简单的电磁加热电路图(一)
1、电磁感应加热原理
上图电磁感应加热的基本过程,可以看出实现电磁感应加热至少需要整流单元、功率开关管、功率开关管驱动控制单元、加热线圈单元及锅具等部件。
另外,为了使形成闭环的功率控制及电磁感应加热产品化,还需要电流及电压反馈单元、风扇驱动单元及按键显示等用户界面单元。
2、几种电磁感应加热电路结构
1)半桥方式
(1)单谐振电容(2)双谐振电容
由于在方式(1)中,电源只在S1导通时对电感充电,而在方式(2)中,电源在两个开关管导通时都对电感充电,因而在相同参数条件下,方式(2)可以提供更大的功率。
2)单端方式
(1)LC串联谐振(2)LC并联谐振
3、典型的电磁炉系统电路框图
现在的电磁炉基本上采用LC串联谐振的电路结构,而其功率开关管基本上都用IGBT(insulatedgatebipolartransistor,绝缘栅双极晶体管。
4、IGBT的基本性能特征
在电磁炉中,IGBT是所有部件中最关键的部件,因而在此我们有必要了解一下IGBT的基本性能,由于我们的产品基本上都用infineon公司的IGBT,故以infineon公司IH20T120为例说明IGBT的基本性能。
为保障电磁炉的可靠稳定工作,我们主要为IGBT提供过热、过流、过压三种保护:
IGBT不停的开关带来的开关损耗是造成IGBT过热的主要原因:
IGBT的导通损耗主要由IGBT可靠导通时C、E极间的电压VCE(sat)决定,VCE(sat)越小,导通损耗越小,而VCE(sat)与G极的驱动电压和可靠导通时流过IGBT的电流有关。另外IGBT导通瞬间C、E极间的电压uCE会产生尖峰电流致使IGBT发热。
IGBT的关断损耗主要取决于关断时的电流大小及关断速度,由于IGBT的G、E极间存在寄生电容CGE及驱动电路内阻,使得IGBT的驱动电压在关断过程中不能很快的下降,因而可能会导致IGBT工作在放大区。
IGBT的过流能力主要由ICpuls及IFpuls决定。
IGBT的过压能力主要由VCE决定。
简单的电磁加热电路图(二)
(1)当不加热时,CPU 19脚输出低电平(同时13脚也停止PWM输出), D18导通,将V8拉低,另V9》V8,使IGBT激励电路停止输出,IGBT截止,则加热停止。
(2)开始加热时, CPU 19脚输出高电平,D18截止,同时13脚开始间隔输出PWM试探信号,同时CPU通过分析电流检测电路和VAC检测电路反馈的电压信息、VCE检测电路反馈的电压波形变化情况,判断是否己放入适合的锅具,如果判断己放入适合的锅具,CPU13脚转为输出正常的PWM信号,电磁炉进入正常加热状态,如果电流检测电路、VAC及VCE电路反馈的信息,不符合条件,CPU会判定为所放入的锅具不符或无锅,则继续输出PWM试探信号,同时发出指示无锅的报知信息(祥见故障代码表),如1分钟内仍不符合条件,则关机。
电磁炉加热开关控制电路:
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