电磁炉电路的制作方法_2

文档序号:10320882阅读:来源:国知局
于所述整流模块的采样端和所述控制单元的信号输入端口之间,用于采集整流后的电流值并发送给所述控制单元;
[0029]炉面温度采样模块,连接于所述控制单元的信号输入端口,用于采集电磁炉的炉面的温度值并发送给所述控制单元;
[0030]IGBT温度采样模块,连接于所述控制单元的信号输入端口,用于采集所述IGBT驱动模块的工作温度并发送给所述控制单元。
[0031]此外,上述的电磁炉电路还包括散热模块和通讯模块。该散热模块连接于所述控制单元的信号输入端口,用于对设备散热且受所述控制单元的控制。而通讯模块连接于所述控制单元的信号传输端口,用于与电磁炉的其他模块数据交换,如按键输入模块或显示模块等。
[0032 ]以下,请结合图2,其为本实施例的电磁炉电路的电路原理图。
[0033]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FUSE,同时,在火线和零线之间并联有电容Cl和电阻RVl。其中电容Cl为X电容,用于抑制电网干预;电阻RVl为压敏电阻。
[0034]整流模块,包括整流桥BRl,整流桥BRl的正极输入端连接交流电源的火线,该整流桥BRl的负极输入端连接交流电源的零线,该整流桥BRl的正极输出端连接滤波模块的正极输入端,该整流桥BRl的负极输出端接地。
[0035]滤波模块,包括电感线圈LI和电容C2,电感线圈LI的一端与整流模块的输出端连接,另一端与逆变模块的输入端连接,电容C2的一端与逆变模块的输入端连接,另一端接地。
[0036]逆变模块,包括电磁炉线圈L2、电容C3、IGBT、电阻R17和电阻R16;电磁炉线圈L2的一端连接滤波模块的输出端,另一端连接IGBT的集电极C;电容C3并联在电磁炉线圈L2的两端;电阻R16连接于IGBT的门极G与IGBT驱动电路的输出端之间;IGBT的发射极E接地,电阻R17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IGBT的限流电阻,电阻R17为下拉电阻,起到稳定电平的作用。
[0037]IGBT驱动模块,包括电阻R3、电解电容C21、电阻R14、电阻R15、NPN型三极管QUNPN型三极管Q2、PNP型三极管Q3、电阻Rx、电容Cx以及二极管D7;电阻R13—端连接电源,另一端与电解电容C21的正极连接,该电解电容C21的负极接地;电阻Rl 4连接于电解电容C21的正极与NPN型三极管Ql的基极之间;NPN型三极管Ql的基极与控制单元的信号输出端连接,该NPN型三极管Ql的发射极接地,该NPN型三极管Ql的集电极通过电阻R15与电解电容C21的正极连接;NPN型三极管Q2的集电极与电解电容C21的正极连接,该NPN型三极管Q2的基极分别与NPN型三极管Ql的集电极和PNP型三极管Q3的基极连接,该NPN型三极管Q2的发射极通过电阻Rx与PNP型三极管Q3的发射极连接,PNP型三极管Q3的集电极接地,该PNP三极管Q3的基极通过电容Cx接地;二极管D7的正极分别与逆变电路的输入端及PNP型三极管Q3的发射极连接,二极管D7的负极与NPN型三极管Q2的集电极连接。当控制单元输出高电平时,NPN型三极管Ql导通,NPN型三极管Q2、PNP型三极管Q3的基极为低电平,NPN型三极管Q2截止,PNP型三极管Q3导通,IGBT截止。当控制单元输出低电平时,NPN型三极管Ql截止,NPN型三极管Q2、PNP型三极管Q3的基极为高电平,NPN型三极管Q2导通,PNP型三极管Q3截止,IGBT导通。电路中二极管D7起到电平钳位的作用;电阻RX为限流电阻,起到平滑(输出方波)上升沿的作用。电容Cx用于抑制干扰。
[0038]控制单元,图2中展示的实施例中采用的是20针引脚的八位单片机MCU,其型号为HT45F12S4。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。
[0039]同步采样模块,包括电阻R7、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C20以及电容Cl9 ;电阻R7的一端与逆变模块连接,另一端与电阻R9连接,电阻R9的另一端接地;电阻RlO与逆变模块连接,另一端与电阻Rll连接,电阻Rll与电阻R12的一端连接,电阻R12的另一端接地;C19的一端连接在电阻R7与电阻R9的连接端,另一端连接在电阻Rll与电阻R12的连接端;电容C20的一端连接在电阻R19与电容C19的连接端,另一端接地;电容C19的两端分别与控制单元的信号端口连接。上述同步采样模块的电路分别接于电磁炉线圈L2的两端,分压后接于控制单元的二、三脚,电容C19和电容C20为高频滤波电容。
[0040]电压采样模块,包括二极管D1、二极管D2、电容C4、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C5以及二极管D10,二极管D2、电阻R2以及电阻R4依次串联;二极管D2的接交流电源的火线,二极管D2的正极与电阻R2连接;电阻R4远离电阻R3的一端接地;二极管Dl连接于交流电源的零线与二极管D2的负极之间;电容C4并联在电阻R2的两端;电容C5并联在电阻R4之间;二极管DlO的负极与电源连接,二极管DlO的正极连接在电阻R3与电阻R4之间,且与控制单元的信号输入端口连接。二极管D1、二极管D2为全波整流电路,将电网的交流电压变换为脉动的直流电压。电阻R2、电阻R3、电阻R4为分压电阻,电容C4为加速电容,电容C5为高频滤波电容。二极管DlO为钳位二极管。这个电压采样电路有两个作用(由控制芯片第四脚作为AD输入,芯片内部与比较器相连):一个是正常的电网交流AD电压采样,电容C4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C4导通,相当于短接电阻R2,控制芯片第四脚电压升高,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。
[0041 ] 电流采样模块,包括电阻RT0、电阻R18、电容C17、电阻R19和电容C30;电阻RTO的一端连接所述整流模块的负极输出端,另一端接地;电阻R18的一端连接在整流模块与电阻RTO的连接端,另一端与电容Cl 7的一端连接。电容Cl 7的两端分别接控制单元的信号输入端口。电阻Rl9并联在电容Cl7的两端。电容C30的一端连接在电阻R18与电容C17的连接端,另一端接地。电流采样电路由电阻RTO、电阻R18、电阻R19、电容Cl 7、电容C30和连接到控制单元的十五、十六脚。十六脚接控制芯片内部运放的输入端,十五脚接控制芯片内部运放的输出端。电阻RTO为分压电阻,当有电流流过电阻RTO时,在电阻两端会产生很小的电压,经电阻R18到控制单元的十六脚,电阻R19为负反馈电阻,电容C17为加速电容,用于调节运放的放大倍数。电容C30起滤波作用。
[0042]炉面温度采样模块,包括炉面传感器Ρ0Τ、电阻R23以及电容C16,炉面传感器POT的一端与电源连接,另一端分别与电阻R23的一端及控制单元的信号输入端连接,电阻R23的另一端接地;电容C16并联于电阻R23的两端。
[0043]IGBT温度采样模块,包括电阻R22、IGBT温度传感器以及电容C15;电阻R22的一端接电源,另一端分别与IGBT温度传感器的正极以及控制单元的信号输入端连接,IGBT温度传感器的负极接地;电容C15并联于IGBT温度传感器的两端。IGBT温度传感器用于AD检测。
[0044]散热模块,包括风扇、二极管D9、NPN型三极管Q4、电阻R24、电解电容C18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Q4的集电极连接;二极管D9并联于风扇FAN的正极与负极之间;NPN三极管Q4的发射极接地,NPN三极管Q4的集电极与电阻R24连接;电阻R24的另一端与控制单元的信号输出端连接;电解电容C18的负极与控制段元的信号输出端连接,电解电容C18的正极与蜂鸣器的负极连接,蜂鸣器的正极连接电源。上述散热模块的电路是风扇FAN和蜂鸣器电路共用一个I/O口,高电平时风扇启动,低电平时风扇停止,电解电容C18是耦合电容,蜂鸣器工作时I/O 口输出4KHz的方波经电解电容C18到蜂鸣器。
[0045]通讯模块,包括与控制单元的三个数据交换端口连接的接口CNl,同时,CNl—
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