电磁炉的制作方法

本发明涉及电路结构技术领域，尤其涉及一种电磁炉。

背景技术：

电磁炉具有安全、无明火、高效节能和清洁等多项优点，是常见的家庭电器设备。电磁炉包括控制电路、开关器件和谐振电路，电磁炉的开关器件通常选用绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolartransistor，简称igbt)。电磁炉的工作原理为：控制电路控制igbt快速导通和关断，使得谐振电路中流过交变电流，交变电流产生交变磁场，交变磁场在锅具底部反复切割，使锅具底部产生环状电流(涡流)发热，从而加热锅具。

若电磁炉加热时，电磁炉的微晶面板上方未放置锅具，则可能导致电磁炉的谐振电路的电能所转换的热能无法被锅具吸收，进而使得与谐振电路连接的igbt中的np结温度过高，进而烧坏igbt。因此，在电磁炉开始加热前需要检测电磁炉上是否放置有锅具，即电磁炉加热前需要进行检锅。

常见的电磁炉检锅方式为：控制电路向igbt发送一个预设时长的检锅脉冲，使得igbt在预设时长内导通和关断，谐振电路中产生谐振信号；控制电路还通过检锅电路检测谐振电路中的谐振信号，根据谐振信号确定电磁炉上是否放置有锅具。但是，现有技术中的检锅方式仍可能导致igbt的结温过高，损坏igbt。

技术实现要素：

为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本发明提供一种电磁炉，解决了现有电磁炉检锅时，igbt结温过高，易损坏的问题。

本发明提供一种电磁炉，包括：驱动电路、igbt、谐振电路、控制电路、充放电电路、第一三极管和电感，驱动电路与igbt的栅极连接，igbt的集电极与谐振电路的第一端连接，谐振电路的第二端和igbt的发射极均与第一供电电源连接，igbt的发射极接地；

充放电电路的输入端与第二供电电源连接，充放电电路的输出端分别与第一三极管的集电极和电感的第一端连接；电感的第二端与驱动电路的电源输入端连接；第一三极管的发射极接地，第一三极管的基极与控制电路连接，控制电路还与驱动电路连接；

控制电路用于在接收到加热指令时，向第一三极管的基极发送预设时长的脉冲信号，使得充放电电路在接收到加热指令后的预设时长内，向驱动电路提供的电源的电压小于第二供电电源提供的电压。

通过在电磁炉每次加热时，先控制充放电电路充电到小于第一预设电压的第二预设电压，并将第二预设电压提供给驱动电压，使得电磁炉在检锅时，驱动电路工作在较低的第二驱动电压，避免了检锅时电磁炉上未放置锅具，可能导致的igbt上的电流较大，造成的igbt结温过高而引起的igbt损坏的问题；同时，通过设置电感进行储能缓冲，抑制流经电感的电流的变化，使得驱动电路的电源输入端接收到稳定的电压，进一步保护了igbt。

如上所述的电磁炉，电感的个数为至少一个，各电感串联连接。

如上所述的电磁炉，还包括：低通滤波电路；

所述电感的第二端通过所述低通滤波电路与所述驱动电路的电源输入端连接。

通过在驱动电路的电源输入端设置低通滤波电路，滤除干扰信号，保护了驱动电路和igbt。

如上所述的电磁炉，所述低通滤波电路包括：第一限流元件和第一电容；

所述电感的第二端与所述第一限流元件的第一端连接；所述第一限流元件的第二端分别与所述第一电容的第一端和所述驱动电路的电源输入端连接，所述第一电容的第二端接地。上述低通滤波电路结构简单，成本较低。

如上所述的电磁炉，所述充放电电路包括：第二电容和第二限流元件；

所述第二电容的第一端和所述第二限流元件的第一端均与所述第二供电电源连接，所述第二电容的第二端接地；

所述第二限流元件的第二端分别与所述第一三极管的集电极和所述电感的第一端连接。

上述充放电电路包括电容和限流元件，结构简单，成本较低。

如上所述的电磁炉，还包括：第三限流元件；

所述控制电路通过所述第三限流元件与所述第一三极管的基极连接。

第三限流元件起到限流作用，用于保护第一三极管。

如上所述的电磁炉，还包括：检锅电路；所述检锅电路分别与所述控制电路和所述谐振电路连接；

所述检锅电路用于在所述控制电路接收到加热指令后的所述预设时长内，检测所述谐振电路中的谐振信号；

所述控制电路具体用于根据所述检锅电路检测得到的谐振信号，确定所述电磁炉上是否放置有锅具；并在所述电磁炉上未放置有锅具时，控制所述igbt关断；在所述电磁炉上放置有锅具时，控制所述第一三极管关断，使得所述充放电电路的输出端向所述驱动电路的电源输入端所提供的电压等于所述第二供电电源提供的电压。

通过在电磁炉加热时为驱动电路提供第一驱动电压，在检锅时为驱动电路提供小于第一驱动电压的第二驱动电压，使得检锅过程中，流经igbt的电流较小，避免了igbt的结温过高，保护了igbt。

如上所述的电磁炉，所述控制电路包括脉冲宽度调制电路，所述脉冲宽度调制电路与所述第三限流元件连接；

所述控制电路具体用于在接收到加热指令时，控制所述脉冲宽度调制电路向所述第一三极管的基极提供预设时长的脉冲信号。

如上所述的电磁炉，所述驱动电路包括电平转换电路和推挽驱动电路；

所述第一限流元件的第二端分别与所述电平转换电路的电源输入端和所述推挽驱动电路的电源输入端连接；

所述电平转换电路分别与所述控制电路和所述推挽驱动电路连接，所述推挽驱动电路还与所述igbt的栅极连接。

如上所述的电磁炉，所述电平转换电路包括：第四限流元件和第二三极管；

所述第四限流元件的第一端与所述第一限流元件的第二端连接，所述第四限流元件的第二端分别与所述推挽驱动电路和所述第二三极管的集电极连接；所述第二三极管的基极与所述控制电路的输出端口连接，所述第二三极管的发射极接地。

上述电平转换电路用于进行电平转换，结构简单，成本较低。

如上所述的电磁炉，还包括：整流滤波电路；

所述谐振电路的第二端和所述igbt的发射极均通过所述整流滤波电路与市电电源连接。

本发明的构造以及它的其他发明目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。

附图说明

图1为本发明提供的电磁炉的结构示意图一；

图2为本发明提供的电磁炉的结构示意图二；

图3为本发明提供的电磁炉的结构示意图三；

图4为本发明提供的电磁炉的结构示意图四；

图5为本发明提供的电磁炉的结构示意图五；

图6为本发明提供的电磁炉的结构示意图六；

图7为本发明提供的电磁炉的结构示意图七；

图8为本发明提供的电磁炉的结构示意图八；

图9为本发明提供的电磁炉的结构示意图九；

图10为本发明提供的电磁炉的结构示意图十。

附图标记：

14—控制电路；11—驱动电路；

12—igbt；13—谐振电路；

15—充放电电路；16—第一三极管；

17—电感；18—低通滤波电路；

19—第一限流元件；20—第一电容；

21—第二电容；22—第二限流元件；

23—第三限流元件；24—检锅电路；

25—脉冲宽度调制电路；26—电平转换电路；

27—推挽驱动电路；28—第四限流元件；

29—第二三极管；30—整流滤波电路。

具体实施方式

图1为本发明提供的电磁炉的结构示意图一。如图1所示，本发明提供的电磁炉包括：

驱动电路11、igbt12、谐振电路13、控制电路14、充放电电路15、第一三极管16和电感17；其中，

驱动电路11分别与控制电路14和igbt12的栅极连接，igbt12的集电极与谐振电路13的第一端连接，谐振电路13的第二端和igbt12的发射极均与第一供电电源连接，igbt12的发射极接地；

充放电电路15的输入端与第二供电电源连接，充放电电路15的输出端分别与第一三极管16的集电极和电感17的第一端连接；电感17的第二端与驱动电路11的电源输入端连接；

第一三极管16的发射极接地，第一三极管16的基极与控制电路14连接，控制电路14用于在接收到加热指令时，向第一三极管16的基极发送预设时长的脉冲信号，使得充放电电路15在接收到加热指令后的预设时长内，向驱动电路11提供的电源的电压小于第二供电电源提供的电压。

示例性的，igbt12的栅极与驱动电路11连接，igbt12的集电极与谐振电路13的第一端连接，谐振电路13的第二端与第一供电电源连接，igbt12的发射极接地且与第一供电电源连接。第一供电电源示例性的为市电电源经整流滤波后的直流电源。第一供电电源与谐振电路13、igbt12连接，形成电磁炉的加热回路。当igbt12导通，谐振电路13充电，当igbt12关断，谐振电路13放电，产生交变磁场，交变磁场切割放置在电磁炉上的锅具对其进行加热。

示例性的，控制电路14通过控制驱动电路11的输出端电压来控制igbt12的导通与关断。由于控制电路14的工作电压通常为5v，因此，控制电路14能够输出的信号的最大电压为5v，而igbt12在导通时的驱动电压通常为15-20v，故控制电路14无法直接驱动igbt12导通。通常在控制电路14和igbt12之间设置驱动电路11，用于将控制电路14输出的驱动信号进行整形放大，向igbt12发送整形放大后的驱动信号，以驱动igbt12导通或关断。示例性的，控制电路14用于根据用户输入的工作指令，向驱动电路11输出驱动信号，驱动信号包括导通信号和关断信号。例如，当控制电路14向驱动电路11输出导通信号，驱动电路11的输出端输出高电平，例如15-20v，使得igbt12导通；当控制电路14向驱动电路11输出关断信号，驱动电路11的输出端输出低电平，例如0v，使得igbt12关断。示例性的，在igbt12导通时，随着igbt12的驱动电压增高，流经igbt12的电流越大，随着电流的增大，谐振电路13提供的电能增加。

示例性的，现有电磁炉中，当控制电路14接收到用户输入的加热指令时，首先控制驱动电路11向igbt12提供15-20v的高电平，驱动igbt12导通，进行检锅。若检测到锅具，则控制电路14进一步控制驱动电路11输出驱动信号；若未检测到锅具，则控制电路14进一步控制驱动电路11输出关断信号。但是，若在检锅时，电磁炉上未放置锅具，谐振电路13的电能将无法被锅具吸收只能转换为热能，从而造成igbt12结温过高，损毁igbt12。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：通过降低驱动电路11提供给驱动电路11的驱动电压的方式，来降低igbt12中流经的电流，进而降低电磁炉检锅时谐振电路13产生的电能，避免igbt12结温过高。考虑到驱动电路11向igbt12提供的高电平的大小取决于驱动电路11的电源输入端的电压大小，本发明提供一种电磁炉，在电磁炉检锅时，控制驱动电路11输出的高电平低于电磁炉在加热时驱动电路11输出的高电平。

示例性的，如图1所示，本实施例提供的电磁炉，在电磁炉内增加充放电电路15、第一三极管16和电感17。其中，充放电电路15的输入端与第二供电电源连接，第二供电电源的电压值为充放电电路15所能提供的最大电压值。第二供电电源的电压值称为第一驱动电压。充放电电路15的输出端与电感17的第一端连接，电感17的第二端与驱动电路11的电源输入端连接。电感17用于进行储能缓冲，通过抑制流经电感17的电流的变化，来使得充放电电路15的输出端向驱动电路11的电源输入端提供稳定的电压。驱动电路11所采用的电压决定了驱动电路11向igbt12的栅极提供的高电平的大小，也即决定了流经igbt12的电流的大小。当充放电电路15的输出端提供给驱动电路11的电源输入端的电压降低时，将会使得流经igbt12的电流降低。

示例性的，充放电电路15的输出端还与第一三极管16的集电极连接，第一三极管16的发射极接地，第一三极管16的基极与控制电路14连接。控制电路14用于控制第一三极管16的导通和关断。当控制电路14向第一三极管16提供低高电平信号，第一三极管16导通，此时，充放电电路15通过第一三极管16接地，充放电电路15与第一三极管16构成放电通路。控制电路14向第一三极管16提供低高电平信号的时间越长，充放电电路15的输出端提供的电压越低。当控制电路14向第一三极管16提供低电平信号，第一三极管16关断，此时，充放电电路15与第一三极管16构成的放电通路断开，充放电电路15充电。控制电路14通过控制第一三极管16的导通和关断的持续时长，可控制充放电电路15充电、放电的持续时长，从而使得充放电电路15的输出端的电压达到预设值，称为第二驱动电压。

示例性的，当控制电路14接收到加热指令时，控制电路14向第一三极管16的基极发送预设时长的脉冲信号，脉冲信号中的高电平用于使得第一三极管16导通，脉冲信号中的低电平用于使得第一三极管16关断。脉冲信号的占空比决定了充放电电路15的输出端所提供的第二驱动电压的大小。在该预设时长内，电磁炉处于检锅状态，此时，充放电电路15向驱动电路11提供的电源的电压为第二驱动电压，小于第二供电电源提供的第一驱动电压。在预设时长结束时，若检测到锅具时，则电磁炉切换到加热状态；若未检测到锅具，则电磁炉切换到暂停工作状态。通过由充放电电路15为驱动电路11提供输入电压，使得电磁炉检锅时，流经igbt12的电流较小，避免了igbt12的结温过高，可能损坏的问题。

本发明实施例提供的电磁炉，包括：充放电电路、第一三极管和电感。充放电电路的输入端与第二供电电源连接，充放电电路的输出端通过电感与驱动电路连接，充放电电路还与第一三极管的集电极连接，第一三极管的发射极接地，第一三极管的基极与控制电路连接。控制电路用于在接收到加热指令时，向第一三极管的基极发送预设时长的脉冲信号，使得充放电电路在接收到加热指令后的预设时长内向驱动电路提供的电源的电压小于第二供电电源提供的电压。通过在电磁炉每次加热时，先控制充放电电路充电到小于第一预设电压的第二预设电压，并将第二预设电压提供给驱动电压，使得电磁炉在检锅时，驱动电路工作在较低的第二驱动电压，避免了检锅时电磁炉上未放置锅具，可能导致的igbt上的电流较大，造成的igbt结温过高而引起的igbt损坏的问题；同时，通过设置电感进行储能缓冲，抑制流经电感的电流的变化，使得驱动电路的电源输入端接收到稳定的电压，进一步保护了igbt。

进一步地，在上述实施例中，电感17可以为至少一个，多个电感17串联连接。示例性的，本实施例中的电感17可以是指单个的电感，也可以指多个电感串联后得到的电感网络。

进一步地，结合图1所示实施例，本发明实施例还提供一种电磁炉。图2为本发明提供的电磁炉的结构示意图二，本实施中电磁炉还包括低通滤波电路，用于滤除干扰信号。如图2所示，本实施例中，电磁炉还包括：低通滤波电路18；电感17的第二端通过低通滤波电路18与驱动电路11的电源输入端连接。

示例性的，参照图2，通过在驱动电路11的电源输入端增加低通滤波电路18，对通过电感17提供的电源进行滤波，滤除直流电源的波动和干扰信号，可进一步保护驱动电路11和igbt12。

本实施例提供的电磁炉在驱动电路的电源输入端设置低通滤波电路，用于滤除干扰信号，保护驱动电路和igbt。

示例性的，在图2所示实施例的基础上，本发明还提供一种电磁炉，对低通滤波电路的结构进行详细说明。图3为本发明提供的电磁炉的结构示意图三，如图3所示，低通滤波电路18包括：第一限流元件19和第一电容20。

电感17的第二端与第一限流元件19的第一端连接；第一限流元件19的第二端分别与第一电容20的第一端和驱动电路11的电源输入端连接，第一电容20的第二端接地。

示例性的，参照图3所示实施例，本实施例中，低通滤波电路18包括：第一限流元件19和第一电容20。电感17的第二端与第一限流元件19的第一端连接；第一限流元件19的第二端分别与第一电容20的第一端和驱动电路11的电源输入端连接，第一电容20的第二端接地。示例性的，第一限流元件19以及本发明以下各实施例中的其他限流元件可以为电阻。

本实施例提供的低通滤波电路结构简单，成本较低。

进一步地，结合图3所示实施例，本发明实施例还提供一种电磁炉。图4为本发明提供的电磁炉的结构示意图四，本实施中对充放电电路15的结构进行详细说明。如图4所示，充放电电路15包括：第二电容21和第二限流元件22；

第二电容21的第一端和第二限流元件22的第一端均与第二供电电源连接，第二电容21的第二端接地；第二限流元件22的第二端分别与第一三极管16的集电极和电感17的第一端连接。

示例性的，如图4所示，充放电电路15包括第二电容21和第二限流元件22。第二电容21的第一端和第二限流元件22的第一端作为充放电电路15的输入端，均与第二供电电源连接。第二电容21的第二端接地。第二限流元件22的第二端作为充放电电路15的输出端，分别与第一三极管16的集电极和电感17的第一端连接。当第一三极管16导通时，第二电容21、第二限流元件22和第一三极管16构成放电回路，充放电电路15工作在放电状态。当第一三极管16关断时，第二电容21开始充电。当第一三极管16关断的时间足够长，第二电容16的充电电压将回达到第二供电电源提供的第一驱动电压。通过控制第一三极管16的导通和关断各自的持续时长，可控制充放电电路15的输出端所提供的电压，从而使得电磁炉检锅时，驱动电路11提供给igbt12的第二驱动电压，低于第一电磁炉加热时驱动电路11提供给igbt12的第一驱动电压，保证了若检锅时电磁炉上未放置锅具，流经igbt的电流较小，从而保护igbt。示例性的，限流元件可以为电阻。

本实施例提供的充放电电路包括电容和限流元件，结构简单，成本较低。

进一步地，结合图4所示实施例，本发明实施例还提供一种电磁炉，在第一三极管的基极侧设置用于限流的第三限流元件，以保护第一三极管。图5为本发明提供的电磁炉的结构示意图五，如图5所示，本实施例中，电磁炉还包括：第三限流元件23；控制电路14通过第三限流元件23与第一三极管16的基极连接。

示例性的，参照图5，本实施例中的电磁炉在第一三极管16的基极侧设置第三限流元件23，用于抑制流入第一三极管16的基极的过电流，从而保护第一三极管16。

进一步地，结合图5所示实施例，本发明实施例还提供一种电磁炉，对电磁炉的检锅原理进行详细说明。图6为本发明提供的电磁炉的结构示意图六，如图6所示，电磁炉还包括：检锅电路24；检锅电路24分别与控制电路14和谐振电路13连接；

检锅电路24用于在控制电路14接收到加热指令后的预设时长内，检测谐振电路13中的谐振信号；

控制电路14具体用于根据检锅电路24检测得到的谐振信号，确定电磁炉上是否放置有锅具；并在电磁炉上未放置有锅具时，控制igbt12关断；在电磁炉上放置有锅具时，控制第一三极管16关断，使得充放电电路15的输出端向驱动电路11的电源输入端所提供的电压等于第二供电电源提供的电压。

示例性的，结合图6，本实施例提供的电磁炉中还设置有检锅电路24。检锅电路24分别与控制电路14和谐振电路13连接。检锅电路24用于在控制电路14接收到加热指令时，开始检测谐振电路13中的谐振信号，检测时长与向第一三极管16的基极发送的脉冲信号的预设时长相同。控制电路14根据检锅电路24检测到的谐振信号中包括的脉冲数量判断电磁炉上是否放置有锅具。当控制电路14确定电磁炉上未放置有锅具时，控制电路14控制igbt12关断，使得电磁炉无法加热，以保护igbt12。当控制电路14检测到电磁炉上放置有锅具时，控制电路14控制第一三极管16关断，使得充放电电路15无法放电，充放电电路15的输出端所输出的电压达到第一预设电压，即向驱动电路11的电源输入端所提供的电压等于第二供电电源提供的电压。

本实施例提供的电磁炉，在加热时为驱动电路提供第一驱动电压，在检锅时为驱动电路提供小于第一驱动电压的第二驱动电压，使得检锅过程中，流经igbt的电流较小，避免了igbt的结温过高，保护了igbt。

进一步地，结合图6所示实施例，本发明实施例还提供一种电磁炉，对控制电路14的结构进行详细说明。图7为本发明提供的电磁炉的结构示意图七，如图7所示，控制电路14包括脉冲宽度调制电路25，脉冲宽度调制电路25与第三限流元件23连接；控制电路14具体用于在接收到加热指令时，控制脉冲宽度调制电路25向第一三极管16的基极提供持续预设时长的脉冲信号。

示例性的，参照图7，控制电路14包括脉冲宽度调制电路25，脉冲宽度调制电路25通过第三限流元件23与第一三极管16连接。

脉冲宽度调制电路25用于输出脉冲信号，脉冲信号中高电平的宽度即为脉冲的宽度。通过调整脉冲信号的占空比，可调节充放电电路15提供的第二驱动电压的大小。

进一步地，结合图7所示实施例，本发明实施例还提供一种电磁炉，对驱动电路11的结构进行详细说明。图8为本发明提供的电磁炉的结构示意图八，如图8所示，本实施例中，驱动电路11包括：第一限流元件19的第二端分别与电平转换电路26的电源输入端和推挽驱动电路27的电源输入端连接；

电平转换电路26分别与控制电路14和推挽驱动电路27连接，推挽驱动电路27还与igbt12的栅极连接。

示例性的，推挽驱动电路27用于向igbt12提供驱动电压。考虑到推挽驱动电路27的工作电压与控制电路14的工作电压不一致，可在控制电路14与推挽驱动电路27之间增加电平转换电路26。示例性的，电平转换电路26可用于将控制电路14提供的5v左右的高电平转化为0v的低电平，将控制电路14提供的0v的低电平转化为15-20v的高电平。或者，电平转换电路26还可用于将控制电路14提供的5v左右的高电平转化为15-20v的高电平，将控制电路14提供的0v的低电平转化为0v的低电平。

进一步地，结合图8所示实施例，本发明实施例还提供一种电磁炉，对电平转换电路26的结构进行详细说明。图9为本发明提供的电磁炉的结构示意图九，如图9所示，本实施例中，电平转换电路26包括：第四限流元件28和第二三极管29；

第四限流元件28的第一端与第一限流元件19的第二端连接，第四限流元件28的第二端分别与推挽驱动电路27和第二三极管29的集电极连接；

第二三极管29的基极与控制电路14的输出端口连接，第二三极管29的发射极接地。

示例性的，图9所示的电平转换电路26可用于将控制电路14提供的5v左右的高电平转化为0v的低电平，将控制电路14提供的0v的低电平转化为15-20v的高电平。电平转换电路26包括第四限流元件28和第二三极管29。第四限流元件28分别与第一限流元件19的第二端和第二三极管29的集电极连接，第二三极管29的发射极接地。第二三极管29的基极与控制电路14连接。控制电路14控制igbt12导通和关断的原理为：当控制电路14向第二三极管29的基极提供高电平时，第二三极管29导通，与第二三极管29的集电极连接的推挽驱动电路27接收到低电平，使得igbt12关断；当控制电路14向第二三极管29的基极提供低电平时，第二三极管29关断，与第二三极管29的集电极连接的推挽驱动电路27接收到通过第四限流元件28提供的高电平，使得igbt12导通。

本实施例提供的电平转换电路26用于进行电平转换，结构简单，成本较低。

进一步地，结合图9所示实施例，本发明实施例还提供一种电磁炉。图10为本发明提供的电磁炉的结构示意图十，如图10所示，电磁炉还包括：整流滤波电路30；谐振电路13的第二端和igbt12的发射极均通过整流滤波电路30与市电电源连接。

示例性的，市电电源通过整流滤波电路30向igbt12和谐振电路13构成的加热回路供电。整流滤波电路30具体用于将220v交流市电电源整流为直流电，并滤除电网中可能的谐振，向谐振电路13提供稳定的电流和电压。整流滤波模块30可以由整流桥和滤波器件构成。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。