适用于电磁炉的igbt芯片及相应的控制电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种适用于电磁炉的IGBT芯片及相应的控制电路，内部设有一个IGBT(13)、第一电压检测及处理电路(14)、第一电流检测及处理电路(15)、IGBT驱动处理电路(16)以及温度检测及处理电路(17)。不增加额外引脚的前提下，内部集成入第一电压检测及处理电路(14)等，可以对IGBT(13)实现芯片内过压保护。相比于现有技术而言，保护得更及时、更可靠、更一致，使得IGBT芯片(11)的损坏率变低。
【专利说明】适用于电磁炉的IGBT芯片及相应的控制电路
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及电磁炉领域，尤其涉及一种平板电磁炉。
【背景技术】
[0002]IGBT爆管损坏一致是电磁炉行业问题，其主要原因为过流、过压、过温导致，现有电磁炉产品采用常规IGBT，不具备自我保护能力，产品的预防方法均为通过外围搭建电流、电压检测电路，在散热片上安装温度传感元件，配合软件，保护IGBT。
【发明内容】
[0003]为解决上述问题，本实用新型提供一种自带保护功能的适用于电磁炉的IGBT芯片。
[0004]为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为:一种适用于电磁炉的IGBT芯片，包括IGBT，其特征在于，还包括与所述IGBT连接的IGBT驱动处理电路，
[0005]以及与所述IGBT驱动处理电路和所述IGBT之集电极连接的第一电压检测及处理电路，检测所述集电极电压信号并处理为第一电压信号；
[0006]所述IGBT驱动处理电路根据所述第一电压信号与所述IGBT的额定信号进行比较后驱动或关断所述IGBT。
[0007]本实用新型的第一优选方案为:还包括设于所述IGBT芯片内并与所述IGBT驱动处理电路连接的温度检测及处理电路，检测所述IGBT芯片内温度并处理为温度信号，
[0008]所述IGBT驱动处理电路根据所述温度信号与所述额定信号进行比较后驱动或关断所述IGBT。采用该方案，集成温度检测功能，提供一种更及时、更可靠的温度保护方式，延长IGBT芯片的使用寿命。
[0009]本实用新型的第二优选方案为:还包括与所述IGBT驱动处理电路和所述IGBT之发射极连接的第一电流检测及处理电路，检测所述发射极电流信号并处理为第一电流信号，
[0010]所述IGBT驱动处理电路根据所第一电流与所述额定信号进行比较后驱动或关断所述IGBT。采用该方案，集成发射极的电流信号检测功能，提供一种更及时、更可靠的过流保护方式，延长IGBT使用寿命。
[0011]本实用新型的第三优选方案为:所述额定信号包括额定电压、额定温度、额定电流中至少一种。用该方案，根据相应环境选择具体信号，可提供一种适应范围更广的保护方式。
[0012]本实用新型的第四优选方案为:所述IGBT驱动处理电路包括至少一个驱动或关断所述IGBT的三极管。采用三极管来关断保护，可靠性高。
[0013]本实用新型的第五优选方案为:所述温度检测及处理电路包括一个设于所述IGBT芯片内的温敏电阻。采用温敏电阻来检测温度，便于设计，可靠性高。
[0014]本实用新型的第六优选方案为:一种电磁炉控制电路，其特征在于:包括权利要求I至7任一一项权利要求所述IGBT芯片；还包括与所述IGBT芯片连接的驱动电路以及通过所述驱动电路控制所述IGBT芯片的微控制器。采用该方案，省略掉了外围的相应保护电路。使得电磁炉的电路结构可设计得更为简单。
[0015]本实用新型的第七优选方案为:还包括线圈盘及同步电路，所述微控制器通过同步电路与所述IGBT芯片连接，所述线圈盘与所述IGBT芯片电连接。
[0016]本实用新型的技术优势在于:在不增加额外引脚的前提下，内部集成入第一电压检测及处理电路，可以对IGBT实现芯片内过压保护。相比于现有技术而言，保护得更及时、更可靠、更一致，使得IGBT芯片的损坏率变低。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，亦可根据下述附图获得其他的附图。
[0018]图1为实施例1的IGBT芯片结构示意图。
[0019]图2为实施例1的IGBT芯片内部电路图。
[0020]图3为实施例2的电磁炉控制电路模块图。
[0021]附图标记:Il-1GBT芯片，12-晶元区，13-1GBT，14-第一电压检测及处理电路，15-第一电流检测及处理电路，16-1GBT驱动处理电路，17-温度检测及处理电路，31-线圈盘，32-驱动电路，33-同步电路，34-微控制器，35-系统电流检测电路，36-交流电压检测电路，37-温度传感器，38-风扇。
【具体实施方式】
[0022]下面结合具体实施例和附图对本实用新型做进一步说明。
[0023]实施例1。
[0024]参考图1、图2，一种适用于电磁炉的IGBT芯片11，内部设有一个IGBT13、第一电压检测及处理电路14、第一电流检测及处理电路15、IGBT驱动处理电路16以及温度检测及处理电路17 ； IGBT13的集电极C上连接有第一电压检测及处理电路14 ； IGBT13的发射极E连接有第一电压检测及处理电路15 ;其中，IGBT驱动处理电路16与第一电压检测及处理电路14、第一电流检测及处理电路15、温度检测及处理电路17连接。
[0025]如图2，IGBT驱动处理电路16包括所述的第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3以及相应的外围电路；温度检测及处理电路17包括温敏电阻RTl ;第一电压检测及处理电路14包括串联的第九电阻R9和第十电阻R10，第一电流检测及处理电路15为基于霍尔元件、测流电阻或运算放大器等的常用电路。
[0026]上述各模块按照图2中所示加入必要的元器件，并进行电路连接。当IGBT13的工作状态超过其额定温度信号、额定电流、额定电压时，通过外围电路设定，上述第一三极管Q1、第二三级管Q2、第三三极管Q3的基极具备足够开通三极管的电压。
[0027]正常工作状态时，第一电压检测及处理电路14发出的第一电压信号、第一电流检测及处理电路15发出的第一电流信号、温度检测及处理电路17发出的温度信号皆不开通IGBT驱动处理电路16的三极管。
[0028]在非正常工作状态时，当IGBT芯片11的温度升高并超过额定温度信号时，此时温度检测及处理电路17的温敏电阻RTl的阻值降低，温度检测及处理电路17发出温度信号，经第一三极管Ql的外围电路进行比对后，第一三极管Ql的基极电压升高，第一三极管Ql开通，从而拉低IGBT13的栅极G，使得IGBT13关断。
[0029]在非正常工作状态时，当IGBT13发射极E的电流超过额定电流时，第一电流检测及处理电路15发出第一电流信号，该第一电流信号开通第二三极管Q2，拉低IGBT13的栅极G，从而使得IGBT13关断。
[0030]在非正常工作状态时，当IGBT13的集电极C电压超过额定电压时，第一电压检测及处理电路14的第九电阻R9和第十电阻RlO检测电压，两电阻中间位置处的电压升高，通过第一电压信号开通第三三极管Q3，拉低IGBT13的栅极G，从而使得IGBT13关断。
[0031]上述外围电路的的设定，可通过图2中所示方式，也可通过本领域常用的设定方式进行设定。上述的第一电压检测及处理电路14、第一电流检测及处理电路15、温度检测及处理电路17并不是必须全部采用，根据具体情况，可考虑采用上述几个模块中的一个或多个模块。
[0032]实施例2。
[0033]参考3，一种电磁炉控制电路，包括线圈盘31、IGBT芯片11、驱动电路32、同步电路33以及微控制器34。微控制器34通过驱动电路32及同步电路33与IGBT芯片11连接，IGBT芯片11驱动线圈盘31。
[0034]工作过程流程如下:微控制器34首先发送一个启动IGBT芯片11工作脉冲，脉冲通过驱动电路32进行放大信号电流及电压转换。开通时IGBT芯片11的集电极C电压为0V，开通IGBT芯片11 一定时间立即关断，则线圈盘31充电，IGBT芯片11电流上升。当IGBT芯片关断时，IGBT芯片11的集电极C电压上升，考虑IGBT芯片11的最佳工作状态时其集电极C为O电压，微控制器34通过同步电路扑捉到IGBT芯片的集电极C过O电压工作点，及时再次开通IGBT芯片11，确保电磁灶持续可靠工作。
[0035]进一步，微控制器32亦可连接电磁炉内常用的系统电流检测电路35、交流电压检测电路36、温度传感器37、风扇38等，并控制上述模块。本实施例中的各电路模块，包括但是不限于本实施例中所述的模块，所有电磁炉中常用的电路模块，皆包括于本实施例中。
[0036]以上所述，仅为本实用新型【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种适用于电磁炉的IGBT芯片，包括IGBT，其特征在于，还包括与所述IGBT连接的IGBT驱动处理电路， 以及与所述IGBT驱动处理电路和所述IGBT之集电极连接的第一电压检测及处理电路，检测所述集电极电压信号并处理为第一电压信号； 所述IGBT驱动处理电路根据所述第一电压信号与所述IGBT的额定信号进行比较后驱动或关断所述IGBT。
2.根据权利要求1所述适用于电磁炉的IGBT芯片，其特征在于:还包括设于所述IGBT芯片内并与所述IGBT驱动处理电路连接的温度检测及处理电路，检测所述IGBT芯片内温度并处理为温度信号， 所述IGBT驱动处理电路根据所述温度信号与所述额定信号进行比较后驱动或关断所述 IGBT。
3.根据权利要求1所述适用于电磁炉的IGBT芯片，其特征在于:还包括与所述IGBT驱动处理电路和所述IGBT之发射极连接的第一电流检测及处理电路，检测所述发射极电流信号并处理为第一电流信号， 所述IGBT驱动处理电路根据所述第一电流信号与所述额定信号进行比较后驱动或关断所述IGBT。
4.根据权利要求1或2或3所述适用于电磁炉的IGBT芯片，其特征在于:所述额定信号包括额定电压、额定温度、额定电流中至少一种。
5.根据权利要求1或2或3所述适用于电磁炉的IGBT芯片，其特征在于:所述IGBT驱动处理电路包括至少一个驱动或关断所述IGBT的三极管。
6.根据权利要求2所述适用于电磁炉的IGBT芯片，其特征在于:所述温度检测及处理电路包括一个设于所述IGBT芯片内的温敏电阻。
7.—种电磁炉控制电路，其特征在于:包括权利要求1至6任一一项权利要求所述IGBT芯片；还包括与所述IGBT芯片连接的驱动电路以及通过所述驱动电路控制所述IGBT芯片的微控制器。
8.根据权利要求7所述电磁炉控制电路，其特征在于:还包括线圈盘及同步电路，所述微控制器通过同步电路与所述IGBT芯片连接，所述线圈盘与所述IGBT芯片电连接。
【文档编号】H02H3/20GK203617685SQ201320731228
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】朱泽春, 胡文飞, 乔中义 申请人:九阳股份有限公司