专利名称：一种电磁炉控制装置的保护电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电磁炉技术领域，特指一种电磁炉控制装置的保护电路， 通过对流经功率晶体管的峰值电流进行逐周期的检测以达到保护功率晶体管的 目的，属于电磁炉功率晶体管的检测保护电路创新技术。
背景技术：
目前市场上出售的电磁炉，其对功率晶体管的检测保护电路主要是对市电 的信号进行取样，因此是直接通过检测市电回路中的电压信号变化情况进行检
测与保护功率晶体管。整个电路检测的对象是50HZ的电压信号，而市电回路中 50HZ的电压信号频率远远低于功率晶体管工作时的信号频率，这种检测保护电 路在功率晶体管每次开通时，无法实现对流经功率晶体管C极与E极的电流进 行可靠的检测，从而在功率晶体管上易出现开关电流过大，容易使功率晶体管 过流，导致功率晶体管损坏的现象发生。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述缺点而提供一种可以直接对功率晶体管峰 值电流进行逐周期检测与保护的电磁炉控制装置的保护电路。
本实用新型的技术方案是 一种电磁炉控制装置的保护电路，包括整流滤 波电路、谐振电路、同步电路、积分电路、电流取样电路、调理电路、电压取 样电路、逐周期比较电路、功率晶体管驱动电路及功率晶体管，整流滤波电路 的输入端输入市电，输出端通过谐振电路连接至同步电路的输入端，同步电路
的输出端及积分电路的输出端均通过功率晶体管驱动电路与功率晶体管的G极 连接，积分电路的输入端接收脉冲调制信号，功率晶体管的C极与谐振电路连 接，E极通过电流取样电路连接调理电路的输入端，调理电路的输出端与电压取 样电路的输出端连接后通过逐周期比较电路连接至功率晶体管驱动电路，电压 取样电路的输入端接收市电。
所述同步电路包括由对谐振电路进行取样的电阻R1、 R2和R3、 R4构成同 步取样电路，产生同步信号的比较器U1，及由电阻R5、 R6、 R7、电容C3、 二极 管D1构成产生锯齿波信号的振荡电路，振荡电路连接至功率晶体管驱动电路。
所述调理电路包括连接电流取样电路的限流电阻R14、连接限流电阻R14的 限幅二极管D2及限幅电容C7、进行运算放大的运算放大器A、决定运算放大器 A信号增益大小的电阻R15及电阻R16、及二极管D3，运算放大器A的信号通过 二极管D3输出至逐周期比较电路。
所述逐周期比较电路包括将调理电路的输出信号进行峰值比较的比较器 U4，为比较器U4提供比较基准的由电阻R19、 R20、 二极管D6、电容C10组成 的分压网络，及稳定比较器U4输出值的由电阻R21、 R23、电容C12组成的稳压 电路，比较器U4的输出端连接至功率晶体管驱动电路。
所述电流取样电路(5)采用等效电阻取样，等效电阻是康铜丝或电阻。
所述功率晶体管驱动电路主要由三极管Q2、 Q3组成的推挽电路构成。
所述功率晶体管可以为IGBT (绝缘栅型场效应功率管)或CMOS (互补金属 氧化物半导体)或模拟开关器件。
本实用新型是一种对电磁炉电路设计的改进，电磁炉在工作时，当谐振电 路进入谐振工作状态，与功率晶体管E极连接的电流取样电路两端即产生20 30KHZ的三角波信号，此采样信号经过调理电路限流、限幅及运算放大，通过逐
周期比较电路对采样信号的峰值进行比较，传送到功率晶体管驱动电路中，由 功率晶体管驱动电路控制功率晶体管的开通及关断，从而达到对功率晶体管的
峰值电流进行逐周期保护的目的。因此，其可以对流经功率晶体管的C极与E 极的电流进行可靠的检测，避免功率晶体管的开关电流过大，导致功率晶体管 烧掉的现象发生。
图1为本实用新型的电路原理方框图。 图2为本实用新型的实施例电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图l所示 一种电磁炉控制装置的保护电路，其包括整流滤波电路l、谐
振电路2、同步电路3、积分电路4、电流取样电路5、调理电路6、电压取样电 路7、逐周期比较电路8、功率晶体管驱动电路9及功率晶体管，各组成部分电 气连接。具体连接关系如下
整流滤波电路1的输入端输入市电，输出端通过谐振电路2连接至同步电 路3的输入端，同步电路3的输出端及积分电路4的输出端均通过功率晶体管 驱动电路9与功率晶体管的G极连接，积分电路4的输入端接收脉冲调制信号， 功率晶体管的C极与谐振电路2连接，E极通过电流取样电路5连接调理电路6 的输入端，调理电路6的输出端与电压取样电路7的输出端连接后通过逐周期 比较电路8连接至功率晶体管驱动电路9，电压取样电路7的输入端接收市电。
如图2所示，220V交流电经过整流桥DB1产生310V直流电，然后经过L1、 Cl构成的滤波电路进行滤波，其输出端与由L2、C2并联构成的谐振电路2连接， 此时，分别由R1、 R2和R3、 R4构成同步取样电路对谐振的两端进行取样，经 过比较器U1产生同步信号，经过由电阻R5、 R6、 R7、 C3、 Dl构成的振荡电路 产生锯齿波信号，连接比较器U2的反向端。由CPU输出PWM脉冲信号经过积分 电路4后连接比较器U2的同向端。两路信号进行比较产生驱动信号给功率晶体 管的驱动电路9对功率晶体管进行控制。功率晶体管的驱动电路9主要是由三 极管Q2、 Q3组成的推挽电路。
电流取样电路5连接在滤波电容Cl的输出端与功率晶体管E极之间。本实 施例中，电流取样电路5采用康铜丝取样，电磁炉工作时，康铜丝两端即产生 20 30KHZ的三角波信号，此信号经过电阻R14的限流、二极管D2及电容C7 的限幅后，输入到运算放大器A进行运算放大，电阻R15及电阻R16的比值决 定了信号的增益大小；信号经过运算放大后，通过二极管D3输入至比较器U4 中进行信号峰值的比较，其中电阻R19、 R20， 二极管D6、电容C10组成的分压 网络为比较器U4提供比较基准，比较器U4的输出值由电阻R21、 R23，电容C12 稳定，同时比较器U4的输出端与三极管Ql基极连接，Ql集电极信号传送到功 率晶体管驱动电路9中，由功率晶体管驱动电路9控制功率谐振电路中功率晶 体管的开通及关断，从而达到保护功率晶体管的目的。
工作原理如下
220V交流电经过整流滤波电路1后输出310V直流电，整流滤波电路1的 输出端与由电感L、电容C并联构成的谐振电路2连接，同步电路3的输出端与 P額脉冲信号的积分电路4输出端进行比较产生控制功率晶体管的驱动信号，此 信号通过功率晶体管的驱动电路9对功率晶体管进行控制。电流取样电路5连 接在滤波电容C1的输出端与功率晶体管E极之间。取样信号经过调理电路6处 理后，调理电路的输出端与电压取样电路7的输出端共同与逐周期比较电路8 连接，逐周期比较电路8的输出端与三极管Q1的基极连接，Ql的集电极与功率 晶体管的驱动电路9连接。
电磁炉在工作时，谐振电路2进入谐振工作状态，与功率晶体管E极连接
的电流取样电路5两端即产生20 30KHZ的三角波信号，此采样信号经过调理 电路6限流、限幅及运算放大，通过逐周期比较电路8对采样的电流信号的峰 值进行比较， 一旦峰值电流大于设定的基准，比较器U4将翻转，产生高电平， 使三极管Q1导通，然后通过功率管驱动电路9关断功率晶体管。此电路对流过 功率晶体管的C极、E极电流进行逐周期的检测，从而达到对功率晶体管的峰值 电流进行逐周期保护的目的。因此，其可以对流经功率晶体管的C极与E极的 电流进行可靠的检测，避免功率晶体管的开关电流过大，导致炸功率晶体管的 现象发生。
权利要求1、一种电磁炉控制装置的保护电路，其特征在于包括整流滤波电路(1)、谐振电路(2)、同步电路(3)、积分电路(4)、电流取样电路(5)、调理电路(6)、电压取样电路(7)、逐周期比较电路(8)、功率晶体管驱动电路(9)及功率晶体管，整流滤波电路(1)的输入端输入市电，输出端通过谐振电路(2)连接至同步电路(3)的输入端，同步电路(3)的输出端及积分电路(4)的输出端均通过功率晶体管驱动电路(9)与功率晶体管的G极连接，积分电路(4)的输入端接收脉冲调制信号，功率晶体管的C极与谐振电路(2)连接，E极通过电流取样电路(5)连接调理电路(6)的输入端，调理电路(6)的输出端与电压取样电路(7)的输出端连接后通过逐周期比较电路(8)连接至功率晶体管驱动电路(9)，电压取样电路(7)的输入端接收市电。
2、 根据权利要求l所述的电磁炉控制装置的保护电路，其特征在于所述 同步电路(3)包括由对谐振电路(2)进行取样的电阻(Rl) 、 (R2)和(R3)、(R4)构成同步取样电路，产生同步信号的比较器(Ul)，及由电阻(R5)、 (R6) 、 (R7)、电容(C3) 、 二极管(Dl)构成产生锯齿波信号的振荡电路， 振荡电路连接至功率晶体管驱动电路(9)。
3、 根据权利要求2所述的电磁炉控制装置的保护电路，其特征在于所述 调理电路(6)包括连接电流取样电路(5)的限流电阻(R14)、连接限流电阻(R14)的限幅二极管(D2)及限幅电容(C7)、将电流取样电路(5)的输出信 号进行运算放大的运算放大器(A)、决定运算放大器(A)信号增益大小的电阻(R15)与电阻(R16)、及二极管(D3)，运算放大器(A)的输出信号通过二极 管(D3)输出至逐周期比较电路(8)。
4、 根据权利要求3所述的电磁炉控制装置的保护电路，其特征在于所述 逐周期比较电路(8)包括将调理电路(6)的输出信号进行峰值比较的比较器 (U4)，为比较器(U4)提供比较基准的由电阻(R19)、 (R20)、 二极管(D6)、 电容(C10)组成的分压网络，及稳定比较器(U4)输出值的由电阻(R21)、 (R23)、 电容(C12)组成的稳压电路，比较器(U4)的输出端连接至功率晶体管驱动电 路(9)。
5、 根据权利要求4所述的电磁炉控制装置的保护电路，其特征在于所述 电流取样电路(5)采用等效电阻取样，等效电阻是康铜丝或电阻。
6、 根据权利要求5所述的电磁炉控制装置的保护电路，其特征在于所述 功率晶体管驱动电路(9)主要由三极管(Q2)、 (Q3)组成的推挽电路构成。
7、 根据权利要求1至6任一项所述的电磁炉控制装置的保护电路，其特征 在于所述功率晶体管可以为IGBT (绝缘栅型场效应功率管)或CMOS (互补金 属氧化物半导体)或模拟开关器件。
专利摘要本实用新型是一种电磁炉控制装置的保护电路，包括整流滤波电路、谐振电路、同步电路、积分电路、电流取样电路、调理电路、电压取样电路、逐周期比较电路、功率晶体管驱动电路及功率晶体管，由整流滤波电路输入市电，通过谐振电路连接至同步电路，同步电路与积分电路并联并通过功率晶体管驱动电路与功率晶体管的G极连接，积分电路接收脉冲调制信号，功率晶体管的C极与谐振电路连接，E极通过电流取样电路连接调理电路，调理电路与电压取样电路并联后通过逐周期比较电路连接至功率晶体管驱动电路，电压取样电路的输入端接收市电。本实用新型可以避免功率晶体管的开关电流过大而导致功率晶体管烧掉的现象发生。
文档编号H05B6/06GK201204713SQ20082004785
公开日2009年3月4日 申请日期2008年5月16日 优先权日2008年5月16日
发明者毛宏建, 艳 程, 陈永顺 申请人:美的集团有限公司