[实用新型]一种电磁炉单管谐振软开关电路

说明书

[技术领域]

本实用新型涉及电磁炉电路，尤其涉及一种电磁炉单管谐振软开关电路。

[背景技术]

电磁炉以其高效、环保的优势逐渐取代了传统的电加热灶具，其所用到的电路拓扑包括全桥、半桥以及单管谐振。全桥和半桥电路虽然性能好、效率高，但成本相对较高，只适用于高端应用场合。而数量巨大的普通大众应用的电磁炉，一般采用的是成本低廉的单管谐振电路拓扑。

传统电磁炉单管谐振电路的原理如图1所示，包括整流滤波电路和主谐振电路。其中，整流滤波电路包括整流桥DB1、滤波电感L1和滤波电容C1。整流桥DB1交流输入端连接经过EMC滤波的交流输入线，整流桥DB1输出端的正极接滤波电感L1的一端，整流桥DB1输出端的负极接滤波电容C1的负端，滤波电感L1的另一端与滤波电容C1的正端相连。主谐振电路包括加热绕组盘Lr、谐振电容Cr以及主开关管Q1。加热绕组盘Lr与谐振电容Cr并联，其一端连接所述输出滤波电容C1的正端，另一端连接主开关管Q1的集电极，主开关管Q1的发射极连接所述滤波电容C1的负端。等效地，谐振电容Cr也可以并联在主开关管Q1的集电极和发射极两端，不影响电路的工作状态。

在电磁炉的实际应用中，为了降低主开关管的关断损耗，开关频率一般选择20-30kHz左右。在这种开关频率范围下，输出2kW左右的功率，为把开关管的电压应力限制在1000V以下，谐振电容Cr一般取值0.3-0.8uF。谐振电容Cr取值过小，则同样输出功率的情况下，主开关管的电压应力过高，很容易超过规格限值造成器件损坏。谐振电容Cr取值较大，能够存储的能量较多。当电磁炉输出功率很大时，谐振电容Cr的能量可以完全释放，自由谐振到零，实现主开关管的零电压软开关；当输出功率较小时，谐振电容Cr的电压不能自由谐振到零。这时，如果主开关管开通，谐振电容上的多余能量将会瞬间释放，在主开关管中流过非常大的电流，很容易造成主开关管损坏，电路的可靠性降低。而且这部分多余能量消耗在主开关管上，造成整机的效率很低。因此，采用单管谐振的电磁炉一般只能连续大功率输出。当需要输出小功率时，一般采用间歇输出大功率的方法，使平均输出功率达到一个较低的数值。这种假的低功率输出，并不是真正意义上的低功率连续输出，影响了某些食物的烹调效果，限制了电磁炉的应用范围。

[发明内容]

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够在小功率输出状态下实现主开关管零电压开通，达到低功率连续输出，电磁炉的性能和可靠性较高的电磁炉单管谐振软开关电路。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种电磁炉单管谐振软开关电路，包括整流滤波电路、主谐振电路和辅助谐振电路，所述主谐振电路包括加热绕组盘、谐振电容以及主开关管所述的辅助谐振电路包括辅助谐振电感和辅助开关管，所述的辅助谐振电路的主电路与主开关管并联。

以上所述的电磁炉单管谐振软开关电路，加热绕组盘的一端接整流滤波电路输出端的正极，另一端接主开关管的集电极，主开关管的发射极接整流滤波电路输出端的负极，谐振电容与加热绕组盘并联或与主开关管并联；所述的辅助谐振电路包括二极管，所述的辅助谐振电感是耦合电感，所述的耦合电感包括相互耦合的原边绕组和副边绕组，原边绕组的第一端接主开关管的集电极，第二端接辅助开关管的集电极，辅助开关管的发射极接整流滤波电路输出端的负极；副边绕组与二极管组成串联电路，串联电路的一端接整流滤波电路输出端的正极，另一端接整流滤波电路输出端的负极；副边绕组与原边绕组第一端的同名端接整流滤波电路输出端的负极时，二极管的阴极接整流滤波电路输出端的正极；二极管的阳极接整流滤波电路输出端的负极时，副边绕组的另一端接整流滤波电路输出端的正极。

以上所述的电磁炉单管谐振软开关电路，所述的辅助谐振电路包括放电电阻，所述的放电电阻与所述的副边绕组并联。

以上所述的电磁炉单管谐振软开关电路，所述的整流滤波电路包括整流电路、滤波电感和滤波电容。所述整流电路的交流输入端连接经过EMC滤波的交流输入线，整流电路输出端的正极连接滤波电感的一端，整流电路的输出端的负极接滤波电容的负端，滤波电感的另一端接滤波电容的正端。

以上所述的电磁炉单管谐振软开关电路，所述的主开关管和辅助开关管是IGBT或MOSFET。

本实用新型电磁炉单管谐振软开关电路能够在小功率输出状态下实现主开关管零电压开通，达到真正的低功率连续输出，提高了电磁炉的性能和可靠性。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。