电磁加热装置的主板和电磁炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种电磁加热装置的主板，包括：谐振电路；驱动电路，所述驱动电路的输出端连接至所述谐振电路的负极；比较器，所述比较器的输出端连接至所述驱动电路的输入端；采样电路，包括连接在所述谐振电路的正端和所述比较器的第一输入端之间的第一采样支路，以及连接在所述谐振电路的负端和所述比较器的第二输入端之间的第二采样支路；钳位电路，连接至所述第一采样支路。本实用新型还提出了一种电磁炉。通过本实用新型的技术方案，可以对第一采样支路进行钳位，避免由于采样电压过高而造成的比较器输出异常，以及导致的驱动电路的工作时序混乱，有助于提升电磁加热装置的安全性和稳定性。
【专利说明】电磁加热装置的主板和电磁炉
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电磁加热【技术领域】，具体而言，涉及一种电磁加热装置的主板和一种电磁炉。
【背景技术】
[0002]目前，在电磁加热装置中，通过同步采样电路(或同步电路、采样电路)对线圈盘和谐振电容进行跟踪，同步采样电路采集到的信号VA和VB，通过高压电阻分压后作为比较器的输入信号，以用于判断谐振状态。当VA/VB信号满足特定状态时，比较器产生翻转信号，控制驱动电路中的IGBT开关管的导通或关断，对调节IGBT工作状态起关键作用。
[0003]但是，由于信号走线和设计差异等原因，可能导致采样到的VA和VB信号异常，且当VA和VB同时超过比较器最大共模输入时，将对IGBT工作逻辑时序产生影响，严重时造成IGBT驱动信号的不可控，直接导致IGBT本体的过流过压击穿，严重影响整机的可靠运行。
[0004]因此，如何避免采样电压的异常，确保整体安全稳定地运行，成为目前亟待解决的技术问题。
实用新型内容
[0005]本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
[0006]为此，本实用新型的一个目的在于提出了一种电磁加热装置的主板。
[0007]本实用新型的另一个目的在于提出了 一种电磁炉。
[0008]为实现上述目的，根据本实用新型的第一方面的实施例，提出了一种电磁加热装置的主板，包括:谐振电路；驱动电路，所述驱动电路的输出端连接至所述谐振电路的负极；比较器，所述比较器的输出端连接至所述驱动电路的输入端；采样电路，包括连接在所述谐振电路的正端和所述比较器的第一输入端之间的第一采样支路，以及连接在所述谐振电路的负端和所述比较器的第二输入端之间的第二采样支路；钳位电路，连接至所述第一采样支路。
[0009]在该技术方案中，通过设置钳位电路，使得限制了第一采样支路采样到的电压的最大数值，从而避免输入比较器的采样电压过大，确保比较器输出至驱动电路的信号正常，使得驱动电路正常驱动IGBT开关管的工作，不会造成IGBT开关管的工作时序混乱，更不会发生过压或过流击穿，使得电磁加热装置能够实现安全、稳定的整机运行状态。
[0010]其中，所述比较器设置在所述主板上的主控芯片中。
[0011]另外，根据本实用新型上述实施例的电磁加热装置的主板，还可以具有如下附加的技术特征:
[0012]根据本实用新型的一个实施例，所述钳位电路包括:稳压元件。
[0013]更为具体地，所述稳压元件可以为稳压二极管或瞬态电压抑制(TVS，TransientVoltage Suppresser) 二极管,其中，所述稳压二极管或所述瞬态电压抑制二极管的阴极连接至所述第一采样支路、阳极接地。
[0014]由于稳压二极管的稳压特性，能够确保第一采样支路的电压不会超出该稳压二极管钳制的电压值，比如限定在3.5V以下，从而确保采样电压不会发生过压。而当采用TVS二极管时，与稳压二极管相类似地，同样可以实现对第一采样支路的电压钳位，避免采样电压过高。
[0015]根据本实用新型的另一个实施例，在上述的稳压元件的基础上，还设置了:二极管，所述二极管的阴极连接至所述稳压二极管或所述瞬态电压抑制二极管的阴极、阳极连接至所述第一采样支路；偏置电阻，所述偏置电阻的一端连接至直流电源、另一端连接在所述稳压二极管或所述瞬态电压抑制二极管的阴极和所述二极管的阴极之间。
[0016]在该技术方案中，通过设置直流电源和偏置电阻，向稳压元件(即稳压二极管或TVS 二极管)提供工作电流，使其总是处于临界工作状态，则对于突发的电压变化，能够快速做出反应，即有助于提升稳压元件的反应速度。
[0017]通过设置二极管，使得直流电源与第一采样支路之间被隔离开，避免直流电源对第一采样支路造成影响。
[0018]具体地，上述的二极管可以为快速开关二极管，以便提高钳位电路整体的反应速度。
[0019]根据本实用新型的一个实施例，电磁加热装置的主板还包括:整流电路，所述整流电路的输入端连接至交流电源；滤波电路，连接在所述整流电路的输出端和所述谐振电路的正端之间。
[0020]进一步地，通过对不同电路和元器件的分类，则电磁加热装置的主板可以包括分离设置的高功耗电路板和低功耗电路板，其中，所述整流电路、所述滤波电路、所述谐振电路、所述采样电路和所述钳位电路设置在高功耗电路板上；所述比较器和所述驱动电路设置在低功耗电路板上。
[0021]在该技术方案中，根据电磁加热装置的主板上的不同电路部分对应的功耗程度，将其分为高功耗电路板和低功耗电路板，并且将两者分离设置，使得在设计制造过程中，降低了设计和开发难度；在售后维修阶段，仅需要针对发生损坏的部分进行替换，无需更换所有的主板器件，降低了维修成本。
[0022]通过将高功耗电路板和低功耗电路板分离设置，有利于设计和生产出通用的高功耗电路板和低功耗电路板，从而在不同型号的产品之间，也能够共用相同的主板，有利于降低设计和生产成本，也降低了维修难度。
[0023]同时，由于印刷电路板的生产过程容易造成环境污染，比如化学电镀过程等，则通过将高功耗电路板和低功耗电路板分离设置，使得维修时仅需要替换存在问题的电路板，而保留了正常工作的电路板，从而有助于减少电路板的生产，降低对环境的污染。
[0024]根据本实用新型第二方面的实施例，提出了一种电磁炉，包括上述任一技术方案所述的电磁加热装置的主板。
[0025]通过以上技术方案，可以对第一采样支路进行钳位，避免由于采样电压过高而造成的比较器输出异常，以及导致的驱动电路的工作时序混乱，有助于提升电磁加热装置的安全性和稳定性。
[0026]本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0028]图1示出了根据本实用新型的一个实施例的钳位电路及周边电路的示意图；
[0029]图2为图1所示实施例的一种【具体实施方式】下的电路示意图；
[0030]图3示出了根据本实用新型的另一个实施例的钳位电路及周边电路的示意图；
[0031]图4示出了根据本实用新型的一个实施例的电磁加热装置的主板上的高功耗电路板的立体结构示意图；
[0032]图5示出了根据本实用新型的一个实施例的电磁加热装置的主板上的低功耗电路板的立体结构示意图；
[0033]图6示出了根据本实用新型的一个实施例的安装有主板的电磁加热装置的底盘的立体结构示意图；
[0034]图7为图6所示实施例的电磁加热装置的底盘上的高功耗电路板和低功耗电路板之间的一种具体连接关系的结构示意图；
[0035]图8为图6所示实施例的电磁加热装置的底盘上的高功耗电路板和低功耗电路板之间的另一种具体连接关系的结构示意图；
[0036]图9为图6所示实施例的电磁加热装置的底盘上的高功耗电路板和低功耗电路板之间的又一种具体连接关系的结构示意图。
【具体实施方式】
[0037]为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0038]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。
[0039]基于本实用新型的电磁加热装置的主板，设置有:谐振电路；驱动电路，所述驱动电路的输出端连接至所述谐振电路的负极；比较器，所述比较器的输出端连接至所述驱动电路的输入端；采样电路，包括连接在所述谐振电路的正端和所述比较器的第一输入端之间的第一采样支路，以及连接在所述谐振电路的负端和所述比较器的第二输入端之间的第二采样支路。
[0040]其中，为了避免如信号走线或设计差异导致采样电压异常，确保驱动电路的正常运行，上述的电磁加热装置的主板上还设置有:钳位电路，连接至所述第一采样支路。
[0041]通过设置钳位电路，使得限制了第一采样支路采样到的电压的最大数值，从而避免输入比较器的采样电压过大，确保比较器输出至驱动电路的信号正常，使得驱动电路正常驱动IGBT开关管的工作，不会造成IGBT开关管的工作时序混乱，更不会发生过压或过流击穿，使得电磁加热装置能够实现安全、稳定的整机运行状态。[0042]同时，所述比较器设置在所述主板上的主控芯片中。
[0043]下面结合图1至图3，对根据本实用新型的钳位电路的具体结构进行详细说明。
[0044]实施例一
[0045]图1示出了根据本实用新型的一个实施例的钳位电路及周边电路的示意图。
[0046]如图1所示，电磁加热装置的主板包括:谐振电路NI，控制谐振电路NI工作的驱动电路N2。其中，驱动电路N2基于比较器Ul的输出信号，确定具体的控制过程。
[0047]在谐振电路NI的正负极分别连接采样电路的第一输入端和第二输入端。其中，采样电路的第一输入端对谐振电路NI的正极采样后，经过由电阻Rlll等元件构成的第一采样支路输入比较器Ul的第一输入端；米样电路的第二输入端对谐振电路NI的负极米样后，经过由电阻R114、R115等元件构成的第二采样支路输入比较器Ul的第二输入端。
[0048]比较器Ul对采样到的谐振电路NI的正极和负极的电压进行比较后，向驱动电路N2输出相应的信号，以由驱动电路N2确定对谐振电路的控制方式。
[0049]第一采样支路采集到的采样电压为Va，第二采样支路采集到的采样电压为Vb。为了避免采样电压过大，图1示出了连接至第一采样支路的钳位电路Al，通过限制流经第一采样支路的最大电压，从而避免造成后续电路的工作时序发生混乱。
[0050]基于一种较为具体的实施方式，该钳位电路Al可以由稳压元件构成，比如图2所示，可以由稳压二极管ZDl来实现对第一采样支路的钳位功能。具体地，稳压二极管的阴极连接至所述第一采样支路、阳极接地。
[0051]由于稳压二极管ZDl的稳压特性，能够确保第一采样支路的电压不会超出该稳压二极管ZDl钳制的电压值，比如限定在3.5V以下，从而确保采样电压不会发生过压。
[0052]当然，稳压元件还可以有很多其他器件，比如可以使用瞬态电压抑制(TVS，Transient Voltage Suppresser) 二极管,其中，所述瞬态电压抑制二极管的阴极连接至所述第一采样支路、阳极接地。其中，当采用TVS 二极管时，与稳压二极管相类似地，同样可以实现对第一采样支路的电压钳位,避免采样电压过高。
[0053]实施例二
[0054]图3示出了根据本实用新型的另一个实施例的钳位电路及周边电路的示意图。
[0055]如图3所示，在图2所示实施例的基础上，还添加了:二极管D1，所述二极管Dl的阴极连接至所述稳压二极管ZDl (或所述瞬态电压抑制二极管)的阴极、阳极连接至所述第一采样支路；偏置电阻R1，所述偏置电阻Rl的一端连接至直流电源、另一端连接在所述稳压二极管ZDl (或所述瞬态电压抑制二极管)的阴极和所述二极管Dl的阴极之间。
[0056]在该技术方案中，通过设置直流电源和偏置电阻R1，向稳压元件(即稳压二极管ZDl或TVS 二极管)提供工作电流，使其总是处于临界工作状态，则对于突发的电压变化，能够快速做出反应，即有助于提升稳压元件的反应速度。
[0057]通过设置二极管D1，使得直流电源与第一采样支路之间被隔离开，避免直流电源对第一采样支路造成影响。
[0058]具体地，上述的二极管Dl可以为快速开关二极管，以便提高钳位电路Al (如图1所示)整体的反应速度。
[0059]此外，图1-图3中还示出了如电阻R112和电容C113构成的旁路，电阻R116和电容Cl 12构成的旁路，电阻Rl 17、Rl 18、Rl 19和二极管Dl 12构成的旁路，在第一采样支路和第二采样支路之间设置的电容C111，以及连接在第二采样支路和+5V直流电源之间的二极管 D113。
[0060]以上介绍了如何通过设置钳位电路，使得限制第一采样支路上流经的电压值，避免造成后续电路的时序异常。而基于电路结构的设计和规划，还可以将不同电路进行类型划分，实现对电磁加热装置的主板的拆分。
[0061]1、电路/元器件的分类
[0062]基于本实用新型的技术方案，需要将电磁加热装置的主板划分为高功耗电路板和低功耗电路板，则涉及到对主板上的电路或元器件的类型的区分。
[0063]具体地，可以根据主板上的元器件的工作电压的高低和/或发热量的大小，来确定其应该被划分至高功耗电路板或是低功耗电路板。当然，由于某些电路中可能同时涉及到工作电压高和低、发热量大和小的元器件，则应当根据实际情况进行划分，比如:只要存在工作电压高和/或发热量大的元器件，就将其相应的电路划分至高功耗电路板；或是当工作电压高(即高于预设电压)和/或发热量大(即大于预设发热量)的元器件，与工作电压低和/或发热量小的元器件之间的比例关系，例如大于80%的情况下，才将该电路划分至高功耗电路板等。
[0064]其中，具体的预设电压或预设发热量的数值，可以由厂商根据实际情况来确定或调整，以期降低高功耗电路板和低功耗电路板之间的干扰。
[0065]2、高功耗电路板
[0066]图4示出了根据本实用新型的一个实施例的高功耗电路板的立体结构示意图。
[0067]如图4所示，根据上述的分类方式，则根据本实用新型的一个实施例的高功耗电路板1，设置有包含工作电压大于或等于预设电压、和/或发热量大于或等于预设发热量的元器件的电路。
[0068]针对一种较为具体的实施方式，可以在高功耗电路板I上设置如下电路:整流电路，所述整流电路的输入端连接至交流电源；滤波电路，连接在所述整流电路的输出端和所述谐振电路的正端之间；以及上述的谐振电路、采样电路和钳位电路。
[0069]其中，图4示出了构成该整流电路的整流桥11,构成滤波电路的扼流线圈12和滤波电容13，构成谐振电路的谐振电容14和IGBT开关管15，构成该钳位电路的稳压二极管16，以及采样电路17。
[0070]3、低功耗电路板
[0071]图5示出了根据本实用新型的一个实施例的低功耗电路板的立体结构示意图。
[0072]如图5所示，根据上述的分类方式，则根据本实用新型的一个实施例的低功耗电路板2，设置有工作电压小于预设电压、和/或发热量小于预设发热量的元器件的电路。
[0073]针对一种较为具体的实施方式，可以在低功耗电路板2上设置如下电路:所述比较器和所述驱动电路。
[0074]其中，图6示出了包含该比较器的主控芯片21，构成该驱动电路的IGBT控制电路22，以及低功耗电路板2上的其他元器件和电路，如开关电源23等。
[0075]在该技术方案中，根据电磁加热装置的主板上的不同电路部分对应的功耗程度，将其分为高功耗电路板I和低功耗电路板2，并且将两者分离设置，使得在设计制造过程中，降低了设计和开发难度；在售后维修阶段，仅需要针对发生损坏的部分进行替换，无需更换所有的主板器件，降低了维修成本。
[0076]通过将高功耗电路板I和低功耗电路板2分离设置，有利于设计和生产出通用的高功耗电路板I和低功耗电路板2，从而在不同型号的产品之间，也能够共用相同的主板，有利于降低设计和生产成本，也降低了维修难度。
[0077]同时，由于印刷电路板的生产过程容易造成环境污染，比如化学电镀过程等，则通过将高功耗电路板I和低功耗电路板2分离设置，使得维修时仅需要替换存在问题的电路板，而保留了正常工作的电路板，从而有助于减少电路板的生产，降低对环境的污染。
[0078]基于如图4和图5所不的闻功耗电路板I和低功耗电路板2等,构成了本实用新型的电磁炉主板，比如图6示出了根据本实用新型的一个实施例的安装有主板的电磁加热装置的底盘的立体结构示意图。
[0079]如图6所示，在该电磁加热装置的底盘上，高功耗电路板I和低功耗电路板2相互分离地设置，使得设计人员可以根据实际情况调整每个电路板的形状、大小和设置位置等，以突破电路板面积、电路结构以及两者之间的制约。
[0080]此外,虽然高功耗电路板I和低功耗电路板2相互分离设置为两个印制电路板，但在两者之间仍存在着信号的传输，也就涉及到两个电路板之间的线路连接。
[0081]1、无线连接方式
[0082]图7为图6所示实施例的电磁加热装置的底盘上的高功耗电路板和低功耗电路板之间的一种具体连接关系的结构示意图。
[0083]如图7所示，在电磁加热装置的底盘3上，分离设置有高功耗电路板I和低功耗电路板2。在高功耗电路板I上设置有无线通信模块31，在低功耗电路板2上也设置有相应的无线通信模块32，使得在高功耗电路板I和低功耗电路板2之间无需电路连接，仍可以有效地实现信号的传输和处理，比如低功耗电路板2上的IGBT控制电路22对高功耗电路板I上的IGBT开关管15的控制等。
[0084]通过无线连接方式，使得在电磁加热装置的设计生产过程中，可以使得各个部件、线路之间的结构关系更加丰富，有助于得到更多易于实用、结构新颖的电磁加热装置结构。
[0085]2、有线连接方式
[0086]基于有线的电路板连接存在很多种具体的方式，比如下面以其中两种具体情况为例进行说明。
[0087](I)排线连接
[0088]图8为图6所示实施例的电磁加热装置的底盘上的高功耗电路板和低功耗电路板之间的另一种具体连接关系的结构示意图。
[0089]如图8所示，在电磁加热装置的底盘3上，分离设置有高功耗电路板I和低功耗电路板2，且在高功耗电路板I和低功耗电路板2之间，通过排线33实现了电路连接，从而确保了控制信号、采样信号的有效传输。
[0090](2)端 口插接
[0091]图9为图6所示实施例的电磁加热装置的底盘上的高功耗电路板和低功耗电路板之间的又一种具体连接关系的结构示意图。
[0092]如图9所示，在电磁加热装置的底盘3上，分离设置有高功耗电路板I和低功耗电路板2，且在高功耗电路板I和低功耗电路板2之间，通过公母接口 34实现了电路连接，从而确保了控制信号、采样信号的有效传输。
[0093]当然，虽然没有在图中示出，但显然还存在其他形式的端口插接方式，比如采用金手指插槽等。
[0094]通过有线连接方式，使得在高功耗电路板I和低功耗电路板2之间的信号传输过程更为快速、有效和稳定。
[0095]本实用新型还提出了一种电磁炉，包含上述任一技术方案所涉及到的电磁加热装
置的主板。
[0096]以上结合附图详细说明了本实用新型的技术方案，考虑到相关技术中，采样电路采集到的电压值可能过高，导致影响后续电路的工作时序，影响整机的运行稳定性。因此，本实用新型提出了一种电磁加热装置的主板和一种电磁炉，可以对第一采样支路进行钳位，避免由于采样电压过高而造成的比较器输出异常，以及导致的驱动电路的工作时序混乱，有助于提升电磁加热装置的安全性和稳定性。
[0097]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种电磁加热装置的主板，其特征在于，包括: 谐振电路； 驱动电路，所述驱动电路的输出端连接至所述谐振电路的负极； 比较器，所述比较器的输出端连接至所述驱动电路的输入端； 采样电路，包括连接在所述谐振电路的正端和所述比较器的第一输入端之间的第一采样支路，以及连接在所述谐振电路的负端和所述比较器的第二输入端之间的第二采样支路； 钳位电路，连接至所述第一采样支路。
2.根据权利要求1所述的电磁加热装置的主板，其特征在于，所述钳位电路包括:稳压元件。
3.根据权利要求2所述的电磁加热装置的主板，其特征在于，所述稳压元件包括: 稳压二极管或瞬态电压抑制二极管， 其中，所述稳压二极管或所述瞬态电压抑制二极管的阴极连接至所述第一采样支路、阳极接地。
4.根据权利要求2所述的电磁加热装置的主板，其特征在于，稳压元件包括:稳压二极管或瞬态电压抑制二极管，且所述稳压二极管或所述瞬态电压抑制二极管的阳极接地；以及 所述钳位电路还包括: 二极管，所述二极管的阴极连接至所述稳压二极管或所述瞬态电压抑制二极管的阴极、阳极连接至所述第一采样支路； 偏置电阻，所述偏置电阻的一端连接至直流电源、另一端连接在所述稳压二极管或所述瞬态电压抑制二极管的阴极和所述二极管的阴极之间。
5.根据权利要求4所述的电磁加热装置的主板，其特征在于，所述二极管为快速开关二极管。
6.根据权利要求1所述的电磁加热装置的主板，其特征在于，所述比较器设置在所述主板上的主控芯片中。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电磁加热装置的主板，其特征在于，还包括: 整流电路，所述整流电路的输入端连接至交流电源； 滤波电路，连接在所述整流电路的输出端和所述谐振电路的正端之间。
8.根据权利要求7所述的电磁加热装置的主板，其特征在于，包括: 分离设置的高功耗电路板和低功耗电路板，其中， 所述整流电路、所述滤波电路、所述谐振电路、所述采样电路和所述钳位电路设置在高功耗电路板上； 所述比较器和所述驱动电路设置在低功耗电路板上。
9.一种电磁炉，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的电磁加热装置的主板。
【文档编号】H05B6/06GK203618150SQ201320674717
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年10月29日
【发明者】王云峰, 梅文凯, 陈美誉 申请人:美的集团股份有限公司, 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司