一种电磁灶控制电路及电磁灶 |
|||||||
| 申请号 | CN201710564980.1 | 申请日 | 2017-07-12 | 公开(公告)号 | CN107295708A | 公开(公告)日 | 2017-10-24 |
| 申请人 | 深圳拓邦股份有限公司; | 发明人 | 王勇亮; 杨振; | ||||
| 摘要 | 本 发明 适用于厨房电器领域，提供了一种电磁灶控制 电路 及电磁灶，包括控制单元、两个IGBT、至少两个LC谐振回路，以及串接在每个LC谐振回路上的 开关 器件。通过控制单元的PWM功能控制IGBT的通断来形成高频交流电，使得LC谐振回路的加热线盘产生高频 磁场 ，对置于加热线盘上的锅具产生 涡流 加热作用，并通过串接在每个LC谐振回路上的开关器件独立控制每个LC谐振回路的通断。实现了在仅使用一对PWM管脚和一对IGBT的情况下对多灶头电磁灶的多个LC谐振回路进行控制，大幅降低了IGBT的使用数量和对控制单元PWM管脚数量的要求。并且，由于开关器件价格低廉，最终可使得多灶头电磁灶的整体成本大幅降低，解决了现有的多灶头电磁灶生产成本较高的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电磁灶控制电路，其特征在于，包括： |
||||||
| 说明书全文 | 一种电磁灶控制电路及电磁灶技术领域[0001] 本发明属于厨房电器领域，尤其涉及一种电磁灶控制电路及电磁灶。 背景技术[0002] 电磁灶利用交变电流通过感应线圈产生方向不断改变的交变磁场，处于交变磁场中的导体的内部将会出现涡旋电流，从而无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生，因此热效率得到了极大的提高，广泛应用于家庭厨房和各种商业场所的厨房中，具有替代传统明火灶的趋势。除基本的单灶头电磁灶外，在很多商用厨房及部分家庭厨房中都配备有多灶头电磁灶，多灶头电磁灶具有多个LC谐振回路，每个LC谐振回路包括一个加热线盘，从而可以同时加热多个锅具以便同时烹饪多道菜肴。 [0003] 由于半桥电磁灶通常是通过控制单元(例如CPU、MPU等)的PWM(脉冲宽度调制)功能控制IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的通断来实现交流谐振工作的目的，需要使用一对PWM管脚和一对IGBT，在对现有技术的研究和实践中，本发明的发明人发现现有技术存在以下问题，现有的多灶头电磁灶的每一个LC谐振回路都由一对PWM管脚和一对IGBT进行控制，而目前质量稍好的IGBT元件单价在10元以上，每增加一个LC谐振回路，仅IGBT的元件成本就要增加20元以上，并且当LC谐振回路数量较多时，一般的控制单元的PWM管脚数量也无法满足需求，需要采用更高端的或定制的控制单元，进一步使得生产成本升高，使得多灶头电磁灶生产成本较高。 发明内容[0004] 本发明提供一种电磁灶控制电路，旨在解决现有的多灶头电磁灶生产成本较高的问题。 [0005] 本发明是这样实现的，一种电磁灶控制电路，包括： [0006] 控制单元； [0007] 与所述控制单元耦接，以形成一半桥结构的两IGBT； [0008] 至少两个LC谐振回路，所述LC谐振回路均串接于所述半桥结构的输出端； [0010] 优选的，所述开关器件为继电器。 [0011] 优选的，所述电磁灶控制电路还包括一耦接于电源输入端及所述IGBT之间的整流滤波模块。 [0012] 优选的，所述半桥结构的输出端与所述LC谐振回路之间还串接有一电流互感器。 [0013] 优选的，所述电流互感器的二次侧耦接有过流检测单元及电流过零检测单元。 [0015] 优选的，所述电压检测单元包括： [0016] 依次耦接于所述电流互感器的二次侧及控制单元的电压检测端之间的整流模块、回路模块和滤波模块。 [0017] 优选的，所述回路模块包括至少一个电阻。 [0018] 优选的，所述LC谐振回路的电容并联有一电压采样模块。 [0020] 本发明提供的一种电磁灶控制电路及电磁灶，包括控制单元、两个IGBT、至少两个LC谐振回路，以及串接在每个LC谐振回路上的开关器件。通过控制单元的PWM功能控制IGBT的通断来形成高频交流电，使得LC谐振回路的加热线盘产生高频磁场，对置于加热线盘上的锅具产生涡流加热作用，并通过串接在每个LC谐振回路上的开关器件独立控制每个LC谐振回路的通断。从而，实现了在仅使用一对PWM管脚和一对IGBT的情况下对多灶头电磁灶的多个LC谐振回路进行控制，大幅降低了IGBT的使用数量和对控制单元PWM管脚数量的要求。并且，由于开关器件价格低廉，增加开关器件的数量对成本的影响很小，最终可使得多灶头电磁灶的整体成本大幅降低，解决了现有的多灶头电磁灶生产成本较高的问题。 附图说明 [0021] 图1是本发明实施例提供的一种电磁灶控制电路； [0022] 图2是本发明实施例提供一种优选的电磁灶控制电路； [0023] 图3是本发明实施例提供另一种优选的电磁灶控制电路； [0024] 图4是本发明实施例提供一种过流检测单元、电流过零检测单元及电压检测单元的电路图； [0025] 图5是本发明实施例提供的再一种电磁灶控制电路。 具体实施方式[0026] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 [0027] 本发明提供的一种电磁灶控制电路及电磁灶，包括控制单元、两个IGBT、至少两个LC谐振回路，以及串接在每个LC谐振回路上的开关器件。通过控制单元的PWM功能控制IGBT的通断来形成高频交流电，使得LC谐振回路的加热线盘产生高频磁场，对置于加热线盘上的锅具产生涡流加热作用，并通过串接在每个LC谐振回路上的开关器件独立控制每个LC谐振回路的通断。从而，实现了在仅使用一对PWM管脚和一对IGBT的情况下对多灶头电磁灶的多个LC谐振回路进行控制，大幅降低了IGBT的使用数量和对控制单元PWM管脚数量的要求。并且，由于开关器件价格低廉，增加开关器件的数量对成本的影响很小，最终可使得多灶头电磁灶的整体成本大幅降低，解决了现有的多灶头电磁灶生产成本较高的问题。 [0028] 如图1所示，在本发明实施例中，一种电磁灶控制电路包括：控制单元(未图示)、两个IGBT(S1、S2)、三个LC谐振回路，其中，每个LC谐振回路上各串接有一个开关器件(第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件)。 [0029] 两个IGBT与控制单元耦接，以形成一个半桥结构，两个IGBT的门极分别与控制单元的两个成对PWM管脚连接，从而使控制单元可以控制两个IGBT的通断，以形成高频交流电，驱动LC谐振回路工作。为了能够单独控制LC谐振回路的工作与否，在每个LC谐振回路上都串接有一个开关器件，开关器件的控制端可以与控制单元或其他的控制器件连接，从而可以通过控制开关器件的通断控制来控制LC谐振回路的通断，实现对每个LC谐振回路工作状态的单独控制。 [0031] 需要说明的是，图1中的L1、L2和L3分别为三个LC谐振回路的加热线盘，用于产生高频磁场，使置于其上的锅具产生涡流而实现加热作用，图1中的R1、R2和R3分别为置于加热线盘上的锅具的等效负载。 [0032] 本实施例提供的一种电磁灶控制电路，在仅使用一对PWM管脚和一对IGBT的情况下对多灶头电磁灶的多个LC谐振回路进行控制，大幅降低了IGBT的使用数量和对控制单元PWM管脚数量的要求。并且，由于开关器件价格低廉，增加开关器件的数量对成本的影响很小，最终可使得多灶头电磁灶的整体成本大幅降低，解决了现有的多灶头电磁灶生产成本较高的问题。 [0033] 如图2所示，在本发明一个优选的实施例中，开关器件均为继电器(K1、K2、K3)，继电器耐压性能好，稳定性高，同时价格低廉，不会对电磁灶的成本有明显影响。 [0034] 在本发明实施例中，电磁灶控制电路还包括整流滤波模块，整流滤波模块由整流二极管或整流桥堆，以及LC滤波电路构成。整流二极管或整流桥堆将输入的交流电转化电压变化的直流电，再由LC滤波电路将电压变化的直流电转化为电压稳定的直流电。 [0035] 如图3、图4所示，在本发明另一个优选的实施例中，两IGBT构成的半桥结构的输出端和LC谐振回路之间还串接有一个电流互感器TL1，在电流互感器TL1的二次侧TL1_A耦接有过流检测单元、电流过零检测单元和电压检测单元。 [0036] 过流检测单元用于检测流经的电流大小，当电流大于预设阈值时控制单元控制电路停止工作，避免因电流过大而造成电路损坏。 [0037] 电流过零检测单元用于检测流经电流互感器TL1的电流。由于该电磁灶控制电路在工作时，控制单元控制两个IGBT始终有一个导通，另一个断开，并且导通和断开的IGBT反复切换，以形成高频交流电，若在电流互感器TL1上有电流流过的时候进行切换，会出现流经IGBT的电流与反向电流发生冲突而造成短路的问题，十分容易造成IGBT损坏，因此当电流过零检测单元检测到流经电流互感器TL1的电流为零时，控制单元控制两个IGBT的通断进行切换，可以避免该问题的发生。 [0038] 电压检测单元用于检测LC谐振回路上的电压，当电压大于预设阈值时控制单元控制电路停止工作，避免因电压过大而造成损坏。当一个或多个加热线盘上方的锅具部分或完全脱离时，部分加热线盘任可能保持原有的LC谐振频率震荡，这会使加热线盘产生空载高压，根据实验，该高压可达1550V。但产生空载高压时，谐振电流也会增大，流经电流互感器TL1的一次侧TL1_C电流也自然会增大。因此，可以通过流经电流互感器TL1的电流来检测空载高压，当空载高压出现时控制单元控制电路停止工作，避免电路损坏。由于流经电流互感器TL1的二次侧TL1_A的电流远小于流经一次侧TL1_C的电流，因此，电压检测单元无需采用耐高压、耐大电流的元器件，从而可以降低成本。 [0039] 在本发明实施例中，电压检测单元包括：整流模块、回路模块和滤波模块，该三个模块依次耦接在电流互感器TL1的二次侧TL1_A及控制单元的电压检测端之间。其中，整流模块用于将流经二次侧TL1_A的交流电流信号转化为半波形的直流电流信号，回路模块将该半波形直流电流信号转化为半波形的电压信号，滤波信号将该半波形电压信号转化为波形平缓的电压信号，从而便于控制单元的电压检测端获取该电压信号，通过检测该电压信号的电压值来检测空载电流，当改电压值大于预设阈值时，则认为出现了空载电压，控制单元控制电路停止工作，从而避免因控制电压而造成的电路损坏。 [0040] 回路模块包括至少一个电阻，在本发明实施例中，回路模块由多个电阻组成，该多个电阻之间相互串并联构成电阻组，通过电流在流经电阻组时形成的压降来将电流信号转换为电压信号。 [0041] 如图5所示，在本发明的一个实施例中，在LC谐振回路的一个电容两端并联有一个电压采样模块，该电压采样模块采用分压采样的方式，用于检测LC谐振回路的加热线盘产生的空载高压。在本实施例中，电压采样模块包括两个电阻，两个电阻之间引出一个采样端，用于与控制单元的电压检测端连接，以将电压采样信号传输到控制单元，但电压值大于预设阈值时，控制单元控制电路停止工作，以免高压造成电路损坏。需要说明的时，电压采样模块不一定采用两个电阻，也可以采用三个及以上的电阻，也不一定要采用电阻分压，还可以采用电容分压的方式，只要能通过分压采样检测电压信号即可。 [0042] 本发明的一个实施例还提供了一种电磁灶，该电磁灶包含上述实施例中上述的任一电磁灶控制电路 [0043] 本发明提供的一种电磁灶控制电路及电磁灶，包括控制单元、两个IGBT、至少两个LC谐振回路，以及串接在每个LC谐振回路上的开关器件。通过控制单元的PWM功能控制IGBT的通断来形成高频交流电，使得LC谐振回路的加热线盘产生高频磁场，对置于加热线盘上的锅具产生涡流加热作用，并通过串接在每个LC谐振回路上的开关器件独立控制每个LC谐振回路的通断。从而，实现了在仅使用一对PWM管脚和一对IGBT的情况下对多灶头电磁灶的多个LC谐振回路进行控制，大幅降低了IGBT的使用数量和对控制单元PWM管脚数量的要求。并且，由于开关器件价格低廉，增加开关器件的数量对成本的影响很小，最终可使得多灶头电磁灶的整体成本大幅降低，解决了现有的多灶头电磁灶生产成本较高的问题。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈