一种应用在电磁炉设备的IGBT串并联电路结构的制作方法

本发明涉及电磁炉电路设计领域，尤其涉及一种应用在电磁炉设备的IGBT串并联电路结构。

背景技术：

家用大功率电磁炉一般在2-5kw,其需求量大,符合现在国家节能减排的政策导向,具有广阔的市场前景；谐振型逆变器是大功率电磁炉的关键组成部分,它的发展水平与感应加热技术和大功率电磁炉的发展、应用密切相关。

电磁炉作为厨具市场的一种新型炉具,它打破了传统的明火烹调方式；电磁加热的工作原理是在线圈盘中通上高频电流,在线圈盘的轴向两面产生磁场,当铁质锅具处于磁场范围内时,锅具即切割蛟变磁力线而在锅具底部产生交变的电流(即涡流),涡流使锅具铁分子高速无规则运动,分子互相碰撞、摩擦而产生热能使器具本身自行高速发热,用来加热和烹饪食物,从而达到煮食用。

目前存在的瓶颈是：IGBT单管电压容量的限制和IGBT电流容量的限制，从而限制了并联谐振型电磁炉的最高功率。如何设计IGBT驱动与隔离电路、过流过压保护电路、高频电流检测保护电路及吸收电路成为目前的存在的技术难点。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种应用在电磁炉设备的IGBT串并联电路结构，通过串联减小了作为开关的IGBT的承受电压，通过并联也减小了流过IGBT的电流，节约了成本，提高了由于单个IGBT器件本身的限制导致的并联谐振电路结构的电磁炉最高功率限制的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种应用在电磁炉设备的IGBT串并联电路结构，包括主电路单元和控制电路单元，所述主电路单元包括整流电路、滤波电路和谐振电路，控制电路单元包括检测电路、中央处理器和驱动电路，整流电路将输入的交流电转换成直流电，传送至滤波电路进行滤波，滤波电路滤波后的直流电传送至谐振电路进行逆变处理，所述检测电路用于检测整流电路的电信号，并将检测的信号传送至中央处理器进行处理，中央处理器通过驱动电路驱动控制谐振电路通断，所述谐振电路由线圈盘、谐振电容和IGBT串并联电路组成，所述IGBT串并联电路由两组N个IGBT并联电路组成的串联电路，其中N为不小于2的正整数，第一组N个IGBT并联电路的发射极E端分别与第二组N个IGBT并联电路对应的集电极C端串联连接，所述两组N个IGBT并联电路的集电极C端与发射极E端分别并接有动态均压与静态均压电路，且两组分别并接的动态均压与静态均压电路串联连接。

进一步优化的技术方案为所述动态均压与静态均压电路为两个吸收电容和一个吸收电阻组成的并联电路，其中，吸收电容采用0.022uF/2000VDC，吸收电阻采用的阻值为470K。

进一步优化的技术方案为所述驱动电路采用两组HCPL-316J驱动芯片组成两路隔离的驱动电路，输入信号为同一驱动信号，输出信号为两路同步同相位信号。

进一步优化的技术方案为所述IGBT串并联电路由两组4个IGBT并联电路组成的串联电路。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明的功率器件IGBT并联能够有效提升单个IGBT的电流容量限制；并联功率器件IGBT组串联后能够有效提升单个IGBT的耐压限制，从而突破IGBT单管耐压和电流的限制；对于并联谐振电路，能够有效提升并联型电磁炉的功率。其中，驱动电路由隔离的驱动电路由两个吸收电容和一个吸收电阻组成的并联电路；能够保证两路驱动互不干扰，保证了驱动的同时性。并联谐振型电磁炉的功率器件在零电压时开通，开通的尖峰较小；同时，尖峰吸收和均压电路的作用能够吸收掉由于两路功率器件开通不同时导致的尖峰电压，电阻、电容等器件组成的均压电路，能够有效保证静态和动态均压。

附图说明

图1是本发明原理框图；

图2是本发明的主电路单元的电路原理图；

图3是本发明的驱动电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明公开了一种应用在电磁炉设备的IGBT串并联电路结构，包括主电路单元和控制电路单元，所述主电路单元包括整流电路、滤波电路和谐振电路，控制电路单元包括检测电路、中央处理器和驱动电路，整流电路将输入的交流电转换成直流电，传送至滤波电路进行滤波，滤波电路滤波后的直流电传送至谐振电路进行逆变处理，所述检测电路用于检测整流电路的电信号，并将检测的信号传送至中央处理器进行处理，中央处理器通过驱动电路驱动控制谐振电路通断，所述谐振电路由线圈盘、谐振电容和IGBT串并联电路组成，所述IGBT串并联电路由两组N个IGBT并联电路组成的串联电路，其中N为不小于2的正整数，第一组N个IGBT并联电路的发射极E端分别与第二组N个IGBT并联电路对应的集电极C端串联连接，所述两组N个IGBT并联电路的集电极C端与发射极E端分别并接有动态均压与静态均压电路，且两组分别并接的动态均压与静态均压电路串联连接。

进一步优化的技术方案为所述动态均压与静态均压电路为两个吸收电容和一个吸收电阻组成的并联电路，其中，吸收电容采用0.022uF/2000VDC，吸收电阻采用的阻值为470K，同时，能够起到吸收两组功率器件开通不同时导致的尖峰电压的作用，防止尖峰击穿IGBT的现象。

进一步优化的技术方案为所述驱动电路采用两组HCPL-316J驱动芯片组成两路隔离的驱动电路，输入信号为同一驱动信号，输出信号为两路同步同相位信号。

进一步优化的技术方案为所述IGBT串并联电路由两组4个IGBT并联电路组成的串联电路，电磁炉为8kW/220V,突破了目前5kW/220V的技术瓶颈。

本发明的功率器件IGBT并联能够有效提升单个IGBT的电流容量限制；并联功率器件IGBT组串联后能够有效提升单个IGBT的耐压限制，从而突破IGBT单管耐压和电流的限制；对于并联谐振电路，能够有效提升并联型电磁炉的功率。其中，驱动电路由隔离的驱动电路由两个吸收电容和一个吸收电阻组成的并联电路；能够保证两路驱动互不干扰，保证了驱动的同时性。并联谐振型电磁炉的功率器件在零电压时开通，开通的尖峰较小；同时，尖峰吸收和均压电路的作用能够吸收掉由于两路功率器件开通不同时导致的尖峰电压，电阻、电容等器件组成的均压电路，能够有效保证静态和动态均压。通过串联减小了作为开关的IGBT的承受电压，通过并联也减小了流过IGBT的电流，节约了成本，提高了由于单个IGBT器件本身的限制导致的并联谐振电路结构的电磁炉最高功率限制的问题。

并联谐振电磁炉原理为：由线圈盘和谐振电容组成的并联谐振电路，通过谐振产生交变的电路，从而产生交变的磁场，在锅底产生涡流，从而加热锅具。

具体过程为：刚开始功率开关器件IGBT开通，线盘的电流逐渐增大，能量储存在线盘中；而后功率开关器件IGBT关断线盘的电流给谐振电容充电，同时功率器件的C极电压会增高；最后谐振电容给线盘放电，从而功率器件的C极电压降低，形成一个周期。