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    • 专利摘要:
    本实用新型涉及一种电磁炉专用芯片二级电流浪涌保护电路，包括整流滤波电路、线盘谐振和策动电路、IGBT驱动电路、同步电路、市电电压检测电路、电流采样电路、电流浪涌信号处理电路和MCU控制芯片，MCU控制芯片包括CPU、比较器COMP1、比较器COMP2、运算放大器OPA、第一AD电路、第二AD电路、PPG控制电路和第一反压保护电路。本申请提供的电路能让IGBT在有较弱的浪涌信号到来时不至于因保护而停机，又能让电磁炉在有较强浪涌信号到来时保证IGBT不损坏。由于有灵敏度较高的第一级浪涌保护，这样在较弱浪涌信号到来时，电磁炉既能产生浪涌保护，又不会停机，这可让电磁炉生产厂家尽可能提高IGBT的实际工作反压，从而尽可能提高电磁炉的实际功率。
    公开号:CN214338161U
    申请号:CN202120612363.6U
    申请日:2021-03-25
    公开日:2021-10-01
    发明作者:缪建斌；胡川
    申请人:CROWN RICH ELECTRONIC (SHENZHEN) CO LTD；
    IPC主号:H05B6-06
    专利说明:
    [n0001] 本实用新型涉及电磁炉技术领域，特别是涉及一种电磁炉专用芯片二级电流浪涌保护电路。
    [n0002] 目前电磁炉专用芯片都带有浪涌保护电路，一般采用电压浪涌保护和电流浪涌保护，采用此电路的目的是为了在浪涌信号到来时及时启动保护机制，让 IGBT的各项参数不超标。
    [n0003] 然而，目前浪涌保护一般只采用一级，即在浪涌到来时立即关断IGBT。但这样的一级浪涌保护电路会出现这样的问题：如果浪涌保护灵敏，那么电磁炉会频繁因保护停机；如果浪涌保护不灵敏，那么电磁炉在浪涌信号到来时会出现IGBT损坏。电磁炉生产厂家为了防止IGBT损坏，通常会有意提高浪涌保护的灵敏度或降低IGBT的实际工作反压，如果电磁炉厂家为了提高电磁炉的功率，将IGBT实际工作反压提高到接近IGBT的最大额定反压(例如1200V)，在浪涌信号到来时IGBT的实际工作反压就可能超标，造成IGBT损坏，这就要求提高浪涌保护的灵敏度，但这又会导致电磁炉常会因浪涌保护而停机。
    [n0004] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种在浪涌信号到来时既能防止电磁炉因保护而停机，又可以保证IGBT不损坏的电磁炉专用芯片二级电流浪涌保护电路。
    [n0005] 为实现本实用新型的目的，本实用新型采用如下技术方案：
    [n0006] 一种电磁炉专用芯片二级电流浪涌保护电路，包括整流滤波电路、线盘谐振和策动电路、IGBT驱动电路、同步电路、市电电压检测电路、电流采样电路、电流浪涌信号处理电路和MCU控制芯片，其中，所述同步电路包括反压采集电路，所述MCU控制芯片包括CPU、比较器COMP1、比较器COMP2、运算放大器OPA、第一AD电路、第二AD电路、PPG控制电路和第一反压保护电路；
    [n0007] 所述整流滤波电路的输入端与市电电源的火线和零线相连，所述整流滤波电路的第一输出端与所述线盘谐振和策动电路的第一输入端相连，所述线盘谐振和策动电路的输出端分别与电磁炉线盘、所述同步电路的输入端相连；所述整流滤波电路的第二输出端通过所述市电电压检测电路与所述第二AD电路的输入端相连；所述整流滤波电路的第三输出端与所述电流采样电路的输入端相连，所述电流采样电路的第一输出端分别与所述运算放大器OPA的负相输入端、所述运算放大器OPA的输出端相连，所述电流采样电路的第二输出端通过所述电流浪涌信号处理电路分别与所述比较器COMP1的正相输入端、所述比较器COMP2 的正相输入端相连；
    [n0008] 所述同步电路的输出端分别与所述第一反压保护电路的输入端、所述PPG 控制电路的第一输入端相连；所述CPU的输入端分别与所述第一反压保护电路的输出端、所述比较器COMP1的输出端、所述比较器COMP2的输出端、所述第一AD电路的输出端、所述第二AD电路的输出端相连，所述第一AD电路的输入端与所述运算放大器OPA的输出端相连；所述CPU的输出端分别与所述比较器 COMP1的负相输入端、所述比较器COMP2的负相输入端、所述PPG控制电路的第二输入端相连；所述PPG控制电路的第三输入端分别与所述第一反压保护电路的输出端、所述比较器COMP1的输出端、所述比较器COMP2的输出端相连；所述PPG控制电路的输出端通过所述IGBT驱动电路与所述线盘谐振和策动电路的第二输入端相连。
    [n0009] 本申请提供的电磁炉二级电流浪涌保护电路后，当有较弱的浪涌信号到来时，电磁炉立即大幅度降低PPG输出，以让IGBT的一些参数(例如IGBT的反压)不超标，当较弱浪涌信号消失后，电磁炉立即恢复正常输出，在用户看来，电磁炉仍然是连续工作；当有较强浪涌信号到来时，电磁炉立即停止输出，延迟几秒后，如果浪涌信号已消失，电磁炉将恢复正常功率输出。该保护机制是在现有的浪涌停机保护之外增加一级浪涌预保护(大幅度降低PPG脉宽)，既可让IGBT在有较弱的浪涌信号到来时不至于因保护而停机，又可以让电磁炉在有较强浪涌信号到来时停止功率输出，保证IGBT不损坏。由于有灵敏度较高的第一级浪涌保护，这样在较弱浪涌信号到来时，电磁炉既能产生浪涌保护，又不会停机(PPG输出脉宽大幅度降低)，这可让电磁炉生产厂家尽可能提高IGBT 的实际工作反压，从而尽可能提高电磁炉的实际功率。
    [n0010] 在其中一个实施例中，所述PPG控制电路包括PPG发生器、PPG停止电路、 PPG大幅降低电路和第二反压保护电路，所述PPG发生器的第一输入端分别与所述PPG停止电路的输出端、所述PPG大幅降低电路的输出端、所述第二反压保护电路的输出端相连，所述PPG发生器的输出端通过所述IGBT驱动电路与所述线盘谐振和策动电路的第二输入端相连；
    [n0011] 所述CPU包括MCU核心部件和MCU中断模块，所述MCU中断模块的输入端分别与所述比较器COMP1的输出端、所述比较器COMP2的输出端、所述第一反压保护电路的输出端相连，所述MCU核心部件的输入端分别与所述MCU中断模块的输出端、所述第一AD电路的输出端、所述第二AD电路的输出端相连；所述MCU核心部件的输出端分别与所述比较器COMP1的负相输入端、所述比较器COMP2的负相输入端、所述PPG停止电路的第一输入端、所述PPG大幅降低电路的第一输入端、所述第二反压保护电路的第一输入端、所述PPG发生器的第二输入端相连；所述PPG停止电路的第二输入端与所述比较器COMP1的输出端相连；所述PPG大幅降低电路的第二输入端与所述比较器COMP2的输出端相连；所述第二反压保护电路的第二输入端与所述第一反压保护电路的输出端相连；所述PPG发生器的第三输入端与所述同步电路的输出端相连。
    [n0012] 在其中一个实施例中，所述整流滤波电路包括X电容C1、X电容C2、共模电感T1、扼流圈L2和整流桥堆BG1，所述X电容C1的第一端和所述共模电感 T1的第一输入端均与所述火线相连，所述共模电感T1的第一输出端分别与所述 X电容C2的第一端、所述整流桥堆BG1的第一交流输入端相连，所述整流桥堆 BG1的直流输出端的正极与所述扼流圈L2的第一端相连；所述X电容C1的第二端和所述共模电感T1的第二输入端均与所述零线相连，所述共模电感T1的第二输出端分别与所述X电容C2的第二端、所述整流桥堆BG1的第二交流输入端相连。
    [n0013] 在其中一个实施例中，所述电流采样电路包括康铜丝JR1、电阻R12、电阻 R13和电容C9，所述康铜丝JR1的第一端分别与所述整流桥堆BG1的直流输出端的负极、所述电阻R13的第一端相连，所述电阻R13的第二端分别与所述电阻R12的第一端、所述电容C9的第一端、所述运算放大器OPA的负相输入端相连，所述电阻R12的第二端分别与所述电容C9的第二端、所述运算放大器OPA 的输出端相连，所述康铜丝JR1的第二端接地。
    [n0014] 在其中一个实施例中，所述电流浪涌信号处理电路包括电阻R14、电阻R15 和电容C10，所述电阻R14的第一端与所述电阻R13的第一端相连，所述电阻 R14的第二端分别与所述电容C10的第一端、所述电阻R15的第一端、所述比较器COMP1的正相输入端、所述比较器COMP2的正相输入端相连，所述电阻R15 的第二端与电源VDD端相连，所述电容C10的第二端接地。
    [n0015] 在其中一个实施例中，所述市电电压检测电路包括二极管D2、二极管D3、电阻R10、电阻R11和电容C8，所述二极管D2的阳极与所述共模电感T1的第一输出端相连，所述二极管D3的阳极与所述共模电感T1的第二输出端相连，所述二极管D2的阴极、所述二极管D3的阴极分别与所述电阻R10的第一端相连，所述电阻R10的第二端分别与所述电容C8的第一端、所述电阻R11的第一端、所述第二AD电路的输入端相连，所述电阻R11的第二端和所述电容C8的第二端接地。
    [n0016] 在其中一个实施例中，所述线盘谐振和策动电路包括电容C3、电容C4、电阻R1、电阻R2和IGBT管Q1，所述扼流圈L2的第二端分别与所述电容C3的第一端、所述电容C4的第一端、所述电磁炉线盘的第一端相连，所述电容C3的第二端接地；所述电磁炉线盘的第二端分别与所述电容C4的第二端、所述IGBT 管Q1的集电极相连，所述IGBT管Q1的门极分别与所述电阻R1的第一端、所述电阻R2的第一端相连，所述电阻R1的第二端与所述IGBT管Q1的发射极接地。
    [n0017] 在其中一个实施例中，所述同步电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻 R6、电容C5和电容C6，所述电阻R3的第一端与所述电磁炉线盘的第一端相连，所述电阻R3的第二端分别与所述电阻R5的第一端、所述电容C5的第一端、所述电容C6的第一端、所述PPG发生器的第三输入端相连；所述电阻R4的第一端与所述电磁炉线盘的第二端相连，所述电阻R4的第二端分别与所述电阻R6 的第一端、所述电容C5的第二端、所述PPG发生器的第三输入端、所述第一反压保护电路的输入端相连，所述电阻R5的第二端、所述电阻R6的第二端与所述电容C6的第二端均接地。
    [n0018] 在其中一个实施例中，所述IGBT驱动电路包括三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、二极管D1、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C7和电解电容EC1，所述电阻R2的第二端分别与所述二极管D1的阳极、所述三极管Q2的发射极、所述三极管Q3的发射极相连，所述二极管D1的阴极、所述电阻R7的第一端、所述电阻R8的第一端、所述电阻R9的第一端、所述电容C7的第一端和所述电解电容EC1的正极均与18V电源相连，所述电阻R7的第二端与所述三极管Q2的集电极相连，所述三极管Q2的基极分别与所述电阻R8的第二端、所述三极管 Q3的基极、所述三极管Q4的集电极相连，所述三极管Q4的基极分别与所述电阻R9的第二端、所述PPG发生器的输出端相连，所述三极管Q3的集电极、所述三极管Q4的发射极、所述电容C7的第二端与所述电解电容EC1的负极均接地。
    [n0019] 图1为一实施例中电磁炉专用芯片二级电流浪涌保护电路的结构示意图；
    [n0020] 图2为一实施例中整流滤波电路的电路原理示意图；
    [n0021] 图3为一实施例中电流采样电路的电路原理示意图；
    [n0022] 图4为一实施例中电流浪涌信号处理电路的电路原理示意图；
    [n0023] 图5为一实施例中市电电压检测电路的电路原理示意图；
    [n0024] 图6为一实施例中线盘谐振和策动电路的电路原理示意图；
    [n0025] 图7为一实施例中同步电路的电路原理示意图；
    [n0026] 图8为一实施例中IGBT驱动电路的电路原理示意图。
    [n0027] 为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
    [n0028] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
    [n0029] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
    [n0030] 参见图1，本实施例提供了一种电磁炉专用芯片二级电流浪涌保护电路，包括整流滤波电路、线盘谐振和策动电路、IGBT驱动电路、同步电路、市电电压检测电路、电流采样电路、电流浪涌信号处理电路和MCU控制芯片，其中，同步电路包括反压采集电路，MCU控制芯片包括CPU、比较器COMP1、比较器COMP2、运算放大器OPA、第一AD电路、第二AD电路、PPG控制电路和第一反压保护电路。
    [n0031] 整流滤波电路的输入端与市电电源的火线(L)和零线(N)相连，整流滤波电路的第一输出端与线盘谐振和策动电路的第一输入端相连，线盘谐振和策动电路的输出端分别与电磁炉线盘、同步电路的输入端相连；整流滤波电路的第二输出端通过市电电压检测电路与第二AD电路的输入端相连；整流滤波电路的第三输出端与电流采样电路的输入端相连，电流采样电路的第一输出端分别与运算放大器OPA的负相输入端、运算放大器OPA的输出端相连，电流采样电路的第二输出端通过电流浪涌信号处理电路分别与比较器COMP1的正相输入端、比较器COMP2的正相输入端相连。
    [n0032] 同步电路的输出端分别与第一反压保护电路的输入端、PPG控制电路的第一输入端相连；CPU的输入端分别与第一反压保护电路的输出端、比较器COMP1的输出端、比较器COMP2的输出端、第一AD电路的输出端、第二AD电路的输出端相连，第一AD电路的输入端与运算放大器OPA的输出端相连；CPU的输出端分别与比较器COMP1的负相输入端、比较器COMP2的负相输入端、PPG控制电路的第二输入端相连；PPG控制电路的第三输入端分别与第一反压保护电路的输出端、比较器COMP1的输出端、比较器COMP2的输出端相连；PPG控制电路的输出端通过IGBT驱动电路与线盘谐振和策动电路的第二输入端相连。
    [n0033] 具体地，PPG控制电路包括PPG发生器、PPG停止电路、PPG大幅降低电路和第二反压保护电路，PPG发生器的第一输入端分别与PPG停止电路的输出端、 PPG大幅降低电路的输出端、第二反压保护电路的输出端相连，PPG发生器的输出端通过IGBT驱动电路与线盘谐振和策动电路的第二输入端相连。
    [n0034] CPU包括MCU核心部件和MCU中断模块，MCU中断模块的输入端分别与比较器COMP1的输出端、比较器COMP2的输出端、第一反压保护电路的输出端相连， MCU核心部件的输入端分别与MCU中断模块的输出端、第一AD电路的输出端、第二AD电路的输出端相连；MCU核心部件的输出端分别与比较器COMP1的负相输入端、比较器COMP2的负相输入端、PPG停止电路的第一输入端、PPG大幅降低电路的第一输入端、第二反压保护电路的第一输入端、PPG发生器的第二输入端相连；PPG停止电路的第二输入端与比较器COMP1的输出端相连；PPG大幅降低电路的第二输入端与比较器COMP2的输出端相连；第二反压保护电路的第二输入端与第一反压保护电路的输出端相连；PPG发生器的第三输入端与同步电路的输出端相连。
    [n0035] 参见图2，整流滤波电路可包括X电容C1、X电容C2、共模电感T1、扼流圈L2和整流桥堆BG1，X电容C1的第一端和共模电感T1的第一输入端均与火线(L)相连，共模电感T1的第一输出端分别与X电容C2的第一端、整流桥堆 BG1的第一交流输入端相连，整流桥堆BG1的直流输出端的正极与扼流圈L2的第一端相连；X电容C1的第二端和共模电感T1的第二输入端均与零线(N)相连，共模电感T1的第二输出端分别与X电容C2的第二端、整流桥堆BG1的第二交流输入端相连。在本实施例中，从火线(L)和零线(N)进来的市电经过保险管FUSE，再经过X电容C1、共模电感T1和X电容C2滤波后，形成L1、N1，再经过整流桥堆BG1整流、扼流圈L2滤波后送给线盘谐振和策动电路。
    [n0036] 参见图3，电流采样电路可包括康铜丝JR1、电阻R12、电阻R13和电容C9，康铜丝JR1的第一端分别与整流桥堆BG1的直流输出端的负极、电阻R13的第一端相连，电阻R13的第二端分别与电阻R12的第一端、电容C9的第一端、运算放大器OPA的负相输入端相连，电阻R12的第二端分别与电容C9的第二端、运算放大器OPA的输出端相连，康铜丝JR1的第二端接地。参见图4，电流浪涌信号处理电路可包括电阻R14、电阻R15和电容C10，电阻R14的第一端与电阻R13的第一端相连，电阻R14的第二端分别与电容C10的第一端、电阻R15的第一端、比较器COMP1 的正相输入端、比较器COMP2的正相输入端相连，电阻R15的第二端与电源VDD端相连，电容C10的第二端接地。
    [n0037] 在本实施例中，康铜丝JR1的一端接地，另一端接整流桥堆BG1的直流输出端的负极，因为康铜丝JR1的电阻基本恒定，所以康铜丝JR1两端的电压(电流采样信号I)与流过康铜丝JR1的电流基本成正比。此电流采样信号I一方面由电阻R12、电阻R13、电容C9和MCU控制芯片内部的运算放大器OPA进行放大处理，放大倍数为“-R12/R13”。另一方面送给电流浪涌信号处理电路，用于电流浪涌保护，具体地，康铜丝JR1采样的电流采样信号I经过电流浪涌信号处理电路中的电阻R14、电阻R15分压和电容C10滤波后得到电流浪涌信号 V，送给MCU控制芯片内部的比较器COMP1和COMP2。如图3所示，电阻R13为输入电阻，电阻R12为负反馈电阻，电容C9为负反馈电容。OPAN为运算放大器 OPA的输入负端，OPAO为运算放大器OPA的输出端。
    [n0038] 参见图5，市电电压检测电路可包括二极管D2、二极管D3、电阻R10、电阻R11和电容C8，所二极管D2的阳极与共模电感T1的第一输出端相连，二极管D3的阳极与共模电感T1的第二输出端相连，二极管D2的阴极、二极管D3 的阴极分别与电阻R10的第一端相连，电阻R10的第二端分别与电容C8的第一端、电阻R11的第一端、第二AD电路的输入端相连，电阻R11的第二端和电容 C8的第二端接地。在本实施例中，火线(L)和零线(N)经过二极管D2、二极管D3整流，经过电阻R10和电阻R11分压，形成市电检测电压V_AC_A，送给 MCU控制芯片内部的第二AD电路。其中，电容C8的作用是滤波。
    [n0039] 参见图6，线盘谐振和策动电路可包括电容C3、电容C4、电阻R1、电阻R2 和IGBT管Q1，扼流圈L2的第二端分别与电容C3的第一端、电容C4的第一端、电磁炉线盘的第一端相连，电容C3的第二端接地；电磁炉线盘的第二端分别与电容C4的第二端、IGBT管Q1的集电极相连，IGBT管Q1的门极分别与电阻R1 的第一端、电阻R2的第一端相连，电阻R1的第二端与IGBT管Q1的发射极接地。在本实施例中，接在COL1和COL2端口的线盘与电容C4构成并联谐振电路。 Q1为IGBT，用于给谐振回路提供能量。
    [n0040] 参见图7，同步电路可包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C5 和电容C6，电阻R3的第一端与电磁炉线盘的第一端相连，电阻R3的第二端分别与电阻R5的第一端、电容C5的第一端、电容C6的第一端、PPG发生器的第三输入端相连；电阻R4的第一端与电磁炉线盘的第二端相连，电阻R4的第二端分别与电阻R6的第一端、电容C5的第二端、PPG发生器的第三输入端、第一反压保护电路的输入端相连，电阻R5的第二端、电阻R6的第二端与电容C6的第二端均接地。在本实施例中，线盘两端的电压V_DC、V_IGBT_C分别经过电阻 R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6分压后形成SYNC_N信号和SYNC_P信号，SYNC_N 信号和SYNC_P信号作为同步信号送给MCU核心部件，以使IGBT的驱动信号和线盘谐振同步。同时，线盘的一端接在IGBT的集电极(C极)，C极的电压即反压V_IGBT_C，反压V_IGBT_C经过电阻R4、电阻R6分压后形成的SYNC_P信号也是反压采集信号V_C，该信号送给MCU控制芯片内部的第一反压保护电路。
    [n0041] 参见图8，IGBT驱动电路可包括三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、二极管 D1、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C7和电解电容EC1，电阻R2的第二端分别与二极管D1的阳极、三极管Q2的发射极、三极管Q3的发射极相连，二极管 D1的阴极、电阻R7的第一端、电阻R8的第一端、电阻R9的第一端、电容C7 的第一端和电解电容EC1的正极均与18V电源相连，电阻R7的第二端与三极管 Q2的集电极相连，三极管Q2的基极分别与电阻R8的第二端、三极管Q3的基极、三极管Q4的集电极相连，三极管Q4的基极分别与电阻R9的第二端、所述PPG 发生器的输出端相连，三极管Q3的集电极、三极管Q4的发射极、电容C7的第二端与电解电容EC1的负极均接地。在本实施例中，由PPG发生器发出的PPG 信号通过三极管Q4反向，再经过三极管Q2、三极管Q3发射极跟随输出，驱动 IGBT工作。
    [n0042] 本实施例提供的电磁炉专用芯片二级电流浪涌保护电路中的MCU控制芯片的工作原理为：
    [n0043] MCU控制芯片主要包括CPU、比较器COMP1、比较器COMP2、运算放大器OPA、第一AD电路、第二AD电路、PPG控制电路和第一反压保护电路。其中，在两个比较器中，比较器COMP1的负相输入端接基准电压V1，比较器COMP2的负相输入端接基准电压V2，并且V2>V1。V1、V2这两个基准电压的值由MCU核心部件控制，用户可以根据实际情况通过MCU核心部件改变V1、V2的大小。
    [n0044] MCU核心部件可以用于控制PPG发生器脉宽的启动和停止，可以将PPG脉宽的设定值发给PPG发生器，可以调整2个比较器的负相输入端的基准电压V1、V2。向PPG大幅降低电路写入PPG脉宽设定值，该PPG脉宽设定值在比较器COMP2的输出的下降沿装入PPG发生器。MCU核心部件还可以使能或关闭PPG停止电路，确定 PPG停止电路是否能停止PPG发生器的PPG输出。还可以用于接收第一AD电路和第二AD电路送来的模拟转换信号。
    [n0045] MCU中断模块用于处理来自市电电压检测电路的两个比较器、和第一反压保护电路送过来的中断信号。
    [n0046] PPG大幅降低电路用于当有较弱浪涌信号到来时，电流浪涌信号V超过V2(但大于V1)，比较器COMP2输出下降沿信号送到PPG大幅降低电路，该电路将远低于当前PPG脉宽的脉宽设定值送到PPG发生器，从而大幅降低PPG脉宽；PPG停止电路用于当有较强浪涌信号到来时，电流浪涌信号V低于V1，比较器COMP1输出下降沿信号送给PPG停止电路，该电路立即停止PPG发生器的脉冲输出。
    [n0047] 运算放大器OPA用于和电流采样电路中的电阻R12、电阻R13和电容C9一起构成放大电路，对康铜丝JR1采样得到的电流采样信号I进行放大，并将放大后的电流采样模拟信号V_CURREN_A送给第一AD电路。
    [n0048] 第一AD电路用于将运算放大器OPA、电阻R12、电阻R13和电容C9构成的放大电路输出的电流采样模拟信号V_CURREN_A转化为数字信号V_CURREN_D，送给MCU 进行处理。
    [n0049] 第二AD电路用于将市电电压检测电路送来的模拟信号V_AC_A转化为数字信号V_AC_D，送给MCU进行处理，MCU根据V_AC_D和第一AD电路输出的信号 V_CURRENT_D计算电磁炉的实际功率。
    [n0050] MCU控制芯片内部的浪涌保护过程如下：
    [n0051] 当有较弱浪涌信号到来时，电流浪涌信号V超过V2(但大于V1)，比较器COMP2 输出电平出现下降沿翻转，这个下降沿信号一方面送给PPG大幅降低电路，立即大幅度降低PPG输出脉宽(将远低于当前PPG脉宽的PPG脉宽设定值送到PPG发生器)，以让接下来的IGBT的反压不超标。另一方面，这个下降沿信号作为中断信号送给MCU中断模块，使MCU核心部件产生中断，MCU核心部件会在较短的时间内恢复正常功率输出，在用户看来，电磁炉仍然是连续加热。此级浪涌电压保护是在传统的电磁炉浪涌停机保护之外增加一级浪涌预保护(大幅度降低PPG脉宽)，防止电磁炉频繁停机。
    [n0052] 当有较强浪涌信号到来时，电流浪涌信号V低于V1，比较器COMP1输出电平出现下降沿翻转，这个下降沿信号一方面送给PPG停止电路立即关掉PPG输出。另一方面，这个下降沿信号送给MCU中断模块，使MCU核心部件产生中断，MCU核心部件会在延时几秒后重新启动电磁加热。即当有较强的浪涌脉冲到来时，电磁炉会停止工作几秒钟再启动加热。
    [n0053] 本实施例提供的电磁炉二级电流浪涌保护电路：当没有浪涌信号到来时，电磁炉以正常功率工作；当有较弱浪涌信号到来时，电磁炉大幅度降低PPG输出，这是第一级保护，此级保护灵敏度较高；当有较强的浪涌信号到来时，立即关掉PPG输出，这是第二级保护，此级保护灵敏度较低。
    [n0054] 采用本实施例提供的电磁炉二级电流浪涌保护电路后，当有较弱的浪涌信号到来时，电磁炉立即大幅度降低PPG输出，以让IGBT的一些参数(例如IGBT的反压)不超标，当较弱浪涌信号消失后，电磁炉立即恢复正常输出，在用户看来，电磁炉仍然是连续工作；当有较强浪涌信号到来时，电磁炉立即停止输出，延迟几秒后，如果浪涌信号已消失，电磁炉将恢复正常功率输出。该保护机制是在现有的浪涌停机保护之外增加一级浪涌预保护(大幅度降低PPG脉宽)，既可让IGBT在有较弱的浪涌信号到来时不至于因保护而停机，又可以让电磁炉在有较强浪涌信号到来时停止功率输出，保证IGBT不损坏。由于有灵敏度较高的第一级浪涌保护，这样在较弱浪涌信号到来时，电磁炉既能产生浪涌保护，又不会停机(PPG输出脉宽大幅度降低)，这可让电磁炉生产厂家尽可能提高IGBT 的实际工作反压，从而尽可能提高电磁炉的实际功率。
    [n0055] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
    [n0056] 以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
    权利要求:
    Claims (9)
    [0001] 1.一种电磁炉专用芯片二级电流浪涌保护电路，其特征在于，包括整流滤波电路、线盘谐振和策动电路、IGBT驱动电路、同步电路、市电电压检测电路、电流采样电路、电流浪涌信号处理电路和MCU控制芯片，其中，所述同步电路包括反压采集电路，所述MCU控制芯片包括CPU、比较器COMP1、比较器COMP2、运算放大器OPA、第一AD电路、第二AD电路、PPG控制电路和第一反压保护电路；
    所述整流滤波电路的输入端与市电电源的火线和零线相连，所述整流滤波电路的第一输出端与所述线盘谐振和策动电路的第一输入端相连，所述线盘谐振和策动电路的输出端分别与电磁炉线盘、所述同步电路的输入端相连；所述整流滤波电路的第二输出端通过所述市电电压检测电路与所述第二AD电路的输入端相连；所述整流滤波电路的第三输出端与所述电流采样电路的输入端相连，所述电流采样电路的第一输出端分别与所述运算放大器OPA的负相输入端、所述运算放大器OPA的输出端相连，所述电流采样电路的第二输出端通过所述电流浪涌信号处理电路分别与所述比较器COMP1的正相输入端、所述比较器COMP2的正相输入端相连；
    所述同步电路的输出端分别与所述第一反压保护电路的输入端、所述PPG控制电路的第一输入端相连；所述CPU的输入端分别与所述第一反压保护电路的输出端、所述比较器COMP1的输出端、所述比较器COMP2的输出端、所述第一AD电路的输出端、所述第二AD电路的输出端相连，所述第一AD电路的输入端与所述运算放大器OPA的输出端相连；所述CPU的输出端分别与所述比较器COMP1的负相输入端、所述比较器COMP2的负相输入端、所述PPG控制电路的第二输入端相连；所述PPG控制电路的第三输入端分别与所述第一反压保护电路的输出端、所述比较器COMP1的输出端、所述比较器COMP2的输出端相连；所述PPG控制电路的输出端通过所述IGBT驱动电路与所述线盘谐振和策动电路的第二输入端相连。
    [0002] 2.根据权利要求1所述的电磁炉专用芯片二级电流浪涌保护电路，其特征在于，所述PPG控制电路包括PPG发生器、PPG停止电路、PPG大幅降低电路和第二反压保护电路，所述PPG发生器的第一输入端分别与所述PPG停止电路的输出端、所述PPG大幅降低电路的输出端、所述第二反压保护电路的输出端相连，所述PPG发生器的输出端通过所述IGBT驱动电路与所述线盘谐振和策动电路的第二输入端相连；
    所述CPU包括MCU核心部件和MCU中断模块，所述MCU中断模块的输入端分别与所述比较器COMP1的输出端、所述比较器COMP2的输出端、所述第一反压保护电路的输出端相连，所述MCU核心部件的输入端分别与所述MCU中断模块的输出端、所述第一AD电路的输出端、所述第二AD电路的输出端相连；所述MCU核心部件的输出端分别与所述比较器COMP1的负相输入端、所述比较器COMP2的负相输入端、所述PPG停止电路的第一输入端、所述PPG大幅降低电路的第一输入端、所述第二反压保护电路的第一输入端、所述PPG发生器的第二输入端相连；所述PPG停止电路的第二输入端与所述比较器COMP1的输出端相连；所述PPG大幅降低电路的第二输入端与所述比较器COMP2的输出端相连；所述第二反压保护电路的第二输入端与所述第一反压保护电路的输出端相连；所述PPG发生器的第三输入端与所述同步电路的输出端相连。
    [0003] 3.根据权利要求2所述的电磁炉专用芯片二级电流浪涌保护电路，其特征在于，所述整流滤波电路包括X电容C1、X电容C2、共模电感T1、扼流圈L2和整流桥堆BG1，所述X电容C1的第一端和所述共模电感T1的第一输入端均与所述火线相连，所述共模电感T1的第一输出端分别与所述X电容C2的第一端、所述整流桥堆BG1的第一交流输入端相连，所述整流桥堆BG1的直流输出端的正极与所述扼流圈L2的第一端相连；所述X电容C1的第二端和所述共模电感T1的第二输入端均与所述零线相连，所述共模电感T1的第二输出端分别与所述X电容C2的第二端、所述整流桥堆BG1的第二交流输入端相连。
    [0004] 4.根据权利要求3所述的电磁炉专用芯片二级电流浪涌保护电路，其特征在于，所述电流采样电路包括康铜丝JR1、电阻R12、电阻R13和电容C9，所述康铜丝JR1的第一端分别与所述整流桥堆BG1的直流输出端的负极、所述电阻R13的第一端相连，所述电阻R13的第二端分别与所述电阻R12的第一端、所述电容C9的第一端、所述运算放大器OPA的负相输入端相连，所述电阻R12的第二端分别与所述电容C9的第二端、所述运算放大器OPA的输出端相连，所述康铜丝JR1的第二端接地。
    [0005] 5.根据权利要求4所述的电磁炉专用芯片二级电流浪涌保护电路，其特征在于，所述电流浪涌信号处理电路包括电阻R14、电阻R15和电容C10，所述电阻R14的第一端与所述电阻R13的第一端相连，所述电阻R14的第二端分别与所述电容C10的第一端、所述电阻R15的第一端、所述比较器COMP1的正相输入端、所述比较器COMP2的正相输入端相连，所述电阻R15的第二端与电源VDD端相连，所述电容C10的第二端接地。
    [0006] 6.根据权利要求5所述的电磁炉专用芯片二级电流浪涌保护电路，其特征在于，所述市电电压检测电路包括二极管D2、二极管D3、电阻R10、电阻R11和电容C8，所述二极管D2的阳极与所述共模电感T1的第一输出端相连，所述二极管D3的阳极与所述共模电感T1的第二输出端相连，所述二极管D2的阴极、所述二极管D3的阴极分别与所述电阻R10的第一端相连，所述电阻R10的第二端分别与所述电容C8的第一端、所述电阻R11的第一端、所述第二AD电路的输入端相连，所述电阻R11的第二端和所述电容C8的第二端接地。
    [0007] 7.根据权利要求6所述的电磁炉专用芯片二级电流浪涌保护电路，其特征在于，所述线盘谐振和策动电路包括电容C3、电容C4、电阻R1、电阻R2和IGBT管Q1，所述扼流圈L2的第二端分别与所述电容C3的第一端、所述电容C4的第一端、所述电磁炉线盘的第一端相连，所述电容C3的第二端接地；所述电磁炉线盘的第二端分别与所述电容C4的第二端、所述IGBT管Q1的集电极相连，所述IGBT管Q1的门极分别与所述电阻R1的第一端、所述电阻R2的第一端相连，所述电阻R1的第二端与所述IGBT管Q1的发射极接地。
    [0008] 8.根据权利要求7所述的电磁炉专用芯片二级电流浪涌保护电路，其特征在于，所述同步电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C5和电容C6，所述电阻R3的第一端与所述电磁炉线盘的第一端相连，所述电阻R3的第二端分别与所述电阻R5的第一端、所述电容C5的第一端、所述电容C6的第一端、所述PPG发生器的第三输入端相连；所述电阻R4的第一端与所述电磁炉线盘的第二端相连，所述电阻R4的第二端分别与所述电阻R6的第一端、所述电容C5的第二端、所述PPG发生器的第三输入端、所述第一反压保护电路的输入端相连，所述电阻R5的第二端、所述电阻R6的第二端与所述电容C6的第二端均接地。
    [0009] 9.根据权利要求8所述的电磁炉专用芯片二级电流浪涌保护电路，其特征在于，所述IGBT驱动电路包括三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、二极管D1、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C7和电解电容EC1，所述电阻R2的第二端分别与所述二极管D1的阳极、所述三极管Q2的发射极、所述三极管Q3的发射极相连，所述二极管D1的阴极、所述电阻R7的第一端、所述电阻R8的第一端、所述电阻R9的第一端、所述电容C7的第一端和所述电解电容EC1的正极均与18V电源相连，所述电阻R7的第二端与所述三极管Q2的集电极相连，所述三极管Q2的基极分别与所述电阻R8的第二端、所述三极管Q3的基极、所述三极管Q4的集电极相连，所述三极管Q4的基极分别与所述电阻R9的第二端、所述PPG发生器的输出端相连，所述三极管Q3的集电极、所述三极管Q4的发射极、所述电容C7的第二端与所述电解电容EC1的负极均接地。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2021-10-01| GR01| Patent grant|
    2021-10-01| GR01| Patent grant|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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