检测被加热装置的电路以及电磁加热设备和家用电器的制作方法

本实用新型涉及电磁加热技术领域，具体地，涉及一种检测被加热装置的电路以及应用该电路的电磁加热设备和家用电器。

背景技术：

电磁加热的原理是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质容器放置上面时，容器表面即切割交变磁力线而在容器底部金属部分产生交变的电流(即涡流)，涡流使容器底部的铁原子高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能。从而起到加热物品的效果。因为是铁制容器自身发热，所以热转化率特别高，最高可达到95％。目前的电磁炉，电磁灶都是采用的电磁加热技术。该技术相对于传统的电阻加热技术具有使用寿命长、安全可靠、高效节能、准确控温、绝缘性好等优点。

由于电磁加热设备本身相当于一个变压器，在使用电磁加热设备时，当没有被加热装置或被加热装置被取走时，相当于变压器缺少了次级线圈，没有负载，可能发生短路，进而因线圈过热，可能引起电磁加热设备烧毁，因此需要检测电路中是否有被加热装置的功能。

而现有的电磁加热技术，例如电磁炉，当在很低的功率，例如100-300W时，由于功率比较小，当线盘空载时功率也可达到300W，会存在无法判锅具是否存在的现象，因而需要一种能够精确判断锅具是否存在电路，从而保护电磁炉在使用过程中不会因空载而烧毁，延长其使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种检测被加热装置的电路，该电路能够准确并及时判断被加热装置是否存在，并不受应用该电路的电磁加热设备的工作功率的限制，从而能及时关闭加热功能，起到保护电磁加热设备的作用。

本实用新型的另外两个方面分别提供了应用所述检测被加热装置的电路的电磁加热设备及家用电器，该电磁加热设备和家用电器可通过准确判断被加热装置是否存在，及时关闭加热功能，从而具有优秀的自保护功能，延长了其使用寿命，并且提高了该设备和/或家用电器的安全性能。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种检测被加热装置的电路，该电路用于电磁加热设备，该电磁加热设备包括加热电路和滤波电路，该加热电路和滤波电路组成环路，该电路包括：电流检测电路，用于检测所述环路中的电流；谐振电压处理电路，连接于所述加热电路的输出端，用于根据所述加热电路的电压产生一定的分压电压VAD1；环路电流处理电路，与所述电流检测电路相连，用于处理所述电流检测电路检测的环路电流，并输出电压VAD2；以及处理器，用于对所述电压VAD2和所述电压VAD1进行比较，当VAD1大于VAD2的预定倍时，判断电路中无被加热装置。

其中，所述检测被加热装置的电路判断电路中是否存在被加热装置的原理为：当所述检测被加热装置的电路中没有被加热装置时，整体电路中的电流主要消耗在线圈盘上，因而环路电流(即整体电路的低频部分电流)很小，因而环路电流处理电路输出的电压VAD2也很小；同时，由于空载时加热电路内部电容电感充放电无处消耗，因此加热电路的输出电压非常大，经过谐振电压处理电路分压处理后输出的分压电压VAD1也相应很大；而当所述检测被加热装置的电路中有被加热装置时，所述电压VAD1和VAD2的值相近，因此可以设定当所述电压VAD1大于所述电压VAD2的预定倍时，判定电路中不存在被加热装置，从而及时关闭加热电路。该检测过程并不受电路中功率大小的限制，即使在电磁低功率状态下，例如低于300W时，也不影响检测的准备性。

优选地，所述环路电流处理电路包括：运算放大器；电阻R65，连接于所述运算放大器的反相输入端和输出端之间；电阻R67，连接于所述运算放大器的同相输入端并接地；电阻R1046连接于所述运算放大器的输出端和所述环路电流处理电路的输出端之间。

优选地，所述环路电流处理电路还包括：电阻R1047和电容EC09，该电阻R1047和该电容EC09互相并联，连接于所述环路电流处理电路的输出端并接地。

优选地，所述谐振电压处理电路包括：分压电阻R1043，连接于所述加热电路的输出端和所述谐振电压处理电路的输出端之间。

优选地，所述谐振电压处理电路包括：滤波电容EC098和电阻R1037，该电容EC098和电阻R1037互相并连后连接于所述谐振电压处理电路的输出端并接地。

优选地，所述电流检测电路包括电流互感器。

优选地，所述电流检测电路包括康铜丝。

优选地，所述电流检测电路包括电阻器件和放大电路，所述放大电路用于对经过电阻器件的电流进行放大处理。

通过上述技术方案，检测加热电路中的谐振电压和环路中的环路电流，并对其进行处理后进行对比，从而可以及时准确地检测所述检测被加热装置的电路中是否存在被加热装置，并及时关闭加热电路，防止因电路空载而烧毁，延长整体电路的使用寿命，并且即使电路中的功率较小也不影响其检测的准备性。

本实用新型还提供了一种应用所述的检测被加热装置的电路的电磁加热设备以及家用电器。该电磁加热设备以及家用电器中的所述加热电路可以为为半桥或全桥电路，包括晶体管和晶体管驱动电路、谐振电容以及线圈盘，其中，所述线圈盘连接于晶体管的中点和谐振电容的中点之间，所述晶体管驱动电路与所述处理器连接，用于根据所述处理器的控制信号驱动所述晶体管导通。

通过利用上述技术方案，能够延长所述电磁加热设备以及家用电器的使用寿命，同时及时关闭其中加热功能又能够节省消耗的电量，并保证使用安全。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例一的检测被加热装置的电路的结构图；

图2是根据本实用新型实施例一的检测被加热装置的电路的整体示意图；

图3是根据本实用新型实例例二的检测被加热装置的电路的电路图；

图4是根据本实用新型的实施例三的使用全桥式电路的加热电路的电路图。

附图标记说明

100：滤波电路 200：加热电路

300：电流检测电路 400：谐振电压处理电路

500：环路电流处理电路 600：处理器

510：电流检测电路 610：微控制器

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

图1是根据本实用新型实施例一的检测被加热装置的电路的结构图。如图1所示，所述检测被加热装置的电路包括加热电路200和滤波电路100，该加热电路200和滤波电路100组成环路；电流检测电路300，用于检测所述环路中的电流；谐振电压处理电路400，连接于所述加热电路200的输出端LOUT，用于根据所述加热电路200中的谐振电压产生一定的分压电压VAD1；环路电流处理电路500，与所述电流检测电路300相连，用于处理所述电流检测电路300检测的环路电流，并输出电压VAD2；以及处理器600，用于对所述电压VAD2和所述电压VAD1进行比较，当VAD1大于VAD2的预定倍时，判断电路中无被加热装置。

图2是根据本实用新型实施例一的检测被加热装置的电路的整体示意图。图2主要示出了所述谐振电压处理电路400、环路电流处理电路500以及电流检测电路300与所述环路之间的连接关系。在图2中，ACL和ACN为市电接口，BD101为桥堆，其起到整流的作用；扼流圈L101、滤波电容C101和C104组成滤波电路100，实际应用中，滤波电路并不限于该形式。图2中的加热电路200为半桥电路，包括电容谐振电容C102和C103；晶体管Q1001和Q1002，晶体管Q1001和Q10012即组成加热电路上下桥的IGBT，其中，Q1001与IGBT驱动1连接，Q1002与IGBT驱动2连接，IGBT驱动1和IGBT驱动2连接于微控制器(MCU)610，微处理器通过控制所述IGBT驱动1和IGBT驱动2控制晶体管Q1001和Q1002开通和关断；以及线圈盘L210，其一端连接于晶体管Q1001和Q1002的中点，另一端连接于谐振电容C101和C102的中点。其中，微控制器610也可以用其它具有相似功能的器件代替，例如单片机，FPGA等。

如图2所示，电流检测电路300串联在所述滤波电路和所述加热电路组成的环路中，用于检测环路中的电流，需要说明的是，电流检测电路300的连接位置并不限于图2中所示的位置，也可以连接在环路中的其它位置，只要能够检测环路中的电流即可。为了对电流检测电路检测的环路电路进行处理，还可以包括环路电流处理电路500，其一端连接于所述电流检测电路300，另一端连接于微控制器610，用于对所述环路电流进行处理后产生输出电压VAD2。为了检测所述加热电路200中产生的谐振电压，将所述线圈盘连接于谐振电容C101和C103中点的一端作为加热电路200的输出端，谐振电压处理电路400连接于所述加热电路的输出端，其另一端连接于微控制器，用于对所述加热电路的输出电压进行分压处理，经过分压处理后的产生分压电压VAD1。

微控制器进一步所述电压VAD1和电压VAD2这二者进行比较，当VAD1大于VAD2的预定倍数时，可判定为无被加热装置。其判断原理在上述内容中已描述过，根据电路设计的不同，所述VAD1大于VAD2的预定倍数也会不同。

图3是根据本实用新型实例例二的检测被加热装置的电路的电路图。在图3所示的实施例二的电路图中，电源连接部分、滤波电路100、加热电路200以及各主要组成部分的连接关系与图2所示的实施例一相同，此处不再赘叙。

如图3所示，谐振电压处理电路400可以包括分压电阻R1043和R1036，所述分压电阻R1043和R1036并联后一端连接于所述加热电路的输出端，另一端连接所述谐振电压处理电路的输出端，所述谐振电压处理电路的输出端连接于处理器。所述谐振电压处理电路还可以包括：滤波电容EC098和电阻R1037，该电容EC098和电阻R1037互相并后连连接于所述谐振电压处理电路的输出端并接地。因为加热电路200中的谐振电压有可能很大，只有一个分压电阻的情况下，被分压处理的分压电压VAD1值也有可能过大，不利于处理，因此可以在谐振电压处理电路中并联两个或以上的电阻，在图2所示的实施例二中，除了所述分压电阻R1043和R1036，在谐振电压处理电路的输出端还并联了电阻R1041。

如图3所示，所述环路电流处理电路可以包括：运算放大器，因环路电流可能太小，不利于后续处理，因此需要利用运算放大器或其他放大处理器件对环路电流作放大处理，图3中选用的是运放芯片LM358，实际应用中可选用任何运放芯片或任何包含放大功能的器件代替，图中的-IN1、+IN2、OUT1分别是运放芯片LM358的其中一组运算放大器的反相输入端、正相输入端和输出端相对应的芯片引脚；电阻R65，连接于所述运算放大器的反相输入端和输出端之间；电阻R67，连接于所述运算放大器的同相输入端并接地；电阻R1046串联于所述运算放大器的输出端和所述环路电流处理电路的输出端之间。所述环路电流处理电路还可以包括：电阻R1047和电容EC09，该电阻R1047和该电容EC09互相并联，连接于所述环路电流处理电路的输出端并接地，所述环路电流处理电路500的输出端的电压为VAD2。

如图3所示，在实施例二中所述电流检测电路可以包括康铜丝。所述环路电流处理电路500的输入电压即图3中所示的环路电流检测电路的电压V0，不难理解的是电压V0由环路电流和环路电流检测电路300的电阻值决定。

所述电流检测电路还可以包括电阻器件和放大电路，所述放大电路用于对经过电阻器件的电流进行放大处理，当选用普通电阻代替康铜丝时，由于选用的电阻阻值有可能较小，再加上检测到的环路电流可能很小，因此其电压V0也会因太小而不利于后续处理，因此可以在环路电流检测电路设置放大电路，对环路电流或环路检测电路的电压进行一级放大后再由环路电流处理电路进行处理。

实践中所述电流检测电路也可以包括电流互感器，由于电流互感器可以感生出较大的电流，因此使用电流互感器时不需要额外的放大电路就能满足后续的处理需要。

在实施例二中，假设如图3所示的加热电路的输出端LOUT的电压为VLOUT，环路电流检测电路的输出电压为V0，电路中的谐振频率为f，那么谐振电压处理电路400的输出端电压，即分压处理后的分压电压VAD1的计算公式为：

环路电流处理电路500的输出电压VAD2的计算公式为：

如上述已描述的内容所示，当电压VAD1大于电压VAD2的预定倍时，处理器判定线圈盘上没有放置放被加热装置，因谐振电压处理电路400和环路电流处理电路500的实际设置不同，电压VAD1和电压VAD2的实际大小也会不同，所述电压VAD1大于电压VAD2的预定倍数可以根据实际需要设置，本实用新型提供的所述预定倍数的参考值为5-10倍。当加热电路中没有放置被加热装置时，或者在被加热装置被取走时，加热电路中的感生电流会有一个变大的过程，因此对于一个所述检测被加热装置的电路来说，所述预定倍数也可以根据实际需要选择设定，可以选择设定一个即能保证加热电路及时关断，也能避免加热电路被烧毁的倍数来设定。

上述描述的检测被加热装置的电路可以应用于电磁加热设备和家用电器中，例如电磁炉。上述实施例一和实施例二中的加热电路采用的都是半桥电路，但实际应用时，上述技术方案也适用于采用全桥电路的加热电路。如图4所示，是加热电路采用全桥电路的连接示意图，图中省略的其它部分与上述描述过的实施例一和实施例相同。在全桥式电路中，与半桥式电路相比，增加了与上述半桥式电路对称的晶体管Q1003、Q1004以及与其对应的IGBT驱动3、IGBT驱动4和谐振电容C202、C203。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。