电磁加热电路浪涌保护电路及电磁炉的制作方法

本实用新型涉及电路技术领域，具体地，涉及一种电磁加热电路浪涌保护电路及电磁炉。

背景技术：

浪涌干扰广泛存在于电网中，例如雷电、电机的启动和停止等其他大型负载从电网的断开或/接入均会在交流电源/交流电网上产生浪涌电流。当浪涌电流进入电网中的其他用电器具时，会带来电压的急剧变化，使得其他用电器具的正常工作受到影响，严重时甚者会损毁其元器件。电磁炉电压浪涌保护机制是保护电磁炉的一项重要保护机制，避免电路工作在不稳定环境。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种电磁加热电路浪涌保护电路及电磁炉，该电磁加热电路浪涌保护电路，检测交流电源中的浪涌电流，根据检测结果关断电磁加热电路，实现对电磁加热电路的浪涌保护。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种电磁加热电路浪涌保护电路，所述电磁加热电路包括：整流电路，用于将交流电源转换为直流电；并联谐振电路，用于利用所述直流电产生加热电磁场；以及开关电路，根据控制信号导通和断开，从而控制所述并联谐振电路与所述整流电路之间的通断，该浪涌保护电路包括：采样电路，用于采集所述交流电源中的浪涌电流；比较电路，用于将根据所述采样电路采集的所述浪涌电流对应的电压值与设定值比较，得到比较结果，并根据所述比较结果输出驱动信号；以及，开关驱动电路，被配置为：根据所述比较电路输出的驱动信号关断或开启；其中，所述开关驱动电路还被配置为：在所述开关驱动电路为关断的状态下，使所述控制信号失效，以使所述直流电源与所述电磁加热电路断开。

优选地，所述采样电路包括二极管D201和二极管D202，所述二极管D201和二极管D202的正极分别连接所述交流电源的两个输出端，所述二极管D201和二极管D202的负极共接后经串联的电阻R202和电阻R203接地，采样输出端设置在所述电阻R202和所述电阻R203之间。

优选地，所述比较电路包括比较器U201，所述比较器U201的正向比较端连接所述采样电路的所述采样输出端，所述比较器U201的反向比较端连接比较电压U0；

所述比较器U201的输出端连接所述开关驱动电路。

优选地，所述比较电路还包括电压反馈电路，用于将所述比较器的输出端的电压反馈至该比较器的正向比较端，以维持比较器的正向比较端的电压在一段时间高于反向比较端。

优选地，所述比较器U201的反向比较端经电阻R205连接所述比较电压U0，所述比较器U201的正向比较端连接分压电路的分压输出端，所述采样输出端连接二极管D204的正极，所述二极管D204的负极接入所述比较器U201的正向比较端，所述二极管D204的负极同时连接所述分压输出端，以使得在所述采样输出端的电压大于所述分压输出端的电压值时所述二极管D204导通，所述比较器U201将所述采样输出端的电压和所述比较电压U0进行比较，并根据比较结果输出所述驱动信号。

优选地，所述分压电路包括串联的电阻R204、电阻R206和电阻R207，所述分压电路在所述电阻R205一端接电源Ⅰ和在所述电阻R207一端接地，所述分压输出端设置在所述电阻R204和电阻R206之间。

优选地，所述电压反馈电路还包括电容C203，所述电容C203一端连接所述比较器U201的输出端，所述电容C203的另一端连接在所述电阻R206与所述电阻R207之间。

优选地，所述比较电路被配置为：所述分压输出端的电压值小于所述比较电压U0，且在所述交流电源的电压正常的情况下，所述分压输出端的电压大于所述采样输出端的电压。

优选地，所述开关驱动电路包括两个极性相反的晶体管Q202、Q203组成的推挽电路，以及晶体管Q201；

其中，所述晶体管Q201的基极由所述比较器U201的所述输出端驱动，所述晶体管Q201的集电极和所述控制信号同时连接所述推挽电路的两个晶体管的基极。

优选地，其中，所述推挽电路包括晶体管Q202和晶体管Q203，所述晶体管Q202的集电极经电阻R212连接电源Ⅱ，所述晶体管Q202的发射极连接所述晶体管Q203的发射极，所述晶体管Q203的集电极接地，所述晶体管Q202的发射极连接所述晶体管Q203的发射极的连接点连接所述开关电路的控制端；

所述晶体管Q201的发射极接地，所述晶体管Q201的基极经电阻R209连接所述比较器U201的输出端，同时所述晶体管Q201的基极经所述电阻R209和电阻R208连接电源Ⅱ，所述晶体管Q201的集电极经电阻R210接电源Ⅱ。

优选地，所述开关电路包括三极管Q1，所述晶体管Q202的发射极连接所述晶体管Q203的发射极的连接点连接所述三极管Q1的基极。

本实用新型还提供一种电磁炉，包含上述任一种电磁加热电路浪涌保护电路。

通过上述技术方案，交流电经整流为直流电后通过开关电路接入并联谐振电路，开关电路根据控制信号控制并联谐振电路与整流后的直流电的通断；通过由采样电路采集交流电源中的浪涌电流对应的电压值，比较电路将浪涌电路对应的电压值与设定值进行比较，根据比较结果输出驱动信号到开关驱动电路，以控制开关驱动电路的关断和开启，在开关电路关断的状态下，控制信号失效，直流电源与并联谐振电路断开，避免交流电源中的浪涌电流进入电磁加热电路，实现对电磁加热电路的浪涌保护。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型一种实施方式的电磁加热电路浪涌保护电路连接框图；

图2是本实用新型一种实施方式的电磁加热电路浪涌保护电路的采样电路连接图；

图3A是本实用新型一种实施方式的电磁加热电路浪涌保护电路的比较电路连接图；

图3B是本实用新型另一种实施方式的电磁加热电路浪涌保护电路的比较电路连接图；

图4是本实用新型一种实施方式的电磁加热电路浪涌保护电路的开关驱动电路连接图；

图5是本实用新型一种实施方式的电磁加热电路浪涌保护电路连接图。

附图标记说明

10 整流电路 20 并联谐振电路

30 开关电路 40 采样电路

50 比较电路 60 开关驱动电路

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

图1是本实用新型一种实施方式的电磁加热电路浪涌保护电路连接框图。如图1所示的本实用新型一种实施方式的电磁加热电路浪涌保护电路，其中，电磁加热电路包括：整流电路10，用于将连接交流电源ACL、CAN，并将交流电源转换为直流电；并联谐振电路20，用于利用所述直流电产生加热电磁场；以及开关电路30，用于根据控制信号导通和断开，从而控制所述并联谐振电路20与所述整流电路10之间的通断，该浪涌保护电路包括：采样电路40，用于采集所述交流电源中的浪涌电流；比较电路50，用于将根据所述采样电路40采集的所述浪涌电流对应的电压值与设定值比较，得到比较结果，并根据所述比较结果输出驱动信号；以及，开关驱动电路60，被配置为：根据所述比较电路50输出的驱动信号关断或开启；其中，所述开关驱动电路60还被配置为：在所述开关驱动电路60为关断的状态下，使所述控制信号MCU PWM失效，以使所述交流电源ACL、ACN与所述电磁加热电路断开。

交流电源经整流电路10整流为直流电后通过开关电路30接入并联谐振电路20，开关电路30根据控制信号MCU PWM控制并联谐振电路20与整流后的直流电的通断；通过由采样电路40采集交流电源ACL、ACN中的浪涌电流对应的电压值，比较电路50将浪涌电流对应的电压值与设定值进行比较，根据比较结果输出驱动信号到开关驱动电路60，以控制开关驱动电路60的关断和开启，在开关驱动电路60关断的状态下，控制信号失效，直流电源与并联谐振电路20断开，避免交流电源中的浪涌电流进入电磁加热电路，实现对电磁加热电路的浪涌保护。

图2是本实用新型一种实施方式的电磁加热电路浪涌保护电路的采样电路连接图。如图2所示，所述采样电路包括二极管D201和二极管D202，所述二极管D201和二极管D202的正极分别连接所述交流电源的两个输出端ACL、ACN，所述二极管D201和二极管D202的负极共接后经串联的电阻R202和电阻R203接地，采样输出端V-OUT设置在所述电阻R202和所述电阻R203之间。

图3A是本实用新型一种实施方式的比较电路连接图。如图3A所示，所述比较电路包括比较器U201，所述比较器U201的正向比较端连接所述采样电路的所述采样输出端V-OUT，所述比较器U201的反向比较端连接设定值，即比较电压U0；

所述比较器U201的输出端D0连接所述开关驱动电路。

上述方案中，比较器U201的反向比较端连接比较电压U0，正向比较端连接采样输出端V-OUT以输入采样电路采集的浪涌电流对应的电压值，将比较电压U0和采样输出端V-OUT比较后由输出端输出驱动信号D0，该驱动信号D0输入到开关驱动电路，用于控制开关驱动电路的关断和开启，在开关驱动电路关断的状态下，控制信号MCU PWM为失效，不对开关电路进行控制，开关电路30断开，并联谐振电路20与交流电源整流后的直流电断开，交流电源中的浪涌电流无法进入电磁加热电路，避免受到浪涌电流的冲击，保护电路中的电器元件。

根据本实用新型一种实施方式，所述比较电路还包括电压反馈电路，用于将所述比较器的输出端的电压反馈至该比较器的正向比较端，以维持比较器的正向比较端的电压在一段时间高于反向比较端。

上述方案中，电压反馈电路例如可以包括电容C203。

上述方案中，当交流电源中存在浪涌电流，采样电路40的采样输出端V-OUT电压高于设定值U0，比较器输出驱动信号D0为高电平到开关驱动电路60，控制信号失效的情况下，电压反馈电路的电容C203将比较器U201的输出端的电压反馈到比较器U201的正向端，以使得正向端的电压慢放电，维持一段时间的正向比较端电压高于反向比较端电压的状态，在交流电源稳定后，正向比较端电压低于反向比较端电压的设定值U0，输出端D0电压反转为低电平，继而使控制信号MCU PWM有效，恢复对电磁加热电路的控制。

该电压反馈电路具有延迟开通开关驱动电路的效果，延长浪涌电流出现后的电磁加热电路的关断时间，实现电路的记忆保护，提高电路的可靠性。

图3B是本实用新型另一种实施方式的比较电路连接图。如图3B所示，所述比较器U201的反向比较端经电阻R205连接所述比较电压U0，所述比较器U201的正向比较端连接分压电路的分压输出端，所述采样输出端连接二极管D204的正极，所述二极管D204的负极接入所述比较器U201的正向比较端，所述二极管D204的负极同时连接所述分压输出端U1，以使得在所述采样输出端的电压大于所述分压输出端的电压值时所述二极管D204导通，所述比较器U201将所述采样输出端的电压和所述比较电压U0进行比较，并根据比较结果输出所述驱动信号D0。

根据本实用新型一种实施方式，所述分压电路包括串联的电阻R204、电阻R206和电阻R207，所述分压电路在所述电阻R205一端接电源Ⅰ和在所述电阻R207一端接地，所述分压输出端设置在所述电阻R204和电阻R206之间。

其中，电源Ⅰ例如可以为+5V电源，比较电压U0例如可以为+5V电源。

根据本实用新型一种实施方式，电容C203一端连接所述比较器U201的输出端，所述电容C203的另一端连接在所述电阻R206与所述电阻R207之间。

上述方案中，当交流电源处于正常电压时(120V～280V)，采样输出端的电压V-OUT的电压小于5V，所以电容C201上的电压为+5V，电阻R204与R206和R207的分压输出U1小于+5V，此时比较器U201的正向比较端小于+5V；而反向比较端的比较电压U0为+5V，串联电阻R205和电容C202，反向比较端为一个稳定输入电压+5V，比较器U201的输出端D0为低电平，开关驱动电路60为开启状态，控制信号MCU PWM控制开关电路的导通和关断，继而控制并联谐振电路20与整流电路10的通断。

而当发生浪涌冲击产生浪涌电流时，采样输出端的电压V-OUT的电压达到一定数值，通过二极管D204之后加载在比较器U201正极，该采样输出端电压V-OUT超过+5V，比较器输出端反转，输出+18V信号，开关驱动电路60为关断状态，控制信号MCU PWM被屏蔽，开关电路断开，交流电源与电磁加热电路断开，实现对电路的浪涌保护。同时，比较器U201的输出端通过电容C203以及串联电阻R206、R207分压，反作用于比较器U201的正向比较端，以使得比较器U201的正向比较端电压维持一定时间的高于反向比较端电压的状态，一直到市电交流电源电压稳定，U201两端电压变小，电压通过回路放电，直至将正向比较器端电压降至负向比较器电压以下，结束比较器输出高电平的状态，比较器输出端反转为低电平，开关驱动电路60开启，控制信号MCU PWM恢复对开关电路30的控制，控制信号MCU PWM控制开关电路的通断，继而控制电磁加热电路与交流电源的通断。

根据本实用新型一种实施方式，所述比较电路被配置为：在交流电源没有浪涌电流时，所述分压输出端U1的电压值小于所述比较电压U0，且在所述交流电源的电压正常的情况下，所述分压输出端的电压U1大于所述采样输出端的电压。以使得在正常的交流电源供电的状态下，分压输出端U1大于采样输出端V-OUT，二极管D204不导通，交流电源信号无法进入比较器，比较器U201的正向比较端电压低于反向比较端的电压，比较器U201输出驱动信号D0为低电平，开关驱动电路开启，控制信号MCU PWM控制开关电路的关断。

根据本实用新型一种实施方式，所述开关驱动电路包括两个极性相反的晶体管Q202、Q203组成的推挽电路，以及晶体管Q201；

其中，所述晶体管Q201的基极由所述比较器U201的所述输出端驱动，所述晶体管Q201的集电极和所述控制信号同时连接所述推挽电路的两个晶体管的基极。

上述方案中，在比较器U201的输出端的驱动信号为高电平时，连接晶体管Q201的基极，使得晶体管Q201导通，Q201的集电极接地，使与其同时接入推挽电路的控制信号接地，从而从控制信号失效。

根据本实用新型一种实施方式，其中，所述推挽电路包括晶体管Q202和晶体管Q203，所述晶体管Q202的集电极经电阻R212连接电源Ⅱ，所述晶体管Q202的发射极连接所述晶体管Q203的发射极，所述晶体管Q203的集电极接地，所述晶体管Q202的发射极连接所述晶体管Q203的发射极的连接点连接所述开关电路的控制端；

所述晶体管Q201的发射极接地，所述晶体管Q201的基极经电阻R209连接所述比较器U201的输出端，同时所述晶体管Q201的基极经所述电阻R209和电阻R208连接电源Ⅱ，所述晶体管Q201的集电极经电阻R210接电源Ⅱ。

根据本实用新型一种实施方式，所述开关电路包括三极管Q1，所述晶体管Q202的发射极连接所述晶体管Q203的发射极的连接点连接所述三极管Q1的基极。

本实用新型还提供一种电磁炉，包含上述任一种电磁加热电路浪涌保护电路。

图5是本实用新型一种实施方式的电磁加热电路浪涌保护电路连接图。如图5所示，本实用新型一种实施方式的电磁加热电路浪涌保护电路，采样电路40连接交流电源ACL、ACN，交流电源中的浪涌电流经电阻R202、R204的分压从采样输出端输出电压到比较电路50，比较电路经与比较电压U0比较，输出驱动信号到开关驱动电路60，控制开关驱动电路60的开启和关断，在开关驱动电路关断的状态下，控制信号MCU PWM被屏蔽失效，开关电路30断开，继而使并联谐振电路20与整流电路10，即与交流电源断开，保护电路避免受到浪涌电流的冲击。

比较电路20的驱动信号输出端通过电压反馈电路，例如通过电容C203反作用到比较电路20的正向比较端，以使得维持一定时间内正向比较端电压高于反向比较端，输出的控制信号D0维持一定时间，在交流电源稳定后驱动信号反转，开关驱动电路60重新开启，控制信号恢复对电磁加热电路的控制，电磁加热电路重新接入交流电源。

本实用新型的电磁加热电路浪涌保护电路，保护电磁加热电路避免受到浪涌电流的冲击，保护电路安全，提高电路可靠性。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。例如，可以将开关驱动电路改变为其他具有输出高低电平以驱动开关电路的晶体管导通的电路。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。