電磁加熱系統(tǒng)及其開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電磁加熱系統(tǒng)及其開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置,所述電磁加熱系統(tǒng)包括由加熱線圈、諧振電容和開關(guān)管組成的諧振電路以及為所述諧振電路供電的供電電路,所述滯后開通保護(hù)裝置包括:檢測(cè)電路與開關(guān)管相連以根據(jù)開關(guān)管的工作電流生成檢測(cè)信號(hào);能量消耗電路對(duì)開關(guān)管的工作電流進(jìn)行分流以消耗諧振電路產(chǎn)生的能量;控制電路與檢測(cè)電路和能量消耗電路分別相連,控制電路根據(jù)檢測(cè)信號(hào)判斷開關(guān)管處于滯后開通狀態(tài)時(shí)控制能量消耗電路進(jìn)行工作,以將開關(guān)管的工作電流限制在預(yù)設(shè)范圍內(nèi),從而防止滯后開通狀態(tài)下反向大電流擊穿開關(guān)管,降低開關(guān)管開關(guān)損耗,保證系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性,降低安全隱患,延長(zhǎng)開關(guān)管的使用壽命。
【專利說明】
電磁加熱系統(tǒng)及其開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及家用電器技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種電磁加熱系統(tǒng)中開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置和一種具有其的電磁加熱系統(tǒng)。【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)管是電磁爐加熱系統(tǒng)中的核心器件之一,開關(guān)管的最佳工作狀態(tài)是在集電極電壓過零點(diǎn)開通,以使開關(guān)損耗最小。然而,在實(shí)際加熱過程中,開關(guān)管存在滯后開通的情況,在滯后開通狀態(tài)下電磁加熱系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生瞬間高峰值負(fù)向電流例如-60A,從而加劇開關(guān)管開關(guān)損耗,影響電路的工作穩(wěn)定性,甚至直接或間接擊穿開關(guān)管,存在安全隱患。但是, 相關(guān)技術(shù)僅依靠開關(guān)管自身的特性,無保護(hù)措施。
[0003]因此,相關(guān)技術(shù)需要進(jìn)行改進(jìn)。【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此,本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種電磁加熱系統(tǒng)中開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置,該裝置可以將滯后狀態(tài)下流過開關(guān)管的電流控制在較小且基本穩(wěn)定的狀態(tài),以降低開關(guān)管的開關(guān)損耗。
[0005]本實(shí)用新型的另一個(gè)目的在于提出一種電磁加熱系統(tǒng)。
[0006]為達(dá)到上述目的,本實(shí)用新型一方面提出的一種電磁加熱系統(tǒng)中開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置,所述電磁加熱系統(tǒng)包括由加熱線圈、諧振電容和開關(guān)管組成的諧振電路以及為所述諧振電路供電的供電電路,所述滯后開通保護(hù)裝置包括:檢測(cè)電路,所述檢測(cè)電路與所述開關(guān)管相連以根據(jù)所述開關(guān)管的工作電流生成檢測(cè)信號(hào);能量消耗電路,所述能量消耗電路對(duì)所述開關(guān)管的工作電流進(jìn)行分流以消耗所述諧振電路產(chǎn)生的能量;控制電路,所述控制電路與所述檢測(cè)電路和所述能量消耗電路分別相連,所述控制電路根據(jù)所述檢測(cè)信號(hào)判斷所述開關(guān)管處于滯后開通狀態(tài)時(shí)控制所述能量消耗電路進(jìn)行工作,以將所述開關(guān)管的工作電流限制在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型提出的電磁加熱系統(tǒng)中開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置,檢測(cè)電路根據(jù)開關(guān)管的工作電流生成檢測(cè)信號(hào),能量消耗電路對(duì)開關(guān)管的工作電流進(jìn)行分流以消耗諧振電路產(chǎn)生的能量,控制電路根據(jù)檢測(cè)信號(hào)判斷開關(guān)管處于滯后開通狀態(tài)時(shí)控制能量消耗電路進(jìn)行工作,以將開關(guān)管的工作電流限制在預(yù)設(shè)范圍內(nèi),從而防止滯后開通狀態(tài)下反向大電流擊穿開關(guān)管,降低開關(guān)管開關(guān)損耗,保證系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性,降低安全隱患,延長(zhǎng)開關(guān)管的使用壽命。
[0008]進(jìn)一步地,所述檢測(cè)電路包括:電流采樣單元,所述電流采樣單元與所述開關(guān)管相連以根據(jù)所述開關(guān)管的工作電流生成電流采樣信號(hào);電壓檢測(cè)單元,所述電壓檢測(cè)單元與所述電流采樣單元相連以根據(jù)所述電流采樣信號(hào)生成檢測(cè)信號(hào)。
[0009]具體地,所述開關(guān)管可為IGBT,所述電流采樣單元包括采樣電阻,所述采樣電阻的一端與所述IGBT的發(fā)射極相連,且所述IGBT的發(fā)射極接地,所述采樣電阻的另一端與所述電壓檢測(cè)單元相連。
[0010]進(jìn)一步地,所述電壓檢測(cè)單元包括:第一電阻,所述第一電阻的一端與所述采樣電阻的另一端相連;第二電阻,所述第二電阻的一端與所述第一電阻的另一端相連,所述第二電阻的另一端與預(yù)設(shè)電源相連,所述第一電阻與所述第二電阻之間具有第一節(jié)點(diǎn),所述第一節(jié)點(diǎn)用以輸出所述檢測(cè)信號(hào)。
[0011]進(jìn)一步地,所述能量消耗電路包括可控開關(guān)組件,所述可控開關(guān)組件并聯(lián)在所述開關(guān)管的集電極與發(fā)射極之間。
[0012]具體地,所述可控開關(guān)組件包括至少一個(gè)繼電器或M0S管。
[0013]進(jìn)一步地,所述控制電路包括:驅(qū)動(dòng)單元,所述驅(qū)動(dòng)單元與所述能量消耗電路相連以驅(qū)動(dòng)所述能量消耗電路進(jìn)行工作或停止工作;控制芯片,所述控制芯片的輸入端與所述檢測(cè)電路相連,所述控制芯片的輸出端與所述驅(qū)動(dòng)單元相連。
[0014]更進(jìn)一步地,所述驅(qū)動(dòng)單元包括:第一三極管和第二三極管,所述第一三極管的集電極與預(yù)設(shè)電源相連,所述第一三極管的發(fā)射極和所述第二三極管的發(fā)射極相連,所述第一三極管的基極和所述第二三極管的基極相連,所述第二三極管的集電極接地,所述第一三極管的發(fā)射極和所述第二三極管的發(fā)射極之間具有第二節(jié)點(diǎn),所述第一三極管的基極和所述第二三極管的基極之間具有第三節(jié)點(diǎn),其中,所述第三節(jié)點(diǎn)與所述控制芯片相連;第三電阻,所述第三電阻的一端與所述第二節(jié)點(diǎn)相連,所述第三電阻的另一端與所述可控開關(guān)組件相連;穩(wěn)壓管,所述穩(wěn)壓管的陰極與所述第三電阻的另一端相連,所述穩(wěn)壓管的陽極接地。
[0015]為達(dá)到上述目的,本實(shí)用新型另一方面提出的一種電磁加熱系統(tǒng),包括所述的電磁加熱系統(tǒng)中開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型提出的電磁加熱系統(tǒng),通過上述開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置,在開關(guān)管處于滯后開通狀態(tài)時(shí)可將開關(guān)管的工作電流限制在預(yù)設(shè)范圍內(nèi),從而防止滯后開通狀態(tài)下反向大電流擊穿開關(guān)管,降低開關(guān)管開關(guān)損耗,保證系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性,降低安全隱患,延長(zhǎng)開關(guān)管的使用壽命。
[0017]優(yōu)選地,所述電磁加熱系統(tǒng)可為電磁爐、電磁電飯鍋或電磁壓力鍋?!靖綀D說明】
[0018]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電磁加熱系統(tǒng)中開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置的方框示意圖;
[0019]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的電磁加熱系統(tǒng)中開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置的方框示意圖;
[0020]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電磁加熱系統(tǒng)中開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置的電路原理圖;以及[0021 ]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電磁加熱系統(tǒng)的方框示意圖。[〇〇22]附圖標(biāo)記:[〇〇23]電磁加熱系統(tǒng)10、諧振電路20、供電電路30、滯后開通保護(hù)裝置40、檢測(cè)電路50、能量消耗電路60、控制電路70和開關(guān)管80;
[0024]加熱線圈L1和諧振電容Cl;整流芯片D1和濾波模塊301;[〇〇25] 電流采樣單元501和電壓檢測(cè)單元502;驅(qū)動(dòng)單元701、控制芯片702和濾波單元 703;[〇〇26] 采樣電阻R0、第一電阻R1、第二電阻R2、第四電阻R4和第四電容C4;[〇〇27] 第一三極管Q1、第二三極管Q2、第三電阻R3和穩(wěn)壓管ZD1?!揪唧w實(shí)施方式】
[0028]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例,所述實(shí)施例的示例在附圖中示出,其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的,旨在用于解釋本實(shí)用新型,而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0029]下面參考附圖來詳細(xì)描述本實(shí)用新型實(shí)施例提出的電磁加熱系統(tǒng)及其開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置。
[0030]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電磁加熱系統(tǒng)中開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置的方框示意圖。如圖1-3所示,該電磁加熱系統(tǒng)10包括由加熱線圈L1、諧振電容C1和開關(guān)管80組成的諧振電路20以及為諧振電路20供電的供電電路30。其中,供電電路30為整個(gè)電磁加熱系統(tǒng)的能量源;諧振電路20為整個(gè)電磁加熱系統(tǒng)的加熱單元。[0031 ]具體地,根據(jù)圖3的實(shí)施例,供電電路30包括:整流模塊D1和濾波模塊301,整流模塊D1的輸入端與交流電源例如220V市電相連,整流模塊D1用于對(duì)交流電源提供的交流電進(jìn)行整流處理;濾波模塊301的輸入端與整流模塊D1的輸出端相連,濾波模塊301用于對(duì)整流后的交流電進(jìn)行濾波處理,以通過濾波模塊301的輸出端輸出穩(wěn)定的直流電源,這樣供電電路30對(duì)交流電整流、濾波處理后輸出穩(wěn)定的直流電源給電磁加熱系統(tǒng)10。[〇〇32]更具體地,如圖3所示,濾波模塊301可包括濾波電感L2、第一濾波電容C2和第二濾波電容C3,其中,濾波電感L2的一端與整流模塊D1的第一輸出端相連,濾波電感L2的另一端作為濾波模塊301的第一輸出端;第一濾波電容C2的一端與濾波電感L2的一端相連,第一濾波電容C2的另一端與整流模塊D1的第二輸出端相連;第二濾波電容C3的一端與濾波電感L2 的另一端相連,第二濾波電容C3的另一端與第一濾波電容C2的另一端相連,第二濾波電容 C3的另一端還作為濾波模塊301的第二輸出端。
[0033]根據(jù)圖3的實(shí)施例,加熱線圈L1與諧振電容C1并聯(lián),并聯(lián)的加熱線圈L1與諧振電容 C1的一端與濾波模塊301的第一輸出端相連,并聯(lián)的加熱線圈L1與諧振電容C1的另一端與開關(guān)管80的集電極相連,開關(guān)管80的發(fā)射極接地并與濾波模塊301的第二輸出端相連,開關(guān)管80的控制極與驅(qū)動(dòng)單元相連。具體地,開關(guān)管80在驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)下導(dǎo)通或關(guān)斷,以控制諧振電路20將電能轉(zhuǎn)化為電磁能,從而實(shí)現(xiàn)諧振加熱。[〇〇34]如圖1所示,本實(shí)用新型實(shí)施例的滯后開通保護(hù)裝置40包括:檢測(cè)電路50、能量消耗電路60和控制電路70。[〇〇35]其中,檢測(cè)電路50與開關(guān)管80相連以根據(jù)開關(guān)管80的工作電流生成檢測(cè)信號(hào);能量消耗電路60對(duì)開關(guān)管80的工作電流進(jìn)行分流以消耗諧振電路20產(chǎn)生的能量;控制電路70 與檢測(cè)電路50和能量消耗電路60分別相連,控制電路70根據(jù)檢測(cè)信號(hào)判斷開關(guān)管80處于滯后開通狀態(tài)時(shí)控制能量消耗電路60進(jìn)行工作,以將開關(guān)管80的工作電流限制在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。
[0036]需要說明的是,當(dāng)開關(guān)管80處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí),開關(guān)管80的工作電流為零;當(dāng)開關(guān)管 80處于非滯后開通狀態(tài)時(shí),開關(guān)管80的工作電流為正向電流;當(dāng)開關(guān)管80處于滯后開通狀態(tài)時(shí),回路中會(huì)產(chǎn)生反向振蕩電流信號(hào),開關(guān)管80的工作電流為反向電流。這樣,通過檢測(cè)開關(guān)管80的工作電流就可以判斷開關(guān)管80是否處于滯后狀態(tài)。[〇〇37]具體來說,當(dāng)電磁加熱系統(tǒng)進(jìn)行工作時(shí),檢測(cè)電路50檢測(cè)開關(guān)管80的工作電流并生成檢測(cè)信號(hào),控制電路70根據(jù)檢測(cè)信號(hào)判斷開關(guān)管80的工作電流是否為反向電流,如果開關(guān)管80的工作電流為反向電流,控制電路70則判斷開關(guān)管80處于滯后開通狀態(tài),并控制能量消耗電路60開通,并且控制電路70還可根據(jù)反向電流的幅值獲取開關(guān)管80的滯后程度,并根據(jù)開關(guān)管80的滯后程度控制開關(guān)管80在每個(gè)通斷周期內(nèi)的開通時(shí)間,以將開關(guān)管 80的工作電流限制在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。
[0038]由此,根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例提出的電磁加熱系統(tǒng)中開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置,檢測(cè)電路根據(jù)開關(guān)管的工作電流生成檢測(cè)信號(hào),能量消耗電路對(duì)開關(guān)管的工作電流進(jìn)行分流以消耗諧振電路產(chǎn)生的能量,控制電路根據(jù)檢測(cè)信號(hào)判斷開關(guān)管處于滯后開通狀態(tài)時(shí)控制能量消耗電路進(jìn)行工作,以將開關(guān)管的工作電流限制在預(yù)設(shè)范圍內(nèi),從而防止滯后開通狀態(tài)下反向大電流擊穿開關(guān)管,降低開關(guān)管開關(guān)損耗,保證系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性,降低安全隱患,延長(zhǎng)開關(guān)管的使用壽命。[〇〇39]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,如圖2所示,檢測(cè)電路50包括:電流采樣單元501和電壓檢測(cè)單元502。
[0040]其中,電流采樣單元501與開關(guān)管80相連以根據(jù)開關(guān)管80的工作電流生成電流采樣信號(hào);電壓檢測(cè)單元502與電流采樣單元501相連以根據(jù)電流采樣信號(hào)生成檢測(cè)信號(hào)。 [0041 ]具體地,如圖3所不,開關(guān)管80為IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管),電流采樣單元501包括采樣電阻R0,采樣電阻R0的一端與IGBT的發(fā)射極E相連,且IGBT的發(fā)射極E接地,采樣電阻R0的另一端與電壓檢測(cè)單元502相連,采樣電阻 R0的另一端還與濾波模塊301的第二輸出端相連。即言,采樣電阻R0連接在濾波模塊301的第二輸出端與IGBT的發(fā)射極E之間。[〇〇42] 具體地,如圖3所示,電壓檢測(cè)單元502包括:第一電阻R1和第二電阻R2。[0〇43] 其中,第一電阻R1的一端與米樣電阻R0的另一端相連;第二電阻R2的一端與第一電阻R1的另一端相連,第二電阻R2的另一端與預(yù)設(shè)電源VCC相連,第一電阻R1與第二電阻R2 之間具有第一節(jié)點(diǎn),第一節(jié)點(diǎn)用以輸出檢測(cè)信號(hào)。[〇〇44]具體來說,電流采樣單元501的輸入端與開關(guān)管80相連,電流采樣單元501采樣開關(guān)管80的工作電流,并將電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào);電壓檢測(cè)單元502的輸入端與電流采樣單元501的輸出端相連以接收電流采樣信號(hào)即電壓信號(hào),電壓檢測(cè)單元502用于對(duì)電壓信號(hào)即電流采樣信號(hào)進(jìn)行處理以通過電壓檢測(cè)單元502的輸出端輸出第一電壓信號(hào)即檢測(cè)信號(hào)。[〇〇45]更具體地,電流采樣單元501采用小電阻、負(fù)電壓采樣方法,將正向電流轉(zhuǎn)換為負(fù)向電壓,并將負(fù)向電流轉(zhuǎn)換為正向電壓。電流采樣單元501的輸出的電壓信號(hào)存在正壓和反壓,并且此電壓信號(hào)的幅值較小、不易采樣,通過電壓檢測(cè)單元502的變換,可將電流采樣單元501輸出的電壓信號(hào)抬升為正向且適合控制電路70采樣的第一電壓信號(hào)。
[0046]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,能量消耗電路60包括可控開關(guān)組件,可控開關(guān)組件并聯(lián)在開關(guān)管80的集電極與發(fā)射極之間。
[0047]具體地,可控開關(guān)組件包括至少一個(gè)繼電器或M0S管(1^〖&1-0以(16-Semiconductor Field-Effect Transistor,金屬-氧化層-半導(dǎo)體-場(chǎng)效晶體管,簡(jiǎn)稱金氧半場(chǎng)效晶體管)。[〇〇48] 需要說明的是,至少一個(gè)繼電器或M0S管可在控制電路70的控制下同時(shí)導(dǎo)通或同時(shí)關(guān)斷,從而保證能量消耗電路60的可靠性,實(shí)現(xiàn)分流的作用,避免滯后瞬間電流過大而造成可控開關(guān)組件損壞。[〇〇49]具體來說,如圖3所示,能量消耗電路60可包括并聯(lián)的第一 M0S管M0SFET1和第二 M0S管M0SFET2,其中,第一M0S管M0SFET1的柵極與第二M0S管M0SFET2的柵極相連,第一M0S 管M0SFET1的柵極與第二M0S管M0SFET2的柵極之間具有第四節(jié)點(diǎn),第四節(jié)點(diǎn)與控制電路70 相連;第一 M0S管M0SFET1的漏極與第二M0S管M0SFET2的源極相連,第一 M0S管M0SFET1的漏極與第二M0S管M0SFET2的源極之間具有第五節(jié)點(diǎn),第五節(jié)點(diǎn)與IGBT管80的集電極相連;第一 M0S管M0SFET1的源極與第二M0S管M0SFET2的漏極相連,第一 M0S管M0SFET1的源極與第二 M0S管M0SFET2的漏極之間具有第六節(jié)點(diǎn),第六節(jié)點(diǎn)與IGBT管的發(fā)射極相連。
[0050] 當(dāng)控制電路70輸出高電平信號(hào)時(shí),第一M0S管M0SFET1和第二M0S管M0SFET2開通, 電流經(jīng)過加熱線圈L1、諧振電容C1和能量消耗電路60流回供電電路30,不再經(jīng)過IGBT管的反向二極管,諧振電路產(chǎn)生的能量基本上消耗在能量消耗電路60支路;當(dāng)控制電路70輸出低電平信號(hào)時(shí),第一 M0S管M0SFET1和第二M0S管M0SFET2關(guān)斷,電流經(jīng)過加熱線圈L1、諧振電容C1和IGBT管流回供電電路30,無需能量消耗電路60消耗諧振電路產(chǎn)生的能量。[0051 ] 這樣,開關(guān)管的開通越滯后即滯后開通狀態(tài)越嚴(yán)重,第一 M0S管M0SFET1和第二M0S 管M0SFET2開通時(shí)間越長(zhǎng),能量消耗電路60消耗的能量越大,供電電路30輸出的能量與能量消耗電路60消耗的能量的差值即為消耗在IGBT管上的能量,因此,不同程度的滯后開通狀態(tài)下,消耗在IGBT管上的能量基本保持在一個(gè)較小且基本恒定的閾值。[〇〇52] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,如圖2所示,控制電路70包括:驅(qū)動(dòng)單元701和控制芯片702。[〇〇53]其中,驅(qū)動(dòng)單元701與能量消耗電路60相連以驅(qū)動(dòng)能量消耗電路60進(jìn)行工作或停止工作;控制芯片702的輸入端與檢測(cè)電路50相連,控制芯片702的輸出端與驅(qū)動(dòng)單元701相連。[〇〇54] 進(jìn)一步地,如圖2和圖3所示,控制電路70還包括:濾波單元703。其中,濾波單元703 包括:第四電阻R4和第四電容C4,其中,第四電阻R4的一端與第一電阻R1和第二電阻R2之間的第一節(jié)點(diǎn)相連;第四電容C4的一端與第四電阻R4的另一端相連,第四電容C4的另一端接地,第四電阻R4和第四電容C4之間具有第二節(jié)點(diǎn),第二節(jié)點(diǎn)與控制芯片702相連。[〇〇55] 具體地,如圖3所示,驅(qū)動(dòng)單元701包括:第一三極管Q1、第二三極管Q2、第三電阻R3 和穩(wěn)壓管ZD1。[〇〇56]其中,第一三極管Q1的集電極C與預(yù)設(shè)電源VCC相連,第一三極管Q1的發(fā)射極E和第二三極管Q2的發(fā)射極E相連,第一三極管Q1的基極B和第二三極管Q2的基極B相連,第二三極管Q2的集電極C接地,第一三極管Q1的發(fā)射極E和第二三極管Q2的發(fā)射極E之間具有第二節(jié)點(diǎn),第一三極管Q1的基極B和第二三極管Q2的基極B之間具有第三節(jié)點(diǎn),其中,第三節(jié)點(diǎn)與控制芯片702相連;第三電阻R3的一端與第二節(jié)點(diǎn)相連,第三電阻R3的另一端與可控開關(guān)組件即能量消耗電路60相連;穩(wěn)壓管ZD1的陰極與第三電阻R3的另一端相連,穩(wěn)壓管ZD1的陽極接地。[〇〇57]根據(jù)本實(shí)用新型的的一個(gè)具體示例,第一三極管Q1可為NPN管,第二三極管Q2可為PNP 管。[〇〇58]具體來說,電壓檢測(cè)單元502輸出的第一電壓信號(hào)即檢測(cè)信號(hào)通過濾波單元703輸入到控制芯片702,控制芯片702內(nèi)部自帶的模數(shù)變換器將模擬的第一電壓信號(hào)變換為二進(jìn)制數(shù)據(jù),這樣控制芯片702將檢測(cè)信號(hào)變換成二進(jìn)制數(shù)據(jù)后再進(jìn)行處理。[〇〇59]控制芯片702可根據(jù)變換出的二進(jìn)制數(shù)據(jù)判斷檢測(cè)信號(hào)的電壓值是否大于預(yù)設(shè)電壓閾值,如果檢測(cè)信號(hào)的電壓值大于預(yù)設(shè)電壓閾值,則說明開關(guān)管80的工作電流為反向電流,開關(guān)管80處于滯后開通狀態(tài),此時(shí)控制芯片702控制能量消耗電路60進(jìn)行工作,而如果檢測(cè)信號(hào)的電壓值小于或等于預(yù)設(shè)電壓閾值,則說明開關(guān)管80未處于滯后開通狀態(tài),此時(shí)控制芯片702控制能量消耗電路60停止工作。
[0060]并且,控制芯片702還可預(yù)設(shè)多個(gè)電壓區(qū)間,且每個(gè)電壓區(qū)間對(duì)應(yīng)一個(gè)占空比,這樣控制芯片702可判斷檢測(cè)信號(hào)的電壓值所屬的電壓區(qū)間,并根據(jù)檢測(cè)信號(hào)的電壓值所屬的電壓區(qū)間輸出相應(yīng)占空比的PWM信號(hào),從而根據(jù)開關(guān)管80的滯后程度控制開關(guān)管80在每個(gè)通斷周期內(nèi)的開通時(shí)間,即言,開關(guān)管80的滯后程度越嚴(yán)重,反向電流越大,電壓檢測(cè)單元502輸出的檢測(cè)信號(hào)的電壓值越高,控制芯片702輸出的P麗信號(hào)的占空比越大。另外,應(yīng)當(dāng)理解的是,控制芯片702輸出的PWM信號(hào)無法直接驅(qū)動(dòng)M0S管等大電流開關(guān)器件,這樣通過驅(qū)動(dòng)單元701增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力,信號(hào)經(jīng)過驅(qū)動(dòng)單元701后輸出波形相同但帶載能力更強(qiáng)的 PWM信號(hào),以驅(qū)動(dòng)能量消耗電路60的開通或關(guān)斷。
[0061]如上所述,本實(shí)用新型實(shí)施例的開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置的工作過程如下: [〇〇62]在電磁加熱系統(tǒng)工作過程中,通過檢測(cè)電路50檢測(cè)開關(guān)管80的工作電流并生成檢測(cè)信號(hào),控制芯片702輪詢檢測(cè)電路50的輸出端,并根據(jù)檢測(cè)電路50輸出的檢測(cè)信號(hào)控制第一M0S管M0SFET1和第二M0S管M0SFET2,其中,當(dāng)開關(guān)管80處于滯后開通狀態(tài)時(shí),電流采樣單元501將采樣到瞬間反向電流,電壓檢測(cè)單元502輸出的檢測(cè)信號(hào)的電壓值大于預(yù)設(shè)電壓閾值,控制芯片702在判斷檢測(cè)信號(hào)的電壓值大于預(yù)設(shè)電壓閾值之后,判斷檢測(cè)信號(hào)的電壓值所屬的電壓區(qū)間,并輸出該電壓區(qū)間對(duì)應(yīng)的占空比的P麗信號(hào),然后P麗信號(hào)經(jīng)過驅(qū)動(dòng)單元 701 驅(qū)動(dòng)第一 M0S 管 M0SFET1 和第二 M0S 管 M0SFET2。[〇〇63] 如果PWM信號(hào)處于高電平,則第一三極管Q1開通,第二三極管Q2關(guān)斷,驅(qū)動(dòng)單元701 輸出高電平至第一 M0S管M0SFET1和第二M0S管M0SFET2的柵極,以驅(qū)動(dòng)第一 M0S管M0SFET1和第二M0S管M0SFET2開通;如果PWM信號(hào)處于低電平,則第二三極管Q2開通,第一三極管Q1關(guān)斷,驅(qū)動(dòng)單元701輸出低電平至第一 M0S管M0SFET1和第二M0S管M0SFET2的柵極,以驅(qū)動(dòng)第一 M0S 管 M0SFET1 和第二 M0S 管 M0SFET2 關(guān)斷。[〇〇64]由此,在不同程度的滯后開通程度下,流過IGBT的能量基本保持在較小且基本恒定的閾值。
[0065]綜上,根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例提出的電磁加熱系統(tǒng)中開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置,檢測(cè)電路根據(jù)開關(guān)管的工作電流生成檢測(cè)信號(hào),能量消耗電路對(duì)開關(guān)管的工作電流進(jìn)行分流以消耗諧振電路產(chǎn)生的能量,控制電路根據(jù)檢測(cè)信號(hào)判斷開關(guān)管處于滯后開通狀態(tài)時(shí)控制能量消耗電路進(jìn)行工作,以將開關(guān)管的工作電流限制在預(yù)設(shè)范圍內(nèi),從而防止滯后開通狀態(tài)下反向大電流擊穿開關(guān)管,降低開關(guān)管開關(guān)損耗,保證系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性,降低安全隱患,延長(zhǎng)開關(guān)管的使用壽命。
[0066]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電磁加熱系統(tǒng)的方框示意圖。如圖4所示,電磁加熱系統(tǒng)100包括開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置40。
[0067]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例提出的電磁加熱系統(tǒng),通過上述的開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置,在開關(guān)管處于滯后開通狀態(tài)時(shí)可將開關(guān)管的工作電流限制在預(yù)設(shè)范圍內(nèi),從而防止滯后開通狀態(tài)下反向大電流擊穿開關(guān)管,降低開關(guān)管開關(guān)損耗,保證系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性,降低安全隱患,延長(zhǎng)開關(guān)管的使用壽命。
[0068]優(yōu)選地,電磁加熱系統(tǒng)10可為電磁爐、電磁電飯鍋或電磁壓力鍋。
[0069]在本實(shí)用新型的描述中,需要理解的是,術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0070]此外,術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中,“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè),例如兩個(gè),三個(gè)等,除非另有明確具體的限定。
[0071]在本實(shí)用新型中,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或成一體;可以是機(jī)械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系,除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。[〇〇72]在本實(shí)用新型中,除非另有明確的規(guī)定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下” 可以是第一和第二特征直接接觸,或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0073]在本說明書的描述中,參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中,對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且,描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外,在不相互矛盾的情況下,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。[〇〇74] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例,可以理解的是,上述實(shí)施例是示例性的,不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電磁加熱系統(tǒng)中開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置,其特征在于,所述電磁加熱系統(tǒng) 包括由加熱線圈、諧振電容和開關(guān)管組成的諧振電路以及為所述諧振電路供電的供電電 路,所述滯后開通保護(hù)裝置包括:檢測(cè)電路,所述檢測(cè)電路與所述開關(guān)管相連以根據(jù)所述開關(guān)管的工作電流生成檢測(cè)信 號(hào);能量消耗電路,所述能量消耗電路對(duì)所述開關(guān)管的工作電流進(jìn)行分流以消耗所述諧振 電路產(chǎn)生的能量;控制電路,所述控制電路與所述檢測(cè)電路和所述能量消耗電路分別相連,所述控制電 路根據(jù)所述檢測(cè)信號(hào)判斷所述開關(guān)管處于滯后開通狀態(tài)時(shí)控制所述能量消耗電路進(jìn)行工 作,以將所述開關(guān)管的工作電流限制在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁加熱系統(tǒng)中開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置,其特征在于,所 述檢測(cè)電路包括:電流采樣單元,所述電流采樣單元與所述開關(guān)管相連以根據(jù)所述開關(guān)管的工作電流生 成電流米樣彳目號(hào);電壓檢測(cè)單元,所述電壓檢測(cè)單元與所述電流采樣單元相連以根據(jù)所述電流采樣信號(hào) 生成檢測(cè)信號(hào)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁加熱系統(tǒng)中開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置,其特征在于,所 述開關(guān)管為IGBT,所述電流采樣單元包括采樣電阻,所述采樣電阻的一端與所述IGBT的發(fā) 射極相連,且所述IGBT的發(fā)射極接地,所述采樣電阻的另一端與所述電壓檢測(cè)單元相連。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電磁加熱系統(tǒng)中開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置,其特征在于,所 述電壓檢測(cè)單元包括:第一電阻,所述第一電阻的一端與所述采樣電阻的另一端相連;第二電阻,所述第二電阻的一端與所述第一電阻的另一端相連,所述第二電阻的另一 端與預(yù)設(shè)電源相連,所述第一電阻與所述第二電阻之間具有第一節(jié)點(diǎn),所述第一節(jié)點(diǎn)用以 輸出所述檢測(cè)信號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁加熱系統(tǒng)中開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置,其特征在于,所 述能量消耗電路包括可控開關(guān)組件,所述可控開關(guān)組件并聯(lián)在所述開關(guān)管的集電極與發(fā)射 極之間。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁加熱系統(tǒng)中開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置,其特征在于, 所述可控開關(guān)組件包括至少一個(gè)繼電器或MOS管。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁加熱系統(tǒng)中開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置,其特征在于,所 述控制電路包括:驅(qū)動(dòng)單元,所述驅(qū)動(dòng)單元與所述能量消耗電路相連以驅(qū)動(dòng)所述能量消耗電路進(jìn)行工作 或停止工作;控制芯片,所述控制芯片的輸入端與所述檢測(cè)電路相連,所述控制芯片的輸出端與所 述驅(qū)動(dòng)單元相連。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電磁加熱系統(tǒng)中開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置,其特征在于,所 述驅(qū)動(dòng)單元包括:第一三極管和第二三極管,所述第一三極管的集電極與預(yù)設(shè)電源相連,所述第一三極管的發(fā)射極和所述第二三極管的發(fā)射極相連,所述第一三極管的基極和所述第二三極管的 基極相連,所述第二三極管的集電極接地,所述第一三極管的發(fā)射極和所述第二三極管的 發(fā)射極之間具有第二節(jié)點(diǎn),所述第一三極管的基極和所述第二三極管的基極之間具有第三 節(jié)點(diǎn),其中,所述第三節(jié)點(diǎn)與所述控制芯片相連;第三電阻,所述第三電阻的一端與所述第二節(jié)點(diǎn)相連,所述第三電阻的另一端與所述 可控開關(guān)組件相連;穩(wěn)壓管,所述穩(wěn)壓管的陰極與所述第三電阻的另一端相連,所述穩(wěn)壓管的陽極接地。9.一種電磁加熱系統(tǒng),其特征在于,包括根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的電磁加熱系 統(tǒng)中開關(guān)管的滯后開通保護(hù)裝置。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電磁加熱系統(tǒng),其特征在于,所述電磁加熱系統(tǒng)為電磁爐、電 磁電飯鍋或電磁壓力鍋。
【文檔編號(hào)】H03K17/08GK205725688SQ201620486103
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日
【發(fā)明人】宣龍健, 汪釗, 盧偉杰, 吳祥
【申請(qǐng)人】佛山市順德區(qū)美的電熱電器制造有限公司, 美的集團(tuán)股份有限公司