低功率待机电路及电磁炉的制作方法

本实用新型涉及家电技术领域，尤其涉及一种低功率待机电路及电磁炉。

背景技术：

电磁炉是一种常见的用于加热的家用电器。电磁炉在工作时，利用高频交流电通过线圈盘以使放置在电磁炉上的锅具底部产生涡流，从而对电磁炉上设置的锅具进行加热。

现有技术中，为了防止电磁炉工作时电磁炉与电网相互干扰，电磁炉必须通过国家的电磁兼容性(electromagneticcompatibility，emc)强制标准，同时考虑电磁炉的低待机功率问题，中国专利公告号cn205946222u公开了一种低功率待机电路，其中，图1为现有技术提供的低功率待机电路的结构示意图。如图1所示，整流滤波谐振电路30对应的主加热回路具有第一emc滤波电路20，开关电源电路40具有第二emc滤波电路43。为了避免电磁炉处于待机状态时，第一emc滤波电路20中的电容充放电，从而增加电路的待机功耗，在待机时通过可控开关电路50来关闭第一emc滤波电路20以及整流滤波谐振电路30关闭，以减小待机功耗。

然而，现有技术中开关电源电路和主加热回路分别具有emc滤波电路，不仅导致电路调试难度大，同时较多的元件导致成本比较高。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种低功率待机电路及电磁炉，以克服电路调试难度大，元件多成本高的问题。

第一方面，本实用新型提供一种低功率待机电路，包括：emc滤波电路、开关电源电路、微控制单元、第一整流电路、驱动电路以及主加热回路，还包括：第二整流电路、第三整流电路、vcc开关电路以及可控开关；其中

所述可控开关分别与市电、所述emc滤波电路以及所述vcc开关电路连接，所述第一整流电路分别与所述emc滤波电路和所述主加热回路连接；

所述第二整流电路分别与所述可控开关上游的市电、所述开关电源电路以及所述第三整流电路连接，所述第三整流电路分别与所述第二整流电路、所述开关电源电路、所述emc滤波电路以及所述第一整流电路连接；

所述微控制单元分别与所述驱动电路、所述开关电源电路和所述vcc开关电路连接，所述驱动电路还分别与所述主加热回路和所述vcc开关电路连接；

所述微控制单元用于在待机状态时控制所述vcc开关电路断开，使得所述可控开关断开，所述第一整流电路和所述第二整流电路导通；

所述微控制单元还用于在工作状态时控制所述vcc开关电路导通，使得所述可控开关导通，所述emc滤波电路、所述第一整流电路和所述第三整流电路导通。

本实施例提供的低功率待机电路及电磁炉，该低功率待机电路包括微控制单元、第一整流电路、驱动电路以及主加热回路、第二整流电路、第三整流电路、vcc开关电路以及可控开关；微控制单元在待机状态时控制vcc开关电路断开，使得可控开关断开，该emc滤波电路以及主加热回路断开，从而降低了能耗，第二整流电路和第一整流电路的部分整流器件导通，形成半波整流，维持开关电源电路的负载输出，当vcc开关电路断开时，其它vcc电路例如驱动电路、风扇等则不能获得vcc电压，从而在待机时进一步的降低了能耗，微控制单元在工作状态时控制vcc开关电路导通，使得可控开关导通，第三整流电路和第一整流电路的部分整流器件导通，形成半波或全桥整流，维持开关电源电路的负载输出，同时主加热回路和开关电源电路均经过emc滤波电路进行电磁兼容处理，整机满足emc的要求，由于减少了一个emc滤波电路，不仅使得电路调试简单，还降低了成本。

在一种可能的实现方式中，所述vcc开关电路为三极管型开关电路，所述可控开关为继电器，结构简单，易于实现和控制。

在一种可能的实现方式中，所述vcc开关电路包括三极管q1和三极管q2，所述三极管q1和所述三极管q2连接，所述三极管q1还与所述微控制单元连接，所述三极管q2还分别与所述开关电源电路和所述继电器和所述驱动电路连接。

通过三极管q1和三极管q2形成vcc开关电路，使得该vcc开关电路的结构简单，易于实现。同时，两个三极管q1和三极管q2，可以实现对微控制单元的保护，防止大电流对该微控制单元的影响。

在一种可能的实现方式中，所述三极管q1为npn型三极管，所述三极管q2为pnp型三极管；

所述三极管q1的基极与所述微控制单元连接，所述三极管q1的发射极接地，所述三极管q2的集电极与所述三极管q2的基极连接，所述三极管q2的集电极分别与所述继电器和所述驱动电路连接，所述三极管q2的发射极与所述开关电源电路连接。

在一种可能的实现方式中，所述继电器为常开继电器。

在一种可能的实现方式中，所述第一整流电路为桥式整流电路。

在一种可能的实现方式中，所述第二整流电路包括串联的二极管d1和二极管d2；

所述二极管d1的正极与所述市电的火线连接，所述二极管d1的负极与所述二极管d2的正极连接，所述二极管d2的负极分别与所述开关电源电路和所述第三整流电路连接。

在一种可能的实现方式中，所述第三整流电路包括二极管d3；

所述二极管d3的正极与所述市电的火线连接，所述二极管d3的负极分别与所述第二整流电路和所述开关电源电路连接。

由于开关电源电路采用半波整流，相对于现有技术中的全桥整流而言，只需要二个二极管，且降低了输入电压，在待机状态下进一步降低了功耗。

在一种可能的实现方式中，所述第三整流电路还包括二极管d4，所述二极管d4的正极与所述市电的零线连接，所述二极管d4的负极分别与所述第二整流电路和所述开关电源电路连接。

在电磁炉处于工作状态时，通过增加二极管d4，可以实现全桥整流，从而开关电源电路的带载能力更大。

第二方面，本实用新型提供一种电磁炉，包括如上第一方面或第一方面各种可能的设计所述的低功率待机电路。

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为现有技术提供的低功率待机电路的结构示意图；

图2为本实用新型提供的低功率待机电路的结构示意图一；

图3为本实用新型提供的低功率待机电路的结构示意图二；

图4为本实用新型提供的低功率待机电路的结构示意图三；

图5为本实用新型提供的低功率待机电路的工作原理图四；

图6为本实用新型提供的低功率待机电路的结构示意图五。

附图标记说明：

10-vcc开关电路；

20-emc滤波电路；

30-开关电源电路；

40-微控制单元；

51-第一整流电路；

52-第二整流电路；

53-第三整流电路；

60-主加热回路；

70-驱动电路；

80-可控开关。

具体实施方式

图2为本实用新型提供的低功率待机电路的结构示意图一。如图2所示，本实施例提供的低功率待机电路包括：emc滤波电路20、开关电源电路30、微控制单元40、第一整流电路51、驱动电路70以及主加热回路60，其特征在于，还包括：第二整流电路52、第三整流电路53、vcc开关电路10以及可控开关80；其中

可控开关80分别与市电、emc滤波电路20以及vcc开关电路10连接，第一整流电路51分别与emc滤波电路20和主加热回路60连接；

第二整流电路52分别与市电、开关电源电路30以及第三整流电路53连接，第三整流电路53分别与第二整流电路52、开关电源电路30、emc滤波电路20以及第一整流电路51连接；

微控制单元40分别与驱动电路70、开关电源电路30和vcc开关电路10连接，驱动电路70还分别与主加热回路和vcc开关电路10连接。

在本实施例中，电磁兼容(electromagneticcompatibility，emc)滤波电路20能够消除或减少电磁加热过程中开关电源电路30和主加热回路60的电磁干扰。该emc滤波电路20可以为包括电感和电容的具有电磁滤波的电路，本实施例对emc滤波电路20的具体实现方式不做特别限制，凡是能够实现emc的滤波电路，都属于本实用新型的保护范畴。

该开关电源电路30主要为弱电器件提供电能，例如可以将高压转换为弱电器件需要的低压，并为弱电器件进行供电，弱电器件例如为各种控制芯片、各种传感器等。

第一整流电路51、第二整流电路52以及第三整流电路53可以为包括二极管的整流电路，本实施例对三者包括的二极管的数量以及形式不做特别限制。

第二整流电路52与可控开关80的上游的市电连接，例如可以接在保险管fuse1之后。因此，在该可控开关80断开时，该第二整流电路52可接入电路。

该第二整流电路52的压降大于第三整流电路53的压降，当该可控开关80导通时，第二整流电路52断开，第三整流电路53可接入电路。

可控开关80为可控制打开和关闭的开关，该可控开关80可以为继电器，该可控开关80还可以为三极管等器件形成的开关等，本实施例对该可控开关80的实现方式不做特别限制。

该vcc开关电路60可以为能够控制电路通断的电路，例如该vcc开关电路为三极管型开关电路。

其中，vcc，是voltcurrentcondenser的简写，意思是电路的供电电压，电源电压。

主加热回路60可以包括谐振电路、绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolartransistor，igbt)，其中谐振电路分别与第一整流电路51和igbt连接，驱动电路70分别与igbt以及微控制单元40连接。

该主加热回路60的工作过程主要为：第一整流电路51将市电变换为脉动直流，谐振电路可以将该脉动直流转换为谐振电流，从而谐振电路的线圈盘产生周期性变化的磁场，磁力线经线圈与金属器皿底部构成的磁回路穿透炉面作用于锅底，利用小电阻大电流的短路热效应产生热量，在锅底形成涡流而发热，起到加热器皿中的食物的作用。其中，微控制单元(microcontrollerunit，mcu)40可以控制驱动电路工作，使得驱动电路控制igbt的开启或关闭，该igbt的开启或关闭，使得谐振电路产生谐振电流。

在本实施例中，以该低功率待机电路应用到电磁炉中为例进行详细说明，对于该低功率待机电路应用到其它设备中的实现方式类似，本实施例此处不再赘述。

在电磁炉插上电源后，电磁炉的工作状态主要包括两种，工作状态和待机状态。在工作状态下，电磁炉能够对锅具进行加热。在待机状态下，电磁炉的主加热回路不再工作。在大部分时间内，电磁炉都处于待机状态。

在本实施例中，对低功率待机电路做出改进，使得开关电源电路和主加热回路共用emc滤波电路，以优化电路结构，减少元器件，并降低开发难度和成本。

在电磁炉处于工作状态时，微控制单元40在工作状态时控制vcc开关电路10导通，使得可控开关80导通，emc滤波电路20、第一整流电路51的部分整流器件和第三整流电路53导通。

微控制单元40可以控制vcc开关电路10导通，该vcc开关电路10为提供vcc电压的开关电路，当该vcc开关电路10导通时，开关电源电路30能够向外提供vcc电压，并使该可控开关80导通。当该可控开关80导通时，emc滤波电路20导通，主加热回路60和开关电源电路30均经过emc滤波电路20，整机满足emc的要求。

同时，主加热回路60通过第一整流电路51进行整流，而对于开关电源电路30而言，通过第一整流电路51中的部分整流器件和第二整流电路52可以形成半波整流电路或全桥整流电路，该半波整流电路或全桥整流电路，可以为开关电源电路30进行整流。开关电源电路30在调整开关电源参数的情况下，可以保证开关电源的输出功率。

具体地，开关电源电路30和主加热回路60共用emc滤波电路，在电磁加热(inductionheating，ih)领域中，主要的干扰源为主加热回路60，而开关电源电路30作为干扰源其功率相对于主加热回路60的功率要小很多，所以共用主加热回路60的emc滤波电路，在进行调试时，可以将主加热回路60和开关电源电路30的干扰调试掉，即针对一个emc滤波电路进行调试，就可以电磁兼容特性。

进一步，在待机状态时，开关电源电路的输出功率很小，对外界的产生的干扰很小；当ih产品加热时，开关电源电路输出大功率，开关电源电路共用主加热回路的emc滤波电路，以降低对外界的干扰。

在电磁炉处于待机状态时，微控制单元40用于在待机状态时控制vcc开关电路10断开，使得可控开关80断开，第一整流电路51和第二整流电路52导通。当可控开关80断开时，该emc滤波电路20以及主加热回路60断开，从而降低了能耗。第一整流电路51的部分整流器件和第二整流电路52导通，形成半波整流，维持开关电源的负载输出。

本领域技术人员可以理解，在处于待机状态下，开关电源电路30提供的电流非常小，主要为一些弱电器件提供电能，例如为一些功能按键和微控制单元提供电能等。由此，开关电源电路30的电磁兼容特性可以满足相应标准以及使用需求。

当vcc开关电路10断开时，则开关电源电路30能够向微控制单元40供电，而其它vcc电路例如驱动电路、风扇等则不能获得vcc电压，从而在待机时进一步的降低了能耗。

本实施例提供的低功率待机电路，包括微控制单元、第一整流电路、驱动电路以及主加热回路、第二整流电路、第三整流电路、vcc开关电路以及可控开关；微控制单元在待机状态时控制vcc开关电路断开，使得可控开关断开，该emc滤波电路以及主加热回路断开，从而降低了能耗，第二整流电路和第一整流电路的部分整流器件导通，形成半波整流，维持开关电源电路的负载输出，当vcc开关电路断开时，其它vcc电路例如驱动电路、风扇等则不能获得vcc电压，从而在待机时进一步的降低了能耗，微控制单元在工作状态时控制vcc开关电路导通，使得可控开关导通，第三整流电路和第一整流电路的部分整流器件导通，形成半波或全桥整流，维持开关电源电路的负载输出，同时主加热回路和开关电源电路均经过emc滤波电路进行电磁兼容处理，整机满足emc的要求，由于减少了一个emc滤波电路，不仅使得电路调试简单，还降低了成本。

图3为本实用新型提供的低功率待机电路的结构示意图二，如图3所示，该第一整流电路51为整流桥。其中，该整流桥包括4个二极管，利用四个二极管，两两对接得到。

该第二整流电路52包括串联的二极管d1和二极管d2；其中，二极管d1的正极与市电的火线连接，二极管d1的负极与二极管d2的正极连接，二极管d2的负极分别与开关电源电路30和第三整流电路53连接。

该第三整流电路53包括二极管d3；二极管d3的正极与市电的火线连接，二极管d3的负极分别与第二整流电路52和开关电源电路30连接。

本领域技术人员可以理解，在二极管d3的正极与市电的火线连接时，同时满足该二极管d3的正极与emc滤波电路20连接。

在本实施例中，该可控开关80为继电器，例如，该继电器为常开继电器rly1。即在没有未该继电器rly1施加电压时，该继电器处于断开状态。在vcc开关电路10与继电器rly1之间还设置有限流电阻r1，用于保护该继电器rly1，防止继电器rly1的电流过大。

在电磁炉处于待机状态时，继电器为断开状态，emc滤波电路20和主加热回路60不接通电源，不产生功耗。开关电源电路30通过整流二极管d1、整流二极管d2和整流桥db1的其中一个二极管形成半波整流，维持开关电源电路30的负载输出。需要主加热回路工作时，微控制单元40输出控制信号给vcc开关电路10，使得继电器ry1线圈加载电压，继电器ry1转为闭合状态，emc滤波电路20和主加热回路60接通电源，可以开始工作；由于二极管d1+二极管d2的压降大于二极管d3的压降，两条支路位于输入电源的同一相，二极管d3导通，而二极管d1和二极管d2截止，开关电源电路30通过整流二极管d3和整流桥db1的1个二极管形成半波整流电路，满足开关电源电路的负载输出。

由于开关电源电路30采用半波整流，相对于现有技术中的全桥整流而言，只需要二个二极管，且降低了输入电压，在待机状态下进一步降低了功耗。

图4为本实用新型提供的低功率待机电路的结构示意图三。如图4所示，在图3所示实施例的基础上，第三整流电路53还包括二极管d4，二极管d4的正极与市电的零线连接，二极管d4的负极分别与第二整流电路52和开关电源电路30连接。本领域技术人员可以理解，在二极管d4的正极与市电的零线连接时，同时满足该二极管d4的正极与emc滤波电路20连接。

在待机状态时，图4所示实施方式与图3所示实施方式相同。而在电磁炉处于工作状态时，通过增加二极管d4，可以实现全桥整流。

微控制单元40输出控制信号给vcc开关电路10，使得继电器ry1线圈加载电压，继电器ry1转为闭合状态，emc滤波电路20和主加热回路60接通电源，可以开始工作；在一个半波中，二极管d3导通，而二极管d1和二极管d2截止，开关电源电路30通过整流二极管d3和整流桥db1的1个二极管形成半波整流电路，在另一个半波中，二极管d4导通，而二极管d1和二极管d2截止，开关电源电路30通过整流二极管d4和整流桥db1的另1个二极管形成半波整流电路。由此，通过二极管d3和二极管d4，形成了全桥整流，从而开关电源电路的带载能力更大。

图5为本实用新型提供的低功率待机电路的工作原理图四，图6为本实用新型提供的低功率待机电路的结构示意图五。如图5所示，vcc开关电路10包括三极管q1和三极管q2，三极管q1和三极管q2连接，三极管q1还与微控制单元40连接，三极管q2还分别与开关电源电路30和继电器和驱动电路70连接。

通过三极管q1和三极管q2形成vcc开关电路10，使得该vcc开关电路的结构简单，易于实现。同时，两个三极管q1和三极管q2，可以实现对微控制单元40的保护，防止大电流对该微控制单元40的影响。

在一种可能的实现方式中，三极管q1为npn型三极管，三极管q2为pnp型三极管；三极管q1的基极与微控制单元40连接，三极管q1的发射极接地，三极管q2的集电极与三极管q2的基极连接，三极管q2的集电极分别与继电器和驱动电路70连接，三极管q2的发射极与开关电源电路30连接。

如图5和图6所示，还包括电阻r2、电阻r3以及电阻r4，该些电阻为能够实现分压、限流等作用的保护电阻。在具体实现过程中，还可以根据实际需要，增加或减少电阻，本实施例此处不做赘述。

在电磁炉处于工作状态时，微控制单元40输出高电平时，三极管q1导通，从而三极管q2导通，使得继电器ry1线圈加载电压，继电器ry1转为闭合状态，从而emc滤波电路20导通可以工作。

当电磁炉处于待机状态时，微控制单元40输出低电平，三极管q1闭合，从而三极管q2闭合，继电器ry1线圈上没有加载电压，继电器ry1转为断开状态，从而emc滤波电路20断开不能工作。

如图5和图6所示，emc滤波电路20包括：共模电感l1和电容c1、差模电感l2和电容c2。电容c1的两端分别与火线和零线连接，共模电感l1设置在电容c1与差模电感l2之间。差模电感l2和电容c2设置在共模电感l1和整流桥之间；电容c2的两端分别与火线和零线连接，差模电感l2设置在火线或零线上，且位于电容c2与共模电感l1之间。在本实施例中以差模电感l2设置在火线上为例进行绘制。

二极管d3的正极可以设置在共模电感l1与差模电感l2之间，也可以与差模电感l2和电容c2连接。二极管d4的正极可以设置在共模电感l1与差模电感l2之间，也可以与差模电感l2和电容c2连接。

本领域技术人员可以理解，当差模电感l2和电容c2设置在共模电感l1和整流桥之间，即差模电感l2和第二电容c2设置在整流桥的上游，此时，差模电感l2和电容c2，可以作为emc滤波电路20的部分，也可以同时作为整流桥的部分，从而在没有器件增加的情况下，增强了电磁兼容特性。

如图5所示，在电磁炉处于待机状态时，继电器为断开状态，市电经过整流二极管d1、整流二极管d2和整流桥db1的其中一个二极管，从而进行半波整流，维持开关电源电路30的负载输出。当电磁炉处于工作状态时，继电器闭合，二极管d3导通，而二极管d1和二极管d2截止，市电通过整流二极管d3和整流桥db1的1个二极管，从而进行半波整流，满足开关电源电路的负载输出。

如图6所示，在图5所示的基础上，在电磁炉处于工作状态时，在另一个半波时，市电经过整流二极管d4，整流二极管d2和整流桥db1的另一个二极管，从而形成全桥整流。

本实施例还提供一种电磁炉，该电磁炉包括如上所述的低功率待机电路。

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。