CN207588728U - 开关电源电路及电磁炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种开关电源电路及电磁炉，其中，开关电源电路包括：开关电源芯片、变压器和稳压芯片；开关电源芯片通过启动电阻与输入电源相连；开关电源芯片通过采样电阻与变压器的初级绕组相连，用于为所述初级绕组充电；所述变压器的初级绕组输出第一电压信号；所述变压器的次级绕组与所述稳压芯片相连，所述稳压芯片输出第二电压信号；所述第一电压信号和第二电压信号的幅值不同。本实用新型提供的开关电源电路及电磁炉能够解决现有技术中需要采用多组开关电源电路而造成电路复杂和制造成本较高的问题。

Description

开关电源电路及电磁炉

技术领域

本实用新型涉及电路技术，尤其涉及一种开关电源电路及电磁炉。

背景技术

电磁炉，又称为电磁灶，是利用线圈通电产生磁场，其磁力线穿过铁质锅的底部时被锅底切割而生成无数小涡流，促使铁锅自身的铁原子高速旋转并产生碰撞摩擦生热，对锅内的食物进行加热。

电磁炉中通常采用开关电源进行供电，开关电源具有效率高、体积小、成本低等优点。常规的开关电源采用脉宽调制的方法将220V交流市电进行整流得到高压直流信号，然后经过降压、电感储能和电容滤波后得到低压直流信号，提供给电磁炉中的主板、风机、以及用于驱动线圈盘的驱动电路使用。

但是，常规的开关电源电路只能输出单一幅值的电压信号，而主板、风机驱动电路的工作电压均不相同，因此，为了满足各器件所需的工作电压，需采用多组开关电源电路，一方面增加了电磁炉内电路器件的数量，使得电路较为复杂，提高了设计和制造的难度，也增大了电磁炉的体积；另一方面提高了电磁炉的制造成本。

实用新型内容

本实用新型提供一种开关电源电路及电磁炉，用于解决现有技术中需要采用多组开关电源电路而造成电路复杂和制造成本较高的问题。

本实用新型第一方面提供一种开关电源电路，包括：开关电源芯片、变压器和稳压芯片；其中，

开关电源芯片通过启动电阻与输入电源相连；开关电源芯片通过采样电阻与变压器的初级绕组相连，用于为所述初级绕组充电；

所述变压器的初级绕组输出第一电压信号；所述变压器的次级绕组与所述稳压芯片相连，所述稳压芯片输出第二电压信号；所述第一电压信号和第二电压信号的幅值不同。

如上所述的开关电源电路，所述开关电源芯片的源端与所述启动电阻相连，所述开关电源芯片的漏极端通过第一滤波电容接地；所述开关电源芯片的源极端与所述采样电阻相连；

所述开关电源芯片内设置有脉宽调制信号发生器，用于产生脉宽调制信号，以控制所述开关电源芯片的漏极端与源极端导通或断开，且在所述漏极端与源极端导通时为所述初级绕组充电。

如上所述的开关电源电路，所述初级绕组的第一连接端与第二连接端之间串接有隔离二极管和第二滤波电容；所述第二滤波电容的正极与所述开关电源芯片的源端相连；所述初级绕组的第一连接端用于输出所述第一电压信号。

如上所述的开关电源电路，所述初级绕组的第一连接端还与第三滤波电容的正极相连，第三滤波电容的负极接地。

如上所述的开关电源电路，所述次级绕组的第三连接端通过第一整流二极管与所述稳压芯片相连。

如上所述的开关电源电路，所述稳压芯片的输入端与第四滤波电容的正极相连，第四滤波电容的负极接地。

如上所述的开关电源电路，所述稳压芯片的输出端与第五滤波电容的正极相连，第五滤波电容的负极接地；且所述稳压芯片的输出端用于输出所述第二电压信号。

如上所述的开关电源电路，所述变压器的初级绕组和次级绕组之间连接有假负载电阻。

如上所述的开关电源电路，所述开关电源芯片的漏极端通过第二整流二极管和限流电阻与外部电源相连；所述启动电阻的一端与开关电源芯片的漏极端相连，另一端与源端相连。

本实用新型第二方面提供一种电磁炉，包括：壳体、与所述壳体相连的面板；所述壳体内设置有如上所述的开关电源电路。

本实用新型提供的技术方案，通过采用开关电源芯片、变压器和稳压芯片；其中，开关电源芯片通过启动电阻与输入电源相连，还通过采样电阻与变压器的初级绕组相连，用于为初级绕组充电，变压器的初级绕组输出第一电压信号，变压器的次级绕组与稳压芯片相连，稳压芯片输出幅值与第一电压信号不同的第二电压信号，提供了至少两个不同的电压信号，能够满足电磁炉内各器件的需要。与现有技术中需要采用多组开关电源电路的方案相比，本实施例所提供的技术方案仅需要提供一组开关电源电路就能够满足各器件的需要，一方面减少了电路器件的数量，简化了电路结构，降低了设计及制造的难度，也缩小了电磁炉的体积；另一方面还降低了电磁炉的制造成本。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1为本实用新型实施例一提供的开关电源电路的结构示意图。

附图标记：

1-开关电源芯片； 2-变压器；

21-初级绕组； 3-稳压芯片；

41-启动电阻； 42-采样电阻；

43-假负载电阻； 44-限流电阻；

51-续流二极管； 52-隔离二极管；

53-第一整流二极管； 54-第二整流二极管；

61-第一滤波电容； 62-第二滤波电容；

63-第三滤波电容； 64-第四滤波电容；

65-第五滤波电容； 7-整流滤波电路。

通过上述附图，已示出本实用新型明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本实用新型构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

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做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

本实施例提供一种开关电源电路，能够应用于电磁炉中。该开关电源电路能够提供至少两种电压信号，以提供给电磁炉中各器件进行工作。

图1为本实用新型实施例一提供的开关电源电路的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的开关电源电路，包括：开关电源芯片1、变压器2和稳压芯片3。

其中，开关电源芯片1通过启动电阻41与输入电源相连。开关电源芯片1通过采样电阻42与变压器2的初级绕组21相连，用于为初级绕组21充电。

变压器2的初级绕组21输出第一电压信号。变压器2的次级绕组22与稳压芯片3相连，稳压芯片3输出第二电压信号，第一电压信号和第二电压信号的幅值不同。

上述开关电源芯片1通过启动电阻41与输入电源相连，该输入电源为220V交流市电。在输入电源与启动电阻41之间可连接有整流滤波电路7，用于对市电进行初步整流和滤波。

开关电源芯片1具有一定的导通和关断的频率，且在导通时向变压器2的初级绕组21输出电信号，以对初级绕组21进行充电。在初级绕组21充电过程中，其电压幅值发生变化，次级绕组22产生感应电压，初级绕组21与次级绕组22的匝数比决定了感应电压的幅值。

初级绕组21输出第一电压信号，次级绕组22输出第二电压信号，第一电压信号和第二电压信号的幅值不同，分别能提供给电磁炉中不同的器件。例如：第一电压信号为+18V直流信号，用于为风机和用于驱动线圈盘工作的驱动电路供电。第二电压信号为+5V直流信号，用于为电磁炉的主板供电。

在上述技术方案的基础上，若在初级绕组21或次级绕组22上连接有其它能够调节电压幅值的器件，则上述开关电源电路还能够产生第三电压信号，其幅值与第一电压信号和第二电压信号均不同。

本实施例提供的技术方案，通过采用开关电源芯片、变压器和稳压芯片；其中，开关电源芯片通过启动电阻与输入电源相连，还通过采样电阻与变压器的初级绕组相连，用于为初级绕组充电，变压器的初级绕组输出第一电压信号，变压器的次级绕组与稳压芯片相连，稳压芯片输出幅值与第一电压信号不同的第二电压信号，提供了至少两个不同的电压信号，能够满足电磁炉内各器件的需要。与现有技术中需要采用多组开关电源电路的方案相比，本实施例所提供的技术方案仅需要提供一组开关电源电路就能够满足各器件的需要，一方面减少了电路器件的数量，简化了电路结构，降低了设计及制造的难度，也缩小了电磁炉的体积；另一方面还降低了电磁炉的制造成本。

实施例二

本实施例是在上述实施例的基础上，对开关电源电路进行优化，尤其是对开关电源芯片1和变压器2的实现方式进行进一步的优化。

根据上述实施例所提供的开关电源芯片所具备的功能，开关电源芯片可采用现有技术中常用的芯片。如图1所示，本实施例所提供的开关电源芯片具有源端VDD、接地端GND、源极端CS和漏极端DR，其内部设置有MOS管，MOS管的漏极与漏极端DR相连，源极与源极端CS相连。

其中，源端VDD与启动电阻41的一端相连，启动电阻41的另一端与整流滤波电路7相连。启动电阻41的另一端还与漏极端DR相连。

接地端GND与续流二极管51的负极相连，续流二极管51的正极接地。接地端GND还与变压器2的初级绕组21相连。

漏极端DR与第一滤波电容61的正极相连，第一滤波电容61的负极接地。

源极端CS与采样电阻42的一端相连，采样电阻42的另一端与变压器2的初级绕组21相连。

开关电源芯片1内设置有脉宽调制信号发生器，脉宽调制信号发生器的输出端与MOS管的基极相连。脉宽调制信号发生器用于产生脉宽调制信号，用于向MOS管的基极提供高电平信号或低电平信号，以控制开关电源芯片1的漏极DR与源极端CS导通或断开，且在漏极端与源极端导通时为初级绕组21充电。

脉宽调制信号的占空比可根据源端VDD接收到的电压信号与源极端CS接收到的流过采样电阻42的电流信号进行设定，以使开关电源电路输出稳定的电压信号。

初级绕组21的两端分别称为第一连接端和第二连接端，其中，第一连接端为图1中右侧的端部，第二连接端为图1中左侧的端部。次级绕组22的两端分别称为第三连接端和第四连接端，其中，第三连接端为图1中左侧的端部，第四连接端为图1中右侧的端部。

上述开关电源芯片1的工作过程为：在电磁炉上电后，220V交流市电经过整流滤波电路7之后，经过启动电阻41向开关电源芯片1的源端VDD发出电信号，促使该芯片内的MOS管导通，则源极端CS和漏极端DR导通，第一滤波电容61、漏极端DR、源极端CS、采样电阻42与初级绕组21构成充电回路，向初级绕组21充电，以使初级绕组21的第一连接端输出第一电压信号。对初级绕组21进行充电的时间由脉宽调制信号的占空比来决定。当脉宽调制信号的下降沿到达时，MOS管关断，漏极端DR、源极端CS断开，不再向初级绕组21充电。

在初级绕组21充电的过程中，电压幅值不断变化，次级绕组22产生感应电压，次级绕组22的第三连接端经过稳压芯片3后输出第二电压信号。

在对初级绕组21充电的过程中，经过采样电阻42的电流越大，采样电阻42上加载的电压越大，当加载的电压超过开关电源芯片1允许的最大值时，立刻关断MOS管，以保证开关电源芯片1的安全。

进一步的，初级绕组21的第二端与续流二极管51的负极相连，续流二极管51的正极接地。初级绕组21的第一连接端与第三滤波电容63的正极相连，第三滤波电容63的负极接地。在初级绕组21充电的过程中，续流二极管51、初级绕组21、及第三滤波电容63构成充电回路，向第三滤波电容63充电。当第三滤波电容63饱和之后，第三滤波电容63的正极(也就是初级绕组21的第一连接端)输出恒定的电压信号，如图1中的+18V直流信号，以供给电磁炉中的风机及驱动电路使用。

本实施例提供的技术方案，通过采用开关电源芯片、变压器和稳压芯片；其中，开关电源芯片通过启动电阻与输入电源相连，还通过采样电阻与变压器的初级绕组相连，用于为初级绕组充电，变压器的初级绕组输出第一电压信号，变压器的次级绕组与稳压芯片相连，稳压芯片输出幅值与第一电压信号不同的第二电压信号，提供了至少两个不同的电压信号，能够满足电磁炉内各器件的需要。与现有技术中需要采用多组开关电源电路的方案相比，本实施例所提供的技术方案仅需要提供一组开关电源电路就能够满足各器件的需要，一方面减少了电路器件的数量，简化了电路结构，降低了设计及制造的难度，也缩小了电磁炉的体积；另一方面还降低了电磁炉的制造成本。

实施例三

本实施例是在上述实施例的基础上，对开关电源电路进行优化，尤其是对开关电源芯片1与变压器2的实现方式进行进一步的优化。

如图1所示，上述初级绕组21的第一连接端与第二连接端之间串接有隔离二极管52和第二滤波电容62。具体的，第一连接端与隔离二极管52的正极相连，隔离二极管52的负极与第二滤波电容62的正极相连，第二滤波电容62的负极与第二连接端相连。第二滤波电容62的正极还与开关电源芯片1的源端VDD相连。

则在初级绕组21放电的过程中，有两条放电路径：其一是继续给第三滤波电容63充电。其二是通过隔离二极管52向第二滤波电容62充电，第二滤波电容62进行储能，储存的能量能够供给开关电源芯片1使用，以维持开关电源芯片1的工作状态。

本实施例提供的技术方案，通过采用开关电源芯片、变压器和稳压芯片；其中，开关电源芯片通过启动电阻与输入电源相连，还通过采样电阻与变压器的初级绕组相连，用于为初级绕组充电，变压器的初级绕组输出第一电压信号，变压器的次级绕组与稳压芯片相连，稳压芯片输出幅值与第一电压信号不同的第二电压信号，提供了至少两个不同的电压信号，能够满足电磁炉内各器件的需要。与现有技术中需要采用多组开关电源电路的方案相比，本实施例所提供的技术方案仅需要提供一组开关电源电路就能够满足各器件的需要，一方面减少了电路器件的数量，简化了电路结构，降低了设计及制造的难度，也缩小了电磁炉的体积；另一方面还降低了电磁炉的制造成本。

实施例四

本实施例是在上述实施例的基础上，对开关电源电路进行优化，尤其是对变压器2与稳压芯片3的实现方式进行进一步的优化。

上述次级绕组21的第三连接端通过第一整流二极管53与稳压芯片3相连，具体的，第三连接端与第一整流二极管53的正极相连，第一整流二极管53的负极与稳压芯片3相连。

稳压芯片3可采用现有技术中常用的稳压芯片。本实施例所提供的稳压芯片3具有输入端Vin、接地端GND和输出端Vout。

其中，输入端Vin与第一整流二极管53的负极相连，且输入端Vin还与第四滤波电容64的正极相连，第四滤波电容64的负极接地。

接地端GND直接接地。

输出端Vout与第五滤波电容65的正极相连，第五滤波电容65的负极接地。

输出端Vout还用于输出第二电压信号，以供给电磁炉中的器件使用，例如：提供+5V直流信号给主板，满足其工作需要。

本实施例提供的技术方案，通过采用开关电源芯片、变压器和稳压芯片；其中，开关电源芯片通过启动电阻与输入电源相连，还通过采样电阻与变压器的初级绕组相连，用于为初级绕组充电，变压器的初级绕组输出第一电压信号，变压器的次级绕组与稳压芯片相连，稳压芯片输出幅值与第一电压信号不同的第二电压信号，提供了至少两个不同的电压信号，能够满足电磁炉内各器件的需要。与现有技术中需要采用多组开关电源电路的方案相比，本实施例所提供的技术方案仅需要提供一组开关电源电路就能够满足各器件的需要，一方面减少了电路器件的数量，简化了电路结构，降低了设计及制造的难度，也缩小了电磁炉的体积；另一方面还降低了电磁炉的制造成本。

实施例五

本实施例是在上述实施例的基础上，对开关电源电路进行优化。

在变压器2的初级绕组21和次级绕组22之间连接有假负载电阻43，用于提高开关电源电路的工作稳定性。

具体的，假负载电阻43的一端与初级绕组21的第一端相连，假负载电阻43的另一端与第一整流二极管53的负极相连。

若不设置假负载电阻43的情况下，开关电源电路处于空载状态，在开关的瞬间能量过大，产生自激振荡，在没有负载消耗的情况下需要较长的时间才能恢复到正常电压。在该过程中，变压器产生啸叫，且输出信号不稳定。开关电源电路需要停止工作一段时间，避免不稳定的电压信号对电磁炉中的其它器件造成较恶劣的影响。当加入假负载电阻43，用于消耗开关瞬间产生的能量，避免产生较长时间的自激振荡，使工作电压较快地恢复到正常幅值，提高开关电源电路开关过程的稳定性。

本实施例提供的技术方案，通过采用开关电源芯片、变压器和稳压芯片；其中，开关电源芯片通过启动电阻与输入电源相连，还通过采样电阻与变压器的初级绕组相连，用于为初级绕组充电，变压器的初级绕组输出第一电压信号，变压器的次级绕组与稳压芯片相连，稳压芯片输出幅值与第一电压信号不同的第二电压信号，提供了至少两个不同的电压信号，能够满足电磁炉内各器件的需要。与现有技术中需要采用多组开关电源电路的方案相比，本实施例所提供的技术方案仅需要提供一组开关电源电路就能够满足各器件的需要，一方面减少了电路器件的数量，简化了电路结构，降低了设计及制造的难度，也缩小了电磁炉的体积；另一方面还降低了电磁炉的制造成本。

在上述技术方案的基础上，开关电源芯片1的漏极端DR通过第二整流二极管54和限流电阻44与整流滤波电路7相连，具体的，漏极端DR与第二整流二极管54的负极相连，第二整流二极管54的正极与限流电阻44的一端相连，限流电阻44的另一端与整流滤波电路相连。

实施例六

本实施例提供一种电磁炉，包括：壳体、与壳体相连的面板，面板可以为微晶面板。微晶面板包括加热区和功能区，其中，加热区用于承载锅具，功能区设置有操控按钮和显示器件，用于接收用户操作指令及显示电磁炉工作过程中的加热功率和定时时间等信息。

壳体内设置有上述任一实施例所提供的开关电源电路。

本实施例提供的电磁炉，采用上述开关电源电路，通过采用开关电源芯片、变压器和稳压芯片；其中，开关电源芯片通过启动电阻与输入电源相连，还通过采样电阻与变压器的初级绕组相连，用于为初级绕组充电，变压器的初级绕组输出第一电压信号，变压器的次级绕组与稳压芯片相连，稳压芯片输出幅值与第一电压信号不同的第二电压信号，提供了至少两个不同的电压信号，能够满足电磁炉内各器件的需要。与现有技术中需要采用多组开关电源电路的方案相比，本实施例所提供的技术方案仅需要提供一组开关电源电路就能够满足各器件的需要，一方面减少了电路器件的数量，简化了电路结构，降低了设计及制造的难度，也缩小了电磁炉的体积；另一方面还降低了电磁炉的制造成本。

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”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一个或者更多个该特征。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。

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 (10)

1.一种开关电源电路，其特征在于，包括：开关电源芯片、变压器和稳压芯片；其中，

开关电源芯片通过启动电阻与输入电源相连；开关电源芯片通过采样电阻与变压器的初级绕组相连，用于为所述初级绕组充电；

所述变压器的初级绕组输出第一电压信号；所述变压器的次级绕组与所述稳压芯片相连，所述稳压芯片输出第二电压信号；所述第一电压信号和第二电压信号的幅值不同。

2.根据权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述开关电源芯片的源端与所述启动电阻相连，所述开关电源芯片的漏极端通过第一滤波电容接地；所述开关电源芯片的源极端与所述采样电阻相连；

所述开关电源芯片内设置有脉宽调制信号发生器，用于产生脉宽调制信号，以控制所述开关电源芯片的漏极端与源极端导通或断开，且在所述漏极端与源极端导通时为所述初级绕组充电。

3.根据权利要求2所述的开关电源电路，其特征在于，所述初级绕组的第一连接端与第二连接端之间串接有隔离二极管和第二滤波电容；所述第二滤波电容的正极与所述开关电源芯片的源端相连；所述初级绕组的第一连接端用于输出所述第一电压信号。

4.根据权利要求3所述的开关电源电路，其特征在于，所述初级绕组的第一连接端还与第三滤波电容的正极相连，第三滤波电容的负极接地。

5.根据权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述次级绕组的第三连接端通过第一整流二极管与所述稳压芯片相连。

6.根据权利要求5所述的开关电源电路，其特征在于，所述稳压芯片的输入端与第四滤波电容的正极相连，第四滤波电容的负极接地。

7.根据权利要求6所述的开关电源电路，其特征在于，所述稳压芯片的输出端与第五滤波电容的正极相连，第五滤波电容的负极接地；且所述稳压芯片的输出端用于输出所述第二电压信号。

8.根据权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述变压器的初级绕组和次级绕组之间连接有假负载电阻。

9.根据权利要求2所述的开关电源电路，其特征在于，所述开关电源芯片的漏极端通过第二整流二极管和限流电阻与外部电源相连；所述启动电阻的一端与开关电源芯片的漏极端相连，另一端与源端相连。

10.一种电磁炉，其特征在于，包括：壳体、与所述壳体相连的面板；所述壳体内设置有如权利要求1-9任一项所述的开关电源电路。