的电压时达到稳定。
具体的，本实施例中电源电压可以为18伏特(V)或20伏特(V)，使IGBT可以正常工作。
本实施例中，开关电路用于分别与开关电源、单片机和绝缘栅双极型晶体管的驱动电路连接，开关电路与延时关断电路连接；开关电路接收到开关电源输出的电压时、且延时关断电路接收到开关电源输出的满足预设阈值的第二电压之前，延时关断电路关闭，以使绝缘栅双极型晶体管关闭；延时关断电路接收到开关电源输出的满足预设阈值的第二电压并达到预设时间之后，延时关断电路打开，以使开关电路的输出可由单片机控制。这样采用上电保护电路防止在单片机未达到稳定状态，IGBT收到非正常的驱动信号，IGBT也不会导通，从而避免了在上电过程中单片机状态不确定而导致IGBT误导通而造成电磁炉的损坏，并且降低了电磁炉的待机功耗。
实施例二
图2为本实用新型实施例二提供的上电保护电路的结构示意图。如图2所示，上述实施例中开关电路1包括：第一三极管Q1、二极管D1、第一电阻R1和第四电阻R4；第一电阻R1的第一端用于与开关电源3连接，第一电阻R1的第二端与二极管D1的正极连接；第一三极管Q1的基极分别与二极管D1的负极和单片机的控制口连接，第一三极管Q1的集电极与第四电阻R4的第一端连接，第四电阻R4的第一端和第一三极管Q1的集电极分别用于与绝缘栅双极型晶体管的驱动电路连接，第一三极管Q1的发射极接地。
具体的，本实施中的开关电路1是由第一三极管Q1、二极管D1、第一电阻R1和第四电阻R4组成，第一电阻R1的第一端用于与开关电源3连接，第一电阻R1的第二端与二极管D1的正极连接，第一三极管Q1的基极与二极管D1的负极连接，以使第一电阻R1为限流电阻，第一电阻R1与二极管D1串联接在IGBT电源电压VCC和第一三极管Q1的基极，且第一电阻R1与二极管D1与单片机输出脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，简称PWM)的驱动信号并联，从而可以控制IGBT驱动电路5的输出。
需要说明的是，第一电阻R1的第一端指的是用于与开关电源3连接的一端，也可以称为输入端，第一电阻R1的第二端指的是与二极管D1的正极连接的一端，也可以称为输出端；第四电阻R4的第一端指的是第一三极管Q1的集电极连接的一端，也可以称为输出端，第一电阻R1的第二端指的是用于接收开关电源3输出的第一电压的一端，也可以称为输入端，本实施例在此不进行限定和赘述。
进一步地，上述实施例中延时切断电路2包括：第二三极管Q2、第二电阻R2、第三电阻R3和电容C1；第二三极管Q2的基极与第二电阻R2的第一端连接，第二三极管Q2的集电极与第一电阻R1的第二端连接，第二三极管Q2的发射极接地；电容C1的第一端分别与第二电阻R2的第二端、第三电阻R3的第一端连接，电容C1的第二端与第二三极管Q2的发射极连接；第三电阻R3的第二端用于接收开关电源3输出的满足预设阈值的第二电压。
具体的，本实施中的延时切断电路2是由第二三极管Q2、第二电阻R2、第三电阻R3和电容C1组成，第二三极管Q2的基极与第二电阻R2的第一端连接，电容C1的第一端分别与第二电阻R2的第二端、第三电阻R3的第一端连接，电容C1的第二端与第二三极管Q2的发射极连接，以使第二电阻R2为限流电阻，第三电阻R3和电容C1为延时电路，接收到开关电源输出的满足预设阈值的第二电压之后，延时关断电路2打开，以使开关电路1的输出可由单片机控制。
需要说明的是，第二电阻R2的第一端指的是与第二三极管Q2的基极连接的一端，也可以称为输出端，第二电阻R2的第二端指的是与第二三极管Q2的集电极连接的一端，也可以称为输入端；第三电阻R3的第一端指的是与电容C1的第一端连接的一端，也可以称为输出端，第三电阻R3的第二端指的是用于接收开关电源3输出的满足预设阈值的第二电压连接的一端，也可以称为输入端；电容C1的第一端指的是与第二电阻R2的第二端连接的一端，也可以称为输入端，电容C1的第二端指的是与第二三极管Q2的发射极连接的一端，也可以称为输出端，本实施例在此不进行限定和赘述。
具体的，预设时间满足在第三电阻R3和电容C1上的充电时间大于单片机的复位时间。这样使得在单片机复位达到稳定之后，才使得延时关断电路打开，以使开关电路的输出可由单片机控制，从而避免了在上电过程中单片机状态不确定而导致IGBT误导通而造成电磁炉的损坏。
需要说明的是，单片机在电源电压从零伏特至复位电压这一段时间处于复位状态，当电源电压大于复位电压一段时间后，单片机才开始稳定工作，将单片机达到复位电压到稳定工作的这一段时间称为单片机的复位时间。
具体的，如图2所示，在实际应用中，给开关电源3加载交流电压AC/L和AC/N上电时，开关电源3的电压VCC1先一步建立，MCU4还处于不稳定状态，加载到MCU4的电压非常小，此时，开关电源3的电压VCC1通过第一电阻R1和二极管D1提供高电平给第一三极管Q1，第二三极管Q2集电极的电压高于第二三极管Q2基极的电压，第二三极管Q2处于未导通(截止)状态，第一三极管Q1基极的电压高于第一三极管Q1集电极和发射极的电压，第一三极管Q1处于饱和导通状态，使得第一三极管Q1集电极的电压为低电平，即IGBT的驱动电路关闭，以使IGBT关闭，即使此时MCU4输出脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，简称PWM)的驱动信号给IGBT驱动电路5，IGBT也不会导通；当开关电源3输出满足预设阈值的第二电压时，加载到MCU4的电压达到MCU4的复位电压，在第三电阻R3和电容C1上的充电时间大于MCU4的复位时间之后，MCU4状态确定后，有足够大的电流流入延时切断电路2中的第二三极管Q2，通过第三电阻R3和电容C1组成的积分延时电路，延时一段时间给第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2饱和导通，从而使得第一三极管Q1基极的电压，可由单片机的PWM输出控制，实现延时关断电路2打开，开关电源输出的第一电压可以通过开关电路1得到IGBT所需的电源电压，使得IGBT驱动电路5正常工作。
需要说明的是，本实施例中IGBT驱动电路包括有IGBT，IGBT驱动电路与目前的IGBT驱动电路的结构和原理相同，本实施例在此不进行限定和赘述。本实施中的第四电阻R4的设置具体可以根据IGBT驱动电路而定，若IGBT驱动电路中设置有第四电阻R4，则在开关电路1中不再设置第四电阻R4；若IGBT驱动电路中没有设置第四电阻R4，则在开关电路1中需要设置第四电阻R4。本实施例中的各个电阻的取值大小根据实际电路情况而定，只要能满足第一三极管Q1和/或第二三极管Q2工作在饱和导通状态即可。
本实施例中，开关电路包括：第一三极管Q1、二极管D1、第一电阻R1和第四电阻R4；第一电阻R1的第一端用于与开关电源3连接，第一电阻R1的第二端与二极管D1的正极连接，第一三极管Q1的基极与二极管D1的负极连接，第一三极管Q1的集电极与第四电阻R4的第一端连接，第四电阻R4的第一端和第一三极管Q1的集电极分别用于与绝缘栅双极型晶体管连接，第一三极管Q1的发射极接地，第四电阻R4的第二端用于接收开关电源输出的第一电压，实现了开关电路接收到开关电源输出的第一电压时、且延时关断电路接收到开关电源输出的满足预设阈值的第二电压之前，延时关断电路关闭，以使绝缘栅双极型晶体管关闭；延时切断电路包括：第二三极管Q2、第二电阻R2、第三电阻R3和电容C1，第二三极管Q2的基极与第二电阻R2的第一端连接，第二三极管Q2的集电极与第一电阻R1的第二端连接，第二三极管Q2的发射极接地，电容C1的第一端分别与第二电阻R2的第二端、第三电阻R3的第一端连接，电容C1的第二端与第二三极管Q2的发射极连接，第三电阻R3的第二端用于接收开关电源输出的满足预设阈值的第二电压，实现了延时关断电路接收到开关电源输出的满足预设阈值的第二电压并达到预设时间之后，延时关断电路打开，以使开关电路的输出可由单片机控制。
实施例三
图3为本实用新型实施例三提供的电磁炉电路的结构示意图。如图3所示，本实施例提供的电磁炉包括：开关电源31、单片机32、IGBT驱动电路33和上述任一实施例中的上电保护电路34。
上电保护电路34分别与开关电源31、单片机32和IGBT驱动电路33连接，开关电源31与单片机32连接。
电磁炉的上电保护电路34与上述实施例提供的上电保护电路的结构和功能相同，本实施例在此不进行限定和赘述。
本实施例中，采用上电保护电路，防止在单片机未达到稳定状态，IGBT收到非正常的驱动信号，IGBT也不会导通，从而避免了在上电过程中单片机状态不确定而导致IGBT误导通而造成电磁炉的损坏。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种上电保护电路，其特征在于，包括：开关电路(1)和延时关断电路(2)；
所述开关电路(1)，用于分别与开关电源、单片机和绝缘栅双极型晶体管IGBT连接；
所述开关电路(1)与所述延时关断电路(2)连接；
所述开关电路(1)接收到所述开关电源输出的第一电压时、且所述延时关断电路(2)接收到所述开关电源输出的满足预设阈值的第二电压之前，所述延时关断电路(2)关闭，开关电路(1)闭合，以使所述绝缘栅双极型晶体管IGBT关闭；
所述延时关断电路(2)接收到所述开关电源输出的所述满足预设阈值的第二电压并达到预设时间之后，所述延时关断电路(2)打开，以使所述开关电路(1)的输出由单片机控制。
2.根据权利要求1所述的上电保护电路，其特征在于，所述开关电路(1)包括：第一三极管Q1、二极管D1、第一电阻R1和第四电阻R4；
所述第一电阻R1的第一端用于与所述开关电源(3)连接，所述第一电阻R1的第二端与所述二极管D1的正极连接；
所述第一三极管Q1的基极分别与所述二极管D1的负极和所述单片机的控制口连接，所述第一三极管Q1的集电极与所述第四电阻R4的第一端连接，所述第四电阻R4的第一端和所述第一三极管Q1的集电极分别用于与所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的驱动电路连接，所述第一三极管Q1的发射极接地。
3.根据权利要求2所述的上电保护电路，其特征在于，所述延时切断电路包括：第二三极管Q2、第二电阻R2、第三电阻R3和电容C1；
所述第二三极管Q2的基极与所述第二电阻R2的第一端连接，所述第二三极管Q2的集电极与所述第一电阻R1的第二端连接，所述第二三极管Q2的发射极接地；
所述电容C1的第一端分别与所述第二电阻R2的第二端、所述第三电阻R3的第一端连接，所述电容C1的第二端与所述第二三极管Q2的发射极连接；
所述第三电阻R3的第二端用于接收所述开关电源(3)输出的所述满足 预设阈值的第二电压。
4.根据权利要求3所述的上电保护电路，其特征在于，所述预设时间满足在所述第三电阻R3和所述电容C1上的充电时间大于所述单片机(4)的复位时间。
5.根据权利要求1-4任一项所述的上电保护电路，其特征在于，所述预设阈值为3.3伏特或2.8伏特。
6.根据权利要求1-4任一项所述的上电保护电路，其特征在于，所述电源电压为18伏特或20伏特。
7.一种电磁炉，其特征在于，包括：开关电源(31)、单片机(32)、绝缘栅双极型晶体管IGBT驱动电路(33)和如权利要求1-6任一项所述的上电保护电路(34)；
所述上电保护电路(34)分别与所述开关电源(31)、所述单片机(32)和所述绝缘栅双极型晶体管IGBT驱动电路(33)连接，所述开关电源(31)与所述单片机(32)连接。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN107479613A (zh) * | 2017-07-20 | 2017-12-15 | 浙江绍兴苏泊尔生活电器有限公司 | 上电保护电路和电磁炉 |
| CN108337794A (zh) * | 2017-01-20 | 2018-07-27 | 松下知识产权经营株式会社 | 照明灯具和照明灯具控制方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |