一种用于电磁加热装置的浪涌检测电路及电磁加热装置的制作方法

本实用新型涉及电磁技术领域，尤其涉及一种用于电磁加热装置的浪涌检测电路及电磁加热装置。

背景技术：

目前市面上对IGBT浪涌保护都是基于在整流桥前置添加浪涌检测电路，在浪涌来临时，触发浪涌检测电路，浪涌检测检测电路触发处理器，处理器进而关闭IGBT，保护IGBT不会因为过流而烧毁。

但现有的浪涌检测电路包括元器件多,显得比较复杂，同时因浪涌检测电路有较多的元器件，给PCB板布板也带来一定的麻烦。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于电磁加热装置的浪涌检测电路及电磁加热装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于电磁加热装置的浪涌检测电路，所述电磁加热装置包括开关电源电路、IGBT电路、桥堆和处理器,所述浪涌检测电路包括开关电源电路地和桥堆地之间的电感电路，以及连接在所述电感电路两端的电压检测电路,所述电压检测电路与所述处理器连接，所述电压检测电路用于检测所述电感电路两端电压变化，当所述电感电路两端电压不同步时判定浪涌来临，所述处理器在检测到浪涌来临时控制关闭IGBT电路。

本实用新型的有益效果是：通过在开关电源地和桥堆地之间形成一个电感电路，通过电压检测电路检测电感电路两侧电位可以判断浪涌是否来临，在浪涌来临时关闭IGBT电路，保护IGBT不会因为过流而烧毁。在正常工作下，电流流经电感电路时，因市电工作频率和工作电压较低，电感电路两侧不会出现电位不同步情况；在浪涌来临时候，因浪涌电压较高，且发生频率较高，故会造成电感电路两侧电位不一致(电感特性：通直阻交)，通过检测电感电路两侧电位可以判断浪涌是否来临，在浪涌来临时关闭IGBT电路，保护IGBT不会因为过流而烧毁。本实用新型所述用于电磁加热装置的浪涌检测电路结构简单，且包括元器件少，PCB布线容易实现。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述电压检测电路包括比较器。

采用上述进一步方案的有益效果是：本实用新型所述电压检测电路采用比较器，通过比较器的两个输入端连接所述电感电路的两端，当浪涌来临时，可以及时检测出所述电感电路两端电压不同步，进而准确判断出浪涌来临，供处理器做出判断，本实用新型所述电压检测电路采用比较器，元器件少，布线容易，成本低，检测准确。

进一步，所述电压检测电路包括电容、三级管和电阻，所述电容的一端连接所述电感电路的一端，电容的另一端连接三极管的基极，三极管的发射极连所述电感电路的另一端，所述三极管的集电极连接处理器，并且三极管的集电极通过电阻连接电源。

采用上述进一步方案的有益效果是：本实用新型所述电压检测电路包括电容、三级管和电阻，正常无浪涌情况下，因为没有电流突变，故电感电路两端电位相等，三极管不导通，三极管集电极为高电平；当浪涌来临时,有电流突变导致电感电路两端电压不相等，因为电容具有通交隔直作用，故三极管基极电位会被抬高，这样三极管会被打开，使得三极管集电极电位拉低，处理器通过检测三极管集电极电平变低，则判断浪涌来临。本实用新型所述电压检测电路采用比较器，元器件少，布线容易，成本低，检测准确。

进一步，所述电感电路为因PCB布线产生的虚拟电感，或者为因PCB布线产生的虚拟电感和人为添加的电感共同形成。

采用上述进一步方案的有益效果是：因为PCB地线在连接各个器件时回路比较长，同时拐很多弯，故会有一定的虚拟电感，在虚拟电感的感量足够时，可以不人为增加电感，通过测量虚拟电感两端电压即可实现，当所述虚拟电感感量不足时，在开关电源电路地和桥堆地之间人为增加一个电感，在所述电感电路两端连接电压检测电路，检测电感电路两端电压是否同步判断浪涌是否来临。

进一步，所述电感电路感量为0.1uh～10uh。

为实现上述实用新型目的，本实用新型还提供一种电磁加热装置，包括上述技术方案所述的用于电磁加热装置的浪涌检测电路。

附图说明

图1为本实用新型实施例一所述用于电磁加热装置的浪涌检测电路图；

图2为本发实施例一所述用于电磁加热装置的浪涌检测电路中弱电电流流向示意图；

图3为本实用新型实施例二所述电压检测电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，电磁加热装置一般包括开关电源电路、处理器、驱动电路和IGBT等。图1中ACL和ACN为市电输入口；RZ131为压敏电阻，浪涌来临时，其有一定程度的短路，泄掉大部分浪涌能量；C131为滤波电容，吸收市电毛刺；U2为全桥整流桥；C101为前置吸收电容，滤毛刺用，容值较小；L101为扼流圈，储能和滤波；C102为储能电容，供后面谐振回路使用；C103为谐振电容；RC101为康铜丝，用来在IGBT地和桥堆地之间形成电位差用；L102为线盘，电磁加热线盘；IGBT为开关IGBT管；R124为泄流电阻以及稳压二极管；D051和D052为整流二极管，整流供开关电压使用；U5为开关电源，供整个系统电压，包括控制芯片，稳压电路，驱动电路等等；U3为处理器，检测外部电压，控制IGBT以及其他外部电路；U4为驱动电路，处理PWM，用以控制IGBT；SGND为开关电源地、处理器地和驱动地；EGND为桥堆地；B点为U1负极；A点为U1正极；VCC为系统电源。

所述ACL连线上连接有保险丝FUSE131，所述ACL和ACN之间连接有压敏电阻RZ131和滤波电容C131，所述ACL和开关电源电路之间连接有整流二极管D051，所述CAN和开关电源电路之间连接有整流二极管D052，所述ACL和CAN连接桥堆U2的两个输入端，桥堆U2的两个输出端间连接前置电容C101，前置电容C101的一端通过扼流圈L101连接储能电容C102的一端，前置电容C101的另一端通过RC101连接储能电容C102的另一端；所述前置电容C101的一端和储能电容C102的一端之间连接，所述储能电容C102的一端通过并联的谐振电容C103和线盘L102连接IGBT的集电极，储能电容C102的另一端连接IGBT的发射极，并且通过并联的泄流电阻R124和稳压二极管连接IGBT的栅极，IGBT的栅极连接驱动电路，驱动电路连接处理器。

本实用新型实施例一中，所述用于电磁加热装置的浪涌检测电路所述电磁加热装置包括开关电源电路、IGBT电路、桥堆和处理器,所述浪涌检测电路包括开关电源电路地和桥堆地之间的电感电路L103，以及连接在所述电感电路L103两端的电压检测电路,所述电压检测电路与所述处理器连接，所述电压检测电路用于检测所述电感电路两端电压变化，当所述电感电路两端电压不同步时判定浪涌来临，所述处理器在检测到浪涌来临时控制关闭IGBT电路。本实用新型实施例中所述电感电路L103为开关电源地与桥堆地虚电感(PCB布线带来)或者人为添加电感；所述电压检测电路采用比较器U1，比较电感电路L103两端AB之间的电压，用以浪涌来临时翻转证明浪涌来临。

因为PCB地线在连接各个器件时回路比较长，同时拐很多弯，故会有一定的虚拟电感，在虚拟电感的感量足够时，可以不人为增加电感，通过测量虚拟电感两端电压即可实现，当所述虚拟电感感量不足时，在开关电源电路地和桥堆地之间人为增加一个电感，在所述电感电路两端连接电压检测电路，检测电感电路两端电压是否同步判断浪涌是否来临。

本实用新型所述电压检测电路采用比较器，通过比较器的两个输入端连接所述电感电路的两端，当浪涌来临时，可以及时检测出所述电感电路两端电压不同步，进而准确判断出浪涌来临，供处理器做出判断，本实用新型所述电压检测电路采用比较器，元器件少，布线容易，成本低，检测准确。

图2为所述用于电磁加热装置的浪涌检测电路中弱电电流流向示意图。从图中可以看出，系统电流流向为从AC_IN流入，经过开关开关电源电路地SGND、处理器地SGND和驱动电路地SGND，经过电感电路L103，回到桥堆EGND，再流向AC。

本实用新型实施例一中所述电感电路L103感量一般为0.1uh～10uh(包括地线回路电感)之间。下限0.1uh，是在没有实际电感的情况下，单纯虚拟PCB电感为0.1uf；上限10uh是根据市电工作频率计算得来的，即不能对100HZ(50HZ倍频)有任何阻碍，即感抗X(L)＝ωL＝2πfL，一般要求100hz，感抗小于1毫欧。但对于浪涌电压，因浪涌最高能量频率等同于电磁加热频率，约为20KHZ,要求L103阻抗大于等于1V左右，即可通过电感阻抗公式计算出。本实用新型实施例中，所述电感电路L103感量为5uh，可以准确检测出浪涌来临。

正常工作情况下，AC流入整流二极管D051和D052的市电频率为100HZ，峰值电压AC_IN为120V～300V之间，电流经(1)回路，流过电感电路L103，A和B之间电位同步且参考值均为零，比较器U1不翻转。浪涌来临时，因浪涌频率较高(毫秒级)，且浪涌电压较高(大于500V)，故根据电感的特性，电流流经电感电路L103时候，会受到阻碍，导致A和B两侧电压不一致，这时U1翻转输出中断信息，处理器接收到U1中断信号，关闭IGBT，防止因浪涌过流烧毁。

实施例二，如图3所述，与实施例一不同的是本实施例中所述电压检测电路包括电容C104、三级管Q1和电阻R125，所述电容C104的一端连接所述电感电路L103的一端A，电容C104的另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极连所述电感电路L103的另一端B，所述三极管Q1的集电极连接处理器的口port1，并且三极管Q1的集电极通过电阻R125连接电源VCC。

本实用新型实施例二中所述电压检测电路包括电容三级管和电阻，正常无浪涌情况下，因为没有电流突变，故B点电位等同于A点电位，同时D点电位约为0，三极管Q1不导通，C点处于高电平。当浪涌来临时,有电流突变导致A点电位高于B点；因为电容具有通交隔直作用，故D点电位会被抬高，这样三极管Q1会被打开，使得C点电位拉低，处理器口port1通过检测C点电平变低，则判断浪涌来临。本实用新型所述电压检测电路采用比较器，元器件少，布线容易，成本低，检测准确。

本实用新型通过在开关电源地和桥堆地之间形成一个电感电路，通过电压检测电路检测电感电路两侧电位可以判断浪涌是否来临，在浪涌来临时关闭IGBT电路，保护IGBT不会因为过流而烧毁。在正常工作下，电流流经电感电路时，因市电工作频率和工作电压较低，电感电路两侧不会出现电位不同步情况；在浪涌来临时候，因浪涌电压较高，且发生频率较高，故会造成电感电路两侧电位不一致(电感特性：通直阻交)，通过检测电感电路两侧电位可以判断浪涌是否来临，在浪涌来临时关闭IGBT电路，保护IGBT不会因为过流而烧毁。本实用新型所述用于电磁加热装置的浪涌检测电路结构简单，且包括元器件少，PCB布线容易实现。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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实用新型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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。