檢測被加熱裝置的電路以及電磁加熱設備和家用電器的制作方法

本實用新型涉及電磁加熱技術領域，具體地，涉及一種檢測被加熱裝置的電路以及應用該電路的電磁加熱設備和家用電器。

背景技術：

電磁加熱的原理是通過電子線路板組成部分產生交變磁場、當用含鐵質容器放置上面時，容器表面即切割交變磁力線而在容器底部金屬部分產生交變的電流(即渦流)，渦流使容器底部的鐵原子高速無規則運動，原子互相碰撞、摩擦而產生熱能。從而起到加熱物品的效果。因為是鐵制容器自身發熱，所以熱轉化率特別高，最高可達到95％。目前的電磁爐，電磁灶都是采用的電磁加熱技術。該技術相對于傳統的電阻加熱技術具有使用壽命長、安全可靠、高效節能、準確控溫、絕緣性好等優點。

由于電磁加熱設備本身相當于一個變壓器，在使用電磁加熱設備時，當沒有被加熱裝置或被加熱裝置被取走時，相當于變壓器缺少了次級線圈，沒有負載，可能發生短路，進而因線圈過熱，可能引起電磁加熱設備燒毀，因此需要檢測電路中是否有被加熱裝置的功能。

而現有的電磁加熱技術，例如電磁爐，當在很低的功率，例如100-300W時，由于功率比較小，當線盤空載時功率也可達到300W，會存在無法判鍋具是否存在的現象，因而需要一種能夠精確判斷鍋具是否存在電路，從而保護電磁爐在使用過程中不會因空載而燒毀，延長其使用壽命。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種檢測被加熱裝置的電路，該電路能夠準確并及時判斷被加熱裝置是否存在，并不受應用該電路的電磁加熱設備的工作功率的限制，從而能及時關閉加熱功能，起到保護電磁加熱設備的作用。

本實用新型的另外兩個方面分別提供了應用所述檢測被加熱裝置的電路的電磁加熱設備及家用電器，該電磁加熱設備和家用電器可通過準確判斷被加熱裝置是否存在，及時關閉加熱功能，從而具有優秀的自保護功能，延長了其使用壽命，并且提高了該設備和/或家用電器的安全性能。

為了實現上述目的，本實用新型提供一種檢測被加熱裝置的電路，該電路用于電磁加熱設備，該電磁加熱設備包括加熱電路和濾波電路，該加熱電路和濾波電路組成環路，該電路包括：電流檢測電路，用于檢測所述環路中的電流；諧振電壓處理電路，連接于所述加熱電路的輸出端，用于根據所述加熱電路的電壓產生一定的分壓電壓VAD1；環路電流處理電路，與所述電流檢測電路相連，用于處理所述電流檢測電路檢測的環路電流，并輸出電壓VAD2；以及處理器，用于對所述電壓VAD2和所述電壓VAD1進行比較，當VAD1大于VAD2的預定倍時，判斷電路中無被加熱裝置。

其中，所述檢測被加熱裝置的電路判斷電路中是否存在被加熱裝置的原理為：當所述檢測被加熱裝置的電路中沒有被加熱裝置時，整體電路中的電流主要消耗在線圈盤上，因而環路電流(即整體電路的低頻部分電流)很小，因而環路電流處理電路輸出的電壓VAD2也很小；同時，由于空載時加熱電路內部電容電感充放電無處消耗，因此加熱電路的輸出電壓非常大，經過諧振電壓處理電路分壓處理后輸出的分壓電壓VAD1也相應很大；而當所述檢測被加熱裝置的電路中有被加熱裝置時，所述電壓VAD1和VAD2的值相近，因此可以設定當所述電壓VAD1大于所述電壓VAD2的預定倍時，判定電路中不存在被加熱裝置，從而及時關閉加熱電路。該檢測過程并不受電路中功率大小的限制，即使在電磁低功率狀態下，例如低于300W時，也不影響檢測的準備性。

優選地，所述環路電流處理電路包括：運算放大器；電阻R65，連接于所述運算放大器的反相輸入端和輸出端之間；電阻R67，連接于所述運算放大器的同相輸入端并接地；電阻R1046連接于所述運算放大器的輸出端和所述環路電流處理電路的輸出端之間。

優選地，所述環路電流處理電路還包括：電阻R1047和電容EC09，該電阻R1047和該電容EC09互相并聯，連接于所述環路電流處理電路的輸出端并接地。

優選地，所述諧振電壓處理電路包括：分壓電阻R1043，連接于所述加熱電路的輸出端和所述諧振電壓處理電路的輸出端之間。

優選地，所述諧振電壓處理電路包括：濾波電容EC098和電阻R1037，該電容EC098和電阻R1037互相并連后連接于所述諧振電壓處理電路的輸出端并接地。

優選地，所述電流檢測電路包括電流互感器。

優選地，所述電流檢測電路包括康銅絲。

優選地，所述電流檢測電路包括電阻器件和放大電路，所述放大電路用于對經過電阻器件的電流進行放大處理。

通過上述技術方案，檢測加熱電路中的諧振電壓和環路中的環路電流，并對其進行處理后進行對比，從而可以及時準確地檢測所述檢測被加熱裝置的電路中是否存在被加熱裝置，并及時關閉加熱電路，防止因電路空載而燒毀，延長整體電路的使用壽命，并且即使電路中的功率較小也不影響其檢測的準備性。

本實用新型還提供了一種應用所述的檢測被加熱裝置的電路的電磁加熱設備以及家用電器。該電磁加熱設備以及家用電器中的所述加熱電路可以為為半橋或全橋電路，包括晶體管和晶體管驅動電路、諧振電容以及線圈盤，其中，所述線圈盤連接于晶體管的中點和諧振電容的中點之間，所述晶體管驅動電路與所述處理器連接，用于根據所述處理器的控制信號驅動所述晶體管導通。

通過利用上述技術方案，能夠延長所述電磁加熱設備以及家用電器的使用壽命，同時及時關閉其中加熱功能又能夠節省消耗的電量，并保證使用安全。

本實用新型的其它特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本實用新型，但并不構成對本實用新型的限制。在附圖中：

圖1是根據本實用新型實施例一的檢測被加熱裝置的電路的結構圖；

圖2是根據本實用新型實施例一的檢測被加熱裝置的電路的整體示意圖；

圖3是根據本實用新型實例例二的檢測被加熱裝置的電路的電路圖；

圖4是根據本實用新型的實施例三的使用全橋式電路的加熱電路的電路圖。

附圖標記說明

100：濾波電路 200：加熱電路

300：電流檢測電路 400：諧振電壓處理電路

500：環路電流處理電路 600：處理器

510：電流檢測電路 610：微控制器

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。

圖1是根據本實用新型實施例一的檢測被加熱裝置的電路的結構圖。如圖1所示，所述檢測被加熱裝置的電路包括加熱電路200和濾波電路100，該加熱電路200和濾波電路100組成環路；電流檢測電路300，用于檢測所述環路中的電流；諧振電壓處理電路400，連接于所述加熱電路200的輸出端LOUT，用于根據所述加熱電路200中的諧振電壓產生一定的分壓電壓VAD1；環路電流處理電路500，與所述電流檢測電路300相連，用于處理所述電流檢測電路300檢測的環路電流，并輸出電壓VAD2；以及處理器600，用于對所述電壓VAD2和所述電壓VAD1進行比較，當VAD1大于VAD2的預定倍時，判斷電路中無被加熱裝置。

圖2是根據本實用新型實施例一的檢測被加熱裝置的電路的整體示意圖。圖2主要示出了所述諧振電壓處理電路400、環路電流處理電路500以及電流檢測電路300與所述環路之間的連接關系。在圖2中，ACL和ACN為市電接口，BD101為橋堆，其起到整流的作用；扼流圈L101、濾波電容C101和C104組成濾波電路100，實際應用中，濾波電路并不限于該形式。圖2中的加熱電路200為半橋電路，包括電容諧振電容C102和C103；晶體管Q1001和Q1002，晶體管Q1001和Q10012即組成加熱電路上下橋的IGBT，其中，Q1001與IGBT驅動1連接，Q1002與IGBT驅動2連接，IGBT驅動1和IGBT驅動2連接于微控制器(MCU)610，微處理器通過控制所述IGBT驅動1和IGBT驅動2控制晶體管Q1001和Q1002開通和關斷；以及線圈盤L210，其一端連接于晶體管Q1001和Q1002的中點，另一端連接于諧振電容C101和C102的中點。其中，微控制器610也可以用其它具有相似功能的器件代替，例如單片機，FPGA等。

如圖2所示，電流檢測電路300串聯在所述濾波電路和所述加熱電路組成的環路中，用于檢測環路中的電流，需要說明的是，電流檢測電路300的連接位置并不限于圖2中所示的位置，也可以連接在環路中的其它位置，只要能夠檢測環路中的電流即可。為了對電流檢測電路檢測的環路電路進行處理，還可以包括環路電流處理電路500，其一端連接于所述電流檢測電路300，另一端連接于微控制器610，用于對所述環路電流進行處理后產生輸出電壓VAD2。為了檢測所述加熱電路200中產生的諧振電壓，將所述線圈盤連接于諧振電容C101和C103中點的一端作為加熱電路200的輸出端，諧振電壓處理電路400連接于所述加熱電路的輸出端，其另一端連接于微控制器，用于對所述加熱電路的輸出電壓進行分壓處理，經過分壓處理后的產生分壓電壓VAD1。

微控制器進一步所述電壓VAD1和電壓VAD2這二者進行比較，當VAD1大于VAD2的預定倍數時，可判定為無被加熱裝置。其判斷原理在上述內容中已描述過，根據電路設計的不同，所述VAD1大于VAD2的預定倍數也會不同。

圖3是根據本實用新型實例例二的檢測被加熱裝置的電路的電路圖。在圖3所示的實施例二的電路圖中，電源連接部分、濾波電路100、加熱電路200以及各主要組成部分的連接關系與圖2所示的實施例一相同，此處不再贅敘。

如圖3所示，諧振電壓處理電路400可以包括分壓電阻R1043和R1036，所述分壓電阻R1043和R1036并聯后一端連接于所述加熱電路的輸出端，另一端連接所述諧振電壓處理電路的輸出端，所述諧振電壓處理電路的輸出端連接于處理器。所述諧振電壓處理電路還可以包括：濾波電容EC098和電阻R1037，該電容EC098和電阻R1037互相并后連連接于所述諧振電壓處理電路的輸出端并接地。因為加熱電路200中的諧振電壓有可能很大，只有一個分壓電阻的情況下，被分壓處理的分壓電壓VAD1值也有可能過大，不利于處理，因此可以在諧振電壓處理電路中并聯兩個或以上的電阻，在圖2所示的實施例二中，除了所述分壓電阻R1043和R1036，在諧振電壓處理電路的輸出端還并聯了電阻R1041。

如圖3所示，所述環路電流處理電路可以包括：運算放大器，因環路電流可能太小，不利于后續處理，因此需要利用運算放大器或其他放大處理器件對環路電流作放大處理，圖3中選用的是運放芯片LM358，實際應用中可選用任何運放芯片或任何包含放大功能的器件代替，圖中的-IN1、+IN2、OUT1分別是運放芯片LM358的其中一組運算放大器的反相輸入端、正相輸入端和輸出端相對應的芯片引腳；電阻R65，連接于所述運算放大器的反相輸入端和輸出端之間；電阻R67，連接于所述運算放大器的同相輸入端并接地；電阻R1046串聯于所述運算放大器的輸出端和所述環路電流處理電路的輸出端之間。所述環路電流處理電路還可以包括：電阻R1047和電容EC09，該電阻R1047和該電容EC09互相并聯，連接于所述環路電流處理電路的輸出端并接地，所述環路電流處理電路500的輸出端的電壓為VAD2。

如圖3所示，在實施例二中所述電流檢測電路可以包括康銅絲。所述環路電流處理電路500的輸入電壓即圖3中所示的環路電流檢測電路的電壓V0，不難理解的是電壓V0由環路電流和環路電流檢測電路300的電阻值決定。

所述電流檢測電路還可以包括電阻器件和放大電路，所述放大電路用于對經過電阻器件的電流進行放大處理，當選用普通電阻代替康銅絲時，由于選用的電阻阻值有可能較小，再加上檢測到的環路電流可能很小，因此其電壓V0也會因太小而不利于后續處理，因此可以在環路電流檢測電路設置放大電路，對環路電流或環路檢測電路的電壓進行一級放大后再由環路電流處理電路進行處理。

實踐中所述電流檢測電路也可以包括電流互感器，由于電流互感器可以感生出較大的電流，因此使用電流互感器時不需要額外的放大電路就能滿足后續的處理需要。

在實施例二中，假設如圖3所示的加熱電路的輸出端LOUT的電壓為VLOUT，環路電流檢測電路的輸出電壓為V0，電路中的諧振頻率為f，那么諧振電壓處理電路400的輸出端電壓，即分壓處理后的分壓電壓VAD1的計算公式為：

環路電流處理電路500的輸出電壓VAD2的計算公式為：

如上述已描述的內容所示，當電壓VAD1大于電壓VAD2的預定倍時，處理器判定線圈盤上沒有放置放被加熱裝置，因諧振電壓處理電路400和環路電流處理電路500的實際設置不同，電壓VAD1和電壓VAD2的實際大小也會不同，所述電壓VAD1大于電壓VAD2的預定倍數可以根據實際需要設置，本實用新型提供的所述預定倍數的參考值為5-10倍。當加熱電路中沒有放置被加熱裝置時，或者在被加熱裝置被取走時，加熱電路中的感生電流會有一個變大的過程，因此對于一個所述檢測被加熱裝置的電路來說，所述預定倍數也可以根據實際需要選擇設定，可以選擇設定一個即能保證加熱電路及時關斷，也能避免加熱電路被燒毀的倍數來設定。

上述描述的檢測被加熱裝置的電路可以應用于電磁加熱設備和家用電器中，例如電磁爐。上述實施例一和實施例二中的加熱電路采用的都是半橋電路，但實際應用時，上述技術方案也適用于采用全橋電路的加熱電路。如圖4所示，是加熱電路采用全橋電路的連接示意圖，圖中省略的其它部分與上述描述過的實施例一和實施例相同。在全橋式電路中，與半橋式電路相比，增加了與上述半橋式電路對稱的晶體管Q1003、Q1004以及與其對應的IGBT驅動3、IGBT驅動4和諧振電容C202、C203。

以上結合附圖詳細描述了本實用新型的優選實施方式，但是，本實用新型并不限于上述實施方式中的具體細節，在本實用新型的技術構思范圍內，可以對本實用新型的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實用新型的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本實用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本實用新型的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本實用新型的思想，其同樣應當視為本實用新型所公開的內容。