电源异常保护装置及电磁加热系统的制作方法

本实用新型涉及电路技术领域，具体地，涉及一种电源异常保护装置及电磁加热系统。

背景技术：

在电磁加热系统中，为了保证谐振电路的驱动信号稳定性，谐振电路中的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)驱动电压与主控芯片电源电压需要同时上电、掉电，但是由于实际应用环境存在电网波动、异常信号等干扰，导致IGBT驱动电压与主控芯片电源电压不能保证会同时上电和掉电，为了解决上述问题，现有技术中在电源模块中增加储能电容，以提高电源稳定性，但是还是无法彻底解决电源异常引起的主控芯片电源电压提前掉电或者延迟上电，从而导致电磁加热系统内其他功能模块不受控，例如，主控芯片电源电压异常时无法立即停止IGBT驱动，导致IGBT驱动电压不受控，可能引起电磁加热系统起火等严重后果。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种电源异常保护装置及电磁加热系统，解决了系统电源异常导致IGBT不受控的问题，保证了当系统电源异常时禁止IGBT开通，提高了电磁加热系统的稳定性。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种电源异常保护装置，包括依次连接的系统电源、比较器和执行单元，所述系统电源包括系统电源第一输出端和系统电源第二输出端，所述系统电源第一输出端和系统电源第二输出端分别接入所述比较器的输入端，所述比较器的输出端与所述执行单元连接，所述执行单元与绝缘栅双极型晶体管IGBT的G极连接，所述IGBT的G极与驱动单元连接并向所述驱动单元供电；

其中，所述执行单元被配置为根据所述系统电源异常时所述比较器的输出端的电压变化，将所述IGBT的G极电压拉低，以使得所述驱动单元停止工作。

可选的，所述比较器的输出端的电压变化为电压由低电平翻转为高电平。

可选的，所述执行单元为三极管、场效应管、光耦或者可控硅中的任意一种，其中，所述三极管为NPN管，所述NPN管的基极连接所述比较器的输出端，集电极连接所述IGBT的G极，发射极接地；所述场效应管为N沟道型场效应管，所述N沟道型场效应管的栅极连接所述比较器的输出端，漏极连接所述IGBT的G极，源极接地；所述光耦的正极连接所述比较器的输出端。

可选的，所述比较器的输出端的电压变化为电压由高电平翻转为低电平。

可选的，所述执行单元为三极管、场效应管或者光耦中的任意一种，其中，所述三极管为PNP管，所述PNP管的基极连接所述比较器的输出端，发射极连接所述IGBT的G极，集电极接地；所述场效应管为P沟道型场效应管，所述P沟道型场效应管的栅极连接所述比较器的输出端，源极连接所述IGBT的G极，漏极接地；所述光耦的负极连接所述比较器的输出端。

本实用新型实施例还提供一种电磁加热系统，所述电磁加热系统包括所述电源异常保护装置，还包括与系统电源第一输出端连接的主控芯片、与系统电源第二输出端连接的整流滤波单元、以及与所述整流滤波单元依次连接的谐振单元和驱动单元，其中，所述谐振单元中包括IGBT，所述IGBT的G极与所述驱动单元连接，

所述整流滤波单元被配置用于对所述系统电源第二输出端输出的电压进行整流滤波；

所述谐振单元被配置用于产生用于控制所述驱动单元的驱动信号；

所述驱动单元被配置用于控制电磁加热。

可选的，所述电磁加热系统还包括主控芯片电源电压处理电路和非主控芯片电源电压处理电路，所述主控芯片电源电压处理电路的一端连接所述系统电源第一输出端，所述非主控芯片电源电压处理电路的一端连接所述系统电源第二输出端，所述主控芯片电源电压处理电路的另一端与所述非主控芯片电源电压处理电路的另一端分别接入所述比较器的输入端；

其中，所述主控芯片电源电压处理电路被配置用于对所述系统电源第一输出端的电压进行处理，以使得处理后的电压在所述比较器的输入端的规定电压范围内；

所述非主控芯片电源电压处理电路被配置用于对所述系统电源第二输出端的电压进行处理，以使得处理后的电压在所述比较器的输入端的规定电压范围内。

可选的，所述主控芯片电源电压处理电路包括降压处理电路或者升压处理电路，所述降压处理电路被配置用于对所述系统电源第一输出端的电压进行降压处理，所述升压处理电路被配置用于对所述系统电源第一输出端的电压进行升压处理。

可选的，所述主控芯片电源电压处理电路还包括与降压处理电路或者升压处理电路连接的滤波处理电路，所述滤波处理电路被配置用于对所述系统电源第一输出端的电压进行滤波处理。

可选的，所述非主控芯片电源电压处理电路包括降压处理电路或者升压处理电路，所述降压处理电路被配置用于对所述系统电源第二输出端的电压进行降压处理，所述升压处理电路被配置用于对所述系统电源第二出端的电压进行升压处理。

可选的，所述非主控芯片电源电压处理电路还包括与降压处理电路或者升压处理电路连接的滤波处理电路，所述滤波处理电路被配置用于对所述系统电源第二输出端的电压进行滤波处理。

通过上述技术方案，通过将系统电源第一输出端和系统电源第二输出端分别接入所述比较器的输入端，当系统电源存在异常时，通过比较器的输出端的电压变化，控制IGBT截止，以使得所述驱动单元停止工作。本实用新型实施例解决了系统电源异常导致IGBT不受控的问题，保证了当系统电源异常时禁止IGBT开通，提高了电磁加热系统的稳定性。

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是本实用新型实施例提供的一种电源异常保护装置的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的电源异常保护装置的执行流程图；

图3是本实用新型实施例提供的一种电磁加热系统的示意图；

图4是本实用新型实施例提供的另一种电磁加热系统的示意图；

图5是本实用新型实施例提供的另一种电磁加热系统的电路示意图。

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。

本实用新型实施例提供一种电源异常保护装置，如图1所示，包括依次连接的系统电源11、比较器12和执行单元13，所述系统电源11包括系统电源第一输出端111和系统电源第二输出端112，所述系统电源第一输出端111和系统电源第二输出端112分别接入所述比较器12的输入端，所述比较器12的输出端与所述执行单元13连接，所述执行单元13与绝缘栅双极型晶体管IGBT(图中未示)的G极连接，所述IGBT的G极与驱动单元(图中未示)连接并向所述驱动单元供电；

其中，所述执行单元13被配置为根据所述系统电源异常时所述比较器12的输出端的电压变化，将所述IGBT的G极电压拉低，以使得所述驱动单元停止工作。

本实用新型实施例通过将系统电源第一输出端和系统电源第二输出端分别接入比较器的输入端，当系统电源存在异常时，通过比较器的输出端的电压变化，将所述IGBT的G极电压拉低从而以使得所述驱动单元停止工作。本实用新型实施例解决了系统电源异常导致IGBT不受控的问题，保证了当系统电源异常时禁止IGBT开通，提高了电磁加热系统的稳定性。

其中，在所述系统电源第一输出端和系统电源第二输出端分别接入所述比较器的输入端时，并不限定二者中的哪一个接入所述比较器的同相输入端还是反相输入端，只要保证二者的输出电压在所述比较器的输入端的规定电压范围内即可。

另外，并不限定所述比较器的输出端为高电平还是低电平时，对应的所述执行单元是导通还是截止，只要保证当所述系统电源异常时，所述比较器的输出端存在电平翻转，即由高电平翻转为低电平，或者由低电平翻转为高电平，从而控制所述执行单元导通，进而控制所述IGBT截止，即将所述IGBT的G极电压拉低，从而使得所述驱动单元断电，即停止工作。

其中，当所述比较器的输出端的电压变化为电压由低电平翻转为高电平拉低所述IGBT的G极电压时，所述执行单元为三极管、场效应管、光耦或者可控硅中的任意一种。其中，所述三极管为NPN管，所述NPN管的基极连接所述比较器的输出端，集电极连接所述IGBT的G极，发射极接地；所述场效应管为N沟道型场效应管，所述N沟道型场效应管的栅极连接所述比较器的输出端，漏极连接所述IGBT的G极，源极接地；所述光耦的正极连接所述比较器的输出端。

当所述比较器的输出端的电压变化为电压由高电平翻转为低电平拉低所述IGBT的G极电压时，所述执行单元为三极管、场效应管或者光耦中的任意一种。其中，所述三极管为PNP管，所述PNP管的基极连接所述比较器的输出端，发射极连接所述IGBT的G极，集电极接地；所述场效应管为P沟道型场效应管，所述P沟道型场效应管的栅极连接所述比较器的输出端，源极连接所述IGBT的G极，漏极接地；所述光耦的负极连接所述比较器的输出端。

上述电源异常保护装置的执行流程如图2所示，包括如下步骤：

201、检测系统电源第一输出端和系统电源第二输出端的输出电压；

202、比较所述系统电源第一输出端的输出电压与所述系统电源第二输出端的输出电压；

203、根据输出电压的比较结果的变化，控制IGBT截止，以使得所述驱动单元停止工作。

其中，所述比较结果为所述比较器的输出为高电平或低电平。

进一步地，所述根据输出电压的比较结果的变化，控制IGBT截止，以使得所述驱动单元停止工作包括：

当所述比较器的输出为由高电平翻转为低电平，或者由低电平翻转为高电平时，触发所述执行单元拉低所述IGBT的G极电压，禁止所述IGBT导通，以使得驱动单元停止工作。

当所述比较器的输出存在电平翻转时，即代表所述系统电源第一输出端的输出电压或所述系统电源第二输出端的输出电压存在变化，即所述系统电源存在异常，触发所述执行单元拉低所述IGBT的G极电压，然后通过所述IGBT自身的特性判断所述IGBT的G极电压是否小于IGBT导通门限电压，即判断所述IGBT的G极电压是否被拉低(例如，小于10V)，当所述IGBT的G极电压小于IGBT导通门限电压时，禁止所述IGBT导通，以使得驱动单元停止工作，解决了系统电源异常导致IGBT不受控的问题。

本实用新型实施例还提供一种电磁加热系统，如图3所示，所述电磁加热系统包括所述电源异常保护装置31，还包括与系统电源第一输出端连接的主控芯片32、与系统电源第二输出端连接的整流滤波单元33、以及与所述整流滤波单元33依次连接的谐振单元34和驱动单元35，其中，所述谐振单元34中包括IGBT 36，所述IGBT的G极与所述驱动单元35连接。

其中，所述系统电源由市电供电，所述整流滤波单元被配置用于对所述系统电源第二输出端输出的电压进行整流滤波；所述谐振单元被配置用于产生用于控制所述驱动单元的驱动信号；所述驱动单元被配置用于控制电磁加热。

进一步地，如图4所示，所述电磁加热系统还包括主控芯片电源电压处理电路41和非主控芯片电源电压处理电路42，所述主控芯片电源电压处理电路41的一端连接所述系统电源第一输出端111，所述非主控芯片电源电压处理电路42的一端连接所述系统电源第二输出端112，所述主控芯片电源电压处理电路41的另一端与所述非主控芯片电源电压处理电路42的另一端分别接入所述比较器12的输入端；

其中，所述主控芯片电源电压处理电路41被配置用于对所述系统电源第一输出端的电压进行处理；所述非主控芯片电源电压处理电路42被配置用于对所述系统电源第二输出端的电压进行处理，从而使得所述主控芯片电源电压处理电路和所述非主控芯片电源电压处理电路，处理后的电压在所述比较器的输入端的规定电压范围内。

另外，所述主控芯片电源电压处理电路包括降压处理电路或者升压处理电路。所述非主控芯片电源电压处理电路包括降压处理电路或者升压处理电路。所述降压处理电路被配置用于对所述系统电源第一输出端的电压或者对所述系统电源第二输出端的电压进行降压处理，所述升压处理电路被配置用于对所述系统电源第一输出端的电压或者对所述系统电源第二输出端的电压进行升压处理。对于上述二者的中包括的处理电路可以不限定是升压处理还是降压处理，亦是保证二者的输出电压在所述比较器的输入端的规定电压范围内即可。

另外，为了保证所述主控芯片电源电压处理电路和所述非主控芯片电源电压处理电路的输出电压稳定，二者的处理电路中还可以包括滤波处理电路。

通过所述电磁加热系统，比较所述主控芯片电源电压处理电路的输出电压与所述非主控芯片电源电压处理电路的输出电压，根据输出电压的比较结果的变化，拉低所述IGBT的G极电压，以使得所述驱动单元停止工作。本实用新型实施例解决了系统电源异常导致IGBT不受控的问题，保证了当系统电源异常时禁止IGBT开通，提高了电磁加热系统的稳定性。

如图5所示，提供了当所述执行单元为NPN管，所述主控芯片电源电压处理电路和所述非主控芯片电源电压处理电路为电阻降压处理电路时的电源异常保护电路的示意图。如图5所示，所述NPN管的基极连接所述比较器的输出端，集电极连接所述IGBT的G极，发射极接地，当所述比较器的输出端的电压为低电平时，所述NPN管截止，相当于所述NPN管的集电极与所述IGBT的G极是断开的，对所述IGBT的G极没有任何作用。而当系统电源出现异常，即所述比较器的两个输入端的电压存在变化时，所述比较器的输出端为由低电平翻转为高电平，所述NPN管导通，将所述IGBT的G极电压拉低，使得所述驱动单元停止工作。

图5仅是本实用新型的一个实施例，所述主控芯片电源电压处理电路和所述非主控芯片电源电压处理电路中包括的具体电路并不固定，可以是降压处理电路，也可以是升压处理电路，还可以包括滤波电路，可以根据具体电路参数进行设置，只要保证所述主控芯片电源电压处理电路和所述非主控芯片电源电压处理电路的输出电压在所述比较器的输入端的规定电压范围内即可。对于所述执行单元亦可不做限定，只要保证当所述系统电源存在异常时，所述比较器的输出端的电压变化，从而所述执行单元导通，将所述IGBT的G极电压拉低，以使得所述驱动单元停止工作。

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。