專利名稱：電源切斷檢測(cè)電路和具有該電路的感應(yīng)加熱烹飪器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
及
背景技術(shù)：
在設(shè)置于感應(yīng)加熱烹飪器內(nèi)部的感應(yīng)加熱電路中，供給終端供電部的直流電源(VDC)一般是對(duì)商用交流電源進(jìn)行整流，并通過扼流圈和電容器構(gòu)成的平滑電路而供給的，其值大約為輸入交流電源的 倍。
如果在向感應(yīng)加熱烹飪器供電，使其運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，出現(xiàn)電源切斷現(xiàn)象，即輸入電源在瞬間切斷后，更進(jìn)一步說如在供電瞬間發(fā)生停電現(xiàn)象，則因?yàn)楦袘?yīng)加熱電路內(nèi)的扼流圈產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)，使供給給功率元件的直流電壓值在瞬間以較大幅度上升，造成功率元件的損壞。
過去為了防止因這樣的反電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)致的感應(yīng)加熱電路內(nèi)的功率元件損壞現(xiàn)象，采用了以下方式，即監(jiān)視供給功率元件的直流電源(VDC)電壓，如果其值上升到一定的極限值以上，則啟動(dòng)斷路電路，馬上使感應(yīng)加熱電路的工作停止。但是，由于這樣的方法是電壓上升到可對(duì)功率元件造成損傷的程度之后采取的，故對(duì)其結(jié)果來說不能實(shí)現(xiàn)當(dāng)初的意圖。


圖1為過去用于過電壓檢測(cè)的電路組成圖。其原理在于在圖1中，過電壓檢測(cè)電阻(71)和分壓電阻(73)將數(shù)百伏特的直流電源端電壓(VDC)分壓到較低的值，分壓的電壓值通過二極管(72)轉(zhuǎn)到異常狀態(tài)保持部(30)，與基準(zhǔn)電壓(VREF)進(jìn)行比較。比較結(jié)果，如果分壓電壓(Y7)高于基準(zhǔn)電壓(VREF)時(shí)，使比較器的輸出為高(HI)。其原理為，如果比較器輸出為高(HI)，則開啟開/關(guān)和保持解除部(50)中的晶體管(54)，將振蕩輸出(Q)降低到低(LO)，使感應(yīng)加熱烹飪器停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
圖2為表示上述現(xiàn)有的感應(yīng)加熱電路的各測(cè)定端子(VDC、Q、VRS)的電壓信號(hào)波形的曲線圖。為了便于理解，以過電壓保護(hù)部不工作的情況為例。觀察圖2的曲線圖中的直流電源(VDC)波形可知，在電源切斷(DROP)區(qū)間中再次接通電源時(shí)，會(huì)出現(xiàn)直流電源(VDC)電壓上升到非常高的現(xiàn)象，其原因在于上述構(gòu)成平滑電路的扼流圈(13)的反電動(dòng)勢(shì)造成的過度現(xiàn)象。由于這樣的過度現(xiàn)象，直流電源(VDC)電壓以較大程度上升，此時(shí)，如果使感應(yīng)加熱烹飪器繼續(xù)工作，則如‘共振波形(VRS)’曲線圖所示，共振電壓(VRS)上升過高，由此，終端部的功率元件(18)無法承受耐電壓，最終受到損壞。
圖3為表示根據(jù)現(xiàn)有的構(gòu)成方法的異常動(dòng)作的曲線圖，在圖3中，特意只將電源切斷(DROP)區(qū)間按照將時(shí)間軸放大的方式再次構(gòu)成。由于過電壓檢測(cè)輸出(Y7)可從直流電源(VDC)端，通過電阻(71、73)而獲得，故可獲得與直流電源端相比無相位變化的相同圖案的波形。在該曲線圖中要呈現(xiàn)的重要方面為，在過度現(xiàn)象時(shí)，過電壓檢測(cè)輸出(Y7)的斜率緩慢，由于作為中斷電路工作用的臨界值的基準(zhǔn)電壓(VREF)設(shè)定得較高，在啟動(dòng)中斷動(dòng)作以前，終端部的功率元件(18)至少一、二次的被導(dǎo)通，使共振電壓(VRS)超過容許上限線。如此，共振電壓(VRS)超過容許上限線，則終端部的功率元件(18)無法承受絕緣耐壓，最終受到損壞。
從原理上，如果將基準(zhǔn)電壓設(shè)定得較低，則中斷電路可較快地進(jìn)行動(dòng)作，可實(shí)現(xiàn)功率元件的保護(hù)目的，但是，如此則會(huì)發(fā)生機(jī)器的電壓工作范圍縮小，最終無法達(dá)到目的或產(chǎn)生其它的問題。
因此，根本的措施在于在不降低正常的基準(zhǔn)電壓值的同時(shí)，更加快速地檢測(cè)直流電源端(VDC)的急劇過度的電壓上升現(xiàn)象，在過電壓對(duì)功率元件造成損傷之前，使中斷電路動(dòng)作，以使感應(yīng)加熱電路的動(dòng)作停止。
發(fā)明要解決的技術(shù)課題為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的目的在于提供可感應(yīng)加熱電路的瞬間停電，即在電源切斷造成的過度現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，防止功率元件受到損壞的電源切斷檢測(cè)電路。
本發(fā)明的另一目的在于在感應(yīng)加熱烹飪器上安裝上述電源切斷檢測(cè)電路，使在電源切斷造成的過度現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，仍可安全地使用。
根據(jù)下面的本發(fā)明的具體描述和附圖，會(huì)更加明確本發(fā)明的其他的目的。
發(fā)明的方案用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的電源切斷檢測(cè)電路的特征在于，該電路包括整流二極管、平滑電路部、共振電路部、電源切斷檢測(cè)部和異常狀態(tài)保持部，其中，該整流二極管對(duì)交流電源進(jìn)行整流；該平滑電路部的一端與上述整流二極管連接，對(duì)經(jīng)整流的電源進(jìn)行平滑處理；共振電路部和電源切斷檢測(cè)部的各自一端與上述平滑電路部的另一端相連接；該異常狀態(tài)保持部的一端與上述電源切斷檢測(cè)部的另一端連接，從上述電源切斷檢測(cè)部輸入基準(zhǔn)電壓值(VREF)以上的電壓值的時(shí)候，輸出高(HI)值，并保持該值；上述電源切斷檢測(cè)部在發(fā)生由電源切斷造成的過電流時(shí)，通過在一端與上述平滑電路部連接的電容器中過電流導(dǎo)通的情況，檢測(cè)電源切斷。
本發(fā)明提供下述的感應(yīng)加熱烹飪器，在該方案的特性之上，重視流過要素部的過度電流的相位大大超前于上升電壓相位的現(xiàn)象，利用電容器的充電特性，檢測(cè)過度電流的上升，能使切斷電路動(dòng)作，因而可靠性進(jìn)一步提高。
附圖的簡(jiǎn)要說明圖1為現(xiàn)有的電源切斷檢測(cè)電路的組成圖；圖2表示圖1的電路動(dòng)作時(shí)直流電源(VDC)、振蕩輸出(Q)和共振波形(VRS)端子的輸出波形的曲線圖；圖3為圖2的曲線圖中電源切斷所發(fā)生的區(qū)間的放大示意曲線圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的電源切斷檢測(cè)電路的組成圖；圖5表示圖4的電路工作時(shí)電源切斷檢測(cè)部、異常狀態(tài)保持部、振蕩輸出和共振波形的輸出狀態(tài)的曲線圖。
(附圖的主要部分的標(biāo)號(hào)的說明)標(biāo)號(hào)11表示商用交流(輸入)電源；標(biāo)號(hào)12表示整流二極管；標(biāo)號(hào)13表示扼流圈；標(biāo)號(hào)14表示平滑電容器；標(biāo)號(hào)16表示感應(yīng)加熱線圈；標(biāo)號(hào)17表示共振電容器；標(biāo)號(hào)18表示功率組件(IGBT)；標(biāo)號(hào)21表示過電流檢測(cè)電容器；標(biāo)號(hào)31表示基準(zhǔn)電壓；標(biāo)號(hào)35表示比較器(COMPARATOR)；標(biāo)號(hào)71表示過電壓檢測(cè)電阻。
圖4為本發(fā)明的包括電源切斷檢測(cè)部的感應(yīng)加熱電路的組成圖，其具體的工作原理如下所述。
商用交流電源(11)在通過整流二極(12)變換為直流后，通過扼流圈(13)和平滑電容器(14)，施加于感應(yīng)加熱線圈(16)和共振電容器(17)并聯(lián)構(gòu)成的共振電路上。
振蕩頻率控制和振蕩輸出部(40)從微型計(jì)算機(jī)(80)接收輸出決定信號(hào)(P2)，按照所需的輸出頻率振蕩，并將其轉(zhuǎn)送給緩沖部(60)。該緩沖部(60)所起的作用為僅將輸入的信號(hào)進(jìn)行電流增幅，然后傳遞給功率元件(18)。
開/關(guān)(ON/OFF)和保持解除部(50)具有下述功能，從微型計(jì)算機(jī)(80)接收開(ON)或關(guān)(OFF)的入力信號(hào)(P1)用以驅(qū)動(dòng)晶體管(51)，通過二極管(53)，將振蕩輸出(Q)降到低(LO)，或?qū)⑵浣獬?，使感?yīng)加熱烹飪器的動(dòng)作間斷；同時(shí)具有異常狀態(tài)保持部的輸出(Y3)保持(HOLD)在(HI)時(shí)，將其解除的功能。如果處于保持(HOLD)狀態(tài)，保持信號(hào)(Y3)使晶體管(54)導(dǎo)通(TURN ON)，將振蕩輸出(Q)下降到(LO)，使感應(yīng)加熱烹飪器的動(dòng)作停止。如果照原樣保持，則繼續(xù)維持該狀態(tài)。于是，為了使對(duì)感應(yīng)加熱烹飪器運(yùn)轉(zhuǎn)，必須解除保持(HOLD)狀態(tài)，此時(shí)，可將晶體管(51)導(dǎo)通(TURN ON)一次后，將其放置。如果使晶體管(51)導(dǎo)通(TURN ON)，則通過二極管(52)將異常狀態(tài)保持輸出(Y3)強(qiáng)制地變到低(LO)，通過二極管(33)，消除施加于比較器(35)的非反轉(zhuǎn)輸入端(+)的電壓，由此，比較器(35)脫離保持狀態(tài)。
異常狀態(tài)保持部(30)的功能從名稱可知，起保持異常狀態(tài)作用，其原因在于異常信號(hào)基本上瞬間地發(fā)生后便會(huì)消失掉。在比較器(35)的反轉(zhuǎn)輸入端(-)處設(shè)定基準(zhǔn)電壓(VREF)，以使其具有以下結(jié)構(gòu)，即使從外部傳遞的異常信號(hào)施加于非反轉(zhuǎn)輸入端(+)，如其高于基準(zhǔn)電壓(VREF)時(shí)，將輸出保持在高(HI)。在這里保持輸出的作用依賴于二極管(33)。電阻(34)用于上拉(PULL UP)，比較器的輸出為開路集電極(OPEN COLLECTOR)所必需的。
電源切斷檢測(cè)部(20)提供檢測(cè)出直流電源端VDC電壓過度現(xiàn)象的方法，其組成和作用如下所述。
在可稱為瞬間停電的電源切斷現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，其造成的過電流流過電源切斷檢測(cè)部的電容器(21)，電流通路電阻(23)將流過過電流檢測(cè)電容器(21)的電流轉(zhuǎn)換為電壓，通過二極管(22)，傳遞給異常狀態(tài)保持部(3)。放電二極管(24)在過電流檢測(cè)電容器(21)的電荷進(jìn)行放電處理時(shí)起到放電通路的作用。
圖5為放大電源切斷(DROP)部分的曲線圖。圖示出按照本發(fā)明的應(yīng)用，進(jìn)行安全動(dòng)作時(shí)的情況。在曲線圖中的“電源切斷檢測(cè)部輸出(Y2)的波形”中可看出在電源切斷(DROP)后再次接通電源時(shí)，檢測(cè)波形比過去上升的更快的情況，但這正是期望的情況，該現(xiàn)象是利用了作為本發(fā)明特征的過電流檢測(cè)電容器(21)的充電特性，才有可能的。其原因在于電容器不同于電阻，具有一旦外加電壓，則幾乎大部分的電流在施加電壓的瞬間全部流過的性質(zhì)(充電)。但是，一旦充電結(jié)束，則即使再繼續(xù)外加電壓，流過元件的電流從理論上為零(0)。如上所述，利用電容器的充電特性，能及時(shí)檢測(cè)出過度現(xiàn)象。
發(fā)明的效果如上述具體說明，本發(fā)明的電源切斷檢測(cè)電路通過能檢測(cè)過電流的電容器，防止感應(yīng)加熱電路的瞬間停電，即電源切斷造成的過度現(xiàn)象發(fā)生時(shí)功率器件受到破壞的情況。
另外，通過將上述電源切斷檢測(cè)電路安裝于感應(yīng)加熱烹飪器，使在電源切斷造成過度現(xiàn)象時(shí)，仍可安全地使用感應(yīng)加熱烹飪器。
權(quán)利要求
1.一種電源切斷檢測(cè)電路，其特征在于該電路包括對(duì)交流電源進(jìn)行整流的整流二極管；與上述整流二極管的一端相連接，對(duì)經(jīng)整流的電源進(jìn)行平滑處理的平滑電路部；各自的一端與上述平滑電路部的另一端連接的共振電路部和電源切斷檢測(cè)部；異常狀態(tài)保持部，該異常狀態(tài)保持部的一端與上述電源切斷檢測(cè)部的另一端連接，因此當(dāng)從上述電源切斷檢測(cè)部輸入電壓值為基準(zhǔn)電壓值(VREF)以上時(shí)，輸出高(HI)值，并保持該值，上述電源切斷檢測(cè)部發(fā)生由電源切斷造成的過電流時(shí)，通過一端與上述平滑電路部連接的電容器中過電流導(dǎo)通的情況，檢測(cè)電源切斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源切斷檢測(cè)電路，其特征在于上述電容器與一個(gè)以上的電流通路電阻串聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源切斷檢測(cè)電路，其特征在于還包括與上述電流通路電阻并聯(lián)的放電二極管，以便在上述電容器放電時(shí)，實(shí)現(xiàn)放電通路功能。
4.一種感應(yīng)加熱烹飪器，其具有權(quán)利要求1～3中的任何一項(xiàng)所述的電源切斷檢測(cè)電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及到為了防止瞬間停電(電源切斷)造成的感應(yīng)加熱電路內(nèi)的功率元件的燒壞而設(shè)置的電源切斷檢測(cè)電路和具有該電路的感應(yīng)加熱烹飪器。在本發(fā)明的感應(yīng)檢測(cè)電路中，在供給感應(yīng)檢測(cè)電路內(nèi)的終端功率部的直流電源(VDC)的終端與公共接地終端(電源一側(cè))之間，連接可檢測(cè)過電流的電容器，在發(fā)生瞬間停電造成過電流時(shí)，使過電流通過上述電容器，由此，可快速地檢測(cè)過度現(xiàn)象，并且可以防止因過電流，將感應(yīng)加熱電路內(nèi)的功率元件燒壞的情況。
文檔編號(hào)H05B6/04GK1694583SQ200510067838
公開日2005年11月9日 申請(qǐng)日期2005年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月4日
發(fā)明者洪世民 申請(qǐng)人:洪世民