一种电磁加热控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及电磁控制电路技术领域，尤其涉及一种电磁加热控制电路。


背景技术：

2.电磁炉作为一种家庭炊具，由于其使用方便，得到了广泛的应用。电磁感应加热电路中采用单管反激式振荡电路结构，具有效率高，成本低等优点。一般采用igbt作为大功率开关器件的单管反激式谐振电路，谐振电感l和电容c形成一个谐振回路。当谐振回路中的能量达到最高点时，开关管会被触发，电流开始在电感l中流动。当电流通过开关管时，管子关闭，电流开始在电容c中流动。这个过程不断重复，使谐振回路中的能量不断转换。当电容c中的电荷达到最大值时，其电势能也相应达到了最大值。随后，电荷开始在电感l中流动，电容c中的电势能也开始逐渐转化为电感l中的磁场能。当电感l中的磁场能达到最大值时，电流又开始在电容c中流动，电感l中的磁场能也开始逐渐转化为电容c中的电势能。
3.igbt(insulated gate bipolar transistor)是一种高性能功率半导体器件，它具有低导通电阻、高开关速度和大电流承受能力等优点。然而，igbt的开通时间不能太短，因为其开通过程中需要克服某些不利因素。当igbt从关断状态转变为导通状态时，需要给晶体管提供正向偏压，同时在栅极上加上一定的电压。这样会导致晶体管的内部电荷密度分布发生变化，从而产生电场，使得在浓缩区域形成一个高速的屏蔽层(punch-through)，通过屏蔽层，电荷可以在短时间内尽可能多地通过。如果开通时间过短，将导致逆向漏电流过大、射频噪声和电磁干扰等问题出现。igbt开通时如果供电电压过大、电磁感应的电感线圈中储存的电磁能量太大都会造成igbt开通时的冲击电流太大，造成电磁噪音太大和电磁兼容性差等缺点。因此，在使用igbt时需要考虑其开通时间和开通宽度，以防止这些问题的发生。但是igbt作为电磁炉(灶)使用时，用户对加热功率大小需要很宽的调节范围，导致igbt开通时间长，则会增加电磁炉的功率。
4.现在常用的方法是采用间歇加热，例如在固定的5～8秒时间范围内，控制开通加热几秒，停止(关闭)加热几秒的方法，以在一段时间内获得较小的平均加热时间。这种间歇加热有很多缺点，例如被加热器皿一会儿大功率加热，一会儿无加热功率，一阵一阵的功率变动很不适合一些要求加热稳定的场合(例如煮粥、热奶等)，用户体验也很不好。另外每次开通加热功率时，因为开启的瞬间电流较大，从而对igbt的冲击较大容易造成igbt损坏，同时瞬间的较大功率开通还会造成被加热器皿的电磁感应和机械噪声，用户也很反感。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提出一种电磁加热控制电路，通过控制功率模块的启动电压和电流以及极小的开通宽度，使功率模块开通宽度从小到大缓和变化，能够减少电磁炉启动瞬间的电流冲击，以减少对电网的影响，减小机械噪音。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：一种电磁加热控制电路，包括整流单元、可控硅单元、开关电源单元、检测单元、控制单元、谐振单元和功率控制单元；
7.所述整流单元与所述可控硅单元、所述检测单元以及所述开关电源单元电连接，所述检测单元与所述控制单元电连接；所述开关电源单元用于提供电源，所述可控硅单元用于对整流单元整流后的直流脉动电源进行控制，所述检测单元用于检测所述整流单元的信号并反馈至所述控制单元；
8.所述可控硅单元与所述谐振单元电连接，所述可控硅单元与所述控制单元电连接，所述谐振单元与所述功率控制单元电连接，所述功率控制单元与所述控制单元电连接；所述谐振单元用于产生高频震荡电压并对被加热器皿产生电磁感应，所述功率控制单元用于为所述谐振单元提供能量。
9.优选的，所述整流单元包括第一端口、第二端口、二极管d5、二极管d6、二极管d7和二极管d8，所述二极管d5和所述二极管d6串联，所述二极管d7和所述二极管d8串联，所述二极管d5和所述二极管d6串联支路与所述二极管d7和所述二极管d8串联支路并联，所述第一端口与所述二极管d5的正极端电连接，所述第二端口与所述二极管d7的正极端电连接。
10.优选的，所述开关电源单元包括vee电源接线端、电阻r3、极性电容c3、二极管d4、变压器t1、vcc电源接线端、电容c6、极性电容c5、稳压芯片u2、极性电容c4、二极管d3、二极管d2、二极管d1、极性电容c1、vdd电源接线端、电源芯片u1以及极性电容c2；
11.所述vee电源接线端与所述电阻r3的一端、所述极性电容c3的正极端以及所述二极管d4的负极端电连接，所述二极管d4的正极端与所述变压器t1的第一副线圈的一端电连接，所述变压器t1的第一副线圈的另一端、所述极性电容c3的负极端以及所述电阻r3的另一端接地；
12.所述vcc电源接线端与所述电容c6的一端、所述极性电容c5的正极端以及所述稳压芯片u2的输出端电连接，所述稳压芯片u2的输入端与所述极性电容c4的正极端以及所述二极管d3的负极端电连接，所述二极管d3的正极端与所述变压器t1的第二副线圈的一端电连接，所述变压器t1的第二副线圈的另一端、所述极性电容c4的负极端、所述稳压芯片u2的接地端、所述极性电容c5的负极端以及所述电容c6的另一端接地；
13.所述变压器t1的主线圈的一端与所述二极管d1的正极端、所述极性电容c1的正极端以及所述vdd电源接线端电连接，所述极性电容c1的负极端接地，所述变压器t1的主线圈的另一端与所述二极管d2的负极端电连接，所述二极管d1的负极端与所述电源芯片u1的两个电压输出端电连接，所述二极管d2的正极端以及所述电源芯片u1的两个接地端接地，所述电源芯片u1的四个输入端与所述极性电容c2的正极端以及所述二极管d5的负极端电连接，所述极性电容c2的负极端接地。
14.优选的，所述可控硅单元包括单向可控硅q1、光耦合器pt1、电阻r6、电阻r8和电阻r9，所述单向可控硅q1的正极端与所述二极管d7的负极端电连接，所述单向可控硅q1的负极端与所述谐振单元以及地端电连接，所述单向可控硅q1的控制端与所述光耦合器pt1的发射极引脚电连接，所述光耦合器pt1的集电极引脚与所述电阻r6的一端电连接，所述电阻r6的另一端与所述vee电源接线端电连接，所述光耦合器pt1的阴极引脚接地，所述光耦合器pt1的阳极引脚与所述电阻r9的一端电连接，所述电阻r9的另一端与所述控制单元电连接。
15.优选的，所述检测单元包括电压检测模块，所述电压检测模块包括电阻r4、电阻r5和电阻r10，所述电阻r4的一端与所述二极管d7的负极端电连接，所述电阻r4的另一端与所
述电阻r5的一端以及所述电阻r10的一端电连接，所述电阻r5的另一端接地，所述电阻r10的另一端与所述控制单元电连接。
16.优选的，所述检测单元还包括电流检测模块，所述电流检测模块包括电阻r2和电阻r11，所述电阻r2的一端与所述二极管d8的正极端以及所述电阻r11的一端电连接，所述电阻r2的另一端接地，所述电阻r11的另一端与所述控制单元电连接。
17.优选的，所述检测单元还包括过零检测模块，所述过零检测模块包括电阻r1、三极管q2、电阻r7和电阻r12，所述电阻r1的一端与所述二极管d7的正极端电连接，所述电阻r1的另一端与所述三极管q2的基极电连接，所述三极管q2的集电极与所述电阻r7的一端以及所述电阻r12的一端电连接，所述电阻r7的另一端与所述vcc电源接线端电连接，所述三极管q2的发射极接地，所述电阻r12的另一端与所述控制单元电连接。
18.优选的，所述谐振单元包括电感l1和电容c7，所述电感l1和所述电容c7并联，所述电感l1和所述电容c7并联支路的一端与所述单向可控硅q1的负极端电连接，所述电感l1和所述电容c7并联支路的另一端与所述功率控制单元电连接。
19.优选的，所述功率控制单元包括功率控制器件、电阻r13、电阻r14、电阻r15和电阻r15；所述功率控制器件的集电极以及所述电阻r15的一端与所述电感l1和所述电容c7并联支路的一端电连接，所述电阻r15的另一端与所述电阻r16的一端以及所述电阻r13的一端电连接，所述电阻r13的另一端与所述控制单元电连接，所述功率控制器件的发射极以及所述电阻r16的另一端接地，所述功率控制器件的基极与所述电阻r14的一端电连接，所述电阻r14的另一端与所述控制单元电连接。
20.本实用新型的一个技术方案的有益效果：通过整流单元和可控硅单元配合，起到整流脉动半波斩波作用，通过谐振单元和功率控制单元实现功率模块缓启动的技术，整流脉动半波斩波其原理是通过可控硅单元作为电子开关器件，在一定时间段内，控制整流单元整流后的直流脉动波的中断，由于电流传输中断，因此整流输出电压也接近于零电压，使得在这个脉动半波内电磁能量等于零，同时又使得下一个脉动半波开通时的电压基本从零点开始，电压较低，此时开通的功率模块内部通过的电流较小，输出的电磁能量也非常小，能够减小了功率模块开通时的冲击电流，使得电磁波引起的加热器皿的机械噪音大大减小。
21.同时，功率模块缓启动技术是通过控制功率模块的启动电压和电流以及极小的开通宽度，从而使功率模块开通宽度从小到大缓和变化的一种技术，能够减少电磁炉启动瞬间的电流冲击，以减少对电网的影响。
附图说明
22.图1是本实用新型一个实施例的电路结构示意图；
23.图2是本实用新型一个实施例正弦波、可控硅斩波和可控硅驱动波形图；
24.图3是本实用新型一个实施例igbt驱动窄宽度的波形图；
25.图4是本实用新型一个实施例igbt较大宽度驱动的波形图；
26.图5是本实用新型一个实施例可控硅开通后，igbt驱动从小加大的波形图。
27.其中：整流单元1、可控硅单元2、开关电源单元3、检测单元4、电压检测模块41、电流检测模块42、过零检测模块43、控制单元5、谐振单元6、功率控制单元7。
具体实施方式
28.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
29.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
30.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
31.参阅图1至图5所示，一种电磁加热控制电路，包括整流单元1、可控硅单元2、开关电源单元3、检测单元4、控制单元5、谐振单元6和功率控制单元7；
32.所述整流单元1与所述可控硅单元2、所述检测单元4以及所述开关电源单元3电连接，所述检测单元4与所述控制单元5电连接；所述开关电源单元3用于提供电源，所述可控硅单元2用于对整流单元1整流后的直流脉动电源进行控制，所述检测单元4用于检测所述整流单元1的信号并反馈至所述控制单元5；
33.所述可控硅单元2与所述谐振单元6电连接，所述可控硅单元2与所述控制单元5电连接，所述谐振单元6与所述功率控制单元7电连接，所述功率控制单元7与所述控制单元5电连接；所述谐振单元6用于产生高频震荡电压并对被加热器皿产生电磁感应，所述功率控制单元7用于为所述谐振单元6提供能量。
34.本实用新型采用了整流单元1和可控硅单元2配合，起到整流脉动半波斩波作用，通过谐振单元6和功率控制单元7实现功率模块缓启动的技术，整流脉动半波斩波其原理是通过可控硅单元2作为电子开关器件，在一定时间段内，控制整流单元1整流后的直流脉动波的中断，由于电流传输中断，因此整流输出电压也接近于零电压，使得在这个脉动半波内电磁能量等于零，同时又使得下一个脉动半波开通时的电压基本从零点开始，电压较低，此时开通的功率模块内部通过的电流较小，输出的电磁能量也非常小，能够减小了功率模块开通时的冲击电流，使得电磁波引起的加热器皿的机械噪音大大减小。
35.同时，功率模块缓启动技术是通过控制功率模块的启动电压和电流以及极小的开通宽度，从而使功率模块开通宽度从小到大缓和变化的一种技术，能够减少电磁炉启动瞬间的电流冲击，以减少对电网的影响。
36.优选的，所述整流单元1包括第一端口、第二端口、二极管d5、二极管d6、二极管d7和二极管d8，所述二极管d5和所述二极管d6串联，所述二极管d7和所述二极管d8串联，所述二极管d5和所述二极管d6串联支路与所述二极管d7和所述二极管d8串联支路并联，所述第一端口与所述二极管d5的正极端电连接，所述第二端口与所述二极管d7的正极端电连接。
37.第一端口和第二端口与市电连接，二极管d5、二极管d6、二极管d7和二极管d8组合成整流桥堆，市电经过整流桥堆后输出直流脉动电源，为大功率的电磁谐振电路提供工作电源。如图2所示，图2中由上至下依序为市电正弦波型图；部分被斩去的脉动直流波形图；可控硅驱动波形图；结合三个波形图可以获得在可控硅有开通驱动时，有整流后的脉动波；在可控硅无驱动时，整流后的脉动波被斩除。
38.具体地，所述开关电源单元3包括vee电源接线端、电阻r3、极性电容c3、二极管d4、变压器t1、vcc电源接线端、电容c6、极性电容c5、稳压芯片u2、极性电容c4、二极管d3、二极管d2、二极管d1、极性电容c1、vdd电源接线端、电源芯片u1以及极性电容c2；
39.所述vee电源接线端与所述电阻r3的一端、所述极性电容c3的正极端以及所述二极管d4的负极端电连接，所述二极管d4的正极端与所述变压器t1的第一副线圈的一端电连接，所述变压器t1的第一副线圈的另一端、所述极性电容c3的负极端以及所述电阻r3的另一端接地；
40.所述vcc电源接线端与所述电容c6的一端、所述极性电容c5的正极端以及所述稳压芯片u2的输出端电连接，所述稳压芯片u2的输入端与所述极性电容c4的正极端以及所述二极管d3的负极端电连接，所述二极管d3的正极端与所述变压器t1的第二副线圈的一端电连接，所述变压器t1的第二副线圈的另一端、所述极性电容c4的负极端、所述稳压芯片u2的接地端、所述极性电容c5的负极端以及所述电容c6的另一端接地；
41.所述变压器t1的主线圈的一端与所述二极管d1的正极端、所述极性电容c1的正极端以及所述vdd电源接线端电连接，所述极性电容c1的负极端接地，所述变压器t1的主线圈的另一端与所述二极管d2的负极端电连接，所述二极管d1的负极端与所述电源芯片u1的两个电压输出端电连接，所述二极管d2的正极端以及所述电源芯片u1的两个接地端接地，所述电源芯片u1的四个输入端与所述极性电容c2的正极端以及所述二极管d5的负极端电连接，所述极性电容c2的负极端接地。
42.从整流单元1输出的电压经过变压器t1后，通过电阻r3、极性电容c3和二极管d4组成小功率开关电源vee电路，小功率开关电源vee电路与可控硅单元2电连接，形成可控硅控制电路，可控硅控制电路的控制信号由控制单元5提供，控制单元5根据程序要求提供可控硅控制电路的控制信号。
43.同时通过电容c6、极性电容c5、稳压芯片u2、极性电容c4和二极管d3配合组成小功率开关电源vcc，为控制单元5以及其它的电路元件提供工作电源。
44.优选的，所述可控硅单元2包括单向可控硅q1、光耦合器pt1、电阻r6、电阻r8和电阻r9，所述单向可控硅q1的正极端与所述二极管d7的负极端电连接，所述单向可控硅q1的负极端与所述谐振单元6以及地端电连接，所述单向可控硅q1的控制端与所述光耦合器pt1的发射极引脚电连接，所述光耦合器pt1的集电极引脚与所述电阻r6的一端电连接，所述电阻r6的另一端与所述vee电源接线端电连接，所述光耦合器pt1的阴极引脚接地，所述光耦合器pt1的阳极引脚与所述电阻r9的一端电连接，所述电阻r9的另一端与所述控制单元5电连接。
45.如图2所示，单向可控硅对桥堆整流后的直流脉动电源的半波进行开通、关断或关闭部分半波控制。
46.当电磁感应加热要求输出为零时，控制单元5控制可控硅电路完全关断，市电整流电源被关断，此时可以使整机的待机电流减至最小；
47.当电磁感应加热要求大功率输出时，控制单元5控制可控硅电路完全导通，市电以最大能量提供大功率开关器件启动谐振电路正常大功率工作，此时功率控制器件igbt1也以正常的开通宽度工作，使电磁感应输出最大功率；
48.当电磁感应加热需要控制小功率输出时，控制单元5根据功率需求，间断控制单向可控硅对脉动半波的关断，使直流整流输出为有间断的脉动波输出，谐振电路在没有整流电源输出的半波时间里为停止工作状态，在有脉冲波电源时，工作在电磁波正常输出状态。
49.优选的，所述检测单元4包括电压检测模块41，所述电压检测模块41包括电阻r4、
电阻r5和电阻r10，所述电阻r4的一端与所述二极管d7的负极端电连接，所述电阻r4的另一端与所述电阻r5的一端以及所述电阻r10的一端电连接，所述电阻r5的另一端接地，所述电阻r10的另一端与所述控制单元5电连接。电阻r4、电阻r5和电阻r10构成市电电源整流后的脉动波，其电压值由mcu中的ad转换器进行模数转换检测。
50.同时，所述检测单元4还包括电流检测模块42，所述电流检测模块42包括电阻r2和电阻r11，所述电阻r2的一端与所述二极管d8的正极端以及所述电阻r11的一端电连接，所述电阻r2的另一端接地，所述电阻r11的另一端与所述控制单元5电连接。电阻r2为电流取样电阻，电阻r2和电阻r11构成直流脉动电源的脉动波用mcu内部的ad转换器进行模数转换检测。
51.同时，所述检测单元4还包括过零检测模块43，所述过零检测模块43包括电阻r1、三极管q2、电阻r7和电阻r12，所述电阻r1的一端与所述二极管d7的正极端电连接，所述电阻r1的另一端与所述三极管q2的基极电连接，所述三极管q2的集电极与所述电阻r7的一端以及所述电阻r12的一端电连接，所述电阻r7的另一端与所述vcc电源接线端电连接，所述三极管q2的发射极接地，所述电阻r12的另一端与所述控制单元5电连接。
52.为了减小单向可控硅q1的开关时对电网产生干扰影响，单向可控硅q1的开关时间必须在交流电过零时进行，因此控制单元5要根据过零检测模块43进行精确控制。
53.电阻r1、三极管q2、电阻r7和电阻r12构成市电交流电源的过零检测电路。控制单元5通过对市电电压和直流脉动电流的检测判断电磁波输出能量；控制单元5对脉动的电压、电流的每个半波进行高速的多次采样，多次采样的数据进行积分计算并进行滑动平均滤波得到精准数据，电流值与电压值的积为电源供电功率，其功率接近于电磁能量输出功率，约为0.85到0.9。
54.具体地，所述谐振单元6包括电感l1和电容c7，所述电感l1和所述电容c7并联，所述电感l1和所述电容c7并联支路的一端与所述单向可控硅q1的负极端电连接，所述电感l1和所述电容c7并联支路的另一端与所述功率控制单元7电连接。
55.电感l1、电容c7构成电磁波谐振电路，功率控制器件igbt1功率控制器件担任大功率开关管，为电磁波谐振电路提供电能量。
56.谐振电感l1和电容c7形成一个谐振回路。当谐振回路中的能量达到最高点时，开关管会被触发，电流开始在电感l1中流动。当开关管功率控制器件关闭时，电流开始在电容c7中流动。这个过程不断重复，使谐振回路中的能量不断转换产生电磁能使被加热器皿产生热能。
57.当功率控制器件导通时，整流后的电源通过电感l1和电容c7构成的谐振电路、功率控制器件与直流电源负极构成电流逥路，提供电感l1、电容c7谐振电路的能量；当功率控制器件截止时，在电感l1中储存的能量通过电容c7构成谐振振荡逥路，谐振电路上出现高频振荡电压对电感l1上方的铁质被加热器皿产生电磁感应涡流达到发热效果。
58.优选的，所述功率控制单元7包括功率控制器件、电阻r13、电阻r14、电阻r15和电阻r15；所述功率控制器件的集电极以及所述电阻r15的一端与所述电感l1和所述电容c7并联支路的一端电连接，所述电阻r15的另一端与所述电阻r16的一端以及所述电阻r13的一端电连接，所述电阻r13的另一端与所述控制单元5电连接，所述功率控制器件的发射极以及所述电阻r16的另一端接地，所述功率控制器件的基极与所述电阻r14的一端电连接，所
述电阻r14的另一端与所述控制单元5电连接。
59.如图3至图5所示，图3中最上面的波形为igbt驱动宽度8μs，有缓启动开通波形；最下面的波形为igbt通过电流，起始电流较大浪涌的峰峰值》70a，最大值47.4a。图4中最上面的波形为igbt驱动宽度加大到16μs，驱动波形有缓慢上升；最下面的波形为igbt通过电流，电流呈三角形上升，最大电流增大，但是峰峰值电流反而减小到68.5a。图5中最上面的波形为可控硅开通后的第一个波，可以看见igbt驱动波形约有0.6ms时间是从小逐步加大；最下面的波形为可控硅下拉驱动波型，可以看见当可控硅有下拉驱动时，浅蓝的脉动直流有脉动波形输出。
60.每次单向可控硅q1开通脉动半波，功率控制器件igbt1也要起始开通时，需要根据功率控制器件igbt的特点严格控制igbt开通时的宽度，功率控制器件igbt开通太窄会造成功率控制器件igbt损坏，但是功率控制器件igbt开启宽度太宽，其瞬间冲击电流很大，也会引起功率控制器件igbt的损伤，同时还会造成电磁波对加热器皿的冲击，造成较大的机械噪音。
61.功率控制器件igbt具有低导通电阻、高开关速度和大电流承受能力等优点。功率控制器件igbt的开通时间不能太短，因为其开通过程中需要克服某些不利因素：当igbt从关断状态转变为导通状态时，需要给晶体管提供正向偏压，同时在栅极上加上一定的电压，这样会导致晶体管的内部电荷密度分布发生变化，从而产生电场，使得在浓缩区域形成一个高速的屏蔽层，通过屏蔽层，电荷可以在短时间内尽可能多地通过。如果开通时间过短，将导致逆向漏电流过大、射频噪声和电磁干扰等问题出现。
62.电阻r15、电阻r16构成谐振电路的谐振能量检测电路，控制单元5根据谐振能量的电压的大小，输出功率控制器件igbt驱动信号控制大功率开关器件功率控制器件的开通宽度的大小。控制单元5需要控制功率控制器件igbt在尽量小的开通电压下，以尽量减小功率控制器件igbt的开通宽度，并根据情况逐步加宽功率控制器件igbt的开通宽度。控制功率控制器件igbt开通宽度从窄宽度起，每一个谐振脉冲增加宽度，经过逐步多次加宽以后，使功率控制器件igbt开通宽度达到正常安全宽度。
63.当控制要求小功率输出时，因为功率控制器件igbt的最小驱动宽度限制，功率控制受限不能变小，采用可控硅间歇地关断部分脉动波，在关断脉动波的时间里，电磁炉功率减到零，控制合适的间歇关断，使平均输出功率变小；但是，部分关断脉动波后，紧跟着新的开通脉动波如果不加以处理就有浪涌电流出现，即给功率控制器件igbt带来了损伤同时也产生了噪音；因此，本实用新型采用了对功率控制器件igbt驱动脉冲宽度进行分时切割，例如使第一的脉冲宽度在1μs，第二个脉宽在2μs，第二个脉宽在3μs
…
逐步加宽，一直加宽到预定宽度后，使功率控制器件igbt进入正常运行状态。
64.在短时间内逐步加宽igbt的驱动宽度，一、规避了igbt驱动宽度太小时间长会对igbt产生的伤害；二、使大功率开关器件igbt缓慢加大，规避了大功率开关突然加大造成的冲击噪音。
65.采取功率控制器件igbt从极小宽度开通然后再逐步加宽的前提条件是在每次启动功率控制器件igbt开始开通时，首先需要使功率控制器件igbt的c、e极电压较小，此时谐振电路中的储存能量也是较小，这样才能避开功率控制器件igbt开通宽度太窄会造成的不良后果。
66.本实用新型采用在功率控制器件igbt每次开始开通前用半波进行斩波控制电源电压从近似零点开始起步，同时采用电阻r15、电阻r16和控制单元5构成的谐振电路能量检测，控制单元5程序对功率控制器件igbt的开通时间和开通宽度进行精准控制，使功率控制器件igbt缓慢启动以减少电流瞬间的冲击，而在功率控制器件igbt开始开通后有逐渐地增加输出功率。
67.本实用新型通过控制单元5程序精确控制可控硅的开通、关断并协调功率控制器件igbt配合谐振能量和整流电压的大小逐步加大开通宽度，由此使得功率控制器件igbt较小宽度的安全开通。在以上协调控制的情况下，本实用新型使电磁炉达到极小的待机功耗、很宽的功率控制范围和极小的电磁干扰和极小的电磁机械噪音效果，实现更加平稳、连续、低噪的电磁加热，同时还能得到电磁炉功率的精确控制，能够减少对电网的影响，并且提高瑞安性、节能性等优点。
68.在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
69.以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种电磁加热控制电路，其特征在于，包括整流单元、可控硅单元、开关电源单元、检测单元、控制单元、谐振单元和功率控制单元；所述整流单元与所述可控硅单元、所述检测单元以及所述开关电源单元电连接，所述检测单元与所述控制单元电连接；所述开关电源单元用于提供电源，所述可控硅单元用于对整流单元整流后的直流脉动电源进行控制，所述检测单元用于检测所述整流单元的信号并反馈至所述控制单元；所述可控硅单元与所述谐振单元电连接，所述可控硅单元与所述控制单元电连接，所述谐振单元与所述功率控制单元电连接，所述功率控制单元与所述控制单元电连接；所述谐振单元用于产生高频震荡电压并对被加热器皿产生电磁感应，所述功率控制单元用于为所述谐振单元提供能量。2.根据权利要求1所述的一种电磁加热控制电路，其特征在于，所述整流单元包括第一端口、第二端口、二极管d5、二极管d6、二极管d7和二极管d8，所述二极管d5和所述二极管d6串联，所述二极管d7和所述二极管d8串联，所述二极管d5和所述二极管d6串联支路与所述二极管d7和所述二极管d8串联支路并联，所述第一端口与所述二极管d5的正极端电连接，所述第二端口与所述二极管d7的正极端电连接。3.根据权利要求2所述的一种电磁加热控制电路，其特征在于，所述开关电源单元包括vee电源接线端、电阻r3、极性电容c3、二极管d4、变压器t1、vcc电源接线端、电容c6、极性电容c5、稳压芯片u2、极性电容c4、二极管d3、二极管d2、二极管d1、极性电容c1、vdd电源接线端、电源芯片u1以及极性电容c2；所述vee电源接线端与所述电阻r3的一端、所述极性电容c3的正极端以及所述二极管d4的负极端电连接，所述二极管d4的正极端与所述变压器t1的第一副线圈的一端电连接，所述变压器t1的第一副线圈的另一端、所述极性电容c3的负极端以及所述电阻r3的另一端接地；所述vcc电源接线端与所述电容c6的一端、所述极性电容c5的正极端以及所述稳压芯片u2的输出端电连接，所述稳压芯片u2的输入端与所述极性电容c4的正极端以及所述二极管d3的负极端电连接，所述二极管d3的正极端与所述变压器t1的第二副线圈的一端电连接，所述变压器t1的第二副线圈的另一端、所述极性电容c4的负极端、所述稳压芯片u2的接地端、所述极性电容c5的负极端以及所述电容c6的另一端接地；所述变压器t1的主线圈的一端与所述二极管d1的正极端、所述极性电容c1的正极端以及所述vdd电源接线端电连接，所述极性电容c1的负极端接地，所述变压器t1的主线圈的另一端与所述二极管d2的负极端电连接，所述二极管d1的负极端与所述电源芯片u1的两个电压输出端电连接，所述二极管d2的正极端以及所述电源芯片u1的两个接地端接地，所述电源芯片u1的四个输入端与所述极性电容c2的正极端以及所述二极管d5的负极端电连接，所述极性电容c2的负极端接地。4.根据权利要求3所述的一种电磁加热控制电路，其特征在于，所述可控硅单元包括单向可控硅q1、光耦合器pt1、电阻r6、电阻r8和电阻r9，所述单向可控硅q1的正极端与所述二极管d7的负极端电连接，所述单向可控硅q1的负极端与所述谐振单元以及地端电连接，所述单向可控硅q1的控制端与所述光耦合器pt1的发射极引脚电连接，所述光耦合器pt1的集电极引脚与所述电阻r6的一端电连接，所述电阻r6的另一端与所述vee电源接线端电连接，
所述光耦合器pt1的阴极引脚接地，所述光耦合器pt1的阳极引脚与所述电阻r9的一端电连接，所述电阻r9的另一端与所述控制单元电连接。5.根据权利要求2所述的一种电磁加热控制电路，其特征在于，所述检测单元包括电压检测模块，所述电压检测模块包括电阻r4、电阻r5和电阻r10，所述电阻r4的一端与所述二极管d7的负极端电连接，所述电阻r4的另一端与所述电阻r5的一端以及所述电阻r10的一端电连接，所述电阻r5的另一端接地，所述电阻r10的另一端与所述控制单元电连接。6.根据权利要求2所述的一种电磁加热控制电路，其特征在于，所述检测单元还包括电流检测模块，所述电流检测模块包括电阻r2和电阻r11，所述电阻r2的一端与所述二极管d8的正极端以及所述电阻r11的一端电连接，所述电阻r2的另一端接地，所述电阻r11的另一端与所述控制单元电连接。7.根据权利要求3所述的一种电磁加热控制电路，其特征在于，所述检测单元还包括过零检测模块，所述过零检测模块包括电阻r1、三极管q2、电阻r7和电阻r12，所述电阻r1的一端与所述二极管d7的正极端电连接，所述电阻r1的另一端与所述三极管q2的基极电连接，所述三极管q2的集电极与所述电阻r7的一端以及所述电阻r12的一端电连接，所述电阻r7的另一端与所述vcc电源接线端电连接，所述三极管q2的发射极接地，所述电阻r12的另一端与所述控制单元电连接。8.根据权利要求4所述的一种电磁加热控制电路，其特征在于，所述谐振单元包括电感l1和电容c7，所述电感l1和所述电容c7并联，所述电感l1和所述电容c7并联支路的一端与所述单向可控硅q1的负极端电连接，所述电感l1和所述电容c7并联支路的另一端与所述功率控制单元电连接。9.根据权利要求8所述的一种电磁加热控制电路，其特征在于，所述功率控制单元包括功率控制器件、电阻r13、电阻r14、电阻r15和电阻r15；所述功率控制器件的集电极以及所述电阻r15的一端与所述电感l1和所述电容c7并联支路的一端电连接，所述电阻r15的另一端与所述电阻r16的一端以及所述电阻r13的一端电连接，所述电阻r13的另一端与所述控制单元电连接，所述功率控制器件的发射极以及所述电阻r16的另一端接地，所述功率控制器件的基极与所述电阻r14的一端电连接，所述电阻r14的另一端与所述控制单元电连接。

技术总结
本实用新型公开了一种电磁加热控制电路，包括整流单元、可控硅单元、开关电源单元、检测单元、控制单元、谐振单元和功率控制单元；所述整流单元与所述可控硅单元、所述检测单元以及所述开关电源单元电连接，所述检测单元与所述控制单元电连接；所述可控硅单元与所述谐振单元电连接，所述可控硅单元与所述控制单元电连接，所述谐振单元与所述功率控制单元电连接，所述功率控制单元与所述控制单元电连接；本实用新型旨在提供一种电磁加热控制电路，通过控制功率模块的启动电压和电流以及极小的开通宽度，使功率模块开通宽度从小到大缓和变化，能够减少电磁炉启动瞬间的电流冲击，以减少对电网的影响，减小机械噪音。减小机械噪音。减小机械噪音。


技术研发人员：许申生 陈海兴 孔繁文 陈海星
受保护的技术使用者：昂策（佛山）电子有限公司
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/9/20