一种改善食品加工机谐波电流的控制电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种改善食品加工机谐波电流的控制电路，包括：整流电路，其对从交流输入电源输入的交流电压进行整流；负载电路，包括负载；所述改善食品加工机谐波电流的控制电路还包括降压式的功率因素校正电路，该降压式的功率因素校正电路与整流电路的后级连接，然后再与负载电路连接。与现有技术相比，可以改善谐波电流，谐波电流极小，而且电磁干扰也能大幅度减少，另外可以不用电抗器，使得输出的波形仍然为正弦波，波形的畸变小，且功率因素不低于0.95，最高可达0.99；除此之外，可以进行小至3%以内的功率调节，而现有技术的可控硅调节下限一般在15%左右，对于需要进行小功率持续加热的电器，可以很好的满足。
【专利说明】
-种改善食品加工机谐波电流的控制电路
技术领域
[0001] 本实用新型设及一种食品加工机的控制电机，尤其设及一种改善食品加工机谐波 电流的控制电路。
【背景技术】
[0002] 现有食品加工机对食物进行加热和或粉碎等一系列的处理，在此过程中，需要对 加热和/或粉碎功率进行调整，现有技术中通常使用可控娃实现功率的调整，为了得到连续 可调的功率，可控娃一般使用移相控制，即可控娃在电源电压过零点延迟a相位角导通，通 过调节一个整周期内可控娃导通的时间来调节负载所获得的平均电压。然而运种方法会产 生大量的谐波，尤其是在全功率大于800W时。传统方法一般加谐波电抗器解决，但电抗器体 积大，重量重，并且使得功率因素降低，因此并不是很理想的选择。也有一些软件控制方法 可W对该种方式的谐波电流进行改善，但并不能完全解决， 【实用新型内容】
[0003] 有鉴于此，有必要提供一种有效改善谐波电流的控制电路。
[0004] 本实用新型是通过下述技术方案实现的：
[0005] -种改善食品加工机谐波电流的控制电路，包括:整流电路，其对从交流输入电源 输入的交流电压进行整流;负载电路，包括负载;所述改善食品加工机谐波电流的控制电路 还包括降压式的功率因素校正电路，该降压式的功率因素校正电路与整流电路的后级连 接，然后再与负载电路连接。
[0006] 所述降压式的功率因素校正电路包括滤波电路、开关电路及续流电路，滤波电路 与整流电路的后级连接;续流电路与负载连接，开关电路串联接入滤波电路及续流电路之 间。
[0007] 所述滤波电路包括电感Ll和电容Cl,该电感Ll 一端与整流电路的正输出端连接， 该电感Ll的另一端与电容Cl连接，该电容Cl的另一端与整流电路的负输入端连接;所述开 关电路包括开关元件、开关控制电路及开关缓冲电路，所述开关元件用于控制负载电路的 通断电，该开关元件为MOSFET，该开关元件包括栅极、源极及漏极，该开关元件的源极与电 感Ll和电容Cl的一端连接;所述开关控制电路用于控制所述开关元件的通断，包括驱动单 元W及与其电连接的控制单元，该驱动单元与开关元件的栅极电连接;所述开关缓冲电路 包括电阻Rl和电容C3,电阻Rl与C3串联，然后并联到开关元件源极及漏极;所述续流电路包 括电感L2、电容C2及二极管Dl，所述二极管Dl-端与开关元件的漏极连接，另一端与整流电 路的负输出端连接，该电感L2-端与开关元件的漏极连接，另一端与电容C2连接，该电容C2 并联接入负载，该电容C2的另一端与整流电路的负输出端连接。
[000引所述滤波电路包括电感Ll和电容Cl,该电感Ll 一端与整流电路的正输出端连接， 该电感Ll的另一端与电容Cl连接，该电容Cl的另一端与整流电路的负输入端连接;所述开 关电路包括开关元件、开关控制电路及开关缓冲电路，所述开关元件用于控制负载电路的 通断电，该开关元件为IGBT，该开关元件包括口极、发射极及集电极，该开关元件的发射极 与电感Ll和电容Cl的一端连接;所述开关控制电路用于控制所述开关元件的通断，包括驱 动单元W及与其电连接的控制单元，该驱动单元与开关元件的口极电连接;所述开关缓冲 电路包括电阻Rl和电容C3,电阻Rl与C3串联，然后并联到开关元件发射极及集电极;所述续 流电路包括电感L2、电容C2及二极管Dl，所述二极管Dl-端与开关元件的集电极连接，另一 端与整流电路的负输出端连接，该电感L2-端与开关元件的集电极连接，另一端与电容C2 连接，该电容C2并联接入负载，该电容C2的另一端与整流电路的负输出端连接。
[0009] 所述负载电路为粉碎电路，所述负载为电机，该电机的额定功率为100至450瓦，所 述电容Cl为1至100微法，电感Ll为20至200微赫，电感L2为20至200微赫，开关元件的驱动频 率为15至30赫兹。
[0010] 所述负载电路为加热电路，所述负载为加热元件，该加热元件的额定功率为800至 3000瓦，所述电容Cl为0.3至10微法，电感Ll为20至200微赫，电感L2为20至200微赫，开关元 件的驱动频率为15至50赫兹。
[0011] 所述负载电路，所述负载为电机和加热元件，该电机的额定功率为100至450瓦，该 加热元件的额定功率为800至3000瓦，所述电容Cl为2至200微法，电感Ll为20至200微赫，电 感L2为20至200微赫，开关元件的驱动频率为15至50赫兹。
[0012] 所述控制电路还包括电流检测电路，该电流检测电路分别与滤波电路及开关电路 连接，该控制单元根据电流检测电路的检测到的幅值和相位，调整开关元件的导通时间。
[0013] 所述控制电路还包括电压检测电路，该电压检测电路分别与整流电路的正输出端 及开关电路连接，该控制单元根据电压检测电路的检测到的幅值和相位，调整开关元件的 导通时间。
[0014] 所述控制电路还包括负载电压检测电路，该负载电压检测电路分别与负载及开关 电路连接，该控制单元根据电压检测电路的检测到的幅值和相位，调整开关元件的导通时 间。
[0015] 本实用新型所带来的有益效果是：
[0016] 所述改善食品加工机谐波电流的控制电路还包括降压式的功率因素校正电路，该 降压式的功率因素校正电路与整流电路的后级连接，然后再与负载电路连接。如此，通过设 置降压式的功率因素校正电路，可W改善谐波电流，谐波电流极小，而且电磁干扰也能大幅 度减少，另外可W不用电抗器，使得输出的波形仍然为正弦波，波形的崎变小，且功率因素 不低于0.95，最高可达0.99;除此之外，可W进行小至3% W内的功率调节，而现有技术的可 控娃调节下限一般在15%左右，对于需要进行小功率持续加热的电器，可W很好的满足。
【附图说明】
[0017] W下结合附图对本实用新型作进一步详细说明：
[0018] 图1是本实用新型所述的改善食品加工机谐波电流的控制电路第一较佳实施方式 的示意图；
[0019] 图2是本实用新型所述的改善食品加工机谐波电流的控制电路第二较佳实施方式 的示意图。
[0020] 图中部件名称对应的标号如下：
[0021 ] 10、改善食品加工机谐波电流的控制电路；11、整流电路；12、负载电路；13、降压式 的功率因素校正电路；131、滤波电路；132、开关电路；1321、开关元件；1322、开关控制电路； 1323、开关缓冲电路；133、续流电路;20、改善食品加工机谐波电流的控制电路;21、电流检 测电路;22、电压检测电路;23、负载电压检测电路。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步的详述：
[0023] 实施方式一：
[0024] 请参阅图1所示的本实用新型改善食品加工机谐波电流的控制电路的第一较佳实 施方式，所述改善食品加工机谐波电流的控制电路10包括:整流电路11，其对从交流输入电 源输入的交流电压进行整流;负载电路12,包括负载;降压式的功率因素校正电路13。
[0025] 在本实施方式中，所述整流电路11由四个二极管组成的桥式整流电路。
[0026] 在本实施方式中，所述负载电路12为加热电路，所述负载为加热元件，该加热元件 的额定功率为800至3000瓦。
[0027] 在本实施方式中，所述降压式的功率因素校正电路13包括：
[0028] 1、滤波电路131，其与所述整流电路11的后级连接，包括电感Ll和电容Cl;该电感 Ll 一端与整流电路11的正输出端连接，该电感Ll的另一端与电容C1连接，该电容C1的另一 端与整流电路的负输入端连接；
[0029] 2、开关电路132,该开关电路包括开关元件1321、开关控制电路1322、开关缓冲电 路1323,该开关元件1321用于控制负载电路12的通断电，在本实施方式中，该开关元件1321 为M0SFET，该开关元件1321包括栅极(G)、源极(S)及漏极(D)，该开关元件1321的源极(S)与 电感Ll和电容Cl的一端连接;该开关控制电路1322用于控制所述开关元件1321的通断，包 括驱动单元W及与其电连接的控制单元，该驱动单元与开关元件13 21的栅极(G)电连接;该 开关缓冲电路1323起到保护开关元件1321的作用，包括电阻Rl和电容C3,电阻Rl与C3串联， 然后并联到开关元件1321的源极(S)及漏极(D);
[0030] 3、所述续流电路133包括电感L2、电容C2及二极管Dl，所述二极管Dl-端与开关元 件1321的漏极(D)连接，另一端与整流电路11的负输出端连接，该电感L2-端与开关元件 1321的漏极(D)连接，另一端与电容C2连接，该电容C2并联接入负载，该电容C2的另一端与 整流电路11的负输出端连接。
[0031] 在本实施方式中，所述电容C2为高频电容，所述二极管Dl为快恢复二极管，所述电 容Cl为0.3至10微法，电感Ll为20至200微赫，电感L2为20至200微赫，开关元件的驱动频率 为15至50赫兹。如此，综合谐波及电磁干扰因素，使得输出的电压和电流更加稳定可靠。
[0032] 具体的工作原理如下：交流电经整流电路11变为脉动直流，再经过电感Ll和电容 Cl组成的滤波器进行滤波，开关元件1321为高位直流开关，进行高速开关。当开关元件1321 开通时，电流经开关元件1321、电感L2流向负载，同时Cl开始放电，电压下降，当开关元件 1321关断时，电流经电感L2、负载、二极管Dl组成环路，进行回流，电容C2为滤波电容，同时 电容Cl开始充电，电压上升。如此通过调节开关元件1321的通断，从而达到调节功率的目 的。
[0033] 下面W加热元件额定功率为2000瓦为例，调制50%功率的谐波电流值的测试结果 如表一（W国标的谐波限值为基准）
[0034] 表一；
[0035]
[(
[0037] 可见，谐波得到了明显的改善。
[0038] 通过设置降压式的功率因素校正电路13,可W改善谐波电流，谐波电流极小，而且 电磁干扰也能大幅度减少，另外可W不用电抗器，使得输出的波形仍然为正弦波，波形的崎 变小，且功率因素不低于0.95，最高可达0.99;除此之外，可W进行小至3 % W内的功率调 节，而可控娃调节下限一般在15%左右，对于需要进行小功率持续加热的电器，可W很好的 俩足。
[0039] 可W理解，所述负载电路为粉碎电路，该负载为电机，该电机的额定功率为100至 450瓦。所述电容C2为高频电容，所述二极管Dl为快恢复二极管，所述电容Cl为1至100微法， 电感Ll为20至200微赫，电感L2为20至200微赫，开关元件的驱动频率为15至30赫兹。如此， 综合谐波及电磁干扰因素，使得输出的电压和电流更加稳定可靠。
[0040] 可W理解，所述负载电路，所述负载为电机和加热元件，该电机的额定功率为100 至450瓦，该加热元件的额定功率为800至3000瓦。所述电容C2为高频电容，所述二极管Dl为 快恢复二极管，所述电容Cl为2至200微法，电感Ll为20至200微赫，电感L2为20至200微赫， 开关元件的驱动频率为15至50赫兹。如此，综合谐波及电磁干扰因素，使得输出的电压和电 流更加稳定可靠。
[0041] 可W理解，所述开关元件也可W为IGBT，该开关元件包括口极、集电极、发射极。
[0042] 可W理解，所述整流电路也可W是单独的整流桥。
[0043] 实施方式二：
[0044] 请参阅图2所示本实用新型改善食品加工机谐波电流的控制电路的第二较佳实施 方式，该改善食品加工机谐波电流的控制电路20与改善食品加工机谐波电流的控制电路10 的区别在于:所述改善食品加工机谐波电流的控制电路20还包括电流检测电路21、电压检 测电路22及负载电压检测电路23,该电流检测电路21与滤波电路131连接，该控制单元根据 电流检测电路21的检测到的幅值和相位，调整开关元件1321的导通时间；该电压检测电路 22与整流电路11的正输出端连接，该控制单元根据电压检测电路22的检测到的幅值和相 位，调整开关元件1321的导通时间；该负载电压检测电路23与负载连接，该控制单元根据电 压检测电路23的检测到的幅值和相位，调整开关元件1321的导通时间。
[0045] 如此，实现电流和电压的同步，进一步改善谐波性能，提高功率因素，使得控制电 路的适应性更强。
[0046] 本实施方式的其他结构及有益效果均与实施方式一相同，在此不一一寶述。
【主权项】
1. 一种改善食品加工机谐波电流的控制电路，包括:整流电路，其对从交流输入电源输 入的交流电压进行整流；负载电路，包括负载;其特征在于:所述改善食品加工机谐波电流 的控制电路还包括降压式的功率因素校正电路，该降压式的功率因素校正电路与整流电路 的后级连接，然后再与负载电路连接，所述降压式的功率因素校正电路包括滤波电路、开关 电路及续流电路，滤波电路与整流电路的后级连接;续流电路与负载连接，开关电路串联接 入滤波电路及续流电路之间。2. 如权利要求1所述的改善食品加工机谐波电流的控制电路，其特征在于:所述滤波电 路包括电感L1和电容C1，该电感L1 一端与整流电路的正输出端连接，该电感L1的另一端与 电容C1连接，该电容C1的另一端与整流电路的负输入端连接;所述开关电路包括开关元件、 开关控制电路及开关缓冲电路，所述开关元件用于控制负载电路的通断电，该开关元件为 MOSFET，该开关元件包括栅极、源极及漏极，该开关元件的源极与电感L1和电容C1的一端连 接;所述开关控制电路用于控制所述开关元件的通断，包括驱动单元以及与其电连接的控 制单元，该驱动单元与开关元件的栅极电连接;所述开关缓冲电路包括电阻R1和电容C3,电 阻R1与C3串联，然后并联到开关元件源极及漏极;所述续流电路包括电感L2、电容C2及二极 管D1，所述二极管D1-端与开关元件的漏极连接，另一端与整流电路的负输出端连接，该电 感L2-端与开关元件的漏极连接，另一端与电容C2连接，该电容C2并联接入负载，该电容C2 的另一端与整流电路的负输出端连接。3. 如权利要求1所述的改善食品加工机谐波电流的控制电路，其特征在于:所述滤波电 路包括电感L1和电容C1，该电感L1 一端与整流电路的正输出端连接，该电感L1的另一端与 电容C1连接，该电容C1的另一端与整流电路的负输入端连接;所述开关电路包括开关元 件、开关控制电路及开关缓冲电路，所述开关元件用于控制负载电路的通断电，该开关元件 为IGBT，该开关元件包括门极、发射极及集电极，该开关元件的发射极与电感L1和电容C1的 一端连接;所述开关控制电路用于控制所述开关元件的通断，包括驱动单元以及与其电连 接的控制单元，该驱动单元与开关元件的门极电连接;所述开关缓冲电路包括电阻R1和电 容C3,电阻R1与C3串联，然后并联到开关元件发射极及集电极;所述续流电路包括电感L2、 电容C2及二极管D1，所述二极管D1-端与开关元件的集电极连接，另一端与整流电路的负 输出端连接，该电感L2-端与开关元件的集电极连接，另一端与电容C2连接，该电容C2并联 接入负载，该电容C 2的另一端与整流电路的负输出端连接。4. 如权利要求2或3所述的改善食品加工机谐波电流的控制电路，其特征在于:所述负 载电路为粉碎电路，所述负载为电机，该电机的额定功率为100至450瓦，所述电容C1为1至 100微法，电感L1为20至200微赫，电感L2为20至200微赫，开关元件的驱动频率为15至30赫 兹。5. 如权利要求2或3所述的改善食品加工机谐波电流的控制电路，其特征在于:所述负 载电路为加热电路，所述负载为加热元件，该加热元件的额定功率为800至3000瓦，所述电 容C1为0.3至10微法，电感L1为20至200微赫，电感L2为20至200微赫，开关元件的驱动频率 为15至50赫兹。6. 如权利要求2或3所述的改善食品加工机谐波电流的控制电路，其特征在于:所述负 载电路，所述负载为电机和加热元件，该电机的额定功率为100至450瓦，该加热元件的额定 功率为800至3000瓦，所述电容C1为2至200微法，电感L1为20至200微赫，电感L2为20至200 微赫，开关兀件的驱动频率为15至50赫兹。7. 如权利要求1至3任意一项所述的改善食品加工机谐波电流的控制电路，其特征在 于:所述控制电路还包括电流检测电路，该电流检测电路分别与滤波电路及开关电路连接， 该控制单元根据电流检测电路检测到的幅值和相位，调整开关元件的导通时间。8. 如权利要求1至3任意一项所述的改善食品加工机谐波电流的控制电路，其特征在 于:所述控制电路还包括电压检测电路，该电压检测电路分别与整流电路的正输出端及开 关电路连接，该控制单元根据电压检测电路检测到的幅值和相位，调整开关元件的导通时 间。9. 如权利要求1至3任意一项所述的改善食品加工机谐波电流的控制电路，其特征在 于:所述控制电路还包括负载电压检测电路，该负载电压检测电路分别与负载及开关电路 连接，该控制单元根据电压检测电路检测到的幅值和相位，调整开关元件的导通时间。
【文档编号】H02M1/44GK205584002SQ201521082420
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2015年12月23日
【发明人】王旭宁, 肖占魁
【申请人】九阳股份有限公司