CN207560374U - 电磁加热系统和电磁加热设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电磁加热系统和电磁加热设备，所述电磁加热系统包括：电源模块，电源模块的输入端与交流市电相连，电源模块用以将交流市电转换为预设高压直流电；谐振模块，谐振模块包括加热线圈、谐振电容和功率开关管，加热线圈与谐振电容并联，且加热线圈与谐振电容并联后的一端与电源模块的输出端相连，加热线圈与谐振电容并联后的另一端与功率开关管的集电极相连，其中谐振电容的容值取值范围为0.1uF～0.15uF。本实用新型实施例的电磁加热系统能够实现宽功率范围的连续加热。

Description

电磁加热系统和电磁加热设备

技术领域

本实用新型涉及家用电器技术领域，特别涉及一种电磁加热系统和一种具有该电磁加热系统的电磁加热设备。

背景技术

电磁炉单管谐振拓扑结构决定了其连续加热功率范围的宽度，其中，连续加热功率越高，谐振回路中的滞后电流滞后就会越大，谐振开关管IGBT的内置反向二极管的损耗就会越高；连续加热功率越低，谐振回路中的超前开通电压就会越高，谐振开关管IGBT的内置反向二极管的开通损耗就会越高。所以，一般电磁炉的连续加热功率范围为1000W～2100W，而对于低功率加热，采用间断加热方式，如，以1000W作为基准功率，通过固定调功比实现功率分配，但是体验效果欠佳。

实用新型内容

本实用新型旨在至少从一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种电磁加热系统，能够实现宽功率范围的连续加热。

本实用新型的第二个目的在于提出一种电磁加热设备。

为达到上述目的，本实用新型一方面提出了一种电磁加热系统，包括：电源模块，所述电源模块的输入端与交流市电相连，所述电源模块用以将所述交流市电转换为预设高压直流电；谐振模块，所述谐振模块包括加热线圈、谐振电容和功率开关管，所述加热线圈与所述谐振电容并联，且所述加热线圈与所述谐振电容并联后的一端与所述电源模块的输出端相连，所述加热线圈与所述谐振电容并联后的另一端与所述功率开关管的集电极相连，其中所述谐振电容的容值取值范围为0.1uF～0.15uF。

根据本实用新型的电磁加热系统，将电源模块的输入端与交流市电相连，通过电源模块将交流市电转换为预设高压直流电，谐振模块包括加热线圈、谐振电容和功率开关管，加热线圈与谐振电容并联，且加热线圈与谐振电容并联后的一端与电源模块的输出端相连，加热线圈与谐振电容并联后的另一端与功率开关管的集电极相连，其中谐振电容的容值取值范围为0.1uF～0.15uF。该系统能够实现宽功率范围的连续加热。

另外，根据本实用新型上述的电磁加热系统还可以具有如下附加的技术特征：

具体地，所述加热线圈的电感量小于等于110uH。

进一步地，上述的电磁加热系统，还包括：控制模块，所述控制模块与所述功率开关管的基极相连，所述控制模块用于获取目标加热功率，并根据所述目标加热功率输出功率控制信号至所述功率开关管以驱动所述功率开关管导通和关断实现谐振加热，其中，在一个谐振周期内，所述功率开关管的导通时间小于正常谐振加热时所述目标加热功率对应的导通时间。

进一步地，上述的电磁加热系统，还包括：驱动模块，所述驱动模块连接在所述控制模块与所述功率开关管的基极之间，所述控制模块通过所述驱动模块驱动所述功率开关管导通和关断。

具体地，所述目标加热功率的取值范围为500W～2200W。

为实现上述目的，本实用新型另一方面提出了一种电磁加热设备，其包括上述的电磁加热系统。

本实用新型的电磁加热设备，通过上述的电磁加热系统，能够实现宽功率范围的连续加热。

另外，根据本实用新型上述的电磁加热设备还可以具有如下附加的技术特征：

具体地，所述电磁加热设备包括电磁炉、电磁电饭煲和电磁压力锅。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的电磁加热系统的方框示意图；

图2是传统的电磁加热系统中IGBT集电极电压和IGBT电流的波形图；

图3是根据本实用新型一个实施例的电磁加热系统的方框示意图；以及

图4是根据本实用新型一个实施例的电磁加热系统中IGBT集电极电压和IGBT电流的波形图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参照附图来描述根据本实用新型实施例提出的电磁加热系统和具有该电磁加热系统的电磁加热设备。

图1是根据本实用新型实施例的电磁加热系统的结构示意图。如图1所示，本实用新型实施例的电磁加热系统可包括：电源模块10和谐振模块20。

其中，电源模块10的输入端与交流市电相连，电源模块10用以将交流市电转换为预设高压直流电。谐振模块20可包括加热线圈L、谐振电容C和功率开关管Q，加热线圈L与谐振电容C并联，且加热线圈L与谐振电容C并联后的一端与电源模块10的输出端相连，加热线圈L与谐振电容C并联后的另一端与功率开关管Q的集电极相连，其中谐振电容C的容值取值范围为0.1uF～0.15uF。

具体而言，由于电磁加热系统的连续低功率加热的实现在于低功率下谐振能量不足，但是当谐振能量不足时，将导致谐振开关管Q(如，IGBT)在较高电位时导通，如图2所示。而当谐振开关管Q导通时，将强行将谐振电容C上的能量转化为热能积攒在谐振开关管Q上，使得谐振开关管Q的温度上升，过流能力下降，极易发生击穿现象。

其中，积攒在谐振开关管Q上的能量，即谐振开关管Q的导通损耗EC＝1/2*C*U*U，其中，U为谐振开关管Q的导通电压，C为谐振电容的容值，一般情况下，谐振电容C的容值取值范围为0.24uF～0.3uF。由于谐振电容C的容值较大，并且谐振开关管Q的导通电压U处于较大的导通点电压，所以谐振开关管Q的导通损耗EC较大，这也是正常谐振参数下难以实现连续低功率加热的主要原因。

基于对上述问题的思考以及通过大量实验测试发现，通过将谐振电容C的参数调节至0.1uF～0.15uF，不仅可以保证电磁加热系统的正常连续加热，而且扩展了电磁加热系统连续加热功率范围的宽度，可以实现500W～2200W宽功率范围内的连续加热。

根据本实用新型的一个实施例，加热线圈L的电感量小于等于110uH，这样可以使得电磁加热系统的谐振频率达到40kHz以上。

根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，上述的电磁加热系统还包括控制模块30，控制模块30与功率开关管Q的基极相连，控制模块30用于获取目标加热功率，并根据目标加热功率输出功率控制信号至功率开关管Q，以驱动功率开关管Q导通和关断实现谐振加热，其中，在一个谐振周期内，功率开关管Q的导通时间小于正常谐振加热时目标加热功率对应的导通时间。

根据本实用新型的一个实施例，目标加热功率的取值范围可为500W～2200W。

进一步地，如图3所示，上述的电磁加热系统还包括驱动模块40，驱动模块40连接在控制模块30与功率开关管Q的基极之间，控制模块30通过驱动模块40驱动功率开关管Q导通和关断。

具体地，如图4所示，与一般情况下设置的谐振电容的参数相比，为了达到相同的目标加热功率，功率开关管Q的导通宽度将变小，单个谐振周期的谐振能量将下降，当电磁加热系统以目标加热功率500W进行连续加热时，由于功率开关管Q的导通电压并未升高，并且谐振电容C的容值降低，所以当谐振开关管Q导通时，谐振电容C上所存储的能量将降低，进而转化为热能积攒在谐振开关管Q上的能量，即谐振开关管Q的导通损耗EC将降低，从而有效提高功率开关管Q的可靠性，可以实现电磁加热系统的连续低功率加热。

综上所述，根据本实用新型的电磁加热系统，将电源模块的输入端与交流市电相连，通过电源模块将交流市电转换为预设高压直流电，谐振模块包括加热线圈、谐振电容和功率开关管，加热线圈与谐振电容并联，且加热线圈与谐振电容并联后的一端与电源模块的输出端相连，加热线圈与谐振电容并联后的另一端与功率开关管的集电极相连，其中谐振电容的容值取值范围为0.1uF～0.15uF。该系统能够实现宽功率范围的连续加热。

此外，本实用新型的实施例还提出了一种电磁加热设备，其包括上述的电磁加热系统。

在本实用新型的实施例中，电磁加热设备可包括电磁炉、电磁电饭煲和电磁压力锅等。

本实用新型的电磁加热设备，通过上述的电磁加热系统，能够实现宽功率范围的连续加热。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种电磁加热系统，其特征在于，包括：

电源模块，所述电源模块的输入端与交流市电相连，所述电源模块用以将所述交流市电转换为预设高压直流电；

谐振模块，所述谐振模块包括加热线圈、谐振电容和功率开关管，所述加热线圈与所述谐振电容并联，且所述加热线圈与所述谐振电容并联后的一端与所述电源模块的输出端相连，所述加热线圈与所述谐振电容并联后的另一端与所述功率开关管的集电极相连，其中所述谐振电容的容值取值范围为0.1uF～0.15uF。

2.如权利要求1所述的电磁加热系统，其特征在于，所述加热线圈的电感量小于等于110uH。

3.如权利要求1或2所述的电磁加热系统，其特征在于，还包括：

控制模块，所述控制模块与所述功率开关管的基极相连，所述控制模块用于获取目标加热功率，并根据所述目标加热功率输出功率控制信号至所述功率开关管以驱动所述功率开关管导通和关断实现谐振加热，其中，在一个谐振周期内，所述功率开关管的导通时间小于正常谐振加热时所述目标加热功率对应的导通时间。

4.如权利要求3所述的电磁加热系统，其特征在于，还包括：

驱动模块，所述驱动模块连接在所述控制模块与所述功率开关管的基极之间，所述控制模块通过所述驱动模块驱动所述功率开关管导通和关断。

5.如权利要求3所述的电磁加热系统，其特征在于，所述目标加热功率的取值范围为500W～2200W。

6.一种电磁加热设备，其特征在于，包括如权利要求1-5中任一项所述的电磁加热系统。

7.如权利要求6所述的电磁加热设备，其特征在于，所述电磁加热设备包括电磁炉、电磁电饭煲和电磁压力锅。