上電保護電路和電磁爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種上電保護電路和電磁爐，該上電保護電路包括：開關電路(1)和延時關斷電路(2)；開關電路(1)與延時關斷電路(2)連接；開關電路(1)接收到開關電源輸出的第一電壓時、且延時關斷電路(2)接收到開關電源輸出的滿足預設閾值的第二電壓之前，延時關斷電路(2)關閉，開關電路(1)閉合，以使絕緣柵雙極型晶體管關閉；延時關斷電路(2)接收到開關電源輸出的滿足預設閾值的第二電壓并達到預設時間之后，延時關斷電路(2)打開，以使開關電路(1)的輸出由單片機控制。本實用新型提供的上電保護電路和電磁爐，可以避免上電過程中單片機狀態不確定而導致IGBT的誤導通。
【專利說明】
上電保護電路和電磁爐
技術領域
[0001]本實用新型涉及家用電器領域，尤其涉及一種上電保護電路和電磁爐。
【背景技術】
[0002]絕緣棚.雙極型晶體管(InsulatedGate Bipolar Transistor，簡稱IGBT)是電磁爐的重要組成部分。然而，由于絕緣柵雙極型晶體管是一個大功率的功率管，在電磁爐上電的瞬間，若IGBT得到錯誤的驅動信號，使得流入絕緣柵雙極型晶體管的電流過大，容易使得絕緣柵雙極型晶體管擊穿損壞，從而導致電磁爐損壞。
[0003]目前，主要是在單片機和絕緣柵雙極型晶體管之間增加一個保護電路來對絕緣柵雙極型晶體管進行保護，從而對電磁爐進行保護。然而，目前在單片機和絕緣柵雙極型晶體管之間增加的保護電路，保護電路是由單片機控制打開和關閉，由于電磁爐在上電的時候，單片機狀態是不確定的，即單片機的輸入口和/或輸出口的狀態與預設的狀態不一致，從而使得單片機無法控制保護電路的打開和關閉，使得單片機和絕緣柵雙極型晶體管之間增加的保護電路失效，使得絕緣柵雙極型晶體管擊穿損壞，從而導致電磁爐損壞。
【實用新型內容】
[0004]為了解決【背景技術】中提到的至少一個問題，本實用新型提供一種上電保護電路和電磁，可以避免上電過程中單片機狀態不確定而導致IGBT的誤導通。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型提供一種上電保護電路，包括:開關電路和延時關斷電路;開關電路，用于分別與開關電源、單片機和絕緣柵雙極型晶體管連接;開關電路與延時關斷電路連接;開關電路接收到開關電源輸出的第一電壓時、且延時關斷電路接收到開關電源輸出的滿足預設閾值的第二電壓之前，延時關斷電路關閉，以使絕緣柵雙極型晶體管關閉；延時關斷電路接收到開關電源輸出的滿足預設閾值的第二電壓并達到預設時間之后，延時關斷電路打開，以使開關電路的輸出由單片機控制。這樣采用上電保護電路防止在單片機未達到穩定狀態，IGBT收到非正常的驅動信號，IGBT也不會導通，從而避免了在上電過程中單片機狀態不確定而導致IGBT誤導通而造成電磁爐的損壞。
[0006]可選的，開關電路包括:第一三極管Q1、二極管D1、第一電阻Rl和第四電阻R4;第一電阻Rl的第一端用于與開關電源連接，第一電阻Rl的第二端與二極管Dl的正極連接;第一三極管Ql的基極分別與二極管Dl的負極和單片機的控制口連接，第一三極管Ql的集電極與第四電阻R4的第一端連接，第四電阻R4的第一端和第一三極管Ql的集電極分別用于與絕緣柵雙極型晶體管的驅動電路連接，第一三極管Ql的發射極接地。這樣可以實現開關電路接收到開關電源輸出的第一電壓時、且延時關斷電路接收到開關電源輸出的滿足預設閾值的第二電壓之前，延時關斷電路關閉，以使絕緣柵雙極型晶體管關閉。
[0007]可選的，延時切斷電路包括:第二三極管Q2、第二電阻R2、第三電阻R3和電容Cl;第二三極管Q2的基極與第二電阻R2的第一端連接，第二三極管Q2的集電極與第一電阻Rl的第二端連接，第二三極管Q2的發射極接地；電容Cl的第一端分別與第二電阻R2的第二端、第三電阻R3的第一端連接，電容Cl的第二端與第二三極管Q2的發射極連接;第三電阻R3的第二端用于接收開關電源輸出的滿足預設閾值的第二電壓。這樣可以實現延時關斷電路接收到開關電源輸出的滿足預設閾值的第二電壓并達到預設時間之后，延時關斷電路打開，以使開關電路的輸出由單片機控制。
[0008]可選的，預設時間滿足在第三電阻R3和電容Cl上的充電時間大于單片機的復位時間。這樣使得在單片機復位達到穩定之后，才使得延時關斷電路打開，以使開關電路的輸出由單片機控制，從而避免了在上電過程中單片機狀態不確定而導致IGBT誤導通而造成電磁爐的損壞。
[0009]可選的，預設閾值為3.3伏特或2.8伏特。這樣以使單片機在加載了3.3伏特(V)或2.8伏特(V)的電壓時達到穩定。
[0010]可選的，電源電壓為18伏特或20伏特。這樣以使切換電路輸出的電源電壓可以驅動IGBT，使IGBT正常工作。
[0011]另一方面，本實用新型提供一種電磁爐，包括:開關電源、單片機、絕緣柵雙極型晶體管驅動電路和上述任一實施例的上電保護電路;上電保護電路分別與開關電源、單片機和絕緣柵雙極型晶體管驅動電路連接，開關電源與單片機連接。這樣采用上電保護電路防止在單片機未達到穩定狀態，IGBT收到非正常的驅動信號，IGBT也不會導通，從而避免了在上電過程中單片機狀態不確定而導致IGBT誤導通而造成電磁爐的損壞。
[0012]本實用新型的構造以及它的其他實用新型目的及有益效果將會通過結合附圖而對優選實施例的描述而更加明顯易懂。
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為本實用新型實施例一提供的上電保護電路的結構示意圖；
[0015]圖2為本實用新型實施例二提供的上電保護電路的結構示意圖；
[0016]圖3為本實用新型實施例三提供的電磁爐電路的結構示意圖。
[0017]附圖標記說明:
[0018]開關電路一 I;延時關斷電路一 2;開關電源一 3，31;單片機一 4，32; IGBT驅動電路一5，33;上電保護電路34。
【具體實施方式】
[0019]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0020]實施例一
[0021]圖1為本實用新型實施例一提供的上電保護電路的結構示意圖。如圖1所示，本實施例提供的上電保護電路，包括:開關電路I和延時關斷電路2。
[0022]開關電路I，用于分別與開關電源、單片機和絕緣柵雙極型晶體管連接。
[0023]開關電路I用于與開關電源連接，可以接收開關電源輸出的第一電壓;開關電路I用于與單片機(Single Chip Microcomputer，簡稱MCU)連接，可以接收單片機輸出的脈沖寬度調制(Pulse Width Modulat1n，簡稱PffM)信號;開關電路I用于與絕緣柵雙極型晶體管的驅動電路連接，可以輸出絕緣柵雙極型晶體管驅動電路的控制信號。需要說明的是，本實施例中將開關電源輸出給開關電路I的電壓稱為第一電壓，將開關電源輸出給單片機和延時開關電路2的電壓稱為第二電壓，僅是為了區分開關電源輸出給開關電路、單片機和開關電路2的電壓，但并不僅限于此，本實施例在此不進行限定和贅述。
[0024]開關電路I與延時關斷電路2連接;開關電路I接收到開關電源輸出的第一電壓時、且延時關斷電路2接收到開關電源輸出的滿足預設閾值的第二電壓之前，延時關斷電路2關閉，以使絕緣柵雙極型晶體管關閉;延時關斷電路2接收到開關電源輸出的滿足預設閾值的第二電壓并達到預設時間之后，延時關斷電路2打開，以使開關電路I的輸出可由單片機控制。
[0025]具體的，本實施例中，上電保護電路由開關電路I和延時關斷電路2組成，剛開始上電時，開關電源的電壓建立并將建立的第一電壓輸出，單片機還處于不穩定狀態，加載到單片機的電壓非常小，此時，加載在單片機上的電壓不能滿足預設閾值，單片機處于復位狀態，延時關斷電路2關閉，開關電路I打開，關閉IGBT的驅動電路，以使IGBT關閉；當開關電源輸出滿足預設閾值的第二電壓時，加載到單片機的電壓達到單片機的復位電壓，在預設時間之后，單片機開始處于穩定狀態，延時關斷電路2打開，開關電路I的輸出可由單片機進行控制，以使IGBT正常工作。
[0026]具體的，不同廠家的單片機的穩定電壓(復位電壓)不同，預設閾值可以具體根據單片機的穩定電壓而定，本實施例中預設閾值可以為3.3伏特(V)或2.8伏特(V)，以使單片機在加載了3.3伏特(V)或2.8伏特(V)的電壓時達到穩定;預設閾值也可以為4伏特(V)或2伏特(V)，以使單片機在加載了4伏特(V)或2伏特(V)的電壓時達到穩定。
[0027]具體的，本實施例中電源電壓可以為18伏特(V)或20伏特(V)，使IGBT可以正常工作。
[0028]本實施例中，開關電路用于分別與開關電源、單片機和絕緣柵雙極型晶體管的驅動電路連接，開關電路與延時關斷電路連接;開關電路接收到開關電源輸出的電壓時、且延時關斷電路接收到開關電源輸出的滿足預設閾值的第二電壓之前，延時關斷電路關閉，以使絕緣柵雙極型晶體管關閉;延時關斷電路接收到開關電源輸出的滿足預設閾值的第二電壓并達到預設時間之后，延時關斷電路打開，以使開關電路的輸出可由單片機控制。這樣采用上電保護電路防止在單片機未達到穩定狀態，IGBT收到非正常的驅動信號，IGBT也不會導通，從而避免了在上電過程中單片機狀態不確定而導致IGBT誤導通而造成電磁爐的損壞，并且降低了電磁爐的待機功耗。
[0029]實施例二
[0030]圖2為本實用新型實施例二提供的上電保護電路的結構示意圖。如圖2所示，上述實施例中開關電路I包括:第一三極管Q1、二極管D1、第一電阻Rl和第四電阻R4;第一電阻Rl的第一端用于與開關電源3連接，第一電阻Rl的第二端與二極管Dl的正極連接;第一三極管Ql的基極分別與二極管DI的負極和單片機的控制口連接，第一三極管Ql的集電極與第四電阻R4的第一端連接，第四電阻R4的第一端和第一三極管Ql的集電極分別用于與絕緣柵雙極型晶體管的驅動電路連接，第一三極管Ql的發射極接地。
[0031]具體的，本實施中的開關電路I是由第一三極管Q1、二極管D1、第一電阻Rl和第四電阻R4組成，第一電阻Rl的第一端用于與開關電源3連接，第一電阻Rl的第二端與二極管Dl的正極連接，第一三極管Ql的基極與二極管Dl的負極連接，以使第一電阻Rl為限流電阻，第一電阻Rl與二極管Dl串聯接在IGBT電源電壓VCC和第一三極管Ql的基極，且第一電阻Rl與二極管Dl與單片機輸出脈沖寬度調制(Pulse Width Modulat1n，簡稱PWM)的驅動信號并聯，從而可以控制IGBT驅動電路5的輸出。
[0032]需要說明的是，第一電阻Rl的第一端指的是用于與開關電源3連接的一端，也可以稱為輸入端，第一電阻Rl的第二端指的是與二極管Dl的正極連接的一端，也可以稱為輸出端;第四電阻R4的第一端指的是第一三極管Ql的集電極連接的一端，也可以稱為輸出端，第一電阻Rl的第二端指的是用于接收開關電源3輸出的第一電壓的一端，也可以稱為輸入端，本實施例在此不進行限定和贅述。
[0033]進一步地，上述實施例中延時切斷電路2包括:第二三極管Q2、第二電阻R2、第三電阻R3和電容Cl;第二三極管Q2的基極與第二電阻R2的第一端連接，第二三極管Q2的集電極與第一電阻Rl的第二端連接，第二三極管Q2的發射極接地；電容Cl的第一端分別與第二電阻R2的第二端、第三電阻R3的第一端連接，電容Cl的第二端與第二三極管Q2的發射極連接；第三電阻R3的第二端用于接收開關電源3輸出的滿足預設閾值的第二電壓。
[0034]具體的，本實施中的延時切斷電路2是由第二三極管Q2、第二電阻R2、第三電阻R3和電容Cl組成，第二三極管Q2的基極與第二電阻R2的第一端連接，電容Cl的第一端分別與第二電阻R2的第二端、第三電阻R3的第一端連接，電容Cl的第二端與第二三極管Q2的發射極連接，以使第二電阻R2為限流電阻，第三電阻R3和電容Cl為延時電路，接收到開關電源輸出的滿足預設閾值的第二電壓之后，延時關斷電路2打開，以使開關電路I的輸出可由單片機控制。
[0035]需要說明的是，第二電阻R2的第一端指的是與第二三極管Q2的基極連接的一端，也可以稱為輸出端，第二電阻R2的第二端指的是與第二三極管Q2的集電極連接的一端，也可以稱為輸入端;第三電阻R3的第一端指的是與電容Cl的第一端連接的一端，也可以稱為輸出端，第三電阻R3的第二端指的是用于接收開關電源3輸出的滿足預設閾值的第二電壓連接的一端，也可以稱為輸入端；電容Cl的第一端指的是與第二電阻R2的第二端連接的一端，也可以稱為輸入端，電容Cl的第二端指的是與第二三極管Q2的發射極連接的一端，也可以稱為輸出端，本實施例在此不進行限定和贅述。
[0036]具體的，預設時間滿足在第三電阻R3和電容Cl上的充電時間大于單片機的復位時間。這樣使得在單片機復位達到穩定之后，才使得延時關斷電路打開，以使開關電路的輸出可由單片機控制，從而避免了在上電過程中單片機狀態不確定而導致IGBT誤導通而造成電磁爐的損壞。
[0037]需要說明的是，單片機在電源電壓從零伏特至復位電壓這一段時間處于復位狀態，當電源電壓大于復位電壓一段時間后，單片機才開始穩定工作，將單片機達到復位電壓到穩定工作的這一段時間稱為單片機的復位時間。
[0038]具體的，如圖2所示，在實際應用中，給開關電源3加載交流電壓AC/L和AC/N上電時，開關電源3的電壓VCCl先一步建立，MCU4還處于不穩定狀態，加載到MCU4的電壓非常小，此時，開關電源3的電壓VCCl通過第一電阻Rl和二極管Dl提供高電平給第一三極管Ql，第二三極管Q2集電極的電壓高于第二三極管Q2基極的電壓，第二三極管Q2處于未導通(截止)狀態，第一三極管Ql基極的電壓高于第一三極管Ql集電極和發射極的電壓，第一三極管Ql處于飽和導通狀態，使得第一三極管Ql集電極的電壓為低電平，S卩IGBT的驅動電路關閉，以使IGBT關閉，即使此時MCU4輸出脈沖寬度調制(Pulse Width Modulat1n，簡稱PWM)的驅動信號給IGBT驅動電路5，IGBT也不會導通；當開關電源3輸出滿足預設閾值的第二電壓時，加載到MCU4的電壓達到M⑶4的復位電壓，在第三電阻R3和電容Cl上的充電時間大于MCU4的復位時間之后，MCU4狀態確定后，有足夠大的電流流入延時切斷電路2中的第二三極管Q2，通過第三電阻R3和電容Cl組成的積分延時電路，延時一段時間給第二三極管Q2的基極，第二三極管Q2飽和導通，從而使得第一三極管Ql基極的電壓，可由單片機的Pmi輸出控制，實現延時關斷電路2打開，開關電源輸出的第一電壓可以通過開關電路I得到IGBT所需的電源電壓，使得IGBT驅動電路5正常工作。
[0039]需要說明的是，本實施例中IGBT驅動電路包括有IGBT，IGBT驅動電路與目前的IGBT驅動電路的結構和原理相同，本實施例在此不進行限定和贅述。本實施中的第四電阻R4的設置具體可以根據IGBT驅動電路而定，若IGBT驅動電路中設置有第四電阻R4，則在開關電路I中不再設置第四電阻R4;若IGBT驅動電路中沒有設置第四電阻R4，則在開關電路I中需要設置第四電阻R4。本實施例中的各個電阻的取值大小根據實際電路情況而定，只要能滿足第一三極管Ql和/或第二三極管Q2工作在飽和導通狀態即可。
[0040]本實施例中，開關電路包括:第一三極管Q1、二極管D1、第一電阻Rl和第四電阻R4;第一電阻Rl的第一端用于與開關電源3連接，第一電阻Rl的第二端與二極管Dl的正極連接，第一三極管Ql的基極與二極管Dl的負極連接，第一三極管Ql的集電極與第四電阻R4的第一端連接，第四電阻R4的第一端和第一三極管Ql的集電極分別用于與絕緣柵雙極型晶體管連接，第一三極管Ql的發射極接地，第四電阻R4的第二端用于接收開關電源輸出的第一電壓，實現了開關電路接收到開關電源輸出的第一電壓時、且延時關斷電路接收到開關電源輸出的滿足預設閾值的第二電壓之前，延時關斷電路關閉，以使絕緣柵雙極型晶體管關閉；延時切斷電路包括:第二三極管Q2、第二電阻R2、第三電阻R3和電容Cl，第二三極管Q2的基極與第二電阻R2的第一端連接，第二三極管Q2的集電極與第一電阻Rl的第二端連接，第二三極管Q2的發射極接地，電容Cl的第一端分別與第二電阻R2的第二端、第三電阻R3的第一端連接，電容Cl的第二端與第二三極管Q2的發射極連接，第三電阻R3的第二端用于接收開關電源輸出的滿足預設閾值的第二電壓，實現了延時關斷電路接收到開關電源輸出的滿足預設閾值的第二電壓并達到預設時間之后，延時關斷電路打開，以使開關電路的輸出可由單片機控制。
[0041 ] 實施例三
[0042]圖3為本實用新型實施例三提供的電磁爐電路的結構示意圖。如圖3所示，本實施例提供的電磁爐包括:開關電源31、單片機32、IGBT驅動電路33和上述任一實施例中的上電保護電路34。
[0043]上電保護電路34分別與開關電源31、單片機32和IGBT驅動電路33連接，開關電源31與單片機32連接。
[0044]電磁爐的上電保護電路34與上述實施例提供的上電保護電路的結構和功能相同，本實施例在此不進行限定和贅述。
[0045]本實施例中，采用上電保護電路，防止在單片機未達到穩定狀態，IGBT收到非正常的驅動信號，IGBT也不會導通，從而避免了在上電過程中單片機狀態不確定而導致IGBT誤導通而造成電磁爐的損壞。
[0046]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。
【主權項】
1.一種上電保護電路，其特征在于，包括:開關電路(I)和延時關斷電路(2); 所述開關電路(I)，用于分別與開關電源、單片機和絕緣柵雙極型晶體管IGBT連接； 所述開關電路(I)與所述延時關斷電路(2)連接； 所述開關電路(I)接收到所述開關電源輸出的第一電壓時、且所述延時關斷電路(2)接收到所述開關電源輸出的滿足預設閾值的第二電壓之前，所述延時關斷電路(2)關閉，開關電路(I)閉合，以使所述絕緣柵雙極型晶體管IGBT關閉； 所述延時關斷電路(2)接收到所述開關電源輸出的所述滿足預設閾值的第二電壓并達到預設時間之后，所述延時關斷電路(2)打開，以使所述開關電路(I)的輸出由單片機控制。2.根據權利要求1所述的上電保護電路，其特征在于，所述開關電路(I)包括:第一三極管Q1、二極管D1、第一電阻Rl和第四電阻R4; 所述第一電阻Rl的第一端用于與所述開關電源(3)連接，所述第一電阻Rl的第二端與所述二極管Dl的正極連接； 所述第一三極管Ql的基極分別與所述二極管Dl的負極和所述單片機的控制口連接，所述第一三極管Ql的集電極與所述第四電阻R4的第一端連接，所述第四電阻R4的第一端和所述第一三極管Ql的集電極分別用于與所述絕緣柵雙極型晶體管IGBT的驅動電路連接，所述第一三極管Ql的發射極接地。3.根據權利要求2所述的上電保護電路，其特征在于，所述延時切斷電路包括:第二三極管Q2、第二電阻R2、第三電阻R3和電容Cl ； 所述第二三極管Q2的基極與所述第二電阻R2的第一端連接，所述第二三極管Q2的集電極與所述第一電阻Rl的第二端連接，所述第二三極管Q2的發射極接地； 所述電容Cl的第一端分別與所述第二電阻R2的第二端、所述第三電阻R3的第一端連接，所述電容Cl的第二端與所述第二三極管Q2的發射極連接； 所述第三電阻R3的第二端用于接收所述開關電源(3)輸出的所述滿足預設閾值的第二電壓。4.根據權利要求3所述的上電保護電路，其特征在于，所述預設時間滿足在所述第三電阻R3和所述電容Cl上的充電時間大于所述單片機(4)的復位時間。5.根據權利要求1-4任一項所述的上電保護電路，其特征在于，所述預設閾值為3.3伏特或2.8伏特。6.根據權利要求1-4任一項所述的上電保護電路，其特征在于，所述電源電壓為18伏特或20伏特。7.—種電磁爐，其特征在于，包括:開關電源(31)、單片機(32)、絕緣柵雙極型晶體管IGBT驅動電路(33)和如權利要求1-6任一項所述的上電保護電路(34); 所述上電保護電路(34)分別與所述開關電源(31)、所述單片機(32)和所述絕緣柵雙極型晶體管IGBT驅動電路(33)連接，所述開關電源(31)與所述單片機(32)連接。
【文檔編號】G05F1/569GK205540383SQ201620267660
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月31日
【發明人】孫鵬剛, 趙禮榮
【申請人】浙江紹興蘇泊爾生活電器有限公司