電磁加熱裝置及其驅動電路的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種驅動電路，其包括：反相模塊、脈沖寬度調制模塊、推挽模塊和電平檢測模塊，其中，反相模塊用于接收PWM發生器輸出的PWM信號并根據PWM信號生成反相信號；脈沖寬度調制模塊用于對所述反相信號進行寬度調制以生成調制信號；推挽模塊用于根據所述調制信號生成輸出驅動信號；電平檢測模塊連接在所述脈沖寬度調制模塊的輸出端和所述推挽模塊的輸入端之間，所述電平檢測模塊檢測PWM發生器的電平信號以控制調制信號。該驅動電路能夠避免IGBT導通時間過長或誤導通，從而保護IGBT不受損壞。本發明還公開了一種具有該驅動電路的電磁加熱裝置。
【專利說明】電磁加熱裝置及其驅動電路
【技術領域】
[0001]本發明涉及廚衛電器【技術領域】，特別涉及一種驅動電路以及一種具有該驅動電路的電磁加熱裝置。
【背景技術】
[0002]目前在電磁加熱系統中，IGBT( Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)的驅動電路一般包括反相電路、脈沖寬度限制電路和推挽電路，并且通過基板固裝于殼體內，以將此三部分電路集成為一個具有IGBT最大開通脈沖寬度限制及防止上電復位誤開通功能的驅動元件。但是，在快速上電時，當電磁加熱系統中MClXMicro ControlUnit，微控制器)的PWM (Pulse Width Modulation，脈沖寬度調制)發生器工作電平為O或較低時，PWM信號一直為低，此時該驅動電路還來不及復位，使得IGBT —直開通，再次上電時，容易導致過流而損壞IGBT。
【發明內容】
[0003]本發明的目的旨在從一定程度上至少解決上述的技術問題之一。
[0004]為此，需要提出一種驅動電路，該驅動電路能夠避免IGBT導通時間過長或誤導通，從而保護IGBT不受損壞。此外，本發明還提出一種具有上述驅動電路的電磁加熱裝置，通過把驅動電路進行集成，可以減少功率板上的元件個數，避免了走線復雜，有利于提高電路板的生產效率。
[0005]因此，為達到上述目的，本發明第一方面的實施例提出的驅動電路，包括反相模塊，所述反相模塊的輸入端為該驅動電路的輸入端，用于接收脈沖寬度調制PWM發生器輸出的PWM信號，所述反相模塊并根據所述PWM信號生成反相信號；脈沖寬度調制模塊，所述脈沖寬度調制模塊的輸入端與所述反相模塊的輸出端相連，用于對所述反相信號進行寬度調制以生成調制信號；推挽模塊，所述推挽模塊的輸入端與所述脈沖寬度調制模塊的輸出端相連，所述推挽模塊的輸出端為該驅動電路的輸出端，用于根據所述調制信號生成輸出驅動信號；電平檢測模塊，所述電平檢測模塊連接在所述脈沖寬度調制模塊的輸出端和所述推挽模塊的輸入端之間，所述電平檢測模塊用于檢測所述PWM發生器的電平信號以控制所述調制信號。
[0006]根據本發明實施例的驅動電路，通過增設PWM發生器的電平檢測模塊，則當MCU的PWM發生器工作電平變為零或較低時，能使驅動電路快速復位，進而準確地輸出信號給IGBT，解決了 IGBT因誤開通而導致開通時間過長以及在IGBT誤開通時快速插拔上電使IGBT出現的過流損壞，從而有效地保護了 IGBT。
[0007]在本發明的一個實施例中，所述電平檢測模塊的輸入端與所述PWM發生器的供電電源相連，所述電平檢測模塊的輸出端連接在所述脈沖寬度調制模塊的輸出端和所述推挽模塊的輸入端之間。
[0008]在本發明的另一個實施例中，所述電平檢測模塊的輸入端分別與所述PWM發生器的供電電源和所述反相模塊的輸入端相連，所述電平檢測模塊的輸出端連接在所述脈沖寬度調制模塊的輸出端和所述推挽模塊的輸入端之間。
[0009]其中，所述反相模塊、所述脈沖寬度調制模塊、所述推挽模塊和所述電平檢測模塊集成在一個殼體內，且分別連接共同的第一電源和地端。
[0010]通過將驅動電路進行集成，可以減少功率板上的元件個數以及避免了走線復雜，有利于減小功率板的尺寸和提聞了電路板的生廣效率。
[0011]進一步地，在本發明的一個實施例中，所述反相模塊包括:第一電阻，所述第一電阻的一端與所述驅動電路的輸入端相連，所述第一電阻的另一端與所述第一電源相連；第二電阻，所述第二電阻的一端與所述第一電阻的一端相連；第一 NPN三極管，所述第一 NPN三極管的基極與所述第二電阻的另一端相連，所述第一 NPN三極管的發射極接地；第三電阻，所述第三電阻的一端與所述第一 NPN三極管的集電極相連，所述第三電阻的另一端與所述第一電源相連。
[0012]并且，所述脈沖寬度調制模塊進一步包括:第四電阻，所述第四電阻的一端與所述第三電阻的一端相連；并聯連接的第五電阻和第一電容，所述第五電阻和所述第一電容的一端分別與所述第四電阻的另一端相連，所述第五電阻和所述第一電容的另一端分別接地；串聯連接的第六電阻和第七電阻，所述第六電阻的一端與所述第一電源相連，所述第七電阻的另一端接地；第二電容，所述第二電容的一端與所述第六電阻和所述第七電阻之間的節點相連，所述第二電容的另一端接地；第一比較器，所述第一比較器的正輸入端與所述第四電阻的另一端相連，所述第一比較器的負輸入端與所述第二電容的一端相連；串聯連接的第八電阻和第九電阻，所述第八電阻的一端與所述第一電源相連，所述第九電阻的另一端接地，所述第八電阻和第九電阻之間的節點與所述第一比較器的輸出端相連；第三電容，所述第三電容的一端與所述第八電阻和第九電阻之間的節點相連，所述第三電容的另一端接地；串聯連接的第十電阻和第四電容，所述第十電阻的一端與所述第一電源相連，所述第四電容的另一端接地；第一二極管，所述第一二極管的正向端與所述第十電阻和所述第四電容之間的節點相連，所述第一二極管的反向端與所述第一比較器的輸出端相連；第二比較器，所述第二比較器的正輸入端與所述第一二極管的反向端相連，所述第二比較器的負輸入端與所述第一二極管的正向端相連。
[0013]所述推挽模塊進一步包括:第十一電阻，所述第十一電阻的一端與所述第一電源相連；第二 NPN三極管，所述第二 NPN三極管的基極與所述第二比較器的輸出端相連，所述第二 NPN三極管的集電極與所述第十一電阻的另一端相連；第一 PNP三極管，所述第一 PNP三極管的基極與所述第二比較器的輸出端相連，所述第一 PNP三極管的發射極與所述第二NPN三極管的發射極相連，所述第一 PNP三極管的集電極接地；第十二電阻，所述第十二電阻的一端與所述第一 PNP三極管的發射極相連；第十三電阻，所述第十三電阻的一端與所述第十二電阻的另一端相連，所述第十三電阻的另一端接地。
[0014]此外，所述電平檢測模塊進一步包括:第十四電阻，所述第十四電阻的一端與所述PWM發生器的供電電源相連；并聯的第十五電阻和第五電容，所述第十五電阻和所述第五電容的一端與所述第十四電阻的另一端相連，所述第十五電阻和所述第五電容的另一端接地；第十六電阻，所述第十六電阻的一端與所述第一電源相連；并聯的第十七電阻和穩壓二極管，所述第十七電阻的一端和所述穩壓二極管的反向端分別與所述第十六電阻的另一端相連，所述第十七電阻的另一端和所述穩壓二極管的正向端接地；第三比較器，所述第三比較器的正輸入端與所述第十四電阻的另一端相連，所述第三比較器的負輸入端與所述第十六電阻的另一端相連；第二 PNP三極管，所述第二 PNP三極管的基極與所述第三比較器的輸出端相連，所述第二 PNP三極管的集電極接地，所述第二 PNP三極管的發射極分別與所述第二 NPN三極管的基極和所述第一 PNP三極管的基極相連；第十八電阻，所述第十八電阻的一端與所述第一電源相連，所述第十八電阻的另一端分別與所述第二 PNP三極管的發射極和所述第二比較器的輸出端相連。
[0015]所以說，將反相模塊、脈沖寬度調制模塊、推挽模塊、電平檢測模塊這四部分電路集成為一個具有IGBT最大開通脈沖寬度限制及防止上電復位誤開通功能的驅動元件，精簡了電磁加熱產品電路板外圍電路設計，降低電路板組裝的難度，提高整個電路板生產效率；同時能夠解決IGBT因干擾問題導致開通時間過長和快速上電復位異常而過流損壞的問題，大大提高了電磁加熱產品電路板的可靠性。
[0016]在本發明的另一個實施例中，所述電平檢測模塊也可以包括:第十九電阻，所述第十九電阻的一端與所述PWM發生器的供電電源相連；反相器，所述反相器的輸入端分別與所述反相模塊的輸入端和所述第十九電阻的另一端相連，所述反相器的控制端與所述PWM發生器的供電電源相連；第三PNP三極管，所述第三PNP三極管的基極與所述反相器的輸出端相連，所述第三PNP三極管的集電極接地，第三PNP三極管的發射極分別與所述第二 NPN三極管的基極和所述第一 PNP三極管的基極相連；第二十電阻，所述第二十電阻的一端與所述第一電源相連，所述第二十電阻的另一端分別與所述第三PNP三極管的發射極和所述第二比較器的輸出端相連。
[0017]本發明第二方面的實施例提出的電磁加熱裝置，包括上述的驅動電路。
[0018]根據本發明實施例的電磁加熱裝置，通過將其驅動電路集成為一個具有IGBT最大開通脈沖寬度限制及防止上電復位誤開通功能的驅動元件，精簡了電磁加熱裝置的電路板外圍電路設計，降低電路板組裝的難度，提高整個電路板生產效率；同時能夠解決IGBT因干擾問題和快速上電復位異常導致開通時間過長而過流損壞的問題，大大提高了電磁加熱裝置的電路板的可靠性。
[0019]本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]本發明上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0021]圖1為根據本發明一個實施例的驅動電路的集成元件結構示意圖；
[0022]圖2為根據本發明實施例的驅動電路的方框圖；
[0023]圖3為根據本發明一個實施例的驅動電路的電路圖；
[0024]圖4為根據本發明另一個實施例的驅動電路的電路圖；以及
[0025]圖5為根據本發明實施例的電磁加熱裝置的方框示意圖。
[0026]附圖標記:
[0027]殼體11、第一電源引腳1、推挽輸出引腳2、反相輸入引腳3、地引腳4和PWM發生器的電平檢測引腳5，反相模塊12、脈沖寬度調制模塊13、推挽模塊14和電平檢測模塊15，第一電阻R1、第二電阻R2、第一 NPN三極管Ql和第三電阻R3，第四電阻R4、第五電阻R5、第一電容Cl、第六電阻R6、第七電阻R7、第二電容C2、第一比較器U1、第八電阻R8、第九電阻R9、第三電容C3、第十電阻R10、第四電容C3、第一二極管Dl和第二比較器U2，第十一電阻R11、第二 NPN三極管Q2、第一 PNP三極管Q3、第十二電阻R12和第十三電阻R13，第十四電阻R14、第十五電阻R15、第五電容C5、第十六電阻R16、第十七電阻R17、穩壓二極管D2、第三比較器U3、第二 PNP三極管Q4和第十八電阻R18，第十九電阻R19、反相器7404、第三PNP三極管Q5和第二十電阻R20，電壓轉換電路501、控制器502、驅動電路503。
【具體實施方式】
[0028]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。[0029]下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本發明的不同結構。為了簡化本發明的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。當然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發明。此外，本發明可以在不同例子中重復參考數字和/或字母。這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設置之間的關系。此外，本發明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領域普通技術人員可以意識到其他工藝的可應用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的結構可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。
[0030]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語的具體含義。
[0031]參照下面的描述和附圖，將清楚本發明的實施例的這些和其他方面。在這些描述和附圖中，具體公開了本發明的實施例中的一些特定實施方式，來表示實施本發明的實施例的原理的一些方式，但是應當理解，本發明的實施例的范圍不受此限制。相反，本發明的實施例包括落入所附加權利要求書的精神和內涵范圍內的所有變化、修改和等同物。
[0032]下面參照附圖來描述根據本發明實施例提出的驅動電路以及具有該驅動電路的電磁加熱裝置
[0033]首先，參閱圖1，為本發明一個實施例的IGBT驅動電路集成元件板的結構示意圖。在圖I中，該IGBT驅動電路集成兀件板包括殼體11、弟一電源引腳I、推挽輸出引腳2、反相輸入引腳3、地引腳4和PWM發生器的電平檢測引腳5。
[0034]其中，參閱圖2，本發明第一方面實施例提出的驅動電路包括反相模塊12、脈沖寬度調制模塊13、推挽模塊14和電平檢測模塊15，將此四個模塊集成在一個殼體內。
[0035]在本實施例中，基板設置在殼體11之中，反相模塊12、脈沖寬度調制模塊13、推挽模塊14和電平檢測模塊15分別通過基板固裝于殼體11內，基板端部向殼體11外延伸形成相應的針狀引腳(例如，如圖I中的第一電源引腳I、推挽輸出引腳2、反相輸入引腳3、地引腳4和PWM發生器的電平檢測引腳5)，并且殼體11空腔內填充有絕緣物。優選地，在本發明的一個實施例中，絕緣物可以為硅膠。
[0036]如圖2所示，反相模塊12的輸入端為該驅動電路的輸入端(即通過反相輸入引腳3輸入)，用于接收PWM發生器輸出的脈沖寬度調制PWM信號，反相模塊12根據PWM信號生成反相信號。脈沖寬度調制模塊13的輸入端與反相模塊12的輸出端相連，用于對上述反相信號進行寬度調制以生成調制信號。推挽模塊14的輸入端與脈沖寬度調制模塊13的輸出端相連，推挽模塊14的輸出端為該驅動電路的輸出端(即通過推挽輸出引腳2輸出)，推挽模塊14用于根據調制信號生成輸出驅動信號，輸出驅動信號以驅動IGBT導通和關斷。電平檢測模塊15的輸出端連接在脈沖寬度調制模塊13的輸出端和推挽模塊14的輸入端之間，并且電平檢測模塊15通過PWM發生器的電平檢測引腳5檢測PWM發生器的電平信號以控制脈沖寬度調制模塊13輸出的上述調制信號，進而控制IGBT正確的導通和關斷。
[0037]反相模塊12、脈沖寬度調制模塊13、推挽模塊14和電平檢測模塊15具有共同的電源端即第一電源引腳I和地端即地引腳4。反相模塊12的輸入端，推挽模塊14的輸出端，PWM發生器的電平檢測模塊15的輸入端，以及反相模塊12、脈沖寬度調制模塊13、推挽模塊14和PWM發生器的電平檢測模塊15的共同的電源端和地端五個端口通過基板端部向殼體外延伸形成相應的針狀引腳。五個針狀引腳的順序分別為第一電源引腳1、推挽輸出引腳2、反相輸入引腳3、地引腳4和PWM發生器的電平檢測引腳5。
[0038]根據本發明實施例的驅動電路，通過增設PWM發生器的電平檢測模塊15，則當MCU的PWM發生器工作電平變為零或較低時，能使驅動電路快速復位，進而準確地輸出信號給IGBT，解決了 IGBT因誤開通而導致開通時間過長以及在IGBT誤開通時快速插拔上電使IGBT出現的過流損壞，從而有效地保護了 IGBT。同時通過將驅動電路進行集成，可以減少功率板上的元件個數以及避免了走線復雜，有利于減小功率板的尺寸和提高了電路板的生產效率。
[0039]進一步地，在本發明的一個實施例中，如圖3所示，電平檢測模塊15的輸入端與PWM發生器的供電電源即PWM發生器電平或MCU工作電平如圖中的5V電源相連，電平檢測模塊15的輸出端連接在脈沖寬度調制模塊13的輸出端和推挽模塊14的輸入端之間。具體地，在本發明的一個實施例中，如圖3所示，反相模塊12包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一 NPN三極管Ql和第三電阻R3。其中，第一電阻Rl的一端與驅動電路的輸入端即反相輸入引腳3相連,第一電阻Rl的另一端與第一電源例如電壓18V相連。第二電阻R2的一端與第一電阻Rl的一端相連，第一 NPN三極管Ql的基極與第二電阻R2的另一端相連，第
一NPN三極管Ql的發射極接地。第三電阻R3的一端與第一 NPN三極管Ql的集電極相連，第三電阻R3的另一端與第一電源相連。
[0040]如圖3所示，電阻Rl兩端分別連接18V電源和PWM輸入信號，反相模塊12的輸出信號PWM_0UT從第一 NPN三極管Ql的集電極引出，當PWM信號為高電平時，第一 NPN三極管Ql因基極電壓高于0.7V而導通，集電極電壓接近0V，當PWM信號為低電平時，第一 NPN三極管Ql截止，第一 NPN三極管Ql的集電極電壓為18V，因此該模塊不但實現了反相，也實現了 PWM信號由5V到18V的轉變。其中，輸出PWM信號的PWM發生器的供電電源為5V。
[0041]在本實施例中，如圖3所示，脈沖寬度調制模塊13包括第四電阻R4、第五電阻R5、第一電容Cl、第六電阻R6、第七電阻R7、第二電容C2、第一比較器Ul、第八電阻R8、第九電阻R9、第三電容C3、第十電阻R10、第四電容C3、第一二極管Dl和第二比較器U2。
[0042]其中，第四電阻R4的一端與第三電阻R3的一端相連,第五電阻R5和第一電容Cl并聯連接，并且第五電阻R5和第一電容Cl的一端分別與第四電阻R4的另一端相連,第五電阻R5和第一電容Cl的另一端分別接地。第六電阻R6和第七電阻R7串聯連接，第六電阻R6的一端與第一電源相連,第七電阻R7的另一端接地。第二電容C2的一端與第六電阻R6和第七電阻R7之間的節點相連，第二電容C2的另一端接地。第一比較器Ul的正輸入端與第四電阻R4的另一端相連，第一比較器Ul的負輸入端與第二電容C2的一端相連。第八電阻R8和第九電阻R9串聯連接，第八電阻R8的一端與第一電源相連，第九電阻R9的另一端接地，第八電阻R8和第九電阻R9之間的節點與第一比較器Ul的輸出端相連。第三電容C3的一端與第八電阻R8和第九電阻R9之間的節點相連，第三電容C3的另一端接地。第十電阻RlO和第四電容C4串聯連接，第十電阻RlO的一端與第一電源相連，第四電容C4的另一端接地。第一二極管Dl的正向端與第十電阻RlO和第四電容C4之間的節點相連，第一二極管Dl的反向端與第一比較器Ul的輸出端相連。第二比較器U2的正輸入端與第一二極管Dl的反向端相連，第二比較器U2的負輸入端與第一二極管Dl的正向端相連。
[0043]也就是說，在本實施例中，電阻R4、R5、R6、R7以及電容Cl、C2和第一比較器Ul形成的電路具有同相輸出功能，第一比較器Ul的負極輸入信號為固定電壓U1_=18*R7/(R6+R7)，正極輸入信號為 U1+=PWM_0UT*R5/(R4+R5)，并且 R5/(R4+R5) > R7/(R6+R7)，當PWM_0UT為18V時，第一比較器Ul輸出高電平，當PWM_0UT為OV時，第一比較器Ul輸出低電平。電阻R8、R9、RlO以及電容C3、C4和第一二極管D1、第二比較器U2構成高電平輸出寬度限制電路，第二比較器U2輸出高電平最大時間是由充電電路中的時間常數t=R10*C4決定，當18V電壓通過電阻RlO向電容C4充電的電壓U2_大于U2+=18*R9/(R8+R9)時，第二比較器U2輸出低電平，同時第二比較器U2負極輸入電壓似_通過第一二極管Dl和電阻R9向地放電，然后重復下一個最大高電平限制過程。
[0044]在本實施例中，如圖3所示，推挽模塊14包括第十一電阻Rl I、第二 NPN三極管Q2、第一 PNP三極管Q3、第十二電阻R12和第十三電阻R13。
[0045]其中，第十一電阻Rll的一端與第一電源相連，第二 NPN三極管Q2的基極與第二比較器U2的輸出端相連，第二 NPN三極管Q2的集電極與第十一電阻Rll的另一端相連。第
一PNP三極管Q3的基極與第二比較器U2的輸出端相連，第一 PNP三極管Q3的發射極與第
二NPN三極管Q2的發射極相連，第一 PNP三極管Q3的集電極接地。第十二電阻R12的一端與第一 PNP三極管Q3的發射極相連，第十三電阻R13的一端與第十二電阻R12的另一端相連，第十三電阻R13的另一端接地。電阻R12的另一端輸出IGBT驅動信號。即言，當第二比較器U2輸出高電平時第二 NPN三極管Q2導通，IGBT驅動信號為18V高電平，當第二比較器U2輸出低電平時，第一 PNP三極管Q3導通，IGBT驅動信號為OV低電平。
[0046]在本實施例中，如圖3所示，電平檢測模塊15包括第十四電阻R14、第十五電阻R15、第五電容C5、第十六電阻R16、第十七電阻R17、穩壓二極管D2、第三比較器U3、第二PNP三極管Q4和第十八電阻R18。
[0047]其中，第十四電阻R14的一端與PWM發生器的供電電源即PWM發生器電平或MCU工作電平例如電壓5V相連,第十五電阻R15和第五電容C5并聯連接,第十五電阻R15和第五電容C5的一端與第十四電阻R14的另一端相連,第十五電阻R15和第五電容C5的另一端接地。第十六電阻R16的一端與第一電源相連，第十七電阻R17和穩壓二極管D2并聯連接，第十七電阻R17的一端和穩壓二極管D2的反向端分別與第十六電阻R16的另一端相連，第十七電阻R17的另一端和穩壓二極管D2的正向端接地。第三比較器U3的正輸入端與第十四電阻R14的另一端相連，第三比較器U3的負輸入端與第十六電阻R16的另一端相連。第二 PNP三極管Q4的基極與第三比較器U3的輸出端相連，第二 PNP三極管Q4的集電極接地，第二 PNP三極管Q4的發射極分別與第二 NPN三極管Q2的基極和第一 PNP三極管Q3的基極相連。第十八電阻R18的一端與第一電源相連，第十八電阻R18的另一端分別與第二 PNP三極管Q4的發射極和第二比較器U2的輸出端相連。
[0048]也就是說，第三比較器U3的正輸入端的輸入信號為PWM發生器的工作電平的分壓U3+=5*R16/(R10+R16)，第三比較器U3的負輸入端的輸入信號U3_為穩壓二極管D2的穩壓電平Vref，當第三比較器U3的U3+大于等于U3_時，第三比較器U3輸出高電平，第二 PNP三極管Q4不導通，推挽模塊14后的IGBT的驅動信號受脈沖寬度調制模塊13及PWM信號的控制，IGBT驅動信號輸出相應的高電平或低電平。當第三比較器U3的U3+小于U3-時，第三比較器的U3輸出低電平，此時第二 PNP三極管Q4導通，第二比較器U2的輸出端始終為低電平，使推挽模塊14后的IGBT驅動信號不受脈沖寬度調制模塊13及PWM信號的控制，IGBT驅動信號始終輸出低電平，關斷IGBT。
[0049]在本發明的另一個實施例中，如圖4所示，電平檢測模塊15的輸入端分別與PWM發生器的供電電源、反相模塊12的輸入端(即用于接收PWM發生器輸出的PWM信號)相連，電平檢測模塊15的輸出端連接在脈沖寬度調制模塊13的輸出端和推挽模塊14的輸入端之間。
[0050]具體地，如圖4所示，與圖3相比，電平檢測模塊15也可以包括第十九電阻R19、反相器7404、第三PNP三極管Q5和第二十電阻R20。
[0051]其中，第十九電阻R19的一端與PWM發生器的供電電源相連，反相器7404的輸入端分別與驅動電路的輸入端(即反相模塊12的輸入端)和第十九電阻R19的另一端相連，反相器7404的控制端也與PWM發生器的供電電源相連。第三PNP三極管Q5的基極與反相器7404的輸出端相連，第三PNP三極管Q5的集電極接地，第三PNP三極管Q5的發射極分別與第二 NPN三極管Q2的基極和第一 PNP三極管Q3的基極相連。第二十電阻R20的一端與第一電源相連，第二十電阻R20的另一端分別與第三PNP三極管Q5的發射極和第二比較器U2的輸出端相連。
[0052]在本實施例中，當反相器7404正常工作時，若PWM信號為低電平時，則7404輸出高電平，第三PNP三極管Q5關斷，此時IGBT驅動信號受PWM信號及脈沖寬度調制模塊13控制，若PWM信號為高電平時，反相器7404輸出低電平，第三PNP三極管Q5導通，IGBT驅動信號為低電平，IGBT不導通。當PWM發生器電平或MCU工作電平低于某個值Vref時，反相器7404不工作，輸出一直為低電平，第三PNP三極管Q5導通，此時IGBT驅動信號不受PWM信號和脈沖寬度調制模塊13的控制，一直為低電平，關斷IGBT。
[0053]所以說，如圖3和圖4所示，兩個實施例里的PWM發生器的電平檢測模塊15的功能為:當斷電后，PWM發生器的工作電平為O或低于某個電壓時，關斷IGBT，驅動電路不受PWM信號控制。因而可防止斷電時，PWM發生器輸出信號一直為低電平，而驅動電路還來不及復位，致使IGBT驅動信號就一直為高，一直處于導通狀態，再次上電時引起IGBT過流過壓而損壞IGBT，從而有效地保護了 IGBT的安全使用。
[0054]根據本發明實施例的驅動電路，通過將反相模塊12、脈沖寬度調制模塊13、推挽模塊14、電平檢測模塊15這四部分電路集成為一個驅動元件，精簡了電磁加熱產品電路板外圍電路設計，降低電路板組裝的難度，提高整個電路板生產效率。同時還能夠解決IGBT因干擾問題導致開通時間過長和快速上電復位異常而致使IGBT發生過流損壞的問題，大大提高了電磁加熱產品電路板的可靠性。
[0055]下面參閱圖5，圖為本發明第二方面實施例提出的具有驅動電路的電磁加熱裝置的原理框圖。如圖5所示，該電磁加熱裝置包括電壓轉換電路501、控制器502、驅動電路503。
[0056]其中，電壓轉換電路501用于將交流電整流為直流脈沖電壓信號，并經外部濾波電容為電磁加熱裝置的負載提供直流穩定電壓。控制器502與電壓轉換電路501相連，用于根據直流脈沖電壓信號生成PWM信號。驅動電路503的輸入端即反相輸入引腳3控制器502相連，驅動電路503對PWM信號進行調整以輸出IGBT驅動信號。
[0057]也就是說，控制器502向驅動電路503輸入PWM信號，PWM信號經過驅動電路503內部的反相模塊12實現由5V向18V轉變以生成反相信號，反相信號經過驅動電路503內部的脈沖寬度調制模塊13和推挽模塊14后，輸出IGBT驅動信號即IGBT柵極控制信號以控制IGBT開關的工作狀態，其中，IGBT驅動信號還受驅動電路503內部的電平檢測模塊15調制以保護IGBT不受損壞。因此，通過調整控制器502輸出的PWM信號的占空比，可以實現電磁加熱裝置的輸出功率的變化。其中，該電磁加熱裝置可以是電磁爐、電飯煲等。
[0058]根據本發明實施例的電磁加熱裝置，通過將驅動電路集成為一個具有IGBT最大開通脈沖寬度限制及防止上電復位誤開通功能的驅動元件，精簡了電磁加熱裝置的電路板外圍電路設計，降低電路板組裝的難度，提高整個電路板生產效率。同時，還能夠解決IGBT因干擾問題和快速上電復位異常導致開通時間過長而過流損壞的問題，大大提高了電磁加熱裝置的電路板的可靠性。
[0059]此外，在本發明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理模塊中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實現，也可以采用軟件功能模塊的形式實現。所述集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，也可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。
[0060]上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。
[0061]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0062]盡管已經示出和描述了本發明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由所附權利要求及其等同限定。
【權利要求】
1.一種驅動電路，其特征在于，包括： 反相模塊，所述反相模塊的輸入端為該驅動電路的輸入端，用于接收脈沖寬度調制PWM發生器輸出的PWM信號，所述反相模塊并根據所述PWM信號生成反相信號； 脈沖寬度調制模塊，所述脈沖寬度調制模塊的輸入端與所述反相模塊的輸出端相連，用于對所述反相信號進行寬度調制以生成調制信號； 推挽模塊，所述推挽模塊的輸入端與所述脈沖寬度調制模塊的輸出端相連，所述推挽模塊的輸出端為該驅動電路的輸出端，所述推挽模塊用于根據所述調制信號生成輸出驅動信號; 電平檢測模塊，所述電平檢測模塊連接在所述脈沖寬度調制模塊的輸出端和所述推挽模塊的輸入端之間，所述電平檢測模塊用于檢測所述PWM發生器的電平信號以控制所述調制信號。
2.如權利要求1所述的驅動電路，其特征在于，所述電平檢測模塊的輸入端與所述PWM發生器的供電電源相連，所述電平檢測模塊的輸出端連接在所述脈沖寬度調制模塊的輸出端和所述推挽模塊的輸入端之間。
3.如權利要求1所述的驅動電路，其特征在于，所述電平檢測模塊的輸入端分別與所述PWM發生器的供電電源和所述反相模塊的輸入端相連，所述電平檢測模塊的輸出端連接在所述脈沖寬度調制模塊的輸出端和所述推挽模塊的輸入端之間。
4.如權利要求1-3任一項所述的驅動電路，其特征在于，所述反相模塊、所述脈沖寬度調制模塊、所述推挽模塊和所述電平檢測模塊集成在一個殼體內，且分別連接共同的第一電源和地端。
5.如權利要求4所述的驅動電路，其特征在于，所述反相模塊進一步包括： 第一電阻，所述第一電阻的一端與所述驅動電路的輸入端相連，所述第一電阻的另一端與第一電源相連； 第二電阻，所述第二電阻的一端與所述第一電阻的一端相連； 第一 NPN三極管，所述第一 NPN三極管的基極與所述第二電阻的另一端相連，所述第一NPN三極管的發射極接地； 第三電阻，所述第三電阻的一端與所述第一 NPN三極管的集電極相連，所述第三電阻的另一端與所述第一電源相連。
6.如權利要求5所述的驅動電路，其特征在于，所述脈沖寬度調制模塊進一步包括： 第四電阻，所述第四電阻的一端與所述第三電阻的一端相連； 并聯連接的第五電阻和第一電容，所述第五電阻和所述第一電容的一端分別與所述第四電阻的另一端相連，所述第五電阻和所述第一電容的另一端分別接地； 串聯連接的第六電阻和第七電阻，所述第六電阻的一端與所述第一電源相連，所述第七電阻的另一端接地； 第二電容，所述第二電容的一端與所述第六電阻和所述第七電阻之間的節點相連，所述第二電容的另一端接地； 第一比較器，所述第一比較器的正輸入端與所述第四電阻的另一端相連，所述第一比較器的負輸入端與所述第二電容的一端相連； 串聯連接的第八電阻和第九電阻，所述第八電阻的一端與所述第一電源相連，所述第九電阻的另一端接地，所述第八電阻和第九電阻之間的節點與所述第一比較器的輸出端相連； 第三電容，所述第三電容的一端與所述第八電阻和第九電阻之間的節點相連，所述第三電容的另一端接地； 串聯連接的第十電阻和第四電容，所述第十電阻的一端與所述第一電源相連，所述第四電容的另一端接地； 第一二極管，所述第一二極管的正向端與所述第十電阻和所述第四電容之間的節點相連，所述第一二極管的反向端與所述第一比較器的輸出端相連； 第二比較器，所述第二比較器的正輸入端與所述第一二極管的反向端相連，所述第二比較器的負輸入端與所述第一二極管的正向端相連。
7.如權利要求6所述的驅動電路，其特征在于，所述推挽模塊進一步包括： 第十一電阻，所述第十一電阻的一端與所述第一電源相連； 第二 NPN三極管，所述第二 NPN三極管的基極與所述第二比較器的輸出端相連，所述第二 NPN三極管的集電極與所述第十一電阻的另一端相連； 第一 PNP三極管，所述第一 PNP三極管的基極與所述第二比較器的輸出端相連，所述第一PNP三極管的發射極與所述第二 NPN三極管的發射極相連，所述第一 PNP三極管的集電極接地； 第十二電阻，所述第十二電阻的一端與所述第一 PNP三極管的發射極相連； 第十三電阻，所述第十三電阻的一端與所述第十二電阻的另一端相連，所述第十三電阻的另一端接地。
8.如權利要求7所述的驅動電路，其特征在于，所述電平檢測模塊進一步包括： 第十四電阻，所述第十四電阻的一端與所述PWM發生器的供電電源相連； 并聯的第十五電阻和第五電容，所述第十五電阻和所述第五電容的一端與所述第十四電阻的另一端相連，所述第十五電阻和所述第五電容的另一端接地； 第十六電阻，所述第十六電阻的一端與所述第一電源相連； 并聯的第十七電阻和穩壓二極管，所述第十七電阻的一端和所述穩壓二極管的反向端分別與所述第十六電阻的另一端相連，所述第十七電阻的另一端和所述穩壓二極管的正向端接地； 第三比較器，所述第三比較器的正輸入端與所述第十四電阻的另一端相連，所述第三比較器的負輸入端與所述第十六電阻的另一端相連； 第二 PNP三極管，所述第二 PNP三極管的基極與所述第三比較器的輸出端相連，所述第二PNP三極管的集電極接地，所述第二 PNP三極管的發射極分別與所述第二 NPN三極管的基極和所述第一 PNP三極管的基極相連； 第十八電阻，所述第十八電阻的一端與所述第一電源相連，所述第十八電阻的另一端分別與所述第二 PNP三極管的發射極和所述第二比較器的輸出端相連。
9.如權利要求7所述的驅動電路，其特征在于，所述電平檢測模塊進一步包括： 第十九電阻，所述第十九電阻的一端與所述PWM發生器的供電電源相連； 反相器，所述反相器的輸入端分別與所述反相模塊的輸入端和所述第十九電阻的另一端相連，所述反相器的控制端與所述PWM發生器的供電電源相連；第三PNP三極管，所述第三PNP三極管的基極與所述反相器的輸出端相連，所述第三PNP三極管的集電極接地，第三PNP三極管的發射極分別與所述第二 NPN三極管的基極和所述第一 PNP三極管的基極相連； 第二十電阻，所述第二十電阻的一端與所述第一電源相連，所述第二十電阻的另一端分別與所述第三PNP三極管的發射極和所述第二比較器的輸出端相連。
10.一種 電磁加熱裝置，其特征在于，包括如權利要求1-9任一項所述的驅動電路。
【文檔編號】H02M1/088GK103840642SQ201210492483
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月27日 優先權日:2012年11月27日
【發明者】陳偉, 李新峰 申請人:美的集團股份有限公司