本實用新型涉及功率控制技術(shù)，尤其涉及一種可實現(xiàn)連續(xù)低功率加熱的控制電路及包括該控制電路的電磁爐。

背景技術(shù)：

在常規(guī)的電磁爐連續(xù)低功率加熱的控制方法中，均是采用單一的瞬時驅(qū)動脈沖實現(xiàn)低功率的連續(xù)加熱，但這種方案會導(dǎo)致功率管的臺階過高，即當功率管開通的時候功率管的漏極管腳的電壓過高。根據(jù)I＝U/R，此時R很小，U很大，將導(dǎo)致I電流很大，從而引起功率管自身的溫升過高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本實用新型提出了一種可實現(xiàn)連續(xù)低功率加熱的控制電路，能夠避免采用單一的瞬時驅(qū)動脈沖帶來的功率管高臺階、高溫升的弊端。

為了達到上述目的，本實用新型提出了一種可實現(xiàn)連續(xù)低功率加熱的控制電路，包括：整流電路、電感電容LC諧振電路、功率管和主控芯片；該整流電路的輸出端與LC諧振電路輸入端相連，LC諧振電路輸出端與功率管的漏極相連，主控芯片的控制信號輸出端與功率管的柵極相連。

主控芯片，用于產(chǎn)生功率管的周期性驅(qū)動信號；其中，每個周期的驅(qū)動信號包括多個控制時段，每個控制時段分別具有不同的占空比。

功率管，用于根據(jù)驅(qū)動信號導(dǎo)通或關(guān)斷，控制LC諧振電路輸出與每個控制時段相對應(yīng)的功率。

可選地，多個控制時段包括：第一控制時段和第二控制時段。

其中，第一控制時段具有第一占空比；第二控制時段具有第二占空比。

可選地，第一占空比和第二占空比均大于或等于第一占空比閾值，并小于或等于第二占空比閾值，其中，第一占空比閾值小于或等于第二占空比閾值。

可選地，

第一占空比大于或等于第一占空比閾值，小于第三占空比閾值。

第二占空比大于第四占空比閾值，小于或等于所述第二占空比閾值。

第三占空比閾值大于第一占空比閾值，小于或等于第四占空比閾值；第四占空比閾值小于第二占空比閾值。

其中，第三占空比閾值是控制LC諧振電路輸出第一功率和第二功率時的占空比臨界值，其中，第一功率小于第二功率。

第四占空比閾值是控制LC諧振電路輸出第二功率和第三功率時的占空比臨界值，其中，第二功率小于或等于第三功率。

可選地，第一占空比閾值為10％；第二占空比閾值為70％。

第三占空比閾值為40％；第四占空比閾值為50％。

可選地，n個連續(xù)的第一控制時段和m個連續(xù)的第二控制時段周期性循環(huán)，其中，n和m為正整數(shù)；n≥1，m≥1。

可選地，多個控制時段還包括：第三控制時段；第三控制時段具有第三占空比。

第三占空比小于第三占空比閾值或者大于第四占空比閾值。

可選地，該電路還包括功率管驅(qū)動電路。

功率管驅(qū)動電路的輸出端與功率管的柵極相連，功率管驅(qū)動電路的輸入端與主控芯片的控制信號輸出端相連。

功率管驅(qū)動電路用于對驅(qū)動信號進行放大，并采用放大后的驅(qū)動信號驅(qū)動功率管的導(dǎo)通或關(guān)斷。

可選地，功率管為絕緣柵雙極型晶體管IGBT、金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MOSFET或三極管。

相應(yīng)的，本實用新型還提出了一種電磁爐，包括所述的可實現(xiàn)連續(xù)低功率加熱的控制電路。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型包括：整流電路、LC諧振電路、功率管和主控芯片；該整流電路的輸出端與LC諧振電路輸入端相連，LC諧振電路輸出端與功率管的漏極相連，主控芯片的控制信號輸出端與功率管的柵極相連。主控芯片，用于產(chǎn)生功率管的周期性驅(qū)動信號；其中，每個周期的驅(qū)動信號包括多個控制時段，每個控制時段分別具有不同的占空比。功率管，用于根據(jù)驅(qū)動信號導(dǎo)通或關(guān)斷，控制LC諧振電路輸出與每個控制時段相對應(yīng)的功率。通過本實用新型實施例的方案，能夠避免采用單一的瞬時驅(qū)動脈沖帶來的功率管高臺階、高溫升的弊端。同時采用該方案的電磁爐可實現(xiàn)連續(xù)低功率加熱，同樣也具有使用壽命長和實用性強的優(yōu)點。

附圖說明

下面對本實用新型實施例中的附圖進行說明，實施例中的附圖是用于對本實用新型的進一步理解，與說明書一起用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型保護范圍的限制。

圖1為本實用新型實施例的可實現(xiàn)連續(xù)低功率加熱的控制電路的組成框圖；

圖2為本實用新型實施例的可實現(xiàn)連續(xù)低功率加熱的控制電路的實施例連接圖；

圖3為本實用新型實施例的主控芯片發(fā)出的驅(qū)動脈沖第一實施例示意圖；

圖4為本實用新型實施例的主控芯片發(fā)出的驅(qū)動脈沖第二實施例示意圖；

圖5為本實用新型實施例的主控芯片發(fā)出的驅(qū)動脈沖第三實施例示意圖；

圖6為本實用新型實施例的主控芯片發(fā)出的驅(qū)動脈沖第四實施例示意圖。

具體實施方式

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的描述，并不能用來限制本實用新型的保護范圍。

為了達到上述目的，本實用新型提出了一種可實現(xiàn)連續(xù)低功率加熱的控制電路1，包括：整流電路01、電感電容LC諧振電路02、功率管03和主控芯片04；該整流電路01的輸出端與LC諧振電路02的輸入端相連，LC諧振電路02的輸出端與功率管03的漏極相連，主控芯片04的控制信號輸出端與功率管03的柵極相連，如圖1、圖2所示。

在本實用新型實施例中，整流電路01將工頻電壓變成脈動直流電壓，并通過扼流圈過濾后輸送給LC諧振電路02。LC諧振電路02可以是由電磁線圈和諧振電容組成的諧振電路。功率管03由主控芯片04發(fā)出的矩形驅(qū)動脈沖驅(qū)動。功率管03導(dǎo)通時，流過電磁線圈的電流迅速增加；功率管03截止時，電磁線圈和并聯(lián)諧振電容發(fā)生串聯(lián)諧振，功率管03的C極(漏極)對地產(chǎn)生高壓脈沖。當功率管03的驅(qū)動脈沖降至為零時，驅(qū)動脈沖再次施加到功率管03上使之導(dǎo)通。上述過程周而復(fù)始，最終產(chǎn)生相應(yīng)的主頻電磁波，使電磁爐的陶瓷板上放置的鐵質(zhì)鍋底感應(yīng)出渦流并使鍋體發(fā)熱。

主控芯片04，用于產(chǎn)生功率管03的周期性驅(qū)動信號；其中，每個周期的驅(qū)動信號包括多個控制時段，每個控制時段分別具有不同的占空比。

功率管03，用于根據(jù)驅(qū)動信號導(dǎo)通或關(guān)斷，控制LC諧振電路02輸出與每個控制時段相對應(yīng)的功率。

在本實用新型實施例中，為了避免當前已有方案中主控芯片04輸出單一的功率管驅(qū)動脈沖帶來的功率管漏極高臺階、高溫升的弊端，本實施例方案中的主控芯片04對產(chǎn)生的用于驅(qū)動功率管03的周期性驅(qū)動信號進行了調(diào)整。調(diào)整后的驅(qū)動信號與當前通用的僅包含一種占空比的驅(qū)動信號不同，調(diào)整后的驅(qū)動信號可以包括多個控制時段，并且每個控制時段分別具有不同的占空比。由于不同的占空比就意味著每個控制時段中驅(qū)動脈沖的持續(xù)時間不同，并且驅(qū)動功率的大小取決于T1*V1+T2*V2+……的值，其中，V1是T1時間段內(nèi)的驅(qū)動電壓值，V2是T2時間段內(nèi)的驅(qū)動電壓值，由于本實用新型中的主控芯片04輸出的驅(qū)動脈沖為矩形波，即驅(qū)動電壓值相同，因此，每個控制時段產(chǎn)生的驅(qū)動功率主要取決于驅(qū)動值對應(yīng)的持續(xù)時間，即上述的占空比，因此，當采用不同的占空比時，就會對應(yīng)產(chǎn)生不同的驅(qū)動功率?；谠搶嵤├桨福谝粋€或多個高驅(qū)動功率的控制時段后，主控芯片04通過改變占空比輸出一個或多個低驅(qū)動功率的控制時段，從而可以緩解或消除之前的高驅(qū)動功率控制時段產(chǎn)生的功率管溫升過高的問題。另外，通過不同的占空比對低功率加熱時的驅(qū)動脈沖值的持續(xù)時間進行調(diào)節(jié)，防止現(xiàn)有技術(shù)中通常采用持續(xù)的過短的驅(qū)動時間以實現(xiàn)低功率而造成的功率管03的柵極臺階過高，從而避免功率管被損壞。

需要說明的是，每個驅(qū)動周期的驅(qū)動信號中具體包括多少種不同的控制時段，以及每種控制時段的個數(shù)均可以根據(jù)不同的應(yīng)用場景自行定義，對于控制時段的具體個數(shù)不做限制。下面以兩個控制時段為例進行詳細說明。

可選地，多個控制時段包括：第一控制時段和第二控制時段。

其中，第一控制時段具有第一占空比；第二控制時段具有第二占空比。

在本實用新型實施例中，主控芯片04會周期性發(fā)出功率管03的驅(qū)動信號，每個周期的驅(qū)動信號中會包含多個驅(qū)動脈沖，主控芯片04可以將該多個驅(qū)動脈沖劃分為兩種控制時段，即上述的第一控制時段T1和第二控制時段T2，如圖3所示。由于第一控制時段具有第一占空比，第二控制時段具有第二占空比，因此，將多個驅(qū)動脈沖劃分為兩種控制時段，也就意味著將多個驅(qū)動脈沖劃分為兩種占空比。但是這兩種占空比并不是任意定義的兩個不同的占空比，為了解決本實用新型提出的問題，需要對該兩種占空比做進一步限制，具體方案如下所述。

可選地，第一占空比和第二占空比均大于或等于第一占空比閾值，并小于或等于第二占空比閾值，第一占空比閾值小于第二占空比閾值。

在本實用新型實施例中，為了實現(xiàn)降低連續(xù)的高功率，避免造成功率管03的溫升過高和高臺階，對于第一占空比和第二占空比的取值范圍需要進行限制。具體地，為了實現(xiàn)電磁率的連續(xù)低功率加熱功能，每個控制時段內(nèi)的占空比都需要維持一個足夠小的值，以支持電磁爐輸出連續(xù)的低功率。但上述的每個控制時段的占空比又不能太小，防止過小的占空比造成功率管的柵極臺階過高。因此，可以對每個控制時段的占空比的取值范圍做一個限定，例如，大于或等于第一占空比閾值，小于或等于第二占空比閾值。該第一占空比閾值和第二占空比閾值均可以根據(jù)經(jīng)驗值，并且根據(jù)不同的應(yīng)用場景自行定義，對于其具體數(shù)值不做限制。例如，該第一占空比閾值可以選擇5％或10％等，第二占空比閾值可以選擇60％或70％等。

在對主控芯片04的輸出脈沖的占空比進行整體的限制之后，便可以對一個脈沖周期中的多個控制時段內(nèi)的占空比做詳細限制了。通過上述內(nèi)容已知，在每個控制時段的對應(yīng)時間均相同的情況下，當占空比大時，該控制時段內(nèi)的輸出的加熱功率就大，當占空比小時，該控制時段內(nèi)輸出的加熱功率就小。因此，在一個控制時段內(nèi)的每個驅(qū)動脈沖的占空比設(shè)置的比較大時，例如，60％，緊接的另一個控制時段內(nèi)的每個驅(qū)動脈沖的占空比就需要設(shè)置的比較小，例如，20％，以降低上一個控制時段產(chǎn)生的連續(xù)高功率(這里所述的高功率是相對高功率，是在持續(xù)低功率加熱過程中產(chǎn)生的相對較高的功率)，并降低該相對高功率帶來的功率管溫升過高的問題。在具體實施中，同樣可以通過設(shè)置占空比閾值對不同的占空比進行限制?？蛇x地，第一占空比大于或等于第一占空比閾值，小于第三占空比閾值，第二占空比大于第四占空比閾值，小于或等于第二占空比閾值，其中，第三占空比閾值大于第一占空比閾值，小于或等于第四占空比閾值；第四占空比閾值小于第二占空比閾值。需要說明的是，上述的各種占空比閾值可以根據(jù)不同的應(yīng)用場景自行定義，對于其具體數(shù)值不做限制。可選地，第三占空比閾值可以為40％；第四占空比閾值可以為50％。

可選地，第三占空比閾值是控制LC諧振電路輸出第一功率和第二功率時的占空比臨界值，其中，第一功率小于第二功率。

第四占空比閾值是控制LC諧振電路輸出第二功率和第三功率時的占空比臨界值，其中，第二功率小于或等于第三功率。

在上述的實施例方案中，通過在不同的控制時段內(nèi)設(shè)置不同的占空比，實現(xiàn)了控制LC諧振電路02輸出不同的加熱功率，并通過高低加熱功率的相互協(xié)調(diào)，使得在保證電磁爐連續(xù)輸出低功率的情況下降低功率管的溫升，并避免功率管柵極的高臺階現(xiàn)象。

需要說明的是，上述內(nèi)容僅是本實用新型方案的具體實施例，在其他實施例中還可以采用其他的實施方式，并且對于多個控制時段的順序安排和不同控制時段的具體占空比值均可以根據(jù)不同的場景自行定義，對于具體的順序和占空比數(shù)值不做限制。

可選地，n個連續(xù)的第一控制時段和m個連續(xù)的第二控制時段周期性循環(huán)，其中，n和m為正整數(shù)；n≥1，m≥1。

在本實用新型實施例中，通過上述內(nèi)容已知，第一控制時段的占空比小于第二控制時段的占空比，因此，可以安排第一控制時段和第二控制時段周期性交替出現(xiàn)，以通過第一控制時段內(nèi)產(chǎn)生的相對較低的加熱功率，抵消第二控制時段內(nèi)產(chǎn)生的相對較高的加熱功率帶來的功率管溫升過高的現(xiàn)象。在不同的應(yīng)用場景中，可以采用每個第一控制時段和每個第二控制時段交替循環(huán)的方式，如圖3所示，也可以采用連續(xù)的多個第一控制時段與連續(xù)的多個第二控制時段交替循環(huán)的方式，如圖4所示。對于其具體的安排方式不做限制，只要是以不同的占空比實現(xiàn)對輸出的低功率加熱功率進行調(diào)節(jié)的方案均在本實用新型實施例的保護范圍之內(nèi)。

另外，在本實用新型實施例中，不只限于上述的第一控制時段和第二控制時段，還可以對每個脈沖周期內(nèi)的沒沖進行細分，劃分出多個控制時段，并且每個控制時段具有不同的占空比，以實現(xiàn)對低功率加熱功率的精細控制。

可選地，多個控制時段還包括：第三控制時段T3；第三控制時段T3具有第三占空比。第三占空比小于第三占空比閾值或者大于第四占空比閾值。

在本實用新型實施例中，可以根據(jù)不同的應(yīng)用場景將多個控制時段的占空比分別設(shè)置為不同的數(shù)值，例如，當一個控制時段(如第二控制時段)內(nèi)產(chǎn)生的輸出功率比較高時，可以僅通過一個或多個具有較小的占空比的控制時段(如第一控制時段)來抵消高功率產(chǎn)生的功率管溫升過高問題，也可以在安排了一個或多個具有較小的占空比的控制時段(如第一控制時段)以后，繼續(xù)安排另一個具有更小的占空比的控制時段(如第三控制時段)，保持電磁率繼續(xù)輸出更低的低功率，以繼續(xù)通過更精細的控制消除之前的高功率帶來的功率管溫升過高的問題，如圖5所示。反之，如果當前功率管的狀態(tài)良好，可以安排連續(xù)的具有較大占空比的控制時段，以防止功率管的柵極出現(xiàn)臺階過高而造成功率管損壞。

需要說明的是，在本實用新型實施例中，還可以繼續(xù)細分出第四控制時段、第五控制時段、第六控制時段……等等，并且這些控制時段的安排順序和具體的占空比數(shù)值可以根據(jù)不同的應(yīng)用場景自行定義，在此不做具體限制。

另外需要說明的是，對于每個不同的控制時段的設(shè)置時長可以相同也可以不同，例如，圖2至圖5為設(shè)置的控制時段的時長均相同的實施例，其中，圖2實施例中以4個小的脈沖周期作為一個控制時段，圖4、圖5實施例中以3個小的脈沖周期作為一個控制時段，圖6所示為設(shè)置的控制時段的時長互不相同的實施例，其中，具有相同的占空比但在不同的時間出現(xiàn)的控制時段可以具有相同的時長也可以具有不同的時長。在本實用新型實施例中，上述的各種控制時段的具體時長可以根據(jù)不同的應(yīng)用場景自行定義，在此不作具體限制。

可選地，該電路還包括功率管驅(qū)動電路05。

功率管驅(qū)動電路05的輸出端與功率管03的柵極相連，功率管驅(qū)動電路05的輸入端與主控芯片04的控制信號輸出端相連。

功率管驅(qū)動電路05用于對驅(qū)動信號進行放大，并采用放大后的驅(qū)動信號驅(qū)動功率管03的導(dǎo)通或關(guān)斷。

在本實用新型實施例中，由于主控芯片04的輸出脈沖值一般較小，不足以驅(qū)動功率管03，因襲，在采用主控芯片04的輸出脈沖驅(qū)動功率管03之前，需要先通過功率管驅(qū)動電路05對該輸出脈沖進行放大。在本實用新型實施例中，對于功率管驅(qū)動電路05的具體結(jié)構(gòu)和組成不做限制，任何能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的的裝置、芯片或電路都在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。

可選地，功率管03為絕緣柵雙極型晶體管IGBT、金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MOSFET或三極管。

在本實用新型實施例中，對于上述的功率管03的具體類型和性能也不做限制，該功率管可以是當前通常使用的任何類型的三極管、晶體管等。

為了達到上述目的，本實用新型還提出了一種電磁爐，包括所述的可實現(xiàn)連續(xù)低功率加熱的控制電路。需要說明的是，上述的控制電路中的任何實施例同樣適用于本實用新型實施例的電磁爐中，在此不再一一贅述。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型包括：整流電路、LC諧振電路、功率管和主控芯片；該整流電路的輸出端與LC諧振電路輸入端相連，LC諧振電路輸出端與功率管的漏極相連，主控芯片的控制信號輸出端與功率管的柵極相連。主控芯片，用于產(chǎn)生功率管的周期性驅(qū)動信號；其中，每個周期的驅(qū)動信號包括多個控制時段，每個控制時段分別具有不同的占空比。功率管，用于根據(jù)驅(qū)動信號導(dǎo)通或關(guān)斷，控制LC諧振電路輸出與每個控制時段相對應(yīng)的功率。通過本實用新型實施例的方案，能夠使得功率管的驅(qū)動脈沖具有不同的占空比，避免了采用單一的瞬時驅(qū)動脈沖帶來的功率管高臺階、高溫升的弊端，提高了功率管的工作穩(wěn)定性，并且本實用新型方案不需增加額外硬件成本，并且沒有現(xiàn)有技術(shù)中的過零檢測不精確帶來的功率管損壞的風(fēng)險。

需要說明的是，以上所述的實施例僅是為了便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解而已，并不用于限制本實用新型的保護范圍，在不脫離本實用新型的發(fā)明構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實用新型所做出的任何顯而易見的替換和改進等均在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。