电磁加热电路和电磁加热设备的制作方法

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设备。

背景技术：

目前，随着电磁加热技术越来越普及，如应用在电磁炉、IH(Induction Heater，加热器)电饭煲等电磁加热产品中，在这些电磁加热产品中，因电磁加热需要不停的开关IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)，线圈盘不停地形成谐振回路，向外辐射电磁场，与锅具进行相吸或相斥，如此则会使锅具在电磁加热产品工作过程中产生电磁噪音，其主要频率段为100HZ到600HZ不等，而且这种噪音产生的嗡嗡声、吱吱声等特别刺耳，严重影响了客户的使用体验。

如图1所示，为相关技术中的通用电磁加热系统示意图，其线圈盘绕线法及其相关波形图分别如图2和图3所示。其中，图2所示的线圈盘为单向绕法，图3中的波形(3.1)为IGBT开关的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)波形，波形(3.2)为线圈盘的电流波形，波形(3.2)通过向外辐射磁场，锅具切割磁感线使锅具产生相吸或相斥的作用力，具体地，当电流上升时，和锅具相斥，而当电流下降时，和锅具相吸，过程中会产生电磁噪音。

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，通过采用双谐振系统方案，使得两个谐振系统对锅具产生的作用力相反，以互相抵消一部分作用力，达到较好的降低锅具震动力的效果，从而可以有效地降低电磁加热过程中锅具产生的噪音，提升用户体验。

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设备。

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，用于包括锅具的电磁加热设备，所述电磁加热电路包括：第一谐振系统和第二谐振系统；其中，所述第一谐振系统包括第一功率开关管和第一谐振回路，所述第一功率开关管的控制端输入第一PWM控制信号，所述第一功率开关管的输出端连接至所述第一谐振回路；以及所述第二谐振系统包括第二功率开关管和第二谐振回路，所述第二功率开关管的控制端输入第二PWM控制信号，所述第二功率开关管的输出端连接至所述第二谐振回路；其中，所述第一PWM控制信号的波形的初始上升沿或者初始下降沿位于所述第二PWM控制信号的波形的初始上升沿或者初始下降沿之前或者之后，以使所述第一谐振回路对所述锅具的作用力与所述第二谐振回路对所述锅具的作用力相反。

在该技术方案中，通过在电磁加热电路中采用双谐振系统，并向不同的谐振系统的功率开关管中输入不同的PWM控制信号，以使不同的谐振系统的谐振回路对锅具的作用力相反，具体地，第一谐振回路在第二谐振回路对锅具产生相吸的作用力时其与该锅具相斥，以及在第二谐振回路对锅具产生相斥的作用力时其与该锅具相吸，如此，可以使同时作用在锅具上的力得到抵消，降低锅具震动力，从而可以有效地降低电磁加热过程中产生的噪音，提升用户体验。

其中，输入到第一功率开关管的控制端的第一PWM控制信号的波形的初始上升沿或初始下降沿位于输入到第二功率开关管的控制端的第二PWM控制信号的波形的初始上升沿或初始下降沿的之前或之后，也就是说，当第一PWM控制信号的波形为高电平时，第二PWM控制信号的波形存在为低电平的部分，以及当第一PWM控制信号的波形为低电平时，第二PWM控制信号的波形存在为高电平的部分，从而使两个谐振回路对锅具的作用力可以互相抵消。

根据本实用新型的上述技术方案中的电磁加热电路，还可以具有以下技术特征：

在上述技术方案中，优选地，所述第一谐振回路包括：并联连接的第一励磁线圈和第一谐振电容，所述第二谐振回路包括：并联连接的第二励磁线圈和第二谐振电容。

在该技术方案中，第一谐振回路和第二谐振回路均包括并联连接的励磁线圈和谐振电容，当每个谐振系统中的功率开关管根据其控制端输入的PWM控制信号导通或断开的过程中，使得相应的谐振回路中产生谐振电流，进而励磁线圈产生周期性变化的磁场作用在锅具，以使其产生涡流发热实现电磁加热。

在上述任一技术方案中，优选地，所述第一励磁线圈作用于所述锅具的第一区域，所述第二励磁线圈作用于所述锅具的第二区域，其中，所述第一区域与所述第二区域对称设置在所述锅具的底部。

在该技术方案中，通过使不同的谐振系统中的励磁线圈分别作用在锅具底部的对称区域中，进而可以使它们对锅具的底部的作用里得到更加有效的抵消，达到较好的降低锅具震动力的效果。

在上述任一技术方案中，优选地，所述第一PWM控制信号的脉冲宽度与所述第二PWM控制信号的脉冲宽度相同。

在该技术方案中，不同谐振系统中的功率开关管的控制端各自输入的PWM控制信号的脉冲宽度可以相同，具体地可以取为10us～40us；则进一步地，可以在第一PWM控制信号的波形为高电平时第二PWM控制信号的波形对应地正好完全为低电平，则当第一PWM控制信号的波形为低电平时第二PWM控制信号的波形正好对应的为高电平，二者可以完全抵消，即此时，第一PWM控制信号的波形的初始上升沿或初始下降沿与第二PWM控制信号的波形的初始下降沿或初始上升沿重合对应，以使两个谐振回路对锅具的作用力完全抵消。

在上述任一技术方案中，优选地，所述第一功率开关管和所述第二功率开关管均为IGBT开关管。

在上述任一技术方案中，优选地，所述电磁加热电路还包括：供电电源，用于为所述第一谐振系统和所述第二谐振系统提供工作电压。

在上述任一技术方案中，优选地，所述电磁加热电路还包括：桥式整流电路，所述桥式整流电路的输入端连接至所述供电电源，用于将交流输入电压转化为直流电压，所述桥式整流电路的输出端分别连接至所述第一谐振系统和所述第二谐振系统。

在上述技术方案中，桥式整流电路包括两个输入端、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，而供电电源可以是市电，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，具体地，该桥式整流电路用于将供电电源的交流输入转换为直流电压，以供后续电路使用，确保电磁加热系统的正常运行。

在上述任一技术方案中，优选地，所述电磁加热电路还包括：滤波稳压电路，所述滤波稳压电路的输入端连接至所述桥式整流电路的输出端，所述滤波稳压电路的输出端分别连接至所述第一谐振系统和所述第二谐振系统。

在该技术方案中，用于对桥式整流电路的输出进行滤波稳压的电路具体可以包括：滤波电容和扼流线圈，其中，滤波电容用于滤除经桥式整流电路整流后电压中的低次谐波以输出稳定的直流电压，而扼流线圈用于遏制噪音进入后端的谐振回路，同时隔离谐振回路的信号串扰到桥式整流电路。

进一步地，在上述任一技术方案中，所述电磁加热电路还包括：用于为后端的谐振回路充电的储能电容。

根据本实用新型的第二方面，还提出了一种电磁加热设备，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，通过该采用双谐振系统方案的电磁加热电路，使得两个谐振系统对锅具产生的作用力相反，以互相抵消一部分作用力，达到较好的降低锅具震动力的效果，从而可以有效地降低电磁加热过程中锅具产生的噪音，提升用户体验，同时提高产品的市场竞争力。

在上述技术方案中，优选地，所述电磁加热设备包括电磁炉、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示出了相关技术中的电磁加热系统的原理示意图；

图2示出了图1所示的电磁加热系统的线圈盘的绕法示意图；

图3示出了图1所示的电磁加热系统的PWM控制波形和线圈盘的电流波形示意图；

图4示出了本实用新型的第一实施例的电磁加热电路的示意框图；

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；

图6示出了图5所示的电磁加热电路的励磁线圈的盘绕示意图；

图7示出了本实用新型的实施例的锅具的底部的区域划分示意图；

图8示出了图5所示的第一谐振系统和第二谐振系统的相关波形示意图；

图9示出了本实用新型的第二实施例的电磁加热电路的示意框图。

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4至图9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4所示，根据本实用新型的实施例的用于包括锅具的电磁加热设备的电磁加热电路，包括：第一谐振系统10和第二谐振系统20。

其中，所述第一谐振系统10包括第一功率开关管102和第一谐振回路104，所述第一功率开关管102的控制端输入第一PWM控制信号，所述第一功率开关管102的输出端连接至所述第一谐振回路104；以及所述第二谐振系统20包括第二功率开关管202和第二谐振回路204，所述第二功率开关管202的控制端输入第二PWM控制信号，所述第二功率开关管202的输出端连接至所述第二谐振回路204；其中，所述第一PWM控制信号的波形的初始上升沿或者初始下降沿位于所述第二PWM控制信号的波形的初始上升沿或者初始下降沿之前或者之后，以使所述第一谐振回路104对所述锅具的作用力与所述第二谐振回路204对所述锅具的作用力相反。

在该实施例中，通过在电磁加热电路中采用双谐振系统，并向不同的谐振系统的功率开关管中输入不同的PWM控制信号，以使不同的谐振系统的谐振回路对锅具的作用力相反，具体地，第一谐振回路104在第二谐振回路204对锅具产生相吸的作用力时其与该锅具相斥，以及在第二谐振回路204对锅具产生相斥的作用力时其与该锅具相吸，如此，可以使同时作用在锅具上的力得到抵消，降低锅具震动力，从而可以有效地降低电磁加热过程中产生的噪音，提升用户体验。

其中，输入到第一功率开关管102的控制端的第一PWM控制信号的波形的初始上升沿或初始下降沿位于输入到第二功率开关管202的控制端的第二PWM控制信号的波形的初始上升沿或初始下降沿的之前或之后，也就是说，当第一PWM控制信号的波形为高电平时，第二PWM控制信号的波形存在为低电平的部分，以及当第一PWM控制信号的波形为低电平时，第二PWM控制信号的波形存在为高电平的部分，从而使两个谐振回路对锅具的作用力可以互相抵消。

进一步地，在上述实施例中，所述第一谐振回路104包括：并联连接的第一励磁线圈和第一谐振电容，所述第二谐振回路204包括：并联连接的第二励磁线圈和第二谐振电容，具体如图5所示。

在该实施例中，第一谐振回路104和第二谐振回路204均包括并联连接的励磁线圈和谐振电容，当每个谐振系统中的功率开关管根据其控制端输入的PWM控制信号导通或断开的过程中，使得相应的谐振回路中产生谐振电流，进而励磁线圈产生周期性变化的磁场作用在锅具，以使其产生涡流发热实现电磁加热。

进一步地，在上述任一实施例中，所述第一励磁线圈作用于所述锅具的第一区域，所述第二励磁线圈作用于所述锅具的第二区域，其中，所述第一区域与所述第二区域对称设置在所述锅具的底部。

在该实施例中，通过使不同的谐振系统中的励磁线圈分别作用在锅具底部的对称区域中，进而可以使它们对锅具的底部的作用里得到更加有效的抵消，达到较好的降低锅具震动力的效果。

具体地，如图6所示，为本实用新型的双谐振系统的励磁线圈的盘绕方式的一个实施例，其中(6.1)和(6.2)为一个励磁线圈，(6.3)和(6.4)为另一个励磁线圈，分别对应图7所示的锅具的底部的区域(7.1)、(7.2)、(7.3)和(7.4)，其中，区域(7.1)与区域(7.3)对称设置，区域(7.2)与区域(7.4)对称设置。

进一步地，区域(7.1)和区域(7.2)的受力相同，区域(7.3)和区域(7.4)的受力相同，但区域(7.1)/区域(7.2)与区域(7.3)/区域(7.4)的受力刚好相反，二者作用力可以互相抵消一部分，故可较好的降低锅具震动力，当然最终也可降低电磁加热噪音。

进一步地，在上述任一实施例中，所述第一PWM控制信号的脉冲宽度与所述第二PWM控制信号的脉冲宽度相同。

在该实施例中，不同谐振系统中的功率开关管的控制端各自输入的PWM控制信号的脉冲宽度可以相同，具体地可以取为10us～40us，如图8所示，波形(8.1)为第一PWM控制信号的波形，波形(8.2)为第二PWM控制信号的波形，而对应的波形(8.3)为第一谐振回路104的电流的波形，波形(8.4)为第二谐振回路204的电流的波形。

从图8中可以看出，波形(8.1)和波形(8.2)在控制上，当第一功率开关管102在波形(8.1)的控制下开通一定时间后第二功率开关管202在波形(8.2)的控制下也开通，进一步反应到图6的励磁线圈对图7的锅具的底部作用力上，励磁线圈(6.1)、(6.2)和锅具相吸的时候励磁线圈(6.3)、(6.4)和锅具相斥，以及励磁线圈(6.1)、(6.2)和锅具相斥励磁线圈(6.3)、(6.4)和锅具相吸。

进一步地，在上述实施例中，可以在第一PWM控制信号的波形为高电平时第二PWM控制信号的波形对应地正好完全为低电平，则当第一PWM控制信号的波形为低电平时第二PWM控制信号的波形正好对应的为高电平，二者可以完全抵消，即此时，第一PWM控制信号的波形的初始上升沿或初始下降沿与第二PWM控制信号的波形的初始下降沿或初始上升沿重合对应，以使两个谐振回路对锅具的作用力完全抵消。

进一步地，在上述任一实施例中，所述第一功率开关管102和所述第二功率开关管202均为IGBT开关管，如图5所示。

进一步地，如图5和图9所示，在上述任一实施例中，所述电磁加热电路还包括：供电电源30，用于为所述第一谐振系统10和所述第二谐振系统20提供工作电压。

进一步地，如图9所示，在上述任一实施例中，所述电磁加热电路还包括：桥式整流电路40，所述桥式整流电路40的输入端连接至所述供电电源30，用于将交流输入电压转化为直流电压，所述桥式整流电路40的输出端分别连接至所述第一谐振系统10和所述第二谐振系统20。

在该实施例中，桥式整流电路40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，而供电电源30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，具体地，该桥式整流电路40用于将供电电源30的交流输入转换为直流电压，以供后续电路使用，确保电磁加热系统的正常运行。

进一步地，如图9所示，在上述任一实施例中，所述电磁加热电路还包括：滤波稳压电路50，所述滤波稳压电路50的输入端连接至所述桥式整流电路40的输出端，所述滤波稳压电路50的输出端分别连接至所述第一谐振系统10和所述第二谐振系统20。

在该实施例中，用于对桥式整流电路40的输出进行滤波稳压的电路具体可以包括：滤波电容和扼流线圈(图中未示出)，其中，滤波电容用于滤除经桥式整流电路40整流后电压中的低次谐波以输出稳定的直流电压，而扼流线圈用于遏制噪音进入后端的谐振回路，同时隔离谐振回路的信号串扰到桥式整流电路40。

进一步地，在上述任一实施例中，所述电磁加热电路还包括：用于为后端的谐振回路充电的储能电容(图中未示出)。

另外，在本实用新型的其他实施例中，电磁加热电路中可以包括三个、四个或更多个谐振系统，能实现本实用新型的多个谐振系统分别对锅具的底部的作用力可以互相抵消，降低锅具震动力，从而降低电磁加热过程中锅具产生的噪音的方案均在本实用新型的保护范围内，具体地通过为不同的谐振系统输入相应的PWM控制信号进行调制实现。

作为本实用新型的实施例的电磁加热设备，可以采用上述任一实施例中所述的电磁加热电路进行加热，具体地，该电磁加热设备包括电饭煲、电磁炉、电压力锅等。

在该实施例中，通过该采用双谐振系统方案的电磁加热电路，使得两个谐振系统对锅具产生的作用力相反，以互相抵消一部分作用力，达到较好的降低锅具震动力的效果，从而可以有效地降低电磁加热过程中锅具产生的噪音，提升用户体验，同时提高产品的市场竞争力。

以上结合附图详细说明了本实用新型的技术方案，考虑到相关技术中电磁加热过程中由于对锅具的相吸或相斥使锅具产生电磁噪音的问题，上述技术方案通过采用双谐振系统，并使得两个谐振系统对锅具产生的作用力相反，以互相抵消一部分作用力，达到较好的降低锅具震动力的效果，从而可以有效地降低电磁加热过程中锅具产生的噪音，提升用户体验。

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。