CN209562837U - 电磁加热系统及其控制电路和电烹饪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种电磁加热系统及其控制电路和电烹饪器，控制电路包括：过零检测电路，用于在交流电源输出交流电过零时输出过零信号；开关电路，包括开关电源和可控开关，开关电源具有第一电压输出端，以通过第一电压输出端输出第一电压，可控开关的一端与第一电压输出端相连，另一端与整流电路的第一输出端相连；驱动电路，用于驱动谐振加热电路进行加热工作；电流检测电路，用于检测流过谐振电感的电流；控制器，分别与过零检测电路、可控开关、驱动电路和电流检测电路相连。该控制电路能够通过过零检测信号和谐振电感电流确定电磁加热系统中锅具和谐振加热电路的固有频率，且准确性高。

Description

电磁加热系统及其控制电路和电烹饪器

技术领域

本实用新型涉及电器技术领域，尤其涉及一种电磁加热系统的控制电路、电磁加热系统和电烹饪器。

背景技术

电磁炉是运用高频电磁感应原理进行加热的，即高频电流通过加热线圈(电磁炉的线圈盘)产生高频磁场，该磁场的磁力线经线圈与金属锅具底部构成的磁回路穿透炉面作用于锅底，在锅底形成涡流而发热，达到加热锅具中食物的目的，其中，高频电流是通过谐振电路(谐振电容与加热线圈并联)发生谐振而产生的。在电磁炉的实际应用中，为确保加热过程中的安全性，或者根据需求，有时需要检测锅具和谐振电路的固有频率，而相关技术中，不能在电磁炉的实际工作过程中对锅具和谐振电路的固有频率进行检测。

发明内容

本实用新型旨在至少在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的控制电路，该控制电路能够确定电磁加热系统中锅具和谐振加热电路的固有频率，且准确性高。

本实用新型的第二个目的在于提出一种电磁加热系统。

本实用新型的第三个目的在于提出一种电烹饪器。

为实现上述目的，本实用新型第一方面提出了一种电磁加热系统的控制电路，所述电磁加热系统包括整流电路和谐振加热电路，所述谐振加热电路包括谐振电容和谐振电感，所述整流电路的输入端与交流电源相连，所述整流电路的第一输出端分别与所述谐振电感的一端和所述谐振电容的一端相连，所述控制电路包括：过零检测电路，所述过零检测电路与所述交流电源相连，所述过零检测电路用于在所述交流电源输出交流电过零时输出过零信号；开关电路，所述开关电路包括开关电源和可控开关，所述开关电源具有第一电压输出端，以通过所述第一电压输出端输出第一电压，所述可控开关的一端与所述第一电压输出端相连，所述可控开关的另一端与所述整流电路的第一输出端相连；驱动电路，所述驱动电路与所述谐振加热电路相连，所述驱动电路用于驱动所述谐振加热电路进行加热工作；电流检测电路，所述电流检测电路与所述谐振加热电路相连，所述电流检测电路用于检测流过所述谐振电感的电流；控制器，所述控制器分别与所述过零检测电路、所述可控开关、所述驱动电路和所述电流检测电路相连。

根据本实用新型的电磁加热系统的控制电路，通过过零检测电路检测交流电过零时的过零信号，通过电流检测电路检测流过谐振电感的电流，进而确定电磁加热系统中锅具和谐振加热电路的固有频率。

另外，根据本实用新型提出的电磁加热系统的控制电路还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述开关电源还具有第二电压输出端，以通过所述第二电压输出端输出第二电压，所述第二电压输出端分别与所述控制器、所述过零检测电路和所述电流检测电路相连，以分别给所述控制器、所述过零检测电路和所述电流检测电路供电。

在一些示例中，所述电流检测电路包括：第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第二电压输出端相连；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连，并形成第一节点，所述第二电阻的另一端接地；电流互感器，所述电流互感器的次级线圈的一端与所述第一节点相连，所述次级线圈的另一端与所述控制器相连，所述电流互感器的初级线圈的一端与所述谐振电感的另一端相连，所述初级线圈的另一端与所述谐振电容的另一端相连。

在一些示例中，所述电流检测电路还包括：第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第一节点相连，所述第三电阻的另一端分别与所述次级线圈的另一端和所述控制器相连；第一电容，所述第一电容与所述第三电阻并联连接。

在一些示例中，所述过零检测电路包括：第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述交流电源的第一输出端相连；第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述交流电源的第二输出端相连，所述第二二极管的阴极与所述第一二极管的阴极相连，并形成第二节点；第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第二节点相连；第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第四电阻的另一端相连，并形成第三节点，所述第五电阻的另一端接地；第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第三节点相连；三极管，所述三极管的基极与所述第六电阻的另一端相连，所述三极管的发射极接地；第七电阻，所述第七电阻的一端与所述第二电压输出端相连，所述第七电阻的另一端与所述三极管的集电极相连，并形成第四节点，其中，所述第四节点与所述控制器相连。

在一些示例中，所述开关电源还与所述交流电源相连，所述开关电源用于将所述交流电源输出的交流电转换成第一电压和第二电压。

为实现上述目的，本实用新型第二方面提出了一种电磁加热系统，该电磁加热系统包括：谐振加热电路，所述谐振加热电路包括谐振电容和谐振电感；整流电路，所述整流电路的输入端与交流电源相连，所述整流电路的第一输出端分别与所述谐振电感的一端和所述谐振电容的一端相连，所述整流电路的第二输出端接地；本实用新型第一方面提出的电磁加热系统的控制电路。

根据本实用新型的电磁加热系统，通过本实用新型的电磁加热系统的控制电路，能够根据过零信号和流过谐振电感的电流确定电磁加热系统中锅具和谐振加热电路的固有频率，且能够避免外界的干扰，准确性高。

另外，根据本实用新型提出的电磁加热系统还可以具有如下附加的技术特征：

在一些实例中，电磁加热系统还包括滤波电路，所述滤波电路包括滤波电容和滤波电感，其中，所述整流电路的第一输出端通过所述滤波电感分别与所述谐振电感的一端、所述谐振电容的一端和所述滤波电容的一端相连，所述滤波电容的另一端接地。

在一些示例中，电磁加热系统还包括EMC保护电路，所述EMC保护电路连接在所述交流电源与所述整流电路之间。

为实现上述目的，本实用新型第三方面提出了一种电烹饪器，该电烹饪器包括本实用新型第二方面提出的电磁加热系统。

根据本实用新型的电烹饪器，采用本实用新型的电磁加热系统，能够确定电磁加热系统中锅具和谐振加热电路的固有频率，且能够避免外界的干扰，准确性高。

本实用新型附加的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，或通过本发明的实践了解到。

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控制电路的结构示意图；

图2是根据本实用新型一个示例的电磁加热系统的控制电路的结构示意图；

图3是根据本实用新型一个示例的电磁加热系统的结构示意图；

图4是根据本实用新型一个示例的过零检测电路输出的电压和中心电压Vin的波形图；

图5是根据本实用新型一个示例的市电电压及其整流后的电压波形图；

图6是根据本实用新型实施例的电烹饪器的结构框图。

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。

下面参考附图描述本实用新型实施例的电磁加热系统及其控制电路和电烹饪器。

图1是根据本实用新型实施例的电磁加热系统的控制电路的结构框图。

如图3所示，本实用新型的电磁加热系统包括整流电路20和谐振加热电路10，谐振加热电路10包括谐振电容C2和谐振电感L2，整流电路20的输入端与交流电源1相连，整流电路20的第一输出端分别与谐振电感L2的一端和谐振电容C2的一端相连，如图1所示，控制电路30包括：过零检测电路31、开关电路32、驱动电路33、电流检测电路34和控制器35。

其中，过零检测电路31与交流电源1相连，过零检测电路31用于在交流电源1输出交流电过零时输出过零信号；开关电路32包括开关电源321和可控开关322，开关电源321具有第一电压输出端，以通过第一电压输出端输出第一电压VDD，可控开关322的一端与第一电压输出端相连，可控开关322的另一端与整流电路20的第一输出端相连；驱动电路33与谐振加热电路10相连，驱动电路33用于驱动谐振加热电路10进行加热工作；电流检测电路34与谐振加热电路10相连，电流检测电路34用于检测流过谐振电感L2的电流；控制器35分别与过零检测电路31、可控开关322、驱动电路33和电流检测电路34相连。

具体地，电磁加热系统接入交流电源1，控制器35通过驱动电路33驱动谐振加热电路10工作。当交流电源1输出的交流电过零时，过零检测电路31输出过零信号至控制器35，控制器35控制可控开关322闭合，以将第一电压VDD接入控制电路30，电流检测电路34检测流过谐振电感L2的电流，控制器35调节驱动电路33的开关频率，当检测到的电流的波形近似于正弦波时，驱动电路33的开关频率就为电磁加热系统中锅具和谐振加热电路10的固有工作频率。

在本实用新型的一个示例中，如图2所示，开关电源321还具有第二电压输出端，以通过第二电压输出端输出第二电压VCC，第二电压输出端分别与控制器35、过零检测电路31和电流检测电路34相连，以分别给控制器35、过零检测电路31和电流检测电路34供电。

参照图2，开关电源321还与交流电源1相连，开关电源321用于将交流电源1输出的交流电转换成第一电压VDD和第二电压VCC。

在本实用新型中，参照图3，第一电压VDD可以用作激励电源，第二电压VCC可以用作供电电源，也就是说，开关电源321的第一电压输出端输出激励电源VDD，控制器35控制可控开关322的断开和闭合，当可控开关322闭合时，VDD接入控制电路30；开关电源321的第二电压输出端输出第二电压VCC，并分别供至控制器35、过零检测电路31和电流检测电路34。

参照图3，整流电路20可以为四个相同的二极管D连接成的整流桥。谐振电感L2可以为电磁加热系统的线圈盘，且其可以与锅具组成一个变压器，线圈盘是变压器的初级，锅具是变压器的次级。驱动电路33可以包括IGBT管(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)，即控制器35通过IGBT管实现对谐振加热电路10的驱动控制。

在一个示例中，如图3所示，电流检测电路34可包括：第一电阻R1、第二电阻R2和电流互感器L3。

其中，第一电阻R1的一端与第二电压输出端相连；第二电阻R2的一端与第一电阻R1的另一端相连，并形成第一节点a，第二电阻R2的另一端接地GND；电流互感器L3的次级线圈的一端与第一节点a相连，次级线圈的另一端与控制器35相连，电流互感器L3的初级线圈的一端与谐振电感L2的另一端相连，初级线圈的另一端与谐振电容C2的另一端相连。

进一步地，参照图3，电流检测电路34还可以包括：第三电阻R3和第一电容C3。

其中，第三电阻R3的一端与第一节点a相连，第三电阻R3的另一端分别与次级线圈的另一端和控制器35相连；第一电容C3与第三电阻R3并联连接。

在一个示例中，参照图3，过零检测电路31包括：第一二极管D1、第二二极管D2、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、三极管Q和第七电阻R7。

其中，第一二极管D1的阳极与交流电源1的第一输出端相连；第二二极管D2的阳极与交流电源1的第二输出端相连，第二二极管D2的阴极与第一二极管D1的阴极相连，并形成第二节点b；第四电阻R4的一端与第二节点b相连；第五电阻R5的一端与第四电阻R4的另一端相连，并形成第三节点c，第五电阻R5的另一端接地GND；第六电阻R6的一端与第三节点c相连；三极管Q的基极与第六电阻R6的另一端相连，三极管Q的发射极接地GND；第七电阻R7的一端与第二电压输出端相连，第七电阻R7的另一端与三极管Q的集电极相连，并形成第四节点d，其中，第四节点d与控制器35相连。

在该示例中，三极管Q可以为电流型全控器件BJT管(Bipolar JunctionTransistor，双极结型晶体管)。

具体而言，在交流电源1输出的交流电过零时，过零检测电路31输出过零信号，也就是说，若控制器35检测到的过零检测电路31输出的过零信号为高电平，则交流电过零，其后控制器35可以启动可控开关322的控制信号，使可控开关322闭合，进而将第一电压VDD接入控制电路30，在VDD接入控制电路30后，Vin(即第一节点a的电压)的电压波形如图4所示，其最小电压被限定在了VDD，通过控制器35控制IGBT管的开关频率和占空比，同时通过电流检测电路34检测流过谐振电感L2的电流，当检测到的电流的波形近似于正弦波时，IGBT管的开关频率就为电磁加热系统中锅具和谐振加热电路10的固有工作频率。

其中，交流电源1可以为市电网，如图5所示，市电电压的波形为正弦波，市电电压经整流电路20整流处理后，转换为脉动直流电，以给谐振加热电路10供电。

需要说明的是，在过零检测电路31中，通过调整第四电阻R4和第五电阻R5的阻值可以调整过零点的采样宽度Δt。

综上所述，本实用新型实施例的电磁加热系统的控制电路，首先在交流电过零时输入激励电源，然后通过控制IGBT的开关频率和占空比，同时通过电流检测电路检测流过谐振电感(线圈盘)的电流，进而能够确定电磁加热系统中锅具和谐振加热电路的固有频率。

基于上述实施例，本实用新型提出了一种电磁加热系统，图3是根据本实用新型一个示例的电磁加热系统的结构示意图，

参照图3，本实用新型的电磁加热系统100包括：谐振加热电路10、整流电路20和上述实施例的电磁加热系统的控制电路30。

其中，谐振加热电路10包括谐振电容C2和谐振电感L2；整流电路20的输入端与交流电源1相连，整流电路20的第一输出端分别与谐振电感L2的一端和谐振电容C2的一端相连，整流电路的第二输出端接地GND。

在该示例中，参照图3，电磁加热系统100还包括滤波电路40，滤波电路包括滤波电容C1和滤波电感L1，其中，整流电路20的第一输出端通过滤波电感L1分别与谐振电感L2的一端、谐振电容C2的一端和滤波电容C1的一端相连，滤波电容C1的另一端接地GND。

进一步地，参照图3，电磁加热系统100还可以包括EMC(Electro MagneticCompatibility，电磁兼容性)保护电路50，EMC保护电路50连接在交流电源1与整流电路20之间。

具体地，交流电源1输出交流电，先经过EMC保护电路50，以避免外部的干扰，再经整流电路20进行整流处理，即将交流电转换为脉动直流电，并供至滤波电路40，滤波电路40对脉动直流电进行滤波处理，并将处理后的脉动直流电提供给谐振加热电路10，进而谐振加热电路10开始工作。

需要说明的是，本实用新型的电磁加热系统100的控制电路30的具体实施方式可以参见上述控制电路30的具体实施方式。

本实用新型的电磁加热系统，通过其控制电路，能够确定电磁加热系统中锅具和谐振加热电路的固有频率，且能够避免外界的干扰，准确性高。

图6是根据本实用新型实施例的电烹饪器的结构框图。

如图6所示，本实用新型的电烹饪器200包括本实用新型上述实施例的电磁加热系统100。

本实用新型的电烹饪器，采用本实用新型的电磁加热系统，通过其控制电路，能够确定电磁加热系统中锅具和谐振加热电路的固有频率，且能够避免外界的干扰，准确性高。

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发明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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明的限制。

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。在本发明的描述中，“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。

在本发明中，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发明中的具体含义。

在本发明中，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。

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

Claims (10)

1.一种电磁加热系统的控制电路，其特征在于，所述电磁加热系统包括整流电路和谐振加热电路，所述谐振加热电路包括谐振电容和谐振电感，所述整流电路的输入端与交流电源相连，所述整流电路的第一输出端分别与所述谐振电感的一端和所述谐振电容的一端相连，所述控制电路包括：

过零检测电路，所述过零检测电路与所述交流电源相连，所述过零检测电路用于在所述交流电源输出交流电过零时输出过零信号；

开关电路，所述开关电路包括开关电源和可控开关，所述开关电源具有第一电压输出端，以通过所述第一电压输出端输出第一电压，所述可控开关的一端与所述第一电压输出端相连，所述可控开关的另一端与所述整流电路的第一输出端相连；

驱动电路，所述驱动电路与所述谐振加热电路相连，所述驱动电路用于驱动所述谐振加热电路进行加热工作；

电流检测电路，所述电流检测电路与所述谐振加热电路相连，所述电流检测电路用于检测流过所述谐振电感的电流；

控制器，所述控制器分别与所述过零检测电路、所述可控开关、所述驱动电路和所述电流检测电路相连。

2.如权利要求1所述的电磁加热系统的控制电路，其特征在于，所述开关电源还具有第二电压输出端，以通过所述第二电压输出端输出第二电压，所述第二电压输出端分别与所述控制器、所述过零检测电路和所述电流检测电路相连，以分别给所述控制器、所述过零检测电路和所述电流检测电路供电。

3.如权利要求2所述的电磁加热系统的控制电路，其特征在于，所述电流检测电路包括：

第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第二电压输出端相连；

第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连，并形成第一节点，所述第二电阻的另一端接地；

电流互感器，所述电流互感器的次级线圈的一端与所述第一节点相连，所述次级线圈的另一端与所述控制器相连，所述电流互感器的初级线圈的一端与所述谐振电感的另一端相连，所述初级线圈的另一端与所述谐振电容的另一端相连。

4.如权利要求3所述的电磁加热系统的控制电路，其特征在于，所述电流检测电路还包括：

第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第一节点相连，所述第三电阻的另一端分别与所述次级线圈的另一端和所述控制器相连；

第一电容，所述第一电容与所述第三电阻并联连接。

5.如权利要求2所述的电磁加热系统的控制电路，其特征在于，所述过零检测电路包括：

第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述交流电源的第一输出端相连；

第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述交流电源的第二输出端相连，所述第二二极管的阴极与所述第一二极管的阴极相连，并形成第二节点；

第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第二节点相连；

第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第四电阻的另一端相连，并形成第三节点，所述第五电阻的另一端接地；

第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第三节点相连；

三极管，所述三极管的基极与所述第六电阻的另一端相连，所述三极管的发射极接地；

第七电阻，所述第七电阻的一端与所述第二电压输出端相连，所述第七电阻的另一端与所述三极管的集电极相连，并形成第四节点，其中，所述第四节点与所述控制器相连。

6.如权利要求2所述的电磁加热系统的控制电路，其特征在于，所述开关电源还与所述交流电源相连，所述开关电源用于将所述交流电源输出的交流电转换成第一电压和第二电压。

7.一种电磁加热系统，其特征在于，包括：

谐振加热电路，所述谐振加热电路包括谐振电容和谐振电感；

整流电路，所述整流电路的输入端与交流电源相连，所述整流电路的第一输出端分别与所述谐振电感的一端和所述谐振电容的一端相连，所述整流电路的第二输出端接地；

如权利要求1-6中任一项所述的电磁加热系统的控制电路。

8.如权利要求7所述的电磁加热系统，其特征在于，还包括滤波电路，所述滤波电路包括滤波电容和滤波电感，其中，所述整流电路的第一输出端通过所述滤波电感分别与所述谐振电感的一端、所述谐振电容的一端和所述滤波电容的一端相连，所述滤波电容的另一端接地。

9.如权利要求7或8所述的电磁加热系统，其特征在于，还包括：

EMC保护电路，所述EMC保护电路连接在所述交流电源与所述整流电路之间。

10.一种电烹饪器，其特征在于，包括如权利要求7-9中任一项所述的电磁加热系统。