CN214708100U - 加热驱动装置及加热驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种加热驱动装置及加热驱动系统，加热驱动装置包括控制驱动电路、滤波电路以及谐振电路，其中：控制驱动电路用于产生脉冲驱动信号；滤波电路的输入端与控制驱动电路的输出端连接，滤波电路用于接收脉冲驱动信号，并对脉冲驱动信号进行滤波处理以获得特征滤波信号；谐振电路与滤波电路的输出端连接，谐振电路用于在特征滤波信号的驱动下，导通负载的驱动通路，以驱动负载工作。上述的加热驱动装置及加热驱动系统工作可靠性高、安全性高。

Description

加热驱动装置及加热驱动系统

技术领域

本实用新型涉及电磁加热技术领域，特别是涉及一种加热驱动装置及加热驱动系统。

背景技术

目前，在相关技术中，当前的单管电磁炉通常都用LC并联谐振电路作为主回路，由于并联谐振电路的特点，在IGBT启动的瞬间，并联谐振电路中的谐振电容C的电压会从零伏瞬间被充到310V(220V交流电源)，从而产生瞬间大电流。

实用新型内容

但是，相关技术的并联电源控制系统中，由于谐振电容的电压被瞬间充满，即充电过程较激烈，导致电路中产生瞬间大电流，瞬间大电流窜入至IGBT时，容易损坏IGBT，工作可靠性低。

基于此，有必要提供一种工作可靠性高的加热驱动装置及加热驱动系统。

本实用新型提供一种加热驱动装置，包括：

控制驱动电路，用于产生脉冲驱动信号；

滤波电路，所述滤波电路的输入端与所述控制驱动电路的输出端连接，用于接收所述脉冲驱动信号，并对所述脉冲驱动信号进行滤波处理以获得特征滤波信号；以及，

谐振电路，所述谐振电路与所述滤波电路的输出端连接，用于在所述特征滤波信号的驱动下，导通负载的驱动通路，以驱动所述负载工作。

在其中一个实施例中，所述滤波电路，包括：

第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述控制驱动电路的输出端连接，所述第一电阻的第二端与所述谐振电路连接；以及，

第一电容，所述第一电容的一端与所述第一电阻的第二端连接，另一端接地。

在其中一个实施例中，所述控制驱动电路，包括：

控制单元，所述控制单元用于产生第一脉冲信号；以及，

驱动单元，所述驱动单元的控制端与所述控制单元连接，用于接收所述第一脉冲信号，将所述第一脉冲信号转换为第二脉冲信号并输出；

所述滤波电路的输入端与所述驱动单元的输出端连接，用于接收所述第二脉冲信号，并对所述第二脉冲信号进行滤波处理以获得所述特征滤波信号。

在其中一个实施例中，还包括：

检测电路，所述检测电路的输出端与所述控制单元连接，所述检测电路的检测端与所述负载连接，用于检测所述负载的电压值；

所述控制单元还用于根据所述电压值调节第一脉冲信号。

在其中一个实施例中，所述检测电路，包括：

第一检测单元，所述第一检测单元的第一端与所述负载的第一端连接，第二端与所述控制单元连接，第三端接地，用于检测所述负载的第一端的电压值并输出至所述控制单元；以及，

第二检测单元，所述第二检测单元的第一端与所述负载的第二端连接，第二端与所述控制单元连接，第三端接地，用于检测所述负载的第二端的电压值并输出至所述控制单元。

在其中一个实施例中，所述第一检测单元，包括第二电阻和第三电阻，其中：

所述第二电阻的一端与所述负载的第一端连接，所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端接地，所述第二电阻和第三电阻的连接点与所述控制单元连接；

所述第二检测单元，包括第四电阻和第五电阻，其中：

所述第四电阻的一端与所述负载的第一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端接地，所述第四电阻和第五电阻的连接点与所述控制单元连接。

在其中一个实施例中，所述谐振电路，包括：

谐振电容；以及，

开关管，所述开关管的第一端与所述滤波电路的输出端连接，第二端与所述谐振电容的输出端连接，第三端接地，用于接收所述特征滤波信号，在所述特征滤波信号的驱动下，导通所述负载的驱动通路。

在其中一个实施例中，所述开关管为IGBT开关管，所述IGBT开关管的门极与所述滤波电路的输出端连接，集电极与所述谐振电容的输出端连接，发射极接地。

在其中一个实施例中，所述谐振电路，还包括：

第二电容，所述第二电容的一端与所述谐振电容的输入端连接，另一端接地。

上述加热驱动装置中，在驱动电路和谐振电路之间设置滤波电路，通过滤波电路接收驱动电路输出的脉冲驱动信号，并对对脉冲驱动信号进行滤波处理以获得特征滤波信号，由于特征滤波信号的左侧波形是上升缓慢的，利用该特征滤波信号驱动谐振电路导通时，有效降低谐振电路在非零电平的情况下导通瞬间的驱动电流，从而有效地保护谐振电路，提高加热驱动装置的工作可靠性，同时，还能有效地避免瞬间大电流窜入至谐振电路中而产生的起动功率噪声的现象。

一种加热驱动系统，包括上述的加热驱动装置以及加热线圈，其中：

所述加热线圈，所述加热线圈的输入端用于接收供电信号，所述加热线圈的输出端与所述谐振电路连接，用于进行电磁加热工作；

所述加热驱动装置的谐振电路，包括：

谐振电容，所述谐振电容的输入端与所述加热线圈的输入端连接；以及，

开关管，所述开关管的第一端与所述滤波电路的输出端连接，所述开关管的第二端分别与所述谐振电容的输出端和所述加热线圈的输出端连接，所述开关管的第三端接地，用于接收所述特征滤波信号，在所述特征滤波信号的驱动下，导通所述加热线圈，以驱动所述加热线圈进行电磁加热工作。

上述加热驱动系统中，在驱动电路和谐振电路之间设置滤波电路，通过滤波电路接收驱动电路输出的脉冲驱动信号，并对对脉冲驱动信号进行滤波处理以获得特征滤波信号，由于特征滤波信号的左侧波形是上升缓慢的，利用该特征滤波信号驱动谐振电路导通时，有效地减缓了谐振电容的充电过程，从而降低谐振电路在非零电平的情况下导通瞬间的驱动电流，使得谐振电容受到有效地的保护，提高加热驱动装置的工作可靠性，进而提高加热线圈的加热工作的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例的加热驱动装置的模块结构示意图；

图2为图1的滤波电路的电路结构示意图；

图3为传统加热驱动装置和本申请的加热驱动装置的驱动信号比对示意图；

图4为一个实施例的谐振电路设置在加热驱动装置的电路结构示意图；

图5为一个实施例的检测电路设置在加热驱动装置的电路结构示意图；

图6为图5的检测电路的电路结构示意图；

图7为一个实施例的加热驱动系统的电路结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

如图1所示，一实施例的加热驱动装置100，包括控制驱动电路110、滤波电路120以及谐振电路130。其中：

所述控制驱动电路110用于产生脉冲驱动信号。

所述滤波电路120的输入端与所述控制驱动电路110的输出端连接，用于接收所述脉冲驱动信号，并对所述脉冲驱动信号进行滤波处理以获得特征滤波信号。

所述谐振电路130与所述滤波电路120的输出端连接，用于在所述特征滤波信号的驱动下，导通负载的驱动通路，以驱动所述负载工作。其中，所述负载的具体类型是不限的，其可以根据实际使用的需求进行具体的设置，比如，在本实施例中，所述负载为加热线圈，在特征滤波信号的驱动下，驱动谐振电路导通，从而驱动该加热线圈的驱动通路以进行电磁加热工作。

上述加热驱动装置100中，在驱动电路110和谐振电路130之间设置滤波电路120，通过滤波电路120接收驱动电路110输出的脉冲驱动信号，并对对脉冲驱动信号进行滤波处理以获得特征滤波信号，由于特征滤波信号的左侧波形 (如图3中的P1所示)是上升缓慢的，利用该特征滤波信号120驱动谐振电路 130导通时，有效降低谐振电路130在非零电平的情况下导通瞬间的驱动电流，从而有效地保护谐振电路130，提高加热驱动装置100的工作可靠性，同时，还能有效地避免瞬间大电流窜入至谐振电路130中而产生的起动功率噪声的现象。

值得一提的是，所述滤波电路120的具体结构可以根据实际使用的情况进行具体设置，比如，如图2所示，在其中一个实施例中，所述滤波电路120为 RC低通滤波电路，其包括第一电阻R1以及第一电容C1，其中：

所述第一电阻R1的第一端作为所述滤波电路120的输入端，其与所述控制驱动电路110的输出端连接；所述第一电阻R1的第二端与所述第一电容C1的一端连接，所述第一电容C1的一端与所述第一电阻R1的第二端的连接点作为所述滤波电路120的输出端，即，所述第一电阻R1的第二端与所述第一电容 C1的一端均通过两者之间的连接点与所述谐振电路130连接；所述第一电容C1 的另一端接地。

如图2-3所示，在其中一个实施例中，所述控制驱动电路110，包括控制单元111以及驱动单元112，其中：

所述控制单元111用于产生第一脉冲信号，第一脉冲信号为PWM(全称 Pulsewidth modulation，即脉冲宽度调制)信号；需要说明的是，所述控制单元 111的具体结构可以根据实际使用的情况来进行具体设置，比如，在本实施例中，所述控制单元111为MCU(全称Micro Controller Unit)芯片，MCU芯片设置了PWM信号生成器，MCU芯片控制PWM信号生成器生成第一脉冲信号。

所述驱动单元112的控制端与所述控制单元111连接，用于接收所述第一脉冲信号，将所述第一脉冲信号转换为第二脉冲信号并输出。

所述滤波电路120的输入端与所述驱动单元112的输出端连接，具体的，所述第一电阻R1的第一端和所述驱动单元112的输出端连接，所述滤波电路120 用于接收所述第二脉冲信号，并对所述第二脉冲信号进行滤波处理以获得所述特征滤波信号。

需要说明的是，谐振电路的具体结构可以根据实际使用的情况进行具体设置，比如，如图4所示，在其中一个实施例的加热驱动装置400中，谐振电路 430包括谐振电容CX1和开关管431，其中：

所述谐振电容CX1的一端与所述开关管431连接，所述谐振电容CX1的另一端用于与外部的供电单元440连接，外部的负载通过与所述谐振电容CX1并联连接的方式接入所述谐振电路430。

所述开关管431的第一端与所述滤波电路420的输出端连接，所述开关管 431的第二端与所述谐振电容CX1的输出端连接，所述开关管431的第三端接地；所述开关管431用于接收所述特征滤波信号，在所述特征滤波信号的驱动下，导通所述负载的驱动通路。

进一步的，在其中一个实施例中，所述开关管431为IGBT开关管，所述IGBT 开关管的门极(即G极)与所述滤波电路的输出端连接，集电极(即C极)与所述谐振电容CX1的输出端连接，发射极(即E极)接地。

更进一步的，在其中一个实施例中，所述谐振电路430，还包括第二电容 C2，其中：

所述第二电容C2的一端与所述谐振电容CX1的输入端连接，另一端接地。

值得一提的是，在其中一个实施例中，加热驱动装置400还包括：

供电电路440，所述供电电路440的正极与所述谐振电容CX1的输入端连接，负极接地，用于输出供电信号。

更优的，如图5-6所示，在其中一个实施例中，加热驱动装置500还包括检测电路550：

所述检测电路550的输出端与所述控制单元511连接，所述检测电路550 的检测端与所述负载连接，用于检测所述负载的电压值。

所述控制单元551还用于根据所述电压值调节其所输出的第一脉冲信号。

进一步的，在其中一个实施例中，所述检测电路，包括第一检测单元551 以及第二检测单元552，其中：

所述第一检测单元551的第一端作为检测端，其与所述负载的第一端连接；第一检测单元551的第二端作为输出端，其与所述控制单元511连接；第一检测单元551的第三端接地；所述第一检测单元551用于检测所述负载的第一端的电压值并输出至所述控制单元511。

所述第二检测单元552的第一端作为检测端，其与所述负载的第二端连接；第二检测单元552的第二端作为输出端，其与所述控制单元511连接，第二检测单元552的第三端接地；所述第二检测单元552用于检测所述负载的第二端的电压值并输出至所述控制单元511。

所述控制单元511分别接收所述负载的第一端和第二端的电压值，并根据所述负载的第一端和第二端的电压值调节第一脉冲信号。

更进一步的，第一检测单元和第二检测单元的具体结构可以根据实际使用的情况进行具体设置，比如，在其中一个实施例中，具体的：

所述第一检测单元551包括第二电阻R2和第三电阻R3，其中：

所述第二电阻R2的一端(即第一检测单元551的检测端)与所述负载的第一端连接，所述第二电阻R2的另一端与所述第三电阻R3的一端连接，所述第三电阻R3的另一端接地，所述第二电阻R2和第三电阻R3的连接点(即第一检测单元551的输出端)与所述控制单元511连接。

所述第二检测单元552，包括第四电阻R4和第五电阻R5，其中：

所述第四电阻R4的一端(即第二检测单元552的检测端)与所述负载的第二端连接，所述第四电阻R4的另一端与所述第五电阻R5的一端连接，所述第五电阻R5的另一端接地，所述第四电阻R4和第五电阻R5的连接点(即第二检测单元552的输出端)与所述控制单元511连接。

通过上述检测电路550的设置，能够使得驱动电路510能够根据负载的实际工作情况来调制不同脉冲宽度的PWM信号以作为第一脉冲信号并输出，通过不同的第一脉冲信号实现对负载的不同控制，丰富了驱动电路510对负载的驱动控制效果，以适应不同的电磁加热模式。

如图7所示，一实施例的加热驱动系统700，包括上述任一实施例所述的加热驱动装置，其可以包括多种变形，为了方便说明，下面以其中一个实施例为例对加热驱动系统700具体的结构进行展开说明，具体的：

加热驱动系统700包括加热驱动装置以及加热线圈L1，其中：

所述加热线圈L1的输入端与供电单元40连接，所述加热线圈L1的输出端与加热驱动装置的谐振电路30连接，所述加热线圈L1用于接收供电信号并在供电信号的驱动下进行电磁加热工作。

所述加热驱动装置的谐振电路30，包括谐振电容CX1以及开关管51：

所述谐振电容CX1的输入端与所述加热线圈L1的输入端连接，所述开关管51的第一端与所述滤波电路20的输出端连接，所述开关管51的第二端分别与所述谐振电容CX1的输出端和所述加热线圈L1的输出端连接，所述开关管 51的第三端接地；所述开关管51用于接收所述特征滤波信号，在所述特征滤波信号的驱动下，导通所述加热线圈L1，以驱动所述加热线圈L1对电磁加热器具进行电磁加热工作，在此，电磁加热器具包括但不限于电磁炉和电磁锅。

上述加热驱动系统700中，在驱动电路10和谐振电路30之间设置滤波电路20，通过滤波电路20接收驱动电路10输出的脉冲驱动信号，并对对脉冲驱动信号进行滤波处理以获得特征滤波信号，由于特征滤波信号的左侧波形是上升缓慢的，利用该特征滤波信号驱动谐振电路30导通时，有效地减缓了谐振电容CX1的充电过程，从而降低谐振电路30在非零电平的情况下导通瞬间的驱动电流，使得谐振电容CX1受到有效地的保护，提高加热驱动装置的工作可靠性，进而提高加热线圈L1的加热工作的稳定性。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征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描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种加热驱动装置，其特征在于，包括：

控制驱动电路，用于产生脉冲驱动信号；

滤波电路，所述滤波电路的输入端与所述控制驱动电路的输出端连接，用于接收所述脉冲驱动信号，并对所述脉冲驱动信号进行滤波处理以获得特征滤波信号；以及，

谐振电路，所述谐振电路与所述滤波电路的输出端连接，用于在所述特征滤波信号的驱动下，导通负载的驱动通路，以驱动所述负载工作。

2.根据权利要求1所述的加热驱动装置，其特征在于，所述滤波电路，包括：

第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述控制驱动电路的输出端连接，所述第一电阻的第二端与所述谐振电路连接；以及，

第一电容，所述第一电容的一端与所述第一电阻的第二端连接，另一端接地。

3.根据权利要求1所述的加热驱动装置，其特征在于，所述控制驱动电路，包括：

控制单元，所述控制单元用于产生第一脉冲信号；以及，

驱动单元，所述驱动单元的控制端与所述控制单元连接，用于接收所述第一脉冲信号，将所述第一脉冲信号转换为第二脉冲信号并输出；

所述滤波电路的输入端与所述驱动单元的输出端连接，用于接收所述第二脉冲信号，并对所述第二脉冲信号进行滤波处理以获得所述特征滤波信号。

4.根据权利要求3所述的加热驱动装置，其特征在于，还包括：

检测电路，所述检测电路的输出端与所述控制单元连接，所述检测电路的检测端与所述负载连接，用于检测所述负载的电压值；

所述控制单元还用于根据所述电压值调节第一脉冲信号。

5.根据权利要求4所述的加热驱动装置，其特征在于，所述检测电路，包括：

第一检测单元，所述第一检测单元的第一端与所述负载的第一端连接，第二端与所述控制单元连接，第三端接地，用于检测所述负载的第一端的电压值并输出至所述控制单元；以及，

第二检测单元，所述第二检测单元的第一端与所述负载的第二端连接，第二端与所述控制单元连接，第三端接地，用于检测所述负载的第二端的电压值并输出至所述控制单元。

6.根据权利要求5所述的加热驱动装置，其特征在于，所述第一检测单元，包括第二电阻和第三电阻，其中：

所述第二电阻的一端与所述负载的第一端连接，所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端接地，所述第二电阻和第三电阻的连接点与所述控制单元连接；

所述第二检测单元，包括第四电阻和第五电阻，其中：

所述第四电阻的一端与所述负载的第二端连接，所述第四电阻的另一端与所述第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端接地，所述第四电阻和第五电阻的连接点与所述控制单元连接。

7.根据权利要求1所述的加热驱动装置，其特征在于，所述谐振电路，包括：

谐振电容；以及，

开关管，所述开关管的第一端与所述滤波电路的输出端连接，第二端与所述谐振电容的输出端连接，第三端接地，用于接收所述特征滤波信号，在所述特征滤波信号的驱动下，导通所述负载的驱动通路。

8.根据权利要求7所述的加热驱动装置，其特征在于，所述开关管为IGBT开关管，所述IGBT开关管的门极与所述滤波电路的输出端连接，集电极与所述谐振电容的输出端连接，发射极接地。

9.根据权利要求7所述的加热驱动装置，其特征在于，所述谐振电路，还包括：

第二电容，所述第二电容的一端与所述谐振电容的输入端连接，另一端接地。

10.一种加热驱动系统，其特征在于，包括上述权利要求1-9任一项所述的加热驱动装置以及加热线圈，其中：

所述加热线圈，所述加热线圈的输入端用于接收供电信号，所述加热线圈的输出端与所述谐振电路连接，用于进行电磁加热工作；

所述加热驱动装置的谐振电路，包括：

谐振电容，所述谐振电容的输入端与所述加热线圈的输入端连接；以及，

开关管，所述开关管的第一端与所述滤波电路的输出端连接，所述开关管的第二端分别与所述谐振电容的输出端和所述加热线圈的输出端连接，所述开关管的第三端接地，用于接收所述特征滤波信号，在所述特征滤波信号的驱动下，导通所述加热线圈，以驱动所述加热线圈进行电磁加热工作。

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