CN218830689U - 谐振电路、电磁加热系统和烹饪器具 - Google Patents

谐振电路、电磁加热系统和烹饪器具 Download PDF

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Abstract

本实用新型实施例提供一种谐振电路、电磁加热系统和烹饪器具。谐振电路包括开关器件和主体谐振电路，主体谐振电路包括电容组件和第一电感，主体谐振电路的第一端与开关器件的第一端电连接，主体谐振电路的第二端用于与第一电源端电连接，开关器件的第二端用于与第二电源端电连接，其中，电容组件包括第一金属板和第二金属板，第一金属板上的第一表面和第二金属板上的第二表面彼此面对设置，且第一表面和第二表面的正对面积大于0，第一金属板和第二金属板彼此绝缘，第一金属板与开关器件热耦合。电容组件既能够用于实现LC谐振，同时还能够为开关器件散热，有助于降低家用电器的购买和使用成本。

Description

谐振电路、电磁加热系统和烹饪器具
技术领域
本实用新型涉及生活电器技术领域，具体地，涉及一种谐振电路、电磁加热系统和烹饪器具。
背景技术
随着生活水平的提高，人们对家用电器的要求也越来越高。目前的电磁加热(Induction Heating,IH)技术在家用电器领域应用非常广泛，例如，IH电饭煲渐渐成为电饭煲主流。以IH电饭煲为例，其电磁加热的技术原理是通过电磁线圈接通交变电流，直接对锅体金属内胆进行加热，而无需传统电饭煲通过加热盘加热锅体的热量传导过程。
现有的电磁加热技术是通过LC谐振实现的，L是电感，C是电容。图1示出现有的一种LC谐振电路。在图1中：ACL表示交流火线，ACN表示交流零线，L1是电感，C1是电容，IGBT是绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor)。ACL和ACN是电源输入端。L1，C1是LC谐振电路的基本组成器件。IGBT是开关器件，用于给谐振提供振荡能量。
在现有的LC谐振电路中，由于谐振时电压较高，且又由于长时间工作，会导致电容有衰减，寿命不是很长。电容寿命短会导致家用电器的使用成本上升。此外，由于控制谐振的开关器件(通常为IGBT)温升比较高，所以要在开关器件上安装大的散热片，这也会增加家用电器的购买和使用成本。
实用新型内容
为了至少部分地解决现有技术中存在的问题，提供一种谐振电路、电磁加热系统、烹饪器具和灶具。
根据本实用新型一个方面，提供一种谐振电路，包括开关器件和主体谐振电路，主体谐振电路包括电容组件和第一电感，主体谐振电路的第一端与开关器件的第一端电连接，主体谐振电路的第二端用于与第一电源端电连接，开关器件的第二端用于与第二电源端电连接，其中，电容组件包括第一金属板和第二金属板，第一金属板上的第一表面和第二金属板上的第二表面平行且沿第一方向彼此面对设置，且第一表面和第二表面的正对面积大于0，第一金属板和第二金属板彼此绝缘，第一金属板与开关器件热耦合。
根据本实用新型实施例的谐振电路，可以用金属板同时作为电容组件的电容极板以及开关器件的散热器，即包含金属板的电容组件既能够用于实现LC谐振，同时还能够为开关器件散热。上述电容组件集多种功能于一身，能够减少谐振电路所需的电子器件，进而有助于降低家用电器的购买和使用成本。
根据本实用新型实施例，电容组件与第一电感串联连接，电容组件的第一端作为主体谐振电路的第一端与开关器件的第一端电连接，第一电感的第一端作为主体谐振电路的第二端用于与第一电源端电连接，电容组件的第二端与第一电感的第二端电连接。
串联谐振电路的阻抗小，电流大，所需的电源容量小，有助于减小设备的重量和体积。
根据本实用新型实施例，电容组件与第一电感并联连接，其中，电容组件的第一端与第一电感的第一端并联连接形成的第一连接端作为主体谐振电路的第一端与开关器件的第一端电连接；或者，主体谐振电路的第一端包括电容组件的第一端和第一电感的第一端，电容组件的第一端和第一电感的第一端分别与开关器件的第一端电连接；并且其中，电容组件的第二端与第一电感的第二端并联连接形成的第二连接端作为主体谐振电路的第二端用于与第一电源端电连接；或者，主体谐振电路的第二端包括电容组件的第二端和第一电感的第二端，电容组件的第二端和第一电感的第二端分别用于与第一电源端电连接。
并联谐振电路的阻抗大，不会产生危及设备安全的谐振过电压，较易保护，安全系数高。
根据本实用新型实施例，谐振电路还包括整流桥，主体谐振电路的第二端至少通过整流桥与第一电源端电连接，第二金属板与整流桥通过贴合在一起的方式热耦合。
整流桥可以对来自第一电源端的交流电进行整流，获得单向的直流电，以方便实现谐振。将第二金属板与整流桥热耦合，电容组件可以进一步为整流桥散热。这种方案可以有助于降低家用电器的购买和使用成本。此外，第二金属板与整流桥的热耦合通过将二者贴合在一起实现，这种散热效率比较高。
根据本实用新型实施例，谐振电路还包括第二电感，其中，第二电感的第一端与主体谐振电路的第二端电连接，第二电感的第二端与整流桥的第一端电连接，整流桥的第二端用于与第一电源端电连接。
经整流桥直接整流过的电压一般不够稳定，因此通过第二电感可以对经整流桥整流的电压进行过滤，以获得较为稳定的电压。
根据本实用新型实施例，第一金属板的第三表面与开关器件的贴合表面贴合在一起。
将开关器件与金属板的表面贴合在一起，有利于更好地导热。
根据本实用新型实施例，第三表面与第一表面垂直。
这种方案可以避免开关器件在与第一表面垂直的方向上继续占用更多的空间，这在某些空间受限的场景下有利于实现更合理的空间利用。
根据本实用新型实施例，第三表面上具有螺孔，贴合表面螺纹连接至螺孔。
螺纹连接方式易于实现，成本较低。
根据本实用新型实施例，对于电容组件的第一端与开关器件的第一端电连接的情况，第三表面形成电容组件的第一端，贴合表面形成开关器件的第一端，电容组件的第一端与开关器件的第一端通过第三表面与贴合表面的贴合电连接。
这种方案可以通过金属板与开关器件的表面的贴合实现电容组件与开关器件之间的电连接，从而无需再设置额外的连接件(例如导线)来实现二者之间的电连接，这样有利于提高设备的集成度，降低设备的成本。
根据本实用新型实施例，第一金属板包括第一底座和设置在第一底座的正面的多个第一翅片，第三表面是第一底座的背面。
通过以上方案，可以将开关器件与金属板的底座背面贴合，底座正面则采用翅片散热，这种方案的空间利用效率比较高。
根据本实用新型实施例，第一表面和所述第二表面彼此平行；和/或，电容组件还包括绝缘介质，绝缘介质设置在第一表面和第二表面之间。
上述方案可以提供空气以外的绝缘介质来实现电容组件的电介质，这样可以满足多种应用场景下的电容需求。
根据本实用新型实施例，第一表面和第二表面的正对面积小于第一表面的面积和/或小于第二表面的面积。
这样可以在获得较小电容值的同时，保证金属板的散热面积尽量大。
根据本实用新型实施例，第一表面的面积与第二表面的面积相等，第一表面与第二表面错开设置。
这种方案对金属板的设计要求较低，可以采用统一或相近规格的金属板实现电容组件，只是对设备的空间需求会大一些。
根据本实用新型实施例，第一表面和第二表面沿第一方向且平行地彼此面对设置，第一金属板在垂直于第一方向的投影平面内具有第一投影，第二金属板在投影平面内具有第二投影，第一表面在投影平面内具有第三投影，第二表面在投影平面内具有第四投影，第二投影、第三投影和第四投影位于第二投影之内。
通过这种方案，在保证正对面积较小，散热面积较大的同时，还能够尽量降低对设备的空间需求。
根据本实用新型实施例，第二金属板上与第二表面垂直的面呈沿着远离第一金属板的方向升高的阶梯状。
这种阶梯状形状相对比较规则，易于设计和实现。
根据本实用新型实施例，第二金属板的面积最大的纵截面与第一表面之间的距离大于预设值；其中，纵截面是与第一方向垂直的截面。
这种方案可以避免第一金属板高出第二表面的部分与第一表面之间形成多余的电容，对电路造成干扰。
根据本实用新型实施例，第一表面与第二表面之间的距离处于[0.3mm,1mm]的范围内。
通过以上距离设置，可以使得金属板形成的电容组件满足大多数使用场景的要求。
根据本实用新型另一方面，提供一种电磁加热系统，包括上述谐振电路和电路板，第一电感是线圈盘，其中，主体谐振电路与开关器件之间的电连接、主体谐振电路与第一电源端之间的电连接、以及开关器件与第二电源端之间的电连接中的至少一种电连接通过电路板上的印刷电路实现。
电磁加热系统包括上述谐振电路，可以用金属板同时作为电容组件的电容极板以及开关器件的散热器，即包含金属板的电容组件既能够用于实现LC谐振，同时还能够为开关器件散热。上述电容组件集多种功能于一身，能够减少谐振电路所需的电子器件，进而有助于降低家用电器的购买和使用成本。
根据本实用新型实施例，电容组件设置在电路板上；和/或，开关器件的第二端电连接到电路板上，以通过电路板上的印刷电路与第二电源端电连接；和/或，线圈盘包括第一端子和第二端子，第一端子和第二端子分别连接到电路板上，线圈盘通过电路板上的印刷电路与开关器件、电容组件和第一电源端中的一种或多种电连接。
将电容组件设置在电路板上，方便将其与其他电子元件进行电连接，也方便将其与开关器件设置在一起，进而方便为开关器件散热。线圈盘可以通过电路板上的印刷电路与需要连接的电子元件进行电连接，例如与开关器件、电容组件和第一电源端中的一种或多种进行电连接。这种方案可以通过印刷电路实现线圈盘与其他电子元件的连接，设备的集成度高，成本较低。
根据本实用新型实施例，在电容组件设置在电路板上的情况下，第一金属板和/或第二金属板螺纹连接至电路板。
这种螺纹连接的方式实现简单，成本较低。
根据本实用新型另一方面，提供一种烹饪器具，包括上述电磁加热系统。
烹饪器具包括上述电磁加热系统，可以用金属板同时作为电容组件的电容极板以及开关器件的散热器，即包含金属板的电容组件既能够用于实现LC谐振，同时还能够为开关器件散热。上述电容组件集多种功能于一身，能够减少谐振电路所需的电子器件，进而有助于降低家用电器的购买和使用成本。
根据本实用新型另一方面，提供一种灶具，包括上述电磁加热系统。
灶具包括上述电磁加热系统，可以用金属板代替谐振电路中的电容极板，即通过金属板构成电容组件，这种电容组件既能够用于实现LC谐振，同时还能够为开关器件散热。上述电容组件集多种功能于一身，能够减少谐振电路所需的电子器件，进而有助于降低家用电器的购买和使用成本。
在实用新型内容中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
以下结合附图，详细说明本实用新型的优点和特征。
附图说明
本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施方式及其描述，用来解释本实用新型的原理。在附图中，
图1示出现有的一种LC谐振电路；
图2示出根据本实用新型一个实施例的谐振电路的等效电路图；
图3a示出根据本实用新型一个实施例的第一金属板和第二金属板的主视图；
图3b示出根据本实用新型一个实施例的第一金属板和第二金属板的俯视图；
图4示出根据本实用新型另一个实施例的谐振电路的等效电图；
图5示出根据本实用新型一个实施例的金属板与开关器件贴合的一种示例性实现方式；
图6示出在两个金属板之间设置绝缘介质的示意图；
图7示出根据本实用新型一个实施例的第一金属板和第二金属板的俯视图；
图8a示出根据本实用新型一个实施例的第一金属板和第二金属板的主视图和俯视图；
图8b示出根据本实用新型一个实施例的第一金属板和第二金属板的俯视图；以及
图9示出根据本实用新型一个实施例的电磁加热系统的主视图。
具体实施方式
在下文的描述中，提供了大量的细节以便能够彻底地理解本实用新型。然而，本领域技术人员可以了解，如下描述仅示例性地示出了本实用新型的优选实施例，本实用新型可以无需一个或多个这样的细节而得以实施。此外，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行详细描述。
为了至少部分地解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种谐振电路、电磁加热系统、烹饪器具和灶具。这种方案能够用金属板同时作为谐振电路中的电容极板以及开关器件的散热器，这样可以有效降低家用电器的购买和使用成本。需注意，虽然本文描述技术问题时，主要以电磁加热技术为例描述谐振电路中的问题，但是本文描述的谐振电路可以应用于任意需要实现谐振功能的场景。
图2示出根据本实用新型一个实施例的谐振电路200的等效电路图。如图2所示，谐振电路200包括开关器件210和主体谐振电路220。主体谐振电路220包括电容组件222和第一电感224。主体谐振电路220的第一端与开关器件210的第一端电连接，主体谐振电路220的第二端用于与第一电源端电连接，开关器件210的第二端用于与第二电源端电连接。在图2中，主体谐振电路220的第二端示出为IN端，主体谐振电路220的第一端示出为OUT端。
第一电源端可以是ACL和ACN中一者，第二电源端可以是ACL和ACN中另一者。开关器件210可以是任意合适类型的能够用在谐振电路中的开关器件，包括但不限于IGBT。在开关器件210是IGBT的情况下，开关器件210的第一端可以是IGBT的集电极，开关器件210的第二端可以是IGBT的发射极。第一电感224可以是任意电感器。在电磁加热领域，第一电感224可以是用于发热的线圈盘。本文所述的“电连接”可以是直接的电连接，也可以是间接的电连接。两个电子元件间接电连接是指在这两个电子元件之间还可以连接有其他额外的电子元件，这两个电子元件通过中间的电子元件实现电连接。
电容组件222包括第一金属板2222和第二金属板2224，第一金属板2222上的第一表面和第二金属板2224上的第二表面彼此面对设置，且第一表面和第二表面的正对面积大于0，第一金属板2222和第二金属板2224彼此绝缘，第一金属板2222与开关器件210热耦合。
第一金属板2222和第二金属板2224均可以采用一种或多种金属材料制作而成，金属材料可以包括但不限于银、铜、铝、钢等。
第一金属板2222的第一表面可以是第一金属板2222的任一外表面，第二金属板2224的第二表面可以是第二金属板2224的任一外表面。第一金属板2222可以是散热片，此时第一金属板2222可以包括底座和设置在底座上的多个翅片，第一金属板2222的外表面可以是任一处于最外侧的翅片的朝向外侧的面。在一个示例中，第二金属板2224可以是常规的金属板，即第二金属板2224不与其他电子元件热耦合，不为其他电子元件散热。在另一个示例中，第二金属板2224也可以是散热片，也可以用于为其他电子元件散热。这种情况下，第二金属板2224可以包括底座和设置在底座上的多个翅片，第二金属板2224的外表面可以是任一处于最外侧的翅片的朝向外侧的面。
第一金属板2222上的第一表面和第二金属板2224上的第二表面之间的夹角可以小于或等于预设角度阈值，预设角度阈值可以根据需要设定，例如0度、1度、2度、5度等等。例如，可以通过设置使第一表面和第二表面之间的夹角落入[0度,5度]的范围内。这样，可以使第一表面和第二表面彼此平行或大致平行，方便形成较为稳定的电容器。
第一表面和第二表面沿第一方向彼此面对设置。图3a示出根据本实用新型一个实施例的第一金属板和第二金属板的主视图，图3b示出根据本实用新型一个实施例的第一金属板和第二金属板的俯视图。在图3a和3b中，示出第一方向所在的直线AA'。在图3a和3b所示的示例中，第一金属板2222上的第一表面和第二金属板2224上的第二表面平行且沿第一方向彼此面对设置。
第一金属板2222可以与开关器件210热耦合。热耦合是指传热连接，其可以通过热传递方式、热对流方式或热辐射方式，或者上述三种方式的任意组合方式来实现传热。通过热耦合，可以实现金属板与开关器件210之间的热量交换，帮助开关器件散热降温。同时，由于金属板本身属于导体，因此，通过将第一金属板2222和第二金属板2224的表面面对设置，可以使得两个金属板实现为电容器的两个极板，再结合两个金属板之间的空气介质或者其他绝缘介质，就可以形成一个电容器(即电容组件222)。这样，第一金属板2222既可以用作散热片，同时又可以用于组成电容器。
虽然在图2中，示出主体谐振电路为并联谐振电路且该电路仅包含第一电感和电容组件，但是需注意，这仅是示例而非对本实用新型的限制。可选地，电容组件和电感可以彼此并联形成并联谐振电路，也可以彼此串联形成串联谐振电路。即，主体谐振电路可以是LC串联谐振电路，也可以是LC并联谐振电路。此外，可选地，主体谐振电路还可以进一步包括其他电子元件，例如电阻等。此外，需注意，图2示出第一金属板2222与开关器件210电连接，但是这种方案仅是示例。例如，第一金属板2222与第二金属板2224在图2中的位置可以互换，即可以使得第二金属板2224与开关器件210电连接。可选地，第一金属板2222与第二金属板2224可以均不与开关器件210存在直接的电连接，例如第一电感224与开关器件210电连接，而电容组件222与第一电感224串联连接。
根据本实用新型实施例的谐振电路，可以用金属板同时作为电容组件的电容极板以及开关器件的散热器，即包含金属板的电容组件既能够用于实现LC谐振，同时还能够为开关器件散热。上述电容组件集多种功能于一身，能够减少谐振电路所需的电子器件，进而有助于降低家用电器的购买和使用成本。
根据本实用新型实施例，电容组件与第一电感串联连接，电容组件的第一端作为主体谐振电路的第一端与开关器件的第一端电连接，第一电感的第一端作为主体谐振电路的第二端用于与第一电源端电连接，电容组件的第二端与第一电感的第二端电连接。
如上所述，电容组件222和第一电感224可以彼此串联形成串联谐振电路。这种情况下，可选地，可以使电容组件222与开关器件210电连接，第一电感224与第一电源端电连接。这样，方便将电容组件222与开关器件210设置在一起，进而方便通过第一金属板2222为开关器件210散热。当然，这仅是示例，电容组件222的第一金属板2222也可以仅与开关器件210热耦合而不电连接，通过第一电感224与开关器件210电连接。
串联谐振电路的阻抗小，电流大，所需的电源容量小，有助于减小设备的重量和体积。
根据本实用新型实施例，电容组件与第一电感并联连接，其中，电容组件的第一端与第一电感的第一端并联连接形成的第一连接端作为主体谐振电路的第一端与开关器件的第一端电连接；或者，主体谐振电路的第一端包括电容组件的第一端和第一电感的第一端，电容组件的第一端和第一电感的第一端分别与开关器件的第一端电连接；并且其中，电容组件的第二端与第一电感的第二端并联连接形成的第二连接端作为主体谐振电路的第二端用于与第一电源端电连接；或者，主体谐振电路的第二端包括电容组件的第二端和第一电感的第二端，电容组件的第二端和第一电感的第二端分别用于与第一电源端电连接。
如上所述，电容组件222和第一电感224可以彼此并联形成并联谐振电路。这种情况下，对于主体谐振电路220与开关器件210连接的一端，可以有两种连接方式。一种是先将电容组件222和第一电感224二者各自的第一端连接在一起之后，形成单一的连接端，再将该连接端作为主体谐振电路220的第一端与开关器件210的第一端电连接。另外一种是将电容组件222的第一端和第一电感224的第一端分别与开关器件210的第一端电连接。对于主体谐振电路220与第一电源端连接的一端，同样存在类似的两种连接方式，不再赘述。需注意，主体谐振电路220两端的连接方式可以相似，也可以不相似。例如，在主体谐振电路220与开关器件210连接的一端选用先形成单一连接端再与开关器件210电连接的方式的情况下，主体谐振电路220与第一电源端连接的一端可以选用所对应的两种连接方式中的任一种。
并联谐振电路的阻抗大，不会产生危及设备安全的谐振过电压，较易保护，安全系数高。
可以理解，在以上并联或串联方案中，电容组件的第一端是第一金属板和第二金属板中任一者与其他器件的连接端，电容组件的第二端是第一金属板和第二金属板中另一者与其他器件的连接端。
根据本实用新型实施例，谐振电路还包括整流桥，主体谐振电路的第二端至少通过整流桥与第一电源端电连接，第二金属板与整流桥通过贴合在一起的方式热耦合。
图4示出根据本实用新型另一个实施例的谐振电路200的等效电路图。如图4所示，谐振电路200还包括整流桥230。此外，图4还示出第二电感240，该电感是可选的。在第二电感240不存在的情况下，整流桥230的第一端可以与主体谐振电路220的第二端直接电连接，整流桥230的第二端可以用于与第一电源端电连接，这样主体谐振电路的第二端就可以通过整流桥230与第一电源端电连接。在第二电感240存在的情况下，主体谐振电路的第二端就可以通过整流桥230和第二电感240这二者，与第一电源端电连接。
此外，第二金属板2224可以与整流桥230热耦合，这样第二金属板2224也可以用作散热片，为整流桥230散热。第二金属板2224与整流桥230之间可以存在直接的电连接，也可以不存在直接的电连接。第二金属板2224与整流桥230的热耦合可以通过将二者贴合在一起实现，这种散热效率比较高。当然，也可以可选地采用其他合适的方式实现第二金属板2224与整流桥230的热耦合。
整流桥可以对来自第一电源端的交流电进行整流，获得单向的直流电，以方便实现谐振。将第二金属板2224与整流桥230热耦合，电容组件可以进一步为整流桥230散热。与采用第一金属板2222进行散热类似地，这种方案可以有助于降低家用电器的购买和使用成本。
根据本实用新型实施例，谐振电路还包括第二电感，其中，第二电感的第一端与主体谐振电路的第二端电连接，第二电感的第二端与整流桥的第一端电连接，整流桥的第二端用于与第二电源端电连接。
如图4所示，谐振电路200还包括第二电感240。第二电感240可以采用任意电感器实现。第二电感240可以与整流桥230串联，并连接在整流桥230与主体谐振电路220之间。经整流桥230直接整流过的电压一般不够稳定，因此通过第二电感240可以对经整流桥230整流的电压进行过滤，以获得较为稳定的电压。
这种实施例中，整流桥230与主体谐振电路200之间不存在直接的电连接，因此整流桥230与第二金属板2224之间也不存在直接的电连接。这种情况下，整流桥230可以仅与第二金属板2224贴合在一起实现热耦合，但二者之间彼此绝缘，不直接通电。
根据本实用新型实施例，第一金属板的第三表面与开关器件的贴合表面贴合在一起。
开关器件210的贴合表面可以是其任意一个表面。由于第一金属板2222是金属导体，因此将开关器件210与金属板的表面贴合在一起，有利于更好地导热。
第三表面与开关器件的贴合表面之间可以通过任意合适的方式贴合在一起，包括但不限于：焊接、紧固件连接、卡扣连接、插接、粘合等方式。
示例性地，在上述第二金属板2224与整流桥230热耦合的实施例中，第二金属板2224的第四表面可以与整流桥230的贴合表面贴合在一起。为了区分，可以将开关器件210的贴合表面称为第一贴合表面，将整流桥230的贴合表面称为第二贴合表面。将第二金属板2224的第四表面与整流桥230的第二贴合表面贴合在一起的实现方式及其作用与第一金属板2222和开关器件210的贴合方案类似，此处不再赘述。
根据本实用新型实施例，第三表面与第一表面垂直。
第一表面是与第二金属板面对的表面，在与第一表面垂直的方向上，第一金属板和第二金属板均占据了一定的空间，而在与第一表面垂直的第三表面上贴合设置开关器件210，可以避免开关器件在与第一表面垂直的方向上继续占用更多的空间，这在某些空间受限的场景下有利于实现更合理的空间利用。
示例性地，在第二金属板2224的第四表面与整流桥230的第二贴合表面贴合在一起的实施例中，第四表面可以与第二表面垂直。第四表面与第二表面垂直的方案的作用和第三表面与第一表面垂直的方案类似，不再赘述。
根据本实用新型实施例，第三表面上具有螺孔，贴合表面螺纹连接至该螺孔。
图5示出根据本实用新型一个实施例的金属板与开关器件贴合的一种示例性实现方式。参见图5，示出开关器件210上的螺孔。在第一金属板2222与开关器件210贴合的情况下，第三表面可以有对应的第一螺孔。利用上述螺孔，可以通过螺纹连接的方式将贴合表面与第三表面贴合在一起。此外，图5还示出了第二金属板2224上的焊点，第二金属板2224可以通过焊点与诸如电感224或第一电源端等其他器件连接。
螺纹连接方式易于实现，成本较低。
此外，可以在第三表面与贴合表面之间设置导热材料，例如导热硅脂等。可选地，可以直接通过导热材料使第三表面与贴合表面贴合在一起。这种方案在实现第一金属板与开关器件之间的热耦合的同时，还可以进一步提高散热性能。
根据本实用新型实施例，对于电容组件的第一端与开关器件的第一端电连接的情况，第三表面形成电容组件的第一端，贴合表面形成开关器件的第一端，电容组件的第一端与开关器件的第一端通过第三表面与贴合表面的贴合电连接。
在第一金属板2222与开关器件210贴合的实施例中，可以直接将第一金属板2222的第三表面视为电容组件220的第一端。此外，开关器件210的贴合表面上的至少一部分可以是能够导电的，例如是导电触点等。这样，当第一金属板222的第三表面与开关器件210的贴合表面贴合在一起时，第一金属板222与开关器件210之间就能够形成电连接，也就是能够使得电容组件的第一端与开关器件的第一端形成电连接。例如，在上述第三表面与贴合表面通过螺纹连接的方式贴合在一起的实施例中，螺钉或螺栓等紧固件可以是导体，螺孔内壁上也可以具有导电层，这样，当螺钉或螺栓等紧固件拧入螺孔中时，就可以实现第一金属板2222与开关器件210之间的电连接。
这种方案可以通过金属板与开关器件的表面的贴合实现电容组件与开关器件之间的电连接，从而无需再设置额外的连接件(例如导线)来实现二者之间的电连接，这样有利于提高设备的集成度，降低设备的成本。
当然，需注意，本文所述的任意电连接均可以通过导线连接、印刷电路连接、焊接等常规电连接方式实现。上述印刷电路连接是指通过电路板上的印刷电路进行连接。
根据本实用新型实施例，第一金属板包括第一底座和设置在第一底座的正面的多个第一翅片，第三表面是第一底座的背面。
返回参见图3a，第一金属板2222的第三表面可以是第一金属板2222的底座(称为第一底座)320的背面(在图中示出为下表面)，而第一金属板2222的第一底座320的正面(在图中示出为上表面)上则设置有多个翅片。可选地，第一底座320上还可以具有多个突出背面的支撑部322。开关器件210与第一金属板2222贴合时，可以容纳进支撑部322与第一底座320的背面形成的凹陷空间内。
类似地，在第二金属板2224也用于散热的实施例中，第二金属板可以包括第二底座和设置在第二底座的正面的多个第二翅片。第二金属板2224的上述第四表面可以是第二金属板2224的底座(称为第二底座)340的背面(在图中示出为下表面)，而第二金属板2224的第二底座340的正面(在图中示出为上表面)上则设置有多个翅片。可选地，第二底座340上还可以具有多个突出背面的支撑部342。整流桥230与第二金属板2224贴合时，可以容纳进支撑部342与第二底座340的背面形成的凹陷空间内。
通过以上方案，可以将开关器件与金属板的底座背面贴合，底座正面则采用翅片散热，这种方案的空间利用效率比较高。
根据本实用新型实施例，第一表面和所述第二表面彼此平行；和/或，电容组件还包括绝缘介质，绝缘介质设置在第一表面和第二表面之间。
第一表面和第二表面彼此平行设置的方案有利于较为准确地控制电容组件222的电容大小，并且产品的设计和制作较为简单，成本较低。
参见图6，示出在两个金属板之间设置绝缘介质的示意图。在一个示例中，金属板之间可以直接使用空气作为电介质。在另一个示例中，金属板之间还可以设置有绝缘介质。绝缘介质可以包括但不限于以下一种或多种：苯二甲酸乙二醇酯(Polyethyleneterephthalate,PET)、聚丙烯(Polypropylene,PP)、聚苯硫醚(Polyphenylene sulfide,PPS)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalate two formic acid glycolester,PEN)、玻璃、云母、纸片等。
以上绝缘介质和空气都可以单独使用作为电容组件的电介质，绝缘介质中的任意多种介质也可以彼此混合形成电容组件的电介质，绝缘介质中的任意一种或多种介质还可以与空气混合形成电容组件的电介质。在采用空气以外的介质作为电容组件的电介质的情况下，可以通过粘合、紧固件等方式将电介质固定在第一金属板和第二金属板之间。在固定过程中，可能引入其他介质，例如粘合材料等，可以将这些引入的介质与原定介质一起视作一种混合电介质。
电容组件220的电容值与采用的电介质的介电常数相关。表1是一些介质的介电常数的示例。第一表面和第二表面之间的绝缘介质可以根据需要选用表1中示出的一种或多种合适的介质，例如乳胶、玻璃片、聚苯乙烯颗粒等。
表1.各种不同介质所对应的介电常数
介质名称 介电常数 介质名称 介电常数 介质名称 介电常数
空气 1 干燥煤粉 2.2 湿沙 15～20
聚苯乙烯颗粒 1.05～1.5 石膏 1.8～2.5 氨 21
洗衣粉 1.1～1.3 食用油 2～4 胶乳 24
液态煤气 1.2～1.7 粮食 2.5～4.5 乙醇 2.5
塑料粒 1.5～2 干燥沙 3～4 炭灰 25～30
玻璃片 1.2～2.2 沥青 4～5 矿石 25～30
奶粉 1.8～2.2 水泥 4～6 丙酮 20～30
气油 1.9 甲醚 5 甲醇 30
环乙醇 2 异氰酸脂 7.5 甘油 37
柴油 2.1 丁醇 11 水 81
混合形成电介质的实施例中，可以通过实验或理论等方式确定混合后的电介质的介电常数。
上述方案可以提供空气以外的绝缘介质来实现电容组件的电介质，这样可以满足多种应用场景下的电容需求。
根据本实用新型实施例，第一表面和第二表面的正对面积小于第一表面的面积和/或小于第二表面的面积。
由于电容组件220的电容值和金属板的正对面积成正比，和金属板之间的距离成反比。因此，可以根据需要，调整两个金属板面对面的面积大小，以及它们之间的距离。
在一个实施例中，电容组件220的电容值可以是0.24x10-2F。根据C＝εS/d的电容计算公式，取成本最低的介质空气，ε＝1，此时可以可选地设置金属板之间的距离为d＝0.05m，金属板的正对面积为S＝12x10-5m2。
根据以上电容计算公式可知，当金属板相互面对面的面积越大而其他条件不变的情况下，产生的电容也越大。但是考虑到成本和空间的问题，金属板不能做得过大。
根据LC谐振的原理，电容值的大小需要根据所需的功率值来调整。所需的功率越大，电容值越大。所需的功率越小，电容值越小。因此，功率较小时，金属板的正对面积可以设计得偏小和/或将金属板之间的距离加大。相反，功率较大时，金属板的正对面积可以设计得偏大和/或将金属板的距离减小。在金属板的正对面积较小的实施例中，可以选择将第一表面和第二表面的正对面积设计为小于第一表面的面积和/或小于第二表面的面积，这样可以在获得较小电容值的同时，保证金属板的散热面积尽量大。
根据本实用新型实施例，第一表面的面积与第二表面的面积相等，第一表面与第二表面错开设置。
图7示出根据本实用新型一个实施例的第一金属板和第二金属板的俯视图。在图7所示的示例中，第一金属板和第二金属板的尺寸比较接近，尤其是两个相对的表面的面积是相等的，只是这两个表面错开设置。当然，可选地，第一金属板和第二金属板的整体尺寸可以完全相同，所述尺寸包括大小和形状。
这种方案对金属板的设计要求较低，可以采用统一或相近规格的金属板实现电容组件，只是对设备的空间需求会大一些。
根据本实用新型实施例，第一表面和第二表面沿第一方向且平行地彼此面对设置，第一金属板在垂直于第一方向的投影平面内具有第一投影，第二金属板在投影平面内具有第二投影，第一表面在投影平面内具有第三投影，第二表面在投影平面内具有第四投影，第二投影、第三投影和第四投影位于第一投影之内。
第一方向可以返回参见图3a和3b。图8a和8b分别示出根据本实用新型一个实施例的第一金属板和第二金属板的主视图和俯视图。图8b示出投影平面B的示例位置。当然，投影平面B可以在任意位置，只要与第一方向垂直即可。
参见图8b，示出第二金属板2224为阶梯状或说L形。图8b所示的第二金属板2224的形状使得其第二表面在投影平面B内的投影(第四投影)落入第一金属板2222在投影平面B内的投影(第一投影)之内。此外，第二金属板2224在投影平面内的第二投影以及第一表面在投影平面内的第三投影也都落入第一投影的范围内。
图8b所示的金属板的形状仅是示例而非对本实用新型的限制，第二金属板2224的形状并不局限于阶梯状。例如，第二金属板2224还可以设置成与所述第二表面垂直的面是梯形。
这种设计有助于使得与开关器件热耦合的第一金属板的空间能够尽量大一些，在此条件下另一金属板尽量与参与热耦合的金属板保持在同一横向空间内(假设视第一方向为横向方向)。通过这种方案，在保证正对面积较小，散热面积较大的同时，还能够尽量降低对设备的空间需求。
根据本实用新型实施例，第二金属板上与第二表面垂直的面呈沿着远离第一金属板的方向升高的阶梯状。
如图8b所示，从俯视角度看，第二金属板2224呈阶梯状或说L形。第二金属板2224可以视为包括第一金属部和第二金属部。图8b示出第一金属部820和第二金属部840，并示出二者之间的分界线CC'。第一金属部820和第二金属部840可以都是立方体或近似立方体。第一金属部820在投影平面B上的投影是第一矩形，第二金属部840在投影平面B上的投影是第二矩形，第一金属板2222在投影平面上的投影是第三矩形。第二矩形与第三矩形重叠，而第二矩形落入第一矩形范围内。这样，可以使得第二金属板上距离第一金属板近的一侧(即第二表面)的面积更小，第二金属板上距离第一金属板远的一侧的面积更大。
这种阶梯状形状相对比较规则，易于设计和实现。
根据本实用新型实施例，第二金属板的面积最大的纵截面与第一表面之间的距离大于预设值；其中，纵截面是与第一方向垂直的截面。
预设值可以根据需要设定为任何合适的值，例如，0.5mm，1mm，2mm，等。在一个示例中，预设值处于[0.5mm,2mm]的范围内。
参见图8b所示示例，第二金属板的面积最大的纵截面具有无数个，都在第二金属部840中。因此，可以使得整个第二金属部840与第一表面之间的距离均大于预设值。这种方案可以避免第一金属板高出第二表面的部分与第一表面之间形成多余的电容，对电路造成干扰。
根据本实用新型实施例，第一表面与第二表面之间的距离处于[0.3mm,1mm]的范围内。
要使金属板作为极板形成电容，金属板之间的距离不宜过大或过小。通过以上距离设置，可以使得金属板形成的电容组件满足大多数使用场景的要求。
根据本实用新型实施例，在第一金属板和第二金属板中，第一金属板的散热面积大于第二金属板的散热面积。
与开关器件热耦合的第一金属板的散热面积可以尽量设计得大一些，以有助于更好地散热。不与开关器件热耦合的金属板的主要作用在于形成极板，因此散热面积可以设计得小一些，以尽量节省设备空间，降低产品成本。因此，通过以上方案，可以较好地兼顾散热性能和产品成本。
根据本实用新型另一方面，提供一种电磁加热系统，包括上述谐振电路200和电路板，第一电感是线圈盘，其中，主体谐振电路与开关器件之间的电连接、主体谐振电路与第一电源端之间的电连接、以及开关器件与第二电源端之间的电连接中的至少一种电连接通过电路板上的印刷电路实现。
在电磁加热系统中，可以将线圈盘设置在需要加热的位置，例如设置在电饭锅的内锅下方或环绕内锅设置。当为线圈盘通电时，线圈盘可以发热，进而对内锅进行加热。上述主体谐振电路中的第一电感224可以是该线圈盘。
图9示出根据本实用新型一个实施例的电磁加热系统900的主视图。参见图9，示出电路板910以及谐振电路中包括的开关器件210、整流桥230(其是可选的)、第一金属板2222和第二金属板22224。
电路板910上可以设置有第一电源端和/或第二电源端，或者电路板910可以具有与第一电源端和/或第二电源端电连接的接口，使得主体谐振电路与第一电源端之间的电连接和/或开关器件与第二电源端之间的电连接能够可选地通过电路板910上的印刷电路实现。此外，开关器件210可以通过自身的引脚电连接到电路板910，主体谐振电路与开关器件之间的电连接可以可选地通过电路板910上的印刷电路实现。
主体谐振电路中的电容组件和/或第一电感可以与电路板910电连接。第一电感未示出在图9中。电容组件中的第一金属板和/或第二金属板可以与电路板910电连接，并进而通过电路板910上的印刷电路与其他电子元件电连接。例如，第一金属板可以通过印刷电路与开关器件电连接，第二金属板可以通过印刷电路与上述第一电源端、整流桥和第二电感中的一者电连接。当然，如上所述，第一金属板与开关器件也可以通过诸如螺纹连接的贴合方式实现电连接。
在谐振电路200包括整流桥230的实施例中，整流桥230可以可选地通过自身的引脚电连接到电路板910上。在采用上述第二电感的实施例中，整流桥230可以贴合在第二金属板上，而不与第二金属板存在直接的电连接。
可选地，电磁加热系统还可以包括其他电磁加热所需的元件或模块，例如加热控制模块、加热驱动模块等。
根据本实用新型实施例，电容组件设置在电路板上；和/或，开关器件的第二端电连接到电路板上，以通过电路板上的印刷电路第二电源端电连接；和/或，线圈盘包括第一端子和第二端子，第一端子和第二端子分别连接到电路板上，线圈盘通过电路板上的印刷电路与开关器件、电容组件和第一电源端中的一种或多种电连接。
如图9所示，电容组件设置在电路板910上。可以通过任意合适的方式将电容组件安装在电路板910上，包括但不限于：焊接、紧固件连接、卡扣连接、插接、粘合等方式。将电容组件设置在电路板910上，方便将其与其他电子元件进行电连接，也方便将其与开关器件设置在一起，进而方便为开关器件散热。
如上所述，开关器件210可以通过自身的引脚电连接到电路板上，这样方便将开关器件210与第二电源端电连接，即便于通过电路板为开关器件210供电。这种方案供电方便，集成度较高。
线圈盘可以包括第一端子和第二端子，这两个端子是线圈盘的线圈的两端。电路板上可以具有两个接口，分别用于与第一端子和第二端子连接。这样，线圈盘就可以通过电路板上的印刷电路与需要连接的电子元件进行电连接，例如与开关器件、电容组件和第一电源端中的一种或多种进行电连接。这种方案可以通过印刷电路实现线圈盘与其他电子元件的连接，设备的集成度高，成本较低。
根据本实用新型实施例，在电容组件设置在电路板上的情况下，第一金属板和/或第二金属板螺纹连接至电路板。
第一金属板和/或电路板910上可以具有螺孔，使得第一金属板可以通过螺纹连接的方式设置在电路板910上。类似地，第二金属板和/或电路板910上可以具有螺孔，使得第二金属板可以通过螺纹连接的方式设置在电路板910上。这种螺纹连接的方式实现简单，成本较低。
根据本实用新型另一方面，提供一种烹饪器具，包括上述电磁加热系统。烹饪器具可以是任意的具有电磁加热功能的烹饪器具，包括但不限于IH电饭煲等。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“横向”、“竖向”、“垂直”、“水平”和“顶”、“底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内”、“外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述图中所示的一个或多个部件或特征与其他部件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语不但包含部件在图中所描述的方位，还包括使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的部件被整体倒置，则部件“在其他部件或特征上方”或“在其他部件或特征之上”的将包括部件“在其他部件或构造下方”或“在其他部件或构造之下”的情况。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。此外，这些部件或特征也可以其他不同角度来定位(例如旋转90度或其他角度)，本文意在包含所有这些情况。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (21)

1.一种谐振电路，其特征在于，包括开关器件和主体谐振电路，
所述主体谐振电路包括电容组件和第一电感，所述主体谐振电路的第一端与所述开关器件的第一端电连接，所述主体谐振电路的第二端用于与第一电源端电连接，所述开关器件的第二端用于与第二电源端电连接，
其中，所述电容组件包括第一金属板和第二金属板，所述第一金属板上的第一表面和所述第二金属板上的第二表面彼此面对设置，且所述第一表面和所述第二表面的正对面积大于0，所述第一金属板和所述第二金属板彼此绝缘，所述第一金属板与所述开关器件热耦合。
2.如权利要求1所述的谐振电路，其特征在于，所述电容组件与所述第一电感串联连接，
所述电容组件的第一端作为所述主体谐振电路的第一端与所述开关器件的第一端电连接，所述第一电感的第一端作为所述主体谐振电路的第二端用于与所述第一电源端电连接，所述电容组件的第二端与所述第一电感的第二端电连接。
3.如权利要求1所述的谐振电路，其特征在于，所述电容组件与所述第一电感并联连接，
其中，所述电容组件的第一端与所述第一电感的第一端并联连接形成的第一连接端作为所述主体谐振电路的第一端与所述开关器件的第一端电连接；或者，所述主体谐振电路的第一端包括所述电容组件的第一端和所述第一电感的第一端，所述电容组件的第一端和所述第一电感的第一端分别与所述开关器件的第一端电连接；
并且其中，所述电容组件的第二端与所述第一电感的第二端并联连接形成的第二连接端作为所述主体谐振电路的第二端用于与所述第一电源端电连接；或者，所述主体谐振电路的第二端包括所述电容组件的第二端和所述第一电感的第二端，所述电容组件的第二端和所述第一电感的第二端分别用于与所述第一电源端电连接。
4.如权利要求1-3任一项所述的谐振电路，其特征在于，所述谐振电路还包括整流桥，所述主体谐振电路的第二端至少通过所述整流桥与所述第一电源端电连接，
所述第二金属板与所述整流桥通过贴合在一起的方式热耦合。
5.如权利要求4所述的谐振电路，其特征在于，所述谐振电路还包括第二电感，其中，
所述第二电感的第一端与所述主体谐振电路的第二端电连接，所述第二电感的第二端与所述整流桥的第一端电连接，所述整流桥的第二端用于与所述第一电源端电连接。
6.如权利要求1-3任一项所述的谐振电路，其特征在于，所述第一金属板的第三表面与所述开关器件的贴合表面贴合在一起。
7.如权利要求6所述的谐振电路，其特征在于，所述第三表面与所述第一表面垂直。
8.如权利要求6所述的谐振电路，其特征在于，所述第三表面上具有螺孔，所述贴合表面螺纹连接至所述螺孔。
9.如权利要求6所述的谐振电路，其特征在于，对于所述电容组件的第一端与所述开关器件的第一端电连接的情况，
所述第三表面形成所述电容组件的第一端，所述贴合表面形成所述开关器件的第一端，所述电容组件的第一端与所述开关器件的第一端通过所述第三表面与所述贴合表面的贴合电连接。
10.如权利要求6所述的谐振电路，其特征在于，所述第一金属板包括第一底座和设置在所述第一底座的正面的多个第一翅片，
所述第三表面是所述第一底座的背面。
11.如权利要求1-3任一项所述的谐振电路，其特征在于，所述第一表面和所述第二表面彼此平行；和/或，
所述电容组件还包括绝缘介质，所述绝缘介质设置在所述第一表面和所述第二表面之间。
12.如权利要求1-3任一项所述的谐振电路，其特征在于，所述第一表面和所述第二表面的正对面积小于所述第一表面的面积和/或小于所述第二表面的面积。
13.如权利要求12所述的谐振电路，其特征在于，所述第一表面的面积与所述第二表面的面积相等，
所述第一表面与所述第二表面错开设置。
14.如权利要求12所述的谐振电路，其特征在于，所述第一表面和所述第二表面沿第一方向且平行地彼此面对设置，所述第一金属板在垂直于所述第一方向的投影平面内具有第一投影，所述第二金属板在所述投影平面内具有第二投影，所述第一表面在所述投影平面内具有第三投影，所述第二表面在所述投影平面内具有第四投影，所述第二投影、所述第三投影和所述第四投影位于所述第一投影之内。
15.如权利要求14所述的谐振电路，其特征在于，
所述第二金属板上与所述第二表面垂直的面呈沿着远离所述第一金属板的方向升高的阶梯状。
16.如权利要求14所述的谐振电路，其特征在于，
所述第二金属板的面积最大的纵截面与所述第一表面之间的距离大于预设值；
其中，所述纵截面是与所述第一方向垂直的截面。
17.如权利要求1-3任一项所述的谐振电路，其特征在于，所述第一表面与所述第二表面之间的距离处于[0.3mm,1mm]的范围内。
18.一种电磁加热系统，其特征在于，包括如权利要求1-17中任一项所述的谐振电路和电路板，所述第一电感是线圈盘，
其中，所述主体谐振电路与所述开关器件之间的电连接、所述主体谐振电路与所述第一电源端之间的电连接、以及所述开关器件与所述第二电源端之间的电连接中的至少一种电连接通过所述电路板上的印刷电路实现。
19.如权利要求18所述的电磁加热系统，其特征在于，所述电容组件设置在所述电路板上；和/或，
所述开关器件的第二端电连接到所述电路板上，以通过所述电路板上的印刷电路与所述第二电源端电连接；和/或，
所述线圈盘包括第一端子和第二端子，所述第一端子和所述第二端子分别连接到所述电路板上，所述线圈盘通过所述电路板上的印刷电路与所述开关器件、所述电容组件和所述第一电源端中的一种或多种电连接。
20.如权利要求19所述的电磁加热系统，其特征在于，在所述电容组件设置在所述电路板上的情况下，所述第一金属板和/或所述第二金属板螺纹连接至所述电路板。
21.一种烹饪器具，其特征在于，包括如权利要求18-20中任一项所述的电磁加热系统。
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