专利名称：高频电磁炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高频电磁炉，适用于平凹锅体及各种导磁器具的感应加热。
为实现上述发明目的，本实用新型技术方案是用固定脉宽驱动电路作为电磁炉主电路中功率管的驱动电路，驱动电路的输出端经电阻接主电路功率管的栅极。并进而在电磁炉主电路和整流滤波电路之间设置高频斩波电路等辅助电路，以全面提高电磁炉的工作性能。
采用固定脉宽驱动电路可以达到以下效果；①在原理上端锅过程不会出现过电压，因脉冲固定不变，在端锅过程中感应线圈中空载电流近似不变，其值远小于载锅状态的额定电流，因此功率管关断后感应线圈中释放磁场能量明显减少，谐振电容上峰值电压将小于载锅状态的工作电压，确保功率管的安全；②由于单一的宽脉冲驱动，电路能可靠地工作在零电压准谐振状态，开关损耗很少，效率高，功率管也不会产生谐振电容放电的浪涌电流；③采用专用集成驱动电流大，集振荡、控制、输出为一体，电路简单可靠。
设置高频斩波电路能完全改变传统电磁炉的功率调节方式，进一步提高电磁炉工作的可靠性。
本实用新型的详细技术内容由附图
和实施例给以进一步说明。
图2是实施例1高频电磁炉电原理框图。
图3是实施例1高频电磁炉主电路电原理图。
图4是实施例1高频电磁炉固定脉宽驱动电路和功率补偿电路电原理图。
图5是实施例2高频电磁炉电原理框图。
图6是实施例2高频电磁炉高频斩波基本电路电原理图。
图7是实施例2带零电流开关电路的高频斩波电路电原理图。
实施例1 输出功率固定的高频电磁炉图2、图3、图4给出实施例1输出功率固定的高频电磁炉的电原理框图及具体电路原理图。
该输出功率固定的高频电磁炉包括电磁炉主电路、整流滤波电路、保护及温控电路、同步电路，电磁炉主电路中功率管V1的驱动电路为固定脉宽驱动电路IC1，驱动电路的输出端经电阻R5接主电路功率管V1的栅极G1。该实施例同现有传统高频电磁炉比较，大部分电路基本相同，仅把PWM驱动电路改为固定脉宽驱动电路。固定脉宽驱动电路可以采用多种形式，本实施例采用如型号UC1842之类的专用脉宽调制集成电路IC1及外围元件组成，专用集成电路的输出端第6脚经电阻R5接主电路功率管V1的栅极G1，专用集成电路的控制端第3脚由振荡端第4脚经集成电压路随器IC2-1和电阻R3与其连接。这种电路结构的改变，使功率管V1从本质上避免浪涌电压、浪涌电流的冲击，提高电磁炉的可靠性。高频电磁炉的主电路如图3所示，由感应线圈LP、谐振电容C1、导磁锅体A和开关功率管V1组成，是一种典型的零电压准谐振电路，其栅极G1经电阻R5接固定脉宽驱动电路的输出端，发射极e接地，集电极c经感应线圈LP与整流滤波电路的输出电压Ui连接。
为了使电网电压波动不影响电磁炉的输出功率，实施例1还在固定脉宽驱动电路的控制端第3脚附设一个功率补偿电路。如图4所示，该功率补偿电路由集成电压跟随器IC2-2及其外围元件组成，集成电压跟随器IC2-2的输入端+经电阻R6、R7的分压与整流滤波电路的输出电压Ui连接，集成电压跟随器的输出端经二极管VD2、电位器RP接脉宽调制专用集成电路IC1的控制端第3脚。电阻R6、R7的分压比和电位器Rp的阻值决定补偿程度，合理选择元器件参数，能使电磁炉输出近似为恒功率。实施例2 斩波调功型高频电磁炉如图5所示，实施例2斩波调动型高频电磁炉的电路是在实施例1电路基础上增加高频斩波电路，其特征是在电磁炉主电路与整流滤波电路之间增设高频斩波电路及其直流电压控制电路，高频斩波电路的输入与整流滤波电路的输出连接，高频斩波电路的输出与电磁炉主电路的输入连接，高频斩波电路的控制端接直流电压控制电路的输出端。这种结构特征的改变能完全改变传统电磁炉的功率调节方式。采用调压调动率的方式，功率调节范围大，即使弱功率档，由于工作电压Us低，脉冲宽，主电路照样工作在零电压准谐振状态，自然就不会出现电容上谐振电压uC1在高电压状态下向功率管V1强行放电现象，避免了浪涌电流，进一步提高了电磁炉的可靠性。图6给出一种高频斩波电路的基本电路结构，该高频斩波电路是一个占空比可以控制的高频开关电路，等效于输出直流电压可调的大功率电源。主控开关管V2的漏极D2与整流滤波电路的输出电压Ui连接，源极S2经滤波电感L1、电容C2和续流二极管VD1一并与电磁炉主电路连接，栅极G2与直流电压控制电路的输出端连接，直流电压控制电路的输入分别与功率给定电压ug(+)和直流电压检测电路的检测电压uv(-)连接。电阻R1、RV为高频斩波电路输出电压US的取样电阻。直流电压控制电路采用标准的脉宽调节电路PWM，有较高的控制精度，其功率给定电压ug可以由稳压电源经电位器分压给出，也可由计数电路或单片机电路经数模转换后给出；反馈电压UV(-)可由斩波电路输出电压US经电阻R1、RV分压取得。增大Ug值，就自动增加了控制电路的输出占空比，Us自动上升、功率增大，反之亦然，实现了功率可调。
为进一步减少开关损耗，提高电路效率，还可以在高频斩波电路中设一个零电流开关电路。如图7所示，零电流开关电路由电感L、谐振电容C、辅助关断功率管V3组成，电感L，谐振电容C、辅助关断功率管V3串接后并联在主控开关管V2的输出端和地之间，辅助关断功率管V3的栅极G3与直流电压控制电路的另一个输出端连接。这种零电流开关的脉宽调制电路，开关过程是零电流软开关，开关损耗小，导通和截止时是工作在脉宽调制电路状态，导通为额定电流，截止为额定电压，损耗也较小，是一种性能优良的零电流准谐振电路，理论上开关损耗为零，因此电路效率很高。
当然除用斩波调功方式外，也可采用其它方式，例如高频电磁炉也可采用零触发方式调动，在电磁炉供电电路中串一只大功率双向晶闸管，使晶闸管在每二个周期中全导通或导通一个周期或导通半个周期，从而使输出为全功率、半功率、1/4功率等。这种控制电路较简单，成本低但功率调节级数少，且存在通断过程中低频干扰，性能不如斩波调功优越。
综上所述，本高频电磁炉具有以下优点①采用“定宽调功”控制方式，从根本上避免了浪涌电压、浪涌电流的冲击、可靠性有本质的提高；②主电路能完全工作在零电压状态，斩波电路能完全工作在零电流状态、电路开关损耗小、效率高；③脉宽固定且较宽，可以人为降低主电路负载的Q值，进一步提高锅体的输出功率和热转换效率；④在电压允许范围内，输出功率不受电网电压影响，近似为恒功率；⑤输出功率调节范围大；⑥电磁炉主电路和斩波电路采用同频控制，相互间干扰较少。
权利要求1.一种高频电磁炉，包括电磁炉主电路、整流滤波电路、保护及温控电路、同步电路，其特征是电磁炉主电路中的功率管(V1)的驱动电路为固定脉宽驱动电路(IC1)，驱动电路的输出端经电阻(R5)接主电路功率管(V1)的栅极(G1)。
2.根据权利要求1所述的高频电磁炉，其特征是固定脉宽驱动电路为专用脉宽调制集成电路(IC1)及其外围元件组成，专用集成电路的输出端(第6脚)经电阻(R5)接主电路功率管(V1)的栅极(G1)，专用集成电路的控制端(第3脚)由振荡端(第4脚)经集成电压跟随器(IC2-1)和电阻(R3)与其连接。
3.根据权利要求1所述的高频电磁炉，其特征是固定脉宽驱动电路的控制端(第3脚)附设一个功率补偿电路，该功率补偿电路由集成电压跟随器(IC2-2)及其外围元件组成，集成电压跟随器(IC2-2)的输入端经电阻R6，电阻R7的分压与整流滤波电路的输出电压(Ui)连接，集成电压跟随器的输出端经二极管VD2、电位器Rp接脉宽调制专用集成电路(IC1)的控制端(第3脚)。
4.根据权利要求1所述的高频电磁炉，其特征是电磁炉主电路与整流滤波电路之间设有高频斩波电路及其电流电压控制电路，高频斩波电路的输入与整流滤波电路的输出连接，高频斩波电路的输出与电磁炉主电路的输入端连接，高频斩波电路的控制端接电流电压控制电路的输出端。
5.根据权利要求4所述的高频电磁炉，其特征是高频斩波电路是一个占空比可以控制的高频开关电路，主控开关管(V2)的漏极(D2)与整流滤波电路的输出电压(Ui)连接，栅极(G1)与直流电压控制电路的输出端连接，源极(S2)径滤波电感(L2)、电容(C2)和续流二极管(VD1)一并与电磁炉主电路连接，栅极(G2)与直流电压控制电路的输出端连接，直流电压控制电路的输入分别与功率给定电压(ug(+1))和直流电压检测电路的检测电压(uv(-))连接。
6.根据权利要求5所述的高频电磁炉，其特征是高频斩波电路中还设有零电流开关电路，零电流开关电路由电感(L)、谐振电容(C)和辅助关断功率管(V3)组成，电感(L)、谐振电容(C)、辅助关断功率管(V3)串接后并联在主控开关管(V2)的输出端和地之间，辅助关断功率管(V3)的栅极与直流电压控制电路的另一个输出端连接。
专利摘要本实用新型涉及一种高频电磁炉,包括电磁灶主电路、整流滤波电路、保护及温控电路、同步电路,其特征是电磁炉主电路中的功率管的驱动电路为固定脉宽驱动电路,整流滤波电路和电磁炉主电路之间还设有高频斩波电路。该高频电磁炉与现有电磁炉比较,具有可靠性高、开关损耗小、功率调节范围广、输出不受电网电压变化影响等优点,适用于平凹锅体及各种导磁器具的感应加热。
文档编号H05B6/04GK2513063SQ0127275
公开日2002年9月25日 申请日期2001年12月8日 优先权日2001年12月8日
发明者刘希真, 周文俊, 吴贵文, 邱迦易, 杜友坚 申请人:刘希真