专利名称：实现稳定小功率加热的电磁炉电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用电能加热的电磁炉，尤其是一种可以实现稳定小功率加热 的电磁炉电路，采用该电路的电磁炉能够从小功率到大功率连续稳定工作。
背景技术：
目前市面上主流的电磁炉，其通过桥式整流器将交流电转换为直流，再经过 功率逆变电路，在电磁线圈上产生高频交变磁场，该高频交变磁场通过在炊具上 产生涡流效应最终转换为热能。
目前市场上主流的电磁炉连续功率输出在最大功率到二分之一最大功率之 间，在需要二分之一最大功率以下加热时，大都采用间隙工作方式来达到。普通 的电磁炉在小功率(如小于二分之一最大功率)加热时，不能做到零电压导通， 主控IGBT开关损耗很大，IGBT发热严重，所以不能同时保证小功率连续加热 正常工作，从而使电磁炉的应用受到一定程度上的限制。因此，保证电磁炉连续 大功率稳定工作，同时又能实现稳定连续的小功率加热， 一直是业内人士研究的 课题之一。
发明内容
鉴于现有电磁炉在实际应用中存在的上述不足，本实用新型提供一种实现小 功率稳定加热的电磁炉电路，以确保电磁炉从小功率(即十分之一最大功率或更 低)到大功率连续稳定工作。
本实用新型的实现稳定小功率加热的电磁炉电路，包括整流滤波器、由IGBT 管和LC谐振回路组成的功率逆变电路以及单片机，还包括-
一个驱动电路，连接于单片机的PPG信号输出端与功率逆变电路的输入端 之间，以放大所述PPG信号推动功率逆变电路工作；
一个直流电压调节电路，该电路连接在整流桥输出端与滤波器输入端之间，
控制端接单片机一输出端，以适时调节其输出的直流电压；以及，
一个同步信号检测电路，输入端连接交流电源，用于获取同步信号送入单片 机，由单片机控制所述直流电压调节电路和功率逆变电路同步开通或关断、以及 开通时间与关断时间比例，实现从小功率到大功率连续稳定工作。
本实用新型具有直流电压调节电路和同步信号检测电路，单片机根据同步信 号控制直流电压调节电路和功率逆变电路同步开通或关断、以及开通时间与关断 时间比例，达到稳定控制输出功率大小的目的。功率逆变电路开通或关断时，所 述直流电压调节电路关断，其输出的直流电压为零，使功率逆变电路在零电压下 开通或关断，达到减小开关损耗，使功率逆变电路在小功率下稳定连续工作。
该方案构思新颖，电路结构简单，使用安全、可靠。在保证电磁炉连续大功 率稳定工作的同时，又实现了稳定连续的小功率加热，使电磁炉能从小功率到大 功率连续调节和稳定工作，拓宽了电磁炉输出功率调节范围，小功率输出值可以 达到10%最大功率值或更低。
图l为本实用新型的原理框图2为本实用新型典型实施例电路图。
具体实施方式
以下结合实施例图对本实用新型进一步说明
图1所示实现稳定小功率加热的电磁炉电路主要包括整流桥1、滤波器3、 由IGBT管和LC谐振回路组成的功率逆变电路4，以及单片机6，并特别设置有: 驱动电路5、直流电压调节电路2以及同步信号检测电路7。驱动电路5连接于 单片机6的PPG信号输出端与功率逆变电路4的输入端(即IGBT管的栅极) 之间，以放大所述PPG信号推动功率逆变电路工作。直流电压调节电路2连接 在整流桥1输出端与滤波器3输入端之间，控制端接单片机一输出端，以适时调 节其输出的直流电压。同步信号检测电路7输入端连接交流电源，用于获取同步 信号送入单片机。单片机6是电磁炉主控部分，控制所述直流电压调节电路和功 率逆变电路同步开通或同步关断、以及开通时间与关断时间比例，实现电磁炉从
小功率到大功率连续稳定工作。
功率逆变电路开通或关断时，所述直流电压调节电路关断，其输出的直流电 压为零，使功率逆变电路在零电压下开通或关断，达到减小开关损耗，使IGBT 在小功率下稳定连续工作。功率逆变电路开通时，直流电压调节电路关断使施加
到功率逆变电路的直流电压为零，紧接着IGBT的从零角度开通逐步加大开通角 度，这样又控制了开关引起的噪声。
图2为本实用新型典型实施例电路图。其中，整流桥l、滤波器3及功率逆 变电路4可采用常规电路，功率逆变电路4由IGBT管和LC谐振回路组成，LC 谐振回路连接在IGBT管的集电极与滤波器的输出端之间，谐振电感设置在电磁 炉的加热板内。
同步信号检测电路7由三极管Ql、与其集电极电阻Rl和基极电阻R2组成， Ql基极通过R2接交流电源。该电路为一过零检测电路，它检测50Hz交流电源 的过零信号，提供给单片机6 (IC1)作为同步控制信号。
驱动电路5由三极管Q4、 Q5、 Q6，电容C3及电阻R8、 R9组成，Q4集电 极通过R9接电源正端，基极通过R8接电源正端，Q5、 Q6的基极接Q4集电极， Q5集电极接电源正端，Q6的集电极和Q4的发射极接地，Q5、 Q6的发射极连 接作为输出端，该输出端通过限流R10接IGBT1管栅极，IGBT1管栅极与发射 极之间并接稳压管DW1和Rll， Q4的基极接受单片机6的PPG比例控制和毫 秒级的开通/关断间隙工作控制。
直流电压调节电路2包括可控硅SCR1，三极管Q2、 Q3，以及电阻R3、 R4、 R5、 R6、 R7, Q2的发射极接可控硅SCR1的正端，Q2的集电极通过电阻 R6接SCR1的触发端，Q2基极与发射极之间连接R7， Q2基极通过R5接Q3 的集电极，Q3发射极接地，R4连接于Q3基极与发射极之间，Q3基极通过电阻 R3接单片机一输出端子，在单片机(IC1)的协调控制下，配合功率IGBT管在 零电压下进行开通或关断控制。图2中还包括常规的电流检测电路和电压检测电 路，电流检测电路和电压检测电路输出分别接单片机l的相应输入端。
单片机l (IC1)内部有PPG模块、同步检测模块、过零检测模块、电流电 压检测模块、功率计算和控制模块等，该单片机的主要功能是接受操作者的指令, 通过驱动电路使功率逆变电路与直流电压调节电路配合协调工作。
单片机识别到同步控制信号，通过对IGBT管和直流电压调节电路的互相配 合，控制功率逆变电路的同步开通或同步关断，调节功率输出开通与关闭的时间 比例，开通时间比例大则输出功率大，开通时间比例小则输出功率小。
同步信号检测电路每20毫秒输出一个脉冲信号，周期为T-20ms，这个脉冲 信号进入单片机的TO口，单片机把这个脉冲信号下降沿作为同步信号。从检测 到第1个脉冲下降沿信号瞬间，单片机控制直流电压调节电路和驱动电路开通输 出功率，根据用户设定的功率要求，自动控制这个功率开通时间Ton， Ton结束 就关断IGBT管停止功率输出，从关断到下一次启动功率输出的时间(如第5个 脉冲下降沿信号)为功率关断时间Toff。在这个过程中，Ton + Toff=80ms。
在Ton期间，单片机的PBO脚输出高电平，通过三极管Q3、 Q2使SCR1 导通，单片机的PPG脚连续输出20KHz-38KHz之间的固定PPG信号；在Toff 期间，单片机的PBO脚输出低电平，令SCR1关闭，从而停止功率输出。直到第 5个脉冲下降沿信号开始，再次启动功率输出，重复上述过程，通过调整Ton时 间的长度调整功率，实现1000W以下连续小功率加热控制。
在连续1000W以上功率控制时，单片机控制PBO输出高电平，令SCR1 — 直导通，通过调节上述PPG信号的频率，增加IGBT每次导通的时间，同时改 变LC振荡的谐振频率，从而实现1000W以上连续功率加热控制。
上述方式有效解决了普通电磁炉在小功率加热时出现的IGBT发热严重问 题，实现了电磁炉从低于50W到高于2000W之间连续功率输出。
权利要求1、一种实现稳定小功率加热的电磁炉电路，包括整流滤波器、功率逆变电路以及单片机，其特征是还包括一个驱动电路，连接于单片机的PPG信号输出端与功率逆变电路的输入端之间，以放大所述PPG信号推动功率逆变电路工作；一个直流电压调节电路，该电路连接在整流桥输出端与滤波器输入端之间，控制端接单片机一输出端；以及，一个同步信号检测电路，输入端连接交流电源，用于获取同步信号送入单片机，由单片机控制所述直流电压调节电路和功率逆变电路同步开通或关断、以及开通时间与关断时间比例，实现从小功率到大功率连续稳定工作。
2、 根据权利要求1的实现稳定小功率加热的电磁炉电路，其特征是所述 单片机输出的PPG信号的频率为20-38 KHz 。
3、 根据权利要求1的实现稳定小功率加热的电磁炉电路，其特征是所述直 流电压调节电路包括可控硅SCR1，三极管Q2、 Q3，以及电阻R3、 R4、 R5、 R6、 R7， Q2的发射极接可控硅SCR1的正端，Q2的集电极通过电阻R6接SCR1 的触发端，Q2基极与发射极之间连接R7， Q2基极通过R5接Q3的集电极，Q3 发射极接地，R4连接于Q3基极与发射极之间，Q3基极通过电阻R3接单片机 一输出端子。
专利摘要一种实现稳定小功率加热的电磁炉电路，包括整流滤波器、功率逆变电路以及单片机，还包括一驱动电路，连接于单片机PPG信号输出端与功率逆变电路的输入端之间；一直流电压调节电路，连接在整流桥输出端与滤波器输入端之间，控制端接单片机一输出端；以及，一个同步信号检测电路，输入端连接交流电源，由单片机控制所述直流电压调节电路和功率逆变电路同步开通或关断、以及开通时间与关断时间比例，实现从小功率到大功率连续稳定工作。该方案构思新颖，电路结构简单，使用安全、可靠。在保证电磁炉连续大功率稳定工作的同时，又实现了稳定连续的小功率加热，拓宽了电磁炉输出功率调节范围，小功率输出值可以达到10％最大功率值或更低。
文档编号H05B6/06GK201001206SQ20072011831
公开日2008年1月2日 申请日期2007年1月29日 优先权日2007年1月29日
发明者丘守庆, 刘春光, 唐德强, 许申生, 陈劲锋 申请人:深圳市鑫汇科电子有限公司