电磁加热系统及其加热控制装置的制作方法

本实用新型涉及家用电器技术领域，特别涉及一种电磁加热系统的加热控制装置和一种电磁加热系统。

背景技术：

在相关技术中，根据同步检测信号控制功率开关管在集电极电压过零时开通。但是相关技术存在的缺点是，在功率开关管开通后，同步电路由于电阻阻值大、信号弱，容易受到干扰，从而可能会因信号误检测而导致功率开关管重新开启，导致功率开关管的开通时间加长，使功率开关管发生过流或过压击穿。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种电磁加热系统的加热控制装置，该装置可以防止功率开关管因同步信号受到干扰而开通过长时间。

本实用新型的另一个目的在于提出一种电磁加热系统。为达到上述目的，本实用新型一方面提出了一种电磁加热系统的加热控制装置，所述电磁加热系统包括谐振电路和与所述谐振电路相连的功率开关管，所述加热控制装置包括：驱动电路，所述驱动电路的输出端与所述功率开关管相连以驱动所述功率开关管开通或关断；同步电路，所述同步电路的第一输入端和第二输入端分别与所述谐振电路的两端相连，所述同步电路用于根据所述谐振电路两端的电压生成同步信号；控制芯片，所述控制芯片的输入端与所述同步电路的输出端相连，所述控制芯片的输出端与所述驱动电路的输入端相连，所述控制芯片用于根据所述同步信号输出开通控制信号至所述驱动电路，以驱动所述功率开关管开通；防误动作电路，所述防误动作电路的输入端与所述驱动电路的输入端相连，所述防误动作电路的输出端与所述同步电路的输出端相连，所述防误动作电路用于根据所述开通控制信号输出强制信号至所述控制芯片，以防止所述控制芯片的误动作。

根据本实用新型提出的电磁加热系统的加热控制装置，同步电路根据谐振电路两端的电压生成同步信号，控制芯片根据同步信号输出开通控制信号至驱动电路，以驱动功率开关管的开通或关断，并且，防误动作电路根据开通控制信号输出强制信号至控制芯片，以防止控制芯片的误动作，从而可以避免同步信号误检测引起的功率开关管误开启，防止功率开关管因同步信号误检测而开通过长时间，进而防止功率开关管损坏，延长使用寿命。

具体地，所述同步电路的输出端包括第一输出端和第二输出端，所述控制芯片的输入端包括第一输入端和第二输入端，所述防误动作电路包括：第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述驱动电路的输入端相连；第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一二极管的阳极相连；第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第一电阻的另一端相连，所述第一三极管的发射极与第一预设电源相连；第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第一三极管的集电极相连，所述第二二极管的阴极分别与所述同步电路的第一输出端和所述控制芯片的第一输入端相连；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一三极管的集电极相连；第二三极管，所述第二三极管的基极与所述第二电阻的另一端相连，所述第二三极管的集电极分别与所述同步电路的第二输出端和所述控制芯片的第二输入端相连，所述第二三极管的发射极接地。

具体地，所述驱动电路包括：第三电阻，所述第三电阻的一端与所述控制芯片的输出端相连；第三三极管，所述第三三极管的基极与所述第三电阻的另一端相连，所述第三三极管的集电极通过第四电阻与第二预设电源相连，所述第三三极管的发射极接地；第四三极管，所述第四三极管的基极与所述第三三极管的集电极相连，所述第四三极管的集电极通过第五电阻与所述第二预设电源相连；第五三极管，所述第五三极管的基极与所述第四三极管的基极相连，所述第五三极管的集电极接地，所述第五三极管的发射极与所述第四三极管的发射极相连，所述第五三极管的发射极与所述第四三极管的发射极之间具有第一节点；第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第一节点相连，所述第六电阻的另一端与所述功率开关管的栅极相连。

具体地，所述驱动电路还包括：稳压二极管，所述稳压二极管的阴极与所述第四电阻的另一端相连，所述稳压二极管的阳极接地；第七电阻，所述第七电阻与所述稳压二极管并联。

具体地，所述驱动电路还包括：第八电阻，所述第八电阻的一端与所述第三电阻的一端相连，所述第八电阻的另一端与所述第二预设电源相连；第三二极管，所述第三二极管的阴极与所述第三电阻的一端相连，所述第三二极管的阳极与所述第三电阻的另一端相连。

进一步地，所述控制芯片的输入端包括第一输入端和第二输入端，所述同步电路包括：第一同步单元，所述第一同步单元的输入端与所述谐振电路的一端相连，所述第一同步单元的输出端与所述控制芯片的第一输入端相连；第二同步单元，所述第二同步单元的输入端与所述谐振电路的另一端相连，所述第二同步单元的输出端与所述控制芯片的第二输入端相连；第一电容，所述第一电容的一端与所述第一同步单元的输出端相连，所述第一电容的另一端与所述第二同步单元的输出端相连。

具体地，所述第一同步单元包括：多个串联的第九电阻，所述多个串联的第九电阻的一端与所述谐振电路的一端相连；第十电阻，所述第十电阻的一端与所述多个串联的第九电阻的另一端相连，所述第十电阻的另一端接地，所述第十电阻与所述多个串联的第九电阻之间具有第二节点，其中，所述第二节点与所述控制芯片的第一输入端相连；第四二极管，所述第四二极管的阳极与所述第二节点相连，所述第四二极管的阴极与第一预设电源相连；第二电容，所述第二电容的一端与所述第二节点相连，所述第二电容的另一端接地。

具体地，所述第二同步单元包括：多个串联的第十一电阻，所述多个串联的第十一电阻的一端与所述谐振电路的另一端相连；第十二电阻，所述第十二电阻的一端与所述多个串联的第十一电阻的另一端相连，所述第十二电阻的另一端接地，所述第十二电阻与所述多个串联的第十一电阻之间具有第三节点，其中，所述第三节点与所述控制芯片的第二输入端相连；第五二极管，所述第五二极管的阳极与所述第三节点相连，所述第五二极管的阴极与第一预设电源相连；第三电容，所述第三电容的一端与所述第三节点相连，所述第三电容的另一端接地。

优选地，所述功率开关管可为IGBT。

为达到上述目的，本实用新型另一方面提出的一种电磁加热系统，包括根据所述的电磁加热系统的加热控制装置。

根据本实用新型提出的电磁加热系统，通过所述电磁加热系统的加热控制装置，可以避免同步信号误检测引起的功率开关管误开通，防止功率开关管因同步信号误检测而开通过长时间，进而防止功率开关管损坏，，延长使用寿命。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的电磁加热系统的加热控制装置的方框示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的电磁加热系统的加热控制装置的电路原理图；以及

图3是根据本实用新型一个实施例的电磁加热系统的加热控制装置的工作原理图。

附图标记：

加热控制装置100、谐振电路1、功率开关管2、驱动电路3、同步电路4、控制芯片5、防误动作电路6和供电电路7；

供电电源71、整流模块72和滤波模块73；

滤波电感L0、滤波电容C0、谐振电感L10和谐振电容C10；

第一二极管D1、第一电阻R1、第一三极管Q1、第二二极管D2、第二电阻R2和第二二极管Q2；

第三电阻R3、第三三极管Q3、第四电阻R4、第四三极管Q4、第五电阻R5、第五三极管Q5和第六电阻R6；稳压二极管ZD1和第七电阻R7；

第九电阻R9、第十电阻R10、第四二极管D4和第二电容C2；

第十一电阻R11、第十二电阻R12、第五二极管D5和第三电容C3。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图来描述本实用新型实施例提出的电磁加热系统及其加热控制装置。

图1是根据本实用新型实施例的电磁加热系统的加热控制装置的方框示意图。如图1所示，电磁加热系统包括谐振电路1和与谐振电路1相连的功率开关管2，电磁加热系统还包括供电电路7，其中，供电电路7用于对交流电源例如220V交流市电进行整流和滤波处理以为谐振电路1提供直流电。

如图1所示，加热控制装置100包括：驱动电路3、同步电路4、控制芯片5和防误动作电路6。

其中，驱动电路3的输出端与功率开关管2相连以驱动功率开关管2开通或关断；同步电路4的第一输入端IN1和第二输入端IN2分别与谐振电路1的两端IN1＇和IN2＇相连，同步电路4用于根据谐振电路1两端的电压V_IN1＇和V_IN2＇生成同步信号；控制芯片5的输入端与同步电路4的输出端相连，控制芯片5的输出端与驱动电路3的输入端相连，控制芯片5用于根据同步信号输出开通控制信号至驱动电路3，以驱动功率开关管2开通；防误动作电路6的输入端与驱动电路3的输入端相连，防误动作电路6的输出端与同步电路4的输出端相连，防误动作电路6用于根据开通控制信号输出强制信号至控制芯片5，以防止控制芯片5的误动作。

具体来说，如图1所示，在电磁加热系统的工作过程中，谐振电路1一端IN1＇的电压为V_IN1＇，谐振电路1另一端IN2＇的电压为V_IN2＇，同步电路4根据谐振电路1两端的电压V_IN1＇和V_IN2＇生成同步信号，控制芯片5根据同步信号调整输出的控制信号，具体地，控制信号可为开通控制信号或关断控制信号，当控制芯片5输出开通控制信号例如低电平信号时，功率开关管2开通，同时，防误动作电路6根据开通控制信号输出强制信号至控制芯片5，以屏蔽同步信号，防止同步信号误检测引起的控制芯片5的误动作，从而防止功率开关管2误开启；当控制芯片输出的关断控制信号例如高电平信号或高组态时，功率开关管2关断，同时，防误动作电路6不输出强制信号，控制芯片5根据同步信号判断V_IN2＇是否过零,并在判断V_IN2＇过零时输出开通控制信号至驱动电路3，以驱动功率开关管2开通。

由此，可以防止在功率开关管2开通期间，同步信号误检测引起功率开关管2误开启，从而避免功率开关管2开通时间延长，以防止电流过大或者功率开关管5的集电极电压过高引起功率开关管2损坏。

下面结合图2来描述加热控制装置的电路结构。

根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，供电电路7可包括整流模块72和滤波模块73，其中，整流模块72用于对交流电源例如220V市电进行整流，滤波模块73用于对整流后的直流电进行滤波，并将整流滤波后的直流电供给谐振电路1，其中，滤波模块73包括滤波电感L0和滤波电容C0。

根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，同步电路4的输出端包括第一输出端A和第二输出端B，控制芯片5的输入端包括第一输入端A＇和第二输入端B＇，防误动作电路6包括：第一二极管D1、第一电阻R1、第一三极管Q1、第二二极管D2、第二电阻R2和第二二极管Q2。

其中，第一二极管D1的阴极与驱动电路3的输入端IN0相连；第一电阻R1的一端与第一二极管D1的阳极相连；第一三极管Q1的基极与第一电阻R1的另一端相连，第一三极管Q1的发射极与第一预设电源VCC1相连；第二二极管D2的阳极与第一三极管Q1的集电极相连，第二二极管D2的阴极分别与同步电路4的第一输出端A和控制芯片5的第一输入端A＇相连；第二电阻R2的一端与第一三极管Q1的集电极相连；第二三极管Q2的基极与第二电阻R2的另一端相连，第二三极管Q2的集电极分别与同步电路4的第二输出端B和控制芯片5的第二输入端B＇相连，第二三极管Q2的发射极接地。

具体来说，如图2所示，当控制芯片5输出的控制信号为低电平即控制芯片5输出开通控制信号时，驱动电路3根据其输入端IN0接收到的低电平驱动功率开关管2开通，谐振电路1的另一端IN2＇的电压V_IN2＇为低电平，VA大于VB，此时，第一三极管Q1导通，第二三极管Q2导通，同步电路4的第一输出端A为高电平，同步电路4的第二输出端B为低电平，即言，在控制芯片5输出开通控制信号期间，防误动作电路6输出强制信号至控制芯片5，该强制信号使控制芯片5的第一输入端A＇的电压VA＇大于控制芯片5的第二输入端B＇的电压VB＇，从而防止电路受干扰引起VA＇小于VB＇，进而防止功率开关管2因重新开启而开通时间过长，避免功率开关管2发生过压或过流故障；当控制芯片5输出的控制信号为高电平或高组态即控制芯片5输出关断控制信号时，驱动电路3根据其输入端IN0接收到的高电平或高组态驱动功率开关管2关断，此时，第一三极管Q1截止，第二三极管Q2截止，防误动作电路6不输出强制信号，这样，控制芯片5根据同步电路4生成的同步信号判断V_IN2＇是否过零，并在判断V_IN2＇过零时输出开通控制信号至驱动电路3。

更具体地，如图3所示，在T1阶段，控制芯片5输出的控制信号为高电平，此时，控制芯片5接收同步电路4生成的同步信号，其第一输入端A＇的电压VA＇和第二输入端B＇的电压VB＇的波形如图3所示，这样，控制芯片5根据同步电路4生成的同步信号判断V_IN2＇是否过零，并在判断V_IN2＇过零时将输出的控制信号调整为低电平即控制芯片5在判断V_IN2＇过零时输出开通控制信号至驱动电路3；在T2阶段，控制芯片5输出的控制信号为低电平即控制芯片5输出开通控制信号，此时，功率开关管2开通，V_IN2＇为低电平，并且，防误动作电路6输出强制信号，强制信号使控制芯片5的第一输入端A＇的电压VA＇保持高电平，并使控制芯片5的第二输入端B＇的电压VB＇保持低电平，以防止电路受干扰引起VA＇小于VB＇，进而防止功率开关管2因重新开启而开通时间过长，避免功率开关管2发生过压或过流故障。

需要说明的是，防误动作电路6包括但不限于上述图2所示的电路结构，可对防误动作电路6进行替换和改进，只要能满足在功率开关管2开通期间，使VA＇大于VB＇即可。

根据本实用新型的一个具体示例，功率开关管2可为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)，其中，如图2所示，IGBT的集电极与谐振电路1的另一端IN2＇相连，IGBT的发射极接地，IGBT的栅极与驱动电路3相连。

如图2所示，谐振电路1包括并联的谐振电感L10和谐振电容C10，其中，并联的谐振电感L10和谐振电容C10的一端IN1＇与供电电路7相连，并联的谐振电感L10和谐振电容C10的另一端IN2＇与IGBT的集电极相连，谐振电路1用于对放置在电磁加热系统上的锅具进行谐振加热。

根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，驱动电路3包括：第三电阻R3、第三三极管Q3、第四电阻R4、第四三极管Q4、第五电阻R5、第五三极管Q5和第六电阻R6，其中，第三电阻R3的一端与控制芯片5的输出端相连；第三三极管Q3的基极与第三电阻R3的另一端相连，第三三极管Q3的集电极通过第四电阻R4与第二预设电源VCC2相连，第三三极管Q3的发射极接地；第四三极管Q4的基极与第三三极管Q3的集电极相连，第四三极管Q4的集电极通过第五电阻R5与第二预设电源VCC2相连；第五三极管Q5的基极与第四三极管Q4的基极相连，第五三极管Q5的集电极接地，第五三极管Q5的发射极与第四三极管Q4的发射极相连，第五三极管Q5的发射极与第四三极管Q4的发射极之间具有第一节点；第六电阻R6的一端与第一节点相连，第四电阻R4的另一端与功率开关管2的栅极相连。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图2所示，驱动电路3还包括：稳压二极管ZD1和第七电阻R7，其中，稳压二极管ZD1的阴极与第六电阻R6的另一端相连，稳压二极管ZD1的阳极接地；第七电阻R7与稳压二极管ZD1并联。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图2所示，驱动电路3还包括：第八电阻R8和第三二极管D3，其中，第八电阻R8的一端与第三电阻R3的一端相连，第八电阻R8的另一端与第二预设电源VCC2相连；第三二极管D3的阴极与第三电阻R3的一端相连，第三二极管D3的阳极与第三电阻R3的另一端相连。

具体来说，如图2和3所示，当控制芯片5输出的开通控制信号为低电平时，第三三极管Q3截止，第四三极管Q4开通，第五三极管Q5截止，功率开关管2开通；当控制芯片5输出的开通控制信号为高电平时，第三三极管Q3开通，第四三极管Q4截止，第五三极管Q5开通，功率开关管2关断。

根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，控制芯片5的输入端包括第一输入端和第二输入端，同步电路4包括：第一同步单元41、第二同步单元42和第一电容C1，其中，第一同步单元41的输入端IN1与谐振电路1的一端相连，第一同步单元41的输出端与控制芯片5的第一输入端A＇相连；第二同步单元42的输入端IN2与谐振电路1的另一端相连，第二同步单元42的输出端与控制芯片5的第二输入端B＇相连；第一电容C1的一端与第一同步单元41的输出端相连，第一电容C1的另一端与第二同步单元42的输出端相连。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图2所示，第一同步单元41包括：多个串联的第九电阻R9、第十电阻R10、第四二极管D4和第二电容C2，其中，多个串联的第九电阻R9的一端与谐振电路1的一端相连；第十电阻R10的一端与多个串联的第九电阻R9的另一端相连，第十电阻R10的另一端接地，第十电阻R10与多个串联的第九电阻R9之间具有第二节点，其中，第二节点与控制芯片5的第一输入端相连；第四二极管D4的阳极与第二节点相连，第四二极管D4的阴极与第一预设电源VCC1相连；第二电容C2的一端与第二节点相连，第二电容C2的另一端接地。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图2所示，第二同步单元42包括：多个串联的第十一电阻R11、第十二电阻R12、第五二极管D5和第三电容C3，其中，多个串联的第十一电阻R11的一端与谐振电路1的另一端IN2＇相连；第十二电阻R12的一端与多个串联的第十一电阻R11的另一端相连，第十二电阻R12的另一端接地，第十二电阻R12与多个串联的第十一电阻R11之间具有第三节点，其中，第三节点与控制芯片5的第二输入端相连；第五二极管D5的阳极与第三节点相连，第五二极管D5的阴极与第一预设电源VCC1相连；第三电容C3的一端与第三节点相连，第三电容C3的另一端接地。

具体来说，如图2和图3所示，在功率开关管2开通期间，防误动作电路6输出强制信号至控制芯片5，强制信号使控制芯片5的第一输入端A＇的电压VA＇大于控制芯片5的第二输入端B＇的电压VB＇，防止电路受干扰引起VA＇小于VB＇，进而防止控制芯片5误动作引起功率开关管2重新开启；在功率开关管2关断期间，防误动作电路6不输出强制信号，即言，防误动作电路6对控制芯片5的第一输入端A＇的电压VA＇和控制芯片5的第二输入端B＇的电压VB＇没有影响，这样，第一同步单元41对谐振电路1一端的电压V_IN1＇进行分压，并将分压后的电压输送至控制芯片5的第一输入端A＇，第二同步单元42对谐振电路1另一端的电压V_IN2＇进行分压，并将分压后的电压输送至控制芯片5的第二输入端B＇，控制芯片5根据VA＇和VB＇判断V_IN2＇是否过零，并在判断V_IN2＇过零时输出开通控制信号至驱动电路3，以驱动功率开关管2开通。

综上，根据本实用新型实施例提出的电磁加热系统的加热控制装置，同步电路根据谐振电路两端的电压生成同步信号，控制芯片根据同步信号输出开通控制信号至驱动电路，以驱动功率开关管的开通或关断，并且，防误动作电路根据开通控制信号输出强制信号至控制芯片，以防止控制芯片的误动作，从而可以避免同步信号误检测引起的功率开关管误开启，防止功率开关管因同步信号误检测而开通过长时间，进而防止功率开关管损坏，延长使用寿命。

本实用新型还提出了一种电磁加热系统，包括上述实施例的电磁加热系统的加热控制装置。

综上，根据本实用新型实施例提出的电磁加热系统，通过上述实施例的电磁加热系统的加热控制装置，可以避免同步信号误检测引起的功率开关管误开启，防止功率开关管因同步信号误检测而开通过长时间，进而防止功率开关管损坏，延长使用寿命。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。