[发明专利]用于电磁炉的同步信号采集电路、控制装置及电磁炉

说明书

技术领域

本发明涉及电磁加热领域，更具体地说，涉及用于电磁炉的同步信号采集电路、控制装置及电磁炉。

背景技术

由电路的角度来看，电磁炉的原理为由整流电路将50/60Hz的交流电压变成直流电压，再经LC谐振转换成20-40KHz的高频交流电压。电压谐振变换器一般为功率开关管，如IGBT管，由控制信号通过驱动电路控制其导通与截止。而此控制信号的产生需要同步控制信号配合来实现。

在目前的技术中，上述同步控制信号分别于谐振电容的两端取样、经电阻分压、分别输送到比较器的两端，经比较后产生同步控制信号。其原理如图1所示。分别于谐振电容C8和线盘电感XL组成的LC振荡电路的两端取样得到其电压，分别经电阻R2、R5、R1、和R3、R4、R6分压后，将其输入到比较器的反向端和正向端。在电磁炉工作时，当IGBT开通时，流过电感线圈的电流由零开始增加，谐振电容C8两端的电压左高右低，电压经电阻R2、R5、R1、R3、R4和R6分压后，比较器UC1反向端电压大于比较器正向端电压，产生低电平信号，当IGBT截止时，线盘电感圈XL对电容C8进行充电，谐振电容C8两端的电压左低右高，电压经比较器UC1后，产生一个高电平。当电容C8充电电压达到最高点后，电容C8对线盘电感XL进行放电，完成一次谐振过程。当上述谐振过程处于电容C8放电快完成时，比较器UC1的反向端分压大于正向端分压，比较器UC1发生翻转输出低电平。比较器的输出为同步信号，该信号作为MCU中断信号输入到MCU控制单元的中断端口。MCU中断采用下降沿触发，当MCU检测到同步信号有下降沿触发时，MCU控制单元输出高电平开通IGBT。如此往复，控制IGBT不断导通和截止。上述现有技术的主要缺点在于：由于比较器的反向端电压是随着输入交流电的电压变化而变化，当输入电压升高时，经整流后的电压也会随着升高，比较器反向端电压也会跟着升高，这样就会出现在产生有下降沿同步信号触发时，此时谐振电容还没有放电完毕，集电极的电压比较高，此时开通IGBT，导致IGBT的开通损耗非常大，易损坏IGBT。同时比较器的反向端电压随输入电压的变化而不断变化，导致功率输出不稳定，上下波动大而不易控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述现有技术同步信号不稳定，导致功率开关管的开关损耗大、输出功率不稳定的缺陷，提供一种稳定而可靠的、解决了率开关管的开关损耗大和功率不稳定的电磁炉同步信号采集电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于电磁炉的同步信号采集电路，所述电磁炉包括LC谐振回路和功率开关管，所述LC谐振回路与所述功率开关管串接在由交流电压整流而得的电源和地之间，所述同步信号采集电路包括电压采样单元和将所述电压采样单元输出信号与设定电压比较而转换为同步信号并输出到微控制器中断端口的同步信号产生单元；所述电压采样单元由所述LC谐振回路和控制所述LC谐振回路与地之间导通或断开的功率开关管的连接点取得所述电压采样信号。 

在本发明所述的用于电磁炉的同步信号采集电路中，所述电压采样单元为串接在所述功率开关管与所述LC谐振回路之间的连接点与地之间的分压电路，所述分压电路为两个串接的电阻，所述电压采样信号由所述两个电阻的连接端取得。

在本发明所述的用于电磁炉的同步信号采集电路中，所述功率开关管包括IGBT，所述IGBT的集电极与所述LC谐振回路一端连接，所述LC谐振回路另一端连接在由交流电整流而得到的直流电压输出端，所述IGBT的发射极接地。

在本发明所述的用于电磁炉的同步信号采集电路中，所述同步信号产生单元包括比较器，所述比较器的负输入端与一固定电压产生器连接，所述比较器正输入端与所述电压采样单元的输出端电连接。

在本发明所述的用于电磁炉的同步信号采集电路中，所述固定电压产生单元为将直流电压+5V分压而得到固定电压的两个分压电阻，所述固定电压由所述两个电阻的连接点输出。 

在本发明所述的用于电磁炉的同步信号采集电路中，所述电压采样单元输出端通过第一电容、第二电阻连接到所述比较器正输入端，所述第一电容和第二电阻的连接点还通过第一电阻连接到地。

在本发明所述的用于电磁炉的同步信号采集电路中，还包括连接在所述比较器正输入端的双向限幅单元。 

在本发明所述的用于电磁炉的同步信号采集电路中，所述双向限幅单元为第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的正极连接在所述比较器正输入端，其负极连接在所述比较器的供电电源正极；所述第二二极管负极连接在所述比较器正输入端，其正极连接到地。