一種應用在電磁爐設備的igbt串并聯電路結構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種應用在電磁爐設備的IGBT串并聯電路結構，涉及電磁爐電路設計領域。整流電路將輸入的交流電轉換成直流電，傳送至濾波電路進行濾波，濾波電路濾波后的直流電傳送至諧振電路進行逆變處理，所述檢測電路用于檢測整流電路的電信號，并將檢測的信號傳送至中央處理器進行處理，中央處理器通過驅動電路驅動控制諧振電路通斷，所述諧振電路由線圈盤、諧振電容和IGBT串并聯電路組成，所述IGBT串并聯電路由兩組N個IGBT并聯電路組成的串聯電路。通過串聯減小了作為開關的IGBT的承受電壓，通過并聯也減小了流過IGBT的電流，提高了由于單個IGBT器件本身的限制導致的并聯諧振電路結構的電磁爐最高功率限制的問題。
【專利說明】
一種應用在電磁爐設備的IGBT串并聯電路結構
技術領域
[0001]本發明涉及電磁爐電路設計領域，尤其涉及一種應用在電磁爐設備的IGBT串并聯電路結構。
【背景技術】
[0002]家用大功率電磁爐一般在2_5kw，其需求量大，符合現在國家節能減排的政策導向，具有廣闊的市場前景;諧振型逆變器是大功率電磁爐的關鍵組成部分，它的發展水平與感應加熱技術和大功率電磁爐的發展、應用密切相關。
[0003]電磁爐作為廚具市場的一種新型爐具，它打破了傳統的明火烹調方式；電磁加熱的工作原理是在線圈盤中通上高頻電流，在線圈盤的軸向兩面產生磁場，當鐵質鍋具處于磁場范圍內時，鍋具即切割蛟變磁力線而在鍋具底部產生交變的電流(即渦流)，渦流使鍋具鐵分子高速無規則運動，分子互相碰撞、摩擦而產生熱能使器具本身自行高速發熱，用來加熱和烹飪食物，從而達到煮食用。
[0004]目前存在的瓶頸是:IGBT單管電壓容量的限制和IGBT電流容量的限制，從而限制了并聯諧振型電磁爐的最高功率。如何設計IGBT驅動與隔離電路、過流過壓保護電路、高頻電流檢測保護電路及吸收電路成為目前的存在的技術難點。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種應用在電磁爐設備的IGBT串并聯電路結構，通過串聯減小了作為開關的IGBT的承受電壓，通過并聯也減小了流過IGBT的電流，節約了成本，提高了由于單個IGBT器件本身的限制導致的并聯諧振電路結構的電磁爐最高功率限制的問題。
[0006]為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是:一種應用在電磁爐設備的IGBT串并聯電路結構，包括主電路單元和控制電路單元，所述主電路單元包括整流電路、濾波電路和諧振電路，控制電路單元包括檢測電路、中央處理器和驅動電路，整流電路將輸入的交流電轉換成直流電，傳送至濾波電路進行濾波，濾波電路濾波后的直流電傳送至諧振電路進行逆變處理，所述檢測電路用于檢測整流電路的電信號，并將檢測的信號傳送至中央處理器進行處理，中央處理器通過驅動電路驅動控制諧振電路通斷，所述諧振電路由線圈盤、諧振電容和IGBT串并聯電路組成，所述IGBT串并聯電路由兩組N個IGBT并聯電路組成的串聯電路，其中N為不小于2的正整數，第一組N個IGBT并聯電路的發射極E端分別與第二組N個IGBT并聯電路對應的集電極C端串聯連接，所述兩組N個IGBT并聯電路的集電極C端與發射極E端分別并接有動態均壓與靜態均壓電路，且兩組分別并接的動態均壓與靜態均壓電路串聯連接。
[0007]進一步優化的技術方案為所述動態均壓與靜態均壓電路為兩個吸收電容和一個吸收電阻組成的并聯電路，其中，吸收電容采用0.022uF/2000VDC，吸收電阻采用的阻值為470Ko
[0008]進一步優化的技術方案為所述驅動電路采用兩組HCPL-316J驅動芯片組成兩路隔離的驅動電路，輸入信號為同一驅動信號，輸出信號為兩路同步同相位信號。
[0009]進一步優化的技術方案為所述IGBT串并聯電路由兩組4個IGBT并聯電路組成的串聯電路。
[0010]采用上述技術方案所產生的有益效果在于:本發明的功率器件IGBT并聯能夠有效提升單個IGBT的電流容量限制;并聯功率器件IGBT組串聯后能夠有效提升單個IGBT的耐壓限制，從而突破IGBT單管耐壓和電流的限制;對于并聯諧振電路，能夠有效提升并聯型電磁爐的功率。其中，驅動電路由隔離的驅動電路由兩個吸收電容和一個吸收電阻組成的并聯電路;能夠保證兩路驅動互不干擾，保證了驅動的同時性。并聯諧振型電磁爐的功率器件在零電壓時開通，開通的尖峰較小；同時，尖峰吸收和均壓電路的作用能夠吸收掉由于兩路功率器件開通不同時導致的尖峰電壓，電阻、電容等器件組成的均壓電路，能夠有效保證靜態和動態均壓。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明原理框圖；
圖2是本發明的主電路單元的電路原理圖；
圖3是本發明的驅動電路原理圖。
【具體實施方式】
[0012]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，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，都屬于本發明保護的范圍。
[0013]如圖1和圖2所示，本發明公開了一種應用在電磁爐設備的IGBT串并聯電路結構，包括主電路單元和控制電路單元，所述主電路單元包括整流電路、濾波電路和諧振電路，控制電路單元包括檢測電路、中央處理器和驅動電路，整流電路將輸入的交流電轉換成直流電，傳送至濾波電路進行濾波，濾波電路濾波后的直流電傳送至諧振電路進行逆變處理，所述檢測電路用于檢測整流電路的電信號，并將檢測的信號傳送至中央處理器進行處理，中央處理器通過驅動電路驅動控制諧振電路通斷，所述諧振電路由線圈盤、諧振電容和IGBT串并聯電路組成，所述IG B T串并聯電路由兩組N個IG B T并聯電路組成的串聯電路，其中N為不小于2的正整數，第一組N個IGBT并聯電路的發射極E端分別與第二組N個IGBT并聯電路對應的集電極C端串聯連接，所述兩組N個IGBT并聯電路的集電極C端與發射極E端分別并接有動態均壓與靜態均壓電路，且兩組分別并接的動態均壓與靜態均壓電路串聯連接。
[0014]進一步優化的技術方案為所述動態均壓與靜態均壓電路為兩個吸收電容和一個吸收電阻組成的并聯電路，其中，吸收電容采用0.022uF/2000VDC，吸收電阻采用的阻值為470K，同時，能夠起到吸收兩組功率器件開通不同時導致的尖峰電壓的作用，防止尖峰擊穿IGBT的現象。
[0015]進一步優化的技術方案為所述驅動電路采用兩組HCPL-316J驅動芯片組成兩路隔離的驅動電路，輸入信號為同一驅動信號，輸出信號為兩路同步同相位信號。
[0016]進一步優化的技術方案為所述IGBT串并聯電路由兩組4個IGBT并聯電路組成的串聯電路，電磁爐為8kW/220V，突破了目前5kW/220V的技術瓶頸。
[0017]本發明的功率器件IGBT并聯能夠有效提升單個IGBT的電流容量限制；并聯功率器件IGBT組串聯后能夠有效提升單個IGBT的耐壓限制，從而突破IGBT單管耐壓和電流的限制;對于并聯諧振電路，能夠有效提升并聯型電磁爐的功率。其中，驅動電路由隔離的驅動電路由兩個吸收電容和一個吸收電阻組成的并聯電路;能夠保證兩路驅動互不干擾，保證了驅動的同時性。并聯諧振型電磁爐的功率器件在零電壓時開通，開通的尖峰較小；同時，尖峰吸收和均壓電路的作用能夠吸收掉由于兩路功率器件開通不同時導致的尖峰電壓，電阻、電容等器件組成的均壓電路，能夠有效保證靜態和動態均壓。通過串聯減小了作為開關的IGBT的承受電壓，通過并聯也減小了流過IGBT的電流，節約了成本，提高了由于單個IGBT器件本身的限制導致的并聯諧振電路結構的電磁爐最高功率限制的問題。
[0018]并聯諧振電磁爐原理為:由線圈盤和諧振電容組成的并聯諧振電路，通過諧振產生交變的電路，從而產生交變的磁場，在鍋底產生渦流，從而加熱鍋具。
[0019]具體過程為:剛開始功率開關器件IGBT開通，線盤的電流逐漸增大，能量儲存在線盤中；而后功率開關器件IGBT關斷線盤的電流給諧振電容充電，同時功率器件的C極電壓會增高;最后諧振電容給線盤放電，從而功率器件的C極電壓降低，形成一個周期。
【主權項】
1.一種應用在電磁爐設備的IGBT串并聯電路結構，其特征在于:包括主電路單元和控制電路單元，所述主電路單元包括整流電路、濾波電路和諧振電路，控制電路單元包括檢測電路、中央處理器和驅動電路，整流電路將輸入的交流電轉換成直流電，傳送至濾波電路進行濾波，濾波電路濾波后的直流電傳送至諧振電路進行逆變處理，所述檢測電路用于檢測整流電路的電信號，并將檢測的信號傳送至中央處理器進行處理，中央處理器通過驅動電路驅動控制諧振電路通斷，所述諧振電路由線圈盤、諧振電容和IGBT串并聯電路組成，所述IGBT串并聯電路由兩組N個IGBT并聯電路組成的串聯電路，其中N為不小于2的正整數，第一組N個IGBT并聯電路的發射極E端分別與第二組N個IGBT并聯電路對應的集電極C端串聯連接，所述兩組N個IGBT并聯電路的集電極C端與發射極E端分別并接有動態均壓與靜態均壓電路，且兩組分別并接的動態均壓與靜態均壓電路串聯連接。2.根據權利要求1所述的一種應用在電磁爐設備的IGBT串并聯電路結構，其特征在于:所述動態均壓與靜態均壓電路為兩個吸收電容和一個吸收電阻組成的并聯電路，其中，吸收電容采用0.022uF/2000VDC，吸收電阻采用的阻值為470K。3.根據權利要求1所述的一種應用在電磁爐設備的IGBT串并聯電路結構，其特征在于:所述驅動電路采用兩組HCPL-316J驅動芯片組成兩路隔離的驅動電路，輸入信號為同一驅動信號，輸出信號為兩路同步同相位信號。4.根據權利要求1所述的一種應用在電磁爐設備的IGBT串并聯電路結構，其特征在于:所述IGBT串并聯電路由兩組4個IGBT并聯電路組成的串聯電路D
【文檔編號】H05B6/02GK105979622SQ201610363005
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月26日
【發明人】張飛波, 李雪平
【申請人】東莞市沁鑫熱能科技有限公司