本實用新型涉及家電技術領域,更具體地說,它涉及一種電磁加熱電源電路。
背景技術:
自電飯煲誕生以來,加熱盤就是電飯煲的唯一加熱方式,其原理是通過加熱盤將熱量傳導至內膽底部,然后由內膽再將熱量傳遞給食材,這種加熱方式生產成本低,控制難度小,但加熱不均勻,不能進行精確溫控也是這種加熱方式很明顯的弊端。
隨著技術的進步,出現了IH電飯煲,IH電飯煲利用電磁加熱的方式對食材進行加熱。IH電磁技術的工作原理是通過電磁線圈接通交變電流,直接對金屬內膽進行加熱,越過了加熱盤的熱量傳導過程,升溫迅速;而且很多高端IH電飯煲引入多級線圈,實現了對整個內膽的環(huán)繞加熱,實現了絕對的均勻加熱;IH電飯煲還能對米飯燜制過程實現精準程序控制,根據米飯各個加熱階段的需要設定不同的加熱方案,米飯口感和營養(yǎng)成分都提升到了前所未有的高度。IH電飯煲以其顯著的優(yōu)勢正在逐漸取代傳統的電飯煲,成為市場主流。
參照圖1,現有的IH電飯煲的電磁加熱主電路是一個單管諧振的變換器,由橋式整流器和諧振變換器構成,利用LC諧振現象,實現低開關損耗的ZVS的變換;但這種電路的缺點是:1:當首次開機或諧振還未完全建立時,存在較大的沖擊電流,該電流會造成IGBT損耗過大或直接沖擊損壞;2:在諧振周期里,當諧振電流過小時,諧振電容上會出現殘壓,導致IGBT硬開通,大大加劇了開關損耗,同時產生較大的沖擊電流和EMI騷擾;上述缺陷會嚴重影響IH電飯煲的正常使用。
技術實現要素:
針對現有技術存在的不足,本實用新型的目的在于提供一種電磁加熱電源電路,該電源電路能夠減小IGBT的沖擊電流,改善EMC性能。
為實現上述目的,本實用新型提供了如下技術方案:
一種電磁加熱電源電路,包括連接市電的橋式整流電路、耦接于整流電路的輸出端的濾波電路、連接在電磁加熱電源電路的第一輸出端上的第一IGBT以及與第一IGBT連接的用于控制第一IGBT的MCU控制器,電磁加熱電源電路的第一輸出端和第二輸出端之間連接有第一諧振電容,還包括吸收電路和諧振電路,所述吸收電路包括第一二極管和充電電容,第一二極管的陰極連接第一IGBT的門極且其陽極連接充電電容的一端,充電電容的另一端接地,所述諧振電路包括第二IGBT,所述第二IGBT的發(fā)射極通過第二諧振電容連接第一IGBT的集電極,所述第二IGBT的集電極連接電磁加熱電源電路的第二輸出端,所述第二IGBT的門極通過第一電阻連接第一IGBT的集電極,所述第二IGBT的門極與發(fā)射極之間連接有整流二極管,第二IGBT的門極還連接有第二電阻,第二電阻的另一端連接第二二極管的陰極,第二二極管的陽極連接第一IGBT的集電極。
作為優(yōu)選方案:所述吸收電路還包括放電電阻,所述放電電阻與所述充電電容并聯。
作為優(yōu)選方案:所述第二諧振電容的電容值大于第一諧振電容。
作為優(yōu)選方案:所述濾波電路為LC濾波電路。
與現有技術相比,本實用新型的優(yōu)點是:該種電磁加熱電源電路再現有技術的基礎之上加入了RCD吸收電路和輔助諧振電路,通過RCD吸收電路來減低開機沖擊電流,通過輔助諧振電路來減小IGBT的電應力。如此可以大大提高IGBT的性能和可靠性,大幅改善EMC的性能。
附圖說明
圖1為現有技術中的電磁加熱電源電路;
圖2為本實施例中的電磁加熱電源電路。
具體實施方式
參照圖2,一種電磁加熱電源電路。
該電磁加熱電源電路包括并聯的穩(wěn)壓二極管ZNR、電容C1和電阻R1,穩(wěn)壓二極管ZNR的一端通過保險絲FUSE連接市電的火線,穩(wěn)壓二極管ZNR的另一端連接市電的零線。電阻R1的一端與具有兩個線圈的電感L2的第一線圈的一端連接,第一線圈的另一端連接橋式整流電路的第一輸入端,電阻R1的另一端連接電感L2的第二線圈的一端,第二線圈的另一端連接橋式整流電路的第二輸入端。電容C2與電容C3串聯,電容C2的另一端連接橋式整流電路的第一輸入端,電容C3的另一端連接橋式整流電路的第二輸入端,電容C2與電容C3的連接點接地;電容C4的一端連接橋式整流電路的第一輸入端,電容C4的另一端連接橋式整流電路的第二輸入端;橋式整流電路的第一輸出端連接電感L1的一端,電感L1的另一端連接電源電路的第一輸出端OUT1。
橋式整流電路的第二輸出端連接IGBT1的發(fā)射極,IGBT1的發(fā)射極通過熱敏電阻NTC連接MCU控制器的采樣信號輸入端,IGBT1的集電極通過第一諧振電容C6連接電源電路的第一輸出端,IGBT1的門極通過電阻R6連接MCU控制器的控制信號輸出端;反饋電阻R3的一端連接電源電路的第二輸出端,其另一端連接MCU控制器的反饋信號輸入端;整流二極管ZD1的陽極連接IGBT1的門極,其陰極接地;電阻R4一端連接IGBT1的門極,其另一端接地。
二極管D1和電容C8構成吸收電路。其中二極管D1的陰極連接IGBT1的門極,二極管的陽極連接電容C8的一端,電容C8的另一端接地。
吸收電路的工作原理為:在IGBT1首次開啟時,即在IGBT1首個脈寬來時,二極管D1導通,PWM脈寬信號對C8電容充電,而電容C8瞬間對地是0V,之后再充電而電壓上升,從而形成IGBT1開通的前幾個脈寬的幅值會比其他正常工作的驅動電壓低,這個特性會使IGBT1在首次開機的幾個脈寬以更大的內阻值打開,從而大大減小了開機的沖擊電流;而當電容C8充電完成后,之后IGBT1的驅動波形電壓值也會恢復到正常的供電電壓,使在開機以后以較小的內置值開啟,減少開通損耗,降低發(fā)熱和溫升;因為沖擊電流的減少,大大提高IGBT性能和可靠性,同時大大改善EMC的性能。
在此基礎之上,對吸收電路進行優(yōu)化,可以加入電阻R5,將電阻R5與電容C8并聯,電阻R5充當放電電阻的作用。
添加R5之后,確保每個諧振周期里IGBT控制信號為關閉狀態(tài)時,電容C8里的電壓被有效放電,從而使得下一個周期IGBT控制信號為打開狀態(tài)時,C8能被充電,進而保證IGBT基極的電壓緩慢上升,減少電壓變換率,進而減少一些沖擊電壓和沖擊電流;改善了EMC特性。
該電源電路還包括諧振電路。諧振電路包括IGBT2,IGBT2的集電極連接電源電路的第一輸出端,IGBT2的發(fā)射極通過第二諧振電容C7連接IGBT1的集電極;整流二極管ZD2的陽極連接IGBT2的門極,整流二極管ZD3的陽極連接ZD2的陰極,ZD3的陰極連接IGBT2的發(fā)射極;電阻R7的一端連接IGBT2的門極,二極管D2的陰極連接電阻R7的另一端,二極管D2的陽極IGBT1的集電極;電阻R8的一端IGBT2的門極,其另一端連接IGBT1的集電極。
這里,第二諧振電容C7的電容值大于第一諧振電容C6的電容值。
諧振電路的工作原理為:當IGBT1開通時,電流經過線圈盤流進IGBT1,當IGBT1關閉時,線圈通向C6充電,當C6充電電壓升高到一定電壓時(高于母線電壓時),IGBT2的續(xù)流二極管開始導通,同時C7的電壓通過R18~R21提供給IGBT2的門極供電,當提供的電壓超過IGBT2的基極開啟電壓時,IGBT2開通,此時C6與C7并聯,線圈L1的盤電流向C6和C7一起充電,此時因為充電的電容值較大,IGBT1的集電極反向電壓不會充太高,從而形成在C7單獨諧振時,硬開關的電壓很低,沖擊電流也很??;而在C6同時參與諧振時,會大大降低IGBT1的C極反壓;減少IGBT1的電應力。
以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式,本實用新型的保護范圍并不僅局限于上述實施例,凡屬于本實用新型思路下的技術方案均屬于本實用新型的保護范圍。應當指出,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。