电磁加热电路和电磁加热装置的制作方法

本实用新型涉及生活电器技术领域，具体而言，涉及一种电磁加热电路和一种电磁加热装置。

背景技术：

目前，市面上大部分生活电器中的电磁加热都采用的是单管、半桥或者全桥方案。在这些方案中，功率管是电磁加热系统中非常重要的部件之一，也是极易损坏的部件之一。故而，为了保护功率管免受损坏，引入智能功率模块，但智能功率模块中的逻辑电路和功率模块属于两个独立的部件，它们的地线很容易受到彼此之间的相互干扰，因此，如何减少二者地线干扰以及和其他控制部件的地线较好的连接成为亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种电磁加热电路，通过将控制器的地线端、智能功率模块中的逻辑电路的地线端和智能功率模块中的驱动推挽电路的第一地线端连接至桥式整流电路的地线端，以及将智能功率模块中的驱动推挽电路的第二地线端和功率管的地线端相连，即在智能功率模块的各组成部件之间实现地线的相互分离，以避免各组成部件之间的相互干扰，从而确保功率管能够正确的打开或断开，以对其实现有效的保护，并提升用户的使用体验。

本实用新型的另一个目的在于提出一种具有上述电磁加热电路的电磁加热装置。

为实现上述至少一个目的，根据本实用新型的第一方面，提出了一种电磁加热电路，包括：桥式整流电路，所述桥式整流电路的输入端连接至交流电源；谐振电路，所述谐振电路的一端连接至所述桥式整流电路的输出端；智能功率模块，所述智能功率模块包括依次串联连接的逻辑电路、驱动推挽电路和功率管，以及所述驱动推挽电路包括第一地线端和第二地线端，所述功率管的输出端连接至所述谐振电路的另一端；控制器，所述控制器的输出端连接至所述逻辑电路的输入端；以及所述逻辑电路的地线端、所述第一地线端、所述控制器的地线端均连接至所述桥式整流电路的地线端，所述第二地线端连接至所述功率管的地线端。

在该技术方案中，通过将桥式整流电路的地线、控制器的地线、智能功率模块中的逻辑电路的地线和智能功率模块中的驱动推挽电路的第一地线相连，一方面可以确保控制器发出的控制信息不会受到其他电路的干扰，以能够准确地被智能功率模块的逻辑电路所解析，另一方面也可以确保逻辑电路反馈至控制器的信息同样免受其他电路的干扰，以能够被控制器准确地解析，从而确保数据通信的准确性和可靠性；以及通过将智能功率模块中的驱动推挽电路的第二地线和功率管的地线相连，可以避免智能功率模块中的逻辑电路、驱动推挽电路和功率管之间的相互干扰，以及确保功率管能够正确地打开或断开，提高功率管的稳定性，从而提供整个电路的稳定性，提升用户的使用体验。

在上述技术方案中，优选地，还包括：康铜丝，所述康铜丝连接在所述桥式整流电路的地线端和所述功率管的地线端之间，用于采集所述功率管的电流。

在该技术方案中，桥式整流电路的地线端和功率管的地线端之间接有康铜丝，康铜丝有一定阻值，根据电路中不同电流大小，会在康铜丝上面形成相应的电流，从而实现对功率管的电流采样，以用于对功率管进行过流保护。

在上述任一技术方案中，优选地，所述驱动推挽电路包括第一级驱动电路，所述第一级驱动电路包括第一电阻和第一开关管；其中，所述第一电阻的一端连接至所述驱动推挽电路的外接电源、另一端连接至所述第一开关管的集电极，以及所述第一开关管的基极连接至所述逻辑电路的输出端，所述第一开关管的发射极作为所述驱动推挽电路的所述第一地线端。

在该技术方案中，驱动推挽电路的第一地线端为自其第一级驱动电路引出的地线端，具体地可自第一级驱动电路中第一开关管的发射极引出，其中第一级驱动电路用于将外接电源输入的电压进行电平转换以将其反向转换为电平相反的电压，一般地为将输入的低电平电压反向转换为高电平电压，以用于驱动后级功率管。

在上述任一技术方案中，优选地，所述驱动推挽电路还包括第二级驱动电路，所述第二级驱动电路包括第二电阻、第二开关管和第三开关管；其中，所述第二电阻的一端连接至所述外接电源、另一端连接至所述第二开关管的集电极，所述第二开关管的基极连接至所述第一开关管的集电极，所述第二开关管的发射极连接至所述第三开关管的发射极，以及所述第三开关管的基极连接至所述第一开关管的集电极，所述第三开关管的集电极作为所述驱动推挽电路的所述第二地线端。

在该技术方案中，为了确保驱动推挽电路的输出足以推动后级功率管，进一步地该驱动推挽电路还包括第二级驱动电路，具体地第二级驱动电路为推挽电路，以实现将小电流的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号转换为大电流的PWM信号，以驱动功率管，确保功率管能够正确的打开或断开，提高其可靠性，从而避免经过第一级驱动电路升压后的电平，其输出驱动能力不足(即电流不足)，不足以推动后级功率管，有效地达到提高整个电路的可靠性的目的。

在上述任一技术方案中，优选地，所述第一开关管和所述第二开关管为NPN三极管，所述第三开关管为PNP三极管。

在该技术方案中，具体地采用NPN三极管实现对驱动推挽电路的外接电源输入的电压的电平转换，以及采用包括极性不同、参数相同以及发射极相互连接的NPN三极管和PNP三极管的推挽电路实现电流转换，以驱动控制功率管的开关状态，具体地在电路工作时，对称的NPN三极管和PNP三极管中每次只有一个导通，具有小的导通损耗以及大而快的电流转换效率。

在上述任一技术方案中，优选地，所述第一电阻的阻值取值范围为1K欧姆～15K欧姆；所述第二电阻的阻值取值范围为0欧姆～1K欧姆。

在该技术方案中，为了使驱动推挽电路能够有效地驱动后级功率管，使其能够正确地打开或断开，则分别设置在驱动推挽电路的第一级驱动电路和第二级驱动电路中的第一电阻和第二电阻的阻值取值范围优选地分别为1K欧姆～15K欧姆和0欧姆～1K欧姆；具体的阻值可以根据实际使用情况调整，而且上述的阻值范围可以根据实际情况进行适当调整。

在上述任一技术方案中，优选地，所述康铜丝的阻值取值范围为1毫欧姆～10毫欧姆。

在该技术方案中，为了确保通过康铜丝能够顺利实现对功率管的电流采样，优选地其阻值取值范围为1毫欧姆～10毫欧姆。

在上述任一技术方案中，优选地，所述功率管为IGBT管。

根据本实用新型的第二方面，还提出了一种电磁加热装置，包括如上技术方案中任一项所述的电磁加热电路。

在该技术方案中，通过实现该电磁加热电路中智能功率模块的各组成部件之间地线的相互分离，以避免各组成部件之间的相互干扰，从而确保功率管能够正确的打开或断开，以对其实现有效的保护，提高功率管以及整个电路的稳定性，从而延长产品使用寿命，同时提升用户的使用体验。

在上述技术方案中，优选地，所述电磁加热装置包括电磁炉、电饭煲或电压力锅；当然也可以为其他进行电磁加热的生活电器。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了本实用新型的实施例的电磁加热电路的示意框图；

图2示出了图1所示的驱动推挽电路的示意框图；

图3示出了图2所示的第一级驱动电路的示意框图；

图4示出了图2所示的第二级驱动电路的示意框图；

图5示出了本实用新型的实施例的电磁加热电路的原理示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合图1至图5对本实用新型的实施例的电磁加热电路进行详细说明。

如图1和图5所示，根据本实用新型的实施例的电磁加热电路，包括：桥式整流电路10、谐振电路20、智能功率模块30和控制器40，以及所述智能功率模块30包括依次串联连接的逻辑电路302、驱动推挽电路304和功率管306。

其中，所述桥式整流电路10的输入端连接至交流电源；所述谐振电路20的一端连接至所述桥式整流电路10的输出端；所述驱动推挽电路304包括第一地线端和第二地线端，所述功率管306的输出端连接至所述谐振电路20的另一端；所述控制器40的输出端连接至所述逻辑电路302的输入端；以及所述逻辑电路302的地线端、所述第一地线端、所述控制器40的地线端均连接至所述桥式整流电路10的地线端102，所述第二地线端连接至所述功率管306的地线端3062。

在该实施例中，通过将桥式整流电路10的地线、控制器40的地线、智能功率模块30中的逻辑电路302的地线和智能功率模块30中的驱动推挽电路304的第一地线相连，均连接至如图5所示的桥式整流电路10的地线端102，一方面可以确保控制器40发出的控制信息不会受到其他电路的干扰，以能够准确地被智能功率模块30的逻辑电路302所解析，另一方面也可以确保逻辑电路302反馈至控制器40的信息同样免受其他电路的干扰，以能够被控制器40准确地解析，从而确保数据通信的准确性和可靠性；以及通过将智能功率模块30中的驱动推挽电路304的第二地线和功率管306的地线相连，均连接至如图5所示的功率管306的地线端3062，以避免智能功率模块30中的逻辑电路302、驱动推挽电路304和功率管306之间的相互干扰，确保功率管306能够正确地打开或断开，提高功率管306的稳定性，从而提供整个电路的稳定性，提升用户的使用体验。

其中，桥式整流电路10包括两个输入端、两个输出端和按预设偏置方式连接在两个输入、输出端之间的四个整流二极管；而交流电源可以是市电，比如220V、50Hz的单相正弦交流电压，当然也可以为经过变压的市电，以满足不同的使用需求；以及如图5所示，谐振电路20包括并联连接的励磁线圈和谐振电容，智能功率模块30中的功率管306优选地可以为IGBT管。

进一步地，如图5所示，在上述实施例中，所述电磁加热电路还包括：康铜丝50，所述康铜丝50连接在所述桥式整流电路10的地线端和所述功率管306的地线端之间，用于采集所述功率管306的电流。

在该实施例中，桥式整流电路10的地线端和功率管306的地线端之间接有康铜丝50，康铜丝50有一定阻值，根据电路中不同电流大小，会在康铜丝50上面形成相应的电流，从而实现对功率管306的电流采样，以用于对功率管306进行过流保护。

其中，所述康铜丝50的阻值取值范围为1毫欧姆～10毫欧姆，即为了确保通过康铜丝50能够顺利实现对功率管306的电流采样，优选地其阻值取值范围为1毫欧姆～10毫欧姆。

进一步地，如图2、图3和图5所示，在上述任一实施例中，所述驱动推挽电路304包括第一级驱动电路3042，所述第一级驱动电路3042包括第一电阻30422和第一开关管30424。

其中，所述第一电阻30422的一端连接至所述驱动推挽电路304的外接电源、另一端连接至所述第一开关管30424的集电极，以及所述第一开关管30424的基极连接至所述逻辑电路302的输出端，所述第一开关管30424的发射极作为所述驱动推挽电路304的所述第一地线端。

在该实施例中，驱动推挽电路304的第一地线端为自其第一级驱动电路3042引出的地线端，具体地可自第一级驱动电路3042中第一开关管30424的发射极引出，其中第一级驱动电路3042用于将外接电源输入的电压进行电平转换以将其反向转换为电平相反的电压，一般地为将输入的低电平电压反向转换为高电平电压，以用于驱动后级功率管306。

一般地，外接电源输入的电压若为高电平，其电压取值范围优选地为3.3V～5.1V，而经电平转换后若输出的为高电平，其电压取值范围优选地为12V～25V，举例来说，当外接电源输入5.1V的高电平时，经过第一电阻30422和第一开关管30424反向转换后将输出0V的低电压，而若外接电源输入0V的低电平时，则经过第一电阻30422和第一开关管30424反向转换后将输出12V～25V的高电平。

进一步地，如图2、图4和图5所示，在上述任一实施例中，所述驱动推挽电路304还包括第二级驱动电路3044，所述第二级驱动电路3044包括第二电阻30442、第二开关管30444和第三开关管30446。

其中，所述第二电阻30442的一端连接至所述外接电源、另一端连接至所述第二开关管30444的集电极，所述第二开关管30444的基极连接至所述第一开关管30424的集电极，所述第二开关管30444的发射极连接至所述第三开关管30446的发射极，以及所述第三开关管30446的基极连接至所述第一开关管30424的集电极，所述第三开关管30446的集电极作为所述驱动推挽电路304的所述第二地线端。

在该实施例中，为了确保驱动推挽电路304的输出足以推动后级功率管306，进一步地该驱动推挽电路304还包括第二级驱动电路3044，具体地第二级驱动电路3044为推挽电路，以实现将小电流的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号转换为大电流的PWM信号，以驱动功率管306，确保功率管306能够正确的打开或断开，提高其可靠性，从而避免经过第一级驱动电路3042升压后的电平，其输出驱动能力不足(即电流不足)，不足以推动后级功率管306，有效地达到提高整个电路的可靠性的目的。

进一步地，在上述任一实施例中，如图5所示，所述第一开关管30424和所述第二开关管30444为NPN三极管，所述第三开关管30446为PNP三极管。

在该实施例中，具体地采用NPN三极管实现对驱动推挽电路304的外接电源输入的电压的电平转换，以及采用包括极性不同、参数相同以及发射极相互连接的NPN三极管和PNP三极管的推挽电路实现电流转换，以驱动控制功率管306的开关状态，具体地在电路工作时，对称的NPN三极管和PNP三极管中每次只有一个导通，具有小的导通损耗以及大而快的电流转换效率。

进一步地，在上述任一实施例中，所述第一电阻30422的阻值取值范围为1K欧姆～15K欧姆；所述第二电阻30442的阻值取值范围为0欧姆～1K欧姆。

在该实施例中，为了使驱动推挽电路304能够有效地驱动后级功率管306，使其能够正确地打开或断开，则分别设置在驱动推挽电路304的第一级驱动电路3042和第二级驱动电路3044中的第一电阻30422和第二电阻30442的阻值取值范围优选地分别为1K欧姆～15K欧姆和0欧姆～1K欧姆；具体的阻值可以根据实际使用情况调整，而且上述的阻值范围可以根据实际情况进行适当调整。

进一步地，如图5所示，可以理解的是，本实用新型的实施例的电磁加热电路还包括：吸收电容60，用于吸收经桥式整流电路10整流后的电压中包含的纹波；扼流圈70，用于遏制噪音进入谐振电路20，同时隔离谐振电路20信号串扰到桥式整流电路10；储能电容80，用于为谐振电路20充电。

根据本实用新型的另一方面的实施例，提出了一种电磁加热装置，包括如上实施例中任一项所述的电磁加热电路。

在该实施例中，通过实现该电磁加热电路中智能功率模块的各组成部件之间地线的相互分离，以避免各组成部件之间的相互干扰，从而确保功率管能够正确的打开或断开，以对其实现有效的保护，提高功率管以及整个电路的稳定性，从而延长产品使用寿命，同时提升用户的使用体验。

其中，所述电磁加热装置优选地包括电磁炉、电饭煲或电压力锅；当然也可以为其他进行电磁加热的生活电器。

以上结合附图详细说明了本实用新型的技术方案，在电磁加热电路中，通过将控制器的地线端、智能功率模块中的逻辑电路的地线端和智能功率模块中的驱动推挽电路的第一地线端连接至桥式整流电路的地线端，以及将智能功率模块中的驱动推挽电路的第二地线端和功率管的地线端相连，即在智能功率模块的各组成部件之间实现地线的相互分离，以避免各组成部件之间的相互干扰，从而确保功率管能够正确的打开或断开，以对其实现有效的保护，并提升用户的使用体验。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。