一种带usb接口的电磁加热器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种带USB接口的电磁加热器，包括主控电路、与供电电源连接的EMC电路、与EMC电路连接的串联谐振变换电路、为主控电路供电的安全隔离电源和与主控电路连接的USB接口，所述EMC电路与安全隔离电源连接，所述安全隔离电源与主控电路连接；所述串联谐振变换电路包括逆变电路和与所述逆变电路相接的LC串联谐振电路，所述LC串联谐振电路由电磁炉的电磁感应线圈和电容C串联而成；所述EMC电路与所述逆变电路连接，所述安全隔离电源为开关电源；所述主控电路为芯片ATMEGA16U4。本实用新型电路简单、设计合理且投入成本较低、使用效果好，能解决现有电磁炉加热器存在的强弱电不隔离、安全性低等问题。
【专利说明】一种带USB接口的电磁加热器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电磁加热器，尤其是涉及一种带USB接口的电磁加热器。
【背景技术】
[0002]随着科技的快速进步，电磁炉控制技术也不断成熟，但是目前市场上的电磁炉依然存在诸多问题，主要体现在以下两个方面:
[0003]第一、电磁炉存在安全隐患:现有的电磁炉基本上都采用的是强弱电不隔离的电路设计方式，也就是说电磁炉的控制电路和强电直接连接，带强电，安全性能较低；为确保使用安全，控制盒必须全部采用塑料材质，连接线没有接插件，连接线全部焊接在电磁炉内；
[0004]第二、电磁炉升级存在障碍:由于连接线没有接插件，传统的电磁炉只能通过拆机拆芯片的方法升级软件，软件升级技术上难度大，经济上成本高。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种带USB接口的电磁加热器，其电路简单、设计合理且投入成本较低、使用效果好，能解决现有电磁炉加热器存在的强弱电不隔离、安全性低等问题。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种带USB接口的电磁加热器，其特征在于:包括主控电路、与供电电源连接的EMC电路、与EMC电路连接的串联谐振变换电路、为主控电路供电的安全隔离电源和与主控电路连接的USB接口，所述EMC电路与安全隔离电源连接，所述安全隔离电源与主控电路连接；所述串联谐振变换电路包括逆变电路和与所述逆变电路相接的LC串联谐振电路，所述LC串联谐振电路由电磁炉的电磁感应线圈和电容C串联而成；所述EMC电路与所述逆变电路连接，所述安全隔离电源为开关电源；所述主控电路为芯片ATMEGA16U4。
[0007]上述一种带USB接口的电磁加热器，其特征是:所述USB接口的数量为多个，各USB接口的第2引脚和第3引脚分别与芯片ATMEGA16U4的第3引脚和第4引脚相接。
[0008]上述一种带USB接口的电磁加热器，其特征是:所述安全隔离电源包括开关电源控制芯片U3、与所述开关电源控制芯片U3相接的变压器Tl和连接于所述开关电源控制芯片U3与变压器Tl的电压输出端之间的光电耦合电路，所述开关电源控制芯片U3和变压器Tl均与EMC电路连接。
[0009]上述一种带USB接口的电磁加热器，其特征是:所述开关电源控制芯片U3为芯片FSL126MR，变压器Tl的第——次侧线圈的一端经电阻R47后接芯片FSL126MR的第5引脚，所述第一一次侧线圈的另一端与芯片FSL126MR的第6、第7和第8引脚相接；所述光电耦合电路包括光耦芯片U4，所述光耦芯片U4为芯片PC817，变压器Tl的第一二次侧线圈的一端经电阻R2和R60后接地，电阻R60上并接电容C45，电阻R2和R60之间的接线点为安全隔离电源的电压输出端且其与芯片ATMEGA16U4的第28引脚相接。
[0010]上述一种带USB接口的电磁加热器，其特征是:所述安全隔离电源还包括变压器L4和与变压器L4的二次侧线圈两端相接的第二桥式整流电路BR2，所述第二桥式整流电路BR2的直流正输出端与所述第一一次侧线圈与电阻R47之间的接线点相接。
[0011]上述一种带USB接口的电磁加热器，其特征是:还包括对串联谐振变换电路的输入电流进行检测的输入电流检测单元和对串联谐振变换电路的输出电流进行检测的输出电流检测单元，所述输入电流检测单元与所述EMC电路连接，所述输出电流检测单元串接于所述LC串联谐振电路上。
[0012]上述一种带USB接口的电磁加热器，其特征是:所述EMC电路包括共模滤波电路、与所述共模滤波电路相接的差模滤波电路和与所述差模滤波电路相接的第一桥式整流电路，所述第一桥式整流电路与所述逆变电路连接。
[0013]上述一种带USB接口的电磁加热器，其特征是:所述逆变电路为全桥逆变电路且其包括四个IGBT模块，四个所述IGBT模块分别为IGBT1、IGBT2、IGBT3和IGBT4，其中IGBT2和IGBT4的集电极均与所述第一桥式整流电路的直流正输出端相接，IGBT2的发射极与IGBTl的集电极相接，IGBTl的发射极接地；IGBT4的发射极与IGBT3的集电极相接，IGBT3的发射极接地；所述LC串联谐振电路连接于IGBT2的发射极与IGBT4的发射极之间。
[0014]上述一种带USB接口的电磁加热器，其特征是:IGBT1和IGBT4的门极均接芯片ATMEGA16U4的第29引脚，IGBT2和IGBT3的门极均接芯片ATMEGA16U4的第30引脚。
[0015]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0016]1、电路简单、设计合理且投入成本较低，接线方便。
[0017]2、实现强电弱电的有效隔离，安全性好，主控电路采用安全隔离电源进行控制。
[0018]3、使用效果好，主控电路上带有多个USB接口，通过USB接口能与PC机、笔记本电脑等设备建立连接，了解主控电路的工作状态；同时，对电磁炉软件进行升级时无需拆机拆芯片，减少了产品使用和维护的成本，并且实际操作简便；同时，通过所带的USB接口也可简便将主控电路与遥控控制盒连接，实现电磁炉的远程控制。
[0019]4、适用面广且推广应用前景广泛，能用于台面式电磁炉和嵌入式电磁炉两种不同控制方式的电磁炉。
[0020]综上所述，本实用新型电路简单、设计合理且投入成本较低、使用效果好，能解决现有电磁炉加热器存在的强弱电不隔离、安全性低等问题，同时带有USB接口，便于与外界设备连接、软件升级和远程控制。
[0021]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0023]图2为本实用新型EMC电路与串联谐振变换电路的电路原理图。
[0024]图3为本实用新型主控电路的电路原理图。
[0025]图4为本实用新型安全隔离电源的电路原理图。
[0026]附图标记说明:
[0027]I一EMC电路； 2—串联谐振变换电路；3—主控电路；
[0028]4一安全隔离电源；5—USB接口。
【具体实施方式】
[0029]如图1、图2、图3及图4所示，本实用新型包括主控电路3、与供电电源连接的EMC电路1、与EMC电路I连接的串联谐振变换电路2、为主控电路3供电的安全隔离电源4和与主控电路3连接的USB接口 5，所述EMC电路I与安全隔离电源4连接，所述安全隔离电源4与主控电路3连接。所述串联谐振变换电路2包括逆变电路和与所述逆变电路相接的LC串联谐振电路，所述LC串联谐振电路由电磁炉的电磁感应线圈和电容C串联而成。所述EMC电路I与所述逆变电路连接，所述安全隔离电源4为开关电源。所述主控电路3为芯片 ATMEGA16U4。
[0030]如图3所示，本实施例中，所述USB接口 5的数量为多个，各USB接口 5的第2引脚和第3引脚分别与芯片ATMEGA16U4的第3引脚和第4引脚相接。并且，各USB接口 5的第2引脚均经电阻R22后接芯片ATMEGA16U4的第3引脚，各USB接口 5的第3引脚经电阻R26后接芯片ATMEGA16U4的第4引脚。
[0031]本实施例中，所述USB接口 5的数量为两个，两个所述USB接口 5分别为USBl和USB2，其中USBl和USB2的第4、第5和第6引脚均接地，USBl的第I引脚与USB2的第I引脚相接，USBl的第I引脚分两路，一路经电容C41后接地且另一路经电阻R64后接+5V电源端。
[0032]实际接线时，芯片ATMEGA16U4的第2引脚分两路，一路经电容C9后接地且另一路接+5V电源端，+5V电源端经电容C20后接地。芯片ATMEGA16U4的第5、第23、第16、第34和第43引脚均接地。芯片ATMEGA16U4的第6引脚分别经电容C42和C47后接地且其第7引脚接+5V电源端；芯片ATMEGA16U4的第13引脚分两路，一路经电阻Rll后接+5V电源端，另一路经电容C13后接地，芯片ATMEGA16U4的第13引脚经上电复位器件D17后接+5V电源端；芯片ATMEGA16U4的第15引脚分两路，一路接+5V电源端，另一路经电容Cl后接地。芯片ATMEGA16U4的第16和17引脚之间接晶振Y2，芯片ATMEGA16U4的第16和17引脚分别经电容C14和C15后接地。芯片ATMEGA16U4的第24引脚分三路，一路经电容C16后接地，一路经电阻R14后接+5V电源端，第三路经电阻R14和电容E12后接地。芯片ATMEGA16U4的第33引脚经电阻R36后接地。芯片ATMEGA16U4的第44和第42引脚分别经电容C2和C17后接地；芯片ATMEGA16U4的第34引脚分两路，一路接+5V电源端，另一路经电容C3后接地。
[0033]本实施例中，所述安全隔离电源4包括开关电源控制芯片U3、与所述开关电源控制芯片U3相接的变压器Tl和连接于所述开关电源控制芯片U3与变压器Tl的电压输出端之间的光电耦合电路，所述开关电源控制芯片U3和变压器Tl均与EMC电路I连接。
[0034]如图4所示，所述开关电源控制芯片U3为芯片FSL126MR，变压器Tl的第——次侧线圈的一端经电阻R47后接芯片FSL126MR的第5引脚，所述第次侧线圈的另一端与芯片FSL126MR的第6、第7和第8引脚相接；所述光电耦合电路包括光耦芯片U4，所述光耦芯片U4为芯片PC817，变压器Tl的第一二次侧线圈的一端经电阻R2和R60后接地，电阻R60上并接电容C45，电阻R2和R60之间的接线点为安全隔离电源4的电压输出端且其与芯片ATMEGA16U4的第28引脚相接。
[0035]本实施例中，芯片FSL126MR的第4引脚经电阻R3后接地且其第3引脚经电容C8后接地，芯片FSL126MR的第I引脚接地且其第2引脚分别经电容C21和E6后接地。变压器Tl的第二一次侧线圈的一端接地且其另一端经磁珠FB5肖特基二极管D4后接芯片FSL126MR的第2引脚。变压器Tl的第一一次侧线圈的两端之间接有电阻Rl和二极管D2，其中电阻Rl上并接有电容C4，二极管D2上并接有电容C5，变压器Tl的第一一次侧线圈一端接有磁珠FB4。变压器Tl的第二二次侧线圈的一端经磁珠FBl和二极管Dl后为+20V电源端；第二二次侧线圈的另一端经磁珠FB2和电容C46后接二极管D2的阴极，电容C46上并接有电容E5。
[0036]所述第一二次侧线圈的另一端经磁珠FB3和两个并接的二极管D3和D5后为+12V电源端；所述+12V电源端经电阻R2和R60后接地且其分别经电容C26、C27、E7和E8后接地。所述+12V电源端经电阻R6和R7后接地且其经电阻R4后接光耦芯片U4第I引脚，光耦芯片U4第I引脚经电阻R5后与其第2引脚相接，光耦芯片U4第2引脚与稳压管U5的阴极相接，稳压管U5的阳极接地且其阴极与电阻R6和R7之间的接线点相接。
[0037]同时，所述安全隔离电源4还包括变压器L4和与变压器L4的二次侧线圈两端相接的第二桥式整流电路BR2，所述第二桥式整流电路BR2的直流正输出端与所述第--次侧线圈与电阻R47之间的接线点相接。
[0038]本实施例中，所述第二桥式整流电路BR2的直流负输出端接地且其直流正输出端与直流负输出端之间接有电容E9，所述第二桥式整流电路BR2的直流正输出端与二极管D8的阴极相接，二极管D8的阳极为电压测试点TP1。
[0039]如图2所示，所述EMC电路包括共模滤波电路、与所述共模滤波电路相接的差模滤波电路和与所述差模滤波电路相接的第一桥式整流电路，所述第一桥式整流电路与所述逆变电路连接。
[0040]本实施例中，所述共模滤波电路包括连接于火线与零线之间的X电容CX4和与X电容CX4连接的共模电感L3，所述差模滤波电路包括与火线串联的差模电感L2和与零线串联的差模电感LI，共模电感L3的两个输出端分别经差模电感L2和差模电感LI后与第一桥式整流电路(即单相桥式整流电路BRl)的两个交流输入端连接；共模电感L3与差模电感L2之间的接线点经Y电容CYl后接地，共模电感L3与差模电感LI之间的接线点经Y电容CY2后接地。
[0041]其中，共模电感L3的两个输出端分别经电阻L5和L6后与变压器L4的一次侧线圈两端相接。
[0042]同时，本实用新型还包括对串联谐振变换电路2的输入电流进行检测的输入电流检测单元和对串联谐振变换电路2的输出电流进行检测的输出电流检测单元，所述输入电流检测单元与所述EMC电路连接，所述输出电流检测单元串接于所述LC串联谐振电路上。
[0043]本实施例中，所述输入电流检测单元为电流互感器T3，电流互感器T3连接于共模电感L3与差模电感L2之间，电流互感器T3的输出端与芯片ATMEGA16U4的第38引脚相接。所述输出电流检测单元为电流互感器T2，电流互感器T2的输出端与芯片ATMEGA16U4的第39引脚相接。
[0044]实际接线时，电流互感器T3的一个输出端与共阴二极管D22和共阴二极管D21之间的接线点相接，电流互感器T3的另一个输出端与共阴二极管D23和共阴二极管D21之间的接线点相接，共阴二极管D22和共阴二极管D21之间接有电阻R40，电阻R40上并接有电容C32。所述电流互感器T2的一个输出端与共阴二极管D13和共阴二极管D14之间的接线点相接，电流互感器T2的另一个输出端与共阴二极管D13和共阴二极管D15之间的接线点相接，共阴二极管D13和共阴二极管D14之间接有电阻R38，电阻R38上并接有电容E3和ElO0
[0045]本实施例中，所述逆变电路为全桥逆变电路且其包括四个IGBT模块，四个所述IGBT模块分别为IGBT1、IGBT2、IGBT3和IGBT4，其中IGBT2和IGBT4的集电极均与所述第一桥式整流电路的直流正输出端相接，IGBT2的发射极与IGBTl的集电极相接，IGBTl的发射极接地；IGBT4的发射极与IGBT3的集电极相接，IGBT3的发射极接地；所述LC串联谐振电路连接于IGBT2的发射极与IGBT4的发射极之间。
[0046]本实施例中，IGBTl和IGBT4的门极均接芯片ATMEGA16U4的第29引脚，IGBT2和IGBT3的门极均接芯片ATMEGA16U4的第30引脚。
[0047]实际接线时，所述第一桥式整流电路的两个输出端之间接有电阻R37，电阻R37上并接有电容CBl、CB2和CB3。四个所述IGBT模块的集电极和发射极之间分别接有电容CSl、CS2、CS3和CS4，四个所述IGBT模块的发射极均接地。其中，IGBTl的门极和发射极之间接有电阻R41且其门极经电阻R39后接芯片ATMEGA16U4的第29引脚，IGBT4的门极和发射极之间接有电阻R74且其门极经电阻R73后接芯片ATMEGA16U4的第29引脚，IGBT2的门极和发射极之间接有电阻R34且其门极经电阻R32后接芯片ATMEGA16U4的第30引脚，IGBT3的门极和发射极之间接有电阻R76且其门极经电阻R75后接芯片ATMEGA16U4的第30引脚。
[0048]本实施例中，所述电磁炉的电磁感应线圈的两端分别接在接线座JOUTl和J0UT2上，接线座JOUTl和J0UT2上接有电阻R77和电容C52，其中电容CRl和CR2并接形成电容C。
[0049]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种带USB接口的电磁加热器，其特征在于:包括主控电路(3)、与供电电源连接的EMC电路⑴、与EMC电路⑴连接的串联谐振变换电路⑵、为主控电路⑶供电的安全隔离电源⑷和与主控电路⑶连接的USB接口(5)，所述EMC电路⑴与安全隔离电源(4)连接，所述安全隔离电源(4)与主控电路(3)连接；所述串联谐振变换电路(2)包括逆变电路和与所述逆变电路相接的LC串联谐振电路，所述LC串联谐振电路由电磁炉的电磁感应线圈和电容C串联而成；所述EMC电路⑴与所述逆变电路连接，所述安全隔离电源⑷为开关电源；所述主控电路(3)为芯片ATMEGA16U4。
2.按照权利要求1所述的一种带USB接口的电磁加热器，其特征在于:所述USB接口(5)的数量为多个，各USB接口(5)的第2引脚和第3引脚分别与芯片ATMEGA16U4的第3弓丨脚和第4引脚相接。
3.按照权利要求1或2所述的一种带USB接口的电磁加热器，其特征在于:所述安全隔离电源(4)包括开关电源控制芯片U3、与所述开关电源控制芯片U3相接的变压器Tl和连接于所述开关电源控制芯片U3与变压器Tl的电压输出端之间的光电耦合电路，所述开关电源控制芯片U3和变压器Tl均与EMC电路(I)连接。
4.按照权利要求3所述的一种带USB接口的电磁加热器，其特征在于:所述开关电源控制芯片U3为芯片FSL126MR，变压器Tl的第——次侧线圈的一端经电阻R47后接芯片FSL126MR的第5引脚，所述第一一次侧线圈的另一端与芯片FSL126MR的第6、第7和第8引脚相接；所述光电耦合电路包括光耦芯片U4，所述光耦芯片U4为芯片PC817，变压器Tl的第一二次侧线圈的一端经电阻R2和R60后接地，电阻R60上并接电容C45，电阻R2和R60之间的接线点为安全隔离电源⑷的电压输出端且其与芯片ATMEGA16U4的第28引脚相接。
5.按照权利要求4所述的一种带USB接口的电磁加热器，其特征在于:所述安全隔离电源(4)还包括变压器L4和与变压器L4的二次侧线圈两端相接的第二桥式整流电路BR2，所述第二桥式整流电路BR2的直流正输出端与所述第一一次侧线圈与电阻R47之间的接线点相接。
6.按照权利要求1或2所述的一种带USB接口的电磁加热器，其特征在于:还包括对串联谐振变换电路(2)的输入电流进行检测的输入电流检测单元和对串联谐振变换电路(2)的输出电流进行检测的输出电流检测单元，所述输入电流检测单元与所述EMC电路连接，所述输出电流检测单元串接于所述LC串联谐振电路上。
7.按照权利要求1或2所述的一种带USB接口的电磁加热器，其特征在于:所述EMC电路包括共模滤波电路、与所述共模滤波电路相接的差模滤波电路和与所述差模滤波电路相接的第一桥式整流电路，所述第一桥式整流电路与所述逆变电路连接。
8.按照权利要求7所述的一种带USB接口的电磁加热器，其特征在于:所述逆变电路为全桥逆变电路且其包括四个IGBT模块，四个所述IGBT模块分别为IGBTl、IGBT2、IGBT3和IGBT4，其中IGBT2和IGBT4的集电极均与所述第一桥式整流电路的直流正输出端相接，IGBT2的发射极与IGBTl的集电极相接，IGBTl的发射极接地；IGBT4的发射极与IGBT3的集电极相接，IGBT3的发射极接地；所述LC串联谐振电路连接于IGBT2的发射极与IGBT4的发射极之间。
9.按照权利要求8所述的一种带USB接口的电磁加热器，其特征在于:IGBTl和IGBT4的门极均接芯片ATMEGA16U4的第29引脚，IGBT2和IGBT3的门极均接芯片ATMEGA16U4的第30引脚。
【文档编号】H05B6/06GK204168522SQ201420649396
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月1日 优先权日:2014年11月1日
【发明者】宋刚, 张雷, 张然, 石玉岭, 郭崇俊 申请人:朗格森(西安)电子有限公司