本實(shí)用新型涉及電磁爐技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種變頻電磁爐電路。

背景技術(shù)：

電磁爐是利用電磁感應(yīng)加熱原理制成的電氣烹飪器具，由高頻感應(yīng)加熱線圈、高頻電力轉(zhuǎn)換裝置、控制器及鐵磁材料鍋底炊具等部分組成。使用時(shí)，加熱線圈中通入交變電流，線圈周圍便產(chǎn)生一交變磁場(chǎng)，交變磁場(chǎng)的磁力線大部分通過金屬鍋體，在鍋底中產(chǎn)生大量渦流，從而產(chǎn)生烹飪所需的熱。電磁爐具有升溫快、熱效率高、無明火、無煙塵、無有害氣體、對(duì)周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱輻射、體積小巧、安全性好和外觀美觀等優(yōu)點(diǎn)，能完成家庭的絕大多數(shù)烹飪?nèi)蝿?wù)。

然而現(xiàn)有的商用式電磁爐電路主要由幾大電路部分組成，分別是 ：電源整流部分，電壓電流檢測(cè)保護(hù)部分、面版控制部分、同步和驅(qū)動(dòng)部分，其中風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、蜂鳴器驅(qū)動(dòng)，以上電路全部由分立元件組成，元器件多成本高，且受溫度影響大，電路功耗大、穩(wěn)定性差；使用成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提出一種變頻電磁爐電路，該電磁爐電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性強(qiáng)，可以進(jìn)行變頻控制，使電磁爐使用過程功耗降低，產(chǎn)品工作的可靠性也得到提高，也有利于降低生產(chǎn)成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種變頻電磁爐電路，包括整流模塊、濾波模塊、逆變模塊、諧振回路和控制單元；

所述的整流模塊輸入端與交流電源連接，用于將交流電源的交流輸入轉(zhuǎn)換為直流輸入；所述的濾波模塊輸入端與所述整流模塊的輸出端連接，用于對(duì)裝換后的直流輸入進(jìn)行濾波；所述的逆變模塊的電源輸入端與所述濾波模塊的輸出端連接，用于將濾波后的直流輸入變頻為交流輸入；所述的諧振回路輸入端與所述逆變模塊輸出端連接，諧振回路輸入端與鍋具負(fù)載連接，用于將交流輸入轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶艩t工作所需的磁場(chǎng)；所述的控制單元用于電路的控制。

還包括電壓采樣電路和電流采樣電路，所述的電壓采樣電路連接于所述整流模塊的采樣端和所述控制單元的信號(hào)輸入端口之間，用于采集輸入的電源電壓值并發(fā)送給控制單元；所述的電流采樣電路，連接于所述整流模塊的采樣端和所述控制單元的信號(hào)輸入端口之間，用于采集整流后的電流值并發(fā)送給控制單元。

還包括爐面溫度采樣模塊和散熱模塊；所述的爐面溫度采樣模塊連接于所述控制單元的信號(hào)輸入端口，用于采集電磁爐的爐面的溫度值并發(fā)送給所述控制單元；所述的散熱模塊，與所述控制單元連接，用于電磁爐散熱。

所述的逆變模塊包括濾波電容Cd、電容C1、C2、和兩個(gè)IGBT管；濾波電容Cd并聯(lián)在直流電源的兩端，電容C1、C2串聯(lián)后與濾波電容Cd并聯(lián)，兩個(gè)IGBT管串聯(lián)后與濾波電容Cd并聯(lián)；兩個(gè)串聯(lián)的IGBT管中點(diǎn)一端上連接串聯(lián)的電阻R和電感L，電感L連接電容C1、C2的中點(diǎn)。

所述的控制單元采用MB90F462控制器。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型包括整流模塊、濾波模塊、逆變模塊、諧振回路和控制單元；交流電通過整流模塊后整流轉(zhuǎn)變成直流電，再經(jīng)過LC濾波電路進(jìn)行濾波，變成穩(wěn)定的直流電源，再通過逆變模塊將直流電源轉(zhuǎn)變成高頻交流電，再通過諧振回路轉(zhuǎn)變成高頻磁場(chǎng)，進(jìn)而對(duì)鍋具負(fù)責(zé)進(jìn)行渦流加熱?？刂茊卧獙?shí)現(xiàn)了電磁爐的變頻控制。相比傳 統(tǒng)的電磁爐電路，省去了在外圍電路，簡(jiǎn)化了電路的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品工作的可靠性也得到提高，也有利于降低生產(chǎn)成本。

進(jìn)一步，逆變模塊具有輸出電壓波形獨(dú)立可控拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，負(fù)載串聯(lián)電路對(duì)電源呈低阻抗，采用電壓源供電，其電流是相位隨著負(fù)載的功率因素而變化的近正弦電流，因能滿足許多感應(yīng)加熱場(chǎng)合的要求而得到十分廣泛的應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的電磁爐電路的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為圖1所示的逆變模塊的電路圖；

圖3為本實(shí)用新型的工作原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種變頻電磁爐電路，包括：整流模塊，該整流模塊的輸入端與交流電源連接，用于將交流電源的交流輸入轉(zhuǎn)換為直流輸入；濾波模塊，該濾波模塊的輸入端與所述整流模塊的輸出端連接，用于對(duì)裝換后的直流輸入進(jìn)行濾波；逆變模塊，該逆變模塊的電源輸入端與所述濾波模塊的輸出端連接，用于將濾波后的直流輸入產(chǎn)生高頻電流；諧振回路，該諧振回路輸入端與所述逆變模塊輸出端連接，用于產(chǎn)生電磁爐工作所需的磁場(chǎng)；控制單元，該控制單元的信號(hào)輸出端口與所有的信號(hào)輸入端連接，用于電路的控制；電壓采樣電路，連接于所述整流電路的采樣端和所述控制單元的信號(hào)輸入端口之間，用于采集輸入的電源電壓值并發(fā)送給所述控制單元；電流采樣電路，連接于所述整流模塊的采樣端和所述控制單元的信號(hào)輸入端口之間，用于采集整流后的電流值并發(fā)送給所述控制單元；爐面溫度采樣模塊，連接于所述控制單元的信號(hào)輸入端口，用于采集電磁爐的爐面的溫度值并發(fā)送給所述控制單元；散熱模塊，用于電磁爐散熱。

如圖2所示，所述的逆變電路即電壓源逆變器，包括在直流電源的兩端并聯(lián)濾波電容Cd，電容C1、C2串聯(lián)后與濾波電容Cd并聯(lián)，兩個(gè)IGBT管串聯(lián)，其中點(diǎn)a串聯(lián)電阻R和電感L，然后連接電容C1、C2的中點(diǎn)。

電壓源逆變器具有輸出電壓波形獨(dú)立可控拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，負(fù)載串聯(lián)電路對(duì)電源呈低阻抗，一般采用電壓源供電，即在直流電源的兩端并有大的濾波電容，其電流是相位隨著負(fù)載的功率因素而變化的近正弦電流，因能滿足許多感應(yīng)加熱場(chǎng)合的要求而得到十分廣泛的應(yīng)用。所以本設(shè)計(jì)開發(fā)采用電壓源逆變器的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型的電磁感應(yīng)加熱原理在電磁爐中的應(yīng)用的基礎(chǔ)上，在商用電磁爐的負(fù)載串聯(lián)諧振回路與感性移相PWM控制下實(shí)現(xiàn)開關(guān)器件IGBT軟開關(guān)的具體工作過程，確立了控制系統(tǒng)的硬件電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)以MB90F462為主控制器，采用負(fù)載電流、電壓計(jì)算有功功率與鎖相環(huán)頻率跟蹤的雙閉環(huán)控制的反饋電路，利用霍爾檢測(cè)進(jìn)行負(fù)載的頻率跟蹤與感性移相PWM控制的調(diào)功方式，以三相不可控整流電路和單相全橋串聯(lián)諧振電壓源逆變電路為主電路的硬件平臺(tái)。

理論上，感性移相PWM控制通過負(fù)載電流的頻率跟蹤與移相控制使基準(zhǔn)臂器件工作于零電流開關(guān)與移相臂器件工作于零電流開通、大電流硬關(guān)斷的工作狀態(tài)?？紤]到IGBT器件的非理想性，實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)的處理辦法是在器件上并聯(lián)緩沖無損電容進(jìn)行轉(zhuǎn)移電流與電壓箝位來營(yíng)造ZVS-OFF環(huán)境，使得所有的開關(guān)器件都工作在ZCZVS-ON&ZVS-OFF的開關(guān)狀態(tài)。

本實(shí)用新型采用脈沖頻率調(diào)制（PFM）容性與感性的移相PWM(PWM-PFM)綜合控制方法進(jìn)行分析。脈沖頻率調(diào)功法采用不可控整流與濾波電路得到直流電壓，通過調(diào)節(jié)脈沖控制電路的輸出頻率改變逆變側(cè)輸出負(fù)載的頻率來改變負(fù)載的功率因素（角），從而達(dá)到調(diào)節(jié)輸出功率的目的。

如圖3所示，本實(shí)用新型的原理為交流電通過整流模塊后整流轉(zhuǎn)變成直流電，再經(jīng)過LC濾波電路進(jìn)行濾波，變成穩(wěn)定的直流電源，再通過逆變模塊將直流電源轉(zhuǎn)變成高頻交流電，再通過諧振回路轉(zhuǎn)變成高頻磁場(chǎng)，進(jìn)而對(duì)鍋具負(fù)責(zé)進(jìn)行渦流加熱。再通過控制單元的PFM控制實(shí)現(xiàn)了電磁爐的變頻控制。

相比傳 統(tǒng)的電磁爐電路，省去了在外圍電路，簡(jiǎn)化了電路的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品工作的可靠性也得到提高，也有利于降低生產(chǎn)成本。

在商用電磁爐的主電路中，由負(fù)責(zé)串聯(lián)補(bǔ)償回路組成的電壓源逆變器電路部分是核心部分，其目的與作用是將直流電能逆變成高頻交流電能，給負(fù)載串聯(lián)回路提供電能，滿足電磁爐加熱的要求。根據(jù)采用開關(guān)器件的個(gè)數(shù)、負(fù)載輸出功率的大小與應(yīng)用場(chǎng)合的要求。

以上內(nèi)容是對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型由所提交的權(quán)利要求書確定實(shí)用新型保護(hù)范圍。