电磁加热装置及电磁炉的制作方法

本发明涉及生活电器技术领域，尤其涉及一种电磁加热装置及电磁炉。

背景技术：

使用电磁感应方式烹饪食物，由于输出功率很大，通常可达到2000瓦，为了减小开关管(如绝缘栅双极晶体管IGBT)的损耗，让开关管工作在软开关状态，相关技术中，通常采用LC谐振加热方案。因为谐振电路具有选频特性，只有当开关管的工作频率与LC谐振频率一致时，其输出功率最大，工作状态最佳；开关管的工作频率越偏离LC谐振频率，输出功率越小，工作状态越差。在单管LC谐振电磁加热方案，由于线圈盘的电感量L和电容的容量C是一组已设定好的固定值，开关管工作在2000瓦频率范围时(约20KHz)达到最佳状态，开关管的开关频率越高，功率越低，工作状态越差，具体表现为：开关管将逐渐退出软开关状态，进入硬开关状态，开关管的温升越高，所以目前单管LC谐振电磁加热方式通常只能在1000瓦～2000瓦范围连续加热工作，低于1000瓦时以间歇加热方式实现低功率加热，例如实现500瓦加热，则以1000瓦加热如5秒，再停止加热5秒，周而复始地进行加热，但是这种间歇加热方式烹饪效果差，影响烹饪效果，无法满足用户需求。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电磁加热装置，该电磁加热装置可以提升在低功率工作下的食物烹饪效果，很好地满足用户需求。

本发明的第二个目的在于提出一种电磁炉。

为了实现上述目的，本发明的第一方面的实施例公开了一种电磁加热装置，包括：电源模块；与所述电源模块相连的谐振模块，其中，所述谐振模块具有谐振电感和谐振电容构成的谐振子模块，所述谐振电容与所述谐振电感并联；开关模块，所述开关模块与所述谐振模块中谐振电感的第一端相连；电流抑制模块，用于抑制所述谐振模块中的谐振电容对所述开关模块的冲击电流，所述电流抑制模块包括：抑制电感，所述抑制电感的第一端与所述电源模块相连，所述抑制电感的第二端与所述谐振电感的第二端相连。

根据本发明实施例的电磁加热装置，在低功率(如功率小于1000瓦)下加热运行时，抑制电感可以有效抑制谐振电容对开关模块的冲击电流，使电磁加热装置在低功率下可连续运行加热，不必采用间歇性加热方式实现低功率工作，从而提升电磁加热装置在低功率工作下的食物烹饪效果。

另外，根据本发明上述实施例的电磁加热装置还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，还包括：放电电容，所述放电电容的第一端与所述谐振电感的第二端相连，所述放电电容的第二端接地。

在一些示例中，所述开关模块包括绝缘栅双极晶体管IGBT。

在一些示例中，所述电源模块包括：整流器，所述整流器与电源相连；电感，所述电感的第一端与所述整流器的输出端相连，所述电感的第二端与所述抑制电感的第一端相连；滤波电容，所述滤波电容的第一端与所述电感的第二端相连，所述滤波电容的第二端接地。

在一些示例中，所述抑制电感的电感大小为1-10μH。

本发明第二方面的实施例公开了一种电磁炉，包括：根据上述任意一个实施例所述的电磁加热装置，其中，所述电磁加热装置的谐振电感和所述抑制电感作为线圈设置在所述电磁炉的线圈盘上。

根据本发明实施例的电磁炉，在低功率(如功率小于1000瓦)下加热运行时，抑制电感可以有效抑制谐振电容对开关模块的冲击电流，使电磁炉在低功率下可连续运行加热，不必采用间歇性加热方式实现低功率工作，从而提升电磁炉在低功率工作下的食物烹饪效果，很好地满足用户需求。

另外，根据本发明上述实施例的电磁炉还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述抑制电感在所述线圈盘上的线圈绕组平面高于所述谐振电感在所述线圈盘上的线圈绕组平面。

在一些示例中，所述抑制电感在所述线圈盘上的线圈绕组平面与所述谐振电感在所述线圈盘上的线圈绕组平面的高度差小于5毫米。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的电磁加热装置的示意图；

图2是根据本发明一个实施例的电磁炉的线圈盘的示意图；以及

图3是根据本发明另一个实施例的电磁炉的线圈盘的示意图。

图4是本发明一个实施例的电磁炉的线圈盘图2的剖面示意图；

图5是本发明另一个实施例的电磁炉的线圈盘图3的剖面示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的电磁加热装置及电磁炉。

图1是根据本发明一个实施例的电磁加热装置的结构框图。如图1所示，根据本发明一个实施例的电磁加热装置，包括：电源模块110、谐振模块120、开关模块130和电流抑制模块140。

具体地，谐振模块120与电源模块110相连，电源模块110为电磁加热装置供电，其中，谐振模块120具有谐振电感121和谐振电容122构成的谐振子模块，谐振电容122与谐振电感121并联。开关模块130与谐振模块120中谐振电感121的第一端(如图1所示的谐振电感121的右端)相连，其中，开关模块130包括但不限于绝缘栅双极晶体管IGBT。电流抑制模块140用于抑制谐振模块120中的谐振电容122对开关模块130的冲击电流，电流抑制模块140包括：抑制电感141，抑制电感141的第一端(如图1所示的抑制电感141的左端)与电源模块110相连，抑制电感141的第二端(如图1所示的抑制电感141的右端)与谐振电感121的第二端(如图1所示的谐振电感121的左端)相连。其中，电磁加热装置在进行电磁加热时，谐振模块120作为加热模块进行加热。

根据本发明实施例的电磁加热装置，在低功率(如功率小于1000瓦)下加热运行时，抑制电感可以有效抑制谐振电容对开关模块的冲击电流，使电磁加热装置在低功率下可连续运行加热，不必采用间歇性加热方式实现低功率工作，从而提升电磁加热装置在低功率工作下的食物烹饪效果。

结合图1所示，电源模块110包括：整流器111、电感112和滤波电容113。其中，整流器111与电源(图1中没有示出)相连。电感112的第一端(如图1所示电感112的左端)与整流器111的输出端相连，电感112的第二端(如图1所示电感112的右端)与抑制电感141的第一端相连。滤波电容113的第一端(如图1所示滤波电容113的上端)与电感112的第二端相连，滤波电容113的第二端(如图1所示滤波电容113的下端)接地。

再次结合图1所示，本发明实施例的电磁加热装置还包括：放电电容150。放电电容150的第一端(如图1所示的放电电容150的上端)与谐振电感121的第二端相连，放电电容150的第二端(如图1所示的放电电容150的下端)接地。放电电容150可以对抑制电感141进行放电，从而可以降低抑制电感141的损耗，提升电磁加热装置的使用寿命。

在本发明的一个实施例中，抑制电感141的电感大小为1-10μH。具体地说，抑制电感141的感量越大，其抑制开关模块130(即IGBT)开通冲击电流效果越好，但是如果太大， 抑制电感141存储能量过多，不易释放，抑制电感141的损耗过大，因此，抑制电感141的感量设在1-10μH相对更为适宜。

根据本发明实施例的电磁加热装置，可以提升在低功率工作下的食物烹饪效果。

本发明进一步的实施例公开了一种电磁炉，包括：如上述任意一个实施例所述的电磁加热装置，其中，电磁加热装置的谐振电感121和抑制电感141作为线圈设置在电磁炉的线圈盘上。

谐振电感121的线圈称为大线圈121或者谐振线圈，抑制电感141的线圈称为小线圈141。

在本发明的具体示例中，如图2所示，示出了一种小线圈141设置在线圈盘内环而大线圈121设置在线圈盘外环的形式的线圈盘，即：线圈盘内环设置小线圈141,引线1为小线圈141的入线端(即：抑制电感141的左端)，引线2为小线圈141的出线端(即：抑制电感141的右端)，引线3为大线圈121的入线端(即：谐振电感121的左端)，引线4为大线圈121的出线端(即：谐振电感121的右端)。

在本发明的另一示例中，如图3所示，示出了一种小线圈141设置在线圈盘外环而大线圈121设置在线圈盘内环的形式的线圈盘。即：小线圈141设在线圈盘外环，引线1为大线圈121的入线端(即：谐振电感121的左端)，引线2为大线圈121的出线端(即：谐振电感121的右端)，引线3为小线圈141的入线端(即：抑制电感141的左端)，引线4小线圈141的出线端(即：抑制电感141的右端)。

无论是哪种形式的线圈盘，引线2、3可以单独各铆接一个端子，然后在主板上串联连接，也可以铆接在一个端子后与主板连接，引线1、4单独各铆接一个端子，如图1所示，形成的小线圈141串联在电路中。引线2、3铆接在一个端子上，可以减少主板的空间，同时降低端子的成本，因此，通常将引线2、3铆接在一个端子上。

如图4和图5所示，在本发明的实施例中，抑制电感141在线圈盘上的线圈绕组平面高于谐振电感121在线圈盘上的线圈绕组平面。进一步地，抑制电感141在线圈盘上的线圈绕组平面与谐振电感121在线圈盘上的线圈绕组平面的高度差小于5毫米。具体而言，小线圈141可设置在大线圈121上方0-5mm，高度差设置不易过大，这样，通过减小线圈141与锅具的距离，使小线圈141在满足所需耦合小电感的情况下与锅具的耦合电阻达到较大的值，使小线圈141消耗的能量尽量多的作用到锅具上，降低能耗且提升电磁炉的加热效果。

根据本发明实施例的电磁炉，在低功率(如功率小于1000瓦)下加热运行时，抑制电感可以有效抑制谐振电容对开关模块的冲击电流，使电磁炉在低功率下可连续运行加热，不必采用间歇性加热方式实现低功率工作，从而提升电磁炉在低功率工作下的食物烹饪效 果。

另外，根据本发明上述实施例的电磁炉的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。