專利名稱：感應加熱電飯鍋的轉換電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種感應加熱電飯鍋的轉換電路驅動設備，具體而言，涉及一種感應加熱電飯鍋的轉換電路，該電路可以隨輸入電壓的變化而改變轉換器的驅動脈沖的寬度，以改變轉換器的切換頻率，從而穩定由轉換器的切換操作而產生的熱功率，并防止由于輸入電壓的變化而損壞轉換器的內部設備。
背景技術：
圖1是一般的感應加熱電飯鍋的剖面圖。如圖所示，電飯鍋包括主體1；內鍋2，其置于主體1中，用于盛放烹調物品；和烹飪加熱器3，它安裝在主體1中內鍋2以下的部分或主體1的內表面，用于烹飪內鍋2中的物體。
電飯鍋是一種家居用品，以高于預定的溫度對其中的物體進行加熱和烹飪，主要用于煮飯。它也用于為食品長時間保溫。用戶將米或其它附加食品以及適量的水放入內鍋2，然后將內鍋2放入主體1內。然后用戶設置待烹飪的量及烹調模式，并向電飯鍋輸入包含該設置的烹飪指令。為了響應烹飪指令自動烹飪，電飯鍋包括用于控制其烹飪操作的控制器。
根據如何向內鍋2提供烹飪熱量，將電飯鍋分為特定的類型。例如，在電飯鍋主體1接收內鍋2的部分構造具有多個等間隔轉彎的感應線圈，由于線圈中的電流流動產生的磁場，而在由磁性材料制成的內鍋2中產生感應的電流，便可以加熱內鍋2。這種類型的電飯鍋被稱為感應加熱電飯鍋。
圖2是顯示現有技術中感應加熱電飯鍋的轉換電路的結構的框圖。
將轉換電路用于感應加熱電飯鍋，通過控制其中的電源切換設備而感應加熱待烹飪的物體(負載)。電源切換設備響應控制信號執行切換操作，向內鍋的感應線圈施加驅動電壓，以加熱內鍋。該轉換電路包括電源10，用于提供商用交流(AC)電壓；整流器20，用于對電源10提供的AC電壓進行整流；濾波器30，用于對整流器20的輸出電壓進行濾波；和轉換器40，用于根據濾波器30的輸出電壓執行切換操作，向內鍋的感應線圈施加驅動電壓。
該轉換電路進一步包括觸發電路50，用于在脈沖的上升沿或下降沿改變特定電路的操作或狀態。觸發電路50生成驅動脈沖，以驅動轉換器40的開關。當驅動脈沖為“高”電平時接通開關，當驅動脈沖為“低”電平時關斷開關。這里，施加于開關兩端的電壓稱為“切換的電壓”。
該轉換電路進一步包括開關驅動器60，用于從觸發電路50向轉換器40傳送驅動脈沖，以驅動轉換器40的開關。
轉換器40的開關適用于響應從開關驅動器60發送的驅動脈沖，進行切換操作，以產生熱功率，用作烹飪待加熱的負載(待烹飪的物體)的加熱源。根據開關的規格，開關對于切換的電壓的耐受電壓被限定于一定范圍內。通常，耐受電壓越高，開關成本就越高，結果，造成產品成本增加。
注意到來自發電廠的商用AC電壓可以具有隨時間區間/區域而變化的輸入/輸出特性，或是由于噪聲的不穩定提供。在這種情況下，將變化的AC電壓作為驅動電壓提供給轉換器40，然后轉換器40在不穩定的驅動電壓造成的不正常的頻率下執行切換操作，從而導致加熱功率變化。結果由于加熱功率的變化，盡管用戶對于相同的待烹飪的物體輸入相同的烹飪指令，他/她也不能得到希望的烹飪結果，從而導致使用不便及產品的不可靠。
特別的，當AC電壓突然增大時，開關兩端的切換電壓會超過開關的耐受電壓，從而損壞開關并降低產品的耐用性。
為了防止上述問題，現有的轉換電路另外還包括用于檢測流向開關的電流量的獨立的電流變壓器，或用于檢測流向轉換器40的電流量或向其施加的電壓電平的獨立的保護電路，因而增加了產品成本，而且為使用者增添了經濟負擔。
圖3顯示了現有的轉換電路的輸入電壓與切換電壓之間的關系的曲線圖，圖4顯示了現有的轉換電路的恒定功率控制方法。下面將參考圖3和4說明現有的轉換電路的特征。
首先參考圖3，參考數字G1代表到轉換器的輸入電壓的波形，G2代表施加在開關上的切換電壓的波形。在圖中，X軸代表時間，Y軸代表電壓電平。220V-60Hz的商用AC電壓流經整流器和濾波器，然后作為施加到轉換器的220V-120Hz的輸入電壓。波形G1對應向轉換器輸入的電壓的一個周期。
開關響應來自觸發電路的驅動脈沖，對于對應波形G1的輸入電壓的每一個周期執行切換操作，于是產生電平高于輸入電壓的切換電壓。
這時，開關上的切換電壓不得超過開關的耐受電壓，以保證正常的切換操作而不損壞開關。但是，觀察開關電路的波形G2，對應切換電壓的1/2周期的波形G2的部分及其附近部分構成正弦波的邊緣，且由于在這些部分中的電壓突然增加，切換電壓會超過開關的耐受電壓。
如圖4中所示的現有轉換電路的恒定功率控制方法用在感應加熱電飯鍋中，用來將來自轉換器40的加熱功率保持在一個恒定電平。
圖4中，參考數字②代表驅動脈沖，用于正常狀態中轉換器的切換操作；②’代表被切換的電流，在驅動脈沖為“高”電平時流經開關；以及②”代表被切換的電壓，由被切換的電流施加在開關上。正常狀態中的驅動脈沖②、被切換的電流②’和被切換的電壓②”由實線表示。
在輸入電壓中發生變化或噪聲的地方，轉換電路通過對來自觸發電路的驅動脈沖的接通周期進行調整，執行恒定功率控制操作。即，為了降低來自轉換器的加熱功率，轉換電路通過縮短驅動脈沖的接通時間周期，來減少由①表示的驅動脈沖的高電平寬度。結果，流經開關的被切換的電流量被減小，如①’所示，且施加于開關兩端的切換電壓被降低，如①”所示。因此，加熱功率得到降低。
另一方面，為了提高轉換器的加熱功率，轉換電路通過延長驅動脈沖的接通時間周期，增加由③指示的驅動脈沖的高電平寬度。結果，流經開關的切換電流的量增加，如③’所示；且開關兩端的切換電壓增加，如③”所示。所以，加熱功率得到提高。
圖5a顯示了現有轉換電路的切換頻率與加熱功率之間的關系，圖5b顯示了現有的轉換電路的切換頻率與切換電壓之間的關系。下面參考圖5a和5b，說明使用單一頻率的現有的恒定功率控制方法。
從圖5a中可以看出，切換頻率和加熱功率互為反比關系。以這種關系，為了迅速加熱負載(內鍋)，最好降低切換頻率，以增加加熱功率。
從圖5b中可以看出，切換頻率與開關兩端的切換電壓互為反比關系。因此，如果根據圖5a的關系，降低切換頻率以增加加熱功率，則根據圖5b的關系，切換電壓得到提升，從而導致產品耐用性及感應加熱電飯鍋的可靠性降低。
通常需要高的加熱功率來縮短電飯鍋的加熱時間。為此，可以在將切換頻率固定為A Hz的條件下控制轉換器的切換操作。在這種情況下，盡管電飯鍋的加熱功率以圖5a所示的方式增加，切換電壓也一同增加，因此它可能超過開關的耐受電壓而損壞開關。為了避免這個問題，制造商可以使用具有高耐受電壓的高成本開關代替上面的開關。但是，高成本開關的使用增加了產品的成本，且增添了使用者的經濟負擔。
另一方面，假設轉換器的切換操作是在切換頻率固定為B Hz的條件下控制的，如圖5b所示，切換電壓被降低，從而可能保護開關。然而在這種情況下，電飯鍋的加熱功率也降低了，所以不能迅速加熱要加熱的負載(內鍋)。這使得加熱效率降低并引起用戶的不便。
發明內容
因此，針對上面的問題進行本發明，且本發明的一個目標是提供一種感應加熱電飯鍋的轉換電路，為了防止用于確定向感應加熱電飯鍋提供的驅動電壓的開關被損壞，并提高電飯鍋的加熱功率，它可以根據轉換電路的AC電壓的變化，以可變的方式控制轉換器的切換頻率，并以被控制的切換頻率執行轉換器的切換操作。從而增加開關兩端的切換電壓的余量，以提高產品的耐用性，不需要高成本的開關，從而縮減了產品成本，且轉換器的功率不隨待加熱的負載及AC電壓的變化而顯著變化，從而提高了轉換電路的穩定性和可靠性。
根據本發明的一個方面，上面的和其它的目標可以通過提供一種感應加熱電飯鍋的轉換電路而實現，該轉換電路包括供電裝置，用于對商用交流(AC)電壓進行整流和濾波，以向感應加熱電飯鍋提供輸入電壓；轉換器，用于根據來自供電裝置的輸入電壓，執行切換操作以加熱電飯鍋；和轉換器驅動裝置，用于輸出驅動脈沖，從而根據來自供電裝置的輸入電壓以可變的方式控制轉換器的切換頻率，并以被控的切換頻率來驅動轉換器。
根據本發明的另一個方面，提供了一種感應加熱電飯鍋的轉換電路，包括供電裝置，用于對商用AC電壓進行整流和濾波，以向感應加熱電飯鍋提供輸入電壓；轉換器，用于根據來自供電裝置的輸入電壓，執行切換操作以加熱電飯鍋；恒定功率參考電平發生裝置，用于根據AC電壓的變化和電飯鍋的負載變化，生成電飯鍋的恒定功率參考電平；和轉換器驅動裝置，用于輸出驅動脈沖，根據恒定功率參考電平和AC電壓之間的差別，以可變的方式控制轉換器的切換頻率，從而將轉換器的功率保持在恒定電平。
由以下的詳細說明，結合附圖，可以更清楚地理解本發明的上述及另外的目的、特征及優點，附圖中圖1是一般的感應加熱電飯鍋的剖面圖；圖2是顯示現有技術中感應加熱電飯鍋的轉換電路的結構的框圖；圖3顯示了現有的轉換電路的輸入電壓與切換電壓之間的關系曲線圖；圖4顯示了現有的轉換電路的恒定功率控制方法；圖5a顯示了現有轉換電路的切換頻率與加熱功率之間的關系；圖5b顯示了現有的轉換電路的切換頻率與切換電壓之間的關系曲線圖；圖6是顯示根據本發明的感應加熱電飯鍋的轉換電路的第一實施例的方框圖；
圖7顯示了應用于轉換電路的第一實施例的輸入電壓檢測器的輸入/輸出信號；圖8顯示了轉換電路的第一實施例的輸入電壓與切換電壓之間的關系曲線圖；圖9是顯示根據本發明的感應加熱電飯鍋的轉換電路的第二實施例的框圖；圖10顯示了轉換電路的第二實施例的恒定功率控制方法；圖11a至11c是顯示應用于本發明的頻率控制脈沖發生器的不同
具體實施例方式
現在參考附圖詳細說明本發明的優選實施例。可以根據圖6和9中分別示出的不同的內部結構，將根據本發明的感應加熱電飯鍋實施為第一和第二實施例。
首先參考圖6說明轉換電路的第一實施例。
轉換電路包括開關，并響應控制信號驅動開關的切換操作，以向用于感應加熱電飯鍋內鍋的感應線圈施加驅動電壓，所述控制信號是控制器(未顯示)響應包含了用戶設置的加熱溫度、加熱時間、烹飪模式等的烹飪指令而生成的。即，包含待烹飪物體的內鍋是待加熱的負載，并且轉換電路通過向用于內鍋的線圈施加驅動電壓而處理負載。
為此，轉換電路基本包括供電電路310和轉換器400，其中供電電路310包含用于提供商用AC電壓的AC電源100；整流器200，用于對電源100提供的AC電壓進行整流；以及濾波器300，用于對整流器200的輸出電壓進行濾波；而轉換器400用于根據供電電路310的輸出電壓，執行切換操作，以向用于內鍋的感應線圈施加驅動電壓從而加熱內鍋。
AC電源100適用于向感應加熱電飯鍋提供220V-60Hz的商用AC電壓。整流器200適用于通過整流二極管對AC電源100提供的AC電壓進行整流，以輸出220V-120Hz的直流(DC)電壓。
濾波器300適用于對整流器200的輸出DC電壓濾波，并將所得DC電壓輸出作為轉換器400的輸入電壓。
轉換器400包括用于向感應線圈施加驅動電壓的開關。開關根據來自濾波器300的輸入電壓，執行切換操作以加熱用于內鍋的感應線圈。
AC電源100、整流器200、濾波器300和轉換器400與前面參考圖2所述的現有的轉換電路的相應部分在結構上基本相同。根據本實施例，該轉換電路進一步包括轉換器驅動電路710，用于控制轉換器400的切換操作。轉換器驅動電路710包括輸入電壓檢測器500、頻率控制脈沖發生器600和開關驅動器700。
輸入電壓檢測器500與AC電源100的正負端直接相連，以檢測AC電源100提供的AC電壓的電平和頻率，從而防止在AC電壓由于噪聲或輸入/輸出特性不穩定而引起變化的地方損壞開關。
圖7顯示了輸入電壓檢測器500的輸入/輸出信號，下面將參考圖7說明根據本實施例的應用到轉換器驅動電路710的輸入電壓檢測器500的操作。
從AC電源100提供的220V-60Hz的AC電壓通過整流二極管整流為220V-120Hz的DC電壓，由G3指示。由于DC電壓以R1∶R2的比率被分壓，所以在電阻R1和R2之間的節點上施加的電壓為220(V)×R2R1+R2.]]>該節點處的電壓傳輸到與節點串聯的二極管。
串聯的二極管將節點處的電壓箝位至預定的參考電平，使其不超過參考電平。假設一只普通二極管的閾值電壓是0.7V，節點電壓被箝位在0.7V從而使其不超過閾值。在這點上，通過調整串聯二極管的數目，可以將輸入電壓箝位于(0.7×二極管數)V的電平，從而有可能限制輸出電壓的正(+)周期。
執行該箝位操作是為了在生成驅動脈沖前將變頻控制周期T限制在預定范圍內，該驅動脈沖的脈寬隨為驅動開關而提供的AC電壓的變化而變化。
應該注意，可以在整個AC電壓周期的變頻控制中忽略二極管電路的連接。但是，因為轉換器400的開關易于在AC電壓沿受到破壞，所以最好通過串聯一個或兩個二極管而限定變頻控制周期。
在串聯的二極管的陰極和電阻R3之間的節點上施加的電壓波形如G4所示。串聯連接的二極管稱為箝位二極管CD，以及流經箝位二極管的電壓稱為箝位電壓。
將上述箝位電壓輸入優選地由集成電路(IC)實現的頻率控制脈沖發生器600，該頻率控制脈沖發生器600通過根據箝位電壓通過執行脈寬調制(PWM)操作，用于實現調整開關的操作頻率的功能。
換句話說，頻率控制脈沖發生器600適用于以可變的方式對來自箝位二極管CD的箝位電壓的正(+)周期內控制開關的操作頻率。在箝位電壓低于預定參考電平的情況下，頻率控制脈沖發生器600生成脈寬較寬的驅動脈沖，使得轉換器400在較低的頻率執行切換操作，從而根據圖5a的關系，導致加熱功率提高。
反過來，在箝位的電壓高于預定參考電平的情況下，頻率控制脈沖發生器600生成脈寬較窄的驅動脈沖，使得轉換器400以較高的頻率執行切換操作，從而根據圖5b的關系，導致被切換的電壓降低。結果，可以防止由于輸入電壓增加而損壞開關。
開關驅動器700適用于將頻率控制脈沖發生器600的輸出驅動脈沖傳送到轉換器400，來驅動轉換器400的開關，從而以可變的方式控制轉換器400的切換頻率。
圖8顯示了當開關響應驅動脈沖而被驅動時其上施加的切換電壓的波形G6，和轉換器400的輸入電壓的波形G5。
在現有的轉換電路中，如圖3所示，由于切換電壓的波形G2跟隨輸入電壓波形G1，所以它直接受到輸入電壓的變化的影響。但是，在本轉換電路中，頻率控制脈沖發生器600在箝位電壓的正(+)周期T以可變的方式控制轉換器400的切換頻率，在該可變方式中，當輸入電壓電平較低時，切換電壓提高，而當輸入電壓電平較高時，將切換電壓限制在它的上部電平，正如輸入電壓的波形G5所示。結果，切換的電壓波形G6相比于箝位電壓的正(+)周期T的輸入電壓波形是平坦的。
換句話說，當箝位電壓升高時，切換頻率變高，以使切換電壓電平降低。結果切換電壓的波形G6的形狀不具有正弦波輪廓，而是具有一段平坦部分的正弦波。結果，無需擔心切換電壓超過開關的耐受電壓，從而有可能防止損壞開關。
值得注意的是，切換電壓的電平的平坦部分被限定在對應頻率控制脈沖發生器以可變方式控制切換頻率的周期T。變頻控制周期T是根據輸入電壓檢測器輸出的箝位電壓而確定的。箝位電壓的正(+)周期T可以根據串聯二極管的數目而增減。以這種關系，制造者可以通過根據所用開關的耐受電壓而適當調整箝位二極管的數目，從而控制變頻控制周期。
下面參考圖9和10說明本發明的第二實施例的結構及操作。圖9是顯示根據本發明的感應加熱電飯鍋的轉換電路的第二實施例的框圖，圖10顯示了轉換電路的第二實施例的恒定功率控制方法。第二實施例中的一些部分與第一實施例中的結構和操作完全相同。因此，在第二實施例中，以相同的參考數字指示與第一實施例相同的部分，且省略對它們的詳細說明。
首先參考圖9，轉換電路包括供電電路310、轉換器400和轉換器驅動電路710，它們與第一實施例中的結構及操作完全相同。根據第二實施例，轉換電路進一步包括電壓傳感器480和恒定功率參考電平發生器490。另外，頻率控制脈沖發生器600的結構及操作與第一實施例中不同，其差別在于恒定功率參考電平發生器490與發生器600的輸入端相連。
供電電路310包括AC電源100、整流器200和濾波器300，同第一實施例相同。電壓傳感器480用于檢測AC電源100提供的AC電壓的變化，并將檢測的變化輸出至恒定功率參考電平發生器490。
恒定功率參考電平發生器490適用于根據電壓傳感器480檢測的AC電壓的變化，生成恒定功率參考電平，使得電飯鍋的加熱功率不隨AC電壓的變化而變化。
轉換器驅動電路710包括輸入電壓檢測器500、頻率控制脈沖發生器600和開關驅動器700。轉換器驅動電路710用于根據恒定功率參考電平和AC電壓電平之間的差異，生成驅動脈沖，來以可變方式控制轉換器400的切換頻率，從而將轉換器400的功率保持在恒定電平。
頻率控制脈沖發生器600包括比較器610，用于比較來自輸入電壓檢測器500輸出的電壓信號和恒定功率參考電平發生器490生成的恒定功率參考電平，并輸出比較結果；頻率控制器620，用于根據比較器610的比較結果，輸出頻率控制信號，來以可變方式控制轉換器400的切換頻率；和驅動脈沖發生器630，用于響應來自頻率控制器620的頻率控制信號來調整脈寬，并生成具有可調脈寬的驅動脈沖。
如果輸入電壓檢測器500的輸出電壓信號的電壓電平高于恒定功率參考電平，則頻率控制器620輸出頻率控制信號，使得轉換器400在較高頻率執行切換操作，以降低它的功率。相反，如果輸入電壓檢測器500的輸出電壓信號的電壓電平低于恒定功率參考電平，則頻率控制器620輸出頻率控制信號，使得轉換器400在較低頻率執行切換操作，以提高它的功率。
根據頻率控制脈沖發生器600的頻率控制而生成的驅動脈沖通過開關驅動器700傳輸至轉換400，然后轉換器400響應傳輸的驅動脈沖執行切換操作。結果，根據本實施例，電飯鍋的加熱功率與恒定功率參考電平相同。
下面參考圖10說明具有上述結構的轉換電路的第二實施例的恒定功率控制方法。
首先，恒定功率參考電平發生器根據來自AC電源的AC電壓中的變化，生成恒定功率參考電平，且頻率控制脈沖發生器將AC電壓的電平與恒定功率參考電平進行比較，并通過其間的差改變轉換器的切換頻率，以修正控制切換頻率。因此，控制轉換器的功率以使其保持在恒定電平。切換頻率僅在最小頻率f1和最大頻率f2之間變化，且加熱功率電平限制在最小功率電平P2和最大功率電平P1之間的范圍內。
如果來自AC電源的AC電壓超過了恒定功率參考電平(恒定功率電平)，則頻率控制脈沖發生器將轉換器的切換頻率范圍增寬Δf，使其存在于f2’和f2之間。結果轉換器的功率降低了ΔP′。
相反，假設來自AC電源的AC電壓低于恒定功率參考電平，則頻率控制脈沖發生器將轉換器的切換頻率范圍變窄Δf，使其存在于f1’和f1之間。結果轉換器的功率提高了ΔP。因此，轉換器的功率維持在恒定電平。這里，ΔP′大于或等于P2且小于P2’，ΔP大于或等于P1’且小于P1。
頻率控制脈沖發生器600優選地由IC來實現，且下面參考圖11a至11c詳細說明其內部電路結構。
頻率控制脈沖發生器600適用于根據輸入電壓生成驅動脈沖以可變地控制轉換器400的切換頻率，并以被控制的切換頻率驅動轉換器400。然后頻率控制脈沖發生器600通過兩個輸出端將生成的驅動脈沖傳送至轉換器400，以控制轉換器400的切換操作。為此，頻率控制脈沖發生器600優選地由IC實現，進一步，優選地由MC34067芯片的更新版實現。
用于頻率控制脈沖發生器600的IC基本上包括電壓輸入端601，用于輸入供電電壓Vcc；低電壓切斷(UVLO)端602，用于在供電電壓Vcc低于預定參考電平時關閉整個IC的操作；振蕩器603，用于頻率變化；一對輸出端604，用于輸出驅動脈沖；和差錯檢測器605，用于在差錯檢測時使驅動脈沖的輸出無效，以停止轉換器400下游的操作。
根據電壓輸入端601與UVLO端602的連接方法，可以以三種電壓電平類型操作IC，其中UVLO端602在電壓輸入端601輸入的供電電壓Vcc低于預定參考電平時，關閉電路系統以保護電路。于是，制造者可以根據表1中的使用的IC的設備的操作范圍，通過寫電壓輸入端601和UVLO端602，調整使能ON電平和禁止OFF電平。
表1電平狀態 開電壓電平 關電壓電平關閉 9.0V 8.6V接通 16.0V9.0VUVLO端接地 IC操作關閉也就是，在電壓輸入端601和UVLO端602關閉的情況下，當供電電壓高于或等于9.0V時接通IC，當它低于或等于8.6V時關閉IC。
相反，在電壓輸入端601和UVLO端602接通的情況下，當供電電壓高于或等于16V時接通IC，以及當它低于或等于9.0V時關閉IC。同時，假設UVLO端602與接地端相連，關閉IC以將其斷開。這主要用于IC的強制初始化。
差錯檢測器605適用于檢測轉換器400輸出的差錯信號，該差錯信號是由于開關內的過流經過或切換操作中發生差錯而產生。差錯檢測器605還將來自轉換器400的差錯信號的電平與預定的差錯確定參考電平相比較，如果差錯信號電平高于差錯確定參考電平，則生成差錯檢測信號，以使輸出端604輸出的驅動脈沖無效。
如果差錯檢測信號為“高”電平，則從輸出端604輸出的驅動脈沖被無效以結束轉換器400的操作。但是，如果差錯檢測信號為“低”電平，則由于消除被檢測的差錯而將鎖存器606復位。將鎖存器606與差錯檢測器605相連以初始化。
為此，將復位單元607置于UVLO端602的上游，以接收由差錯檢測器605檢測的來自轉換器400的差錯信號。該復位單元607可以根據不同的連接而在第一和第二實施例中實現，并在來自轉換器400的差錯信號的電平高于差錯檢測器605的預定差錯確定參考電平時，用作關閉IC的操作，以防止下游轉換器400的開關被損壞。
在這點上，可以在從差錯信號的輸入至驅動脈沖輸出的使無效所需的最小傳播延遲時間后，通過將IC的供電電壓Vcc降低至UVLO端602可以關斷IC的電平而強制復位IC。或者可以通過將UVLO端602與接地端相連而強制復位IC。
如上表1所示，電壓輸入端601和UVLO端602可以關閉或打開，以合適地將IC應用于所需電壓電平。圖11a顯示了IC的實施例，其中的兩個端子關閉，圖11b顯示了IC的另一實施例，其中的兩個端子是打開的。
復位單元607包括二極管和三極管，其中三極管的基極與二極管相連，其集電極與供電電壓Vcc相連，發射極與接地端相連。將來自轉換器400的差錯信號輸入復位單元607，如圖11a所示。
在來自轉換器400的差錯信號的邏輯為“1”時，接通二極管和三極管，以將供電電壓Vcc與接地端相連，從而導致電壓輸入端601的供電電壓Vcc的電平降低。結果，當電壓輸入端601的供電電壓Vcc低于預定的參考電平時，根據UVLO的關斷功能，可以強制關閉IC使其初始化。
類似的，在如圖11b所示的電路結構中，如果來自轉換器400的差錯信號邏輯為“1”，則接通二極管和三極管，以將UVLO端602與接地端直接相連，從而導致IC被強制關斷。在這種情況下，制造者可以根據需要的電壓電平選擇電阻。
同樣類似的，在如圖11c所示的另一IC實施例中，打開電壓輸入端601和UVLO端602，并將復位單元607’置于UVLO端602的上游。如果輸入來自轉換器400的差錯信號，則開啟二極管和三極管，以將UVLO端602與接地端相連，從而導致IC被復位。
如果復位單元607或607’置于UVLO端602的上游，來執行上述的強制復位操作，得到的波形如圖12b所示。圖12a顯示了通過不包括復位單元607或607’的現有IC得到的結果波形。下面對圖12a的波形和圖12b的波形進行比較。
圖12a上部的波形對應從輸出端604向轉換器400輸出的驅動脈沖，以及下部的波形對應從差錯檢測器605輸出的差錯檢測信號。
如果輸入到差錯檢測器的差錯信號的電平高于差錯確定參考電平，則差錯檢測信號進行由低至高的轉變，以使輸出端輸出的驅動脈沖無效。然后，如果檢測的差錯被消除，則將與差錯檢測器相連的鎖存器復位，以重新啟動IC的操作。
當在初始操作中輸出差錯檢測信號的情況下，鎖存器通過IC的UVLO功能自動復位鎖存器。然后，如果在正常操作中輸出差錯檢測信號，則通過將IC的UVLO端與接地端相連而復位鎖存器。假設在鎖存器未被復位的條件下，在轉換器400的切換操作期間發生差錯，則轉換器400再次生成差錯信號并將生成的差錯信號輸出至差錯檢測器605。
差錯檢測器605將來自轉換器400的差錯信號的電平與預定的差錯確定參考電平相比較。變頻控制IC(MC34067芯片)內部設計為如果差錯信號電平小于預定的差錯確定參考電平，則通過第二輸出端輸出持續為“高”電平的驅動脈沖。
當然，僅使用第一輸出端沒有問題。但是，對于僅使用第二輸出端或同時使用第一和第二輸出端，向下游的轉換器施加上述的持續高電平驅動脈沖即過電壓，將導致轉換器的開關有被損壞的風險。
另一方面，如圖11a至11c的電路結構中生成圖12b的波形，其中在IC的輸入處提供復位單元，以在使用第一和第二兩個輸出端的情況下，如果輸入轉換器400的弱電平的差錯信號，則迅速復位鎖存器。圖12b上部的波形對應從輸出端輸出的驅動脈沖，以及下部的波形對應于從差錯檢測器輸出的差錯檢測信號。
在差錯檢測信號由于差錯狀態消除而由高向低轉變之后，即使來自轉換器的差錯信號的電平小于差錯確定參考電平，復位單元還是響應差錯信號而強制復位鎖存器，使得輸出端可以輸出正常的驅動脈沖。因此，兩個輸出端都可以穩定地使用。
從上面的說明中可以看出，本發明提供了一種感應加熱電飯鍋的轉換電路，它可以根據轉換電路輸入電壓的變化，以可變的方式控制轉換器的切換頻率，并以被控制的切換頻率驅動轉換器的開關，以限制開關兩端的切換電壓的峰值小于預定電平，從而保護相對輸入電壓的切換電壓的余量。因此，可以防止由于切換電壓超過開關的耐受電壓而損壞開關，從而提高轉換電路的耐用性。進一步，可以最小化由輸入電壓變化而引起的加熱功率的變化，從而提高加熱烹飪的穩定性和可靠性。此外，無需使用具有高耐受電壓的高成本開關，從而有可能壓縮產品成本的增長，并在保護產品的價格競爭力。
盡管已經為了說明目的而公開了本發明的優選實施例，但本領域的技術人員應該認識到，在不脫離所附權利要求限定的本發明的精神和范圍的情況下，本發明可以作出多種修改、補充及替換。
權利要求
1.一種感應加熱電飯鍋的轉換電路，它包括供電裝置，用于對商用交流(AC)電壓進行整流和濾波，以向所述感應加熱電飯鍋提供輸入電壓；轉換器，用于根據來自所述供電裝置的所述輸入電壓，執行切換操作，以加熱所述電飯鍋；和轉換器驅動裝置，用于輸出驅動脈沖，以根據來自所述供電裝置的所述輸入電壓，以可變方式控制所述轉換器的切換頻率，并以被控制的切換頻率驅動所述轉換器。
2.一種感應加熱電飯鍋的轉換電路，它包括供電裝置，用于對商用AC電壓進行整流和濾波，以向所述感應加熱電飯鍋提供輸入電壓；轉換器，用于根據來自所述供電裝置的所述輸入電壓，執行切換操作，以加熱所述電飯鍋；恒定功率參考電平發生裝置，用于根據所述AC電壓中的變化及所述電飯鍋的負載的變化，生成所述電飯鍋的恒定功率參考電平；和轉換器驅動裝置，用于輸出驅動脈沖，以根據所述恒定功率參考電平和所述AC電壓的電平之間的差，以可變方式控制所述轉換器的切換頻率，從而將所述轉換器的功率保持在恒定水平。
3.根據權利要求1或2所述的轉換電路，其中所述供電裝置包括AC電源，用于向所述感應加熱電飯鍋提供所述AC電壓；整流器，用于對所述電源提供的所述AC電壓進行整流；和濾波器，用于對所述整流器的輸出直流(DC)電壓進行濾波，以輸出所述輸入電壓。
4.根據權利要求1所述的轉換電路，其中所述的轉換器驅動裝置包括輸入電壓檢測裝置，用于輸出電壓信號，以根據所述AC電壓的電平來限制變頻控制周期；頻率控制脈沖發生裝置，用于響應來自所述輸入電壓檢測裝置的所述電壓信號生成所述驅動脈沖，從而以所述可變方式控制所述轉換器的所述切換頻率；和開關驅動器，用于從所述頻率控制脈沖發生裝置向所述轉換器施加所述驅動脈沖，以驅動所述轉換器的所述切換操作。
5.根據權利要求4所述的轉換電路，其中所述的輸入電壓檢測裝置包括至少一個箝位二極管，用于將所述AC電壓箝位于預定的參考電平，使其不超過參考電平。
6.根據權利要求5所述的轉換電路，其中所述頻率控制脈沖發生裝置適用于以所述可變方式在來自所述箝位二極管的箝位電壓信號的正(+)周期內控制所述轉換器的所述切換頻率。
7.根據權利要求5所述的轉換電路，其中所述頻率控制脈沖發生裝置適用于與來自所述箝位二極管的箝位電壓信號的電壓電平成比例地以所述可變方式控制所述轉換器的所述切換頻率。
8.根據權利要求2所述的轉換電路，進一步包括電壓檢測裝置，用于檢測所述AC電壓中的變化，并將檢測的變化輸出至所述恒定功率參考電平發生裝置。
9.根據權利要求8所述的轉換電路，其中所述轉換器驅動裝置包括輸入電壓檢測裝置，用于輸出電壓信號，以根據所述AC電壓的電平來限制變頻控制周期；頻率控制脈沖發生裝置，用于生成所述驅動脈沖來以所述可變方式控制所述轉換器的所述切換頻率，該驅動脈沖為來自所述輸入電壓檢測裝置的所述電壓信號的電壓電平與來自所述恒定功率參考電平發生裝置的所述恒定功率參考電平的比較結果；和開關驅動器，用于從所述頻率控制脈沖發生裝置向所述轉換器傳輸所述驅動脈沖，來驅動所述轉換器的切換。
10.根據權利要求9所述的轉換電路，其中所述頻率控制脈沖發生裝置包括比較器，用于將來自所述輸入電壓檢測裝置的所述電壓信號的所述電壓電平與來自所述恒定功率參考電平發生裝置的所述恒定功率參考電平作比較，并輸出比較結果；頻率控制器，用于根據來自所述比較器的比較結果，輸出頻率控制信號，來以所述可變方式控制所述轉換器的所述切換頻率；和驅動脈沖發生器，用于響應來自所述頻率控制器的所述頻率控制信號，調整脈沖寬度并生成具有調整的脈沖寬度的所述驅動脈沖。
11.根據權利要求10所述的轉換電路，其中所述頻率控制器適用于輸出所述頻率控制信號，如果來自所述輸入電壓檢測裝置的所述電壓信號的所述電壓電平高于所述恒定功率參考電平則將脈沖寬度變窄，如果所述輸入電壓檢測裝置的所述電壓信號的所述電壓電平低于所述恒定功率參考電平則將脈沖寬度變寬。
12.根據權利要求4或9所述的轉換電路，其中所述頻率控制脈沖發生裝置是由集成電路(IC)實現的。
13.根據權利要求12所述的轉換電路，其中所述頻率控制脈沖發生裝置包括一對輸出端，用于將所述驅動脈沖傳輸至所述轉換器。
14.根據權利要求13所述的轉換電路，其中所述頻率控制脈沖發生裝置進一步包括差錯檢測器，用于在所述轉換器的所述切換操作中檢測到差錯時，使來自所述輸出端的所述驅動脈沖的輸出無效；和復位裝置，如果在所述轉換器的所述切換操作中檢測到差錯，則強制關閉所述頻率控制脈沖發生裝置的電路系統，以將其初始化。
15.根據權利要求14所述的轉換電路，其中所述頻率控制脈沖發生裝置進一步包括電壓輸入端，其與所述輸入電壓檢測裝置相連；和低電壓切斷(UVLO)端，其與所述電壓輸入端并聯，用于在如果來自所述電壓輸入端的輸入電壓低于預定參考電平時關斷所述電路系統。
16.根據權利要求15所述的轉換電路，其中所述頻率控制脈沖發生裝置適用于根據所述電壓輸入端及所述UVLO端是關閉還是打開，將所述預定參考電平設置為不同值。
17.根據權利要求16所述的轉換電路，其中所述頻率控制脈沖發生裝置適用于在所述UVLO端與接地端相連時關斷所述電路系統。
18.根據權利要求14所述的轉換電路，其中所述差錯檢測器適用于將來自所述轉換器的差錯信號的電平與差錯確定參考電平相比較，所述差錯確定參考電平被預先確定以確定在所述轉換器的所述切換操作中是否發生差錯，并且如果所述差錯信號電平高于所述差錯確定參考電平時，則使來自所述輸出端的所述驅動脈沖的輸出無效。
19.根據權利要求15所述的轉換電路，其中所述復位裝置適用于，如果來自所述轉換器的差錯信號為邏輯“1”，則將所述UVLO端與接地端相連，以關斷所述電路系統，所述差錯信號是由所述轉換器響應所述切換操作中發生的差錯而生成的。
20.根據權利要求19所述的轉換電路，其中所述復位裝置包括二極管，其陽極用于接收來自所述轉換器的所述差錯信號；和三極管，其基極與所述二極管的陰極相連，其集電極與所述電壓輸入端相連，且其發射極與所述接地端相連。
21.根據權利要求19所述的轉換電路，其中所述復位裝置包括二極管，其陽極用于接收來自所述轉換器的所述差錯信號；和三極管，其基極與所述二極管的陰極相連，其集電極與所述UVLO端相連，且發射極與所述接地端相連。
全文摘要
一種感應加熱電飯鍋的轉換電路，它根據輸入電壓的變化以可變方式控制轉換器的切換頻率，并以被控制的切換頻率驅動轉換器。該轉換電路包括電源電路，對向感應加熱電飯鍋提供輸入電壓的商用交流電壓進行整流和濾波；轉換器，根據來自供電電路的輸入電壓，執行切換操作以加熱電飯鍋。轉換電路進一步包括轉換器驅動電路，用于輸出驅動脈沖，以根據來自電源電路的輸入電壓，以可變方式控制轉換器的切換頻率并以控制的切換頻率驅動轉換器。電飯鍋的加熱功率不隨輸入電壓中的變化而改變，且防止了由于輸入電壓改變而損壞轉換器的內部設備，提高了產品的耐用性及轉換電路的可靠性。
文檔編號H05B6/04GK1510968SQ0314243
公開日2004年7月7日 申請日期2003年6月6日 優先權日2002年12月24日
發明者柳承喜, 樸炳旭 申請人:Lg電子株式會社