CN219499574U - 低噪音间隙加热电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种低噪音间隙加热电路，包括：具有PPG引脚的MCU，电阻R3，电阻R7，电容C4，二极管D1，三极管Q1，三极管Q2，以及IGBT驱动和电磁加热模块，所述三极管Q1和三极管Q2均为NPN三极管；其中，所述PPG引脚与三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的集电极与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的基极通过电阻R3连接第一电源正极；所述三极管Q1的基极通过电阻R7与电容C4的一端连接，所述电容C4的另一端与MCU共地；所述述三极管Q1的集电极连接第一电源正极，所述三极管Q1的射电极连接IGBT驱动和电磁加热模块，所述二极管D1的正极通过电容C4接地，所述二极管D1的负极与所述述三极管Q1的基极连接。本申请可以降低成本，改善电路寿命。

Description

低噪音间隙加热电路

技术领域

本申请涉及电子技术，特别是一种低噪音间隙加热电路。

背景技术

如公开号为CN210641095U所提及的一种低噪音快速间隙加热装置，其应用于电磁炉上。其改进目标是解决平均加热时快速功率切换所产生的噪声。该方案通过设置三极管和增加比较器来实现上述目的。

然而，发明人认为，上述专利需要使用比较器，其导致电路成本增加；同时，使用比较器的情况下会导致IGBT工作特性劣化，在开关时增加IGBT放大区的工作时间，这样会增加IGBT损耗，从而影响IGBT寿命。

发明内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提供一种低噪音间隙加热电路，可以节约电路成本，改善IBGT寿命。

一方面本申请实施例，提供了一种低噪音间隙加热电路，包括：

具有PPG引脚的MCU，电阻R3，电阻R7，电容C4，二极管D1，三极管Q1，三极管Q2，以及IGBT驱动和电磁加热模块，所述三极管Q1和三极管Q2均为NPN三极管；

其中，所述PPG引脚与三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的集电极与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的基极通过电阻R3连接第一电源正极；所述三极管Q1的基极通过电阻R7与电容C4的一端连接，所述电容C4的另一端与MCU共地；所述述三极管Q1的集电极连接第一电源正极，所述三极管Q1的射电极连接IGBT驱动和电磁加热模块，所述二极管D1的正极通过电容C4接地，所述二极管D1的负极与所述述三极管Q1的基极连接。

在一些实施例中，还包括PNP型的三极管Q3，所述三极管Q3的基极与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q3的发射极与所述三极管Q1的发射极连接，所述三极管Q3的集电极接地。

在一些实施例中，还包括电阻R2和电阻R5，所述电阻R2，所述PPG引脚通过电阻R2连接第一电源正极，所述PPG引脚通过电阻R5连接三极管Q2的基极。

在一些实施例中，还包括电阻R1，所述电阻R1连接在第一电源正极和所述三极管Q1的集电极之间。

在一些实施例中，所述IGBT驱动和电磁加热模块包括功率管IGBT1和加热模块，所述述三极管Q1的发射机与所述功率管IGBT1的控制极连接，所述功率管IGBT1的受控端连接加热电路。

在一些实施例中，所述IGBT驱动和电磁加热模块还包括电阻R4和电阻R6,所述电阻R4连接在所述功率管IGBT1的控制端和所述三极管Q1的发射极之间，所述电阻R6连接在所述功率管IGBT1的控制端和地之间。

在一些实施例中，还包括电容C3，所述电容C3与所述电阻R6并联。

在一些实施例中，还包括稳压管Z1，所述稳压管Z1的正极与所述功率管IGBT1的控制端连接，所述稳压管Z1的负极接地。

在一些实施例中，所述加热模块包括电感L1，电容C1和电容C2，所述电感L1和电容C1并联，所述电感L1连接在第二电源正极和所述功率管IGBT1的控制端之间，所述电容C2连接在第二电源正极和地之间。

通过本申请实施例通过节省比较器的方式来降低成本，同时可以去除由于比较器所导致的IGBT控制器使用特性劣化，减少IGBT在开关时的损耗，延长IGBT寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做一简单地介绍。

图1是本申请实施例提供的一种电路图；

图2是本申请实施例提供的另外一种电路图；

图3是本申请实施例提供的使用比较器和不使用比较器时IGBT的上升沿特性图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本申请实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本申请的技术方案，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

参照图1，本申请实施例提供了一种低噪音间隙加热电路，包括：

具有PPG引脚的MCU，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5、电阻R7，电容C4，二极管D1，NPN型的三极管Q1，NPN型的三极管Q2，PNP型的三极管Q3，以及IGBT驱动和电磁加热模块；

其中，所述PPG引脚与三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的集电极与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的基极通过电阻R3连接第一电源正极+18V；所述三极管Q1的基极通过电阻R7与电容C4的一端连接，所述电容C4的另一端与MCU共地；所述述三极管Q1的集电极连接第一电源正极+18V，所述三极管Q1的射电极连接IGBT驱动和电磁加热模块，所述二极管D1的正极通过电容C4接地，所述二极管D1的负极与所述述三极管Q1的基极连接。所述三极管Q3的基极与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q3的发射极与所述三极管Q1的发射极连接，所述三极管Q3的集电极接地GND。所述电阻R2，所述PPG引脚通过电阻R2连接第一电源正极，所述PPG引脚通过电阻R5连接三极管Q2的基极。所述电阻R1连接在第一电源正极+18V和所述三极管Q1的集电极之间。

可以理解的是MCU通过PPG引脚发送控制信号来控制后级电路进行工作。在该电路中电阻R2是PPG引脚的上拉电阻，电阻R5是三极管Q2的输入电阻，三极管Q2的基极受到PPG引脚的控制。PPG引脚通过输出高电平或者低电平可以控制三极管Q2的开合。而三极管Q2的导通与否影响三极管Q1和三极管Q3的基极电压，从而PPG引脚可以通过三极管Q2的导通来控制三极管Q1和三极管Q3的导通状态，进而控制IGBT驱动和电磁加热模块的工作。

参考图2，所述IGBT驱动和电磁加热模块包括功率管IGBT1和加热模块，所述述三极管Q1的发射机与所述功率管IGBT1的控制极连接，所述功率管IGBT1的受控端连接加热电路。所述IGBT驱动和电磁加热模块还包括电阻R6,所述电阻R4连接在所述功率管IGBT1的控制端和所述三极管Q1的发射极之间，所述电阻R6连接在所述功率管IGBT1的控制端和地之间。IGBT驱动和电磁加热模块还包括电容C3和稳压管Z1，所述电容C3与所述电阻R6并联。所述稳压管Z1的正极与所述功率管IGBT1的控制端连接，所述稳压管Z1的负极接地，设置稳压管Z1可以使流经所述二极管Z1的阳极的电流通过所述二极管Z1流经所述电阻R6和所述功率管，保证工作状态的正常。所述加热模块包括电感L1，电容C1和电容C2，所述电感L1和电容C1并联，所述电感L1连接在第二电源正极和所述功率管IGBT1的控制端之间，所述电容C2连接在第二电源正极VCC和地之间。

在上述电路中，MCU通过PPG引脚输出高低电平控制后级电路进行工作，在上电之后，需要功率输出时，PPG引脚输出高电平，此高电平通过电阻R7对电容充电，由于电容两端的电压不能突变，开始时C两端电压为0，R7相当于接地，PPG高电平脉冲经过R3和R7分压而降低，时间很短约1到2us，三极管因高电平而导通，此时IGBT也开始导通，由于分压的影响，开始施加到IGBT门极的电压不太高，这样可以减少开通噪声。随着充电的进行，电容C4被充满，R7相当于开路，PPG高电平脉冲就不被分压了，18V电压直接加到IGBT门极，IGBT迅速导通，很快的从放大区进入饱和区，因为饱和后IGBT的DS之间电压为0，功耗也为0，所以温升就降低了，保护了IGBT。在停止功率输出时，PPG输出低电平，IGBT截止。二极管D1的作用是IGBT截止期间为电容C4提供快速放电回路，为下一个周期的充电做准备。

参考图3，图3提供了在使用带有比较器的电路(即CN210641095U)所提供的电路时，和使用本申请实施例的电路时的IBGT工作特性。IGBT工作在开关状态时损耗最低，这就要求其门极控制信号从最小到最大的时间要越快越好，如图3的t1-t2，因为IGBT的米勒效应，会产生一个米勒平台，这是IGBT工作在放大区的典型标志，这一段时间越短越好。根据图3可知，带比较器的电路IGBT门极信号有台阶，从t1到t2时间较长，经历放大区的时间长，造成IGBT开通损耗大。本申请去掉比较器，使用简单的RC电路，利用RC电路充放电特性，从上图波形看，t1到t2时间较短，波形平滑，即能降低噪音，也能降低IGBT的开通损耗。

可以理解的是，本申请实施例通过舍弃比较器，一方面可以降低电路的成本，另外一方面可以减少由于比较器的输出特性所造成的IBGT特性劣化问题。可以减少开关期间IGBT处于放大区的工作时间，降低IBGT的损耗。

注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种低噪音间隙加热电路，其特征在于，包括：

具有PPG引脚的MCU，电阻R3，电阻R7，电容C4，二极管D1，三极管Q1，三极管Q2，以及IGBT驱动和电磁加热模块，所述三极管Q1和三极管Q2均为NPN三极管；

其中，所述PPG引脚与三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的集电极与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的基极通过电阻R3连接第一电源正极；所述三极管Q1的基极通过电阻R7与电容C4的一端连接，所述电容C4的另一端与MCU共地；所述述三极管Q1的集电极连接第一电源正极，所述三极管Q1的射电极连接IGBT驱动和电磁加热模块，所述二极管D1的正极通过电容C4接地，所述二极管D1的负极与所述述三极管Q1的基极连接。

2.根据权利要求1所述的低噪音间隙加热电路，其特征在于，还包括PNP型的三极管Q3，所述三极管Q3的基极与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q3的发射极与所述三极管Q1的发射极连接，所述三极管Q3的集电极接地。

3.根据权利要求1所述的低噪音间隙加热电路，其特征在于，还包括电阻R2和电阻R5，所述电阻R2，所述PPG引脚通过电阻R2连接第一电源正极，所述PPG引脚通过电阻R5连接三极管Q2的基极。

4.根据权利要求1所述的低噪音间隙加热电路，其特征在于，还包括电阻R1，所述电阻R1连接在第一电源正极和所述三极管Q1的集电极之间。

5.根据权利要求1所述的低噪音间隙加热电路，其特征在于，所述IGBT驱动和电磁加热模块包括功率管IGBT1和加热模块，所述述三极管Q1的发射机与所述功率管IGBT1的控制极连接，所述功率管IGBT1的受控端连接加热电路。

6.根据权利要求5所述的低噪音间隙加热电路，其特征在于，还包括电阻R4和电阻R6,所述电阻R4连接在所述功率管IGBT1的控制端和所述三极管Q1的发射极之间，所述电阻R6连接在所述功率管IGBT1的控制端和地之间。

7.根据权利要求6所述的低噪音间隙加热电路，其特征在于，还包括电容C3，所述电容C3与所述电阻R6并联。

8.根据权利要求7所述的低噪音间隙加热电路，其特征在于，还包括稳压管Z1，所述稳压管Z1的正极与所述功率管IGBT1的控制端连接，所述稳压管Z1的负极接地。

9.根据权利要求8所述的低噪音间隙加热电路，其特征在于，所述加热模块包括电感L1，电容C1和电容C2，所述电感L1和电容C1并联，所述电感L1连接在第二电源正极和所述功率管IGBT1的控制端之间，所述电容C2连接在第二电源正极和地之间。