一种用于电磁加热产品的取样电路的制作方法

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种用于电磁电磁加热产品的取样电路。

背景技术：

电磁炉作为一种新型的厨房加热用具，具有高效，节能等特点，深受广大消费者的喜爱，而加热功率的稳定又是消费者关注的焦点，而功率调节的实现又是根据电流的采样值来决定的，所以功率是否稳定取决于电流采样信号的稳定。而电磁炉的工作本身就有一个电磁转化的过程，所以电流取样信号很容易被干扰，而导致功率波动。

在现有技术中，电磁加热产品的工作电路中，一般通过整流电路将交流电转换为直流电给负载供电，需要检测负载回路中电流来控制加热功率状态，目前行业普遍技术采用分立电阻进行电流采样，再由分立运算放大器进行信号比例放大输出给芯片ad端口，将模拟信号转换为数字信号，通过程序算法达到控制电磁加热的功率，这种方式存在问题：电路复杂、pcb布线要求高，易产生寄生电感、寄生电容，导致采样信号一致性差；外围器件多，需要生产增加校准工序，材料、制费成本高；器件容易受环境影响，氧化、灰尘污染失效，采样信号变化，品质难保障。

技术实现要素：

本发明旨在解决背景技术中所提出的部分问题，提供一种用于电磁加热产品的取样电路，取消了校准工序，相对的节省了大量元器件的使用，从而简化了取样电路的结构，提高产品的生产效率。

为了达到上述目的，本发明的技术方案有：

一种用于电磁加热产品的取样电路，包括用于利用整流桥堆提供直流输出的电源电路，还包括采集单元，所述采集单元与电源电路连接，并由所述采集单元输出取样信号；单片机，所述单片机内集成有放大单元，所述放大单元连接采集单元，所述放大单元放大所述采集单元的输出信号，且所述放大单元为反相放大器；取样单元，所述取样单元连接放大单元，所述取样单元对所述采集单元进行采样处理；滤波单元，所述滤波单元包括第一级滤波电路、第二级滤波电路和第三级滤波电路，所述第一级滤波电路连接在电源电路上，所述第二级滤波电路连接在采集单元与放大单元之间，所述第三级滤波电路连接在放大单元与取样单元之间。

本发明的一种用于电磁加热产品的取样电路，包括用于利用整流桥堆2提供直流输出的电源电路，在电源电路上连接有采集单元、单片机、取样单元和滤波单元，由于其中的放大单元采用反相放大器，且所述放大单元的输出端与取样单元连接，同时设置多个滤波电路，即放大单元输出的放大信号进过多次滤波输入给取样单元进行采样，无需考虑提高输入阻抗的干扰，且反相放大器具有强抗干扰能力，从而保证采样信号的一致性，相对的提高本发明在应用中的生产和使用效率。

其中，放大单元集成在单片机内，减少元器件暴露在外部，将放大单元的关键器件信号运算放大器的功能集成到单片机里，再内部集成配置相应的参数，构成本发明的实施例的放大单元，此模块不仅仅是将采集到的信号单纯的放大，通过将单片机设置成具有加热控制功能，而由于集成度高，外围配置器件较少，使得放大效果受外围器件参数影响小，这样不仅仅节省了外围器件，还增强了此部分功能抗干扰的能力，实现了性价比高的优化设计。

进一步的，所述采集单元包括一采样电阻，所述采样电阻集成在整流桥堆上，且所述采样电阻一端与整流桥堆的负极连接，所述采样电阻的另一端引出引线作为取样连接端。

进一步的，所述采样电阻为康铜丝电阻。

进一步的，所述第一级滤波电路包括与采样电阻连接的第一电容，所述第一电容一端与所述整流桥堆的负极输入端相连。

进一步的，所述第二级滤波电路包括串联连接的第二电阻和第二电容，所述第二电阻接入采集单元的输出端，所述第二电容的输出边异名端接地。

进一步的，所述第三滤波电路包括并联的第三电阻和第三电容。

进一步的，所述第二级滤波电路与放大单元之间具有比例放大电路。

进一步的，所述放大电路与第三滤波电路之间连接有第一二极管。

进一步的，所述电源电路还连接有lc串联滤波电路，所述lc串联滤波电路包括第四电感和第四电容，所述第四电容两端并联连接有lc并联谐振电路和igbt，所述lc并联谐振电路包括第五电感和第五电容，所述第五电感与igbt和第四电容够成回路。

附图说明

图1为本发明的取样电路根据取样信号流的结构示意图；

图2为本发明的取样电路的电路原理图；

图3为本发明的取样电路中的反相放大器集成在单片机内的连接结构示意图；

图4为本发明的取样电路中采样电阻集成在整流桥堆的电路连接结构示意图。

具体实施方式

结合附图说明本发明的一种用于电磁加热产品的取样电路。

如图1至图2所示，一种用于电磁加热产品的取样电路，包括用于利用整流桥堆2提供直流输出的电源电路1，还包括采集单元100，所述采集单元100与电源电路1连接，并由所述采集单元100输出取样信号；单片机200，所述单片机200内集成有放大单元201，所述放大单元201连接采集单元100，所述放大单元201放大所述采集单元100的输出信号，且所述放大单元201包括反相放大器；取样单元202，所述取样单元202连接放大单元201，所述取样单元202对所述采集单元100进行采样处理；滤波单元，所述滤波单元包括第一级滤波电路301、第二级滤波电路302和第三级滤波电路303，所述第一级滤波电路301连接在电源电路1上，所述第二级滤波电路302连接在采集单元100与放大单元201之间，所述第三级滤波电路303连接在放大单元201与取样单元202之间。

本发明的一种用于电磁加热产品的取样电路，包括用于利用整流桥堆2提供直流输出的电源电路1，在电源电路1上连接有采集单元100、单片机200、取样单元202和滤波单元，由于其中的放大单元201采用反相放大器，且所述放大单元201的输出端与取样单元202连接，同时设置多个滤波电路，即放大单元201输出的放大信号进过多次滤波输入给取样单元202进行采样，无需考虑提高输入阻抗的干扰，且反相放大器具有强抗干扰能力，从而保证采样信号的一致性，相对的提高本发明在应用中的生产和使用效率。

其中，放大单元201集成在单片机200内，减少元器件暴露在外部，将放大单元201的关键器件信号运算放大器的功能集成到单片机200里，再内部集成配置相应的参数，构成本发明的实施例的放大单元201，此模块不仅仅是将采集到的信号单纯的放大，通过将单片机200设置成具有加热控制功能，而由于集成度高，外围配置器件较少，使得放大效果受外围器件参数影响小，这样不仅仅节省了外围器件，还增强了此部分功能抗干扰的能力，实现了性价比高的优化设计。

如图2所示，所述采集单元100包括一采样电阻22，所述采样电阻22集成在整流桥堆2上，且所述采样电阻22一端与整流桥堆2的负极连接，所述采样电阻22的另一端引出引线作为取样连接端。

优选的，如图4所示，所述整流桥堆2内部是四个二极管桥接的结构形成，由于将所述采样电阻22集成在整流桥堆2上后，使其具有五个固定的端口，分别为两个交流极、一个正极、一个负极、一个取样极21，根据整流桥集成的电阻还能够借助桥堆本体进行散热，从而降低本身阻值的温漂，同时还能避免取样其长期暴露在空气中而导致氧化、因污染而失效，保障品质。

优选的，所述采样电阻22的阻值很小。

进一步优选的，考虑到成本控制及采样的稳定性，所述采样电阻22为康铜丝电阻，此器件特点是阻性非常小，大概在10-15个毫欧之间，但可以通过极高的电流，且具有较小的电阻温度系数，其随温度改变而发生电阻变化的程度小，降低本身阻值的温漂。

并且，采样电阻22集成在整流桥堆2内部，还能够借助整流桥堆2本体进行散热，进而降低温度的影响。

如图2所示，所述第一级滤波电路301包括与采样电阻22连接的第一电阻11和第一电容12，所述第一电容12一端与所述整流桥堆2的负极输入端相连。

在本实施例中，在电磁加热产品的一般应用中，存在电能与磁场的相互转换，导致第一电容12存在充电和放电的过程，即存在电压的变化，根据rc滤波电路的基本原理，存在对应的频率通带，在该频率通带范围外的频率成分都完全被阻挡，不能通过，从而起到滤波的作用。

所述第二级滤波电路302包括串联连接的第二电阻22和第二电容21，所述第二电阻22接入采集单元100的输出端，所述第二电容21的输出边异名端接地。

由上述可知，在采集单元100获得取样信号后，经过第二电阻22，并对第二电容21进行充电，在由第二电阻22和第二电容21确定的频率通带内获取取样信号，即电压信号值。

如图2所示，所述第二级滤波电路302与放大单元201之间具有比例放大电路，由于检测的取样信号的大小一般较小，通过放大单元201配合比例放大电路对输出可被检测的输出信号。

所述比例放大电路包括并联的第六电容61和第六电阻62，在本实施例中，第六电容61一般较大，导致放大单元201的开环频响曲线将发生变化，容易引起自激。即设置一第六电阻62，使放大单元201与第六电容61相隔离，减轻第六电容61的影响。

另外，第一电阻11与第六电阻62构成共同构成比例放大电路中的比例放大电阻。

所述第三级滤波电路301包括并联的第三电阻32和第三电容31，利用第三电阻32和第三电容31共同构成rc并联滤波电路，对经过放大单元201放大的输出信号进行再次滤波筛选后进行取样。

另外，所述放大电路与第三级滤波电路301之间连接有第一二极管12，一般二极管在导通后，其正向压降基本保持不变，有一定的稳压作用，用于辅助放大单元201的输出信号的稳定。

如图2所示，所述电源电路1还连接有lc串联滤波电路，所述lc串联滤波电路包括第四电感43和第四电容41，利用第四电感43和第四电容41构成lc串联滤波电路，将整流后的正半波交流电转换成平滑直流电，所述第四电容41两端并联连接有lc并联谐振电路和igbt，所述lc并联谐振电路包括第五电感53和第五电容51，所述第五电感53与igbt和第四电容41够成回路，构成本实施例中电源电路1的负载部分。

本发明实施例所提供的取样电路中，包括由四个二极管构成的整流桥堆2，并引出5个管脚，第四电感43和第四电容41构成lc串联滤波电路，第五电感53与第五电容51构成lc并联谐振电路，和igbt构成负载回路，由单片机200、采样电阻22、第一电阻11、第一电容12、第二电阻22、第二电容21、第六电阻62、第六电容61、第三电阻32、第三电容31、第一二极管12和反相放大器构成的取样电路，如图1至图2所示，图2右边为电磁加热产品的输出边，接入市电后，交流市电经过整流桥堆2的两个交流极输入，由整流桥堆2的正极输出，经过第四电感43和第四电容41组成的lc串联滤波电路整流滤波，将整流后的正半波交流电转换成平滑直流电，并提供给第五电感53和第五电容51组成的负载，由igbt进行控制通断；

当igbt导通时，经过整流桥堆2输出的电流经过igbt输入至整流桥堆2的取样，由采样电阻22进行电流取样，电流从整流桥堆2内部经过电阻从整流桥堆2中的负极输出，此时第一电容12处于充电状态，其电压逐渐增大，负极输出的信号经过第二电阻22和第二电容21组成rc滤波电路进行滤波转变成电压信号，并分成两路，一路经过单片机200集成的放大单元201中的运算放大器的反相端，运算放大器另一端接地，该运算放大器为反相放大器，进行反相输出，另一路经过第六电阻62和第六电容61进行比例放大输入至单片机200或反相放大器的输出端，经过反相放大器输出的电压信号为“+”，与整流桥堆2的“-”极构成回路，经过第六电阻62和第六电容61进行比例放大，且电压信号并没有损失，反相放大器输出端经过第一二极管12、第三电阻32和第三电容31进行第三次整流滤波，其中第一二极管12具有一定的稳压作用，将改电压信号输入至单片机200的ad采样端口，进行程序采样处理。

可见，本发明实施例提供的取样电路，并联整流桥堆的负极，经过三次滤波，再经过反相放大器与采样电阻22、第一电容12和第二电阻22构成的辅助回路，使取样电路里只有很小的电流，从而大大降低取样电路的功率损耗，从而保证电压信号的稳定，并且本电路采用很少元器件，从而降低成本和体积

另外在本实施例中，本实施例的取样电路采用很少元器件可应对pcb布线要求高的情况，减少寄生电容和计生电感的产生，保证采样信号的一致性。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。