0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

典型的电磁炉拓扑结构及应用分析

454398 来源:eeweb 作者:Avago Technologies 2021-05-21 12:15 次阅读

如今,随着对节能设备的不断追求,电磁炉已经在欧洲成为一种趋势,在世界其他地方越来越受欢迎。这些厨房设备因其减少烹饪时间并提高用户安全性而广受欢迎,尤其是因为他们不使用火焰或火来烹饪,因此对儿童尤其如此。根据美国能源部的数据,电磁炉的典型效率为84%,而燃气灶的典型效率为40%。本文讨论了两种典型的电磁炉设计电路,即半桥串联谐振和准谐振拓扑。审查了这两种高频逆变器拓扑的优缺点,以及用于高频工作的三个栅极驱动器电路,分立晶体管光耦合器集成电路和变压器。

电磁炉如何工作?

pIYBAGCnMuyAJR39AAE3FcvUKlc077.png

半桥系列-电磁炉的谐振拓扑

o4YBAGCnMvuAL_WXAADcZmJm03w187.png

电磁炉的准谐振拓扑

什么是电磁炉?

我们首先比较传统燃气烹饪和感应烹饪之间的区别。在感应烹饪中,能量直接传递到锅或锅中。在常规烹饪中,必须首先产生火,然后将热能传递到烹饪锅。一步式能量转移的感应烹饪比常规烹饪及其两步能量转移过程更有效。

图1和2显示了电磁炉的两种电路拓扑,即半桥串联谐振转换器(图1)和准谐振转换器(图2)。在两种拓扑中,都存在谐振元件Lr和Cr。为了简化电路,假设负载罐R为纯电阻元件。在这两种拓扑中,全桥式整流器将220 V 50 Hz的交流输入电源转换为不受控制的直流电压。然后,在半桥电路的情况下,通过逆变器IGBT(绝缘栅双极晶体管)开关S1和S2将该DC电压转换为高频AC电压,可以使用微控制器对其进行控制。由于高频开关交流电,因此元件线圈将产生高频电磁场,该电磁场会穿透铁质材料烹饪锅。

从法拉第定律和皮肤效应来看,这会在烹饪锅内产生涡流,然后产生热量来烹饪锅内的食物。通过应用变压器等效电路,设计人员能够将负载罐(变压器的次级)映射到谐振电感Lr和电容器Cr所在的电路的初级侧。由此,我们可以得到半桥和准谐振电路的等效电路,如图3和图4所示。从这些等效电路中,电磁炉的操作,谐振电感器电容器的尺寸和控制算法都可以实现。受孕。

为了减小组件尺寸,最小化开关损耗并降低工作期间(高于20 kHz谐振频率)的可听噪声,电磁炉电路通常采用谐振或软开关技术。

pIYBAGCnMwqAVRGLAABD9EaYVM4243.png

等效半桥串联谐振电路

pIYBAGCnMxSASfHzAAA48hdU96M876.png

等效准谐振电路

这种软开关技术可以分为两种方法:零电压开关和零电流开关。当晶体管在零电压下导通时,便会发生零电压切换。零电流开关是指消除零电流时的关断开关损耗。通过使用由LC谐振电路产生的谐振,可以使施加到开关电路的电压或电流为零。该拓扑称为“谐振转换器”。

与传统的硬开关技术相比,这允许应用利用谐振频率并获得上述好处。

半桥串联谐振的优点是稳定,并且由于简化的设计而降低了成本。电路中的电压被限制在输入电压的水平,这会降低IGBT电源开关两端的电压应力。这样,设计人员可以通过选择较低额定值的IGBT来降低成本。这种方法的缺点是半桥电路的控制相对复杂,并且由于上IGBT(图1中的S1)所需的高侧栅极驱动器电路,散热器和PCB面积的所需尺寸也更大。 。

准谐振转换器的优势在于,它仅需要1个IGBT电源开关,从而减小了PCB和散热器的设计尺寸。缺点是准谐振开关会产生一个谐振电压,该电压可能会高于直流输入电压,从而增加了IGBT电源开关上的应力。这需要具有更高阻断电压能力的成本更高的组件。

编辑:hfy

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • pcb
    pcb
    +关注

    关注

    4317

    文章

    23002

    浏览量

    396229
  • 散热器
    +关注

    关注

    2

    文章

    1056

    浏览量

    37486
  • 电磁炉
    +关注

    关注

    88

    文章

    550

    浏览量

    81271
  • 谐振电路
    +关注

    关注

    11

    文章

    165

    浏览量

    26936
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    电磁炉IGBT管型号代换

    常用电磁炉用IGBT管代换
    发表于 11-11 14:09 0次下载

    美的电磁炉电路图及各部分电路故障分析,一图搞定

    美的电磁炉电路图及各部分电路故障分析,一图搞定 *附件:美的电磁炉电路图及各部分电路故障分析.pdf
    发表于 10-15 16:27

    电磁炉可调电阻一般调多少正常

    电磁炉是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的烹饪设备。其核心部件是电磁线圈,通过交流电产生交变磁场,使铁质锅具产生涡流而加热。电磁炉具有节能、安全、环保等优点,广泛应用于家庭和餐饮业
    的头像 发表于 07-15 09:33 2196次阅读

    电磁炉检锅电阻怎么测好坏

    电磁炉是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的厨房电器,广泛应用于家庭、餐馆、食堂等场所。电磁炉的检锅功能是其核心功能之一,通过检测锅具的电阻值来判断锅具是否符合电磁炉的使用要求。 一
    的头像 发表于 07-15 09:27 1238次阅读

    电磁炉检锅不加热的原因

    电磁炉作为一种现代厨房电器,以其高效、节能、安全、方便等特点受到了广泛的欢迎。然而,在使用过程中,用户可能会遇到电磁炉检锅不加热的问题。 一、电磁炉的工作原理 在探讨电磁炉检锅不加热的
    的头像 发表于 07-15 09:25 636次阅读

    九阳电磁炉

    九阳电磁炉保险烧断换保险还是开不机
    发表于 05-16 13:13

    电磁炉工作原理 电磁炉工作原理是电磁感应吗

    电磁炉是一种利用电磁感应原理加热的烹饪设备。它通过电流在发热线圈中流动产生的磁场,将磁能转化为热能,从而使锅具中的食物加热。下面将详细介绍电磁炉的工作原理。 首先,电磁炉的核心部件是一
    的头像 发表于 02-20 17:24 1266次阅读

    电磁炉工作原理 电磁炉板上有个可调电位器的作用是干什么的?

    电磁炉工作原理 电磁炉板上有个可调电位器的作用是干什么的? 电磁炉是一种利用电磁感应原理来加热食物的厨房电器。其工作原理是通过电路中的电感线圈产生高频交变
    的头像 发表于 02-05 10:29 2161次阅读

    电磁炉的工作原理 电磁炉的温度最高是多少度

    电磁炉是一种利用电磁感应原理进行加热的家用电器。相比传统的燃气炉和电热电磁炉具有快速、高效、安全等优点,因此在现代家庭中得到了广泛应用。本文将详尽地介绍
    的头像 发表于 02-03 17:41 4966次阅读

    电磁炉功率管怎样测量好坏 电磁炉功率管烧坏八大原因

    电磁炉功率管是电磁炉的核心部件,其性能好坏直接影响着电磁炉的加热效果和使用寿命。在测量电磁炉功率管的好坏之前,我们首先要了解什么是功率管以及它的工作原理。
    的头像 发表于 02-03 10:54 3114次阅读

    电磁炉加热自动跳停什么原因

    电磁炉加热自动跳停通常有以下几个原因: 过热保护:电磁炉内部装有温度传感器,一旦温度过高,电磁炉会自动断电,以防止过热引发火灾等事故。这是电磁炉的安全设计,有效保护用户和设备的安全。
    的头像 发表于 01-25 11:24 4542次阅读

    电磁炉带emc比较安全吗

    电磁炉带有电磁兼容性(EMC)的设计是为了确保其安全运行和避免对其他电子设备干扰。在本文中,将探讨电磁炉带EMC的安全性。 首先,我们将简要介绍电磁炉的工作原理和EMC的基本概念。
    的头像 发表于 01-15 10:46 1601次阅读

    电磁炉原理是电磁感应吗

    电磁炉是一种使用电磁感应原理加热的烹饪设备。它通过将电能转化为磁场能,在锅底产生感应电流,进而产生热能加热食物。电磁炉的工作原理非常复杂,涉及到电磁学、热传导学等多个学科。下面我将详细
    的头像 发表于 01-12 13:48 1174次阅读

    苏泊尔电磁炉电路图集

    苏泊尔电磁炉图纸大全,维修者的最爱!
    发表于 12-20 18:05 26次下载

    电磁炉

    美的电磁炉,烧功率管,换一个烧一个,是怎么回事,8050推管都换了,怎么测量
    发表于 12-09 17:10