本發(fā)明涉及電路結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種電磁爐。
背景技術(shù):
電磁爐具有安全、無明火、高效節(jié)能和清潔等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn),是常見的家庭電器設(shè)備。
電磁爐的開關(guān)器件通常選用絕緣柵雙極型晶體管(insulatedgatebipolartransistor,簡稱igbt),由igbt驅(qū)動(dòng)電路向igbt的柵極提供驅(qū)動(dòng)電壓,以驅(qū)動(dòng)igbt導(dǎo)通或關(guān)斷。當(dāng)igbt驅(qū)動(dòng)電路提供給igbt的柵極的驅(qū)動(dòng)電壓為高電壓時(shí),如15-20v,igbt在飽和狀態(tài)導(dǎo)通;當(dāng)igbt驅(qū)動(dòng)電路提供給igbt的柵極的驅(qū)動(dòng)電壓為低電壓時(shí),如0v-1v,igbt關(guān)斷。
但是,在使用電磁爐的過程中,用戶插拔電磁爐的插頭時(shí),可能存在電源不穩(wěn)定,導(dǎo)致igbt驅(qū)動(dòng)電路提供給igbt的柵極的驅(qū)動(dòng)電壓隨之波動(dòng),從而存在igbt的柵極的驅(qū)動(dòng)電壓不夠高(未達(dá)到15-20v),使得igbt在非飽和狀態(tài)導(dǎo)通的情況。非飽和狀態(tài)導(dǎo)通的igbt容易損壞。因此,現(xiàn)有電磁爐存在igbt易損壞的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決背景技術(shù)中提到的至少一個(gè)問題,本發(fā)明提供一種電磁爐,用以解決現(xiàn)有電磁爐中igbt易損壞的問題。
本發(fā)明一方面提供一種電磁爐,包括:igbt驅(qū)動(dòng)電路(10)、igbt(11)和諧振電路,所述igbt驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與所述igbt的柵極連接,所述igbt的集電極與所述諧振電路的第一端連接,所述諧振電路的第二端與供電電源連接,所述igbt的發(fā)射極接地,并與所述供電電源連接;所述電磁爐還包括:控制芯片、第一電阻、分壓元件、第二電阻和第一二極管;其中,
所述第一電阻的第一端與直流電源連接,所述第一電阻的第二端分別與所述分壓元件的第一端和所述控制芯片的輸出管腳連接,所述分壓元件的第二端與所述第一二極管的基極連接;
所述第二電阻的第一端與所述直流電源連接,所述第二電阻的第二端分別與所述第一二極管的集電極和所述igbt驅(qū)動(dòng)電路的輸入端連接,所述第一二極管發(fā)射極接地;
所述控制芯片用于在所述輸出管腳處于開漏狀態(tài)時(shí),在檢測到所述分壓元件的第一端的電壓小于預(yù)設(shè)電壓時(shí),控制所述輸出管腳維持開漏狀態(tài)。
通過將電壓采樣和信號(hào)輸出共用一個(gè)管腳,避免了在電磁爐中增加采樣電路和電壓比較電路,簡化了電路結(jié)構(gòu),同時(shí)節(jié)約了控制芯片的管腳,從而降低控制芯片和電磁爐成本。通過根據(jù)直流電源的大小,確定控制電路的輸出端輸出的驅(qū)動(dòng)電壓,從而保護(hù)了igbt。
如上所述的電磁爐,所述控制芯片包括控制電路以及與所述控制電路連接的采樣電路,所述采樣電路還與所述輸出管腳連接,用于檢測所述分壓元件的第一端的電壓,并發(fā)送給所述控制電路;
所述控制電路的輸出端與所述輸出管腳連接,用于根據(jù)所述分壓元件的第一端的電壓,通過所述輸出管腳輸出驅(qū)動(dòng)電壓。
控制電路僅在輸出管腳處于開漏狀態(tài)時(shí),控制采樣電路檢測分壓元件的第一端的電壓,可節(jié)約功耗。
如上所述的電磁爐,所述控制芯片還包括:驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路;
所述控制電路的輸出端與所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路的輸入端連接,所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路的輸出端與所述輸出管腳連接;
所述控制電路具體用于在檢測到所述分壓元件的第一端的電壓小于預(yù)設(shè)電壓時(shí),控制所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路處于開漏狀態(tài)。
通過將控制電路和驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路分開設(shè)置,簡化了控制電路結(jié)構(gòu)。
如上所述的電磁爐,所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路為可編程脈沖發(fā)生器。
如上所述的電磁爐,所述igbt驅(qū)動(dòng)電路包括第二三極管和第三三極管;
所述第二三極管的集電極與所述直流電源連接,所述第二三極管的發(fā)射極分別與所述第三三極管的發(fā)射極和所述igbt的柵極連接,所述第三三極管的集電極接地,所述第二三極管的基極和所述第三三極管的基極均與所述第二電阻的第二端連接。
通過采用兩個(gè)三極管串聯(lián)構(gòu)成igbt驅(qū)動(dòng)電路,結(jié)構(gòu)簡單成本較低。
如上所述的電磁爐,所述第一三極管和所述第二三極管為npn型三極管,所述第三三極管為pnp型三極管。
如上所述的電磁爐,還包括電容;
所述電容的第一端與所述直流電源連接,所述電容的第二端接地。
通過在直流電源側(cè)增加電容,對波動(dòng)的直流電源進(jìn)行濾波,濾除直流電源的波動(dòng)和干擾信號(hào),可進(jìn)一步保護(hù)igbt。
如上所述的電磁爐,還包括整流濾波電路;
所述諧振電路的第二端通過所述整流濾波電路與市電電源連接,所述igbt的發(fā)射極通過所述整流濾波電路與市電電源連接。
本發(fā)明的構(gòu)造以及它的其他發(fā)明目的及有益效果將會(huì)通過結(jié)合附圖而對優(yōu)選實(shí)施例的描述而更加明顯易懂。
附圖說明
圖1為本發(fā)明提供的電磁爐的結(jié)構(gòu)示意圖一;
圖2為本發(fā)明提供的電磁爐的結(jié)構(gòu)示意圖二;
圖3為本發(fā)明提供的電磁爐的結(jié)構(gòu)示意圖三;
圖4為本發(fā)明提供的電磁爐的結(jié)構(gòu)示意圖四;
圖5為本發(fā)明提供的電磁爐的結(jié)構(gòu)示意圖五;
圖6為本發(fā)明提供的電磁爐的結(jié)構(gòu)示意圖六。
附圖標(biāo)記:
10—igbt驅(qū)動(dòng)電路;11—igbt;12—諧振電路;
13—控制芯片;14—第一電阻;15—分壓元件;
16—第二電阻;17—第一二極管;18—控制電路;
19—采樣電路;20—驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路;21—第二三極管;
22—第三三極管;23—電容;24—整流濾波電路。
具體實(shí)施方式
圖1為本發(fā)明提供的電磁爐的結(jié)構(gòu)示意圖一。如圖1所示,本發(fā)明提供的電磁爐包括:
igbt驅(qū)動(dòng)電路10、igbt11和諧振電路12、控制芯片13、第一電阻14、分壓元件15、第二電阻16和第一二極管17;其中,
igbt驅(qū)動(dòng)電路10的輸出端與igbt11的柵極連接,igbt11的集電極與諧振電路12的第一端連接,igbt11的發(fā)射極和諧振電路12的第二端與供電電源連接,igbt11的發(fā)射極接地,并與供電電源連接;
第一電阻14的第一端與直流電源連接,第一電阻14的第二端分別與分壓元件15的第一端和控制芯片13的輸出管腳連接,分壓元件15的第二端與第一二極管17的基極連接;
第二電阻16的第一端與直流電源連接,第二電阻16的第二端分別與第一二極管17的集電極和igbt驅(qū)動(dòng)電路10的輸入端連接,第一二極管17發(fā)射極接地;
控制芯片13用于在輸出管腳處于開漏狀態(tài)時(shí),在檢測到分壓元件15的第一端的電壓小于預(yù)設(shè)電壓時(shí),控制輸出管腳維持開漏狀態(tài)。
示例性的,igbt11的柵極與igbt驅(qū)動(dòng)電路10連接,igbt11的集電極與諧振電路12的第一端連接,諧振電路12的第二端與供電電源連接,igbt11的發(fā)射極接地且與供電電源連接。供電電源與諧振電路12、igbt11連接,形成電磁爐的加熱回路。供電電源示例性的為市電電源經(jīng)整流濾波后的直流電源。當(dāng)igbt11導(dǎo)通,諧振電路12充電,當(dāng)igbt11關(guān)斷,諧振電路12放電,產(chǎn)生交變磁場,交變磁場切割放置在電磁爐上的鍋具對其進(jìn)行加熱。igbt驅(qū)動(dòng)電路10的輸出端電壓控制了igbt11的導(dǎo)通與關(guān)斷。
示例性的,控制芯片13用于根據(jù)用戶輸入的工作指令,控制igbt驅(qū)動(dòng)電路10的輸出端輸出高電平或低電平。但是,當(dāng)用戶插拔電磁爐的插頭時(shí),可能存在插頭與插座連接不穩(wěn)定的情況。此時(shí),直流電源的大小可能發(fā)生波動(dòng)。若控制芯片13通過輸出管腳控制第一三極管17關(guān)斷時(shí),igbt驅(qū)動(dòng)電路10通過第二電阻16接收到的直流電源的電壓降低,可能導(dǎo)致igbt11的驅(qū)動(dòng)電壓變小,使得igbt11在非飽和狀態(tài)下導(dǎo)通,使得igbt11易損壞。
未解決該技術(shù)問題,控制芯片13需檢測直流電源是否存在波動(dòng)。本申請?jiān)诘谝蝗龢O管17的基極于直流電源之間增加分壓元件15。
示例性的,控制芯片13的輸出管腳分別與第一電阻14的第二端和分壓元件15的第一端連接,第一電阻14的第一端與直流電源連接,直流電源通常為15-20v。分壓元件15的第二端與第一三極管17的基極連接,第一三極管17的發(fā)射極接地。因此,當(dāng)控制芯片13的輸出管腳向分壓元件15的第二端的電壓提供低電壓時(shí),第一三極管17的基極電壓低于發(fā)射極電壓,第一三極管17關(guān)斷。當(dāng)控制芯片13的輸出管腳處于開漏狀態(tài)時(shí),輸出管腳不對外提供電壓,控制芯片13的輸出管腳的電壓取決于分壓元件15的第二端的電壓,此時(shí),第一三極管17的基極電壓由直流電源提供,第一三極管17的基極電壓高于發(fā)射極電壓,第一三極管17導(dǎo)通。
示例性的,第二電阻16的第一端與直流電源連接,第二電阻16的第二端分別與第一三極管17的集電極連接和igbt驅(qū)動(dòng)電路10的輸入端連接。當(dāng)?shù)谝蝗龢O管17導(dǎo)通時(shí),第一三極管17的集電極處的電壓降為與發(fā)射極一致,即第一三極管17的集電極可同樣認(rèn)為接地,第一三極管17的集電極向igbt驅(qū)動(dòng)電路10提供低電壓,導(dǎo)致igbt驅(qū)動(dòng)電路10的輸出端輸出低電壓,無法驅(qū)動(dòng)igbt11導(dǎo)通。當(dāng)?shù)谝蝗龢O管17關(guān)斷時(shí),直流電源通過第二電阻16向igbt驅(qū)動(dòng)電路10提供高電平,使得igbt驅(qū)動(dòng)電路10的輸出端輸出高電壓,進(jìn)而驅(qū)動(dòng)igbt11導(dǎo)通。
控制芯片13的輸出管腳可用于在開漏狀態(tài)時(shí),檢測直流電源的變化,判斷直流電源的電壓是否存在降低或升高。從而根據(jù)直流電源的變化,控制輸出管腳輸出的驅(qū)動(dòng)電壓,避免igbt11在非飽和狀態(tài)下導(dǎo)通,保護(hù)了igbt11。本實(shí)施例中電壓采樣和信號(hào)輸出共用一個(gè)管腳,避免了在電磁爐中增加采樣電路和電壓比較電路,簡化了電路結(jié)構(gòu),同時(shí)節(jié)約了控制芯片的管腳,從而降低控制芯片和電磁爐成本。
示例性的,當(dāng)控制芯片13控制輸出管腳輸出低電壓時(shí),分壓元件15的第一端的電壓為控制芯片13提供的低電壓,故此時(shí)控制芯片13可不進(jìn)行電壓采樣??刂菩酒?3用于在輸出管腳處于開漏狀態(tài)時(shí),檢測分壓元件15的第一端的電壓。
示例性的,當(dāng)輸出引腳處于開漏狀態(tài)時(shí),若控制芯片13檢測到分壓元件15的第一端的電壓小于預(yù)設(shè)電壓,則控制輸出管腳維持開漏狀態(tài)。當(dāng)控制芯片13檢測到分壓元件15的第一端的電壓小于預(yù)設(shè)電壓,說明此時(shí)直流電源的電壓出現(xiàn)波動(dòng),且小于igbt11的飽和狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)電壓,為避免igbt11損壞,此時(shí)應(yīng)控制輸出管腳維持開漏狀態(tài)。示例性的,控制芯片13可在檢測到分壓元件15的第一端的電壓大于預(yù)設(shè)電壓,并持續(xù)預(yù)設(shè)時(shí)長之后,根據(jù)用戶輸入的工作指令控制輸出管腳提供低電壓,以使igbt11導(dǎo)通。
示例性的,分壓元件可以為電阻、電容、電感、二極管、三極管、溫度傳感器等具有一定阻值的元器件,本申請中的電阻可以為一個(gè)電阻,也可以為多個(gè)電阻串聯(lián)或并聯(lián)得到的電阻結(jié)構(gòu),本申請對此不做限制。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種電磁爐,包括igbt驅(qū)動(dòng)電路、igbt、諧振電路、控制芯片、第一電阻、分壓元件、第二電阻和第一二極管??刂菩酒妮敵龉苣_與第一電阻和分壓元件的連接點(diǎn)連接,通過檢測該連接點(diǎn)處的電壓值,可判斷直流電源是否存在波動(dòng),進(jìn)而可根據(jù)直流電源的大小,確定控制電路的輸出端輸出的驅(qū)動(dòng)電壓。通過將電壓采樣和信號(hào)輸出共用一個(gè)管腳,避免了在電磁爐中增加采樣電路和電壓比較電路,簡化了電路結(jié)構(gòu),同時(shí)節(jié)約了控制芯片的管腳,從而降低控制芯片和電磁爐成本。通過根據(jù)直流電源的大小,確定控制電路的輸出端輸出的驅(qū)動(dòng)電壓,從而保護(hù)了igbt。
進(jìn)一步地,結(jié)合圖1所示實(shí)施例,本發(fā)明實(shí)施例還提供一種電磁爐。圖2為本發(fā)明提供的電磁爐的結(jié)構(gòu)示意圖二,本實(shí)施中對控制芯片13的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。
控制芯片13包括控制電路18以及與控制電路18連接的采樣電路19;
采樣電路19還與輸出管腳連接,用于檢測分壓元件15的第一端的電壓,并發(fā)送給控制電路18;
控制電路18的輸出端與輸出管腳連接,用于根據(jù)分壓元件15的第一端的電壓,通過輸出管腳輸出驅(qū)動(dòng)電壓。
示例性的,當(dāng)控制電路18控制輸出管腳輸出低電壓時(shí),分壓元件15的第一端的電壓為控制電路18提供的低電壓,故此時(shí)采樣電路19可不進(jìn)行電壓采樣。控制電路18用于在輸出管腳處于開漏狀態(tài)時(shí),控制采樣電路19檢測分壓元件15的第一端的電壓,從而可節(jié)約功耗。
示例性的,當(dāng)輸出引腳處于開漏狀態(tài)時(shí),若控制電路18檢測到分壓元件15的第一端的電壓小于預(yù)設(shè)電壓,則控制輸出管腳維持開漏狀態(tài)。當(dāng)控制電路18檢測到分壓元件15的第一端的電壓小于預(yù)設(shè)電壓,說明此時(shí)直流電源的電壓出現(xiàn)波動(dòng),且小于igbt11的飽和狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)電壓,為避免igbt11損壞,此時(shí)應(yīng)控制輸出管腳維持開漏狀態(tài)。示例性的,控制電路18可在檢測到分壓元件15的第一端的電壓大于預(yù)設(shè)電壓,并持續(xù)預(yù)設(shè)時(shí)長之后,根據(jù)用戶輸入的工作指令控制輸出管腳提供低電壓,以使igbt11導(dǎo)通。
本實(shí)施例中,控制電路僅在輸出管腳處于開漏狀態(tài)時(shí),控制采樣電路檢測分壓元件的第一端的電壓,可節(jié)約功耗。
進(jìn)一步地,結(jié)合圖2所示實(shí)施例,本發(fā)明實(shí)施例還提供一種電磁爐。圖3為本發(fā)明提供的電磁爐的結(jié)構(gòu)示意圖三,本實(shí)施中控制芯片13中還包括專門的驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路20,用于生成低電平信號(hào)或工作在開漏狀態(tài),以簡化控制電路18結(jié)構(gòu)。如圖3所示,本實(shí)施例中,控制芯片13還包括:驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路20;
控制電路18的輸出端與驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路20的輸入端連接,驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路20的輸出端與輸出管腳連接;
控制電路18具體用于在檢測到分壓元件15的第一端的電壓小于預(yù)設(shè)電壓時(shí),控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路20處于開漏狀態(tài)。
示例性的,參照圖3,控制芯片13具體包括控制電路18、采樣電路19和驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路20。其中,控制電路18分別與采樣電路19和驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路20連接,采樣電路19和驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路20連接在控制芯片13的同一個(gè)輸出管腳上。控制電路18可根據(jù)用戶輸入的工作指令,控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路20輸出低電平信號(hào),使得igbt11導(dǎo)通,或者控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路20工作在開漏狀態(tài),使得igbt11關(guān)斷。同時(shí),控制電路18還控制采樣電路19在控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路20工作在開漏狀態(tài)時(shí),采樣分壓元件15的第一端的電壓,當(dāng)控制電路18檢測到到分壓元件15的第一端的電壓小于預(yù)設(shè)電壓時(shí),控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路20處于開漏狀態(tài),避免了igbt在較低的驅(qū)動(dòng)電壓下導(dǎo)通,工作在非飽和狀態(tài),保護(hù)了igbt。
通過將控制電路和驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路分開設(shè)置,簡化了控制電路結(jié)構(gòu)。
示例性的,驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路20為可編程脈沖發(fā)生器(programmepulsegenerator,ppg)。
進(jìn)一步地,結(jié)合圖3所示實(shí)施例,本發(fā)明實(shí)施例還提供一種電磁爐。圖4為本發(fā)明提供的電磁爐的結(jié)構(gòu)示意圖四。本實(shí)施例中對igbt驅(qū)動(dòng)電路10進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖4所示,igbt驅(qū)動(dòng)電路10包括第二三極管21和第三三極管22;
第二三極管21的集電極與直流電源連接,第二三極管21的發(fā)射極分別與第三三極管22的發(fā)射極和igbt11的柵極連接,第三三極管22的集電極接地,第二三極管21的基極和第三三極管22的基極均與第二電阻16的第二端連接。
示例性的,igbt驅(qū)動(dòng)電路10包括兩個(gè)三極管,第二三極管21和第三三極管22。其中,第二三極管21的集電極與電源連接,第二三極管21的發(fā)射極與第三三極管22的發(fā)射極連接,第三三極管22的集電極接地,第二三極管21的基極和第三三極管22的基極均與第二電阻16的第二端連接。第二三極管21的發(fā)射極與第三三極管22的發(fā)射極均與igbt11的柵極連接。
第二三極管21在基極接收到高電平時(shí)導(dǎo)通,在基極接收到低電平時(shí)關(guān)斷。第三三極管22在基極接收到高電平時(shí)關(guān)斷,在基極接收到低電平時(shí)導(dǎo)通。故第二三極管21和第三三極管22一直處于一個(gè)導(dǎo)通一個(gè)關(guān)斷的情況。當(dāng)?shù)诙龢O管21導(dǎo)通,可認(rèn)為igbt11的柵極通過第二三極管21與直流電源連接,直流電源通過第二三極管21向igbt11的柵極提供高電平,使igbt11導(dǎo)通。當(dāng)?shù)谌龢O管22導(dǎo)通,可認(rèn)為igbt11的柵極通過第三三極管22接地,即第三三極管22向igbt11的柵極提供低電平,使igbt11關(guān)斷。
由于第二三極管21的基極和第三三極管22的基極均與第二電阻16的第二端連接,因此,當(dāng)?shù)谝蝗龢O管17導(dǎo)通,第二電阻16的第二端向第二三極管21的基極和第三三極管22的基極提供低電壓,當(dāng)?shù)谝蝗龢O管17關(guān)斷,直流電源通過第二電阻16的第二端向第二三極管21的基極和第三三極管22的基極提供高電壓。
igbt驅(qū)動(dòng)電路10采用兩個(gè)三極管串聯(lián),結(jié)構(gòu)簡單成本較低。
示例性的,第一三極管17和第二三極管21可以為npn型三極管,第三三極管22可以為pnp型三極管。
進(jìn)一步地,結(jié)合圖4所示實(shí)施例,本發(fā)明實(shí)施例還提供一種電磁爐。圖5為本發(fā)明提供的電磁爐的結(jié)構(gòu)示意圖五。本實(shí)施例中在直流電源側(cè)增加電容,對直流電源中的干擾信號(hào)進(jìn)行濾波。如圖5所示,電磁爐中還包括電容23;
電容23的第一端與直流電源連接,電容23的第二端接地。
通過在直流電源側(cè)增加電容,對波動(dòng)的直流電源進(jìn)行濾波,濾除直流電源的波動(dòng)和干擾信號(hào),可進(jìn)一步保護(hù)igbt。
進(jìn)一步地,結(jié)合圖5所示實(shí)施例,本發(fā)明實(shí)施例還提供一種電磁爐,在加熱回路中設(shè)置有整流濾波電路。圖6為本發(fā)明提供的電磁爐的結(jié)構(gòu)示意圖六。如圖6所示,本實(shí)施例中,電磁爐還包括整流濾波電路24;
諧振電路12的第二端通過整流濾波電路24與市電電源連接,igbt11的發(fā)射極通過整流濾波電路24與市電電源連接。
示例性的,市電電源通過整流濾波電路24向igbt11和諧振電路12構(gòu)成的加熱回路供電。整流濾波電路24具體用于將220v交流市電電源整流為直流電,并濾除電網(wǎng)中可能的諧振,向諧振電路12提供穩(wěn)定的電流和電壓。整流濾波模塊24可以由整流橋和濾波器件構(gòu)成。
最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對其限制;盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。