基于ＳｏＣ芯片的大功率电磁炉电路制造技术

一种基于ＳｏＣ芯片的大功率电磁炉电路，包括整流桥、滤波器、功率逆变电路以及控制单元，所述控制单元采用集成有ＣＰＵ、若干比较器、第二ＡＣ－ＤＣ转换器、分压电路、积分电路、反相器、过零检测电路及通信接口的ＳｏＣ芯片；所述功率逆变电路为半桥谐振电路，ＳｏＣ芯片片内的ＣＰＵ输出互补脉冲信号和开关信号至外部的驱动电路推动半桥谐振电路工作；还包括自保护谐振跟踪电路、检锅电路、浪涌检测电路及多点温度检测电路。其具有生产成本低、维修难度小、可靠性高、干烧检测灵敏度高等优点。而且其锅体和炉可分离，且体积小，能够配用不同的锅具，给用户提供了方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于用电能加热的电磁炉
，尤其是一种基于S0C(SyStem0n a Chip)芯片的大功率电磁炉电路。
技术介绍
大功率电磁炉是用来加热和烹饪食物的厨房加热设备，它利用高频交变电流通过 线圈产生交变磁场，交变磁场在铁质锅的底部产生感应电流——涡流，涡流使锅体高速发 热。电磁炉无明火、无明烟、无废气，其具有加热速度快、热效率高、加热均勻、清洁卫生、节 能环保、安全性好等一系列优点。在火车餐车、轮船餐厅、地铁快餐、宾馆、酒店、中西快餐 业、部队、企业、机关食堂、火锅店和袋装油炸食品等领域有广阔的市场空间。国内大功率电磁炉存在以下技术缺陷1、多采用复杂的硬件电路(如⑶4046与PWM调制IC 一起组成的电路)对谐振电 路进行频率跟踪，使IGBT的驱动频率始终约高于谐振频率，使IGBT稳定可靠的工作在感性 区，这样做的缺点是硬件电路复杂，系统可靠性低，成本昂贵。2、大电流工作状态下的功率控制、抗干扰和保护等技术的可靠性不足。为此人们 设计了锅体和炉固定的模式，这样避免了检锅、移锅、颠锅等的保护，不需检锅，控制简单， 但设备体积庞大，限制了应用场合。3、普遍存在元件数量多，故障点多，生产、维修难度大，整体成本高的缺陷。
技术实现思路
为避免现有大功率电磁炉技术存在的上述缺陷，本专利技术提供一种基于SoC芯片的 大功率电磁炉电路，其SoC芯片内集成了 CPU、若干比较器、AC-DC转换器、分压电路、积分电 路、反相器、过零检测电路及通信接口等，并配置多种优化设计的保护电路，以使大功率电 磁炉工作可靠性提高，生产成本降低。本专利技术基于SoC芯片的大功率电磁炉电路，包括整流桥、滤波器、功率逆变电路以 及控制单元，其特征在于所述控制单元采用SoC芯片，该芯片内集成有CPU、若干比较器、第二 AC-DC转换 器、分压电路、积分电路、反相器、过零检测电路及通信接口 ；所述功率逆变电路为半桥谐振电路，所述SoC芯片片内的CPU输出互补脉冲信号 和开关信号至外部的驱动电路推动半桥谐振电路工作；进一步还包括自保护谐振跟踪电路，该电路包括所述SoC芯片片内的CPU、第二 AC-DC转换器、 分压电路、第二比较器、第三比较器和片外的谐振电流采样电路，采样的谐振电流经第二 AC-DC转换器整流后，通过分压电路产生两路信号分别通过第二比较器、第三比较器输入 CPU的两个输入端，CPU根据来自第二、第三比较器的两路信号调整输出的互补脉冲信号的 频率，使半桥谐振电路中IGBT的通断频率始终略高于谐振频率，或关断互补脉冲信号的输出实现保护功能；检锅电路，该电路包括所述SoC芯片片内的CPU、第一比较器和片外的谐振电流采 样电路；浪涌检测电路，该电路包括所述SoC芯片片内的积分器、第四比较器、反相器、以 及片外的输入电流采样电路和第一 AC-DC转换器，第一 AC-DC转换器与输入电流采样电路 连接，所述积分器的输入端与第一 AC-DC转换器负输出端连接，积分器的输出端接所述第 四比较器，第四比较器输出通过所述反相器接所述SoC芯片片内的CPU ；以及多点温度检测电路。本专利技术大功率电磁炉电路采用SoC芯片技术，该SoC芯片内置了 CPU内核控制技 术，芯片集成度高，外围应用电路简单，大大降低了生产、维修难度与成本。其具有谐振跟踪电路、检锅电路、浪涌检测电路等保护电路，这些电路除电流采样 外，其它部分均集成在SoC芯片内，而且浪涌检测和功率检测共用一个电流采样电路，谐振 跟踪和检锅共用一个电流采样电路，减少了分散走线干扰，极大地提高了可靠性。其采用多点测温电路检测炉面多个点的温度，避免了现有电磁炉只检测中心温度 导致不能及时、准确判断干烧的缺陷，提高了电磁炉干烧检测灵敏度。由于本专利技术采用了专用谐振跟踪电路、检锅电路、浪涌检测电路等多种保护电路， 使大功率电磁炉设计摆脱了传统锅体和炉固定设计模式的束缚，锅体和炉可分离，体积减 小，能够配用不同的锅具，给用户提供了方便。附图说明图1为本专利技术的原理框图；图2为其实施例电路图；图3为图2实施例采用的CHK-BQ002V1. O型SoC芯片内部电路图；图4为SoC芯片输出的互补脉冲信号的波形图。具体实施例方式下面对本专利技术做进一步说明。参照图1-3，本大功率电磁炉电路包括整流桥1、滤波器2、功率逆变电路3、控制 单元6、温度检测电路9、控制开关及显示器10、自保护谐振跟踪电路、检锅电路、浪涌检测 电路等。控制单元6采用申请人自行设计的CHK-BQ002V1. O型SoC芯片，该芯片内集成有 CPU、若干比较器CP1-CP4、第二 AC-DC转换器、分压电路F1、积分电路J1、反相器、过零检测 电路及通信接口等。功率逆变电路3采用半桥谐振电路，所述SoC芯片片内的CPU输出互补脉冲信号 和开关信号至外部的驱动电路7推动半桥谐振电路3工作。参照图2，所述半桥谐振电路3 包括功率管IGBT1、功率管IGBT2、电磁线圈LO和电容C4、C7、C12、C13，功率管IGBTl的集 电极接整流桥BGl (该整流桥BGl即所述的整流桥1)的正输出端，发射极接IGBT2的集电 极及电磁线圈LO的一端，IGBT2的发射极接整流桥BGl的负输出端，电容C7并接在功率管 IGBTl的发射极和集电极之间，电容C13并接在功率管IGBT2的发射极和集电极之间，电容C4、C12串联后并接在整流桥BGl的两输出端之间且公共端接所述电磁线圈LO的另一端。 具体实施例中，所述SoC芯片片外的用于推动半桥谐振电路工作的驱动电路7采用IR2113 芯片(见图2)。所述自保护谐振跟踪电路包括所述SoC芯片片内的CPU、第二 AC-DC转换器、分压 电路F1、第二比较器CP2、第三比较器CP3和片外的谐振电流采样电路8，采样的谐振电流经 第二AC-DC转换器整流后，通过分压电路Fl产生两路信号分别通过第二比较器CP2、第三比 较器CP3输入CPU的两个输入端，CPU根据来自第二比较器CP2和第三比较器CP3的两路 信号调整输出的互补脉冲信号的频率，使半桥谐振电路中IGBTl和IGBT2的通断频率始终 略高于谐振频率，或关断互补脉冲信号的输出实现保护功能。具体实施例中，谐振电流采样 电路8通过电流互感器T3采样谐振回路中的电流(见图2)。所述检锅电路包括所述SoC芯片片内的CPU、第一比较器CPl和片外的谐振电流采 样电路8。采样的谐振电流输入第一比较器CPl与参考电压VMfl比较，CPU根据检锅计数 期内第一比较器CPl输出的脉冲数判断炉面是否有锅。如果脉冲数小于设定阈值则判定炉 面有锅，反之则判定炉面没有锅。所述浪涌检测电路包括所述SoC芯片片内的积分器J1、第四比较器CP4、反相器、 以及片外的输入电流采样电路4和第一 AC-DC转换器5，第一 AC-DC转换器5与输入电流采 样电路4连接，所述积分器Jl的输入端与片外的第一AC-DC转换器5负输出端连接，输出端 接所述第四比较器CP4，第四比较器CP4输出通过所述反相器接所述SoC芯片片内的CPU。 当220V50HZ交流供电回路出现浪涌尖峰电压时，第一 AC-DC转换器5会向SoC芯片片内的 积分器Jl输入一个负脉冲电压，该负脉冲电压积分后输入第四比较器CP4与参考电压V本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ＳｏＣ芯片的大功率电磁炉电路，包括整流桥、滤波器、功率逆变电路以及控制单元，其特征在于：所述控制单元采用ＳｏＣ芯片，该芯片内集成有ＣＰＵ、若干比较器、第二ＡＣ－ＤＣ转换器、分压电路、积分电路、反相器、过零检测电路及通信接口；所述功率逆变电路为半桥谐振电路，所述ＳｏＣ芯片片内的ＣＰＵ输出互补脉冲信号和开关信号至外部的驱动电路推动半桥谐振电路工作；进一步还包括：自保护谐振跟踪电路，该电路包括所述ＳｏＣ芯片片内的ＣＰＵ、第二ＡＣ－ＤＣ转换器、分压电路、第二比较器、第三比较器和片外的谐振电流采样电路，采样的谐振电流经第二ＡＣ－ＤＣ转换器整流后，通过分压电路产生两路信号分别通过第二比较器、第三比较器输入ＣＰＵ的两个输入端；检锅电路，该电路包括所述ＳｏＣ芯片片内的ＣＰＵ、第一比较器和片外的谐振电流采样电路；浪涌检测电路，该电路包括所述ＳｏＣ芯片片内的积分器、第四比较器、反相器、以及片外的输入电流采样电路和第一ＡＣ－ＤＣ转换器，第一ＡＣ－ＤＣ转换器与输入电流采样电路连接，所述积分器的输入端与第一ＡＣ－ＤＣ转换器负输出端连接，输出端接所述第四比较器，第四比较器输出通过所述反相器接所述ＳｏＣ芯片片内的ＣＰＵ；以及多点温度检测电路。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丘守庆，许申生，吕真，李鹏，
申请(专利权)人：深圳市鑫汇科科技有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]