技术领域
[0001] 本实用新型涉及电磁电路技术领域，尤其涉及一种电磁加热电路和电磁加热器具。
背景技术
[0002] 电磁加热电路，可以利用
电磁感应原理将
电能转
化成热能，对待加热设备进行加热。电磁加热电路应用领域较为广泛，如电饭煲、电高压锅、
豆浆机、咖啡机、
搅拌机等各种需要加热功能的器具中。
[0003] 现有电磁加热电路在输出较小功率时，一般采用间歇加热的方式，即较大功率档位加热一段时间，然后停止加热一段时间，从而实现电磁加热电路在一段时间内输出较小的
平均功率。例如，采用2000W的功率加热2s，停止 8s，这样，电磁加热电路可以10S内输出400W的小功率。
[0004] 然而，由于停止加热的时间较长，现有电磁加热电路在输出小功率时，会严重影响用户的使用体验。实用新型内容
[0005] 为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本实用新型提供一种电磁加热电路和电磁加热器具，改善了用户使用小功率档位的体验，减小了小功率输出时IGBT模
块的发热量。
[0006] 第一方面，本实用新型提供一种电磁加热电路，包括：整流电路、
谐振电路、绝缘栅双极型晶体管IGBT模块、过零检测电路、微处理单元、切换电路及驱动电路；
[0007] 其中，所述整流电路的交流侧用于对输入的市电
电压进行整流，所述整流电路的正向输出端与所述谐振电路的输入端电连接，所述IGBT模块的第一输入端与所述谐振电路的输出端电连接，所述IGBT模块的第二输入端与所述整流电路的负向输出端电连接；
[0008] 所述过零检测电路的输入端并联在所述整流电路的交流侧，所述过零检测电路的输出端与微处理单元的输入端电连接，所述微处理单元的第一控制端与所述切换电路的输入端电连接，所述微处理单元的第二控制端与所述驱动电路的输入端电连接，所述切换电路的输出端还与所述驱动电路的供电端电连接，所述驱动电路的输出端还与所述IGBT模块的第三输入端电连接；
[0009] 所述微处理单元，用于在接收到所述过零检测电路发送的过零点
信号的状态，向所述切换电路发送切换信号，以使所述切换电路将所述驱动电路的供电电压切换至预设电压；并在经过预设时长的状态下，向所述驱动电路发送脉冲信号，以使所述驱动电路驱动所述IGBT模块导通；
[0010] 所述微处理单元，还用于在再次接收到所述过零检测电路(104)发送的过零点信号的状态下，向所述驱动电路发送
控制信号，以使所述驱动电路驱动所述IGBT模块开始工作且使得所述电磁加热电路输出预设功率。
[0011] 可选地，所述谐振电路包括：加热线圈和谐振电容；
[0012] 其中，所述整流电路的正向输出端与所述IGBT模块的漏极之间
串联连接有所述加热线圈，所述谐振电容并联在所述加热线圈的两端；所述整流电路的负向输出端和所述IGBT模块的源极皆接地。
[0013] 可选地，所述加热线圈的
磁性材料为
铁氧体、铁
硅或铁硅
铝。
[0014] 可选地，所述电磁加热电路还包括：电源电路；
[0015] 其中，所述电源电路的输出端分别与所述整流电路的交流侧和所述过零检测电路的输入端电连接。
[0016] 可选地，所述电磁加热电路还包括：EMC滤波电路；
[0017] 其中，所述EMC滤波电路的输入端与所述电源电路的输出端电连接，所述EMC滤波电路的输出端与所述整流电路的交流侧电连接。
[0018] 可选地，所述电磁加热电路还包括：滤波电容；
[0019] 其中，所述滤波电容并联在所述整流电路的正向输出端和负向输出端之间。
[0020] 可选地，所述电磁加热电路还包括：
温度保护模块；
[0021] 其中，所述温度保护模块与所述整流电路的交流侧电连接，用于检测所述谐振电路的温度。
[0022] 可选地，所述电磁加热电路还包括：IGBT温度
采样模块；
[0023] 其中，所述IGBT温度采用模块，用于采集所述IGBT模块的温度信号，并向所述微处理单元发送所述温度信号。
[0024] 可选地，所述电磁加热电路还包括：浪涌采样模块；
[0025] 其中，所述浪涌采样模块与所述整流电路的交流侧电连接，用于采用浪涌信号，并向所述微处理单元发送所述浪涌信号。
[0026] 第二方面，本实用新型提供一种电磁加热器具，包括：如第一方面所述的电磁加热电路。
[0027] 本实用新型提供的电磁加热电路和电磁加热器具，通过过零检测电路检测市电电源的过零点，并将过零点
信号传输给微处理单元，微处理单元在电磁加热电路需要进行小功率输出之前，控制切换电路来减小驱动电路的供电电压，使得驱动电路输出的驱动电压减少，从而降低了IGBT模块在输入端上的电压不为0V时瞬时
电流，缓解了瞬时电流过大而造成IGBT模块容易损害的影响，同时该驱动电压导通IGBT模块预设时长，在这段时间内可以释放谐振电路中的剩余电量，降低IGBT模块的输入端上的电压，从而减少IGBT 模块的发热量。且过零检测电路再次检测到市电电源的过零点，将过零点信号传输给微处理单元，微处理单元便可控制驱动电路驱动IGBT模块开始工作，使得电磁加热电路输出较小的功率，改善
现有技术中用户使用小功率档位的体验。
附图说明
[0028] 图1为本实用新型提供的电磁加热电路的结构示意图；
[0029] 图2(a)为本实用新型提供的电磁加热电路中市电电源的
波形示意图；
[0030] 图2(b)为本实用新型提供的电磁加热电路中微处理单元向驱动电路发送的电压的波形示意图；
[0031] 图3为本实用新型提供的电磁加热电路的电路示意图；
[0032] 图4为本实用新型提供的电磁加热器具的结构示意图。
[0033] 附图标记：
[0034] 100—电磁加热电路； 101—整流电路；
[0035] 102—谐振电路； 103—IGBT模块；
[0036] 104—过零检测电路； 105—微处理单元；
[0037] 106—切换电路； 107—驱动电路；
[0038] 108—电源电路； 109—EMC滤波电路；
[0039] 110—滤波电容； 111—温度保护模块；
[0040] 112—IGBT温度采集模块； 113—浪涌采集模块；
[0041] 10—电磁加热器具。
具体实施方式
[0042] 图1为本实用新型提供的电磁加热电路的结构示意图，图2(a)为本实用新型提供的电磁加热电路中市电电源的波形示意图，图2(b)为本实用新型提供的电磁加热电路中微处理单元向驱动电路发送的电压的波形示意图。如图1所示，本
实施例的电磁加热电路100可以包括：整流电路101、谐振电路102、绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)模块103、过零检测电路104、微处理单元105、切换电路106及驱动电路107；
[0043] 其中，整流电路101的交流侧用于对输入的市电电压进行整流，整流电路101的正向输出端与谐振电路102的输入端电连接，IGBT模块103的第一输入端与谐振电路102的输出端电连接，IGBT模块103的第二输入端与整流电路101的负向输出端电连接。
[0044] 过零检测电路104的输入端并联在整流电路101的交流侧，过零检测电路104的输出端与微处理单元105的输入端电连接，微处理单元105的第一控制端与切换电路106的输入端电连接，微处理单元105的第二控制端与驱动电路107的输入端电连接，切换电路106的输出端还与驱动电路107的供电端电连接，驱动电路107的输出端还与IGBT模块103的第三输入端电连接。
[0045] 微处理单元105，用于在接收到过零检测电路104发送的过零点信号的状态下，向切换电路106发送切换信号，以使切换电路106将驱动电路107 的供电电压切换至预设电压；并在经过预设时长的状态下，向驱动电路107 发送脉冲信号，以使驱动电路107驱动IGBT模块103导通。
[0046] 微处理单元105，还用于在再次接收到过零检测电路104发送的过零点信号的状态下，向驱动电路107发送控制信号，以使驱动电路107驱动IGBT 模块103开始工作且使得电磁加热电路100输出预设功率。
[0047] 本实施例中，整流电路101可以将输入的市电电源整流成脉动直流电压，方便供给谐振电路102工作电压。其中，市电电源可以为220V、50HZ的单相正弦交流电压，也可以为经过变压后的市电电源，本实施例对此不做限定，只需市电电源的类型能够满足各种工作需求即可。且整流电路101可以为全桥
整流器，也可以为半桥整流器，本实施例对此也不做限定。
[0048] 本实施例中，驱动电路107可以通过输出驱动电压，来驱动IGBT模块 103导通和关断，使得谐振电路102可以根据IGBT模块103的
开关状态发射电磁
能量对待加热设备进行加热，并通过IGBT模块103的开关状态可以控制电磁加热电路100的功率状态。其中，本实施例对IGBT模块103的个数不做限定。
[0049] 本领域技术人员可以理解，在向IGBT模块103的栅极输出大于栅极开启电压的驱动电压时，IGBT模块103才可以导通。因此，为了使得驱动电路 107输出的驱动电压大于IGBT模块103的栅极开启电压，以保证IGBT模块 103可靠导通，且由于驱动电路107的供电电压不同，向IGBT模块103输出的驱动电压不同，因此，在电磁加热电路100需要输出较小功率时，微处理单元105可以通过切换电路106来改变驱动电路107的供电电压，为驱动电路107选择大小合适的供电电压，以确保驱动电路107的性能可靠。其中，切换电路106可以将驱动电路107的供电电压切换至预设电压，也可以将驱动电路107的供电电压切换至其他电压，本实施例对此不做限定。
[0050] 本实施例中，过零检测电路104的输入端通过与整流电路101的交流侧的电连接，可以检测市电电源的波形经过零位对应的时刻，在此时，过零检测电路104通过与微处理单元105的电连接，还可以向微处理单元105发送过零点信号，该过零信号可以表明市电电源的波形正经过零点。
[0051] 进一步地，微处理单元105在首次接收到过零点信号时，可以向切换电路106发送切换信号，使得切换电路106将驱动电路107的供电电压切换至预设电压。本领域技术人员可以理解，由于IGBT模块103的导通损耗主要由IGBT模块103可靠导通时集
电极C和发射极E之间的电压Vce决定，Vce 越小，导通损耗越小，而Vce与栅极驱动电压和可靠导通时流过IGBT模块 103的电流有关。因此，设定的预设电压相较于电磁加热电路100进行大功率输出时驱动电路107的供电电压要小，使得驱动电路107在驱动IGBT模块103导通时，输出的驱动电压相较于电磁加热电路100进行大功率输出时驱动电路107输出的驱动电压要小，还使得IGBT模块103导通时当前的瞬时电流相较于电磁加热电路100进行大功率输出时IGBT模块103的瞬时电流要小，达到了减缓IGBT模块103发热和延长IGBT模块103使用寿命的作用。其中，预设电压的大小可以设定为略大于IGBT模块103的栅极开启电压，本实施例对预设电压的具体大小不做限定。
[0052] 本实施例中，由于现有的电磁加热电路进行大功率输出时，谐振电路102 中存储有剩余电量，且谐振电路102的输出端与IGBT模块103的输入端电连接，因此，IGBT的输入端上的电压近似等于谐振电路102中剩余电量对应的电压，且IGBT模块103的输入端上的电压影响IGBT模块103的损耗，IGBT 模块103在其输入端的电压不为0时导通，导通瞬间产生的冲击电流很大，易导致谐振电路102和IGBT模块103的电流超过其安全工作范围，长时间工作容易损坏元器件，降低产品的使用寿命，因此，
微处理器在经过预设时长对应的时刻，可以向驱动电路107发送脉冲信号，使得驱动电路107向IGBT 模块103发送驱动信号，使得IGBT模块103导通，从而可以释放谐振电路 102中存储的剩余能量，降低IGBT模块103的输入端的电压，使得IGBT模块103发热情况得到缓解，对IGBT模块103起到保护作用。其中，预设时长的大小可以设定为小于市电电源周期的一半，本实施例对预设时长的具体时间不做限定。
[0053] 进一步地，由于IGBT模块103导通和关断时会有电磁噪声出现，且对市电电源有电流冲击，因此，驱动电路107采用激励脉冲形式的驱动电压来导通和关断IGBT模块103时，必须在电流过零时刻。因此，微处理单元105 在再次接收到过零检测电路104发送的过零点信号时，可以向驱动电路107 发送控制信号，控制驱动电路107向IGBT模块103发送驱动信号，使得IGBT 模块103导通，谐振电路102发生谐振，使得电磁加热电路100输出预设功率，从而实现电磁加热电路100的小功率输出。其中，本实施例可以根据实际情况来设定预设功率的大小，本实施例对此不做限定。
[0054] 在一个具体的实施例中，为了便于说明，本实施例中市电电源以220V、 50HZ的单相正弦交流电压为例，如图2(a)和图2(b)所示，图2(a)中的横坐标为时间t，单位为ms，纵坐标为市电电源的电压大小U1，单位为V。图2(b)中的横坐标为时间t，单位为ms，纵坐标为微处理单元105向驱动电路107发送的电压U2，单位为V。当电磁加热电路100需要输出较小功率时，具体过程是：
[0055] 1、在过零时刻t1，过零检测电路104检测到市电电源的电压经过零点，过零检测电路104向微处理单元105发送过零点信号。
[0056] 2、微处理单元105在接收到过零点信号时，向切换电路106发送切换信号，使得切换电路106改变驱动电路107的驱动电压为预设电压，如VDD，其中，VCC>VDD>IGBT模块103的栅极开启电压。
[0057] 3、经过t2-t1预设时长且在时刻t2，微处理单元105向驱动电路107发送一个脉冲信号，控制驱动电路107向IGBT模块103发送驱动电压，使得 IGBT模块103可以从时刻t2到时刻t3之间皆导通，从而释放谐振电路102 中的剩余电量，降低IGBT模块103的输入端的电压。
[0058] 4、在过零时刻t3，微处理单元105向驱动电路107发送控制信号，控制驱动电路107向IGBT模块103发送驱动电压，使得IGBT模块103导通，从而使得谐振电路102能够发生谐振，使得电磁加热电路100输出较小的功率。
[0059] 本实施提供的电磁加热电路，通过过零检测电路检测市电电源的过零点，并将过零点信号传输给微处理单元，微处理单元在电磁加热电路需要进行小功率输出之前，控制切换电路来减小驱动电路的供电电压，使得驱动电路输出的驱动电压减少，从而降低了IGBT模块在输入端上的电压不为0V时瞬时电流，缓解了瞬时电流过大而造成IGBT模块容易损害的影响，同时该驱动电压导通IGBT模块预设时长，在这段时间内可以释放谐振电路中的剩余电量，降低IGBT模块的输入端上的电压，从而减少IGBT模块的发热量。且过零检测电路再次检测到市电电源的过零点，将过零点信号传输给微处理单元，微处理单元便可控制驱动电路驱动IGBT模块开始工作，使得电磁加热电路输出较小的功率，改善现有技术中用户使用小功率档位的体验。
[0060] 在上述图1和图2(a)和图2(b)实施例的
基础上，继续结合图3，对本实施例的电磁加热电路100包含的具体元器件进行详细说明。
[0061] 可选地，图3为本实用新型提供的电磁加热电路的电路示意图，如图3 所示，谐振电路102包括：加热线圈和谐振电容。
[0062] 其中，整流电路101的正向输出端与IGBT模块103的漏极之间串联连接有加热线圈，谐振电路并联在加热线圈的两端；整流电路101的负向输出端和IGBT模块103的源极皆接地。
[0063] 本实施例中，在电磁加热电路100进行大功率输出时，谐振电容、整流电路101的直流侧及IGBT模块103的集电极和源极能够构成一个回路，且谐振电容两端的电压为整流电路101进行整流后的直流电压，因此，IGBT模块103的集电极电压近似等于该电压。在电磁加热电路100进行小功率输出时，由于集电极电压的高低影响IGBT模块103的耗损，IGBT模块103将在其集电极电压不为0时导通，此时为硬导通开关状态，导通瞬间产生的冲击电流虽然很大，因此，微处理器在电磁加热电路100在进行小功率输出之前，通过调整了驱动电路
107的供电电压来减小IGBT模块103的驱动电压，并导通IGBT模块103，使得谐振电容上的剩余电量能够释放，从而降低IGBT 模块103的集电极电压，使得谐振电容和IGBT模块103能够安全可靠工作，起到保护元器件的作用，降低元器件的使用寿命。其中，本实施例对加热线圈的材质不做限定。可选地，加热线圈的磁性材料为铁氧体、铁硅或铁硅铝。
[0064] 可选地，如图3所示，电磁加热电路100还包括：电源电路108。
[0065] 其中，电源电路108的输出端分别与整流电路101的交流侧和过零检测电路104的输入端电连接。
[0066] 本实施例中，电源电路108通过与整流电路101的交流侧的电连接，可以向整流电路101提高能够市电电源。其中，电源电路108可以为市电电源的输入电路，也可以为市电电源经过降压或升压后的电源的输入电路，本实施例对此不做限定。
[0067] 可选地，如图3所示，电磁加热电路100还包括：电磁兼容(Electro Magnetic Compatibility，EMC)滤波电路109。
[0068] 其中，EMC滤波电路109的输入端与电源电路108的输出端电连接，EMC 滤波电路109的输出端与整流电路101的交流侧电连接。
[0069] 本实施例中，由于电磁加热电路100中包括IGBT模块103，因此，可以通过EMC滤波电路109的设置，抑制
电网噪声和高谐波及
开关电源所产生的噪声和高频谐波，从而消除后级电路所产生的
电磁干扰，以保证电磁加热电路100中各元器件可以安全可靠工作。
[0070] 可选地，如图3所示，电磁加热电路100还包括：滤波电容110。
[0071] 其中，滤波电容110并联在整流电路101的正向输出端和负向输出端之间。
[0072] 本实施例中，滤波电容110通过并联在整流电路101的正向输出端和负向输出端，可以过滤掉整流电路101上出现的瞬时高电压，从而避免由于瞬时高压而引起元器件的损坏，降低电磁加热电路100的故障率。
[0073] 可选地，电磁加热电路100还包括：温度保护模块111。
[0074] 其中，温度保护模块111与整流电路101的交流侧电连接，用于检测谐振电路102的温度。
[0075] 本实施例中，温度保护模块111(图3中未示出)能够检测谐振电路102 中的加热线圈的温度，当加热线圈的温度过高时，温度保护模块111可以发出温度告警信号，并断开整流电路101的输入，从而避免谐振电路102中的加热线圈因温度过高而导致损坏的现象，对电磁加热电路100起到保护作用。
[0076] 可选地，电磁加热电路100还包括：IGBT温度采集模块112。
[0077] 其中，IGBT温度采集模块112，用于采集IGBT模块103的温度信号，并向微处理单元105发送温度信号。
[0078] 本实施例中，IGBT温度采集模块112(图3中未示出)可以实时采集IGBT 模块103的温度信号。并向微处理单元105发送温度信号，当IGBT模块103 的温度过高时，微处理单元105可以通过控制驱动电路107来关断IGBT模块103，以避免IGBT模块103的温度继续升高而导致IGBT模块103
过热烧坏。
[0079] 可选地，电磁加热电路100还包括：浪涌采集模块113。
[0080] 其中，浪涌采集模块113与整流电路101的交流侧电连接，用于采用浪涌信号，并向微处理单元105发送浪涌信号。
[0081] 本实施例中，浪涌采集模块113(图3中未示出)可以采集整流电路101 的交流侧上的浪涌信号，并将浪涌信号传输给微处理单元105，当微处理单元105接收到浪涌信号时，微处理单元105可以通过控制驱动电路107来关断IGBT模块103，以避免电磁加热电路100因浪涌而损坏。
[0082] 图4为本实用新型提供的电磁加热器具的结构示意图，如图4所示，本实施例的电磁加热器具10，包括：如上述的电磁加热电路100。
[0083] 在本实施例中，电磁加热器具10可以包括：电磁炉、电压
力锅或者电饭煲等。
[0084] 本实施例的电磁加热器具包括上述所述的电磁加热电路，该电磁加热电路通过过零检测电路检测市电电源的过零点，并将过零点信号传输给微处理单元，微处理单元在电磁加热电路需要进行小功率输出之前，控制切换电路来减小驱动电路的供电电压，使得驱动电路输出的驱动电压减少，从而降低了IGBT模块在输入端上的电压不为0V时瞬时电流，缓解了瞬时电流过大而造成IGBT模块容易损害的影响，同时该驱动电压导通IGBT模块预设时长，在这段时间内可以释放谐振电路中的剩余电量，降低IGBT模块的输入端上的电压，从而减少IGBT模块的发热量。且过零检测电路再次检测到市电电源的过零点，将过零点信号传输给微处理单元，微处理单元便可控制驱动电路驱动IGBT模块开始工作，使得电磁加热电路输出较小的功率，改善现有技术中用户使用小功率档位的体验。
[0085] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
