適用于電磁爐的igbt芯片及相應的控制電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種適用于電磁爐的IGBT芯片及相應的控制電路，內部設有一個IGBT(13)、第一電壓檢測及處理電路(14)、第一電流檢測及處理電路(15)、IGBT驅動處理電路(16)以及溫度檢測及處理電路(17)。不增加額外引腳的前提下，內部集成入第一電壓檢測及處理電路(14)等，可以對IGBT(13)實現芯片內過壓保護。相比于現有技術而言，保護得更及時、更可靠、更一致，使得IGBT芯片(11)的損壞率變低。
【專利說明】適用于電磁爐的IGBT芯片及相應的控制電路
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及電磁爐領域，尤其涉及一種平板電磁爐。
【背景技術】
[0002]IGBT爆管損壞一致是電磁爐行業問題，其主要原因為過流、過壓、過溫導致，現有電磁爐產品采用常規IGBT，不具備自我保護能力，產品的預防方法均為通過外圍搭建電流、電壓檢測電路，在散熱片上安裝溫度傳感元件，配合軟件，保護IGBT。
【發明內容】
[0003]為解決上述問題，本實用新型提供一種自帶保護功能的適用于電磁爐的IGBT芯片。
[0004]為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案為:一種適用于電磁爐的IGBT芯片，包括IGBT，其特征在于，還包括與所述IGBT連接的IGBT驅動處理電路，
[0005]以及與所述IGBT驅動處理電路和所述IGBT之集電極連接的第一電壓檢測及處理電路，檢測所述集電極電壓信號并處理為第一電壓信號；
[0006]所述IGBT驅動處理電路根據所述第一電壓信號與所述IGBT的額定信號進行比較后驅動或關斷所述IGBT。
[0007]本實用新型的第一優選方案為:還包括設于所述IGBT芯片內并與所述IGBT驅動處理電路連接的溫度檢測及處理電路，檢測所述IGBT芯片內溫度并處理為溫度信號，
[0008]所述IGBT驅動處理電路根據所述溫度信號與所述額定信號進行比較后驅動或關斷所述IGBT。采用該方案，集成溫度檢測功能，提供一種更及時、更可靠的溫度保護方式，延長IGBT芯片的使用壽命。
[0009]本實用新型的第二優選方案為:還包括與所述IGBT驅動處理電路和所述IGBT之發射極連接的第一電流檢測及處理電路，檢測所述發射極電流信號并處理為第一電流信號，
[0010]所述IGBT驅動處理電路根據所第一電流與所述額定信號進行比較后驅動或關斷所述IGBT。采用該方案，集成發射極的電流信號檢測功能，提供一種更及時、更可靠的過流保護方式，延長IGBT使用壽命。
[0011]本實用新型的第三優選方案為:所述額定信號包括額定電壓、額定溫度、額定電流中至少一種。用該方案，根據相應環境選擇具體信號，可提供一種適應范圍更廣的保護方式。
[0012]本實用新型的第四優選方案為:所述IGBT驅動處理電路包括至少一個驅動或關斷所述IGBT的三極管。采用三極管來關斷保護，可靠性高。
[0013]本實用新型的第五優選方案為:所述溫度檢測及處理電路包括一個設于所述IGBT芯片內的溫敏電阻。采用溫敏電阻來檢測溫度，便于設計，可靠性高。
[0014]本實用新型的第六優選方案為:一種電磁爐控制電路，其特征在于:包括權利要求I至7任一一項權利要求所述IGBT芯片；還包括與所述IGBT芯片連接的驅動電路以及通過所述驅動電路控制所述IGBT芯片的微控制器。采用該方案，省略掉了外圍的相應保護電路。使得電磁爐的電路結構可設計得更為簡單。
[0015]本實用新型的第七優選方案為:還包括線圈盤及同步電路，所述微控制器通過同步電路與所述IGBT芯片連接，所述線圈盤與所述IGBT芯片電連接。
[0016]本實用新型的技術優勢在于:在不增加額外引腳的前提下，內部集成入第一電壓檢測及處理電路，可以對IGBT實現芯片內過壓保護。相比于現有技術而言，保護得更及時、更可靠、更一致，使得IGBT芯片的損壞率變低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動的前提下，亦可根據下述附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為實施例1的IGBT芯片結構示意圖。
[0019]圖2為實施例1的IGBT芯片內部電路圖。
[0020]圖3為實施例2的電磁爐控制電路模塊圖。
[0021]附圖標記:Il-1GBT芯片，12-晶元區，13-1GBT，14-第一電壓檢測及處理電路，15-第一電流檢測及處理電路，16-1GBT驅動處理電路，17-溫度檢測及處理電路，31-線圈盤，32-驅動電路，33-同步電路，34-微控制器，35-系統電流檢測電路，36-交流電壓檢測電路，37-溫度傳感器，38-風扇。
【具體實施方式】
[0022]下面結合具體實施例和附圖對本實用新型做進一步說明。
[0023]實施例1。
[0024]參考圖1、圖2，一種適用于電磁爐的IGBT芯片11，內部設有一個IGBT13、第一電壓檢測及處理電路14、第一電流檢測及處理電路15、IGBT驅動處理電路16以及溫度檢測及處理電路17 ； IGBT13的集電極C上連接有第一電壓檢測及處理電路14 ； IGBT13的發射極E連接有第一電壓檢測及處理電路15 ;其中，IGBT驅動處理電路16與第一電壓檢測及處理電路14、第一電流檢測及處理電路15、溫度檢測及處理電路17連接。
[0025]如圖2，IGBT驅動處理電路16包括所述的第一三極管Q1、第二三極管Q2、第三三極管Q3以及相應的外圍電路；溫度檢測及處理電路17包括溫敏電阻RTl ;第一電壓檢測及處理電路14包括串聯的第九電阻R9和第十電阻R10，第一電流檢測及處理電路15為基于霍爾元件、測流電阻或運算放大器等的常用電路。
[0026]上述各模塊按照圖2中所示加入必要的元器件，并進行電路連接。當IGBT13的工作狀態超過其額定溫度信號、額定電流、額定電壓時，通過外圍電路設定，上述第一三極管Q1、第二三級管Q2、第三三極管Q3的基極具備足夠開通三極管的電壓。
[0027]正常工作狀態時，第一電壓檢測及處理電路14發出的第一電壓信號、第一電流檢測及處理電路15發出的第一電流信號、溫度檢測及處理電路17發出的溫度信號皆不開通IGBT驅動處理電路16的三極管。
[0028]在非正常工作狀態時，當IGBT芯片11的溫度升高并超過額定溫度信號時，此時溫度檢測及處理電路17的溫敏電阻RTl的阻值降低，溫度檢測及處理電路17發出溫度信號，經第一三極管Ql的外圍電路進行比對后，第一三極管Ql的基極電壓升高，第一三極管Ql開通，從而拉低IGBT13的柵極G，使得IGBT13關斷。
[0029]在非正常工作狀態時，當IGBT13發射極E的電流超過額定電流時，第一電流檢測及處理電路15發出第一電流信號，該第一電流信號開通第二三極管Q2，拉低IGBT13的柵極G，從而使得IGBT13關斷。
[0030]在非正常工作狀態時，當IGBT13的集電極C電壓超過額定電壓時，第一電壓檢測及處理電路14的第九電阻R9和第十電阻RlO檢測電壓，兩電阻中間位置處的電壓升高，通過第一電壓信號開通第三三極管Q3，拉低IGBT13的柵極G，從而使得IGBT13關斷。
[0031]上述外圍電路的的設定，可通過圖2中所示方式，也可通過本領域常用的設定方式進行設定。上述的第一電壓檢測及處理電路14、第一電流檢測及處理電路15、溫度檢測及處理電路17并不是必須全部采用，根據具體情況，可考慮采用上述幾個模塊中的一個或多個模塊。
[0032]實施例2。
[0033]參考3，一種電磁爐控制電路，包括線圈盤31、IGBT芯片11、驅動電路32、同步電路33以及微控制器34。微控制器34通過驅動電路32及同步電路33與IGBT芯片11連接，IGBT芯片11驅動線圈盤31。
[0034]工作過程流程如下:微控制器34首先發送一個啟動IGBT芯片11工作脈沖，脈沖通過驅動電路32進行放大信號電流及電壓轉換。開通時IGBT芯片11的集電極C電壓為0V，開通IGBT芯片11 一定時間立即關斷，則線圈盤31充電，IGBT芯片11電流上升。當IGBT芯片關斷時，IGBT芯片11的集電極C電壓上升，考慮IGBT芯片11的最佳工作狀態時其集電極C為O電壓，微控制器34通過同步電路撲捉到IGBT芯片的集電極C過O電壓工作點，及時再次開通IGBT芯片11，確保電磁灶持續可靠工作。
[0035]進一步，微控制器32亦可連接電磁爐內常用的系統電流檢測電路35、交流電壓檢測電路36、溫度傳感器37、風扇38等，并控制上述模塊。本實施例中的各電路模塊，包括但是不限于本實施例中所述的模塊，所有電磁爐中常用的電路模塊，皆包括于本實施例中。
[0036]以上所述，僅為本實用新型【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應以權利要求的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種適用于電磁爐的IGBT芯片，包括IGBT，其特征在于，還包括與所述IGBT連接的IGBT驅動處理電路， 以及與所述IGBT驅動處理電路和所述IGBT之集電極連接的第一電壓檢測及處理電路，檢測所述集電極電壓信號并處理為第一電壓信號； 所述IGBT驅動處理電路根據所述第一電壓信號與所述IGBT的額定信號進行比較后驅動或關斷所述IGBT。
2.根據權利要求1所述適用于電磁爐的IGBT芯片，其特征在于:還包括設于所述IGBT芯片內并與所述IGBT驅動處理電路連接的溫度檢測及處理電路，檢測所述IGBT芯片內溫度并處理為溫度信號， 所述IGBT驅動處理電路根據所述溫度信號與所述額定信號進行比較后驅動或關斷所述 IGBT。
3.根據權利要求1所述適用于電磁爐的IGBT芯片，其特征在于:還包括與所述IGBT驅動處理電路和所述IGBT之發射極連接的第一電流檢測及處理電路，檢測所述發射極電流信號并處理為第一電流信號， 所述IGBT驅動處理電路根據所述第一電流信號與所述額定信號進行比較后驅動或關斷所述IGBT。
4.根據權利要求1或2或3所述適用于電磁爐的IGBT芯片，其特征在于:所述額定信號包括額定電壓、額定溫度、額定電流中至少一種。
5.根據權利要求1或2或3所述適用于電磁爐的IGBT芯片，其特征在于:所述IGBT驅動處理電路包括至少一個驅動或關斷所述IGBT的三極管。
6.根據權利要求2所述適用于電磁爐的IGBT芯片，其特征在于:所述溫度檢測及處理電路包括一個設于所述IGBT芯片內的溫敏電阻。
7.—種電磁爐控制電路，其特征在于:包括權利要求1至6任一一項權利要求所述IGBT芯片；還包括與所述IGBT芯片連接的驅動電路以及通過所述驅動電路控制所述IGBT芯片的微控制器。
8.根據權利要求7所述電磁爐控制電路，其特征在于:還包括線圈盤及同步電路，所述微控制器通過同步電路與所述IGBT芯片連接，所述線圈盤與所述IGBT芯片電連接。
【文檔編號】H02H3/20GK203617685SQ201320731228
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月19日 優先權日:2013年11月19日
【發明者】朱澤春, 胡文飛, 喬中義 申請人:九陽股份有限公司