电磁炉的制作方法

本实用新型涉及电路结构技术领域，尤其涉及一种电磁炉。

背景技术：

电磁炉具有安全、无明火、高效节能和清洁等多项优点，是常见的家庭电器设备。

电磁炉的开关器件通常选用绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT)，由IGBT驱动电路向IGBT的栅极提供驱动电压，以驱动IGBT导通或关断。当IGBT驱动电路提供给IGBT的栅极的驱动电压为高电压时，如15-20V，IGBT在饱和状态导通；当IGBT驱动电路提供给IGBT的栅极的驱动电压为低电压时，如0V-1V，IGBT关断。

但是，在使用电磁炉的过程中，用户插拔电磁炉的插头时，可能存在电源不稳定，导致IGBT驱动电路提供给IGBT的栅极的驱动电压随之波动，从而存在IGBT的栅极的驱动电压不够高(未达到15-20V)，使得IGBT在非饱和状态导通的情况。非饱和状态导通的IGBT容易损坏。因此，现有电磁炉存在IGBT易损坏的问题。

技术实现要素：

为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本实用新型提供一种电磁炉，用以解决现有电磁炉中IGBT易损坏的问题。

本实用新型一方面提供一种电磁炉，包括：IGBT驱动电路、IGBT、谐振电路、控制芯片和电源采样支路；其中，

所述IGBT驱动电路的输出端与所述IGBT的栅极连接，所述IGBT的集电极与所述谐振电路的第一端连接，所述谐振电路的第二端与供电电源连接，所述IGBT的发射极接地，并与所述供电电源连接；

电源采样支路包括串联的至少两个分压元件；

所述电源采样支路的第一端与第一直流电源连接，所述电源采样支路的第二端接地；

所述控制芯片的采样端口与所述电源采样支路中的分压元件的连接点连接；

所述控制芯片的输出端口与所述IGBT驱动电路的输入端连接，所述控制芯片用于在采样端口采样得到的电压小于预设电压时，向所述IGBT驱动电路提供关断电压，以使所述IGBT驱动电路根据所述关断电压驱动所述IGBT关断。

通过根据第一直流电源的变化，向IGBT驱动电路提供驱动电压，避免IGBT在非饱和状态下导通，保护了IGBT。通过采用控制芯片中的采样端口采样分压元件上的电压，由控制芯片本身检测第一直流电源的大小，避免了在电磁炉中增加采样电路和电压比较电路，简化了电路结构。

如上所述的电磁炉，所述分压元件为电阻，所述电源采样支路包括第一电阻和第二电阻；其中，

所述第一电阻的第一端与所述第一直流电源连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第一端和所述控制芯片的采样端口连接，所述第二电阻的第二端接地。

分压元件采用电阻，使得电磁炉结构简单成本较低。

如上所述的电磁炉，所述电磁炉还包括：电容；

所述电容的第一端与所述第二电阻的第一端连接，所述电容的第二端接地；

所述电容，用于对所述控制芯片的采样端口的电压进行滤波。

通过在第二电阻的第一端增加电容，对波动的直流电源进行滤波，滤除第一直流电源的波动和干扰信号，可提高控制芯片的采样端口的采样准确率，避免损坏控制芯片，进一步保护了IGBT。

如上所述的电磁炉，所述电磁炉还包括：钳位二极管；

所述钳位二极管的负极与第二直流电源连接，所述钳位二极管的正极与所述第二电阻的第一端连接；其中，所述第二直流电源为所述控制芯片的驱动电源；

所述钳位二极管，用于控制所述控制芯片的采样端口的电压在预设范围内。

通过在控制芯片的采样端口增加钳位二极管，可避免第一直流电源中的干扰信号损坏控制芯片。

如上所述的电磁炉，所述IGBT驱动电路包括电平转换电路和推挽驱动电路；

所述电平转换电路分别与所述控制芯片和所述推挽驱动电路连接，所述推挽驱动电路还与所述IGBT的栅极连接。

如上所述的电磁炉，所述电平转换电路包括：第三电阻和第一三极管；

所述第三电阻的第一端与所述第一直流电源连接，所述第三电阻的第二端分别与所述推挽驱动电路，以及所述第一三极管的集电极连接；

所述第一三极管的基极与所述控制芯片的输出端口连接，所述第一三极管的发射极接地。

如上所述的电磁炉，所述推挽驱动电路包括：第二三极管和第三三极管；

所述第二三极管的集电极与所述第一直流电源连接，所述第二三极管的发射极分别与所述第三三极管的发射极和所述IGBT的栅极连接，所述第三三极管的集电极接地，所述第二三极管的基极和所述第三三极管的基极均与所述第三电阻的第二端连接。

本实施例中的电平转换电路和推挽驱动电路结构简单成本较低。

如上所述的电磁炉，所述第一三极管和所述第二三极管为NPN型三极管，所述第三三极管为PNP型三极管。

如上所述的电磁炉，所述电磁炉还包括整流滤波电路；

所述谐振电路的第二端通过所述整流滤波电路与市电电源连接，所述IGBT的发射极通过所述整流滤波电路与市电电源连接。

本实用新型的构造以及它的其他实用新型目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。

附图说明

图1为本实用新型提供的电磁炉的结构示意图一；

图2为本实用新型提供的电磁炉的结构示意图二；

图3为本实用新型提供的电磁炉的结构示意图三；

图4为本实用新型提供的电磁炉的结构示意图四；

图5为本实用新型提供的电磁炉的结构示意图五；

图6为本实用新型提供的电磁炉的结构示意图六；

图7为本实用新型提供的电磁炉的结构示意图七；

图8为本实用新型提供的电磁炉的结构示意图八。

附图标记：

10—IGBT驱动电路； 11—IGBT； 12—谐振电路；

13—控制芯片； 14—电源采样支路； 15—第一电阻；

16—第二电阻； 17—电容； 18—钳位二极管；

19—电平转换电路； 20—推挽驱动电路； 21—第三电阻；

22—第一三极管； 23—第二三极管； 24—第三三极管；

25—整流滤波电路。

具体实施方式

图1为本实用新型提供的电磁炉的结构示意图一。如图1所示，本实用新型提供的电磁炉包括：

IGBT驱动电路10、IGBT11和谐振电路12、控制芯片13和电源采样支路14；其中，

IGBT驱动电路10的输出端与IGBT11的栅极连接，IGBT11的集电极与谐振电路12的第一端连接，谐振电路12的第二端与供电电源连接，IGBT11的发射极接地，并与供电电源连接；

电源采样支路14包括串联的至少两个分压元件；电源采样支路14的第一端与第一直流电源连接，电源采样支路14的第二端接地；

控制芯片13的采样端口与电源采样支路14中的分压元件的连接点连接；

控制芯片13的输出端口与IGBT驱动电路10的输入端连接，控制芯片13用于在采样端口采样得到的电压小于预设电压时，向IGBT驱动电路10提供关断电压，以使IGBT驱动电路10根据关断电压驱动IGBT11关断。

示例性的，IGBT11的栅极与IGBT驱动电路10的输出端连接，IGBT11的集电极与谐振电路12的第一端连接，谐振电路12的第二端与供电电源连接，IGBT11的发射极接地且与供电电源连接。供电电源与谐振电路12、IGBT11连接，形成电磁炉的加热回路。供电电源示例性的为市电电源经整流滤波后的直流电源。当IGBT11导通，谐振电路12充电，当IGBT11关断，谐振电路12放电，产生交变磁场，交变磁场切割放置在电磁炉上的锅具对其进行加热。IGBT驱动电路10的输出端电压控制了IGBT11的导通与关断。

示例性的，控制芯片13的输出端口与IGBT驱动电路10的输入端连接，用于向IGBT驱动电路10提供驱动电压，驱动电压可以为高电平(通常为15-20V)以及低电平(通常为0-1V)。当控制芯片13向IGBT驱动电路10提供高电平时，IGBT驱动电路10将高电平进行反转以及整形，向IGBT11提供低电平，IGBT11关断。当控制芯片13向IGBT驱动电路10提供低电平时，IGBT驱动电路10将低电平进行反转以及整形，向IGBT11提供高电平，IGBT11导通。

当用户插拔电磁炉的插头时，可能存在插头与插座连接不稳定的情况。此时，第一直流电源的大小可能发生波动。若制芯片13向IGBT驱动电路10提供低电平时，IGBT驱动电路10将低电平进行反转以及整形，向IGBT11提供高电平，该高电平受第一直流电源的影响而发生变化，可能导致IGBT11的驱动电压变小，使得IGBT11在非饱和状态下导通，使得IGBT11易损坏。

为解决上述问题，本实施例在电磁炉中增加电源采样支路14，电源采样支路14的一端与第一直流电源连接，另一端接地。电源采样支路14包括至少两个分压元件，两个分压元件对第一直流电源进行分压。控制芯片13的采样端口与电源采样支路14中的分压元件的连接点连接，从而可使得采样得到的电压小于第一直流电源提供的电压，避免了第一直流电源提供的电压高于控制芯片13的工作电压可能损坏控制芯片13的问题。因此控制芯片13的采样端口可根据采样得到的电压，来检测第一直流电源的变化。控制芯片13判断第一直流电源的电压是否存在降低或升高，从而根据第一直流电源的变化，向IGBT驱动电路10提供驱动电压，避免IGBT11在非饱和状态下导通，保护了IGBT11。

示例性的，分压元件可以为电阻、电容、电感、二极管、三极管、温度传感器等具有一定阻值的元器件，本申请中的电阻可以为一个电阻，也可以为多个电阻串联或并联得到的电阻结构，本申请对此不做限制。

示例性的，控制芯片13具体用于在采样端口采样得到的电压小于预设电压时，向IGBT驱动电路10提供关断电压，以使IGBT驱动电路10根据关断电压驱动IGBT11关断。通过采用控制芯片13中的采样端口采样分压元件上的电压，由控制芯片13本身检测第一直流电源的大小，避免了在电磁炉中增加采样电路和电压比较电路，简化了电路结构。控制芯片13在采样端口的电压较低时，向IGBT驱动电路10提供关断电压，以使IGBT驱动电路10根据关断电压驱动IGBT11关断，从而避免了IGBT11在较低的驱动电压下导通，工作在非饱和状态，保护了IGBT11。

本实用新型实施例提供一种电磁炉，包括IGBT驱动电路、IGBT、谐振电路、控制芯片和电源采样支路。电源采样支路与IGBT驱动电路的电源第一直流电源连接，电源采样支路中的分压元件对第一直流电源进行分压。控制芯片的采样端口与分压元件的连接点连接，通过检测分压元件上的电压，来监测第一直流电源的变化，判断第一直流电源是否存在波动，进而可在采样端口采样得到的电压小于预设电压时，向IGBT驱动电路提供关断电压，以使IGBT驱动电路根据关断电压驱动IGBT关断。通过根据第一直流电源的变化，向IGBT驱动电路提供驱动电压，避免IGBT在非饱和状态下导通，保护了IGBT。通过采用控制芯片中的采样端口采样分压元件上的电压，由控制芯片本身检测第一直流电源的大小，避免了在电磁炉中增加采样电路和电压比较电路，简化了电路结构。

进一步地，结合图1所示实施例，本实用新型实施例还提供一种电磁炉。图2为本实用新型提供的电磁炉的结构示意图二，本实施中分压元件为电阻，结构简单成本较低。如图2所示，本实施例中，电源采样支路14包括第一电阻15和第二电阻16；其中，

第一电阻15的第一端与第一直流电源连接，第一电阻15的第二端分别与第二电阻16的第一端和控制芯片13的采样端口连接，第二电阻16的第二端接地。

示例性的，第一电阻15和第二电阻16串联，形成电源采样支路，电源采样支路的一端与第一直流电源连接，电源采样支路的另一端接地。第一电阻15和第二电阻16的连接点与控制芯片13的采样端口连接，由于第一电阻15和第二电阻16对第一直流电源进行分压，因此第二电阻16的第一端的电压小于第一直流电源，且能够反映第一直流电源的变化。同时，由于第一直流电源通常为15-20V，而控制芯片13的工作电压通常为5V。通过采用两个电阻分压，可使得第二电阻16的第一端的电压不大于5V，从而保护了控制芯片13。因此控制芯片13的采样端口可通过采样第二电阻16的第一端的电压，来检测第一直流电源的变化。控制芯片13判断第一直流电源的电压是否存在降低或升高，从而根据第一直流电源的变化，向IGBT驱动电路10提供驱动电压，避免IGBT11在非饱和状态下导通，保护了IGBT11。

进一步地，还可将采样端口与控制芯片13的其他输出端口采用同一端口，由控制芯片13控制端口当前为输入端口或输出端口，因而节约了控制芯片的管脚，从而降低控制芯片和电磁炉成本。

其中，参照图2所示实施例，控制芯片13具体用于在第二电阻16的第一端的电压小于预设电压时，向IGBT驱动电路10提供关断电压，以使IGBT驱动电路10根据关断电压驱动IGBT11关断。

示例性的，控制芯片13比较检测到的第二电阻16的第一端的电压，并比较该电压与预设电压，当第二电阻16的第一端的电压小于预设电压时，说明第一直流电源降低，此时若向IGBT11提供用于使IGBT11导通的驱动电压，将导致IGBT11在非饱和状态导通，容易导致IGBT11损坏。因此，控制芯片13向IGBT驱动电路10提供关断电压，以使IGBT驱动电路10根据关断电压驱动IGBT11关断。关断电压可以为高电平。

本实施例中，分压元件采用电阻，使得电磁炉结构简单成本较低。

进一步地，结合图2所示实施例，本实用新型实施例还提供一种电磁炉。图3为本实用新型提供的电磁炉的结构示意图三，本实施中电磁炉中还包括电容17，用于滤除第二电阻16的第一端的电压中的干扰和波动信号。如图3所示，本实施例中，电磁炉还包括：电容17；

电容17的第一端与第二电阻16的第一端连接，电容17的第二端接地；

电容17，用于对控制芯片13的采样端口的电压进行滤波。

示例性的，参照图3，通过在第二电阻16的第一端增加电容，对波动的直流电源进行滤波，滤除第一直流电源的波动和干扰信号，可提高控制芯片13的采样端口的采样准确率，避免损坏控制芯片13，进一步保护了IGBT。

进一步地，结合图3所示实施例，本实用新型实施例还提供一种电磁炉。图4为本实用新型提供的电磁炉的结构示意图四。本实施例中电磁炉还包括钳位二极管18，用于控制控制芯片13的采样端口的电压。如图4所示，本实施例中，电磁炉还包括：钳位二极管18；

钳位二极管18的负极与第二直流电源连接，钳位二极管18的正极与第二电阻16的第一端连接；其中，第二直流电源为控制芯片13的驱动电源；

钳位二极管18，用于控制控制芯片13的采样端口的电压在预设范围内。

示例性的，参照图4，为进一步保护控制芯片13，避免第一直流电源中的干扰信号损坏控制芯片13，可在控制芯片13的采样端口设置钳位二极管18。钳位二极管18的正极与控制芯片13的采样端口连接，钳位二极管18的负极与第二直流电源连接。第二直流电源为控制芯片13的驱动电源，第二直流电源通常为5V，因此，当第一直流电源通过第一电阻向控制芯片13的采样端口提供的电压大于第二直流电源时，钳位二极管18导通，使得控制芯片13的采样端口立即变为第二直流电源，因此避免了第一直流电源向控制芯片13的采样端口提供过电压，损坏控制芯片13。

通过在控制芯片的采样端口增加钳位二极管，可避免第一直流电源中的干扰信号损坏控制芯片。

进一步地，结合图4所示实施例，本实用新型实施例还提供一种电磁炉。图5为本实用新型提供的电磁炉的结构示意图五。本实施例对IGBT驱动电路10进行详细说明。如图5所示，本实施例中，IGBT驱动电路10包括电平转换电路19和推挽驱动电路20；

电平转换电路19分别与控制芯片13和推挽驱动电路20连接，推挽驱动电路20还与IGBT11的栅极连接。

示例性的，电平转换电路19用于将控制芯片13提供的驱动电压进行电平转换。推挽驱动电路20用于将从电平转换电路19接收到的驱动电压极性整形。推挽驱动电路20结构简单，成本较低。

进一步地，结合图5所示实施例，本实用新型实施例还提供一种电磁炉。图6为本实用新型提供的电磁炉的结构示意图六。本实施例中对电平转换电路19进行详细说明。参照图6，电平转换电路19包括：第三电阻21和第一三极管22；

第三电阻21的第一端与第一直流电源连接，第三电阻21的第二端分别与推挽驱动电路20，以及第一三极管22的集电极连接；

第一三极管22的基极与控制芯片13的输出端口连接，第一三极管22的发射极接地。

示例性的，第三电阻21的第一端与第一直流电源连接，第三电阻21的第二端分别与第一三极管22的集电极和推挽驱动电路20的输入端连接，第一三极管22的发射极接地。第一三极管22的基极与控制芯片13连接。控制芯片13控制IGBT11导通和关断的原理为：当控制芯片13向第一三极管22的基极提供高电平时，第一三极管22导通，与第一三极管22的集电极连接的推挽驱动电路20的输入端接收到低电平，使得IGBT11关断；当控制芯片13向第一三极管22的基极提供低电平时，第一三极管22关断，与第一三极管22的集电极连接的推挽驱动电路20的输入端接收到通过第三电阻21提供的高电平，使得IGBT11导通。

进一步地，结合图6所示实施例，本实用新型实施例还提供一种电磁炉。图7为本实用新型提供的电磁炉的结构示意图七。本实施例中对推挽驱动电路20进行详细说明。如图7所示，推挽驱动电路20包括第二三极管23和第三三极管24；

第二三极管23的集电极与第一直流电源连接，第二三极管23的发射极分别与第三三极管24的发射极和IGBT11的栅极连接，第三三极管24的集电极接地，第二三极管23的基极和第三三极管24的基极均与第三电阻21的第二端连接。

示例性的，IGBT驱动电路10包括两个三极管，第二三极管23和第三三极管24。其中，第二三极管23的集电极与第一直流电源连接，第二三极管23的发射极与第三三极管24的发射极连接，第三三极管24的集电极接地，第二三极管23的基极和第三三极管24的基极均与第三电阻21的第二端连接。第二三极管23的发射极与第三三极管24的发射极均与IGBT11的栅极连接。

第二三极管23在基极接收到高电平时导通，在基极接收到低电平时关断。第三三极管24在基极接收到高电平时关断，在基极接收到低电平时导通。故第二三极管23和第三三极管24一直处于一个导通一个关断的情况。当第二三极管23导通，可认为IGBT11的栅极通过第二三极管23与第一直流电源连接，第一直流电源通过第二三极管23向IGBT11的栅极提供高电平，使IGBT11导通。当第三三极管24导通，可认为IGBT11的栅极通过第三三极管24接地，即第三三极管24向IGBT11的栅极提供低电平，使IGBT11关断。

由于第二三极管23的基极和第三三极管24的基极均与第三电阻21的第二端连接，因此，当第一三极管22导通，第三电阻21的第二端向第二三极管23的基极和第三三极管24的基极提供低电压，当第一三极管22关断，第一直流电源通过第三电阻21的第二端向第二三极管23的基极和第三三极管24的基极提供高电压。

本实施例中的推挽驱动电路20采用两个三极管串联，结构简单成本较低。

示例性的，第一三极管22和第二三极管23为NPN型三极管，第三三极管24为PNP型三极管。

进一步地，结合图7所示实施例，本实用新型实施例还提供一种电磁炉，在加热回路中设置有整流滤波电路。图8为本实用新型提供的电磁炉的结构示意图八。如图8所示，本实施例中，电磁炉还包括整流滤波电路25；

谐振电路12的第二端通过整流滤波电路25与市电电源连接，IGBT11的发射极通过整流滤波电路25与市电电源连接。

示例性的，市电电源通过整流滤波电路25向IGBT11和谐振电路12构成的加热回路供电。整流滤波电路25具体用于将230V交流市电电源整流为直流电，并滤除电网中可能的谐振，向谐振电路12提供稳定的电流和电压。整流滤波模块25可以由整流桥和滤波器件构成。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。