CN206559665U - 一种电磁加热电源电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电磁加热电源电路，包括整流电路、滤波电路、第一IGBT以及用于控制第一IGBT的MCU控制器，电磁加热电源电路的第一输出端和第二输出端之间连接有第一谐振电容，其特征是：还包括谐振电路，谐振电路包括第二IGBT和整流二极管，第二IGBT的发射极通过第二谐振电容连接第一IGBT的集电极，第二IGBT的集电极连接电磁加热电源电路的第二输出端，第二IGBT的门极与发射极之间连接有第一电阻，整流二极管的阳极连接第二IGBT的发射极且其阴极连接第二IGBT的门极。该种电磁加热电源电路再现有技术的基础之上加入了辅助谐振电路，通过辅助谐振电路来降低IGTB硬开关的电压，减小冲击IGBT的冲击电流，减小IGBT的电应力。如此可以大大提高IGBT的性能和可靠性，大幅改善EMC的性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及家电技术领域，更具体地说，它涉及一种IH电饭煲，尤其涉及一种电磁加热电源电路。
背景技术
自电饭煲诞生以来，加热盘就是电饭煲的唯一加热方式，其原理是通过加热盘将热量传导至内胆底部，然后由内胆再将热量传递给食材，这种加热方式生产成本低，控制难度小，但加热不均匀，不能进行精确温控也是这种加热方式很明显的弊端。
随着技术的进步，出现了IH电饭煲，IH电饭煲利用电磁加热的方式对食材进行加热。IH电磁技术的工作原理是通过电磁线圈接通交变电流，直接对金属内胆进行加热，越过了加热盘的热量传导过程，升温迅速；而且很多高端IH电饭煲引入多级线圈，实现了对整个内胆的环绕加热，实现了绝对的均匀加热；IH电饭煲还能对米饭焖制过程实现精准程序控制，根据米饭各个加热阶段的需要设定不同的加热方案，米饭口感和营养成分都提升到了前所未有的高度。IH电饭煲以其显著的优势正在逐渐取代传统的电饭煲，成为市场主流。
参照图1，现有的IH电饭煲的电磁加热主电路是一个单管谐振的变换器，由桥式整流器和谐振变换器构成，利用LC谐振现象，实现低开关损耗的ZVS的变换；但这种电路的缺点是：在谐振周期里，当谐振电流过小时，谐振电容上会出现残压，导致IGBT硬开通，大大加剧了开关损耗，同时产生较大的冲击电流和EMI骚扰；该缺陷会严重影响IH电饭煲的正常使用。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种电磁加热电源电路，该电路能减小IGBT的冲击电流，改善EMC性能。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
一种电磁加热电源电路，包括连接市电的桥式整流电路、耦接于整流电路的输出端的滤波电路、连接在电磁加热电源电路的第一输出端上的第一IGBT以及与第一IGBT连接的用于控制第一IGBT的MCU控制器，电磁加热电源电路的第一输出端和第二输出端之间连接有第一谐振电容，还包括谐振电路，所述谐振电路包括第二IGBT和整流二极管，所述第二ICBT的发射极通过第二谐振电容连接第一IGBT的集电极，所述第二IGBT的集电极连接电磁加热电源电路的第二输出端，所述第二IGBT的门极与发射极之间连接有第一电阻，所述整流二极管的阳极连接第二IGBT的发射极且其阴极连接第二IGBT的门极。
采用上述方案，当第一IGBT开通时，电流经过线圈盘流进第一IGBT，当第一IGBT关闭时，线圈通向第二谐振电容充电，当第二谐振电容充电电压升高到一定电压时（高于母线电压时），第一谐振电容的电压提供给第二IGBT的门极，第二IGBT2开通，此时两个谐振电容并联，线圈盘电流向两谐振电容充电，此时因为电容值较大，第一IGBT的集电极极反向电压不会充太高，从而形成在第二谐振电容单独谐振时，硬开关的电压很低，冲击电流也很小；而在第一谐振电容同时参与谐振时，会大大降低第一IGBT的集电极极反压；减少第一IGBT的电应力大幅盖上EMC性能。
作为优选方案：还包括温控电路，所述温控电路包括第一三极管、第二三极管和双向可控硅光耦，第二电阻连接在第一电阻与第二IGBT的门极之间，第一三极管的基集连接第一电阻和第二电阻的连接点，第一三极管的发射极通过第三电阻连接第二IGBT的门极，第一三极管的集电极连接第二IGBT的发射极，双向可控硅光耦的一个输出端连接第一三极管的基集，其另一个输出端连接第二IGBT的门极，第二三极管的集电极与双向可控硅光耦的输入端负极连接，第二三极管的发射极接地，第二三极管的基集与发射极之间还连接有第四电阻。
采用上述方案，当电路大功率工作时，第二IGBT温升较高，此时可以将双向可控硅光耦发光，使其二次侧可控硅导通，这时第二电阻被短路，第二IGBT2的门极等效电容的电无法快速释放，出现在VC谐振电压低于母线电压时，仍然会出现第二IGBT导通，这时第二谐振电容的电压会被迅速充至母线电压，这样下一循环第二IGBT开启电在VC=0点附件，不会产生较大的开关损耗，以此减低温升。
作为优选方案：所述第二谐振电容的电容值大于第一谐振电容。
作为优选方案：所述滤波电路为π型LC滤波电路。
与现有技术相比，本实用新型的优点是：该种电磁加热电源电路再现有技术的基础之上加入了辅助谐振电路，通过辅助谐振电路来降低IGTB硬开关的电压，减小冲击IGBT的冲击电流，减小IGBT的电应力。如此可以大大提高IGBT的性能和可靠性，大幅改善EMC的性能。
附图说明
图1为现有技术中的电磁加热电源电路；
图2为本实施例中的电磁加热电源电路。
具体实施方式
参照图2，一种电磁加热电源电路。
该电磁加热电源电路包括并联的稳压二极管ZNR、电容C1和电阻R1，稳压二极管ZNR的一端通过保险丝FUSE连接市电的火线，稳压二极管ZNR的另一端连接市电的零线。电阻R1的一端与具有两个线圈的电感L2的第一线圈的一端连接，第一线圈的另一端连接桥式整流电路的第一输入端，电阻R1的另一端连接电感L2的第二线圈的一端，第二线圈的另一端连接桥式整流电路的第二输入端。电容C2与电容C3串联，电容C2的另一端连接桥式整流电路的第一输入端，电容C3的另一端连接桥式整流电路的第二输入端，电容C2与电容C3的连接点接地；电容C4的一端连接桥式整流电路的第一输入端，电容C4的另一端连接桥式整流电路的第二输入端；桥式整流电路的第一输出端连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接电源电路的第一输出端OUT1。电容C5的一端连接电感L1的一端且其另一端连接桥式整流电路的第二输出端，电容C9的一端连接电感L1的另一端且其另一端接地。
桥式整流电路的第二输出端连接IGBT1的发射极，IGBT1的发射极通过热敏电阻NTC连接MCU控制器的采样信号输入端，IGBT1的集电极连接电源电路的第二输出端OUT2，电源电路的两个输出端OUT1与OUT2之间连接有第一谐振电容C6，IGBT1的门极连接MCU控制器的控制信号输出端；IGBT1的门极与发射极之间连接有电容C10；整流二极管ZD1的阳极连接IGBT1的门极，其阴极接地；电阻R3一端连接IGBT1的门极，其另一端接地。二极管D1的阴极连接IGBT1的门极，二极管的阳极连接电容C8的一端，电容C8的另一端接地，电阻R4与电容C8并联。
该电源电路还包括谐振电路。谐振电路包括IGBT2，IGBT2的集电极连接电源电路的第一输出端OUT1，IGBT2的发射极通过第二谐振电容C7连接IGBT1的集电极；整流二极管ZD2的阳极连接IGBT2的门极且其阴极连接IGBT2的发射极；电阻R10与电阻R6串联，电阻R10的另一端连接IGBT2的门极，电阻R6的另一端连接IGBT2的发射极。
这里，第二谐振电容C7的电容值大于第一谐振电容C6的电容值。
谐振电路的工作原理为：当IGBT1开通时，电流经过线圈盘流进IGBT1，当IGBT1关闭时，线圈通向C6充电，当C6充电电压升高到一定电压时（高于母线电压时），IGBT2的续流二极管开始导通，同时C7的电压通过R18~R21提供给IGBT2的门极供电，当提供的电压超过IGBT2的基极开启电压时，IGBT2开通，此时C6与C7并联，线圈L1的盘电流向C6和C7一起充电，此时因为充电的电容值较大，IGBT1的集电极反向电压不会充太高，从而形成在C7单独谐振时，硬开关的电压很低，冲击电流也很小；而在C6同时参与谐振时，会大大降低IGBT1的C极反压；减少IGBT1的电应力。
在实际的测试中发现，带有该种谐振电路的电源电路存在IGBT2开关损耗大，温升升高的问题。
作为改进，该电源电路还配有温控电路。
温控电路包括三极管Q1、三极管Q2以及双向可控硅光耦。
三极管Q1的基集连接电阻R10和电阻R6的连接点，Q1的发射极通过电阻R5连接IGBT2的门极，Q1的集电极连接IGBT2的发射极。
双向可控硅光耦IC的一个输出端连接三极管Q1的基集，其另一个输出端连接IGBT2的门极，光耦IC的输入端正极通过电阻R9连接+5V电压。
三极管Q2的集电极与光耦IC的输入端负极连接，Q2的发射极接地，Q2的基集通过电阻R8连接MCU控制器，Q2的基集与发射极之间还连接有电阻R7。
温控电路的工作原理为：当大功率时，IGBT温升较高，此时可以将IC3光耦发光，使得二次侧可控硅导通，这时R10被短路，IGBT2的门极等效电容的电无法快速释放，出现在VC谐振电压低于母线电压时，仍然会出现IGBT2导通，这时C7的电压会被迅速充至母线电压，这样下一循环IGBT2开启电在VC=0点附件，不会产生较大的开关损耗，以此减低温升。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。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原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种电磁加热电源电路，包括连接市电的桥式整流电路、耦接于整流电路的输出端的滤波电路、连接在电磁加热电源电路的第一输出端上的第一IGBT以及与第一IGBT连接的用于控制第一IGBT的MCU控制器，电磁加热电源电路的第一输出端和第二输出端之间连接有第一谐振电容，其特征是：还包括谐振电路，所述谐振电路包括第二IGBT和整流二极管，所述第二IGBT的发射极通过第二谐振电容连接第一IGBT的集电极，所述第二IGBT的集电极连接电磁加热电源电路的第二输出端，所述第二IGBT的门极与发射极之间连接有第一电阻，所述整流二极管的阳极连接第二IGBT的发射极且其阴极连接第二IGBT的门极。
2.根据权利要求1所述的电磁加热电源电路，其特征是：还包括温控电路，所述温控电路包括第一三极管、第二三极管和双向可控硅光耦，第二电阻连接在第一电阻与第二IGBT的门极之间，第一三极管的基集连接第一电阻和第二电阻的连接点，第一三极管的发射极通过第三电阻连接第二IGBT的门极，第一三极管的集电极连接第二IGBT的发射极，双向可控硅光耦的一个输出端连接第一三极管的基集，其另一个输出端连接第二IGBT的门极，第二三极管的集电极与双向可控硅光耦的输入端负极连接，第二三极管的发射极接地，第二三极管的基集与发射极之间还连接有第四电阻。
3.根据权利要求1所述的电磁加热电源电路，其特征是：所述第二谐振电容的电容值大于第一谐振电容。
4.根据权利要求1所述的电磁加热电源电路，其特征是：所述滤波电路为π型LC滤波电路。
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Denomination of utility model: Electromagnetic heating power supply circuit Effective date of registration: 20200722 Granted publication date: 20171013 Pledgee: Beijiao sub branch of Guangdong Shunde Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: GUANGDONG SONG RESEARCH ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020980004264 |
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