專利名稱：一種電磁爐單管諧振電路的制作方法
技術領域：
ー種電磁爐單管諧振電路 本實用新型涉及電磁爐電路，尤其涉及ー種電磁爐單管諧振電路。電磁爐以其高效、環保的優勢逐漸取代了傳統的電加熱灶具，其所用到的電路拓撲包括全橋、半橋以及單管諧振。全橋和半橋電路雖然性能好、效率高，但成本相對較高，只適用于高端應用場合。而數量巨大的普通大眾應用的電磁爐，一般采用的是成本低廉的單管諧振電路拓撲。傳統電磁爐單管諧振電路的原理如圖I所示,包括整流濾波電路和主諧振電路。其中，整流濾波電路包括整流橋DBl、濾波電感LI和濾波電容Cl。整流橋DBl交流輸入端 連接經過EMC濾波的交流輸入線，整流橋DBl輸出端的正極接濾波電感LI的一端，整流橋DBl輸出端的負極接濾波電容Cl的負端，濾波電感LI的另一端與濾波電容Cl的正端相連。主諧振電路包括加熱繞組盤Lr、諧振電容Cr以及主開關管Q1。加熱繞組盤Lr與諧振電容Cr并聯，其一端連接所述輸出濾波電容Cl的正端，另一端連接主開關管Ql的集電極，主開關管Ql的發射極連接所述濾波電容Cl的負端。等效地，諧振電容Cr也可以并聯在主開關管Ql的集電極和發射極兩端，不影響電路的工作狀態。在電磁爐的實際應用中，為了降低主開關管的關斷損耗，開關頻率一般選擇20-30kHz左右。在這種開關頻率范圍下，輸出2kW左右的功率，為把開關管的電壓應力限制在1000V以下，諧振電容Cr 一般取值0. 3-0. 8uF。諧振電容Cr取值過小，則同樣輸出功率的情況下，主開關管的電壓應カ過高，很容易超過規格限值造成器件損壞。諧振電容Cr取值較大，能夠存儲的能量較多。當電磁爐輸出功率很大時，諧振電容Cr的能量可以完全釋放，自由諧振到零，實現主開關管的零電壓軟開關；當輸出功率較小時，諧振電容Cr的電壓不能自由諧振到零。這時，如果主開關管開通，諧振電容上的多余能量將會瞬間釋放，在主開關管中流過非常大的電流，很容易造成主開關管損壞，電路的可靠性降低。而且這部分多余能量消耗在主開關管上，造成整機的效率很低。因此，采用單管諧振的電磁爐一般只能連續大功率輸出。當需要輸出小功率時，一般采用間歇輸出大功率的方法，使平均輸出功率達到一個較低的數值。這種假的低功率輸出，并不是真正意義上的低功率連續輸出，影響了某些食物的烹調效果，限制了電磁爐的應用范圍。本實用新型要解決的技術問題是提供ー種電磁爐單管諧振電路，當主開關管在諧振電容非零電壓狀態下開通時，能夠抑制諧振電容對開關管沖擊，從而實現真正意義上的低功率連續輸出，提高電磁爐的性能和可靠性。為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是，一種電磁爐單管諧振電路，包括整流濾波電路、主諧振電路和包括沖擊電流抑制電路，所述主諧振電路包括加熱繞組盤、諧振電容以及主開關管，沖擊電流抑制電路的主電路與主開關管串聯。[0007]以上所述的電磁爐單管諧振電路，加熱繞組盤的第一端接整流濾波電路輸出端的正極，主開關管的發射極接整流濾波電路輸出端的負極，諧振電容與加熱繞組盤并聯或與主開關管并聯；所述的沖擊電流抑制電路包括第一ニ極管和輔助諧振電感，輔助諧振電感是耦合電感，包括相互耦合的原邊繞組和副邊繞組；原邊繞組的第一端接加熱繞組盤的第ニ端，原邊繞組的第二端接主開關管的集電極；副邊繞組與第一ニ極管組成串聯電路，串聯電路的一端接整流濾波電路輸出端的正極，另一端接整流濾波電路輸出端的負極；副邊繞組與原邊繞組第一端的同名端接整流濾波電路輸出端的負極時，第一ニ極管的陰極接整流濾波電路輸出端的正扱；第一ニ極管的陽極接整流濾波電路輸出端的負極時，副邊繞組的另一端接整流濾波電路輸出端的正極。以上所述的電磁爐單管諧振電路,所述的沖擊電流抑制電路包括放電電阻,所述的放電電阻與所述的副邊繞組并聯。以上所述的電磁爐單管諧振電路，所述的沖擊電流抑制電路包括第二ニ極管，所 述第ニニ極管的陽極接整流濾波電路輸出端的負極，陰極接加熱繞組盤的第二端。以上所述的電磁爐單管諧振電路,所述的整流濾波電路包括整流電路、濾波電感和濾波電容。所述整流電路的交流輸入端連接經過EMC濾波的交流輸入線，整流電路輸出端的正極連接濾波電感的一端，整流電路的輸出端的負極接濾波電容的負端，濾波電感的另一端接濾波電容的正端。以上所述的電磁爐單管諧振電路，所述的主開關管是IGBT，也或MOSFET。本實用新型電磁爐單管諧振電路可以有效地抑制非零電壓開通時諧振電容對主開關管造成的沖擊，實現了真正意義上的低功率連續輸出，提高了電磁爐的性能和可靠性，拓展了電磁爐在烹調領域的應用范圍。
以下結合附圖
和具體實施方式
對本實用新型作進ー步詳細的說明。圖I是現有技術電磁爐用單管諧振電路原理圖。圖2是本實用新型電磁爐單管諧振電路實施例I的原理圖。圖3是本實用新型電磁爐單管諧振電路實施例I的控制時序和工作波形圖。圖4本實用新型電磁爐單管諧振電路實施例2的原理圖。本實用新型電磁爐單管諧振電路實施例I的結構原理如圖2和圖3所示，電磁爐單管諧振電路包括整流濾波電路、主諧振電路和沖擊電流抑制電路。整流濾波電路包括整流橋DBl、濾波電感LI和濾波電容Cl。整流橋DBl交流輸入端連接經過EMC濾波的交流輸入線，整流橋DBl輸出端的正極接濾波電感LI的一端，整流橋DBl輸出端的負極接濾波電容Cl的負端，濾波電感LI的另一端與濾波電容Cl的正端相連。主諧振電路包括加熱繞組盤Lr、諧振電容Cr以及主開關管Q1。加熱繞組盤Lr與諧振電容Cr并聯，加熱繞組盤Lr的第一端連接輸出濾波電容Cl的正端，第二端通過沖擊電流抑制電路接主開關管Ql的集電極，主開關管Ql的發射極連接濾波電容Cl的負端。[0021 ] 為了實現真正意義上的電磁爐低功率連續輸出，必須解決在非零狀態下開通時諧振電容對主開關管的沖擊問題。為此，本實用新型在傳統的單管諧振電磁爐電路中加入了沖擊電流抑制電路。沖擊電流抑制電路包括ニ極管Dal、ニ極管Da2放電電阻Ra、輔助耦合電感La。輔助耦合電感La包括相互耦合的原邊繞組和副邊繞組。輔助耦合電感La原邊繞組的第一端接加熱繞組盤Lr的第二端，第二端接主開關管Ql的集電極。耦合電感La的副邊繞組與ニ極管Dal組成串聯電路。副邊繞組與原邊繞組第一端的同名端接濾波電容Cl的負端。副邊繞組的另一端接ニ極管Dal的陽極，ニ極管Dal的陰極接濾波電容Cl的正端。放電電阻Ra與副邊繞組并聯，ニ極管Da2的陽極接濾波電容Cl的負端，陰極接加熱繞組盤Lr的第二端。 主開關管Ql可以是IGBT、MOSFET或其他電子開關元件。圖3給出了本實用新型電磁爐用軟開關電路的控制時序和工作波形圖，依次分別是主開關管驅動時序、輔助耦合電感電流波形和主開關管集電極電壓波形。在小功率輸出時，主開關管在t0時刻開通，這時諧振電容Cr的電壓并沒有諧振到零。由于串聯輔助耦合電感的存在，主開關管中的電流并沒有瞬間突變造成沖擊，而是緩慢的諧振增加。當諧振電容Cr的電壓下降到零以后，輔助耦合電感中的多余電流就會通過主開關管和第二輔助ニ極管Da2續流；tl時刻，主開關管關斷，存儲在輔助耦合電感La中的能量會通過副邊繞組和第一輔助ニ極管Dal反饋回輸入濾波電容Cl ；t2時刻，存儲在輔助耦合電感La中的能量全部回饋完畢，輔助耦合電感中的電流歸零，為下ー個周期的工作做好準備。放電電阻Ra的作用是在能量回饋完成后，釋放輔助耦合電感中的寄生能量，保證輔助耦合電感的電壓歸零。由于在傳統的單管諧振電磁爐電路的主開關管中串聯了耦合電感，即使非零電壓狀態開通主開關管，由于電感的存在也不會對其造成很大的沖擊電流。而當主開關管關斷以后，存儲在輔助耦合電感中的多余能量又可以通過副邊和第一輔助ニ極管回饋到輸入濾波電容。這樣，不僅提高了電路工作的可靠性，而且改善了電路的效率，從而實現了電磁爐低功率連續輸出的功能，拓展了電磁爐在烹調領域的應用范圍。本實用新型電磁爐單管諧振電路實施例2的結構如圖4所示，實施例2與實施例I的區別僅在于，主諧振電路的諧振電容Cr與主開關管Ql并聯；沖擊電流抑制電路ニ極管Dal的陰極接副邊繞組與原邊繞組第一端的同名端，ニ極管Dal的陽極接濾波電容Cl的負端；副邊繞組的另一端接濾波電容Cl的正端。實施例2是實施例I電路的變形，可以取得與實施例I同樣的有益效果。本實用新型是通過以上實施例進行描述的，本技術領域人員知悉，在不脫離本實用新型的精神和范圍情況下，可以對這些特征進行等效替換或改變。因此，本實用新型不受上述公開的實施例的限制，所有落入本實用新型權利要求范圍內的實施例都屬于本實用新型保護的范圍。
權利要求1.ー種電磁爐單管諧振電路，包括整流濾波電路和主諧振電路，所述主諧振電路包括加熱繞組盤、諧振電容以及主開關管，其特征在于，包括沖擊電流抑制電路，沖擊電流抑制電路的主電路與主開關管串聯。
2.根據權利要求I所述的電磁爐單管諧振電路，其特征在于，加熱繞組盤的第一端接整流濾波電路輸出端的正極，主開關管的發射極接整流濾波電路輸出端的負極，諧振電容與加熱繞組盤并聯或與主開關管并聯；所述的沖擊電流抑制電路包括第一ニ極管和輔助諧振電感，輔助諧振電感是耦合電感，包括相互耦合的原邊繞組和副邊繞組；原邊繞組的第一端接加熱繞組盤的第二端，原邊繞組的第二端接主開關管的集電極；副邊繞組與第一ニ極管組成串聯電路，串聯電路的一端接整流濾波電路輸出端的正極，另一端接整流濾波電路輸出端的負極；副邊繞組與原邊繞組第一端的同名端接整流濾波電路輸出端的負極時，第一二極管的陰極接整流濾波電路輸出端的正扱；第一ニ極管的陽極接整流濾波電路輸出端的負極時，副邊繞組的另一端接整流濾波電路輸出端的正極。
3.根據權利要求2所述的電磁爐單管諧振電路，其特征在于，所述的沖擊電流抑制電路包括放電電阻，所述的放電電阻與所述的副邊繞組并聯。
4.根據權利要求2所述的電磁爐單管諧振電路，其特征在于，所述的沖擊電流抑制電路包括第二ニ極管，所述第二ニ極管的陽極接整流濾波電路輸出端的負極，陰極接加熱繞組盤的第二端。
5.根據權利要求I至4中任ー權利要求所述的電磁爐單管諧振電路，其特征在于，所述的整流濾波電路包括整流電路、濾波電感和濾波電容，所述整流電路的交流輸入端連接經過EMC濾波的交流輸入線，整流電路輸出端的正極連接濾波電感的一端，整流電路的輸出端的負極接濾波電容的負端，濾波電感的另一端接濾波電容的正端。
6.根據權利要求I至4中任ー權利要求所述的電磁爐單管諧振電路，其特征在于，所述的主開關管是IGBT或MOSFET。
專利摘要本實用新型公開了一種電磁爐單管諧振電路，包括整流濾波電路、主諧振電路和沖擊電流抑制電路，沖擊電流抑制電路的主電路與主開關管串聯。本實用新型可以有效地抑制非零電壓開通時諧振電容對主開關管造成的沖擊，實現了真正意義上的低功率連續輸出，提高了電磁爐的性能和可靠性，拓展了電磁爐在烹調領域的應用范圍。
文檔編號H05B6/06GK202524580SQ201220020370
公開日2012年11月7日 申請日期2012年1月17日 優先權日2012年1月17日
發明者高軍 申請人:深圳麥格米特電氣股份有限公司