[实用新型]一种电磁炉功率开关管IGBT的限压限流保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电磁炉功率开关管IGBT的限压限流保护电路，属于功率开关管控制技术领域。

背景技术

电磁炉是一种干净环保、节能高效、安全方便、无明火加热的一种厨具，电磁炉采用电磁感应加热，具体是将市电整流成的直流，如图2中的线圈盘L4的电感作用下通过IGBT高频斩波，从而让线盘产生高频变化的磁通穿个锅底，于是让锅底产生涡流来达到加热的目的。然而市面上的电磁炉，普遍让开关管工作在恒定时间开启的状态下，这在电压和功率较高时尤其电网异常时可能出现谐振电压超过IGBT的极限电压，最大电流超过IGBT的极限电流，从而造成IGBT的损坏，为了解决上述问题，市面上的一些知名厂家采用较高电压的IGBT，比如1350V的IGBT（典型型号H20R1353），对于电流，他们是通个软件采样计算后在通个调控起时间，这种方法让电磁炉的自身调节能力较差，一般靠给IGBT留出较大的余量来换取安全性，这个较大的余量是让生产商选用更高档次的IGBT（像刚才提到的H20R1353），然而这种方案曾在一定的弊端，电压方面，他们虽然选择IGBT的电压比普通的高（比如1350V的那种比普通1200V的高150V），但毕竟是有限制的，而且也没高到谐振远远超不过的那种地步；电流方面，虽然他们的电流采用软件计算后在去控制开启时间，这使得响应速度得不到及时响应，所以这种蛮干的方案制作出来的机子抗恶劣环境的能力并不高，而且高档次的IGBT除了货源来源难度提高之外，还隐藏着成本增加、维修后性能可能大幅度下降等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电磁炉功率开关管IGBT的限压限流保护电路，能让功率开关管的工作电压和电流在开关管的每一个工作周期都能得到及时有效的限制和保护，达到实时保护的目的，实现闭环控制。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种电磁炉功率开关管IGBT的限压限流保护电路，它由第一比较器U6C、第二比较器U6D、开关管电压保护的参考电压产生支路、开关管电压保护点取样支路、滤波器、电流保护分压支路以及功率开关管同步驱动模块组成，其中，开关管电压保护的参考电压产生支路经分压电阻R91和分压电阻R94分压后接到第一比较器U6C的同相输入端，开关管电压保护点取样支路经分压电阻R92与分压电阻R93分压取样功率开关管的C极电压后接第一比较器U6C的反相输入端，电流保护分压支路由分压电阻R98、分压电阻R99和分压电阻R100以及参考电压组成，第一比较器U6C的输出端接到分压电阻R98与分压电阻R99的联接分压点，第二比较器U6D的反相输入端联接到分压电阻R99与分压电阻R100的联接分压点，功率开关管的E极经采样电阻将电流取样后联接到第二比较器U6D的同相输入端，第二比较器U6D的输出端联接到功率开关管同步驱动模块。

所述的开关管电压保护的参考电压产生支路由参考电压源、并联接在参考电压源上的分压电阻R91和分压电阻R94组成，其中，分压电阻R91与第一比较器U6C的同相输入端相连，分压电阻R94接地。

所述的开关管电压保护点取样支路由并联接在功率开关管的C极上的分压电阻R92和分压电阻R93组成，其中分压电阻R92与第一比较器U6C的反相输入端相连，分压电阻R93接地。

所述的分压电阻R98的一端接稳压后的参考电压，另一端接分压电阻R99，电阻R100和电容C47并联接在分压电阻R99上，另一端接地，电阻R100与电容C47构成参考电压滞后延迟电路。

所述的滤波器为低通滤波器，由电容C49和电阻R103组成。

所述的功率开关管同步驱动模块包括功率开关管信号比较电路、快充电保护电路、PWM滤波器、RC定时电路以及第三比较器U6B，其中，功率开关管信号比较电路一端与功率开关管的两个同步信号相连，一端与RC定时电路相连，RC定时电路由电阻R96和电容C48组成，快充电保护支路由上拉电阻R102、二极管D19、电阻R89、电阻R95、电阻R97、电阻R101、三级管Q16和三级管Q17组成，其中，上拉电阻R102和二极管D19串联后接在RC定时电路的电容C48上，二极管D19的阴极接C48和第三比较器U6B的反相输入端，第二比较器U6D的输出端联接到电阻R97和二极管D19的阳极节点上，第三比较器U6B的同相输入端与PWM滤波器相连，第三比较器U6B的输出端与功率开关管的扩流驱动电路相连。