專利名稱：高頻電磁感應(yīng)加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種使用于家庭、餐廳、廚房和工業(yè)領(lǐng)域的加熱裝置，尤 其涉及一種高頻電;茲感應(yīng)加熱裝置。
背景技術(shù)：
目前，在我國家庭、餐廳廣泛使用的電磁爐，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、電磁爐熱損耗 高，熱效率低、導(dǎo)致成本高，不利于節(jié)約能源和降低成本。
因此，業(yè)界迫切需求一種結(jié)構(gòu)簡單、損耗低，熱效率高的電磁爐。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、熱效率高，損耗低的 高頻電;茲感應(yīng)加熱裝置。
為解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種技術(shù)方案 一種高頻電磁感應(yīng)加 熱裝置，其包括
高頻變換主電路，與同步電路和驅(qū)動電路相連，用于產(chǎn)生交變高頻磁場； 振蕩電路，位于同步電路和驅(qū)動電路之間，用于輸出矩形脈沖； 同步電路，與高頻變換主電路和振蕩電路相連，用于控制高頻變換主電路
和^展蕩電^各之間的同步；
驅(qū)動電路，與高頻變換主電路和振蕩電路相連，通過振蕩電路輸出的矩形
脈沖驅(qū)動高頻變換主電路的工作。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型高頻電磁感應(yīng)電路利用振蕩電路產(chǎn)生矩形 脈沖使驅(qū)動電路驅(qū)動所述高頻變換主電路產(chǎn)生交變高頻^f茲場進(jìn)行加熱，因此， 本實(shí)用新型高頻電磁感應(yīng)電路結(jié)構(gòu)簡單，同時(shí)所述高頻電磁感應(yīng)電路利用同步 電路控制高頻變換主電路和振蕩電路之間的同步，提高了熱效率、降低了損耗， 從而節(jié)約了能源和降低了成本。
作為本實(shí)用新型高頻電》茲感應(yīng)電路的改進(jìn)，其還可以包括以下技術(shù)特征的 一部分或全部
所述高頻變換主電路包括電源整流橋QD、扼流圏Le、濾波電容C2、諧振 電容C1、勵磁線圈L1、開關(guān)管IGBT及R4、 DW1、 R12;電源整流橋QD四個(gè)腳 中的正負(fù)兩腳和交流電源相連，另外兩腳中的一個(gè)通過扼流圈Le后分四路連 接第一路通過勵磁線圈Ll與開關(guān)管IGBT集電極相連，第二路通過諧振電容 Cl與開關(guān)管IGBT集電極相連，第三路通過濾波電容C2與開關(guān)管IGBT的發(fā)射 極相連，電源整流橋QD第四個(gè)腳與開關(guān)管IGBT的發(fā)射極相連，第四路與同步 電路相連；開關(guān)管IGBT的柵極分三路連接第一路通過R4與開關(guān)管IGBT的發(fā) 射極相連，第二路通過冊l與開關(guān)管IGBT的發(fā)射極相連，第三路通過R12與驅(qū) 動電路相連。其中，諧振電容C1的電容量為0. 15 ± 0. 05 juF，勵磁線圈Ll的 電感量為60 ± 20 ia H,匝數(shù)20 ± 5圈。勵磁線圏Ll和諧振電容Cl的并聯(lián)諧振 頻率是50土15KHZ,該翁:值決定了開關(guān)管IGBT的截止時(shí)間。所述高頻變換主電 路的開關(guān)頻率40—60KHZ，在每個(gè)工作周期中，開關(guān)管IGBT導(dǎo)通時(shí)間10—15 juS,截止時(shí)間10土2juS。該電路工作頻率高，電路中的勵磁線圈L1電感量小， 銅材耗量少，內(nèi)阻小，熱損耗低，熱效率高；諧振電容Cl電容量小，鋁材耗 量少，降低了成本，提高了熱效率。
所述振蕩電路包括比較器V2、振蕩電阻R7、 R8、 R32、 R30、 R9、振蕩電
容Cll、 C8，比較器V2同相輸入端分三路連接第一路與R30連接，第二路與 R9連接，第三路與C8連接，比較器V2反相輸入端分四路連接第一路與振 蕩電阻R7連接，第二路通過振蕩電容Cll與R8連接，第三路通過振蕩電容 C11與R32連接，第四路通過振蕩電容Cll與同步電路相連，比較器V2輸出 端與驅(qū)動電路相連。振蕩電阻R7和振蕩電容Cll的充電時(shí)間常數(shù)決定高頻變 換主電路中開關(guān)管IGBT導(dǎo)通時(shí)間。
為使本實(shí)用新型更加容易理解，下面將結(jié)合附圖進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型高 步頁電》茲感應(yīng)電^各。


圖1為本實(shí)用新型高頻電磁感應(yīng)加熱裝置原理結(jié)構(gòu)框圖。 圖2為本實(shí)用新型高頻電磁感應(yīng)加熱裝置的電路結(jié)構(gòu)圖,: 圖3為本實(shí)用新型高頻電磁感應(yīng)加熱裝置一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖
具體實(shí)施方式
首先參考圖1,所述高頻電磁感應(yīng)加熱裝置包括高頻變換主電路IO、振 蕩電路20、同步電路40和驅(qū)動電路30，高頻變換主電路10與同步電路40和 驅(qū)動電路30相連，用于產(chǎn)生交變高頻磁場；振蕩電路20位于同步電路40和驅(qū) 動電路30之間，用于輸出矩形脈沖；同步電路40與高頻變換主電路IO和振蕩 電路20相連，用于控制高頻變換主電路10和振蕩電路20之間的同步；驅(qū)動電 路30與高頻變換主電路10和振蕩電路20相連，通過振蕩電路20輸出的矩形 脈沖驅(qū)動高頻變換主電路10的工作。
參考圖2所示，所述高頻變換主電路10包括電源整流橋QD、扼流圏Le、
濾波電容C2、諧振電容C1、勵磁線圏L1、開關(guān)管IGBT及R4、 DW1、 R12;電 源整流橋QD四個(gè)腳中的正負(fù)兩腳和交流電源相連，另外兩腳中的一個(gè)通過才厄 流圏Le后分四路連接第一路通過勵磁線圈Ll與開關(guān)管IGBT集電極相連， 第二路通過諧振電容C1與開關(guān)管IGBT集電極相連，第三路通過濾波電容C2 與開關(guān)管IGBT的發(fā)射極相連，電源整流橋QD第四個(gè)腳與開關(guān)管IGBT的發(fā)射 極相連，第四路與同步電路40相連；開關(guān)管IGBT的柵極分三路連接第一路 通過R4與開關(guān)管IGBT的發(fā)射極相連，第二路通過DW1與開關(guān)管IGBT的發(fā)射極 相連，第三3各通過R12與驅(qū)動電路30相連。
所述諧振電容C1的電容量為0. 15 ± 0. 05 mF,勵磁線圏Ll的電感量為60 ± 20 m H，匝數(shù)2Q ± 5圈。勵磁線圈Ll和諧振電容Cl的并聯(lián)諧振頻率是50 ± 15KHZ,該數(shù)值決定了開關(guān)管IGBT的截止時(shí)間。
高頻變換主電路10的開關(guān)頻率40—60 KHz，在每個(gè)工作周期中，開關(guān)管 IGBT導(dǎo)通時(shí)間10—15|uS,截止時(shí)間10±2|aS。
所述振蕩電路20包括比較器V2、振蕩電阻R7、 R8、 R32、 R30、 R9、振 蕩電容Cll、 C8,比較器V2同相輸入端分三路連接第一路與R30連接，第二 路與R9連接，第三路與C8連接，比較器V2反相輸入端分四路連接第一路 與振蕩電阻R7連接，第二路通過振蕩電容C11與R8連接，第三路通過振蕩電 容C11與R32連接，第四路通過振蕩電容Cll與同步電路40相連，比較器V2 輸出端與驅(qū)動電路30相連。振蕩電阻R7和振蕩電容C11的充電時(shí)間常數(shù)決定 高頻變換主電路10中開關(guān)管IGBT導(dǎo)通時(shí)間。
當(dāng)振蕩電阻R7接18V電壓時(shí),R7xC1— (65 ±5) x !(T6, R7=30KQ、 C11=2200PF,也可選其它數(shù)值。當(dāng)振蕩電阻R7接5V電壓時(shí),R7xClt ( 15± 5) x io-6,R7=6KQ、 C11=2200PF,也可選其它數(shù)值。
驅(qū)動電路30通過振蕩電路20輸出的矩形脈沖驅(qū)動高頻變換主電路10中的
開關(guān)管IGBT導(dǎo)通與截止。
參考圖3，所述同步電路40由比較器VI、電阻R1、 R2、 R17、 R18、 R14、 R15、 R6組成。驅(qū)動電路30由三極管Ql、 Q2、 Q3、 Q4、電阻器R3、 R5、 RIO、 Rll組成。
該電路的工作原理是，首先將220V交流電源經(jīng)過電源整流橋QD整流后， 在經(jīng)過扼流圈Le、濾波電容C2濾波后，再通過勵^磁線圈加到開關(guān)管IGBT上， 開關(guān)管IGBT通過振蕩電路輸出的矩形脈沖受驅(qū)動電路的控制而導(dǎo)通和截止， 勵磁線圏Ll的周圍產(chǎn)生高頻》茲場，若此時(shí)有鐵鍋置于爐臺上，則在鍋底內(nèi)會 有渦流產(chǎn)生，此渦流克服鍋體內(nèi)阻流動時(shí)將電能轉(zhuǎn)換成熱能作為烹飪的熱源。
如圖3所示220V電源經(jīng)電源整流橋QD整流后，再經(jīng)過Le、 C2濾波后， 通過Ll加在IGBT集電極與發(fā)射極之間。當(dāng)開關(guān)信號為低電平時(shí)，Q4截止， Q3導(dǎo)通，V2的13腳低電平，Ql、 Q2基極低電平，IGBT柵極低電平，IGBT 截止。此時(shí)VI第8腳電平由R14、 R15與R6的分壓獲得，第9腳電平由R1、 R2與R17、 R18的分壓獲得，且第9腳電平高于第8腳電平，VI第14腳呈懸 空態(tài)，經(jīng)R8接+5V,呈高電平。V2第ll腳電平由PWM電平經(jīng)R30、 R9、 C8 分壓積分后獲得，V2第10腳經(jīng)R7接+5V (或18V),呈高電平，且第IO腳電 平高于第ll腳電平，V2第13腳輸出低電平。當(dāng)開關(guān)信號為高電平，且檢測到 有鍋時(shí)，VI第14腳通過R32瞬時(shí)接地(由單片機(jī)完成)，通過C11將V2第 IO腳電位拉低，V2第13腳輸出高電平，IGBT導(dǎo)通。電源經(jīng)L1、 IGBT集電極、 發(fā)射極完成回^各，并通過L1給鍋具加熱。此時(shí)VI第9腳電位因IGBT導(dǎo)通祐二 拉低，第14腳可靠接地。+5V (或18V)電源通過R7向Cll充電，V2第10 腳電位不斷上升。當(dāng)?shù)贗O腳電位大于第ll腳電位時(shí)，V2翁3轉(zhuǎn)，輸出低電平， IGBT截止。此階段IGBT的導(dǎo)通時(shí)間，取決于R7、 Cll的充電時(shí)間常數(shù)和PWM 電平的大小。當(dāng)R7、 Cll的充電時(shí)間常^:一定時(shí)，改變PWM電平的大小即可 調(diào)整輸出功率。在IGBT截止后，Ll中存儲的磁能使Ll產(chǎn)生自感電勢，方向 為左"-"右"+",向C1充電，IGBT集電極電壓不斷升高，處于高反壓狀態(tài)。 當(dāng)Ll中存儲的磁能全部轉(zhuǎn)化為Cl電場能后，充電停止，改由Cl向Ll放電， IGBT集電極電壓不斷降低，通過R1、 R2加至VI第9腳的電壓也不斷下降， 當(dāng)Vl第9腳的電壓V小于第8腳的電壓時(shí)，Vl翻轉(zhuǎn)，第14腳輸出低電平， 通過C11將V2第IO腳電位拉低，IGBT再次導(dǎo)通，如此循環(huán)。此階段IGBT 的截止時(shí)間，取決于L1、 Cl的并聯(lián)諧振常數(shù)。
IGBT的導(dǎo)通時(shí)間和截止時(shí)間構(gòu)成IGBT的工作周期。調(diào)整Ll、 Cl的并聯(lián) 諧振常數(shù)，使截止時(shí)間在10 ± 2 |J S左右，通過改變PWM電平使導(dǎo)通時(shí)間在12 士4jaS左右變動，即可使輸出功率在較大范圍內(nèi)變動。
以上所揭露的僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本 實(shí)用新型之權(quán)利范圍，因此依本實(shí)用新型申請專利范圍所作的等同變化,仍屬本 實(shí)用新型所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求1.一種高頻電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于其包括高頻變換主電路，分別與同步電路、驅(qū)動電路相連，用于產(chǎn)生交變高頻磁場；振蕩電路，分別與同步電路、驅(qū)動電路相連，用于輸出矩形脈沖；同步電路，分別與高頻變換主電路、振蕩電路相連，用于控制高頻變換主電路和振蕩電路之間的同步；驅(qū)動電路，分別與高頻變換主電路、振蕩電路相連，通過所述振蕩電路輸出的矩形脈沖驅(qū)動高頻變換主電路的工作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于所述高頻變 換主電路包括電源整流橋(QD)、扼流圈(Le)、濾波電容(C2)、諧振電容(C1)、 勵磁線圏(Ll)、開關(guān)管(IGBT)及(R4)、 (DW1)、 (R12);電源整流橋(QD) 四個(gè)腳中的正負(fù)兩腳和交流電源相連，另外兩腳中的一個(gè)通過扼流圈Le后分四 路連接第一路通過勵磁線圏(Ll)與開關(guān)管(IGBT)集電極相連，第二路通 過諧振電容(Cl)與開關(guān)管(IGBT)集電極相連，第三路通過濾波電容(C2) 與開關(guān)管(IGBT)的發(fā)射極相連，電源整流橋(QD)第四個(gè)腳與開關(guān)管(IGBT) 的發(fā)射極相連，第四路與所述同步電路相連；開關(guān)管UGBT)的柵極分三路連 接第一路通過(R4)與開關(guān)管(IGBT)的發(fā)射極相連，第二路通過(DW1)與 開關(guān)管(IGBT)的發(fā)射極相連，第三路通過(R12)與所述驅(qū)動電路相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高頻電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于所述諧振電 容(Cl)的電容量為0. 15±0.05|iF,所述勵/f茲線圈(LI)的電感量為60 ±20 ji H、匝數(shù)20 ± 5圏，所述勵》茲線圈(LI)和諧振電容(Cl)的并聯(lián)諧振頻率為 50±15KHZ。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高頻電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于所述高頻變 換主電路的開關(guān)頻率范圍為40—60 KHZ，在每個(gè)工作周期中，開關(guān)管(IGBT) 導(dǎo)通時(shí)間范圍為10—15jiS，截止時(shí)間為10土2jaS。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于所述振蕩 電路包括比較器(V2)、振蕩電阻(R7)、 (R8)、 (R32)、 (R30)、 (R9)、振蕩 電容(Cll)、 (C8)，比較器(V2)同相輸入端分三路連接第一路與(R30) 連接，第二路與(R9)連接，第三路與(C8)連接，比較器(V2)反相輸入端 分四路連接'.第一路與振蕩電阻(R7)連接，第二路通過振蕩電容(C11)與(R8) 連接，第三路通過振蕩電容(C11)與(R32)連接，第四路通過振蕩電容(Cll) 與所述同步電路相連，比較器(V2)輸出端與所述驅(qū)動電路相連。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高頻電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于所述振蕩電 阻(R7)接18V電壓，所述電阻(R7) x電容(Cll)-(65土5) x i(T6，電阻(R7) =30KQ、電容(C11 ) =2200PF。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高頻電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于所述振蕩電 阻(R7)接5V電壓，所述電阻(R7) x電容(Cll)-(15士5) x l(T6，電阻(R7) =6KQ、電容(Cll ) =2200PF。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高頻電磁感應(yīng)加熱裝置，其包括高頻變換主電路、振蕩電路、同步電路、驅(qū)動電路。所述高頻變換主電路與同步電路和驅(qū)動電路相連，用于產(chǎn)生交變高頻磁場；所述振蕩電路與同步電路和驅(qū)動電路之間相連，用于輸出矩形脈沖；所述同步電路與高頻變換主電路和振蕩電路相連，用于控制高頻變換主電路和振蕩電路之間的同步；所述驅(qū)動電路與高頻變換主電路和振蕩電路相連，通過振蕩電路輸出的矩形脈沖驅(qū)動高頻變換主電路的工作。本實(shí)用新型高頻電磁感應(yīng)電路，提高了熱效率，節(jié)約了能源和降低了成本。
文檔編號H05B6/02GK201197202SQ20082004471
公開日2009年2月18日 申請日期2008年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月10日
發(fā)明者樊延強(qiáng) 申請人:樊延強(qiáng)