专利名称：半桥驱动电磁灶的过零自激同步触发电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种触发电路，尤其涉及一种半桥驱动IGBT电磁灶的电流过零自激 同步和电压过零自激同步触发电路的实现，以及多灶头各系统间串行通信技术的实现。
背景技术：
目前电磁炉灶主要是单极性驱动IGBT的并联谐振技术。该技术在中小型、便携式 家用电磁灶得到了比较好的应用，成本低。但有高压器件，易损坏。线盘和IGBT发热量大。 市场上有一些半桥驱动IGBT的串联谐振电磁灶，但由于没有采用电流过零自激触发和电 压过零自激触发的同步电路，故需要用较大的电流承受能力的IGBT作为功率器件，提高了 成本，同时由于非零电流触发会导致震荡回路偏磁而损坏功率器件和功率器件IGBT温升 尚ο
发明内容
本发明的发明目的是为解决降低成本，同时解决由于非零电流触发会导致震荡回 路偏磁而损坏功率器件和功率器件IGBT温升高的技术问题，获得使用寿命长的产品，自动 实现最大功率的限制，保证震荡电路不会超调。本发明采用的一个技术方案是提供一种半桥驱动电磁灶的过零自激同步电路， 其适用于半桥式电磁灶，在该电磁灶中交流电经桥式整流成直流电供电给电容C02，电容 C03,电流互感器C219，电磁灶线圈盘，和绝缘三双极型功率管IGBT01，IGBT02组成的半桥 电路工作，其中，使半桥驱动电磁灶中一臂IGBTOl关断后，另一臂IGBT02在电流过零处或 电流微小时开通，所述一臂IGBTOl与一电流检测电路耦合。进一步地，所述电流检测电路由电磁灶线圈盘，电流互感器C219和D216，D217， D218，D219组成的整流电路及负载电阻R246，R249共同组成。进一步地，所述电流检测电路输出的电压波形和电磁灶线圈盘的电流波形同步。进一步地，所述的半桥驱动电磁灶的过零自激同步电路还包括电压过零自激同 步脉冲产生电路和电流过零自激同步脉冲产生电路，其包括1)由PWM信号和R120，R119， 电解电容ElOl组成的参考电平电路和由Q111，C106，R124，D104，R125，R126构成的积分锯 齿波电路以及比较器1，R127组成的功率调整电路；2)由Rlll，R112，R113，C103, C104,比 较器2组成的电流过零检测电路在电流过零时产生负脉冲自激同步信号；3)由Q110，R123， ACCHK电压过零信号，D105, R129，C107, Q112，R128，D107,比较器3组成的受控自激同步脉 冲产生电路；4)由TL494组成的高低臂驱动信号产生电路保证了与同步脉冲宽度一致的死 区间隔。进一步地，所述半桥驱动电磁灶的过零自激同步电路中，交流电源经桥式整流后 送到RIO, R26，R12，R15，R30, R20, C22，C23，C15和比较器组成的电压检测电路。进一步地，所述电压检测电路在电压过零点输出高阻态，非过零点输出低电平。进一步地，该过零自激同步电路进一步包括一种多灶头电磁灶各主控系统和按键显示系统间的串口通信系统，给多灶头电磁灶各控制系统间相互连接提供一种简单方便 的串行通信方式，各主控系统有两位可外部设置的地址码开关或跳线，按键显示板为主控 通信单元，各主控系统为从控通信单元。进一步地，所述多灶头电磁灶各主控系统和按键显示系统间的串口通信系统包括 如下组成四个单片机作为主控IC，一个单片机作为按键、显示IC，四个主控IC分别配置一 个双路的地址选择开关，四个主控单片机作为从单元，按键显示单片机作为主单元；主从单 元的信号连接用光偶隔离；从单元根据主单元发过来的地址信号以及读写信号决定是否接 受主单元的信号和发送相应的信号；主单元发出信宿地址和相应的读写请求信号后发送或 接收相关的信号。本发明的有益效果是区别于现有技术的，本发明不需要较大的电流承受能力的 IGBT作为功率器件，降低了成本，同时解决了由于非零电流触发会导致震荡回路偏磁而损 坏功率器件和功率器件IGBT温升高的技术问题，本发明的产品使用寿命长，此同步电路自 动实现了最大功率的限制，保证了震荡电路不会超调。同时，实现了多灶头间的串行通信， 各主控系统共用一个程序，可随意设置定义各灶头的位置。
图1是本发明的半桥驱动的电磁灶原理框图；图2是本发明的电流检测电路；图3是本发明的电压过零检测电路；图4是本发明的电压过零控制的自激同步脉冲产生电路和电流过零产生的自激 同步脉冲电路；图5是本发明的各系统间串行通信电路的连接方式。
具体实施例方式为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式 并配合附图详予说明。本发明采用的一个技术方案是提供一种半桥驱动电磁灶的过零自激同步电路， 其适用于半桥式电磁灶，在该电磁灶中交流电经桥式整流成直流电供电给电容C02，电容 C03,电流互感器C219，电磁灶线圈盘，和绝缘三双极型功率管IGBT01，IGBT02组成的半桥 电路工作，其中，使半桥驱动电磁灶中一臂IGBTOl关断后，另一臂IGBT02在电流过零处或 电流微小时开通，所述一臂IGBTOl与一电流检测电路耦合。所述电流检测电路由电磁灶线圈盘，电流互感器C219和D216，D217，D218，D219组 成的整流电路及负载电阻R246，R249共同组成。 所述电流检测电路输出的电压波形和电磁灶线圈盘的电流波形同步。
所述的半桥驱动电磁灶的过零自激同步电路还包括电压过零自激同步脉冲产生 电路和电流过零自激同步脉冲产生电路，其包括1)由PWM信号和R120，R119，电解电容 ElOl组成的参考电平电路和由Qlll，C106, R124，D104, R125，R126构成的积分锯齿波电路 以及比较器1，R127组成的功率调整电路；2)由Rlll，Rl 12，Rl 13，C103, C104,比较器2组 成的电流过零检测电路在电流过零时产生负脉冲自激同步信号；3)由Q110，R123，ACCHK电压过零信号，D105，R129，C107, Q112，R128，D107,比较器3组成的受控自激同步脉冲产生电 路；4)由TL494组成的高低臂驱动信号产生电路保证了与同步脉冲宽度一致的死区间隔。所述半桥驱动电磁灶的过零自激同步电路中，交流电源经桥式整流后送到R10， R26，R12，R15，R30, R20, C22，C23，C15和比较器组成的电压检测电路。所述电压检测电路在电压过零点输出高阻态，非过零点输出低电平。该过零自激同步电路进一步包括一种多灶头电磁灶各主控系统和按键显示系统 间的串口通信系统，给多灶头电磁灶各控制系统间相互连接提供一种简单方便的串行通信 方式，各主控系统有两位可外部设置的地址码开关或跳线，按键显示板为主控通信单元，各 主控系统为从控通信单元。所述多灶头电磁灶各主控系统和按键显示系统间的串口通信系统包括如下组成 四个单片机作为主控IC，一个单片机作为按键、显示IC，四个主控IC分别配置一个双路的 地址选择开关，四个主控单片机作为从单元，按键显示单片机作为主单元；主从单元的信号 连接用光偶隔离；从单元根据主单元发过来的地址信号以及读写信号决定是否接受主单元 的信号和发送相应的信号；主单元发出信宿地址和相应的读写请求信号后发送或接收相关 的信号。图1是本发明所使用的半桥式电磁灶的原理图由交流电经桥式整流成直流电供 电给由C02，C03,电流互感器，电磁灶线盘和锅具，IGBTOl，IGBT02组成的半桥电路工作。 IGBTOl和IGBT02交替开通关断，在线圈盘上形成相应的交流电和交变磁场，锅具磁场的变 化产生相应的涡流发热。图2是本发明所使用的电流检测电路通过线盘的电流经过电流互感器CT219和 0216，0217，0218，0219整流及负载电阻1 246，1 249共同组成。输出的电压波形和线盘的电 流波形同步。图3是本发明所使用的电压检测电路交流电源经桥式整流后送到R10，R26，R12， R15，R30，R20，C22，C23，C15和比较器组成的电压过零检测电路，在电压过零点输出高阻态， 非过零点输出低电平。图4是本发明所使用的电压过零自激同步脉冲产生电路和电流过零自激同步脉 冲产生电路1)由PWM信号和R120，R119，E101组成的参考电平电路和由Q111，C106，R124， D104，R125，R126构成的积分锯齿波电路以及比较器，R127组成的功率调整电路。2)由 Rlll，R112，Rl 13，C103, C104,比较器组成的电流过零检测电路在电流过零时产生负脉冲自 激同步信号。3)由 Q110, R123, ACCHK 电压过零信号，D105, R129, C107, Q112, R128, D107, 比较器组成的受控自激同步脉冲产生电路。4)由TL494组成的高低臂驱动信号产生电路并 保证与同步脉冲宽度一致的死区间隔。图5是本发明的各系统间串行通信电路的连接方式。本发明所使用的四个单片机 作为主控IC，一个单片机作为按键、显示IC，四个主控IC分别配置一个双路的地址选择开 关，四个主控单片机作为从单元，按键显示单片机作为主单元。主从单元的信号连接用光偶 隔离。从单元根据主单元发过来的地址信号以及读写信号决定是否接受主单元的信号和发 送相应的信号。主单元发出信宿地址和相应的读写请求信号后发送或接收相关的信号。本发明意在解决半桥驱动IGBT电磁灶中同步触发方式。具体方式如下在整流后的直流电电压小于某个固定值(如50V，但不限于50V)时，电压检测电路输出电压过零检测脉冲允许自激同步信号工作，如高于此值则输出低信号屏蔽自激同步信号。在电磁灶非零电压工作时，电流检测电路会有相应的电流波形输出，在一桥臂 IGBT关断后，电流会在某个时候回到零点。电流过零检测电路会检测出过零点并输出一个 负脉冲作为同步信号开通另一桥臂的IGBT。此同步电路自动实现了最大功率的限制，保证了震荡电路不会超调。实现了多灶头间的串行通信，各主控系统共用一个程序，可随意设置定义各灶头 的位置。本发明的有益效果是区别于现有技术的，本发明不需要较大的电流承受能力的 IGBT作为功率器件，降低了成本，同时解决了由于非零电流触发会导致震荡回路偏磁而损 坏功率器件和功率器件IGBT温升高的技术问题，本发明的产品使用寿命长，此同步电路自 动实现了最大功率的限制，保证了震荡电路不会超调。同时，实现了多灶头间的串行通信， 各主控系统共用一个程序，可随意设置定义各灶头的位置。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技 术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
一种半桥驱动电磁灶的过零自激同步电路，其适用于半桥式电磁灶，其特征在于在该电磁灶中交流电经桥式整流成直流电供电给电容C02、电容C03、电流互感器C219、电磁灶线圈盘、以及由两个绝缘三双极型功率管IGBT01，IGBT02组成的半桥电路工作，其中，使半桥驱动电磁灶中一臂IGBT01关断后，另一臂IGBT02在电流过零处或电流微小时开通，所述一臂IGBT01与一电流检测电路耦合。
2.根据权利要求1所述的半桥驱动电磁灶的过零自激同步电路，其特征在于所述电 流检测电路由电磁灶线圈盘，电流互感器C219和D216，D217，D218，D219组成的整流电路 及负载电阻R246，R249共同组成。
3.根据权利要求2所述的半桥驱动电磁灶的过零自激同步电路，其特征在于所述电 流检测电路输出的电压波形和电磁灶线圈盘的电流波形同步。
4.根据权利要求3所述的半桥驱动电磁灶的过零自激同步电路，其特征在于所述的 半桥驱动电磁灶的过零自激同步电路包括1)由PWM信号和R120，R119，电解电容ElOl组 成的参考电平电路和由Qlll，C106, R124，D104, R125，R126构成的积分锯齿波电路以及比 较器1，R127组成的功率调整电路；2)由Rlll，Rl 12，Rl 13，C103, C104,比较器2组成的电 流过零检测电路在电流过零时产生负脉冲自激同步信号；3)由Q110，R123，ACCHK电压过零 信号，D105, R129，C107, Q112，R128，D107,比较器3组成的受控自激同步脉冲产生电路；4) 由TL494组成的高低臂驱动信号产生电路保证了与同步脉冲宽度一致的死区间隔。
5.根据权利要求4所述的半桥驱动电磁灶的过零自激同步电路，其特征在于所述半 桥驱动电磁灶的过零自激同步电路中，交流电源经桥式整流后送到R10，R26，R12，R15，R30， R20，C22，C23，C15和比较器组成的电压检测电路。
6.根据权利要求5所述的半桥驱动电磁灶的过零自激同步电路，其特征在于所述电 压检测电路在电压过零点输出高阻态，非过零点输出低电平。
7.根据权利要求6所述的半桥驱动电磁灶的过零自激同步电路，其特征在于如下系 统与该过零自激同步电路配合使用一种多灶头电磁灶各主控系统和按键显示系统间的串 口通信系统，给多灶头电磁灶各控制系统间相互连接提供一种简单方便的串行通信方式， 各主控系统有两位可外部设置的地址码开关或跳线，按键显示板为主控通信单元，各主控 系统为从控通信单元。
8.根据权利要求7所述的半桥驱动电磁灶的过零自激同步电路，其特征在于所述多 灶头电磁灶各主控系统和按键显示系统间的串口通信系统包括如下组成四个单片机作为 主控IC，一个单片机作为按键、显示IC，四个主控IC分别配置一个双路的地址选择开关，四 个主控单片机作为从单元，按键显示单片机作为主单元；主从单元的信号连接用光偶隔离； 从单元根据主单元发过来的地址信号以及读写信号决定是否接受主单元的信号和发送相 应的信号；主单元发出信宿地址和相应的读写请求信号后发送或接收相关的信号。全文摘要
本发明公开了一种触发电路，尤其涉及一种半桥驱动IGBT电磁灶的过零自激同步触发电路的实现，以及多灶头各系统间串行通信技术的实现。本发明不需要较大的电流承受能力的IGBT作为功率器件，降低了成本，同时解决了由于非零电流触发会导致震荡回路偏磁而损坏功率器件和功率器件IGBT温升高的技术问题，本发明的产品使用寿命长，此同步电路自动实现了最大功率的限制，保证了震荡电路不会超调。同时，实现了多灶头间的串行通信，各主控系统共用一个程序，可随意设置定义各灶头的位置。
文档编号F24C7/08GK101888169SQ20101020907
公开日2010年11月17日 申请日期2010年6月24日 优先权日2010年6月24日
发明者郭士军 申请人:郭士军