电磁加热装置及其的谐振电路的制作方法

本发明涉及电磁加热技术领域，特别涉及一种电磁加热装置的谐振电路以及一种具有该谐振电路的电磁加热装置。

背景技术：

目前，单IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)电磁谐振电路如图1所示，线圈盘与谐振电容一般采用并联连接，而单IGBT电磁谐振电路通常存在以下问题：

1、采用并联谐振方式，电压高，IGBT耐压规格要求高，高功率设计就会受到IGBT耐压规格限制；

2、采用并联谐振方式，在电磁谐振电路的低功率段，如果IGBT超前开通，开通瞬间IGBT瞬态电流峰值高，很容易超过IGBT峰值电流规格限制，从而损坏IGBT。

技术实现要素：

本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种电磁加热装置的谐振电路，能够对流过谐振开关管的集电极和发射极的峰值电流进行抑制，从而保证谐振开关管安全工作，拓宽单管电磁加热装置的加热功率范围。

本发明的另一个目的在于提出一种电磁加热装置。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出的一种电磁加热装置的谐振电路，包括：谐振模块，所述谐振模块包括谐振线圈、谐振电容和谐振开关管，其中，所述谐振线圈和所述谐振电容串联，且所述谐振线圈和所 述谐振电容之间具有第一节点，所述谐振开关管的集电极与所述第一节点相连，所述谐振开关管的发射极接地；电流抑制模块，所述电流抑制模块连接在所述第一节点与所述谐振电容之间，所述电流抑制模块用于抑制所述谐振开关管开通时刻流过所述谐振开关管的集电极和发射极的峰值电流。

根据本发明实施例的电磁加热装置的谐振电路，在谐振开关管开通时刻通过电流抑制模块抑制流过谐振开关管的集电极和发射极的峰值电流，从而可将谐振开关管超前开通时开通电流控制在谐振开关管的设计规格之内，保证谐振开关管安全工作，拓宽单管电磁加热装置的加热功率范围。

根据本发明的一个实施例，所述电流抑制模块包括：第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述第一节点相连，所述第一二极管的阴极与所述谐振电容的一端相连；第一电感和第一电阻，所述第一电感和所述第一电阻串联后与所述第一二极管并联。

其中，在所述谐振开关管关断时刻，流过所述谐振线圈的电流通过所述第一二极管对所述谐振电容充电，所述谐振开关管的集电极电压开始升高；在所述谐振开关管开通时刻，所述谐振电容通过所述第一电阻、所述第一电感和所述谐振开关管对地放电，所述第一电阻和所述第一电感对所述峰值电流进行抑制。

根据本发明的一个实施例，所述谐振开关管可以为绝缘栅双极型晶体管IGBT。

根据本发明的一个实施例，所述电磁加热装置还包括滤波电路，所述滤波电路连接在供电电源与所述谐振线圈之间。

具体地，所述滤波电路包括滤波电感和滤波电容，所述滤波电感的一端与所述供电电源相连，所述滤波电感的另一端分别与所述滤波电容的一端和所述谐振线圈相连，所述滤波电容的另一端接地。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种电磁加热装置， 其包括上述的电磁加热装置的谐振电路。

根据本发明实施例的电磁加热装置，在谐振开关管开通时刻通过电流抑制模块抑制流过谐振开关管的集电极和发射极的峰值电流，从而可将谐振开关管超前开通时开通电流控制在谐振开关管的设计规格之内，保证谐振开关管安全工作，并拓宽单管电磁加热功率范围。

其中，所述电磁加热装置可以为电磁炉、电磁电饭煲或者电磁压力锅。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为目前的单IGBT电磁谐振电路示意图；

图2为根据本发明实施例的电磁加热装置的谐振电路的电路示意图；

图3为根据本发明一个具体实施例的电磁加热装置的谐振电路的电路示意图；以及

图4为根据本发明一个实施例的IGBT的C极电压波形示意图、G极电压波形示意图以及抑制前后的C极到E极的电流波形比对示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以 在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的电磁加热装置的谐振电路及具有该谐振电路的电磁加热装置。

图2为根据本发明实施例的电磁加热装置的谐振电路的电路示意图。如图2所示，该电磁加热装置的谐振电路包括谐振模块10和电流抑制模块20。

其中，谐振模块10包括谐振线圈L0、谐振电容C0和谐振开关管101，其中，谐振线圈L0和谐振电容C0串联，且谐振线圈L0和谐振电容C0之间具有第一节点J1，谐振开关管101的集电极与第一节点J1相连，谐振开关管101的发射极接地。电流抑制模块20连接在第一节点J1与谐振电容C0之间，电流抑制模块20用于抑制谐振开关管101开通时刻流过谐振开关管101的集电极和发射极的峰值电流。

并且，在本发明的实施例中，谐振线圈L0可以为电磁加热装置中的线圈盘，线圈盘与谐振电容C0通过电流抑制模块20串联。

根据本发明的一个实施例，如图3所示，电流抑制模块20可具体包括： 第一二极管D1、第一电感L1和第一电阻R1。其中，第一二极管D1的阳极与第一节点J1相连，第一二极管D1的阴极与谐振电容C0的一端相连，第一电感L1和第一电阻R1串联后与第一二极管D1并联。

并且，如图2或图3所示，谐振开关管101可以为IGBT，IGBT的集电极C极与第一节点J1相连，IGBT的发射极E极接地，IGBT的门极G极接收PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制)信号。

综上所述，本发明实施例的电磁加热装置的谐振电路通过改变电路拓扑结构(即将并联谐振改为串联谐振)，并在主谐振回路中增加电流抑制模块，用以抑制IGBT开通瞬间流过IGBT集电极C极和发射极E极的峰值电流，从而保证在IGBT超前开通时将超前开通电流控制在IGBT的设计规格之内，确保IGBT的安全，并能够拓宽单IGBT电磁加热谐振电路的功率范围。

具体地，根据本发明的一个实施例，如图4所示，在谐振开关管例如IGBT关断时刻即T0时刻，IGBT关断，流过谐振线圈L0的电流通过第一二极管D1对谐振电容C0充电，谐振开关管的集电极即IGBT的C极电压开始升高，IGBT的C极电压波形如曲线(1)所示。在谐振开关管开通时刻即T1时刻，IGBT的集电极C极电压降低到Uc，如曲线(1)所示，IGBT开通，IGBT的G极电压波形如曲线(2)所示，此时如果没有电流抑制模块的抑制作用，谐振电容C0将通过IGBT对地放电，通过IGBT的集电极C极对发射极E极的电流波形如曲线(3)所示，IGBT开通时刻流过其集电极和发射极的峰值电流为Ip1；而增加电流抑制模块后，谐振电容C2通过第一电阻R1、第一电感L1和谐振开关管即IGBT对地放电，此时通过IGBT的集电极C极到发射极E极的电流波形如曲线(4)所示，IGBT开通时刻流过其集电极和发射极的峰值电流为Ip2，由于第一电阻R1和第一电感L1对峰值电流进行抑制，峰值电流Ip2远小于Ip1，从而实现抑制峰值电流的作用。

进一步地，如图2或图3所示，电磁加热装置还包括滤波电路300，滤波电路300连接在供电电源例如310V电源与谐振线圈L0之间。具体而言，滤波电路300包括滤波电感L2和滤波电容C1，滤波电感L2的一端与供电电源相连，滤波电感L2的另一端分别与滤波电容C1的一端和谐振线圈L0相连，滤波电容C1的另一端接地。

根据本发明实施例的电磁加热装置的谐振电路，在谐振开关管开通时刻通过电流抑制模块抑制流过谐振开关管的集电极和发射极的峰值电流，从而可将谐振开关管超前开通时开通电流控制在谐振开关管的设计规格之内，保证谐振开关管安全工作，拓宽单管电磁加热装置的加热功率范围。

此外，本发明的实施例还提出了一种电磁加热装置，其包括上述的电磁加热装置的谐振电路。

其中，所述电磁加热装置可以为电磁炉、电磁电饭煲或者电磁压力锅。

根据本发明实施例的电磁加热装置，在谐振开关管开通时刻通过电流抑制模块抑制流过谐振开关管的集电极和发射极的峰值电流，从而可将谐振开关管超前开通时开通电流控制在谐振开关管的设计规格之内，保证谐振开关管安全工作，并拓宽单管电磁加热功率范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。