专利名称：低待机功耗电磁炉电路的制作方法
技术领域：
低待机功耗电磁炉电路技术领域[0001 ] 本实用新型涉及电磁炉，特别是低待机功耗的电磁炉电路。
背景技术：
[0002]随着全球能源需求日益扩大，节能减排已经成为家用电器重要的发展方向，在待 机功耗方面，各国都提出了相应的标准，欧盟在这方面要求更为严格。目前市场上普通电磁 炉的待机功耗，一般都在O. 8W以上。有些产品虽然实现了较低的待机功耗，但电路较为复 杂，元器件成本及制造成本较高，同时由于元器件较多，故障率也相应增加，如何实现以较 低的成本实现较低的待机功耗，一直是电子技术领域的研究重点。实用新型内容[0003]本实用新型旨在提供一种低待机功耗电磁炉电路。[0004]本实用新型低待机功耗电磁炉电路，包括LC谐振电路及其第一驱动电路、控制单 元、电源以及连接在所述LC谐振电路的同步采样电路，所述同步采样电路和所述第一驱动 电路分别连接所述控制单元的输入端和输出端，所述电源包括用于给所述LC谐振电路提 供直流电的第一供电电路，该第一供电电路的回路中设置有电磁开关；用于给其余电路供 电的第二供电电路；以及，用于控制所述电磁开关在电磁炉待机工作状态切断所述第一供 电电路的控制器。[0005]优选地，所述第一供电电路包括整流桥堆，该整流桥堆的第一 AC端接交流电的第 一相线，第二 AC端经所述电磁开关接交流电的第二相线，负端接第一地并连接康铜丝电阻 到第二地，正端接所述LC谐振电路；所述第二供电电路的整流电路包括第一整流回路，由 所述第一相线顺次连接第一二极管、降压电阻、第一电容、所述整流桥堆内的第一反向二极 管和所述电磁开关至所述第二相线构成；以及，第二整流回路，由所述第二相线顺次连接第 二二极管、所述降压电阻、所述第一电容和所述整流桥堆内的第二反向二极管至所述第一 相线构成。[0006]在本实用新型低待机功耗电磁炉电路中，所述第一供电电路包括整流桥堆，所述 电磁开关也可以连接在该整流桥堆的正端或负端。[0007]优选地，所述电源的控制器包括所述控制单元和第二驱动电路，所述电磁开关、散 热风扇和蜂鸣器的驱动由所述控制单元的一个I/O端复用实现。[0008]优选地，所述第二供电电路为降压式变换电路，包括整流电路和buck电路，所述 buck电路包括从所述整流电路输出端到本第二供电电路第一低压输出端依次串联的功率 开关管和第一电感、连接于所述第一低压输出端和所述第一地之间的第二电容、以及连接 于功率开关管控制端的PWM，功率开关管和第一电感的公共端接续流二极管到第一地，所述 第一电感为一高频互感器的初级线圈，该高频互感器的次级线圈连接整流滤波电路以提供 第二低压电源。[0009]优选地，所述buck电路的功率开关管和PWM集成于同一个开关电源芯片，所述开关电源芯片的反馈端和电源端分别接第三电容和第四电容到功率开关管和第一电感的公 共端，第一电感的另一端接第三二极管至所述开关电源芯片的电源端，所述反馈端和电源 端之间接一稳压二极管。[0010]优选地，所述电磁炉电路还包括电压浪涌采样电路，连接在第一供电电路整流桥 堆的AC端，输出端接所述控制单元；和/或，电流浪涌采样电路，连接在第一供电电路整流 桥堆的负端，输出端接所述控制单元。[0011 ] 优选地，所述电磁炉电路还包括功率管温度采样电路和炉面温度采样电路，它们 分别接所述控制单元的两个模拟信号输入端。[0012]优选地，所述电磁炉电路还包括电压检测电路,连接在第一供电电路整流桥堆的 AC端，输出端接所述控制单元；和，电流检测电路，连接在第一供电电路整流桥堆的负端， 输出端接所述控制单元。[0013]优选地，所述第一供电电路的整流桥堆的输入侧设置前级滤波电路，且该整流桥 堆的输出侧设置后级滤波电路。[0014]本电磁炉电路的电源包括两个供电电路，在待机工作状态，通过控制器和电磁开 关切断其中的大电流供电电路，使电磁加热电路的功耗为零，而通过另一个供电电路给显 示面板和电磁开关供电，保持电磁炉在待机状态，从而实现了低待机功耗。其电路简洁，成 本低。
[0015]图1为本实用新型第一实施例低待机功耗电磁炉电路的原理图；[0016]图2为本实用新型第二实施例低待机功耗电磁炉电路的原理图；[0017]图3为本实用新型第三实施例低待机功耗电磁炉电路的原理图；[0018]图4为本实用新型一些实施例低待机功耗电磁炉电路的电源电路图。
具体实施方式
[0019]
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。[0020]如图1所示，第一实施例低待机功耗电磁炉电路包括控制单元1、LC谐振电路2 及其第一驱动电路3、同步采样电路4和电源5，同步采样电路4连接LC谐振电路2并与控 制单元I的输入端连接，第一驱动电路3连接控制单元I的输出端。控制单元I结合同步 采样信号适时输出驱动脉冲信号，通过第一驱动电路3驱动功率管(如IGBT)进行高速开关 切换形成高频交流电，通过电磁线圈及谐振电容形成LC谐振，电磁线圈上的高频谐振电流 形成高速变化的磁场，作用在铁磁性金属锅具上，从而实现电磁加热功能。[0021]电源5包括用于给LC谐振电路2提供直流电的第一供电电路，用于给除LC谐振 电路2外的其它电路供电的第二供电电路53，和控制器。第一供电电路的回路中设有电磁 开关54。控制器由第二驱动电路52和电磁炉的控制单元I构成，与电磁开关54的线圈连 接，用于控制电磁开关54在电磁炉待机工作状态切断第一供电电路。电磁开关54优选继 电器。[0022]为了进一步降低电磁炉待机时的功耗，第一供电电路包括整流桥堆51，该整流桥 堆51的第一 AC端接交流电的第一相线55，第二 AC端经电磁开关54接交流电的第二相线56，负端接第一地57并连接康铜丝电阻58到第二地59，正端接LC谐振电路2 ;第二供电电 路53为降压式变换电路，包括整流电路和buck电路53e，整流电路包括第一整流回路和第 二整流回路，第一整流回路由第一相线55顺次连接第一二极管53a、降压电阻53b、第一电 容53c、整流桥堆51内的第一反向二极管51a和电磁开关54至第二相线56构成；第二整 流回路由第二相线56顺次连接第二二极管53d、降压电阻53b、第一电容53c和整流桥堆51 内的第二反向二极管51b至第一相线55构成。[0023]进入待机状态时，控制单元I输出低电平，使电磁开关54断开，一方面将所述第一 供电电路切断，使电磁加热电路功耗为零，另一方面将第二供电电路53的第一整流回路切 断，使第二供电电路53工作于半波整流状态，进一步降低了待机功耗。返回加热状态时，控 制单元I输出高电平，使电磁开关54接通，所述第一供电电路正常工作，并且第二供电电路 53的第一整流回路接通，交流电交替从第一整流回路和第二整流回路流过，第二供电电路 3工作于全波整流状态。[0024]本实施例中，用于控制电磁开关54的控制器由电磁炉的控制单元I和第二驱动电 路52构成。可以理解地，用于控制电磁开关54的控制器也可以不用电磁炉的控制单元1， 而由一个独立的单片机和第二驱动电路52构成。[0025]如图2所示，第二实施例低待机功耗电磁炉电路包括控制单元1、LC谐振电路2 及其第一驱动电路3、同步采样电路4和电源5，进一步还包括炉面温度采样电路6、功率 管温度采样电路7、电压浪涌采样电路8、电流浪涌采样电路9、电压检测电路10、电流检测 电路11和人机界面12。控制单元I采用SoC (System On Chip)芯片，LC谐振电路2及其 第一驱动电路3、同步采样电路4以及电源5与第一实施例相同，不再叙述。[0026]炉面温度采样电路6与控制单元I内的一个模拟信号输入端连接，检测炉面温度， 转换成数字信号传送给控制单元I内的CPU，以实现烹饪时不同温度点保温功能、炉面温度 控制功能、以及保护功能。[0027]功率管温度采样电路7与控制单元I内的另一个模拟信号输入端连接，采样功率 管的温度，以实时监测功率管的温度，当功率管的温度超过设定温度时，控制单元I调整输 送给第一驱动电路3的脉冲驱动信号，进行功率调整，当功率管的温度超过警戒温度点，控 制单元I停止向驱动电路3输出驱动脉冲信号，电磁炉停止加热。[0028]电压浪涌采样电路8连接在第一供电电路整流桥堆51的AC端，输出端接控制单 元I的相应输入端。在电网出现瞬间高压干扰时，电压浪涌采样电路8输出信号发生变化， 控制单元I检测到该变化时，停止向第一驱动电路3输出驱动脉冲信号，电磁炉停止加热， 实现电路保护功能。[0029]电流浪涌采样电路9连接在第一供电电路整流桥堆51的负端，输出端接控制单 元I的相应输入端。当电磁炉第一供电电路的回路出现瞬间大电流时，电流浪涌采样电路 9的输出信号发生变化，控制单元I检测到该变化时，停止向第一驱动电路3输出驱动脉冲 信号，电磁炉停止加热，实现电路保护功能。[0030]电压检测电路10连接在第一供电电路整流桥堆51的AC端，输出端接控制单元I 的相应输入端；电流检测电路11连接在第一供电电路整流桥堆51的负端，输出端接所述控 制单元I的相应输入端。控制单元I根据电压检测电路10和电流检测电路11的输出值计 算实时功率，实现功率调节。[0031]第二实施例中，第一供电电路的控制器包括控制单元I和第二驱动电路52，电磁 开关54、蜂鸣器和散热风扇的驱动由控制单元I的一个I/O端复用实现，在满足性能的同时 节省了芯片I/O资源。[0032]如图3所示，第三实施例低待机功耗电磁炉电路与第二实施例基本相同，区别仅 在于第二实施例中，电磁开关4设置在第一供电电路的整流桥堆51的一个AC端，这样在 待机状态，第二供电电路53的第一整流回路也被电磁开关4切断，使第二供电电路53由全 波整流切换为半波整流，能进一步降低待机功耗。而在第三实施例中，电磁开关4设置在第 一供电电路的整流桥堆51的负端，在待机状态，电磁开关4仅切断第一供电电路，使电磁加 热回路的电流为零，而不会切断第二供电电路53的第一整流回路或第二整流回路，第二供 电电路53仍工作在全波整流状态，但由于在待机状态切断了电磁炉大电流回路，因此也能 达到在一定程度上待机低功耗的效果。[0033]可以理解地，将电磁开关4设置在第一供电电路的整流桥堆51的正端也可实现与 第三实施例相同的效果。并且，在这种情况下，由于第二供电电路53在加热状态和待机状 态时不发生变化，因此其整流电路可以是独立于整流桥堆51的一个整流电路，例如可以由 另一个桥堆连接在交流电的第一相线55和第二相线56之间实现。[0034]图4示出了一些实施例中的电源电路图。图4中，二极管D6为第一二极管53a， 电阻R22为降压电阻53b，电容C19为第一电容53c，二极管D3为第二二极管53d，继电器 Kl为电磁开关54，它们与整流桥堆51内的第一反向二极管和第二反向二极管一起构成第 二供电电路的整流电路，构成第二供电电路的buck电路53e包括从该整流电路输出端到本 第二供电电路第一低压输出端53f依次串联的功率开关管(集成在开关电源芯片U2内，图 中未不出)和第一电感L2、连接于第一低压输出端53f和第一地57之间的第二电容C23、以 及连接于功率开关管控制端的PWM (集成在开关电源芯片U2内，图中未示出)，功率开关管 和第一电感L2的公共端接续流二极管D8到第一地57，第一电感L2为一高频互感器的初 级线圈，该高频互感器的次级线圈连接整流滤波电路53g和三端稳压芯片U3以提供第二低 压电源。本实施例中，N相为交流电的第一相线55，L相为交流电的第二相线56，可以理解 地，相反也可以。[0035]在一些实施例中,buck电路53e的功率开关管和PWM集成于同一个开关电源芯片 U2，所述开关电源芯片U2的反馈端(即第3脚)和电源端(即第4脚)分别接第三电容C12和 第四电容C20到功率开关管和第一电感L2的公共端(也是芯片U2的第2脚)，第一电感L2 的另一端接第三二极管D7至所述开关电源芯片U2的电源端，所述反馈端和电源端之间接 一稳压二极管DW2。[0036]在一些实施例中，用一高频互感器的初级线圈作为buck电路53e的电感，次级线 圈作为感应线圈产生第二路输出。该高频互感器最好采用EElO规格的磁芯和骨架。[0037]为了优化产品EMC性能，减少外界对电磁炉的干扰，同时减少电磁炉对外界电网 的干扰，一些实施例中，在第一供电电路的整流桥堆51的输入侧设置前级滤波电路，并且 在该整流桥堆51的输出侧设置后级滤波电路。[0038]本实用新型一些实施例电磁炉电路的待机功耗低于O. 5W，大大低于普通电磁炉的 O. 8W以上的待机功耗。[0039]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护 范围。
权利要求1.一种低待机功耗电磁炉电路，包括LC谐振电路(2)及其第一驱动电路(3)、控制单元(I)、电源(5)以及连接在所述LC谐振电路的同步采样电路(4)，所述同步采样电路和所述第一驱动电路分别连接所述控制单元(I)的输入端和输出端，其特征在于，所述电源(5)包括 用于给所述LC谐振电路(2)提供直流电的第一供电电路，其回路中设置有电磁开关(54)； 用于给其余电路供电的第二供电电路(53);以及 用于控制所述电磁开关在电磁炉待机工作状态切断所述第一供电电路的控制器。
2.根据权利要求1所述的电磁炉电路，其特征在于 所述第一供电电路包括整流桥堆(51)，该整流桥堆的第一 AC端接交流电的第一相线(55)，第二AC端经所述电磁开关(54)接交流电的第二相线(56)，负端接第一地(57)并连接康铜丝电阻(58)到第二地(59)，正端接所述LC谐振电路(2); 所述第二供电电路(53)的整流电路包括 第一整流回路，由所述第一相线(55)顺次连接第一二极管(53a)、降压电阻(53b)、第一电容(53c)、所述整流桥堆(51)内的第一反向二极管(51a)和所述电磁开关(54)至所述第二相线(56)构成；以及 第二整流回路，由所述第二相线(56)顺次连接第二二极管(53d)、所述降压电阻(53b)、所述第一电容(53c)和所述整流桥堆(51)内的第二反向二极管(51b)至所述第一相线(55)构成。
3.根据权利要求1所述的电磁炉电路，其特征在于所述第一供电电路包括整流桥堆(51)，所述电磁开关(54)连接在该整流桥堆(51)的正端或负端。
4.根据权利要求1所述的电磁炉电路，其特征在于所述电源(5)的控制器包括所述控制单元(I)和第二驱动电路(52)，所述电磁开关、散热风扇和蜂鸣器的驱动由所述控制单元(I)的一个I/O端复用实现。
5.根据权利要求2所述的电磁炉电路，其特征在于所述第二供电电路(53)为降压式变换电路，包括整流电路和buck电路(53e)，所述buck电路包括从所述整流电路输出端到本第二供电电路第一低压输出端(53f)依次串联的功率开关管和第一电感(L2)、连接于所述第一低压输出端和所述第一地之间的第二电容(C23)、以及连接于功率开关管控制端的PWM，功率开关管和第一电感的公共端接续流二极管(D8)到第一地，所述第一电感为一高频互感器的初级线圈，该高频互感器的次级线圈连接整流滤波电路以提供第二低压电源。
6.根据权利要求5所述的电磁炉电路，其特征在于所述buck电路的功率开关管和PWM集成于同一个开关电源芯片，所述开关电源芯片的反馈端和电源端分别接第三电容(C12)和第四电容(C20)到功率开关管和第一电感的公共端，第一电感的另一端接第三二极管(D7)至所述开关电源芯片的电源端，所述反馈端和电源端之间接一稳压二极管(DW2)。
7.根据权利要求1所述的电磁炉电路，其特征在于，所述电磁炉电路还包括 电压浪涌采样电路(8)，连接在第一供电电路整流桥堆(51)的AC端，输出端接所述控制单元⑴；和/或 电流浪涌采样电路(9)，连接在第一供电电路整流桥堆(51)的负端，输出端接所述控制单元(I)。
8.根据权利要求7所述的电磁炉电路，其特征在于所述电磁炉电路还包括功率管温度采样电路(7)和炉面温度采样电路￠)，它们分别接所述控制单元(I)的两个模拟信号输入端。
9.根据权利要求7所述的电磁炉电路，其特征在于，所述电磁炉电路还包括 电压检测电路(10)，连接在第一供电电路整流桥堆(51)的AC端，输出端接所述控制单元(I);和 电流检测电路(11)，连接在第一供电电路整流桥堆(51)的负端，输出端接所述控制单元⑴。
10.根据权利要求1所述的电磁炉电路，其特征在于所述第一供电电路的整流桥堆(51)的输入侧设置前级滤波电路，且该整流桥堆(51)的输出侧设置后级滤波电路。
专利摘要一种低待机功耗电磁炉电路，包括LC谐振电路及其第一驱动电路、控制单元、电源以及连接在所述LC谐振电路的同步采样电路，所述同步采样电路和所述第一驱动电路分别连接所述控制单元的输入端和输出端，所述电源包括用于给所述LC谐振电路提供直流电的第一供电电路，其回路中设置有电磁开关；用于给其余电路供电的第二供电电路；以及，用于控制所述电磁开关在电磁炉待机工作状态切断所述第一供电电路的控制器。本电磁炉电路待机功耗低，且电源电路简洁，成本低。
文档编号H02M7/219GK202840661SQ20122048147
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月20日 优先权日2012年9月20日
发明者丘守庆, 许申生, 李鹏, 陈劲锋 申请人:深圳市鑫汇科电子有限公司