本實(shí)用新型涉及家電技術(shù)領(lǐng)域,更具體地說,它涉及一種電磁加熱電源電路。
背景技術(shù):
自電飯煲誕生以來,加熱盤就是電飯煲的唯一加熱方式,其原理是通過加熱盤將熱量傳導(dǎo)至內(nèi)膽底部,然后由內(nèi)膽再將熱量傳遞給食材,這種加熱方式生產(chǎn)成本低,控制難度小,但加熱不均勻,不能進(jìn)行精確溫控也是這種加熱方式很明顯的弊端。
隨著技術(shù)的進(jìn)步,出現(xiàn)了IH電飯煲,IH電飯煲利用電磁加熱的方式對(duì)食材進(jìn)行加熱。IH電磁技術(shù)的工作原理是通過電磁線圈接通交變電流,直接對(duì)金屬內(nèi)膽進(jìn)行加熱,越過了加熱盤的熱量傳導(dǎo)過程,升溫迅速;而且很多高端IH電飯煲引入多級(jí)線圈,實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)內(nèi)膽的環(huán)繞加熱,實(shí)現(xiàn)了絕對(duì)的均勻加熱;IH電飯煲還能對(duì)米飯燜制過程實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)程序控制,根據(jù)米飯各個(gè)加熱階段的需要設(shè)定不同的加熱方案,米飯口感和營(yíng)養(yǎng)成分都提升到了前所未有的高度。IH電飯煲以其顯著的優(yōu)勢(shì)正在逐漸取代傳統(tǒng)的電飯煲,成為市場(chǎng)主流。
參照?qǐng)D1,現(xiàn)有的IH電飯煲的電磁加熱主電路是一個(gè)單管諧振的變換器,由橋式整流器和諧振變換器構(gòu)成,利用LC諧振現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)低開關(guān)損耗的ZVS的變換;但這種電路的缺點(diǎn)是:1:當(dāng)首次開機(jī)或諧振還未完全建立時(shí),存在較大的沖擊電流,該電流會(huì)造成IGBT損耗過大或直接沖擊損壞;2:在諧振周期里,當(dāng)諧振電流過小時(shí),諧振電容上會(huì)出現(xiàn)殘壓,導(dǎo)致IGBT硬開通,大大加劇了開關(guān)損耗,同時(shí)產(chǎn)生較大的沖擊電流和EMI騷擾;上述缺陷會(huì)嚴(yán)重影響IH電飯煲的正常使用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,本實(shí)用新型的目的在于提供一種電磁加熱電源電路,該電源電路能夠減小IGBT的沖擊電流,改善EMC性能。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案:
一種電磁加熱電源電路,包括連接市電的橋式整流電路、耦接于整流電路的輸出端的濾波電路、連接在電磁加熱電源電路的第一輸出端上的第一IGBT以及與第一IGBT連接的用于控制第一IGBT的MCU控制器,電磁加熱電源電路的第一輸出端和第二輸出端之間連接有第一諧振電容,還包括吸收電路和諧振電路,所述吸收電路包括第一二極管和充電電容,第一二極管的陰極連接第一IGBT的門極且其陽極連接充電電容的一端,充電電容的另一端接地,所述諧振電路包括第二IGBT,所述第二IGBT的發(fā)射極通過第二諧振電容連接第一IGBT的集電極,所述第二IGBT的集電極連接電磁加熱電源電路的第二輸出端,所述第二IGBT的門極通過第一電阻連接第一IGBT的集電極,所述第二IGBT的門極與發(fā)射極之間連接有整流二極管,第二IGBT的門極還連接有第二電阻,第二電阻的另一端連接第二二極管的陰極,第二二極管的陽極連接第一IGBT的集電極。
作為優(yōu)選方案:所述吸收電路還包括放電電阻,所述放電電阻與所述充電電容并聯(lián)。
作為優(yōu)選方案:所述第二諧振電容的電容值大于第一諧振電容。
作為優(yōu)選方案:所述濾波電路為L(zhǎng)C濾波電路。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:該種電磁加熱電源電路再現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)之上加入了RCD吸收電路和輔助諧振電路,通過RCD吸收電路來減低開機(jī)沖擊電流,通過輔助諧振電路來減小IGBT的電應(yīng)力。如此可以大大提高IGBT的性能和可靠性,大幅改善EMC的性能。
附圖說明
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的電磁加熱電源電路;
圖2為本實(shí)施例中的電磁加熱電源電路。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D2,一種電磁加熱電源電路。
該電磁加熱電源電路包括并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管ZNR、電容C1和電阻R1,穩(wěn)壓二極管ZNR的一端通過保險(xiǎn)絲FUSE連接市電的火線,穩(wěn)壓二極管ZNR的另一端連接市電的零線。電阻R1的一端與具有兩個(gè)線圈的電感L2的第一線圈的一端連接,第一線圈的另一端連接橋式整流電路的第一輸入端,電阻R1的另一端連接電感L2的第二線圈的一端,第二線圈的另一端連接橋式整流電路的第二輸入端。電容C2與電容C3串聯(lián),電容C2的另一端連接橋式整流電路的第一輸入端,電容C3的另一端連接橋式整流電路的第二輸入端,電容C2與電容C3的連接點(diǎn)接地;電容C4的一端連接橋式整流電路的第一輸入端,電容C4的另一端連接橋式整流電路的第二輸入端;橋式整流電路的第一輸出端連接電感L1的一端,電感L1的另一端連接電源電路的第一輸出端OUT1。
橋式整流電路的第二輸出端連接IGBT1的發(fā)射極,IGBT1的發(fā)射極通過熱敏電阻NTC連接MCU控制器的采樣信號(hào)輸入端,IGBT1的集電極通過第一諧振電容C6連接電源電路的第一輸出端,IGBT1的門極通過電阻R6連接MCU控制器的控制信號(hào)輸出端;反饋電阻R3的一端連接電源電路的第二輸出端,其另一端連接MCU控制器的反饋信號(hào)輸入端;整流二極管ZD1的陽極連接IGBT1的門極,其陰極接地;電阻R4一端連接IGBT1的門極,其另一端接地。
二極管D1和電容C8構(gòu)成吸收電路。其中二極管D1的陰極連接IGBT1的門極,二極管的陽極連接電容C8的一端,電容C8的另一端接地。
吸收電路的工作原理為:在IGBT1首次開啟時(shí),即在IGBT1首個(gè)脈寬來時(shí),二極管D1導(dǎo)通,PWM脈寬信號(hào)對(duì)C8電容充電,而電容C8瞬間對(duì)地是0V,之后再充電而電壓上升,從而形成IGBT1開通的前幾個(gè)脈寬的幅值會(huì)比其他正常工作的驅(qū)動(dòng)電壓低,這個(gè)特性會(huì)使IGBT1在首次開機(jī)的幾個(gè)脈寬以更大的內(nèi)阻值打開,從而大大減小了開機(jī)的沖擊電流;而當(dāng)電容C8充電完成后,之后IGBT1的驅(qū)動(dòng)波形電壓值也會(huì)恢復(fù)到正常的供電電壓,使在開機(jī)以后以較小的內(nèi)置值開啟,減少開通損耗,降低發(fā)熱和溫升;因?yàn)闆_擊電流的減少,大大提高IGBT性能和可靠性,同時(shí)大大改善EMC的性能。
在此基礎(chǔ)之上,對(duì)吸收電路進(jìn)行優(yōu)化,可以加入電阻R5,將電阻R5與電容C8并聯(lián),電阻R5充當(dāng)放電電阻的作用。
添加R5之后,確保每個(gè)諧振周期里IGBT控制信號(hào)為關(guān)閉狀態(tài)時(shí),電容C8里的電壓被有效放電,從而使得下一個(gè)周期IGBT控制信號(hào)為打開狀態(tài)時(shí),C8能被充電,進(jìn)而保證IGBT基極的電壓緩慢上升,減少電壓變換率,進(jìn)而減少一些沖擊電壓和沖擊電流;改善了EMC特性。
該電源電路還包括諧振電路。諧振電路包括IGBT2,IGBT2的集電極連接電源電路的第一輸出端,IGBT2的發(fā)射極通過第二諧振電容C7連接IGBT1的集電極;整流二極管ZD2的陽極連接IGBT2的門極,整流二極管ZD3的陽極連接ZD2的陰極,ZD3的陰極連接IGBT2的發(fā)射極;電阻R7的一端連接IGBT2的門極,二極管D2的陰極連接電阻R7的另一端,二極管D2的陽極IGBT1的集電極;電阻R8的一端IGBT2的門極,其另一端連接IGBT1的集電極。
這里,第二諧振電容C7的電容值大于第一諧振電容C6的電容值。
諧振電路的工作原理為:當(dāng)IGBT1開通時(shí),電流經(jīng)過線圈盤流進(jìn)IGBT1,當(dāng)IGBT1關(guān)閉時(shí),線圈通向C6充電,當(dāng)C6充電電壓升高到一定電壓時(shí)(高于母線電壓時(shí)),IGBT2的續(xù)流二極管開始導(dǎo)通,同時(shí)C7的電壓通過R18~R21提供給IGBT2的門極供電,當(dāng)提供的電壓超過IGBT2的基極開啟電壓時(shí),IGBT2開通,此時(shí)C6與C7并聯(lián),線圈L1的盤電流向C6和C7一起充電,此時(shí)因?yàn)槌潆姷碾娙葜递^大,IGBT1的集電極反向電壓不會(huì)充太高,從而形成在C7單獨(dú)諧振時(shí),硬開關(guān)的電壓很低,沖擊電流也很小;而在C6同時(shí)參與諧振時(shí),會(huì)大大降低IGBT1的C極反壓;減少IGBT1的電應(yīng)力。
以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式,本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例,凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾,這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。