电磁加热控制电路及电磁加热设备的制作方法

本实用新型涉及电子电路技术领域，特别涉及一种电磁加热控制电路及电磁加热设备。

背景技术：

在日常生活中，用户大多采用电磁加热设备来对被加热的物体进行加热。电磁加热设备中一般设置有浪涌检测电路，当浪涌检测电路检测到市电包络出现浪涌时，会触发电磁加热设备中主控制器的PPG(可编程脉冲发生器)控制模块停止输出PPG脉冲信号来控制电磁加热设备中的IGBT关断，以使电磁加热设备停止加热工作，进而抑制浪涌信号对电磁加热系统产生干扰，避免电磁加热设备中的IGBT以及其他元器件受损。

但是，此时电磁加热设备中的浪涌能量已经冲到很高，再关断IGBT已无法避免IGBT因为集电极上的能量过高而被击穿的问题，进而导致电磁加热设备易工作失效。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提出一种电磁加热控制电路及电磁加热设备，旨在解决在交流电源中的浪涌信号致使电磁加热设备中的IGBT受损的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种电磁加热控制电路，包括用于将输入的交流电源转化为直流电源的供电模块、依次与所述供电模块连接的并联谐振模块和IGBT，以及控制所述IGBT工作的控制模块，所述电磁加热控制电路还包括浪涌检测模块及开关放电模块，所述浪涌检测模块的检测端与所述交流电源连接，所述浪涌检测模块的输出端与所述控制模块的信号接收端连接，所述控制模块的第一控制端与所述IGBT的门极连接；所述控制模块的第二控制端与所述开关放电模块的受控端连接，所述开关放电模块的输入端与所述IGBT的集电极连接；其中，

所述浪涌检测模块，用于检测所述交流电源的电压信号，并输出相应的浪涌检测信号；

所述控制模块，用于在接收到所述浪涌检测信号时，控制所述IGBT停止工作，同时输出放电控制信号；

所述开关放电模块，用于在接收到所述放电控制信号时开启，以将所述并联谐振模块储存的电能进行释放。

优选地，所述电磁加热控制电路还包括：

开/关机模块，用于在触发时输出开机信号/关机信号；

所述控制模块，还用于在接收到所述关机信号时，控制所述IGBT停止工作，同时控制所述开关放电模块开启。

优选地，所述浪涌检测模块包括第一整流单元及分压单元，所述第一整流单元包括第一输入端及第二第二输入端，所述第一整流单元的第一输入端和第二输入端分别与所述交流电源连接，所述第一整流单元的输出端与所述分压单元的输入端连接；所述分压单元的输出端为所述浪涌检测模块的输出端。

优选地，所述第一整流单元包括第一二极管及第二二极管，所述第一二极管的阳极为所述第一整流单元的第一输入端，所述第一二极管的阴极与所述第二二极管的阴极及所述分压单元的输入端连接；所述第二二极管的阳极为所述第一整流单元的第二输入端。

优选地，所述分压单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻及第一电容，所述第一电阻的第一端为所述分压单元的输入端，所述第一电阻的第二端依次经所述第二电阻及所述第三电阻接地；所述第四电阻的第一端与所述第二电阻和所述第三电阻的公共端连接，所述第四电阻的第二端为所述分压单元的输出端，并与所述第一电容的第一端连接；所述第一电容的第二端接地。

优选地，所述开关放电模块包括驱动开关、继电器及第五电阻，所述继电器包括线圈、静触点及动触点，所述驱动开关的受控端为所述开关放电模块的受控端，所述驱动开关的第一端与所述线圈的第一端连接，所述驱动开关的第二端与所述IGBT的发射极连接，并接地；所述线圈的第二端与第一直流电源连接，所述动触点经所述第五电阻与所述IGBT的集电极连接，所述静触点接地。

优选地，所述开关放电模块还包括续流二极管，所述续流二极管的阴极与所述直流电源连接，所述续流二极管的阳极与所述线圈的第一端及所述驱动开关的第一端互连。

优选地，所述供电模块包括第二整流单元、电感器、第二电容、第三电容及第六电阻，所述第二电容的第一端与所述交流电源及所述第二整流单元的第一输入端互连，所述第二电容的第二端与所述交流电源及所述第二整流单元的第二输入端互连；所述第二整流单元的第一输出端与所述电感器的第一端连接，所述第二整流单元的第二输出端接地；所述电感器的第二端与所述第三电容的第一端及所述并联谐振模块互连；所述第三电容的第二端经所述第六电阻接地。

优选地，所述并联谐振模块包括第四电容及线圈盘，所述第四电容的第一端与所述线圈盘的第一端及所述供电模块互连，所述第四电容的第二端与所述线圈盘的第二端及所述IGBT的集电极互连。

本实用新型还提出一种电磁加热设备，该电磁加热设备包括如上所述电磁加热控制电路，该电磁加热控制电路包括用于将交流电源输入的交流电转化为直流电的供电模块、依次与所述供电模块连接的并联谐振模块)和IGBT，以及控制所述IGBT工作的控制模块，其特征在于，所述电磁加热控制电路还包括浪涌检测模块及开关放电模块，所述浪涌检测模块的检测端与所述交流电源连接，所述浪涌检测模块的输出端与所述控制模块的信号接收端连接，所述控制模块的第一控制端与所述IGBT的门极连接；所述控制模块的第二控制端与所述开关放电模块的受控端连接，所述开关放电模块的输入端与所述IGBT的集电极连接；其中，所述浪涌检测模块，用于检测所述交流电源的电压信号，并输出相应的浪涌检测信号；所述控制模块，用于在接收到所述浪涌检测信号时，控制所述IGBT停止工作，同时输出放电控制信号；所述开关放电模块，用于在接收到所述放电控制信号时开启，以将所述并联谐振模块储存的电能进行释放。

本实用新型电磁加热控制电路通过设置浪涌检测模块来实时检测交流电源输入至供电模块的电压信号，并将检测到的交流电压信号转换成直流的电压信号输出至控制模块，以使控制模块接收到浪涌检测模块检测到所述交流电源的电压信号出现浪涌信号时，停止输出PPG脉冲信号来关断IGBT，并输出放电控制信号，以驱动开关放电模块开启，以将所述并联谐振模块储存的电能进行释放，这样就可以避免由于电磁加热设备中的浪涌能量过高，导致IGBT上的能量过高而被击穿，进而导致电磁加热设备易工作失效的问题发生。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型电磁加热控制电路应用于电磁加热设备中的功能模块示意图；

图2为图1中电磁加热控制电路一实施例的电路结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不出现，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出的一种电磁加热控制电路，适用于电磁加热设备中。

参照图1，在本实用新型一实施例中，该电磁加热控制电路包括用于将交流电源100输入的交流电转化为直流电的供电模块10、依次与所述供电模块10连接的并联谐振模块20和IGBT，以及控制所述IGBT工作的控制模块30。

其中，控制模块30可以是集成芯片，也可以由分立元件组成，本实施例优选为集成芯片，以简化电路。其中，当需要加热时，控制模块30通过输出PPG脉冲信号来控制IGBT工作，IGBT工作驱动并联谐振模块20将电能转化为磁能，以使被加热钢体表面产生感应涡流使其自行高速发热而实现加热。当不需要加热时，控制模块30停止输出PPG脉冲信号，控制IGBT停止工作。

继续参照图1，在本实施例中，为了实现浪涌保护，该电磁加热控制电路还包括浪涌检测模块40及开关放电模块50，具体地，该浪涌检测模块40的检测端与所述交流电源100连接，浪涌检测模块40的输出端与控制模块30的信号接收端连接，所述控制模块30的第一控制端与所述IGBT的门极连接；所述控制模块30的第二控制端与开关放电模块50的受控端连接，开关放电模块50的输入端与所述IGBT的集电极连接。

本实施例中，该浪涌检测模块40的检测端与所述交流电源100连接，所述浪涌检测模块40用于检测所述交流电源100的电压信号，并输出相应的浪涌检测信号，浪涌检测模块40实时检测交流电源100输入至供电模块10的电压信号，并将检测到的交流电压信号转换成直流的电压信号输出至控制模块30。控制模块30在接收到所述浪涌检测信号时，控制所述IGBT停止工作。本实施例中，控制模块30通过停止输出PPG脉冲信号来关断IGBT，以控制IGBT停止工作，此时控制模块30还输出放电控制信号。进一步地，开关放电模块50在接收到所述放电控制信号时开启，并与所述IGBT的集电极电气连接，以将所述并联谐振模块20储存的电能进行释放，从而拉低所述IGBT的集电极电压，进而避免IGBT的集电极电压过高而被击穿，损坏电磁加热设备的问题。

本实用新型电磁加热控制电路通过设置浪涌检测模块40来实时检测交流电源100输入至供电模块10的电压信号，并将检测到的交流电压信号转换成直流的电压信号输出至控制模块30，以使控制模块30接收到浪涌检测模块40检测到所述交流电源100的电压信号出现浪涌信号时，停止输出PPG脉冲信号来关断IGBT，并输出放电控制信号，从而驱动开关放电模块50开启，以将所述并联谐振模块20储存的电能进行释放，如此设置，避免了由于电磁加热设备中的浪涌能量过高，从而导致IGBT上的能量过高而被击穿，进而导致电磁加热设备易工作失效的问题发生。

参照图1，在一优选实施例中，所述电磁加热控制电路还包括：

开/关机模块(图未示出)，用于在触发时输出开机信号/关机信号；

所述控制模块30，还用于在接收到所述关机信号时，控制所述IGBT停止工作，同时控制所述开关放电模块开启，以将所述并联谐振模块20储存的电能进行释放。

需要说明的是，并联谐振模块20中一般均设置有谐振电容，当控制模块30在接收到所述关机信号时，控制所述IGBT停止工作时，由于与IGBT相连的并联谐振模块20中线圈盘及前级供电模块10还残留有能量，该残留能量将会对与线圈盘并联设置的谐振电容进行充电，当所残留的能量较大时，谐振电容的充电电压可高达到1.5KV以上，该充电电压将导致IGBT被击穿，这样容易导致电磁加热设备工作失效。

为了避免上述问题发生，本实施例中，所述控制模块30在接收到开/关机模块输出的关机信号时，控制所述IGBT停止工作，同时控制所述开关放电模块开启，以将所述并联谐振模块20储存的电能进行释放，从而避免IGBT的集电极电压过高而被击穿，进而导致电磁加热设备易工作失效的问题发生。

参照图2，在一优选实施例中，所述浪涌检测模块40包括第一整流单元41及分压单元42，所述第一整流单元41包括第一输入端及第二输入端，所述第一整流单元41的第一输入端和第二输入端分别为所述浪涌检测模块40的正极检测端和负极检测端，所述第一整流单元41的输出端与所述分压单元42的输入端连接；所述分压单元42的输出端为所述浪涌检测模块40的输出端。

本实施例中，第一整流单元41将交流电源100的交流电压信号经过整流后转换成直流电压信号，并输出至分压单元42，分压单元42对该直流电压信号进行分压处理后输出至控制模块30的信号接收端。

参照图2，进一步地，上述实施例中，所述第一整流单元41包括第一二极管D1及第二二极管D2，所述第一二极管D1的阳极为所述第一整流单元41的第一输入端，所述第一二极管D1的阴极与所述第二二极管D2的阴极及所述分压单元42的输入端连接；所述第二二极管D2的阳极为所述第一整流单元41的第二输入端。

本实施例中，根据二极管的单向导通性，第一二极管D1及第二二极管D2将交流电源100及负极电压端输出的交流电压转为直流电压。

参照图2，进一步地，上述实施例中，所述分压单元42包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4及第一电容C1，所述第一电阻R1的第一端为所述分压单元42的输入端，所述第一电阻R1的第二端依次经所述第二电阻R2及所述第三电阻R3接地；所述第四电阻R4的第一端与所述第二电阻R2和所述第三电阻R3的公共端连接，所述第四电阻R4的第二端为所述分压单元42的输出端，并与所述第一电容C1的第一端连接；所述第一电容C1的第二端接地。

本实施例中，电阻R1，R2，R3将输入的直流电压的检测信号串联分压后，经第四电阻R4输出至控制模块30。第四电阻R4为限流电阻，以避免输入至控制模块30的电流过高而烧毁控制模块30中的元器件。第一电容C1用于滤除检测信号中的交流成分。

参照图2，在一优选实施例中，所述开关放电模块50包括驱动开关51、继电器T1及第五电阻R5，所述继电器T1包括线圈、静触点及动触点，所述驱动开关51的受控端为所述开关放电模块50的受控端，所述驱动开关51的第一端与所述线圈的第一端连接，所述驱动开关51的第二端与所述IGBT的发射极连接，并接地；所述线圈的第二端与第一直流电源VCC连接，所述动触点经所述第五电阻R5与所述IGBT的集电极连接，所述静触点接地。

本实施例中，驱动开关51基于控制模块30的控制，在接收到控制模块30输出的放电控制信号时开启，进而触发继电器T1上电吸合，如此，IGBT集电极上的能量经第五电阻R5输出到地而释放出来，这样就可以拉低IGBT集电极的电压从而避免因IGBT集电极上的能量过高而导致IGBT被击穿。

继续参照图2，上述实施例中，所述驱动开关51优选为NPN型三极管Q1，所述NPN型三极管Q1的基极为所述驱动开关51的受控端，所述NPN型三极管Q1的集电极为所述驱动开关51的第一端，所述NPN型三极管Q1的发射极为所述驱动开关51的第二端。

本实施例中，NPN型三极管Q1的基极在接收到控制模块30输出的放电控制信号时导通，此时NPN型三极管Q1的集电极与发射极两端的电压很小，相当于短路，使得与之相连的继电器T1线圈一端接地，一端接直流电而上电吸合。当然在其他实施例中，驱动开关51还可采用MOS管等其他开关管来实现，在此不做限制。

基于上述实施例，所述开关放电模块50还进一步包括续流二极管D3，所述续流二极管D3的阴极与所述第一直流电源VCC连接，所述续流二极管D3的阳极与所述线圈的第一端及所述驱动开关51的第一端互连。

需要说明的是，继电器T1的线圈在通过电流后，会在线圈两端产生感应电动势，当电流消失时，其感应电动势会对驱动开关51产生反向电压。本实施例中，续流二极管D3并联在线圈的两端，以在继电器T1断开时释放掉继电器T1线圈中储存的能量，从而避免线圈产生的感应电动势过高而击穿驱动开关51。本实施例中，续流二极管D3优选采用快速恢复二极管或者肖特基二极管。

参照图2，在一优选实施例中，所述供电模块10包括第二整流单元11、电感器T1、第二电容C2、第三电容C3及第六电阻R6，所述第二电容C2的第一端与所述交流电源100及所述第二整流单元11的第一输入端互连，所述第二电容C2的第二端与所述交流电源100及所述第二整流单元11的第二输入端互连；所述第二整流单元11的第一输出端与所述电感器T1的第一端连接，所述第二整流单元11的第二输出端接地；所述电感器T1的第二端与所述第三电容C3的第一端及所述并联谐振模块20互连；所述第三电容C3的第二端经所述第六电阻R6接地。

本实施例中，第二整流单元11优选采用桥式整流电路，第二整流单元11将输入的交流电源100经过整流后转换成直流电输出。第二电容C2并联设置于交流电源100及负极电压端之间，以减少输入至供电模块10的的电压噪声，实现交流电源100电压稳定输入。电感器T1及第三电容C3组成的滤波单元用于滤除直流电中的交流成分，以稳定直流电的输出。

可以理解的是，为了避免交流电源100出现异常而导致输入至供电模块10的电流或者电压过高而烧毁供电模块10以及后级电路中的元器件，在本实施例中，参照图2，在供电模块10的输入端还设置有保险管FU以及压敏电阻RZ，保险管FU设置于交流电源100及供电模块10的正极电压输入端之间，压敏电阻RZ并联设置于供电模块10的正极电压输入端及负极电压输入端之间。

参照图2，在一优选实施例中，所述并联谐振模块20包括第四电容C4及线圈盘L2，所述第四电容C4的第一端与所述线圈盘L2的第一端及所述供电模块10互连，所述第四电容C4的第二端与所述线圈盘L2的第二端及所述IGBT的集电极互连。

本实施例中，第四电容C4为谐振电容，并联谐振模块20在IGBT的驱动下将输入的直流电转换成高频高压电，高速变化的高频高压电流过线圈盘L2会产生高速变化的交变磁场，当磁场内的磁力线通过导磁性金属容器时会在金属体内产生无数的小涡流，使金属材料本身自行高速发热，进而加热金属容器中的物体。

为了更好地说明本实用新型的思想，以下结合图1及图2对本实用新型电路的具体原理进行阐述：

如附图1及图2，电磁加热设备上电工作，第二整流单元11将输入的交流电源100电压转换为直流电后输出至由电感器T1与第三电容C3组成的滤波单元，滤波单元将直流电中的交流成分滤除后输出至谐振模块20，当控制模块30接收到加热指令时，输出PP G脉冲信号以控制IGBT工作，从而驱动并联谐振模块20将供电模块10输出的直流电转换成高频高压电，高速变化的高频高压电流过线圈盘L2会产生高速变化的交变磁场，当磁场内的磁力线通过导磁性金属容器时会在金属体内产生无数的小涡流，使金属材料本身自行高速发热，进而加热金属容器中的物体。

在加热的过程中，第一二极管D1及第二二极管D2将输入的交流电源100电压进行整流后转换成直流电压并输出，电阻R1，R2，R3将输入的直流电压的检测信号串联分压后，经第四电阻R4输出至控制模块30，控制模块30在接收到该检测信号，并在交流电源100的电压信号出现浪涌信号时，停止输出PPG脉冲信号来控制IGBT关断，并输出放电控制信号至驱动开关51以驱动驱动开关51开启，进而触发继电器T1闭合，以将所述并联谐振模块20的第四电容C4上储存的电能进行释放，从而拉低所述IGBT的集电极电压，这样就可以避免由于电磁加热设备中的浪涌能量过高，导致IGBT上的能量过高而被击穿，进而导致电磁加热设备易工作失效的问题发生。

在加热结束时，控制模块30停止输出PPG脉冲信号来控制IGBT停止工作，进而控制并联谐振模块20停止工作，同时控制模块30输出放电控制信号至驱动开关51以驱动驱动开关51开启，进而触发继电器T1闭合，以将谐振模块中的残留的能量进行释放，从而避免IGBT在停止工作时，由于IGBT上的能量过高而被击穿，进而导致电磁加热设备易工作失效的问题发生。

本实用新型电磁加热控制电路避免了由于输入的交流电源100出现浪涌时，浪涌能量过高而导致IGBT上的能量过高而被击穿，导致电磁加热设备易工作失效的问题发生。同时还在电磁加热设备停止加热时，将谐振模块20中的残留的能量进行释放，这样，避免了IGBT在停止工作时，由于IGBT集电极上的能量过高而被击穿，从而保护电磁加热设备。

本实用新型还提出一种电磁加热设备，该电磁加热设备包括电磁加热控制电路，该电磁加热控制电路的具体结构参照上述实施例，由于本电磁加热设备采用了上述电磁加热控制电路所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述电磁加热控制电路实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。