專利名稱：高頻電磁爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高頻電磁爐，適用于平凹鍋體及各種導(dǎo)磁器具的感應(yīng)加熱。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明技術(shù)方案是用固定脈寬驅(qū)動電路作為電磁爐主電路中功率管的驅(qū)動電路，驅(qū)動電路的輸出端經(jīng)電阻接主電路功率管的柵極。并進(jìn)而在電磁爐主電路和整流濾波電路之間設(shè)置高頻斬波電路等輔助電路，以全面提高電磁爐的工作性能。
采用固定脈寬驅(qū)動電路可以達(dá)到以下效果；①在原理上端鍋過程不會出現(xiàn)過電壓，因脈沖固定不變，在端鍋過程中感應(yīng)線圈中空載電流近似不變，其值遠(yuǎn)小于載鍋狀態(tài)的額定電流，因此功率管關(guān)斷后感應(yīng)線圈中釋放磁場能量明顯減少，諧振電容上峰值電壓將小于載鍋狀態(tài)的工作電壓，確保功率管的安全；②由于單一的寬脈沖驅(qū)動，電路能可靠地工作在零電壓準(zhǔn)諧振狀態(tài)，開關(guān)損耗很少，效率高，功率管也不會產(chǎn)生諧振電容放電的浪涌電流；③采用專用集成驅(qū)動電流大，集振蕩、控制、輸出為一體，電路簡單可靠。
設(shè)置高頻斬波電路能完全改變傳統(tǒng)電磁爐的功率調(diào)節(jié)方式，進(jìn)一步提高電磁爐工作的可靠性。
本發(fā)明的詳細(xì)技術(shù)內(nèi)容由附圖
和實(shí)施例給以進(jìn)一步說明。
圖2是實(shí)施例1高頻電磁爐電原理框圖。
圖3是實(shí)施例1高頻電磁爐主電路電原理圖。
圖4是實(shí)施例1高頻電磁爐固定脈寬驅(qū)動電路和功率補(bǔ)償電路電原理圖。
圖5是實(shí)施例2高頻電磁爐電原理框圖。
圖6是實(shí)施例2高頻電磁爐高頻斬波基本電路電原理圖。
圖7是實(shí)施例2帶零電流開關(guān)電路的高頻斬波電路電原理圖。
實(shí)施例1 輸出功率固定的高頻電磁爐圖2、圖3、圖4給出實(shí)施例1輸出功率固定的高頻電磁爐的電原理框圖及具體電路原理圖。
該輸出功率固定的高頻電磁爐包括電磁爐主電路、整流濾波電路、保護(hù)及溫控電路、同步電路，電磁爐主電路中功率管V1的驅(qū)動電路為固定脈寬驅(qū)動電路IC1，驅(qū)動電路的輸出端經(jīng)電阻R5接主電路功率管V1的柵極G1。該實(shí)施例同現(xiàn)有傳統(tǒng)高頻電磁爐比較，大部分電路基本相同，僅把PWM驅(qū)動電路改為固定脈寬驅(qū)動電路。固定脈寬驅(qū)動電路可以采用多種形式，本實(shí)施例采用如型號UC1842之類的專用脈寬調(diào)制集成電路IC1及外圍元件組成，專用集成電路的輸出端第6腳經(jīng)電阻R5接主電路功率管V1的柵極G1，專用集成電路的控制端第3腳由振蕩端第4腳經(jīng)集成電壓路隨器IC2-1和電阻R3與其連接。這種電路結(jié)構(gòu)的改變，使功率管V1從本質(zhì)上避免浪涌電壓、浪涌電流的沖擊，提高電磁爐的可靠性。高頻電磁爐的主電路如圖3所示，由感應(yīng)線圈LP、諧振電容C1、導(dǎo)磁鍋體A和開關(guān)功率管V1組成，是一種典型的零電壓準(zhǔn)諧振電路，其柵極G1經(jīng)電阻R5接固定脈寬驅(qū)動電路的輸出端，發(fā)射極e接地，集電極c經(jīng)感應(yīng)線圈LP與整流濾波電路的輸出電壓Ui連接。
為了使電網(wǎng)電壓波動不影響電磁爐的輸出功率，實(shí)施例1還在固定脈寬驅(qū)動電路的控制端第3腳附設(shè)一個(gè)功率補(bǔ)償電路。如圖4所示，該功率補(bǔ)償電路由集成電壓跟隨器IC2-2及其外圍元件組成，集成電壓跟隨器IC2-2的輸入端+經(jīng)電阻R6、R7的分壓與整流濾波電路的輸出電壓Ui連接，集成電壓跟隨器的輸出端經(jīng)二極管VD2、電位器RP接脈寬調(diào)制專用集成電路IC1的控制端第3腳。電阻R6、R7的分壓比和電位器Rp的阻值決定補(bǔ)償程度，合理選擇元器件參數(shù)，能使電磁爐輸出近似為恒功率。實(shí)施例2 斬波調(diào)功型高頻電磁爐如圖5所示，實(shí)施例2斬波調(diào)動型高頻電磁爐的電路是在實(shí)施例1電路基礎(chǔ)上增加高頻斬波電路，其特征是在電磁爐主電路與整流濾波電路之間增設(shè)高頻斬波電路及其直流電壓控制電路，高頻斬波電路的輸入與整流濾波電路的輸出連接，高頻斬波電路的輸出與電磁爐主電路的輸入連接，高頻斬波電路的控制端接直流電壓控制電路的輸出端。這種結(jié)構(gòu)特征的改變能完全改變傳統(tǒng)電磁爐的功率調(diào)節(jié)方式。采用調(diào)壓調(diào)動率的方式，功率調(diào)節(jié)范圍大，即使弱功率檔，由于工作電壓Us低，脈沖寬，主電路照樣工作在零電壓準(zhǔn)諧振狀態(tài)，自然就不會出現(xiàn)電容上諧振電壓uC1在高電壓狀態(tài)下向功率管V1強(qiáng)行放電現(xiàn)象，避免了浪涌電流，進(jìn)一步提高了電磁爐的可靠性。圖6給出一種高頻斬波電路的基本電路結(jié)構(gòu)，該高頻斬波電路是一個(gè)占空比可以控制的高頻開關(guān)電路，等效于輸出直流電壓可調(diào)的大功率電源。主控開關(guān)管V2的漏極D2與整流濾波電路的輸出電壓Ui連接，源極S2經(jīng)濾波電感L1、電容C2和續(xù)流二極管VD1一并與電磁爐主電路連接，柵極G2與直流電壓控制電路的輸出端連接，直流電壓控制電路的輸入分別與功率給定電壓ug(+)和直流電壓檢測電路的檢測電壓uv(-)連接。電阻R1、Rv為高頻斬波電路輸出電壓Us的取樣電阻。直流電壓控制電路采用標(biāo)準(zhǔn)的脈寬調(diào)節(jié)電路PWM，有較高的控制精度，其功率給定電壓ug可以由穩(wěn)壓電源經(jīng)電位器分壓給出，也可由計(jì)數(shù)電路或單片機(jī)電路經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后給出；反饋電壓Uv(-)可由斬波電路輸出電壓Us經(jīng)電阻R1、Rv分壓取得。增大Ug值，就自動增加了控制電路的輸出占空比，Us自動上升、功率增大，反之亦然，實(shí)現(xiàn)了功率可調(diào)。
為進(jìn)一步減少開關(guān)損耗，提高電路效率，還可以在高頻斬波電路中設(shè)一個(gè)零電流開關(guān)電路。如圖7所示，零電流開關(guān)電路由電感L、諧振電容C、輔助關(guān)斷功率管V3組成，電感L，諧振電容C、輔助關(guān)斷功率管V3串接后并聯(lián)在主控開關(guān)管V2的輸出端和地之間，輔助關(guān)斷功率管V3的柵極G3與直流電壓控制電路的另一個(gè)輸出端連接。這種零電流開關(guān)的脈寬調(diào)制電路，開關(guān)過程是零電流軟開關(guān)，開關(guān)損耗小，導(dǎo)通和截止時(shí)是工作在脈寬調(diào)制電路狀態(tài)，導(dǎo)通為額定電流，截止為額定電壓，損耗也較小，是一種性能優(yōu)良的零電流準(zhǔn)諧振電路，理論上開關(guān)損耗為零，因此電路效率很高。
當(dāng)然除用斬波調(diào)功方式外，也可采用其它方式，例如高頻電磁爐也可采用零觸發(fā)方式調(diào)動，在電磁爐供電電路中串一只大功率雙向晶閘管，使晶閘管在每二個(gè)周期中全導(dǎo)通或?qū)ㄒ粋€(gè)周期或?qū)ò雮€(gè)周期，從而使輸出為全功率、半功率、1/4功率等。這種控制電路較簡單，成本低但功率調(diào)節(jié)級數(shù)少，且存在通斷過程中低頻干擾，性能不如斬波調(diào)功優(yōu)越。
綜上所述，本高頻電磁爐具有以下優(yōu)點(diǎn)①采用“定寬調(diào)功”控制方式，從根本上避免了浪涌電壓、浪涌電流的沖擊、可靠性有本質(zhì)的提高；②主電路能完全工作在零電壓狀態(tài)，斬波電路能完全工作在零電流狀態(tài)、電路開關(guān)損耗小、效率高；③脈寬固定且較寬，可以人為降低主電路負(fù)載的Q值，進(jìn)一步提高鍋體的輸出功率和熱轉(zhuǎn)換效率；④在電壓允許范圍內(nèi)，輸出功率不受電網(wǎng)電壓影響，近似為恒功率；⑤輸出功率調(diào)節(jié)范圍大；⑥電磁爐主電路和斬波電路采用同頻控制，相互間干擾較少。
權(quán)利要求
1.一種高頻電磁爐，包括電磁爐主電路、整流濾波電路、保護(hù)及溫控電路、同步電路，其特征是電磁爐主電路中的功率管(V1)的驅(qū)動電路為固定脈寬驅(qū)動電路(IC1)，驅(qū)動電路的輸出端經(jīng)電阻(R5)接主電路功率管(V1)的柵極(G1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻電磁爐，其特征是固定脈寬驅(qū)動電路為專用脈寬調(diào)制集成電路(IC1)及其外圍元件組成，專用集成電路的輸出端(第6腳)經(jīng)電阻(R5)接主電路功率管(V1)的柵極(G1)，專用集成電路的控制端(第3腳)由振蕩端(第4腳)經(jīng)集成電壓跟隨器(IC2-1)和電阻(R3)與其連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻電磁爐，其特征是固定脈寬驅(qū)動電路的控制端(第3腳)附設(shè)一個(gè)功率補(bǔ)償電路，該功率補(bǔ)償電路由集成電壓跟隨器(IC2-2)及其外圍元件組成，集成電壓跟隨器(IC2-2)的輸入端經(jīng)電阻R6，電阻R7的分壓與整流濾波電路的輸出電壓(Ui)連接，集成電壓跟隨器的輸出端經(jīng)二極管VD2、電位器Rp接脈寬調(diào)制專用集成電路(IC1)的控制端(第3腳)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻電磁爐，其特征是電磁爐主電路與整流濾波電路之間設(shè)有高頻斬波電路及其電流電壓控制電路，高頻斬波電路的輸入與整流濾波電路的輸出連接，高頻斬波電路的輸出與電磁爐主電路的輸入端連接，高頻斬波電路的控制端接電流電壓控制電路的輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高頻電磁爐，其特征是高頻斬波電路是一個(gè)占空比可以控制的高頻開關(guān)電路，主控開關(guān)管(V2)的漏極(D2)與整流濾波電路的輸出電壓(Ui)連接，柵極(G1)與直流電壓控制電路的輸出端連接，源極(S2)徑濾波電感(L2)、電容(C2)和續(xù)流二極管(VD1)一并與電磁爐主電路連接，柵極(G2)與直流電壓控制電路的輸出端連接，直流電壓控制電路的輸入分別與功率給定電壓(ug(+1))和直流電壓檢測電路的檢測電壓(uv(-))連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高頻電磁爐，其特征是高頻斬波電路中還設(shè)有零電流開關(guān)電路，零電流開關(guān)電路由電感(L)、諧振電容(C)和輔助關(guān)斷功率管(V3)組成，電感(L)、諧振電容(C)、輔助關(guān)斷功率管(V3)串接后并聯(lián)在主控開關(guān)管(V2)的輸出端和地之間，輔助關(guān)斷功率管(V3)的柵極與直流電壓控制電路的另一個(gè)輸出端連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高頻電磁爐,包括電磁灶主電路、整流濾波電路、保護(hù)及溫控電路、同步電路,其特征是電磁爐主電路中的功率管的驅(qū)動電路為固定脈寬驅(qū)動電路,整流濾波電路和電磁爐主電路之間還設(shè)有高頻斬波電路。該高頻電磁爐與現(xiàn)有電磁爐比較,具有可靠性高、開關(guān)損耗小、功率調(diào)節(jié)范圍廣、輸出不受電網(wǎng)電壓變化影響等優(yōu)點(diǎn),適用于平凹鍋體及各種導(dǎo)磁器具的感應(yīng)加熱。
文檔編號H05B6/02GK1373322SQ01137360
公開日2002年10月9日 申請日期2001年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月8日
發(fā)明者劉希真, 周文俊, 吳貴文, 邱迦易, 杜友堅(jiān) 申請人:劉希真