一種應(yīng)用在電磁爐設(shè)備的igbt串并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用在電磁爐設(shè)備的IGBT串并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)，涉及電磁爐電路設(shè)計領(lǐng)域。整流電路將輸入的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，傳送至濾波電路進(jìn)行濾波，濾波電路濾波后的直流電傳送至諧振電路進(jìn)行逆變處理，所述檢測電路用于檢測整流電路的電信號，并將檢測的信號傳送至中央處理器進(jìn)行處理，中央處理器通過驅(qū)動電路驅(qū)動控制諧振電路通斷，所述諧振電路由線圈盤、諧振電容和IGBT串并聯(lián)電路組成，所述IGBT串并聯(lián)電路由兩組N個IGBT并聯(lián)電路組成的串聯(lián)電路。通過串聯(lián)減小了作為開關(guān)的IGBT的承受電壓，通過并聯(lián)也減小了流過IGBT的電流，提高了由于單個IGBT器件本身的限制導(dǎo)致的并聯(lián)諧振電路結(jié)構(gòu)的電磁爐最高功率限制的問題。
【專利說明】
一種應(yīng)用在電磁爐設(shè)備的IGBT串并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電磁爐電路設(shè)計領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用在電磁爐設(shè)備的IGBT串并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]家用大功率電磁爐一般在2_5kw，其需求量大，符合現(xiàn)在國家節(jié)能減排的政策導(dǎo)向，具有廣闊的市場前景;諧振型逆變器是大功率電磁爐的關(guān)鍵組成部分，它的發(fā)展水平與感應(yīng)加熱技術(shù)和大功率電磁爐的發(fā)展、應(yīng)用密切相關(guān)。
[0003]電磁爐作為廚具市場的一種新型爐具，它打破了傳統(tǒng)的明火烹調(diào)方式；電磁加熱的工作原理是在線圈盤中通上高頻電流，在線圈盤的軸向兩面產(chǎn)生磁場，當(dāng)鐵質(zhì)鍋具處于磁場范圍內(nèi)時，鍋具即切割蛟變磁力線而在鍋具底部產(chǎn)生交變的電流(即渦流)，渦流使鍋具鐵分子高速無規(guī)則運(yùn)動，分子互相碰撞、摩擦而產(chǎn)生熱能使器具本身自行高速發(fā)熱，用來加熱和烹飪食物，從而達(dá)到煮食用。
[0004]目前存在的瓶頸是:IGBT單管電壓容量的限制和IGBT電流容量的限制，從而限制了并聯(lián)諧振型電磁爐的最高功率。如何設(shè)計IGBT驅(qū)動與隔離電路、過流過壓保護(hù)電路、高頻電流檢測保護(hù)電路及吸收電路成為目前的存在的技術(shù)難點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種應(yīng)用在電磁爐設(shè)備的IGBT串并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)，通過串聯(lián)減小了作為開關(guān)的IGBT的承受電壓，通過并聯(lián)也減小了流過IGBT的電流，節(jié)約了成本，提高了由于單個IGBT器件本身的限制導(dǎo)致的并聯(lián)諧振電路結(jié)構(gòu)的電磁爐最高功率限制的問題。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種應(yīng)用在電磁爐設(shè)備的IGBT串并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)，包括主電路單元和控制電路單元，所述主電路單元包括整流電路、濾波電路和諧振電路，控制電路單元包括檢測電路、中央處理器和驅(qū)動電路，整流電路將輸入的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，傳送至濾波電路進(jìn)行濾波，濾波電路濾波后的直流電傳送至諧振電路進(jìn)行逆變處理，所述檢測電路用于檢測整流電路的電信號，并將檢測的信號傳送至中央處理器進(jìn)行處理，中央處理器通過驅(qū)動電路驅(qū)動控制諧振電路通斷，所述諧振電路由線圈盤、諧振電容和IGBT串并聯(lián)電路組成，所述IGBT串并聯(lián)電路由兩組N個IGBT并聯(lián)電路組成的串聯(lián)電路，其中N為不小于2的正整數(shù)，第一組N個IGBT并聯(lián)電路的發(fā)射極E端分別與第二組N個IGBT并聯(lián)電路對應(yīng)的集電極C端串聯(lián)連接，所述兩組N個IGBT并聯(lián)電路的集電極C端與發(fā)射極E端分別并接有動態(tài)均壓與靜態(tài)均壓電路，且兩組分別并接的動態(tài)均壓與靜態(tài)均壓電路串聯(lián)連接。
[0007]進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案為所述動態(tài)均壓與靜態(tài)均壓電路為兩個吸收電容和一個吸收電阻組成的并聯(lián)電路，其中，吸收電容采用0.022uF/2000VDC，吸收電阻采用的阻值為470Ko
[0008]進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案為所述驅(qū)動電路采用兩組HCPL-316J驅(qū)動芯片組成兩路隔離的驅(qū)動電路，輸入信號為同一驅(qū)動信號，輸出信號為兩路同步同相位信號。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案為所述IGBT串并聯(lián)電路由兩組4個IGBT并聯(lián)電路組成的串聯(lián)電路。
[0010]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:本發(fā)明的功率器件IGBT并聯(lián)能夠有效提升單個IGBT的電流容量限制;并聯(lián)功率器件IGBT組串聯(lián)后能夠有效提升單個IGBT的耐壓限制，從而突破IGBT單管耐壓和電流的限制;對于并聯(lián)諧振電路，能夠有效提升并聯(lián)型電磁爐的功率。其中，驅(qū)動電路由隔離的驅(qū)動電路由兩個吸收電容和一個吸收電阻組成的并聯(lián)電路;能夠保證兩路驅(qū)動互不干擾，保證了驅(qū)動的同時性。并聯(lián)諧振型電磁爐的功率器件在零電壓時開通，開通的尖峰較小；同時，尖峰吸收和均壓電路的作用能夠吸收掉由于兩路功率器件開通不同時導(dǎo)致的尖峰電壓，電阻、電容等器件組成的均壓電路，能夠有效保證靜態(tài)和動態(tài)均壓。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明原理框圖；
圖2是本發(fā)明的主電路單元的電路原理圖；
圖3是本發(fā)明的驅(qū)動電路原理圖。
【具體實施方式】
[0012]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0013]如圖1和圖2所示，本發(fā)明公開了一種應(yīng)用在電磁爐設(shè)備的IGBT串并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)，包括主電路單元和控制電路單元，所述主電路單元包括整流電路、濾波電路和諧振電路，控制電路單元包括檢測電路、中央處理器和驅(qū)動電路，整流電路將輸入的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，傳送至濾波電路進(jìn)行濾波，濾波電路濾波后的直流電傳送至諧振電路進(jìn)行逆變處理，所述檢測電路用于檢測整流電路的電信號，并將檢測的信號傳送至中央處理器進(jìn)行處理，中央處理器通過驅(qū)動電路驅(qū)動控制諧振電路通斷，所述諧振電路由線圈盤、諧振電容和IGBT串并聯(lián)電路組成，所述IG B T串并聯(lián)電路由兩組N個IG B T并聯(lián)電路組成的串聯(lián)電路，其中N為不小于2的正整數(shù)，第一組N個IGBT并聯(lián)電路的發(fā)射極E端分別與第二組N個IGBT并聯(lián)電路對應(yīng)的集電極C端串聯(lián)連接，所述兩組N個IGBT并聯(lián)電路的集電極C端與發(fā)射極E端分別并接有動態(tài)均壓與靜態(tài)均壓電路，且兩組分別并接的動態(tài)均壓與靜態(tài)均壓電路串聯(lián)連接。
[0014]進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案為所述動態(tài)均壓與靜態(tài)均壓電路為兩個吸收電容和一個吸收電阻組成的并聯(lián)電路，其中，吸收電容采用0.022uF/2000VDC，吸收電阻采用的阻值為470K，同時，能夠起到吸收兩組功率器件開通不同時導(dǎo)致的尖峰電壓的作用，防止尖峰擊穿IGBT的現(xiàn)象。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案為所述驅(qū)動電路采用兩組HCPL-316J驅(qū)動芯片組成兩路隔離的驅(qū)動電路，輸入信號為同一驅(qū)動信號，輸出信號為兩路同步同相位信號。
[0016]進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案為所述IGBT串并聯(lián)電路由兩組4個IGBT并聯(lián)電路組成的串聯(lián)電路，電磁爐為8kW/220V，突破了目前5kW/220V的技術(shù)瓶頸。
[0017]本發(fā)明的功率器件IGBT并聯(lián)能夠有效提升單個IGBT的電流容量限制；并聯(lián)功率器件IGBT組串聯(lián)后能夠有效提升單個IGBT的耐壓限制，從而突破IGBT單管耐壓和電流的限制;對于并聯(lián)諧振電路，能夠有效提升并聯(lián)型電磁爐的功率。其中，驅(qū)動電路由隔離的驅(qū)動電路由兩個吸收電容和一個吸收電阻組成的并聯(lián)電路;能夠保證兩路驅(qū)動互不干擾，保證了驅(qū)動的同時性。并聯(lián)諧振型電磁爐的功率器件在零電壓時開通，開通的尖峰較小；同時，尖峰吸收和均壓電路的作用能夠吸收掉由于兩路功率器件開通不同時導(dǎo)致的尖峰電壓，電阻、電容等器件組成的均壓電路，能夠有效保證靜態(tài)和動態(tài)均壓。通過串聯(lián)減小了作為開關(guān)的IGBT的承受電壓，通過并聯(lián)也減小了流過IGBT的電流，節(jié)約了成本，提高了由于單個IGBT器件本身的限制導(dǎo)致的并聯(lián)諧振電路結(jié)構(gòu)的電磁爐最高功率限制的問題。
[0018]并聯(lián)諧振電磁爐原理為:由線圈盤和諧振電容組成的并聯(lián)諧振電路，通過諧振產(chǎn)生交變的電路，從而產(chǎn)生交變的磁場，在鍋底產(chǎn)生渦流，從而加熱鍋具。
[0019]具體過程為:剛開始功率開關(guān)器件IGBT開通，線盤的電流逐漸增大，能量儲存在線盤中；而后功率開關(guān)器件IGBT關(guān)斷線盤的電流給諧振電容充電，同時功率器件的C極電壓會增高;最后諧振電容給線盤放電，從而功率器件的C極電壓降低，形成一個周期。
【主權(quán)項】
1.一種應(yīng)用在電磁爐設(shè)備的IGBT串并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括主電路單元和控制電路單元，所述主電路單元包括整流電路、濾波電路和諧振電路，控制電路單元包括檢測電路、中央處理器和驅(qū)動電路，整流電路將輸入的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，傳送至濾波電路進(jìn)行濾波，濾波電路濾波后的直流電傳送至諧振電路進(jìn)行逆變處理，所述檢測電路用于檢測整流電路的電信號，并將檢測的信號傳送至中央處理器進(jìn)行處理，中央處理器通過驅(qū)動電路驅(qū)動控制諧振電路通斷，所述諧振電路由線圈盤、諧振電容和IGBT串并聯(lián)電路組成，所述IGBT串并聯(lián)電路由兩組N個IGBT并聯(lián)電路組成的串聯(lián)電路，其中N為不小于2的正整數(shù)，第一組N個IGBT并聯(lián)電路的發(fā)射極E端分別與第二組N個IGBT并聯(lián)電路對應(yīng)的集電極C端串聯(lián)連接，所述兩組N個IGBT并聯(lián)電路的集電極C端與發(fā)射極E端分別并接有動態(tài)均壓與靜態(tài)均壓電路，且兩組分別并接的動態(tài)均壓與靜態(tài)均壓電路串聯(lián)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用在電磁爐設(shè)備的IGBT串并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述動態(tài)均壓與靜態(tài)均壓電路為兩個吸收電容和一個吸收電阻組成的并聯(lián)電路，其中，吸收電容采用0.022uF/2000VDC，吸收電阻采用的阻值為470K。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用在電磁爐設(shè)備的IGBT串并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述驅(qū)動電路采用兩組HCPL-316J驅(qū)動芯片組成兩路隔離的驅(qū)動電路，輸入信號為同一驅(qū)動信號，輸出信號為兩路同步同相位信號。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用在電磁爐設(shè)備的IGBT串并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述IGBT串并聯(lián)電路由兩組4個IGBT并聯(lián)電路組成的串聯(lián)電路D
【文檔編號】H05B6/02GK105979622SQ201610363005
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】張飛波, 李雪平
【申請人】東莞市沁鑫熱能科技有限公司