電磁爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種電磁爐，利用電流采樣電路，實施監(jiān)測電磁爐功率電路中的電流，并利用基準電路為電流采樣電路提供可變化的基準值，使控制電路可以根據(jù)流入電磁爐的電流值與基準值，確定每個開關(guān)周期內(nèi)開關(guān)器件的關(guān)斷時間，并控制開關(guān)器件的斷開，從而使開關(guān)器件的每個周期內(nèi)的導(dǎo)通時間與流入電磁爐的電流有關(guān)，提高了輸入電磁爐的能量，提高了電磁爐的功率等級和電網(wǎng)效率。
【專利說明】
電磁爐
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電路結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電磁爐。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁爐又名電磁灶，是現(xiàn)代廚房革命的產(chǎn)物，它無需明火或傳導(dǎo)式加熱而讓熱直接在鍋底產(chǎn)生，因此熱效率得到了極大的提高。
[0003]電磁爐是利用電磁感應(yīng)加熱原理制成的電氣烹飪器具。圖1為通常電磁爐電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，電磁爐通常由:整流電路、濾波電路、諧振電路、開關(guān)電路和控制電路組成。其中，諧振電路包括諧振電容和加熱線盤組成。輸入電磁爐的50Hz的交流電經(jīng)過整流器和濾波電路后，變?yōu)橹芷谛悦}動的直流電。開關(guān)電路中的開關(guān)管在控制電路控制下，在一個直流電周期內(nèi)以固定的導(dǎo)通時間導(dǎo)通，從而諧振電路形成LC振蕩，在加熱線盤上形成高頻變化的電流，變化的電流又使得加熱線盤產(chǎn)生變化的電磁波，進而在鍋底中產(chǎn)生大量渦流，從而廣生烹任所需的熱。
[0004]但是，由于在整個直流電壓包絡(luò)的周期內(nèi)，開關(guān)管的導(dǎo)通時間相同，在直流電壓處于非波峰位置時，輸入給加熱線盤的能量較少，從而限制了電磁爐功率的提高，也降低了電網(wǎng)利用率。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為了解決【背景技術(shù)】中提到的至少一個問題，本實用新型提供一種電磁爐，功率電路中開關(guān)器件每個導(dǎo)通周期的導(dǎo)通時間與每個諧振周期的電流有關(guān)，增加了電磁爐的功率。
[0006]本實用新型提供一種電磁爐，包括:功率電路、控制電路、電流采樣電路和基準電路；
[0007 ]所述功率電路，用于為電磁爐的加熱線盤提供電流；
[0008]所述控制電路，用于根據(jù)第一輸出端輸出的控制信號，控制功率電路中開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷；
[0009]所述電流采樣電路的輸入端與所述功率電路連接，用于檢測每個諧振周期內(nèi)功率電路中的電流；
[0010]所述電流采樣電路的輸出端與所述控制電路第一輸入端連接；
[0011]所述基準電路輸入端與所述控制電路第二輸出端連接，所述基準電路輸出端與所述控制電路第二輸入端連接，以使控制電路根據(jù)第一輸入端輸入值和第二輸入端輸入值，控制功率電路中開關(guān)器件斷開。
[0012]本實用新型提供的電磁爐，利用電流采樣電路，實施監(jiān)測電磁爐功率電路中的電流，并利用基準電路為電流采樣電路提供可變化的基準值，使控制電路可以根據(jù)流入電磁爐的電流值與基準值，確定每個開關(guān)周期內(nèi)開關(guān)器件的關(guān)斷時間，并控制開關(guān)器件的斷開，從而使開關(guān)器件的每個周期內(nèi)的導(dǎo)通時間與流入電磁爐的電流有關(guān)，提高了輸入電磁爐的能量，提尚了電磁爐的功率等級和電網(wǎng)效率。
[0013]可選的，所述電流采樣電路，包括:第一電阻、第二電阻和第三電阻；
[0014]所述第一電阻一端分別與所述功率電路和第二電阻的一端連接，所述第一電阻的另一端與地連接；
[0015]所述第二電阻的另一端與第三電阻的一端及控制電路的第一輸入端連接；
[0016]所述第三電阻的另一端與參考電源連接。
[0017]可選的，所述電流采樣電路還包括:第一電容；
[0018]所述第一電容的一端與所述第二電阻的另一端和第三電阻的一端連接，所述第一電容的另一端與地連接。
[0019]可選的，所述基準電路包括:第四電阻和第二電容；
[0020]所述第四電阻的一端與所述控制電路的第二輸出端連接，所述第四電阻的另一端與所述第二電容的一端和所述控制電路的第二輸入端連接；
[0021]所述第二電容的另一端與地連接。
[0022]可選的，所述控制電路包括:運算放大器；
[0023]所述第二電阻的另一端與第三電阻的一端及運算放大器的輸入端連接。
[0024]可選的，所述功率電路包括整流單元、濾波單元、LC諧振單元和開關(guān)單元；
[0025]所述整流單元、濾波單元和LC諧振單元依次連接；
[0026]所述開關(guān)單元的控制端與所述控制電路的第一輸出端連接，所述開關(guān)單元的輸出端與所述LC諧振單元連接。
[0027]本實用新型的構(gòu)造以及它的其他實用新型目的及有益效果將會通過結(jié)合附圖而對優(yōu)選實施例的描述而更加明顯易懂。
【附圖說明】
[0028]圖1為通常電磁爐電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為本實用新型第一實施例提供的電磁爐電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3為本實用新型第二實施例提供的電磁爐電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖4為本實用新型第三實施例提供的電磁爐電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖5為本實用新型第四實施例提供的電磁爐電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]附圖標記:
[0034]1-功率電路；11-整流單元； 12-濾波單元；
[0035]13-LC諧振單元；14-開關(guān)單元； 131-第三電容；
[0036]132-加熱線盤； 2-控制電路；3-電流采樣電路；
[0037]31-第一電阻； 32-第二電阻； 33-第三電阻；
[0038]34-第一電容； 4-基準電路；41-第四電阻；
[0039]42-第二電容； 5-電壓采樣電路。
【具體實施方式】
[0040]第一實施例
[0041]圖2為本實用新型第一實施例提供的電磁爐電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本實施例提供的電磁爐，包括:功率電路1、控制電路2、電流采樣電路3和基準電路4。
[0042]其中，所述功率電路I，用于為電磁爐的加熱線盤提供電流;所述控制電路2，用于根據(jù)第一輸出端輸出的控制信號，控制功率電路I中開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷;所述電流采樣電路3的輸入端與所述功率電路I連接，用于檢測每個諧振周期內(nèi)的功率電路I中的電流；所述電流采樣電路3的輸出端與所述控制電路2第一輸入端連接;所述基準電路4輸入端與所述控制電路2第二輸出端連接，所述基準電路4輸出端與所述控制電路2第二輸入端連接，以使控制電路2根據(jù)第一輸入端輸入值和第二輸入端輸入值，控制功率電路I中開關(guān)器件斷開。
[0043]具體的，如圖3所示，圖3為本發(fā)明第二實施例提供的電磁爐電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，功率電路I包括:包括整流單元11、濾波單元12、LC諧振單元13和開關(guān)單元14。
[0044]其中，所述整流單元11、濾波單元12和LC諧振單元13依次連接;所述開關(guān)單元14的控制端與所述控制電路2的第一輸出端連接，所述開關(guān)單元14的輸出端與所述LC諧振單元連接。
[0045]開關(guān)單元14中的開關(guān)器件，可以為晶閘管(Silicon Controlled Rectifier，簡稱SCR)、金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，簡稱金氧半場效晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,簡稱MOSFET)、或者為絕緣棚■雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，簡稱IGBT)。
[0046]具體的，諧振單元13包括并聯(lián)連接的第三電容131和加熱線盤132。
[0047]實際使用時，功率電路的工作過程為:輸入電磁爐的交流電經(jīng)整流單元11和濾波單元12后，變?yōu)橹芷谛悦}動的直流電，該直流電在開關(guān)單元14導(dǎo)通時，為諧振單元13提供諧振電壓，從而使加熱線盤132中的電流逐漸增加，當開關(guān)單元14斷開時，由于加熱線盤132不允許電流突變，電流流向第三電容131，能量轉(zhuǎn)移到第三電容131，當加熱線盤132中電流減到最小時，也就是加熱線盤131的能量全部放完時，開關(guān)單元14反向電壓達到最高，之后第三電容131開始通過加熱線盤132放電，加熱線盤132中電流反向，第三電容131的能量轉(zhuǎn)移至加熱線盤132上，當開關(guān)單元14反向電壓最低時，第三電容131為加熱線盤132充電的電流達到最大，此時，開關(guān)單元14再次開通，但由于加熱線盤132的作用，不允許電流突變，使加熱線盤132中的反向電流繼續(xù)向第三電容131充電直至為O。通過上述分析可知，在開關(guān)單元14的一個導(dǎo)通周期內(nèi)，脈動的直流電僅在開關(guān)單元導(dǎo)通時，為諧振電路提供能量，因此開關(guān)單元的導(dǎo)通時間決定了脈動直流電為諧振電路提供能量的大小，即決定了電磁爐功率的大小。
[0048]本實用新型基于上述電磁爐功率電路的工作原理，通過采用電流采樣電路3監(jiān)測電磁爐功率電路I中的電流，并將監(jiān)測的電流反饋給控制電路2，使控制電路2根據(jù)功率電路I中的電流大小，控制斷開開關(guān)器件，從而保證直流電在每個開關(guān)器件的開關(guān)周期內(nèi)，為諧振單元13提供的能量一致。
[0049]具體的，控制電路2的第二輸出端可輸出高低電平信號，以為基準電路4提供輸入。比如可以利用控制電路2中的PffM模塊，產(chǎn)生的PffM信號作為基準電路4的輸入?；鶞孰娐?將控制電路2輸出的高低電平信號進行積分處理，得到一個可變化的模擬信號，再輸入給控制電路2的第二輸入端作為電流采樣電路3采樣電流值的基準，控制電路2將第一輸入端輸入的電流值與第二輸入端的輸入的模擬信號進行比較，從而確定開關(guān)單元14的斷開時刻。
[0050]舉例來說，若控制邏輯為當電流采樣電路3輸出的電流值高于基準電路4輸出的模擬信號時，開關(guān)單元14斷開。則在濾波單元12輸出的直流電壓較低時，從開關(guān)單元14導(dǎo)通時刻開始，流入加熱線盤132中的電流需經(jīng)過較長的時刻才能達到基準電路4輸出的參考值，即控制電路2在這種情況下，需經(jīng)歷較長的時間間隔才會輸出關(guān)斷開關(guān)單元14的控制信號，來控制開關(guān)單元14斷開。而在濾波單元12輸出的直流電壓較高時，從開關(guān)單元14導(dǎo)通時刻開始，流入加熱線盤132中的電流很快就能達到基準電路4輸出的參考值，即控制電路2在這種情況下，在較短的時間間隔后，就會輸出關(guān)斷開關(guān)單元14的控制信號，來控制開關(guān)單元14斷開。即在直流電壓的包絡(luò)內(nèi)，在直流電壓較小時，延長開關(guān)單元的導(dǎo)通時間，來增加直流電輸入給加熱線盤能量，從而提高了電磁爐的功率和電網(wǎng)的利用率。
[0051 ]本實施例提供的電磁爐，利用電流采樣電路，實施監(jiān)測電磁爐功率電路中的電流，并利用基準電路為電流采樣電路提供可變化的基準值，使控制電路可以根據(jù)流入電磁爐的電流值與基準值，確定每個開關(guān)周期內(nèi)開關(guān)器件的關(guān)斷時間，并控制開關(guān)器件的斷開，從而使開關(guān)器件的每個周期內(nèi)的導(dǎo)通時間與流入電磁爐的電流有關(guān)，提高了輸入電磁爐的能量，提高了電磁爐的功率等級和電網(wǎng)效率。
[0052]另外，通過上述分析還可以知道，諧振單元13自由震蕩的半個周期是開關(guān)單元14出現(xiàn)峰值電壓的時間，亦是開關(guān)單元14的關(guān)斷時間，如果峰值電壓還沒有消失，而控制開關(guān)單元14的開通脈沖已到來，就會使開關(guān)單元14處于硬開通狀態(tài)，會出現(xiàn)很大的瞬間電流導(dǎo)致開關(guān)單元14中開關(guān)器件燒壞，因此必須保證開通脈沖的前沿與峰值電壓脈沖后沿同步。因此，控制電路2還需要監(jiān)測諧振單元13的電壓，從而確定開關(guān)單元14的開通時間。
[0053]具體的，可以如圖4所示的形式，在電磁爐中設(shè)置電壓采樣電路5。圖4為本實用新型第三實施例提供的電磁爐電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，該電壓采樣電路5的兩端分別與諧振單元13的兩端連接，以從諧振單元13中獲取得開關(guān)器件的反向電壓最低的同步信號，并根據(jù)同步信號為開關(guān)器件提供前級驅(qū)動波形，以使開關(guān)器件在每個導(dǎo)通周期內(nèi)實現(xiàn)軟開通的同時，選擇合適的關(guān)斷時間，從而使脈動直流電在任何開關(guān)器件的導(dǎo)通周期內(nèi)都為電磁爐提供盡量大的能量，從而為電磁爐功率等級的提高提供條件，并提高了電網(wǎng)利用率。
[0054]圖5為本實用新型第四實施例提供的電磁爐電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，上述電流采樣電路3，包括:第一電阻31、第二電阻32和第三電阻33;所述第一電阻31—端分別與所述功率電路I和第二電阻32的一端連接，所述第一電阻31的另一端與地GND連接;所述第二電阻32的另一端與第三電阻33的一端及控制電路2的第一輸入端連接;所述第三電阻33的另一端與參考電源VCC連接。
[0055]具體的，第一電阻31、第二電阻32和第三電阻33組成了電流采樣和分壓網(wǎng)絡(luò)，第一電阻31的一端可以與功率電路I中的諧振單元13的輸出端連接，或者還可以與濾波單元12的輸出端連接，或者，還可以如圖5所示，與整理單元11的輸出端連接，第一電阻31兩端的電壓反應(yīng)了電磁爐功率電路I中流過的電流。其中，當?shù)谝浑娮?1增大時，相應(yīng)的電流檢測的電壓會提尚。
[0056]另外，通過上述分析可知，流過加熱線盤132中電流包括兩個方向，因此，第一電阻31檢測到的電壓會有正和負兩種情況，當?shù)谝浑娮?1檢測電壓為負時，會影響控制電路2中控制芯片的正常工作，因此第三電阻33的另一端與參考電源VCC連接，通過VCC為電流采樣電路3提供一個參考值，使電流采樣電路3在任何情況下輸出的電壓值都為正值。
[0057]進一步地，由于功率電路I中電流會有一定的諧波，為了使電流采樣電路3輸出的電壓值穩(wěn)定，上述電流采樣電路3還包括:第一電容34。
[0058]所述第一電容34的一端與所述第二電阻32的另一端和第三電阻33的一端連接，所述第一電容34的另一端與地GND連接。
[0059]具體的，通過在電流采樣電路3中接入第一電容34來對電流采樣電路3進行濾波。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，還可以通過在第一電阻31兩端并聯(lián)電容，來平滑第一電阻31兩端的電壓。
[0060]進一步地，為了減小第一電阻31帶來的功率損耗，第一電阻取值通常比較小，從而使電流采樣電路3輸出的電壓值較低，因此，控制電路2中，包括:運算放大器。
[0061]所述第二電阻32的另一端與第三電阻33的一端及運算放大器的輸入端連接。
[0062]另外，上述基準電路4包括:第四電阻41和第二電容42。
[0063]所述第四電阻41的一端與所述控制電路2的第二輸出端連接，所述第四電阻41的另一端與所述第二電容42的一端和所述控制電路2的第二輸入端連接;所述第二電容42的另一端與地GND連接。
[0064]本實施例中，采用電阻和電容的簡單組合構(gòu)成基準電路，電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低。
[0065 ]本實施例提供的電磁爐，利用結(jié)構(gòu)簡單的電流采樣電路，實施監(jiān)測電磁爐功率電路中的電流，并利用結(jié)構(gòu)簡單的基準電路為電流采樣電路提供可變化的基準值，使控制電路可以根據(jù)流入電磁爐的電流值與基準值，確定每個開關(guān)周期內(nèi)開關(guān)器件的關(guān)斷時間，并控制開關(guān)器件的斷開，從而使開關(guān)器件的每個周期內(nèi)的導(dǎo)通時間與流入電磁爐的電流有關(guān)，提尚了輸入電磁爐的能量，提尚了電磁爐的功率等級和電網(wǎng)效率。
[0066]最后應(yīng)說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種電磁爐，其特征在于，包括:功率電路、控制電路、電流采樣電路和基準電路； 所述功率電路，用于為電磁爐的加熱線盤提供電流； 所述控制電路，用于根據(jù)第一輸出端輸出的控制信號，控制功率電路中開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷； 所述電流采樣電路的輸入端與所述功率電路連接，用于檢測每個諧振周期內(nèi)功率電路中的電流； 所述電流采樣電路的輸出端與所述控制電路第一輸入端連接； 所述基準電路輸入端與所述控制電路第二輸出端連接，所述基準電路輸出端與所述控制電路第二輸入端連接，以使控制電路根據(jù)第一輸入端輸入值和第二輸入端輸入值，控制功率電路中開關(guān)器件斷開。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁爐，其特征在于，所述電流采樣電路，包括:第一電阻、第二電阻和第三電阻； 所述第一電阻一端分別與所述功率電路和第二電阻的一端連接，所述第一電阻的另一端與地連接； 所述第二電阻的另一端與第三電阻的一端及控制電路的第一輸入端連接； 所述第三電阻的另一端與參考電源連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁爐，其特征在于，所述電流采樣電路還包括:第一電容； 所述第一電容的一端與所述第二電阻的另一端和第三電阻的一端連接，所述第一電容的另一端與地連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的電磁爐，其特征在于，所述基準電路包括:第四電阻和第二電容； 所述第四電阻的一端與所述控制電路的第二輸出端連接，所述第四電阻的另一端與所述第二電容的一端和所述控制電路的第二輸入端連接； 所述第二電容的另一端與地連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電磁爐，其特征在于，所述控制電路包括:運算放大器； 所述第二電阻的另一端與第三電阻的一端及運算放大器的輸入端連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁爐，其特征在于，所述功率電路包括整流單元、濾波單元、LC諧振單元和開關(guān)單元； 所述整流單元、濾波單元和LC諧振單元依次連接； 所述開關(guān)單元的控制端與所述控制電路的第一輸出端連接，所述開關(guān)單元的輸出端與所述LC諧振單元連接。
【文檔編號】H05B6/12GK205481176SQ201620181739
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月9日
【發(fā)明人】趙禮榮, 劉學(xué)宇
【申請人】浙江紹興蘇泊爾生活電器有限公司