本發(fā)明涉及電磁爐電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用在電磁爐設(shè)備的IGBT串并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

家用大功率電磁爐一般在2-5kw,其需求量大,符合現(xiàn)在國(guó)家節(jié)能減排的政策導(dǎo)向,具有廣闊的市場(chǎng)前景；諧振型逆變器是大功率電磁爐的關(guān)鍵組成部分,它的發(fā)展水平與感應(yīng)加熱技術(shù)和大功率電磁爐的發(fā)展、應(yīng)用密切相關(guān)。

電磁爐作為廚具市場(chǎng)的一種新型爐具,它打破了傳統(tǒng)的明火烹調(diào)方式；電磁加熱的工作原理是在線圈盤(pán)中通上高頻電流,在線圈盤(pán)的軸向兩面產(chǎn)生磁場(chǎng),當(dāng)鐵質(zhì)鍋具處于磁場(chǎng)范圍內(nèi)時(shí),鍋具即切割蛟變磁力線而在鍋具底部產(chǎn)生交變的電流(即渦流),渦流使鍋具鐵分子高速無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),分子互相碰撞、摩擦而產(chǎn)生熱能使器具本身自行高速發(fā)熱,用來(lái)加熱和烹飪食物,從而達(dá)到煮食用。

目前存在的瓶頸是：IGBT單管電壓容量的限制和IGBT電流容量的限制，從而限制了并聯(lián)諧振型電磁爐的最高功率。如何設(shè)計(jì)IGBT驅(qū)動(dòng)與隔離電路、過(guò)流過(guò)壓保護(hù)電路、高頻電流檢測(cè)保護(hù)電路及吸收電路成為目前的存在的技術(shù)難點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種應(yīng)用在電磁爐設(shè)備的IGBT串并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)，通過(guò)串聯(lián)減小了作為開(kāi)關(guān)的IGBT的承受電壓，通過(guò)并聯(lián)也減小了流過(guò)IGBT的電流，節(jié)約了成本，提高了由于單個(gè)IGBT器件本身的限制導(dǎo)致的并聯(lián)諧振電路結(jié)構(gòu)的電磁爐最高功率限制的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種應(yīng)用在電磁爐設(shè)備的IGBT串并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)，包括主電路單元和控制電路單元，所述主電路單元包括整流電路、濾波電路和諧振電路，控制電路單元包括檢測(cè)電路、中央處理器和驅(qū)動(dòng)電路，整流電路將輸入的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，傳送至濾波電路進(jìn)行濾波，濾波電路濾波后的直流電傳送至諧振電路進(jìn)行逆變處理，所述檢測(cè)電路用于檢測(cè)整流電路的電信號(hào)，并將檢測(cè)的信號(hào)傳送至中央處理器進(jìn)行處理，中央處理器通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)控制諧振電路通斷，所述諧振電路由線圈盤(pán)、諧振電容和IGBT串并聯(lián)電路組成，所述IGBT串并聯(lián)電路由兩組N個(gè)IGBT并聯(lián)電路組成的串聯(lián)電路，其中N為不小于2的正整數(shù)，第一組N個(gè)IGBT并聯(lián)電路的發(fā)射極E端分別與第二組N個(gè)IGBT并聯(lián)電路對(duì)應(yīng)的集電極C端串聯(lián)連接，所述兩組N個(gè)IGBT并聯(lián)電路的集電極C端與發(fā)射極E端分別并接有動(dòng)態(tài)均壓與靜態(tài)均壓電路，且兩組分別并接的動(dòng)態(tài)均壓與靜態(tài)均壓電路串聯(lián)連接。

進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案為所述動(dòng)態(tài)均壓與靜態(tài)均壓電路為兩個(gè)吸收電容和一個(gè)吸收電阻組成的并聯(lián)電路，其中，吸收電容采用0.022uF/2000VDC，吸收電阻采用的阻值為470K。

進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案為所述驅(qū)動(dòng)電路采用兩組HCPL-316J驅(qū)動(dòng)芯片組成兩路隔離的驅(qū)動(dòng)電路，輸入信號(hào)為同一驅(qū)動(dòng)信號(hào)，輸出信號(hào)為兩路同步同相位信號(hào)。

進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案為所述IGBT串并聯(lián)電路由兩組4個(gè)IGBT并聯(lián)電路組成的串聯(lián)電路。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明的功率器件IGBT并聯(lián)能夠有效提升單個(gè)IGBT的電流容量限制；并聯(lián)功率器件IGBT組串聯(lián)后能夠有效提升單個(gè)IGBT的耐壓限制，從而突破IGBT單管耐壓和電流的限制；對(duì)于并聯(lián)諧振電路，能夠有效提升并聯(lián)型電磁爐的功率。其中，驅(qū)動(dòng)電路由隔離的驅(qū)動(dòng)電路由兩個(gè)吸收電容和一個(gè)吸收電阻組成的并聯(lián)電路；能夠保證兩路驅(qū)動(dòng)互不干擾，保證了驅(qū)動(dòng)的同時(shí)性。并聯(lián)諧振型電磁爐的功率器件在零電壓時(shí)開(kāi)通，開(kāi)通的尖峰較??；同時(shí)，尖峰吸收和均壓電路的作用能夠吸收掉由于兩路功率器件開(kāi)通不同時(shí)導(dǎo)致的尖峰電壓，電阻、電容等器件組成的均壓電路，能夠有效保證靜態(tài)和動(dòng)態(tài)均壓。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明原理框圖；

圖2是本發(fā)明的主電路單元的電路原理圖；

圖3是本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明公開(kāi)了一種應(yīng)用在電磁爐設(shè)備的IGBT串并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)，包括主電路單元和控制電路單元，所述主電路單元包括整流電路、濾波電路和諧振電路，控制電路單元包括檢測(cè)電路、中央處理器和驅(qū)動(dòng)電路，整流電路將輸入的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，傳送至濾波電路進(jìn)行濾波，濾波電路濾波后的直流電傳送至諧振電路進(jìn)行逆變處理，所述檢測(cè)電路用于檢測(cè)整流電路的電信號(hào)，并將檢測(cè)的信號(hào)傳送至中央處理器進(jìn)行處理，中央處理器通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)控制諧振電路通斷，所述諧振電路由線圈盤(pán)、諧振電容和IGBT串并聯(lián)電路組成，所述IGBT串并聯(lián)電路由兩組N個(gè)IGBT并聯(lián)電路組成的串聯(lián)電路，其中N為不小于2的正整數(shù)，第一組N個(gè)IGBT并聯(lián)電路的發(fā)射極E端分別與第二組N個(gè)IGBT并聯(lián)電路對(duì)應(yīng)的集電極C端串聯(lián)連接，所述兩組N個(gè)IGBT并聯(lián)電路的集電極C端與發(fā)射極E端分別并接有動(dòng)態(tài)均壓與靜態(tài)均壓電路，且兩組分別并接的動(dòng)態(tài)均壓與靜態(tài)均壓電路串聯(lián)連接。

進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案為所述動(dòng)態(tài)均壓與靜態(tài)均壓電路為兩個(gè)吸收電容和一個(gè)吸收電阻組成的并聯(lián)電路，其中，吸收電容采用0.022uF/2000VDC，吸收電阻采用的阻值為470K，同時(shí)，能夠起到吸收兩組功率器件開(kāi)通不同時(shí)導(dǎo)致的尖峰電壓的作用，防止尖峰擊穿IGBT的現(xiàn)象。

進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案為所述驅(qū)動(dòng)電路采用兩組HCPL-316J驅(qū)動(dòng)芯片組成兩路隔離的驅(qū)動(dòng)電路，輸入信號(hào)為同一驅(qū)動(dòng)信號(hào)，輸出信號(hào)為兩路同步同相位信號(hào)。

進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案為所述IGBT串并聯(lián)電路由兩組4個(gè)IGBT并聯(lián)電路組成的串聯(lián)電路，電磁爐為8kW/220V,突破了目前5kW/220V的技術(shù)瓶頸。

本發(fā)明的功率器件IGBT并聯(lián)能夠有效提升單個(gè)IGBT的電流容量限制；并聯(lián)功率器件IGBT組串聯(lián)后能夠有效提升單個(gè)IGBT的耐壓限制，從而突破IGBT單管耐壓和電流的限制；對(duì)于并聯(lián)諧振電路，能夠有效提升并聯(lián)型電磁爐的功率。其中，驅(qū)動(dòng)電路由隔離的驅(qū)動(dòng)電路由兩個(gè)吸收電容和一個(gè)吸收電阻組成的并聯(lián)電路；能夠保證兩路驅(qū)動(dòng)互不干擾，保證了驅(qū)動(dòng)的同時(shí)性。并聯(lián)諧振型電磁爐的功率器件在零電壓時(shí)開(kāi)通，開(kāi)通的尖峰較??；同時(shí)，尖峰吸收和均壓電路的作用能夠吸收掉由于兩路功率器件開(kāi)通不同時(shí)導(dǎo)致的尖峰電壓，電阻、電容等器件組成的均壓電路，能夠有效保證靜態(tài)和動(dòng)態(tài)均壓。通過(guò)串聯(lián)減小了作為開(kāi)關(guān)的IGBT的承受電壓，通過(guò)并聯(lián)也減小了流過(guò)IGBT的電流，節(jié)約了成本，提高了由于單個(gè)IGBT器件本身的限制導(dǎo)致的并聯(lián)諧振電路結(jié)構(gòu)的電磁爐最高功率限制的問(wèn)題。

并聯(lián)諧振電磁爐原理為：由線圈盤(pán)和諧振電容組成的并聯(lián)諧振電路，通過(guò)諧振產(chǎn)生交變的電路，從而產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，在鍋底產(chǎn)生渦流，從而加熱鍋具。

具體過(guò)程為：剛開(kāi)始功率開(kāi)關(guān)器件IGBT開(kāi)通，線盤(pán)的電流逐漸增大，能量?jī)?chǔ)存在線盤(pán)中；而后功率開(kāi)關(guān)器件IGBT關(guān)斷線盤(pán)的電流給諧振電容充電，同時(shí)功率器件的C極電壓會(huì)增高；最后諧振電容給線盤(pán)放電，從而功率器件的C極電壓降低，形成一個(gè)周期。