一種高頻加熱裝置的控制電路的制作方法
【專利摘要】一種高頻加熱裝置的控制電路，包括：開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)波形調(diào)整電路、外部功率控制信號(hào)輸入和MCU控制器；開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)波形調(diào)整電路包括第一分壓電路、運(yùn)算放大器、第二分壓電路和第一比較器；第一分壓電路將全波整流電路輸出的脈動(dòng)直流電降壓輸出為適合運(yùn)算放大器工作的脈動(dòng)直流電并輸出到運(yùn)算放大器的一個(gè)輸入端；運(yùn)算放大器另一個(gè)輸入端通過MCU控制器與外部功率控制信號(hào)輸出連接；第一比較器的兩個(gè)輸入端分別與運(yùn)算放大器的輸出端和連接振蕩控制信號(hào)輸出電路連接；比較器的輸出端通過開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)電路與開關(guān)元件的控制極連接；本電路輸出占空比變化的驅(qū)動(dòng)波形，降低開關(guān)元件截止時(shí)的反向峰值電壓、改善了電源的功率因素、提高電源工作效率。
【專利說明】一種高頻加熱裝置的控制電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種驅(qū)動(dòng)電路，尤其涉及一種高頻加熱裝置的驅(qū)動(dòng)電路。

【背景技術(shù)】
[0002]絕緣柵雙級(jí)型晶體管(IGBT)是廣泛運(yùn)用于高頻大、中功率電路的開關(guān)器件。在家用領(lǐng)域電磁爐、微波爐磁控管驅(qū)動(dòng)逆變電源、IH電磁鍋、開關(guān)電源產(chǎn)品中都有運(yùn)用。通常絕緣柵極雙極晶體管在工作過程由導(dǎo)通變?yōu)榻刂箷r(shí)會(huì)產(chǎn)生尖峰電壓，特別在輸入工作電壓高的情況下尖峰電壓越大，該電壓容易造成絕緣柵極雙極晶體管被擊穿而損壞，出現(xiàn)產(chǎn)品失效。此外，由于浪涌的存在，當(dāng)浪涌到來時(shí)，如果絕緣柵極雙極晶體管仍然處于工作狀態(tài)，則會(huì)因?yàn)榧眲∩叩碾妷憾斐蓳舸p壞。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的主要技術(shù)問題是提供了一種高頻加熱裝置的控制電路，能夠輸出在脈動(dòng)直流電壓低谷時(shí)驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件的占空大，脈動(dòng)直流電壓高谷時(shí)驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件占空小的驅(qū)動(dòng)波形。
[0004]本實(shí)用新型所要解決的次要技術(shù)問題是提供一種高頻加熱裝置的控制電路，在滿足了上述要求的前提下，能夠在浪涌到來時(shí)驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件始終保持截止。
[0005]為了解決上述的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種高頻加熱裝置的控制電路，包括:開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)波形調(diào)整電路、外部功率控制信號(hào)輸入和MCU控制器；
[0006]所述開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)波形調(diào)整電路包括第一分壓電路、運(yùn)算放大器、第二分壓電路和第一比較器；
[0007]所述第一分壓電路將全波整流電路輸出的脈動(dòng)直流電降壓輸出為適合所述運(yùn)算放大器工作的脈動(dòng)直流電并輸出到所述運(yùn)算放大器的一個(gè)輸入端；所述運(yùn)算放大器另一個(gè)輸入端通過所述MCU控制器與所述外部功率控制信號(hào)輸入連接；所述運(yùn)算放大器的輸出端通過所述第二分壓電路與連接到所述第一比較器的一個(gè)輸入端，所述第一比較器的另一輸入端連接振蕩控制信號(hào)輸出電路；所述第一比較器的輸出端通過開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)電路與開關(guān)元件的控制極連接；所述開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)波形調(diào)整電路輸出占空比變化的驅(qū)動(dòng)波形，具體表現(xiàn)為在脈動(dòng)直流電壓低谷時(shí)驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件的占空大，脈動(dòng)直流電壓高谷時(shí)驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件占空小，控制電路有效降低開關(guān)元件截止時(shí)的反向峰值電壓、改善了電源的功率因素、提高電源工作效率。
[0008]在一較佳實(shí)施例中:還包括浪涌保護(hù)電路；所述浪涌保護(hù)電路設(shè)有第二比較器和重置電路，所述第二比較器的比較輸入端分別與基準(zhǔn)電壓和比較電壓連接；所述第二比較器的輸出端通過所述開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)電路與開關(guān)元件的控制極連接；所述比較電壓低于所述基準(zhǔn)電壓時(shí)，所述浪涌保護(hù)電路不工作；浪涌到來時(shí)，所述比較電壓高于所述基準(zhǔn)電壓，所述第二比較器通過反饋元件將所述基準(zhǔn)電壓拉低至始終低于所述比較電壓，從而驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)元件始終保持截止；浪涌結(jié)束后，所述重置電路驅(qū)動(dòng)所述基準(zhǔn)電壓復(fù)位。
[0009]在一較佳實(shí)施例中:所述第二比較器的輸出端與所述開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)電路之間連接有二極管，所述二極管在所述比較電壓低于所述基準(zhǔn)電壓時(shí)關(guān)閉，在所述比較電壓高于所述基準(zhǔn)電壓時(shí)導(dǎo)通。
[0010]在一較佳實(shí)施例中:所述重置電路包括開關(guān)管，所述開關(guān)管的控制極與所述MCU控制器連接，發(fā)射極接地，集電極與所述第二比較器的負(fù)極比較輸入端連接。
[0011]在一較佳實(shí)施例中:所述振蕩控制信號(hào)輸出電路包括同步檢測(cè)電路和振蕩器，所述同步檢測(cè)電路的輸入端連接到所述開關(guān)元件的集電極。
[0012]在一較佳實(shí)施例中:所述開關(guān)元件為絕緣柵極雙極晶體管。
[0013]在一較佳實(shí)施例中:所述振蕩器輸出頻率為20kHz-60kHz的高頻三角波或鋸齒波。
[0014]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案具備以下有益效果:
[0015]1.本實(shí)用新型提供的一種高頻加熱裝置的控制電路，能夠輸出在脈動(dòng)直流電壓低谷時(shí)驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件的占空大，脈動(dòng)直流電壓高谷時(shí)驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件占空小的驅(qū)動(dòng)波形。使得開關(guān)元件在高電壓時(shí)導(dǎo)通時(shí)間短，低電壓時(shí)導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)。使得開關(guān)元件在截止時(shí)產(chǎn)生的峰值電壓有效降低，避免了過高的峰值電壓將開關(guān)元件擊穿。
[0016]2.本實(shí)用新型提供的一種高頻加熱裝置的控制電路，能夠輸出在脈動(dòng)直流電壓低谷時(shí)驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件的占空大，脈動(dòng)直流電壓高谷時(shí)驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件占空小的驅(qū)動(dòng)波形。使得輸出驅(qū)動(dòng)電壓波形更平滑，提高了功率因數(shù)及效率。
[0017]3.相較于通過MCU直接實(shí)現(xiàn)在脈動(dòng)直流電壓低谷時(shí)驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件的占空大，脈動(dòng)直流電壓高谷時(shí)驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件占空小的驅(qū)動(dòng)波形方式，由于MCU很難實(shí)現(xiàn)輸出占空比線性變化控制，在工作過程中會(huì)產(chǎn)生較大的工作噪音。本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可實(shí)現(xiàn)輸出占空比線性變化控制，降低了電路工作噪音。
[0018]4.本實(shí)用新型提供的一種高頻加熱裝置的控制電路，還包括了浪涌保護(hù)電路，在浪涌到來時(shí)驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)元件始終保持截止，從而利用了開關(guān)元件在截止時(shí)不容易損壞的優(yōu)點(diǎn)，有效避免了因?yàn)槔擞慷斐傻拈_關(guān)元件損壞。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的整體電路示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中整流電路輸出波形圖；
[0021]圖3為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中運(yùn)算放大器輸出波形圖；
[0022]圖4為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中第一比較器的輸入波形圖；
[0023]圖5為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中第一比較器的輸出波形圖；

【具體實(shí)施方式】
[0024]下文結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0025]參考圖1，一種高頻加熱裝置的控制電路，包括:開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)波形調(diào)整電路1、外部功率控制信號(hào)輸入2和MCU控制器3 ；
[0026]所述開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)波形調(diào)整電路I包括第一分壓電路11、運(yùn)算放大器12、第二分壓電路13和第一比較器14;
[0027]所述第一分壓電路11包括串聯(lián)連接的電阻R15、R16，將全波整流電路15輸出的脈動(dòng)直流電降壓輸出為適合所述運(yùn)算放大器12工作的脈動(dòng)直流電并輸出到所述運(yùn)算放大器12的負(fù)極輸入端；所述運(yùn)算放大器12的正極輸入端通過所述MCU控制器3與所述外部功率控制信號(hào)輸入2連接；所述運(yùn)算放大器12的輸出端通過反饋電阻Rll連接到所述運(yùn)算放大器12的負(fù)極輸入端形成反饋；本實(shí)施例中，所述MCU控制器3與運(yùn)算放大器12的正極輸入端之間連接有濾波電容C6和電阻R13、R14。
[0028]所述運(yùn)算放大器12的輸出端通過所述第二分壓電路13與連接到所述第一比較器14的正極輸入端，所述第一比較器14的正極輸入端通過抗干擾電容C5接地；所述第二分壓電路13包括串連連接的電阻R9、R10 ;所述第一比較器14的負(fù)極輸入端連接振蕩控制信號(hào)輸出電路；本實(shí)施例中，所述振蕩控制信號(hào)輸出電路包括同步檢測(cè)電路和振蕩器，所述同步檢測(cè)電路的輸入端連接到開關(guān)元件Ql的集電極，當(dāng)開關(guān)元件Ql導(dǎo)通時(shí)，集電極接地電壓為O ;所述振蕩器輸出頻率為20kHz-60kHz的高頻三角波。所述第一比較器14的輸出端通過開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)電路與開關(guān)元件Ql的控制極連接。
[0029]參考圖2-圖5，所述開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)波形調(diào)整電路I的工作流程:
[0030]圖2為經(jīng)過全波整流后輸出的脈動(dòng)直流電波形圖，該脈動(dòng)直流電經(jīng)過第一分壓電路11和運(yùn)算放大器12后輸出的倒向的脈動(dòng)直流電波形如圖3所示。經(jīng)過第二分壓電路13后，所述第一比較器14的正極輸入端和負(fù)極輸入端的波形如圖4所示，由于第一比較器14在正極輸入端的電壓大于負(fù)極輸入端的電壓時(shí)輸出高電平，所以所述第一比較器14的輸出端輸出的驅(qū)動(dòng)波形如圖5所示，從圖上可以看出所述開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)波形調(diào)整電路I輸出占空比變化的驅(qū)動(dòng)波形，具體表現(xiàn)為在脈動(dòng)直流電壓低谷時(shí)驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件的占空大，脈動(dòng)直流電壓高谷時(shí)驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件占空小。使得開關(guān)元件Ql在高電壓時(shí)導(dǎo)通時(shí)間短，低電壓時(shí)導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)。使得開關(guān)元件在截止時(shí)產(chǎn)生的峰值電壓有效降低，避免了過高的峰值電壓將開關(guān)元件Ql擊穿。同時(shí)，該占空比變化的驅(qū)動(dòng)波形可以使得磁控管的驅(qū)動(dòng)電壓波形更平滑，提高了功率因數(shù)和效率。所述開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)波形調(diào)整電路I可實(shí)現(xiàn)輸出占空比線性變化控制，有效降低了電路中存在的電流噪聲。
[0031]本實(shí)施例中，所述開關(guān)元件Ql優(yōu)選為IGBT(絕緣柵極雙極晶體管)。
[0032]本實(shí)施例中，還包括浪涌保護(hù)電路4 ;所述浪涌保護(hù)電路4設(shè)有第二比較器41和重置電路42，所述第二比較器41的正極比較輸入端與基準(zhǔn)電壓連接，所述第二比較器41的負(fù)極比較輸入端和比較電壓連接。本實(shí)施例中，所述基準(zhǔn)電壓通過串聯(lián)分壓電阻R4、R5設(shè)定，所述串聯(lián)分壓電阻連接在+5V的輸入電壓與地之間，所述串聯(lián)分壓電阻R4、R5的連接點(diǎn)與所述第二比較器41的正極比較輸入端連接。本實(shí)施例中，所述全波整流電路15輸出的脈動(dòng)直流電經(jīng)過分壓電阻R2、R3后形成所述比較電壓與所述第二比較器41的負(fù)極比較輸入端連接。所述第二比較器41的輸出端與所述第二比較器41的正極比較輸入端之間連接有反饋二極管D4形成反饋。所述第二比較器41的輸出端通過二極管D6的負(fù)極與所述開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)電路與開關(guān)元件Ql的控制極連接。
[0033]所述比較電壓低于所述基準(zhǔn)電壓時(shí)，所述第二比較器41輸出高電平，無法通過二極管D6，此時(shí)所述浪涌保護(hù)電路不工作。當(dāng)浪涌到來時(shí)，所述比較電壓高于所述基準(zhǔn)電壓，此時(shí)所述第二比較器41輸出低電平，通過反饋二極管D4將所述基準(zhǔn)電壓拉低至始終低于所述比較電壓，則所述第二比較器41輸出持續(xù)的低電平，二極管D6導(dǎo)通，從而驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)元件Ql始終保持截止；浪涌結(jié)束后，所述重置電路驅(qū)動(dòng)所述基準(zhǔn)電壓復(fù)位。
[0034]本實(shí)施例中，所述重置電路42包括開關(guān)管Q2，所述開關(guān)管Q2的發(fā)射極接地，控制極與所述MCU控制器3連接，集電極與所述第二比較器41的負(fù)極輸入端連接。當(dāng)浪涌結(jié)束時(shí)，所述MCU控制器3驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)管Q2導(dǎo)通，從而使得所述第二比較器41的負(fù)極輸入端接地，這樣基準(zhǔn)電壓重新高于比較電壓，第二比較器41重新輸出高電平，從而實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)電壓復(fù)位。
[0035]以上所述，僅是實(shí)用新型較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)實(shí)用新型的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)例所作的任何細(xì)微修改，等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高頻加熱裝置的控制電路，其特征在于包括:開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)波形調(diào)整電路、夕卜部功率控制信號(hào)輸入和MCU控制器； 所述開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)波形調(diào)整電路包括第一分壓電路、運(yùn)算放大器、第二分壓電路和第一比較器； 所述第一分壓電路將全波整流電路輸出的脈動(dòng)直流電降壓輸出為適合所述運(yùn)算放大器工作的脈動(dòng)直流電并輸出到所述運(yùn)算放大器的一個(gè)輸入端；所述運(yùn)算放大器另一個(gè)輸入端通過所述MCU控制器與所述外部功率控制信號(hào)輸入連接；所述運(yùn)算放大器的輸出端通過所述第二分壓電路與連接到所述第一比較器的一個(gè)輸入端，所述第一比較器的另一輸入端連接振蕩控制信號(hào)輸出電路；所述第一比較器的輸出端通過開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)電路與開關(guān)元件的控制極連接；所述開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)波形調(diào)整電路輸出占空比變化的驅(qū)動(dòng)波形，具體表現(xiàn)為脈動(dòng)直流電壓低谷時(shí)驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件的占空大，脈動(dòng)直流電壓高谷時(shí)驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件占空小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻加熱裝置的控制電路，其特征在于:還包括浪涌保護(hù)電路；所述浪涌保護(hù)電路設(shè)有第二比較器和重置電路，所述第二比較器的比較輸入端分別與基準(zhǔn)電壓和比較電壓連接；所述第二比較器的輸出端通過所述開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)電路與開關(guān)元件的控制極連接；所述比較電壓低于所述基準(zhǔn)電壓時(shí)，所述浪涌保護(hù)電路不工作；浪涌到來時(shí)，所述比較電壓高于所述基準(zhǔn)電壓，所述第二比較器通過反饋元件將所述基準(zhǔn)電壓拉低至始終低于所述比較電壓，從而驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)元件始終保持截止；浪涌結(jié)束后，所述重置電路驅(qū)動(dòng)所述基準(zhǔn)電壓復(fù)位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高頻加熱裝置的控制電路，其特征在于:所述第二比較器的輸出端與所述開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)電路之間連接有二極管，所述二極管在所述比較電壓低于所述基準(zhǔn)電壓時(shí)關(guān)閉，在所述比較電壓高于所述基準(zhǔn)電壓時(shí)導(dǎo)通。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高頻加熱裝置的控制電路，其特征在于:所述重置電路包括開關(guān)管，所述開關(guān)管的控制極與所述MCU控制器連接，發(fā)射極接地，集電極與所述第二比較器的負(fù)極比較輸入端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻加熱裝置的控制電路，其特征在于:所述振蕩控制信號(hào)輸出電路包括同步檢測(cè)電路和振蕩器，所述同步檢測(cè)電路的輸入端連接到所述開關(guān)元件的集電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻加熱裝置的控制電路，其特征在于:所述開關(guān)元件為絕緣柵極雙極晶體管。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高頻加熱裝置的控制電路，其特征在于:所述振蕩器輸出頻率為20kHz-60kHz的高頻三角波或鋸齒波。
【文檔編號(hào)】H02M3/335GK204013267SQ201420336167
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】李云孝, 楊連軍 申請(qǐng)人:廈門翰普電子有限公司