保护电路的电路系统以及烹饪器具的制作方法

本实用新型涉及一种保护电路的电路系统以及烹饪器具。

背景技术：

现有的烹饪器具采用感应加热(Induction Heating，IH)加热方式，IH加热方式是在恒功率下基本采用定频定脉宽方式来驱动功率管，使得电流通过线圈盘，进而线圈盘和谐振电容谐振产生交变磁场而对铁质锅具进行做功加热。然而，采用定频定脉宽的方式时某些瞬时电压过高(浪涌电压)，会导致通过功率管的电流不断增大使得功率管永久性损坏，这样导致整机也无法继续使用，缩短了整机的寿命。

技术实现要素：

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施例部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了至少部分地解决上述问题，本实用新型提供了一种保护电路的电路系统，所述电路系统用于IH加热器，包括：

驱动电路，用于检测功率管的电压，并根据所述电压确定最大导通时间；

比较电路，用于比较当前电流与预设的最大电流；

所述驱动电路，还用于在时长达到所述最大导通时间时，或，在所述比较电路确定所述当前电流大于所述最大电流时，将所述功率管关闭。

示例性地，所述驱动电路，具体用于：在时长达到所述最大导通时间时，或，在所述比较电路确定所述当前电流大于或等于所述最大电流时，通过将所述功率管的门极驱动设为低电平而将所述功率管关闭。

示例性地，所述比较电路，具体用于：比较串接于所述功率管的发射极的电阻处的当前电流与所述预设的最大电流。

示例性地，所述比较电路，具体用于：通过比较所述电阻的分压与预设的最大电压，来比较所述当前电流与所述预设的最大电流，其中，所述预设的最大电压与所述预设的最大电流的比值等于所述电阻的大小。

示例性地，串接于所述功率管的发射极的所述电阻为康铜丝。

示例性地，所述驱动电路检测到的所述功率管的电压越大，则设置所述最大导通时间越短。

示例性地，所述电路系统还包括同步电路，所述驱动电路，还用于：在所述同步电路将电压翻转时，将所述功率管导通。

示例性地，所述功率管为绝缘栅双极型晶体管IGBT。

本实用新型还提供了一种烹饪器具，包括前述的电路系统。

由此可见，本实用新型中，根据最大导通时间和预设的最大电流，由驱动电路控制功率管的关断，实现了更精准的控制，有效地保护了功率管。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中，相同的附图标记通常代表相同或相似的部件。

图1是本实用新型的保护电路的电路系统的一个示意性框图；

图2是本实用新型的保护电路的电路系统的一个示意图；

图3是本实用新型的烹饪器具的一个示意性框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。

IH是一种电磁加热技术，例如，家用烹饪器具可以使用IH，在烹饪器具的底部和周围均带有电磁加热元件，以使烹饪器具中的食材能够均匀受热，因此，IH也可以称为立体电磁加热。本实施例的IH加热器可以是诸如电饭煲、电压力锅、电炖锅等烹饪器具中的加热器件。

图1是本实用新型的保护电路的电路系统，所述电路系统用于IH加热器，该电路系统10包括驱动电路12和比较电路16。

驱动电路12，用于检测功率管20的电压，并根据所述电压确定最大导通时间；

比较电路16，用于比较当前电流与预设的最大电流；

所述驱动电路12，还用于在时长达到所述最大导通时间时，或，在所述比较电路确定所述当前电流大于或等于所述最大电流时，将所述功率管20关闭。

功率管20可以为绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)，如图2所示的功率管Q1。IGBT具有门极(G)，集电极(C)和发射极(E)，其中，门极(G)也可以称为栅极(G)，集电极(C)也可以称为源极(D)，发射极(E)也可以称为漏极(S)。可理解，功率管20也可以是IGBT之外的其他类型的功率管，本新型对此不限定。

参照图2，图2中所示的驱动发生器即为图1中的驱动电路12，图2中所示的比较器U1C即为图1中的比较电路16。其中，驱动发生器可以为集成式驱动发生器或分立式驱动发生器，集成式驱动发生器通过集成在单片机内的逻辑数字电路和模拟电路构成，分立式驱动发生器由电压比较器构成。

整流后的市电通过安规电容C1的滤波后，功率管Q1通过驱动发生器输出高电平而开始导通。

在功率管Q1导通之后，驱动电路12可以检测功率管Q1的电压，并根据该电压设定最大导通时间。当功率管Q1的导通时长达到该最大导通时间时，驱动电路12将功率管关闭。具体地，驱动电路12可以将功率管Q1的门极(G)电压设为低电平从而将功率管Q1关闭。

在功率管Q1处于导通的过程中(未达到最大导通时间)，比较电路16可以比较当前电流与预设的最大电流。

示例性地，比较电路16可以比较串接于功率管的发射极的电阻处的当前电流与预设的最大电流。参照图2，当前电流为与功率管Q1的发射极(E)串接的电阻R3处的电流。预设的最大电流可以理解为是允许通过功率管Q1的最大电流，可以根据功率管Q1的性能要求进行设定。如果比较电路16确定当前电流大于预设的最大电流，则比较电路16的输出管脚输出低电平，并经该输出的低电平送入驱动电路12，进而驱动电路12可以将功率管关闭。具体地，驱动电路12可以将功率管Q1的门极(G)电压设为低电平从而将功率管Q1关闭。

示例性地，比较电路16可以通过比较电阻R3的分压与预设的最大电压，来比较当前电流与预设的最大电流。其中，所述预设的最大电压与所述预设的最大电流的比值等于所述电阻R3的大小。参照图2，预设的最大电压也可以称为参考电压，表示为VREF。比较器U1C的管脚8可以检测到电阻R3的分压，将其与管脚9的VREF进行比较。如果管脚8处的电阻R3的分压大于管脚9处的VREF，则比较器U1C的管脚14输出低电平，并将低电平送入驱动电路12(驱动发生器)，驱动电路12通过其内部的逻辑电路将功率管Q1的门极G设为低电平从而关闭功率管Q1。

其中，电阻R3可以为康铜丝，或者也可以为其他类型的功率电阻，本新型对此不限定。

由此可见，本实施例中，当条件1：功率管导通时长达到最大导通时间；和条件2：当前电流达到预定的最大电流或电阻R3的分压达到预定的最大电压；其中之一满足时，驱动电路12将功率管的门极电压设为低电平以关闭该功率管。

进一步地，该电路系统10还包括同步电路，驱动电路12还可以用于：在所述同步电路将电压翻转时，将所述功率管导通。具体地，可以等待谐振电容C2和线圈盘L1谐振，并在同步电路翻转后开始下一轮的导通。

本实用新型中，可以将功率管Q1一次导通到下一次导通前称为一个周期。在一个周期内，在同步电路翻转后功率管Q1开始导通，随后可以基于最大导通时间T和预设的最大电流由驱动电路12控制功率管Q1的关断，从而能够是在在每个周期内对功率管Q1的保护，可靠性高且抗浪涌能力强。

示例性地，驱动电路12检测到的所述功率管的电压越大，则设置所述最大导通时间越短。举例来说，在交流周波经过整流后，形成只有正电压的周波，将一个周波分成若干份，电压分别是V1，V2，….，Vn。在V1电压内，假设最大导通时间为T1。那么，当功率管Q1导通时长到达T1时，驱动电路12关闭功率管Q1；或未到T1时，通过电阻R3的分压达到VREF时，也将关闭功率管；随后等待谐振电容C2和线圈盘L1谐振同步电路翻转后再次导通功率管Q1。在电压V2，…，Vn内也是这样的工作方式，然而电压越高，最大导通时间也将越短。例如，若V2>V1，则在V2电压内的最大导通时间T2<T1。这是因为电压越高，通过电阻R3的电流越大，电阻R3分压达到VREF越快。因此针对不同的电压，功率管Q1的最大导通时间不完全一样，这样便形成了变频工作方式。

由此可见，本实用新型中，根据最大导通时间和预设的最大电流，由驱动电路控制功率管的关断，实现了更精准的控制，有效地保护了功率管。同时，不同的电压设置不同的最大导通时间形成了变频工作方式，对电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility，EMC)具有非常好的改善效果。

图3是本实用新型的烹饪器具的一个示意性框图。图3所示的烹饪器具30可以包括电路系统10，该电路系统10如前述实施例所示。

其中，烹饪器具30可以是电饭煲、电压力锅、料理机、豆浆机、电炖锅或其它电加热器具，本实用新型对此不限定。

可理解，图1或图2所示的电路系统10也可以应用于烹饪器具之外的其他的家电设备，本新型对此不限定。

本实用新型中，根据最大导通时间和预设的最大电流，由驱动电路控制功率管的关断，实现了更精准的控制，有效地保护了功率管，从而能够使得使用该功率管的家电设备的寿命更长。

本领域的技术人员可以理解，以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。