CN206118071U - 驱动电路和烹饪器具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种驱动电路和烹饪器具，其中，驱动电路包括：晶闸管开关，晶闸管开关的驱动端连接至微处理器的第一接口；同步驱动模块，同步驱动模块的输入端连接至晶闸管开关，同步驱动模块的输出端连接至微处理器的第二接口；微处理器，微处理器包括：第一接口和第二接口，第二接口在接收到触发信号后，触发微处理器控制第一接口产生驱动信号，触发信号的接收时刻与驱动信号的产生时刻之间的时间间隔为预设值，集电极的电位下降至零的时刻晚于驱动信号的产生时刻，其中，晶闸管开关连接至负载，晶闸管开关导通时，负载所在的工作电路导通。通过本实用新型的技术方案，解决了IGBT滞后开通的缺陷，提升了驱动电路和烹饪器具的可靠性。

Description

驱动电路和烹饪器具

技术领域

本实用新型涉及烹饪器具技术领域，具体而言，涉及一种驱动电路和一种烹饪器具。

背景技术

相关技术中，IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)兼具高输入阻抗和低导通压降等优点，载流密度小，且功耗损失小，因此被广泛应用于小家电的负载驱动电路中。

如图1所示，在饭煲等家用电器中，供电模块102(包括整流桥单元、低通滤波单元和保护单元)、加热谐振模块(并联连接的电容C和电感L)和IGBT(图1中所示的110)形成串联回路，而IGBT的导通取决于微处理器106和IGBT驱动模块108的驱动信号是否高于栅极导通电压，也即驱动信号为高电平时IGBT导通。

如图2所示，正极a的电势为电阻R1和R4的分压，负极b的电势为R2和R3的分压，在静态时，Vb＞Va，Vb-Va的范围在100mV～300mV之间，Vb≈1/2Vcc(Vcc为直流稳压源)，在动态时，当比较器104的正极a的电势高于负极b的电势时，比较器104输出高电平信号，边沿触发微处理器106输出高电平的驱动信号，此时IGBT的集电极的电势几乎为零，在获取高电平的驱动信号时实现过零导通，加热谐振模块开始工作。

但是，上述过零导通方案对于耦合较差的驱动电路来说，存在如图3所示的迟滞导通现象，具体地，IGBT的过零导通点为A点(Vce为零时)，但是由于比较器104判断Vb小于Va的时刻为B，存在时间延迟T。因此，从C时刻起触发输出高电平的驱动信号Vg，其实质为迟滞导通，迟滞时间为T，这严重影响电路的可靠性和负载效率，但是如果大幅调整Va和Vb的相关电路，需要投入较长的研发成本和调试成本，同样影响电路的稳定性和用户的使用体验。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出了一种驱动电路。

本实用新型的另一个目的在于提出了一种烹饪器具。

为实现上述目的，根据本实用新型的第一方面的实施例，提出了一种驱动电路，包括：晶闸管开关，晶闸管开关的驱动端连接至微处理器的第一接口；同步驱动模块，同步驱动模块的输入端连接至晶闸管开关，同步驱动模块的输出端连接至微处理器的第二接口；微处理器，微处理器包括：第一接口和第二接口，第二接口在接收到触发信号后，触发微处理器控制第一接口产生驱动信号，触发信号的接收时刻与驱动信号的产生时刻之间的时间间隔为预设值，集电极的电位下降至零的时刻晚于驱动信号的产生时刻，其中，晶闸管开关连接至负载，晶闸管开关导通时，负载所在的工作电路导通，工作电路中还设有整流桥模块，用于对输入负载的电压负载进行整流处理。

根据本实用新型的实施例的驱动电路，通过设置同步驱动模块以代替比较器，克服了比较器造成的时间延迟，解决了迟滞导通的技术问题，具体地，通过设定触发信号的接收时刻与驱动信号的产生时刻之间的时间间隔为预设值，使得集电极的电位下降至零的时刻晚于所述驱动信号的产生时刻，在集电极的相关电势降低至参考值(参考值大于零，且集电极的电势大于零)时，微处理器记录此时时刻为t1，并确定时间间隔为Δt(预设在微处理器中)，在t2时刻微处理器产生驱动信号，其中，t2＝t1+Δt，因此保证驱动信号的产生时刻早于集电极的电势下降为零的时刻，从而真正意义上解决了比较器造成的迟滞导通的技术问题，提升了驱动电路的稳定性和可靠性。

其中，晶闸管开关通常采用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)，供电模块、负载与IGBT串联，在IGBT的集电极的电势下降至零前，触发微处理器记录t1，并通过理论计算或经验值确定Δt，在集电极的电势下降至零前，微处理器已产生驱动信号以驱动IGBT导通，进而负载开始工作。

对于饭煲等烹饪器具而言，负载为单管加热模块，也即电磁谐振模块(通常由串联连接或并联连接的电容和电感组成)产生电磁波实现涡流加热。

根据本实用新型的一个实施例，晶闸管开关的集电极连接至负载，晶闸管开关的发射极接地，晶闸管开关的基极作为驱动端连接至微处理器的第一接口。

根据本实用新型的实施例的驱动电路，晶闸管开关的集电极和发射极之间的电势差范围为0～1200V，晶闸管开关的基极电势范围为0～18V。

根据本实用新型的一个实施例，同步驱动模块包括：单向导通模块，单向导通模块的第一端连接至电源，单向导通模块的第二端连接至第一电阻的第一端，单向导通模块的第三端作为同步驱动模块的输出端；第一电阻，第一电阻的第二端连接至第一分压电阻的第一端；第一分压电阻，第一分压电阻的第二端接地；第二电阻，单向导通模块的第三端连接至第二电阻的第一端，第二电阻的第二端接地，其中，单向导通模块的第二端的电势值处于预设范围时，单向导通模块导通，第二电阻的第一端生成触发信号，并发送至第二接口。

根据本实用新型的实施例的驱动电路，通过设置同步驱动模块包括单向导通模块、第一电阻和第二电阻等，并采用上述方式连接，具体地，在单向导通模块的第二端的电势值处于预设范围时，单向导通模块导通，第二电阻的第一端生成触发信号，并发送至第二接口，克服了比较器判断延迟的技术问题，单向导通模块在导通时生成相应的第一脉冲信号，第一脉冲信号的下降沿触发微处理器经过Δt生成触发信号，驱动IGBT导通，Δt的取值范围一般为0～6ns。

根据本实用新型的一个实施例，单向导通模块包括：三极管，三极管的集电极作为单向导通模块的第一端，三极管的基极连接至单向导通元件的负极，三极管的发射极作为单向导通模块的第三端；单向导通元件，单向导通元件的正极作为单向导通模块的第二端。

根据本实用新型的实施例的驱动电路，通过设置单向导通模块包括三极管和单向导通元件(通常设置为稳压二极管)，并采用上述方式进行连接，设置参考电压为三极管导通电压与稳压二极管之和，第一电阻的第二端记作p1，第二电阻的第二端记作p2，在p1电势大于参考电压时，三极管导通，p2输出第一脉冲信号至微处理器，第一脉冲信号的下降沿(t1时刻)触发微处理器确定Δt，并在t1+Δt时刻后生成驱动信号，输出至IGBT的基极，通过不断地合理优化Δt，能够保证IGBT在集电极的零点到达前导通。

根据本实用新型的一个实施例，包括：第二分压电阻，连接于晶闸管开关的集电极和第一分压电阻的第一端之间。

根据本实用新型的实施例的驱动电路，通过调节第二分压电阻和第一分压电阻的阻值，可以便捷地调整t1时刻，其中，第二分压电阻的阻值增大p1点的电势波形Vp1的峰值较高，斜率较大，因此，t1时刻较晚产生，相应的，第二分压电阻的阻值减小p1点的电势波形Vp1的峰值较低，斜率较小，因此，t1时刻较早产生，在Δt不变的情况下，使得驱动信号产生得更早。

根据本实用新型的一个实施例，单向导通元件为二极管，晶闸管开关为绝缘栅双极型晶体管。

根据本实用新型的实施例的驱动电路，通过设置单向导通元件为二极管，晶闸管开关为绝缘栅双极型晶体管，可以实现低功率驱动，且饱和压降低，驱动电路的可靠性高，适用于多种高压、高频和高电流的应用需求。

根据本实用新型的一个实施例，第一接口为微处理器的脉冲信号输出接口。

根据本实用新型的一个实施例，第二接口为微处理器的中断信号输入接口。

根据本实用新型的第二方面的实施例，提出了一种烹饪器具，包括：负载；如上述任一项技术方案的驱动电路，驱动电路连接至负载，其中，驱动电路中的晶闸管开关导通时，负载所在的工作电路导通。

根据本实用新型的实施例的烹饪器具，通过设置同步驱动模块以代替比较器，克服了比较器造成的时间延迟，解决了迟滞导通的技术问题，具体地，通过设定触发信号的接收时刻与驱动信号的产生时刻之间的时间间隔为预设值，使得集电极的电位下降至零的时刻晚于所述驱动信号的产生时刻，在集电极的相关电势降低至参考值(参考值大于零，且集电极的电势大于零)时，微处理器记录此时时刻为t1，并确定时间间隔为Δt(预设在微处理器中)，在经过t时间后微处理器产生驱动信号，其中，t＝t1+Δt，因此保证驱动信号的产生时刻早于集电极的电势下降为零的时刻，从而真正意义上解决了比较器造成的迟滞导通的技术问题，提升了驱动电路和烹饪器具的稳定性和可靠性。

根据本实用新型的一个实施例，负载包括：谐振模块，谐振模块串联连接在工作电路中，谐振模块包括：串联连接或并联连接的电容和电感。

根据本实用新型的实施例的烹饪器具，对于饭煲等烹饪器具而言，负载为单管加热模块，也即电磁谐振模块(通常由串联连接或并联连接的电容和电感组成)产生电磁波实现涡流加热。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了相关技术中的驱动电路的电路结构图；

图2示出了相关技术中的驱动电路的比较器的端口电压示意图；

图3示出了相关技术中的驱动电路的IGBT的导通电压图；

图4示出了根据本实用新型的驱动电路的实施例一的电路结构图；

图5示出了根据本实用新型的驱动电路的实施例二的电路结构图；

图6示出了根据本实用新型的驱动电路的IGBT的导通电压图，

其中，说明书附图中的标注及对应的名称为：402 供电模块、404 同步驱动模块、406 微处理器、408 IGBT驱动模块、410 晶闸管开关、C 电容、L 电感、T1 三极管、Vcc 直流稳压源、r1 第一电阻、r2 第二电阻、r3 第一分压电阻、r4 第二分压电阻、d1 二极管、Vg晶闸管开关的基极电势、Vce 晶闸管开关的集电极和发射极之间的电势差、Vp1 为p1参考点的电势和Vp2为p2参考点的电势。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图4示出了根据本实用新型的驱动电路的实施例一的电路结构图；

图5示出了根据本实用新型的驱动电路的实施例二的电路结构图；

图6示出了根据本实用新型的驱动电路的IGBT的导通电压图。

下面结合图4至图6对根据本实用新型的驱动电路的实施例进行具体说明。

如图4至图6所示，根据本实用新型的实施例的驱动电路，包括：晶闸管开关410，晶闸管开关410的驱动端连接至微处理器406的第一接口；同步驱动模块404，同步驱动模块404的输入端连接至晶闸管开关410，同步驱动模块404的输出端连接至微处理器406的第二接口；微处理器406，微处理器406包括：第一接口和第二接口，第二接口在接收到触发信号后，触发微处理器406控制第一接口产生驱动信号，触发信号的接收时刻与驱动信号的产生时刻之间的时间间隔为预设值，集电极的电位下降至零的时刻晚于驱动信号的产生时刻，其中，晶闸管开关410连接至负载，晶闸管开关410导通时，负载所在的工作电路导通，工作电路中还设有整流桥模块，用于对输入负载的电压负载进行整流处理。

根据本实用新型的实施例的驱动电路，通过设置同步驱动模块404以代替比较器，克服了比较器造成的时间延迟，解决了迟滞导通的技术问题，具体地，通过设定触发信号的接收时刻与驱动信号的产生时刻之间的时间间隔为预设值，使得集电极的电位下降至零的时刻晚于所述驱动信号的产生时刻，在集电极的相关电势降低至参考值(参考值大于零，且集电极的电势大于零)时，微处理器406记录此时时刻为t1，并确定时间间隔为Δt(预设在微处理器406中)，在t2时刻微处理器406产生驱动信号，其中，t2＝t1+Δt，因此保证驱动信号的产生时刻早于集电极的电势下降为零的时刻，从而真正意义上解决了比较器造成的迟滞导通的技术问题，提升了驱动电路的稳定性和可靠性。

其中，晶闸管开关410通常采用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)，供电模块402、负载与IGBT串联，在IGBT的集电极的电势下降至零前，触发微处理器406记录t1，并通过理论计算或经验值确定Δt，在集电极的电势下降至零前，微处理器406已产生驱动信号以驱动IGBT导通，进而负载开始工作。

对于饭煲等烹饪器具而言，负载为单管加热模块，也即电磁谐振模块(通常由串联连接或并联连接的电容C和电感L组成)产生电磁波实现涡流加热。

根据本实用新型的一个实施例，晶闸管开关410的集电极连接至负载，晶闸管开关410的发射极接地，晶闸管开关410的基极作为驱动端连接至微处理器406的第一接口。

根据本实用新型的实施例的驱动电路，晶闸管开关410的集电极和发射极之间的电势差范围为0～1200V，晶闸管开关410的基极电势范围为0～18V。

根据本实用新型的一个实施例，同步驱动模块404包括：单向导通模块，单向导通模块的第一端连接至电源，单向导通模块的第二端连接至第一电阻r1的第一端，单向导通模块的第三端作为同步驱动模块404的输出端；第一电阻r1，第一电阻r1的第二端连接至第一分压电阻r3的第一端；第一分压电阻r3，第一分压电阻r3的第二端接地；第二电阻r2，单向导通模块的第三端连接至第二电阻r2的第一端，第二电阻r2的第二端接地，其中，单向导通模块的第二端的电势值处于预设范围时，单向导通模块导通，第二电阻r2的第一端生成触发信号，并发送至第二接口。

根据本实用新型的实施例的驱动电路，通过设置同步驱动模块404包括单向导通模块、第一电阻r1和第二电阻r2等，并采用上述方式连接，具体地，在单向导通模块的第二端的电势值处于预设范围时，单向导通模块导通，第二电阻r2的第一端生成触发信号，并发送至第二接口，克服了比较器判断延迟的技术问题，单向导通模块在导通时生成相应的第一脉冲信号，第一脉冲信号的下降沿触发微处理器406经过Δt生成触发信号，通过IGBT驱动模块408驱动IGBT导通，Δt的取值范围一般为0～6ns。

根据本实用新型的一个实施例，单向导通模块包括：三极管T1，三极管T1的集电极作为单向导通模块的第一端，三极管T1的基极连接至单向导通元件的负极，三极管T1的发射极作为单向导通模块的第三端；单向导通元件，单向导通元件的正极作为单向导通模块的第二端。

根据本实用新型的实施例的驱动电路，通过设置单向导通模块包括三极管T1和单向导通元件(通常设置为稳压二极管d1)，并采用上述方式进行连接，设置参考电压为三极管T1导通电压与稳压二极管d1之和，第一电阻r1的第二端记作p1，第二电阻r2的第二端记作p2，在p1电势大于参考电压时，三极管T1导通，p2输出第一脉冲信号至微处理器406，第一脉冲信号的下降沿(t1时刻)触发微处理器406确定Δt，并在t1+Δt时刻后生成驱动信号，输出至IGBT的基极，通过不断地合理优化Δt，能够保证IGBT在集电极的零点到达前导通。

P1点的电势Vp1的取值范围为0～5V，P2点的电势Vp2的取值范围同样为0～5V。

根据本实用新型的一个实施例，包括：第二分压电阻r4，连接于晶闸管开关410的集电极和第一分压电阻r3的第一端之间。

根据本实用新型的实施例的驱动电路，通过调节第二分压电阻r4和第一分压电阻r3的阻值，可以便捷地调整t1时刻，其中，第二分压电阻r4的阻值增大p1点的电势波形的峰值较高，斜率k较大，因此，t1时刻较晚产生，相应的，第二分压电阻r4的阻值减小p1点的电势波形的峰值较低，斜率k较小，因此，t1时刻较早产生，在Δt不变的情况下，使得驱动信号产生得更早。

具体地，如图5所示，p1点的电势r3固定不变时，Vp1的斜率随着r4的增大而变大，可通过调节r3和r4的比值来调节斜率，也即调节t1，t1时刻至集电极下降至零的时间间隔大于Δt，从而保证集电极下降至零时，微处理器406已经生成驱动信号。

Vp2所示的第一脉冲信号的电势为Vcc与三极管导通压降的差值。

根据本实用新型的一个实施例，单向导通元件为二极管d1，晶闸管开关410为绝缘栅双极型晶体管。

根据本实用新型的实施例的驱动电路，通过设置单向导通元件为二极管d1，晶闸管开关410为绝缘栅双极型晶体管，可以实现低功率驱动，且饱和压降低，驱动电路的可靠性高，适用于多种高压、高频和高电流的应用需求。

根据本实用新型的一个实施例，第一接口为微处理器406的脉冲信号输出接口。

根据本实用新型的一个实施例，第二接口为微处理器406的中断信号输入接口。

根据本实用新型的第二方面的实施例，提出了一种烹饪器具，包括：负载；如上述任一项技术方案的驱动电路，驱动电路连接至负载，其中，驱动电路中的晶闸管开关410导通时，负载所在的工作电路导通。

根据本实用新型的实施例的烹饪器具，通过设置同步驱动模块404以代替比较器，克服了比较器造成的时间延迟，解决了迟滞导通的技术问题，具体地，通过设定触发信号的接收时刻与驱动信号的产生时刻之间的时间间隔为预设值，使得集电极的电位下降至零的时刻晚于所述驱动信号的产生时刻，在集电极的相关电势降低至参考值(参考值大于零，且集电极的电势大于零)时，微处理器406记录此时时刻为t1，并确定时间间隔为Δt(预设在微处理器406中)，在到达t2时刻时微处理器406产生驱动信号，其中，t2＝t1+Δt，因此保证驱动信号的产生时刻早于集电极的电势下降为零的时刻，从而真正意义上解决了比较器造成的迟滞导通的技术问题，提升了驱动电路和烹饪器具的稳定性和可靠性。

根据本实用新型的一个实施例，负载包括：谐振模块，谐振模块串联连接在工作电路中，谐振模块包括：串联连接或并联连接的电容C和电感L。

根据本实用新型的实施例的烹饪器具，对于饭煲等烹饪器具而言，负载为单管加热模块，也即电磁谐振模块(通常由串联连接或并联连接的电容C和电感L组成)产生电磁波实现涡流加热。

上述烹饪器具可以是电饭煲、料理机、豆浆机、电热水壶和电磁炉中的任一种。

以上结合附图详细说明了本实用新型的技术方案，考虑到相关技术中提出的单管驱动电路的迟滞导通问题，本实用新型提出了一种驱动电路和一种烹饪电器，通过设置同步驱动模块以代替比较器，克服了比较器造成的时间延迟，解决了迟滞导通的技术问题，具体地，通过设定触发信号的接收时刻与驱动信号的产生时刻之间的时间间隔为预设值，使得集电极的电位下降至零的时刻晚于所述驱动信号的产生时刻，在集电极的相关电势降低至参考值(参考值大于零，且集电极的电势大于零)时，微处理器记录此时时刻为t1，并确定时间间隔为Δt(预设在微处理器中)，在t2时刻微处理器产生驱动信号，其中，t2＝t1+Δt，因此保证驱动信号的产生时刻早于集电极的电势下降为零的时刻，从而真正意义上解决了比较器造成的迟滞导通的技术问题，提升了驱动电路的稳定性和可靠性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种驱动电路，其特征在于，包括：

晶闸管开关，所述晶闸管开关的驱动端连接至微处理器的第一接口；

同步驱动模块，所述同步驱动模块的输入端连接至所述晶闸管开关，所述同步驱动模块的输出端连接至所述微处理器的第二接口；

所述微处理器包括：

所述第一接口和所述第二接口，所述第二接口在接收到触发信号后，触发所述微处理器控制所述第一接口产生驱动信号，所述触发信号的接收时刻与所述驱动信号的产生时刻之间的时间间隔为预设值，所述晶闸管开关的集电极的电位下降至零的时刻晚于所述驱动信号的产生时刻，

其中，所述晶闸管开关连接至负载，所述晶闸管开关导通时，所述负载所在的工作电路导通，所述工作电路中还设有整流桥模块，用于对输入所述负载的电压负载进行整流处理。

2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，

所述晶闸管开关的集电极连接至所述负载，所述晶闸管开关的发射极接地，所述晶闸管开关的基极作为所述驱动端连接至微处理器的第一接口。

3.根据权利要求1或2所述的驱动电路，其特征在于，所述同步驱动模块包括：

单向导通模块，所述单向导通模块的第一端连接至电源，所述单向导通模块的第二端连接至第一电阻的第一端，所述单向导通模块的第三端作为所述同步驱动模块的输出端；

所述第一电阻，所述第一电阻的第二端连接至第一分压电阻的第一端；

所述第一分压电阻，所述第一分压电阻的第二端接地；

第二电阻，所述单向导通模块的第三端连接至第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端接地，

其中，所述单向导通模块的第二端的电势值处于预设范围时，所述单向导通模块导通，所述第二电阻的第一端生成所述触发信号，并发送至所述第二接口。

4.根据权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，所述单向导通模块包括：

三极管，所述三极管的集电极作为所述单向导通模块的第一端，所述三极管的基极连接至单向导通元件的负极，所述三极管的发射极作为所述单向导通模块的第三端；

所述单向导通元件，所述单向导通元件的正极作为所述单向导通模块的第二端。

5.根据权利要求4所述的驱动电路，其特征在于，包括：

第二分压电阻，连接于所述晶闸管开关的集电极和所述第一分压电阻的第一端之间。

6.根据权利要求4所述的驱动电路，其特征在于，所述单向导通元件为二极管，所述晶闸管开关为绝缘栅双极型晶体管。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的驱动电路，其特征在于，所述第一接口为所述微处理器的脉冲信号输出接口。

8.根据权利要求4至6中任一项所述的驱动电路，其特征在于，所述第二接口为所述微处理器的中断信号输入接口。

9.一种烹饪器具，其特征在于，包括：

负载；

如权利要求1至8中任一项所述的驱动电路，所述驱动电路连接至所述负载，

其中，所述驱动电路中的晶闸管开关导通时，所述负载所在的工作电路导通。

10.根据权利要求9所述的烹饪器具，其特征在于，所述负载包括：

谐振模块，所述谐振模块串联连接在所述工作电路中，所述谐振模块包括：

串联连接或并联连接的电容和电感。