超低待机功耗的节能电路及应用该电路的电磁炉的制作方法

本发明涉及电磁炉技术领域，具体而言，涉及一种超低待机功耗的节能电路及应用该电路的电磁炉。

背景技术：

现在社会都提倡低碳生活，节约能源。为响应国家节能减排的要求，在最新的家用电磁炉国标中规定，待机状态功率要≤1w,而欧盟对家用电磁炉的待机状态功率要求则更低，要达到≤0.5w。

现在家用电磁炉行业通常都采用继电器或类似器件在待机时断开主回路，以达到降低待机功耗的目的。此种方法成本较高，同时受限于继电器的寿命问题，间接的降低了电磁炉的使用寿命，做出口的低于0.5w以下待机功耗的电磁炉表现得尤为明显。

针对相关技术中电磁炉采用继电器或类似器件在待机时断开主回路的方法成本较高，以及电磁炉的使用寿命受限于继电器寿命的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明的目是提供一种超低待机功耗的节能电路及应用该电路的电磁炉，以解决电磁炉采用继电器或类似器件在待机时断开主回路的方法成本较高，以及电磁炉的使用寿命受限于继电器寿命的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种超低待机功耗的节能电路及应用该电路的电磁炉。

根据本申请的超低待机功耗的节能电磁炉电路，包括：开关电源模块、开关电源供电控制模块和第一控制单元，所述开关电源模块与所述开关电源供电控制模块电连接，所述开关电源供电控制模块与所述第一控制单元电连接；所述开关电源供电控制模块通过所述第一控制单元的高低电平来控制，用于控制所述开关电源模块在待机时输出电压的降低。

进一步的，所述开关电源模块包括：高频变压器t和开关电源ic，所述高频变压器t与所述开关电源ic电连接。

进一步的，所述变压器t为高频变压器t。

进一步的，所述第一控制单元为ic3，型号为hw-p103ga。

为了实现上述目的，根据本申请的另一个方面，还提供了一种电磁炉。

根据本申请的电磁炉，包括权利要求所述的超低待机功耗的节能电路。

进一步的，还包括：抗干扰模块，所述抗干扰模块包括：电容c1和放电电阻r8、r9、r10，所述电容c1和放电电阻r8、r9、r10连接在电磁炉交流输入火线l和零线n之间。

进一步的，还包括：整流模块和滤波模块，所述整流模块与交流电源连接，用于将交流电源的交流输入转换为直流输入，所述滤波模块的输入端与所述整流模块的输出端连接，用于对转换后的直流输入进行滤波；所述整流模块包括：整流桥db1，所述整流桥bd1的正极输入端连接交流电源的火线，所述整流桥bd1的负极输入端连接交流电源的零线，所述整流桥bd1的正极输出端连接所述滤波模块的正极输入端，该整流桥bd1的负极输出端接地，所述滤波模块包括：电感线圈l1和电容c2，所述电感线圈l1的一端与所述整流模块的输出端连接，所述电容c2的一端接地。

进一步的，还包括：逆变模块，所述逆变模块的电源输入端与所述滤波模块的输出端连接，用于产生电磁炉工作所需的磁场，所述逆变模块的输入端与所述电容c2连接。

进一步的，还包括：igbt驱动模块，所述igbt驱动模块的信号输出端与所述逆变模块的信号输入端电连接，用于驱动所述逆变模块工作，所述igbt模块的信号输入端与第二控制单元的信号输出端连接，用于电路的控制。

进一步的，还包括：散热模块，所述散热模块包括风扇、二极管d8、npn型三极管q1、电阻r13、电容c13以及蜂鸣器；所述风扇fan的正极与电源连接，所述风扇fan的负极与npn三极管q1的集电极连接；所述二极管d8并联于所述风扇fan的正极与负极之间；所述npn三极管q1的发射极接地，所述npn三极管q1的集电极与电阻r13连接；所述电阻r13的另一端与第二控制单元的信号输出端连接；所述电容c13的负极与第二控制单元的信号输出端连接，所述电容c13的正极与所述蜂鸣器的负极连接，所述蜂鸣器的正极连接电源。

在本申请实施例中，采用第一控制单元的方式，将开关电源供电控制模块通过第一控制单元的高低电平来控制，达到了控制开关电源模块在待机时两组输出电压降低的目的，从而实现了通过改变电磁炉待机时的开关电源输出电压以达到降低待机功耗的技术效果，进而解决了电磁炉采用继电器或类似器件在待机时断开主回路的方法成本较高，以及电磁炉的使用寿命受限于继电器寿命的技术问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的一种超低待机功耗的节能电路的原理框图；

图2是根据本申请实施例的一种超低待机功耗的节能电路及应用该电路的电磁炉的电路原理图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1-2所示，本申请涉及一种超低待机功耗的节能电路及应用该电路的电磁炉，该节能电路包括：开关电源模块、开关电源供电控制模块和第一控制单元，开关电源模块与开关电源供电控制模块电连接，开关电源供电控制模块与第一控制单元电连接；开关电源供电控制模块通过第一控制单元的高低电平来控制，用于控制开关电源模块在待机时输出电压的降低。

具体的，开关电源模块与开关电源供电控制模块电连接，能够实现电信号传输的效果；开关电源供电控制模块与第一控制单元电连接，能够实现控制信号传输的效果；开关电源供电控制模块通过第一控制单元的高低电平来控制，用于控制开关电源模块在待机时输出电压的降低，通过第一控制单元高低电平的转换，能够实现控制开关电源供电控制模块的效果，从而实现控制开关电源模块在待机时输出电压的降低，进而实现降低功耗的效果。

本发明超低待机功耗的节能电磁炉电路的工作流程如下：

在电磁炉工作状态下，开关电源模块给电磁炉提供18v、5v两组电压，分别给igbt的驱动电路和风扇驱动电路提供18v的工作电压；同时，给第一控制单元、温度检测电路和控制板电路提供5v的工作电压。在电磁炉待机状态下，通过开关电源供电控制模块控制开关电源的两组输出电压分别为18v变为12v，5v变为4.3v，开关电源供电控制模块通过第一控制单元的高低电平来控制，从而实现开关电源模块在待机的时候两组输出电压的合理变低，既不影响电磁炉的正常工作又实现了电磁炉在待机时功耗的降低；开关电源输出电压越低，则整个电路的耗电就越低，待机功耗可以做到0.48w，远远低于国标要求的≤1w的待机功耗。

本发明超低待机功耗的节能电磁炉电路的电气原理工作流程如下：

t1为高频变压器，第一控制单元为开关电源芯片ic3，ic2为三端稳压管，z1和z2为稳压二极管，z1的稳定电压为18v，z2的稳定电压为12v。在电磁炉待机状态下，第一控制单元输出低电平，npn型三极管q2饱和导通，因此把稳压二极管z2并联接到稳压二极管z1上，因为稳压二极管z2的稳定电压值低于稳压二极管z1，因此高频变压器t1第5脚经二极管后的输出电压为12v，而第6脚经过二级管d7和三端稳压管ic2稳压后的输出电压为4.3v。

在电磁炉进入具体工作模式后，第一控制单元输出高电平，npn型三极管q2截止，此前并联在稳压二极管z1上的稳压管z2断开，因此高频变压器t1第5脚经二极管d6后的输出电压为18v，而第6脚经过二级管d7和三端稳压管ic2稳压后的输出电压为5v。通过对电磁炉待机状态与工作状态的开关电源输出电压的改变，实现了电磁炉在待机状态超低功耗的要求。

从以上的描述中，可以看出，本申请实现了如下技术效果：

在本申请实施例中，采用第一控制单元的方式，将开关电源供电控制模块通过第一控制单元的高低电平来控制，达到了控制开关电源模块在待机时两组输出电压降低的目的，从而实现了通过改变电磁炉待机时的开关电源输出电压以达到降低待机功耗的技术效果，进而解决了电磁炉采用继电器或类似器件在待机时断开主回路的方法成本较高，以及电磁炉的使用寿命受限于继电器寿命的技术问题。

作为本实施例中优选的，开关电源模块包括：变压器t和开关电源ic，变压器t与开关电源ic电连接。通过将变压器t与开关电源ic电连接，能够实现电信号的传输，同时，开关电源ic是先将交流电变成直流电，直流电通过功率开关管再变成更高频率的交流电通过高频变压器t进行电压转换不但效率提高而且频率高了之后大大缩小了体积，也节约了铜铁损耗。

作为本实施例中优选的，变压器t为高频变压器t。高频变压器是工作频率超过中频(10khz)的电源变压器，主要用于高频开关电源中作高频开关电源变压器，也有用于高频逆变电源和高频逆变焊机中作高频逆变电源变压器。

作为本实施例中优选的，交流电源选用220v交流电源，而且在该220v交流电源的火线输入接保险丝fuse1。

作为本实施例中优选的，还包括：抗干扰模块，抗干扰模块包括：电容c1和放电电阻r8、r9、r10，电容c1和放电电阻r8、r9、r10连接在电磁炉交流输入火线l和零线n之间。同时，在火线和零线之间并联有电阻cnr1。其中电容c1为6.8uf/275vac电容，用于抑制电网干预；电阻cnr1为压敏电阻。

作为本实施例中优选的，还包括：整流模块和滤波模块，整流模块与交流电源连接，用于将交流电源的交流输入转换为直流输入，滤波模块的输入端与整流模块的输出端连接，用于对转换后的直流输入进行滤波；整流模块包括：整流桥db1，整流桥db1的正极输入端连接交流电源的火线，整流桥db1的负极输入端连接交流电源的零线，整流桥db1的正极输出端连接滤波模块的正极输入端，该整流桥db1的负极输出端接地，滤波模块包括：电感线圈l1和电容c2，电感线圈l1的一端与整流模块的输出端连接，电容c2的一端接地。

作为本实施例中优选的，还包括：逆变模块，逆变模块的电源输入端与滤波模块的输出端连接，用于产生电磁炉工作所需的磁场，逆变模块的输入端与电容c2连接。逆变模块包括：电容c3、igbt1、电阻r30和电阻r29；电阻r29连接于igbt的门极g与igbt驱动模块的输出端之间；igbt的发射极e接地，电阻r30的一端与igbt的门极g连接，另一端接地。上述逆变模块内的元件构成了并联谐振拓扑电路。其中，电阻r16为igbt1的限流电阻，电阻r17为下拉电阻，起到稳定电平的作用。

作为本实施例中优选的，还包括：igbt驱动模块，igbt驱动模块的信号输出端与所述逆变模块的信号输入端电连接，用于驱动逆变模块工作，igbt模块的信号输入端与第二控制单元的信号输出端连接，用于电路的控制。igbt驱动模块包括：电阻r12、电解电容ec4、电容c12、电阻r24、电阻r25、电阻r26、电阻r27、电阻r28、npn型三极管q3、npn型三极管q4、npn型三极管q5、pnp型三极管q7、电容c16以及二极管d10；电阻r12一端连接电源，另一端与电解电容ec4的正极连接，该电解电容ec4的负极接地，电容c12与电解电容ec4并联；电阻r24一端与npn型三极管q3的基极连接，该电阻r24的另一端与第二控制单元的信号输出端连接；电阻r25一端与npn型三极管q3的基极连接，该电阻r25的另一端接地；电阻r26连接于电解电容ec4的正极与npn型三极管q4的基极之间，同时还与npn型三极管q3的集电极连接，npn型三极管q3的发射极接地；npn型三极管q4的发射极接地，集电极与电阻r27连接，电阻r27与点解电容ec4的正极连接，基极与第二控制单元的信号输出端连接；npn型三极管q5的基极与npn型三极管q4的集电极连接，该npn型三极管q5的发射极与pnp型三极管q7的发射极连接，该npn型三极管q5的集电极通过电阻r28与电解电容ec4的正极连接；npn型三极管q5的发射极与pnp型三极管q7的发射极连接，pnp型三极管q3的集电极接地，该pnp型三极管q7的基极通过电容c16接地；二极管d10的正极分别与逆变模块的输入端及pnp型三极管q7的发射极连接，二极管d10的负极与npn型三极管q5的集电极连接。当第二控制单元输出高电平时，npn型三极管q3、q4导通，npn型三极管q5、pnp型三极管q7的基极为低电平，npn型三极管q5截止，pnp型三极管q7导通，igbt截止。当第二控制单元输出低电平时，npn型三极管q1、q2截止，npn型三极管q5、pnp型三极管q7的基极为高电平，npn型三极管q5导通，pnp型三极管q7截止，igbt导通；电路中二极管d10起到电平钳位的作用；电容c16用于抑制干扰。

作为本实施例中优选的，第一控制单元为ic3，型号为hw-p103ga。

作为本实施例中优选的，第二控制单元ic1采用的是20针引脚的八位单片机mcu，其型号为hw-13a。其具有高性能精简指令集，专门为需要a/d转换的产品而设计，例如传感器信号输入。此款单片机具有低功耗、i/o使用灵活、定时器功能、振荡类型可选、多通道a/d转换、暂停和唤醒功能等特点，可以广泛应用于a/d产品中，例如传感器信号处理等。此外，在第二控制单元的vss脚和vdd脚之间连接有电容c14，而且vss脚接地，vdd脚接电源。

作为本实施例中优选的，还包括：同步采样模块，同步采样模块包括：电阻r3、电阻r4、电阻r11、电阻r22、电阻r23、电容c15；电阻r3的一端与逆变模块连接，另一端与电阻r22连接，电阻r22的另一端接地；电阻r4与逆变模块连接，另一端与电阻r11连接，电阻r11与电阻r23的一端连接，电阻r23的另一端接地；c15的一端连接在电阻r3与电阻r22的连接端，另一端连接在电阻r11与电阻r23的连接端；电容c15的两端分别与第二控制单元的信号端口连接。

作为本实施例中优选的，还包括：电压采样模块，电压采样模块包括：二极管d1、二极管d2、熔断器fu、电阻r2、电容c4、电容c14、电阻r6、电阻r19以及电阻r18；二极管d1和二极管d2与交流电源的零线连接，二极管d1和二极管d2的正极与电阻r2连接；电阻r2、电阻r6以及电阻r19串联；电阻r19另一端接地；电容c4并联在电阻r6的两端；电容c14并联在电阻r9之间；电阻r6与电阻r18串联，r18另一端与电源连接，且与第二控制单元的信号输入端口连接；这个电压采样模块有两个作用：一个是正常的电网交流ad电压采样，电容c14不起作用，这个电压用于与电流ad起作为恒功能计算的依据。另一个作为外电网出现浪涌干扰时，电容c14导通，相当于短接电阻r19，控制芯片电压升高，内部比较器动作，产生中断信号。控制芯片关断ppg输出，从而关断功率，起到保护igbt的目的。由于浪涌的时间很短，加上内部程序是用数字滤波算法，故短时间内对ad端品的采样精度没有影响。

作为本实施例中优选的，还包括：电流采样模块，电流采样模块包括：电阻rj15mm、电阻r20、电容c11、电阻rt1和电容c11；电阻rj15mm的一端连接整流模块的负极输出端，另一端接地；电阻rt1的一端连接在整流模块与电阻rj15mm的连接端，另一端与电容c11的一端连接。电容c11的一端与第二控制单元连接，另一端接地。电阻r20并联在电容c11的两端。电容crt1的一端连接在电阻r20与电容c11的连接端，另一端接地。电阻rj15mm为分压电阻，当有电流流过电阻rj15mm时，在电阻两端会产生很小的电压，经电阻rt1到第二控制单元的八脚，电阻r20为负反馈电阻，电容c11为加速电容，用于调节运放的放大倍数；电容rt1起滤波作用。

作为本实施例中优选的，还包括：炉面温度采样模块，炉面温度采样模块包括：炉面传感器cn2、电阻r16以及电容c10，炉面传感器cn2的一端与电源连接，另一端分别与电阻r16的一端及第二控制单元的信号输入端连接，电阻r16的另一端接地；电容c10并联于电阻r16的两端。

作为本实施例中优选的，还包括：散热模块，散热模块包括风扇、二极管d8、npn型三极管q1、电阻r13、电容c13以及蜂鸣器；风扇fan的正极与电源连接，风扇fan的负极与npn三极管q1的集电极连接；二极管d8并联于风扇fan的正极与负极之间；npn三极管q1的发射极接地，npn三极管q1的集电极与电阻r13连接；电阻r13的另一端与第二控制单元的信号输出端连接；电容c13的负极与第二控制单元的信号输出端连接，电容c13的正极与蜂鸣器的负极连接，蜂鸣器的正极连接电源。

作为本实施例中优选的，还包括：通讯模块，通讯模块包括：与第二控制单元的三个数据交换端口连接的接口cn1，同时，cn1一共包含五个引脚，剩下两个引脚分别接电源和接地。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。