电磁炉的制作方法

本发明涉及电路结构技术领域，尤其涉及一种电磁炉。

背景技术：

电磁炉具有安全、无明火、高效节能和清洁等多项优点，是常见的家庭电器设备。

电磁炉的开关器件通常选用绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolartransistor，简称igbt)，由igbt驱动电路向igbt的栅极提供驱动电压，以驱动igbt导通或关断。当igbt驱动电路提供给igbt的栅极的驱动电压为高电压时，如15-20v，igbt在饱和状态导通；当igbt驱动电路提供给igbt的栅极的驱动电压为低电压时，如0v-1v，igbt关断。

但是，在使用电磁炉的过程中，用户插拔电磁炉的插头时，可能存在电源不稳定，导致igbt驱动电路提供给igbt的栅极的驱动电压随之波动，从而存在igbt的栅极的驱动电压不够高(未达到15-20v)，使得igbt在非饱和状态导通的情况。非饱和状态导通的igbt容易损坏。因此，现有电磁炉存在igbt易损坏的问题。

技术实现要素：

为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本发明提供一种电磁炉，用以解决现有电磁炉中igbt易损坏的问题。

本发明一方面提供一种电磁炉，包括：igbt驱动电路(10)、igbt(11)和谐振电路，所述igbt驱动电路的输出端与所述igbt的栅极连接，所述igbt的集电极与所述谐振电路的第一端连接，所述谐振电路的第二端与供电电源连接，所述igbt的发射极接地，并与所述供电电源连接；所述电磁炉还包括：控制芯片、第一电阻、分压元件、第二电阻和第一二极管；其中，

所述第一电阻的第一端与直流电源连接，所述第一电阻的第二端分别与所述分压元件的第一端和所述控制芯片的输出管脚连接，所述分压元件的第二端与所述第一二极管的基极连接；

所述第二电阻的第一端与所述直流电源连接，所述第二电阻的第二端分别与所述第一二极管的集电极和所述igbt驱动电路的输入端连接，所述第一二极管发射极接地；

所述控制芯片用于在所述输出管脚处于开漏状态时，在检测到所述分压元件的第一端的电压小于预设电压时，控制所述输出管脚维持开漏状态。

通过将电压采样和信号输出共用一个管脚，避免了在电磁炉中增加采样电路和电压比较电路，简化了电路结构，同时节约了控制芯片的管脚，从而降低控制芯片和电磁炉成本。通过根据直流电源的大小，确定控制电路的输出端输出的驱动电压，从而保护了igbt。

如上所述的电磁炉，所述控制芯片包括控制电路以及与所述控制电路连接的采样电路，所述采样电路还与所述输出管脚连接，用于检测所述分压元件的第一端的电压，并发送给所述控制电路；

所述控制电路的输出端与所述输出管脚连接，用于根据所述分压元件的第一端的电压，通过所述输出管脚输出驱动电压。

控制电路仅在输出管脚处于开漏状态时，控制采样电路检测分压元件的第一端的电压，可节约功耗。

如上所述的电磁炉，所述控制芯片还包括：驱动信号生成电路；

所述控制电路的输出端与所述驱动信号生成电路的输入端连接，所述驱动信号生成电路的输出端与所述输出管脚连接；

所述控制电路具体用于在检测到所述分压元件的第一端的电压小于预设电压时，控制所述驱动信号生成电路处于开漏状态。

通过将控制电路和驱动信号生成电路分开设置，简化了控制电路结构。

如上所述的电磁炉，所述驱动信号生成电路为可编程脉冲发生器。

如上所述的电磁炉，所述igbt驱动电路包括第二三极管和第三三极管；

所述第二三极管的集电极与所述直流电源连接，所述第二三极管的发射极分别与所述第三三极管的发射极和所述igbt的栅极连接，所述第三三极管的集电极接地，所述第二三极管的基极和所述第三三极管的基极均与所述第二电阻的第二端连接。

通过采用两个三极管串联构成igbt驱动电路，结构简单成本较低。

如上所述的电磁炉，所述第一三极管和所述第二三极管为npn型三极管，所述第三三极管为pnp型三极管。

如上所述的电磁炉，还包括电容；

所述电容的第一端与所述直流电源连接，所述电容的第二端接地。

通过在直流电源侧增加电容，对波动的直流电源进行滤波，滤除直流电源的波动和干扰信号，可进一步保护igbt。

如上所述的电磁炉，还包括整流滤波电路；

所述谐振电路的第二端通过所述整流滤波电路与市电电源连接，所述igbt的发射极通过所述整流滤波电路与市电电源连接。

本发明的构造以及它的其他发明目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。

附图说明

图1为本发明提供的电磁炉的结构示意图一；

图2为本发明提供的电磁炉的结构示意图二；

图3为本发明提供的电磁炉的结构示意图三；

图4为本发明提供的电磁炉的结构示意图四；

图5为本发明提供的电磁炉的结构示意图五；

图6为本发明提供的电磁炉的结构示意图六。

附图标记：

10—igbt驱动电路；11—igbt；12—谐振电路；

13—控制芯片；14—第一电阻；15—分压元件；

16—第二电阻；17—第一二极管；18—控制电路；

19—采样电路；20—驱动信号生成电路；21—第二三极管；

22—第三三极管；23—电容；24—整流滤波电路。

具体实施方式

图1为本发明提供的电磁炉的结构示意图一。如图1所示，本发明提供的电磁炉包括：

igbt驱动电路10、igbt11和谐振电路12、控制芯片13、第一电阻14、分压元件15、第二电阻16和第一二极管17；其中，

igbt驱动电路10的输出端与igbt11的栅极连接，igbt11的集电极与谐振电路12的第一端连接，igbt11的发射极和谐振电路12的第二端与供电电源连接，igbt11的发射极接地，并与供电电源连接；

第一电阻14的第一端与直流电源连接，第一电阻14的第二端分别与分压元件15的第一端和控制芯片13的输出管脚连接，分压元件15的第二端与第一二极管17的基极连接；

第二电阻16的第一端与直流电源连接，第二电阻16的第二端分别与第一二极管17的集电极和igbt驱动电路10的输入端连接，第一二极管17发射极接地；

控制芯片13用于在输出管脚处于开漏状态时，在检测到分压元件15的第一端的电压小于预设电压时，控制输出管脚维持开漏状态。

示例性的，igbt11的栅极与igbt驱动电路10连接，igbt11的集电极与谐振电路12的第一端连接，谐振电路12的第二端与供电电源连接，igbt11的发射极接地且与供电电源连接。供电电源与谐振电路12、igbt11连接，形成电磁炉的加热回路。供电电源示例性的为市电电源经整流滤波后的直流电源。当igbt11导通，谐振电路12充电，当igbt11关断，谐振电路12放电，产生交变磁场，交变磁场切割放置在电磁炉上的锅具对其进行加热。igbt驱动电路10的输出端电压控制了igbt11的导通与关断。

示例性的，控制芯片13用于根据用户输入的工作指令，控制igbt驱动电路10的输出端输出高电平或低电平。但是，当用户插拔电磁炉的插头时，可能存在插头与插座连接不稳定的情况。此时，直流电源的大小可能发生波动。若控制芯片13通过输出管脚控制第一三极管17关断时，igbt驱动电路10通过第二电阻16接收到的直流电源的电压降低，可能导致igbt11的驱动电压变小，使得igbt11在非饱和状态下导通，使得igbt11易损坏。

未解决该技术问题，控制芯片13需检测直流电源是否存在波动。本申请在第一三极管17的基极于直流电源之间增加分压元件15。

示例性的，控制芯片13的输出管脚分别与第一电阻14的第二端和分压元件15的第一端连接，第一电阻14的第一端与直流电源连接，直流电源通常为15-20v。分压元件15的第二端与第一三极管17的基极连接，第一三极管17的发射极接地。因此，当控制芯片13的输出管脚向分压元件15的第二端的电压提供低电压时，第一三极管17的基极电压低于发射极电压，第一三极管17关断。当控制芯片13的输出管脚处于开漏状态时，输出管脚不对外提供电压，控制芯片13的输出管脚的电压取决于分压元件15的第二端的电压，此时，第一三极管17的基极电压由直流电源提供，第一三极管17的基极电压高于发射极电压，第一三极管17导通。

示例性的，第二电阻16的第一端与直流电源连接，第二电阻16的第二端分别与第一三极管17的集电极连接和igbt驱动电路10的输入端连接。当第一三极管17导通时，第一三极管17的集电极处的电压降为与发射极一致，即第一三极管17的集电极可同样认为接地，第一三极管17的集电极向igbt驱动电路10提供低电压，导致igbt驱动电路10的输出端输出低电压，无法驱动igbt11导通。当第一三极管17关断时，直流电源通过第二电阻16向igbt驱动电路10提供高电平，使得igbt驱动电路10的输出端输出高电压，进而驱动igbt11导通。

控制芯片13的输出管脚可用于在开漏状态时，检测直流电源的变化，判断直流电源的电压是否存在降低或升高。从而根据直流电源的变化，控制输出管脚输出的驱动电压，避免igbt11在非饱和状态下导通，保护了igbt11。本实施例中电压采样和信号输出共用一个管脚，避免了在电磁炉中增加采样电路和电压比较电路，简化了电路结构，同时节约了控制芯片的管脚，从而降低控制芯片和电磁炉成本。

示例性的，当控制芯片13控制输出管脚输出低电压时，分压元件15的第一端的电压为控制芯片13提供的低电压，故此时控制芯片13可不进行电压采样。控制芯片13用于在输出管脚处于开漏状态时，检测分压元件15的第一端的电压。

示例性的，当输出引脚处于开漏状态时，若控制芯片13检测到分压元件15的第一端的电压小于预设电压，则控制输出管脚维持开漏状态。当控制芯片13检测到分压元件15的第一端的电压小于预设电压，说明此时直流电源的电压出现波动，且小于igbt11的饱和状态的驱动电压，为避免igbt11损坏，此时应控制输出管脚维持开漏状态。示例性的，控制芯片13可在检测到分压元件15的第一端的电压大于预设电压，并持续预设时长之后，根据用户输入的工作指令控制输出管脚提供低电压，以使igbt11导通。

示例性的，分压元件可以为电阻、电容、电感、二极管、三极管、温度传感器等具有一定阻值的元器件，本申请中的电阻可以为一个电阻，也可以为多个电阻串联或并联得到的电阻结构，本申请对此不做限制。

本发明实施例提供一种电磁炉，包括igbt驱动电路、igbt、谐振电路、控制芯片、第一电阻、分压元件、第二电阻和第一二极管。控制芯片的输出管脚与第一电阻和分压元件的连接点连接，通过检测该连接点处的电压值，可判断直流电源是否存在波动，进而可根据直流电源的大小，确定控制电路的输出端输出的驱动电压。通过将电压采样和信号输出共用一个管脚，避免了在电磁炉中增加采样电路和电压比较电路，简化了电路结构，同时节约了控制芯片的管脚，从而降低控制芯片和电磁炉成本。通过根据直流电源的大小，确定控制电路的输出端输出的驱动电压，从而保护了igbt。

进一步地，结合图1所示实施例，本发明实施例还提供一种电磁炉。图2为本发明提供的电磁炉的结构示意图二，本实施中对控制芯片13的结构进行详细说明。

控制芯片13包括控制电路18以及与控制电路18连接的采样电路19；

采样电路19还与输出管脚连接，用于检测分压元件15的第一端的电压，并发送给控制电路18；

控制电路18的输出端与输出管脚连接，用于根据分压元件15的第一端的电压，通过输出管脚输出驱动电压。

示例性的，当控制电路18控制输出管脚输出低电压时，分压元件15的第一端的电压为控制电路18提供的低电压，故此时采样电路19可不进行电压采样。控制电路18用于在输出管脚处于开漏状态时，控制采样电路19检测分压元件15的第一端的电压，从而可节约功耗。

示例性的，当输出引脚处于开漏状态时，若控制电路18检测到分压元件15的第一端的电压小于预设电压，则控制输出管脚维持开漏状态。当控制电路18检测到分压元件15的第一端的电压小于预设电压，说明此时直流电源的电压出现波动，且小于igbt11的饱和状态的驱动电压，为避免igbt11损坏，此时应控制输出管脚维持开漏状态。示例性的，控制电路18可在检测到分压元件15的第一端的电压大于预设电压，并持续预设时长之后，根据用户输入的工作指令控制输出管脚提供低电压，以使igbt11导通。

本实施例中，控制电路仅在输出管脚处于开漏状态时，控制采样电路检测分压元件的第一端的电压，可节约功耗。

进一步地，结合图2所示实施例，本发明实施例还提供一种电磁炉。图3为本发明提供的电磁炉的结构示意图三，本实施中控制芯片13中还包括专门的驱动信号生成电路20，用于生成低电平信号或工作在开漏状态，以简化控制电路18结构。如图3所示，本实施例中，控制芯片13还包括：驱动信号生成电路20；

控制电路18的输出端与驱动信号生成电路20的输入端连接，驱动信号生成电路20的输出端与输出管脚连接；

控制电路18具体用于在检测到分压元件15的第一端的电压小于预设电压时，控制驱动信号生成电路20处于开漏状态。

示例性的，参照图3，控制芯片13具体包括控制电路18、采样电路19和驱动信号生成电路20。其中，控制电路18分别与采样电路19和驱动信号生成电路20连接，采样电路19和驱动信号生成电路20连接在控制芯片13的同一个输出管脚上。控制电路18可根据用户输入的工作指令，控制驱动信号生成电路20输出低电平信号，使得igbt11导通，或者控制驱动信号生成电路20工作在开漏状态，使得igbt11关断。同时，控制电路18还控制采样电路19在控制驱动信号生成电路20工作在开漏状态时，采样分压元件15的第一端的电压，当控制电路18检测到到分压元件15的第一端的电压小于预设电压时，控制驱动信号生成电路20处于开漏状态，避免了igbt在较低的驱动电压下导通，工作在非饱和状态，保护了igbt。

通过将控制电路和驱动信号生成电路分开设置，简化了控制电路结构。

示例性的，驱动信号生成电路20为可编程脉冲发生器(programmepulsegenerator，ppg)。

进一步地，结合图3所示实施例，本发明实施例还提供一种电磁炉。图4为本发明提供的电磁炉的结构示意图四。本实施例中对igbt驱动电路10进行详细说明。如图4所示，igbt驱动电路10包括第二三极管21和第三三极管22；

第二三极管21的集电极与直流电源连接，第二三极管21的发射极分别与第三三极管22的发射极和igbt11的栅极连接，第三三极管22的集电极接地，第二三极管21的基极和第三三极管22的基极均与第二电阻16的第二端连接。

示例性的，igbt驱动电路10包括两个三极管，第二三极管21和第三三极管22。其中，第二三极管21的集电极与电源连接，第二三极管21的发射极与第三三极管22的发射极连接，第三三极管22的集电极接地，第二三极管21的基极和第三三极管22的基极均与第二电阻16的第二端连接。第二三极管21的发射极与第三三极管22的发射极均与igbt11的栅极连接。

第二三极管21在基极接收到高电平时导通，在基极接收到低电平时关断。第三三极管22在基极接收到高电平时关断，在基极接收到低电平时导通。故第二三极管21和第三三极管22一直处于一个导通一个关断的情况。当第二三极管21导通，可认为igbt11的栅极通过第二三极管21与直流电源连接，直流电源通过第二三极管21向igbt11的栅极提供高电平，使igbt11导通。当第三三极管22导通，可认为igbt11的栅极通过第三三极管22接地，即第三三极管22向igbt11的栅极提供低电平，使igbt11关断。

由于第二三极管21的基极和第三三极管22的基极均与第二电阻16的第二端连接，因此，当第一三极管17导通，第二电阻16的第二端向第二三极管21的基极和第三三极管22的基极提供低电压，当第一三极管17关断，直流电源通过第二电阻16的第二端向第二三极管21的基极和第三三极管22的基极提供高电压。

igbt驱动电路10采用两个三极管串联，结构简单成本较低。

示例性的，第一三极管17和第二三极管21可以为npn型三极管，第三三极管22可以为pnp型三极管。

进一步地，结合图4所示实施例，本发明实施例还提供一种电磁炉。图5为本发明提供的电磁炉的结构示意图五。本实施例中在直流电源侧增加电容，对直流电源中的干扰信号进行滤波。如图5所示，电磁炉中还包括电容23；

电容23的第一端与直流电源连接，电容23的第二端接地。

通过在直流电源侧增加电容，对波动的直流电源进行滤波，滤除直流电源的波动和干扰信号，可进一步保护igbt。

进一步地，结合图5所示实施例，本发明实施例还提供一种电磁炉，在加热回路中设置有整流滤波电路。图6为本发明提供的电磁炉的结构示意图六。如图6所示，本实施例中，电磁炉还包括整流滤波电路24；

谐振电路12的第二端通过整流滤波电路24与市电电源连接，igbt11的发射极通过整流滤波电路24与市电电源连接。

示例性的，市电电源通过整流滤波电路24向igbt11和谐振电路12构成的加热回路供电。整流滤波电路24具体用于将220v交流市电电源整流为直流电，并滤除电网中可能的谐振，向谐振电路12提供稳定的电流和电压。整流滤波模块24可以由整流桥和滤波器件构成。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。