CN2822091Y - 实现连续低功率到大功率输出的电磁炉谐振电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型包括扼流电感、滤波电容、第一谐振电容、第二谐振电容、第一线圈盘绕组、第二线圈盘绕组、第一继电器(或第一功率半导体开关器件)、第二继电器(或第二功率半导体开关器件)和主功率管，第二继电器与第二谐振电容串联后与第一谐振电容并联接在主功率管的集电极和扼流电感的输出两端；第二线圈盘绕组与第一继电器并联后与第一线圈盘绕组串联接在主功率管的集电极和扼流电感的输出两端。降低了电磁炉主功率管IGBT的开关损耗，降低了温升，从而延长了器件的使用寿命，降低了散热系统的成本，实现了电磁炉低功率的连续输出，拓宽了电磁炉在烹调领域的应用范围。

Description

实现连续低功率到大功率输出的电磁炉谐振电路

技术领域

本实用新型涉及一种电磁炉谐振电路，特别是实现连续低功率到大功率输出的电磁炉谐振电路。

背景技术

现有的电磁炉中，其谐振电路参数是固定不可调的，如图1所示，其LC谐振电路中L和C的参数是固定不变的。这种固定LC谐振参数的电路的缺点是它只能在很窄的功率范围内实现主功率管IGBT的软开关，并带来温升高，无法实现既能连续输出大功率(2000W甚至更高)，又能连续输出很低的功率(200W甚至更低)问题，也就是当电磁炉谐振电路参数针对输出大功率优化后，则在使用此参数输出低功率的时候，主功率管IGBT的开关损耗会增大，使得器件温度升高，这就带来了诸多问题：其一，过高的温升影响器件的使用寿命；其二，为了降低器件温升，不得不采用更强有力的散热系统，比如增大散热片面积，从而带来成本的上升和资源的浪费；其三，通常为了降低器件温升，电磁炉的最低连续输出功率被限制在一个相对较高的水平上，更低的功率输出只能通过以一个较高的输出功率，输出功率一段时间，再停止输出功率一段时间，周而复始，使其平均输出功率达到一个较低的数值来实现，而不能直接实现连续的低功率输出，这就影响了电磁炉在某些烹调中的效果，从而限制了电磁炉应用范围的进一步拓宽。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种通过在电磁炉工作过程中动态改变谐振参数的谐振电路，使得电磁炉主功率管IGBT在不同功率下均能实现软开关。本实用新型的目的是这样实现的：本实用新型包括扼流电感、滤波电容、第一谐振电容、第二谐振电容、第一线圈盘绕组、第二线圈盘绕组、第一继电器(或第一功率半导体开关器件)、第二继电器(或第二功率半导体开关器件)和主功率管，第二继电器与第二谐振电容串联后与第一谐振电容并联接在主功率管的集电极和扼流电感的输出两端；第二线圈盘绕组与第一继电器并联后与第一线圈盘绕组串联接在主功率管的集电极和扼流电感的输出两端。

本实用新型的工作原理：采用图1所示拓扑结构得现有普通电磁炉，在某一功率下，都能找到一个最佳的LC谐振参数，使电磁炉主功率IGBT能工作在软开关状态，此时其开关损耗最低。随着功率的不同，此最佳得LC谐振参数也会不同。只要根据当前输出功率得大小，调整LC谐振得参数，即可使电磁炉主功率管IGBT一直工作在软开关状态，使其开关损耗最低，从而实现从低到高都能连续地输出功率。

本实用新型具有以下优点：降低了电磁炉主功率管IGBT的开关损耗，降低了温升，从而延长了器件的使用寿命，降低了散热系统的成本，实现了电磁炉低功率的连续输出，拓宽了电磁炉在烹调领域的应用范围。

附图说明

图1表示现有电磁炉的谐振电路图；

图2表示本实用新型的电磁炉的谐振电路图；

图3表示本实用新型的电磁炉的另一谐振电路图；

图4表示本实用新型的电磁炉的还有一谐振电路图。

具体实施方式

实施例一：如图2所示，本实用新型包括扼流电感L1、滤波电容C1、第一谐振电容C2、第二谐振电容C3、第一线圈盘绕组L2、第二线圈盘绕组L3、第一继电器(或第一功率半导体开关器件)S1、第二继电器(或第二功率半导体开关器件)S2和主功率管IGBT，第二继电器S2与第二谐振电容C3串联后与第一谐振电容C2并联接在主功率管IGBT的集电极和扼流电感L1的输出两端；第二线圈盘绕组L3与第一继电器S1并联后与第一线圈盘绕L2组串联接在主功率管IGBT的集电极和扼流电感L1的输出两端。通过第一、第二继电器(或功率半导体开关器件)S1、S2的通、断来改变电磁炉谐振电路的谐振电容容量或者谐振电感感量或者同时改变谐振电路的电容、电感感量来实现稳定、可靠的从低到高的宽范围的连续功率输出。

1)通过改变电磁炉谐振电路的谐振电感感量来实现。

当电磁炉工作在小功率状态时，第一继电器S1和第二继电器S2都断开，则谐振电路由第一线圈盘绕组L2和第二线圈盘绕组L3串联后与第一谐振电容C2并联组成，大电感量小电容适于工作在低功率状态。

2)通过改变电磁炉谐振电路的谐振电容来实现。

当电磁炉工作在大功率状态时，第一继电器S1和第二继电器S2都闭合，则谐振电路由第一线圈盘绕组L2和第一谐振电容C2、第二谐振电容C3相互并联组成，小电感量大电容利于提高功率。

3)通过同时改变电磁炉谐振电路的电容、电感感量来实现。

电磁炉的控制回路会根据当前功率的大小，控制第一继电器S1和第二继电器S2的通断。当第一继电器S1断开、第二继电器S2闭合，第一线圈盘组L2和第二线圈盘组L3串连后再与第一谐振电容C2和第二谐振电容C3相互并联；当第一继电器S2断开、第二继电器S1闭合，第一线圈盘绕组L2和第一谐振电容C2并联。

实施例二：通过改变电磁炉谐振电路的谐振电容来实现。

如图3所示，该谐振电路由第二继电器S2与第二谐振电容C3串联后与第一谐振电容C2、第一线圈盘绕组L2相互并联组成。

实施例三：通过改变电磁炉谐振电路的谐振电感感量来实现。

如图4所示，该谐振电路由第一继电器S1与第二线圈盘绕组L3并联后与第一线圈盘绕组L2串联再与第一谐振电容C2并联组成。

上述电路还可以推广到切换多组电容或多组电感的形式来实现。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术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，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (3)

1、一种实现连续低功率到大功率输出的电磁炉谐振电路，包括扼流电感、滤波电容、第一谐振电容、第二谐振电容、第一线圈盘绕组、第二线圈盘绕组、第一继电器、第二继电器和主功率管，其特征在于第二继电器与第二谐振电容串联后与第一谐振电容并联接在主功率管的集电极和扼流电感的输出两端；第二线圈盘绕组与第一继电器并联后与第一线圈盘绕组串联接在主功率管的集电极和扼流电感的输出两端。

2、根据权利要求1所述的一种实现连续低功率到大功率输出的电磁炉谐振电路，其特征在于该谐振电路可以由第二继电器与第二谐振电容串联后与第一谐振电容、第一线圈盘绕组相互并联组成。

3、根据权利要求1所述的一种实现连续低功率到大功率输出的电磁炉谐振电路，其特征在于该谐振电路还可以由第一继电器与第二线圈盘绕组并联后与第一线圈盘绕组串联再与第一谐振电容并联组成。

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