专利名称：高频电磁感应加热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种使用于家庭、餐厅、厨房和工业领域的加热装置，尤 其涉及一种高频电;兹感应加热装置。
背景技术：
目前，在我国家庭、餐厅广泛使用的电磁炉，其结构复杂、电磁炉热损耗 高，热效率低、导致成本高，不利于节约能源和降低成本。
因此，业界迫切需求一种结构简单、损耗低，热效率高的电磁炉。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、热效率高，损耗低的 高频电;兹感应加热装置。
为解决上述问题，本实用新型提供了一种技术方案 一种高频电磁感应加 热装置，其包括
高频变换主电路，与同步电路和驱动电路相连，用于产生交变高频磁场； 振荡电路，位于同步电路和驱动电路之间，用于输出矩形脉沖； 同步电路，与高频变换主电路和振荡电路相连，用于控制高频变换主电路
和^展荡电^各之间的同步；
驱动电路，与高频变换主电路和振荡电路相连，通过振荡电路输出的矩形
脉冲驱动高频变换主电路的工作。
与现有技术相比较，本实用新型高频电磁感应电路利用振荡电路产生矩形 脉冲使驱动电路驱动所述高频变换主电路产生交变高频^f兹场进行加热，因此， 本实用新型高频电磁感应电路结构简单，同时所述高频电磁感应电路利用同步 电路控制高频变换主电路和振荡电路之间的同步，提高了热效率、降低了损耗， 从而节约了能源和降低了成本。
作为本实用新型高频电》兹感应电路的改进，其还可以包括以下技术特征的 一部分或全部
所述高频变换主电路包括电源整流桥QD、扼流圏Le、滤波电容C2、谐振 电容C1、励磁线圈L1、开关管IGBT及R4、 DW1、 R12;电源整流桥QD四个脚 中的正负两脚和交流电源相连，另外两脚中的一个通过扼流圈Le后分四路连 接第一路通过励磁线圈Ll与开关管IGBT集电极相连，第二路通过谐振电容 Cl与开关管IGBT集电极相连，第三路通过滤波电容C2与开关管IGBT的发射 极相连，电源整流桥QD第四个脚与开关管IGBT的发射极相连，第四路与同步 电路相连；开关管IGBT的栅极分三路连接第一路通过R4与开关管IGBT的发 射极相连，第二路通过冊l与开关管IGBT的发射极相连，第三路通过R12与驱 动电路相连。其中，谐振电容C1的电容量为0. 15 ± 0. 05 juF，励磁线圈Ll的 电感量为60 ± 20 ia H,匝数20 ± 5圈。励磁线圏Ll和谐振电容Cl的并联谐振 频率是50土15KHZ,该翁:值决定了开关管IGBT的截止时间。所述高频变换主电 路的开关频率40—60KHZ，在每个工作周期中，开关管IGBT导通时间10—15 juS,截止时间10土2juS。该电路工作频率高，电路中的励磁线圈L1电感量小， 铜材耗量少，内阻小，热损耗低，热效率高；谐振电容Cl电容量小，铝材耗 量少，降低了成本，提高了热效率。
所述振荡电路包括比较器V2、振荡电阻R7、 R8、 R32、 R30、 R9、振荡电
容Cll、 C8，比较器V2同相输入端分三路连接第一路与R30连接，第二路与 R9连接，第三路与C8连接，比较器V2反相输入端分四路连接第一路与振 荡电阻R7连接，第二路通过振荡电容Cll与R8连接，第三路通过振荡电容 C11与R32连接，第四路通过振荡电容Cll与同步电路相连，比较器V2输出 端与驱动电路相连。振荡电阻R7和振荡电容Cll的充电时间常数决定高频变 换主电路中开关管IGBT导通时间。
为使本实用新型更加容易理解，下面将结合附图进一步阐述本实用新型高 步页电》兹感应电^各。
图1为本实用新型高频电磁感应加热装置原理结构框图。 图2为本实用新型高频电磁感应加热装置的电路结构图,: 图3为本实用新型高频电磁感应加热装置一个优选实施例的电路结构图
具体实施方式
首先参考图1,所述高频电磁感应加热装置包括高频变换主电路IO、振 荡电路20、同步电路40和驱动电路30，高频变换主电路10与同步电路40和 驱动电路30相连，用于产生交变高频磁场；振荡电路20位于同步电路40和驱 动电路30之间，用于输出矩形脉冲；同步电路40与高频变换主电路IO和振荡 电路20相连，用于控制高频变换主电路10和振荡电路20之间的同步；驱动电 路30与高频变换主电路10和振荡电路20相连，通过振荡电路20输出的矩形 脉冲驱动高频变换主电路10的工作。
参考图2所示，所述高频变换主电路10包括电源整流桥QD、扼流圏Le、
滤波电容C2、谐振电容C1、励磁线圏L1、开关管IGBT及R4、 DW1、 R12;电 源整流桥QD四个脚中的正负两脚和交流电源相连，另外两脚中的一个通过才厄 流圏Le后分四路连接第一路通过励磁线圈Ll与开关管IGBT集电极相连， 第二路通过谐振电容C1与开关管IGBT集电极相连，第三路通过滤波电容C2 与开关管IGBT的发射极相连，电源整流桥QD第四个脚与开关管IGBT的发射 极相连，第四路与同步电路40相连；开关管IGBT的栅极分三路连接第一路 通过R4与开关管IGBT的发射极相连，第二路通过DW1与开关管IGBT的发射极 相连，第三3各通过R12与驱动电路30相连。
所述谐振电容C1的电容量为0. 15 ± 0. 05 mF,励磁线圏Ll的电感量为60 ± 20 m H，匝数2Q ± 5圈。励磁线圈Ll和谐振电容Cl的并联谐振频率是50 ± 15KHZ,该数值决定了开关管IGBT的截止时间。
高频变换主电路10的开关频率40—60 KHz，在每个工作周期中，开关管 IGBT导通时间10—15|uS,截止时间10±2|aS。
所述振荡电路20包括比较器V2、振荡电阻R7、 R8、 R32、 R30、 R9、振 荡电容Cll、 C8,比较器V2同相输入端分三路连接第一路与R30连接，第二 路与R9连接，第三路与C8连接，比较器V2反相输入端分四路连接第一路 与振荡电阻R7连接，第二路通过振荡电容C11与R8连接，第三路通过振荡电 容C11与R32连接，第四路通过振荡电容Cll与同步电路40相连，比较器V2 输出端与驱动电路30相连。振荡电阻R7和振荡电容C11的充电时间常数决定 高频变换主电路10中开关管IGBT导通时间。
当振荡电阻R7接18V电压时,R7xC1— (65 ±5) x !(T6, R7=30KQ、 C11=2200PF,也可选其它数值。当振荡电阻R7接5V电压时,R7xClt ( 15± 5) x io-6,R7=6KQ、 C11=2200PF,也可选其它数值。
驱动电路30通过振荡电路20输出的矩形脉冲驱动高频变换主电路10中的
开关管IGBT导通与截止。
参考图3，所述同步电路40由比较器VI、电阻R1、 R2、 R17、 R18、 R14、 R15、 R6组成。驱动电路30由三极管Ql、 Q2、 Q3、 Q4、电阻器R3、 R5、 RIO、 Rll组成。
该电路的工作原理是，首先将220V交流电源经过电源整流桥QD整流后， 在经过扼流圈Le、滤波电容C2滤波后，再通过励^磁线圈加到开关管IGBT上， 开关管IGBT通过振荡电路输出的矩形脉沖受驱动电路的控制而导通和截止， 励磁线圏Ll的周围产生高频》兹场，若此时有铁锅置于炉台上，则在锅底内会 有涡流产生，此涡流克服锅体内阻流动时将电能转换成热能作为烹饪的热源。
如图3所示220V电源经电源整流桥QD整流后，再经过Le、 C2滤波后， 通过Ll加在IGBT集电极与发射极之间。当开关信号为低电平时，Q4截止， Q3导通，V2的13脚低电平，Ql、 Q2基极低电平，IGBT栅极低电平，IGBT 截止。此时VI第8脚电平由R14、 R15与R6的分压获得，第9脚电平由R1、 R2与R17、 R18的分压获得，且第9脚电平高于第8脚电平，VI第14脚呈悬 空态，经R8接+5V,呈高电平。V2第ll脚电平由PWM电平经R30、 R9、 C8 分压积分后获得，V2第10脚经R7接+5V (或18V),呈高电平，且第IO脚电 平高于第ll脚电平，V2第13脚输出低电平。当开关信号为高电平，且检测到 有锅时，VI第14脚通过R32瞬时接地(由单片机完成)，通过C11将V2第 IO脚电位拉低，V2第13脚输出高电平，IGBT导通。电源经L1、 IGBT集电极、 发射极完成回^各，并通过L1给锅具加热。此时VI第9脚电位因IGBT导通祐二 拉低，第14脚可靠接地。+5V (或18V)电源通过R7向Cll充电，V2第10 脚电位不断上升。当第IO脚电位大于第ll脚电位时，V2翁3转，输出低电平， IGBT截止。此阶段IGBT的导通时间，取决于R7、 Cll的充电时间常数和PWM 电平的大小。当R7、 Cll的充电时间常^:一定时，改变PWM电平的大小即可 调整输出功率。在IGBT截止后，Ll中存储的磁能使Ll产生自感电势，方向 为左"-"右"+",向C1充电，IGBT集电极电压不断升高，处于高反压状态。 当Ll中存储的磁能全部转化为Cl电场能后，充电停止，改由Cl向Ll放电， IGBT集电极电压不断降低，通过R1、 R2加至VI第9脚的电压也不断下降， 当Vl第9脚的电压V小于第8脚的电压时，Vl翻转，第14脚输出低电平， 通过C11将V2第IO脚电位拉低，IGBT再次导通，如此循环。此阶段IGBT 的截止时间，取决于L1、 Cl的并联谐振常数。
IGBT的导通时间和截止时间构成IGBT的工作周期。调整Ll、 Cl的并联 谐振常数，使截止时间在10 ± 2 |J S左右，通过改变PWM电平使导通时间在12 士4jaS左右变动，即可使输出功率在较大范围内变动。
以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本 实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化,仍属本 实用新型所涵盖的范围。
权利要求1.一种高频电磁感应加热装置，其特征在于其包括高频变换主电路，分别与同步电路、驱动电路相连，用于产生交变高频磁场；振荡电路，分别与同步电路、驱动电路相连，用于输出矩形脉冲；同步电路，分别与高频变换主电路、振荡电路相连，用于控制高频变换主电路和振荡电路之间的同步；驱动电路，分别与高频变换主电路、振荡电路相连，通过所述振荡电路输出的矩形脉冲驱动高频变换主电路的工作。
2. 根据权利要求1所述的高频电磁感应加热装置，其特征在于所述高频变 换主电路包括电源整流桥(QD)、扼流圈(Le)、滤波电容(C2)、谐振电容(C1)、 励磁线圏(Ll)、开关管(IGBT)及(R4)、 (DW1)、 (R12);电源整流桥(QD) 四个脚中的正负两脚和交流电源相连，另外两脚中的一个通过扼流圈Le后分四 路连接第一路通过励磁线圏(Ll)与开关管(IGBT)集电极相连，第二路通 过谐振电容(Cl)与开关管(IGBT)集电极相连，第三路通过滤波电容(C2) 与开关管(IGBT)的发射极相连，电源整流桥(QD)第四个脚与开关管(IGBT) 的发射极相连，第四路与所述同步电路相连；开关管UGBT)的栅极分三路连 接第一路通过(R4)与开关管(IGBT)的发射极相连，第二路通过(DW1)与 开关管(IGBT)的发射极相连，第三路通过(R12)与所述驱动电路相连。
3. 根据权利要求2所述的高频电磁感应加热装置，其特征在于所述谐振电 容(Cl)的电容量为0. 15±0.05|iF,所述励/f兹线圈(LI)的电感量为60 ±20 ji H、匝数20 ± 5圏，所述励》兹线圈(LI)和谐振电容(Cl)的并联谐振频率为 50±15KHZ。
4. 根据权利要求2所述的高频电磁感应加热装置，其特征在于所述高频变 换主电路的开关频率范围为40—60 KHZ，在每个工作周期中，开关管(IGBT) 导通时间范围为10—15jiS，截止时间为10土2jaS。
5. 根据权利要求1所述的高频电磁感应加热装置，其特征在于所述振荡 电路包括比较器(V2)、振荡电阻(R7)、 (R8)、 (R32)、 (R30)、 (R9)、振荡 电容(Cll)、 (C8)，比较器(V2)同相输入端分三路连接第一路与(R30) 连接，第二路与(R9)连接，第三路与(C8)连接，比较器(V2)反相输入端 分四路连接'.第一路与振荡电阻(R7)连接，第二路通过振荡电容(C11)与(R8) 连接，第三路通过振荡电容(C11)与(R32)连接，第四路通过振荡电容(Cll) 与所述同步电路相连，比较器(V2)输出端与所述驱动电路相连。
6. 根据权利要求5所述的高频电磁感应加热装置，其特征在于所述振荡电 阻(R7)接18V电压，所述电阻(R7) x电容(Cll)-(65土5) x i(T6，电阻(R7) =30KQ、电容(C11 ) =2200PF。
7. 根据权利要求5所述的高频电磁感应加热装置，其特征在于所述振荡电 阻(R7)接5V电压，所述电阻(R7) x电容(Cll)-(15士5) x l(T6，电阻(R7) =6KQ、电容(Cll ) =2200PF。
专利摘要本实用新型涉及一种高频电磁感应加热装置，其包括高频变换主电路、振荡电路、同步电路、驱动电路。所述高频变换主电路与同步电路和驱动电路相连，用于产生交变高频磁场；所述振荡电路与同步电路和驱动电路之间相连，用于输出矩形脉冲；所述同步电路与高频变换主电路和振荡电路相连，用于控制高频变换主电路和振荡电路之间的同步；所述驱动电路与高频变换主电路和振荡电路相连，通过振荡电路输出的矩形脉冲驱动高频变换主电路的工作。本实用新型高频电磁感应电路，提高了热效率，节约了能源和降低了成本。
文档编号H05B6/02GK201197202SQ20082004471
公开日2009年2月18日 申请日期2008年3月10日 优先权日2008年3月10日
发明者樊延强 申请人:樊延强