微波炉电路和微波炉的制作方法
微波炉电路和微波炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微波炉技术领域，具体而言，涉及一种微波炉电路和一种微波炉。
【背景技术】
[0002]微波炉电路中的逆变器相对于变压器电源来说，具有轻巧、功率因数高、功率连续可调等优点，受到了用户的广泛青睐。随着变频器的大量运用，市场上的返修率普遍增加，从返修的数据来看，IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)和整流桥堆的损坏占大多数，现在的控制方式已经收到严峻的挑战。
[0003]如图1所示，现有的变频微波炉控制系统，包括电控板和高频加热装置。其中，电控板包括MCU、继电器驱动模块和P丽(脉宽调制)驱动模块，继电器驱动模块将电力信号传递给高频加热装置中的逆变器，PWM驱动电路将功率信号传递给高频加热装置中的逆变器，逆变器根据接收到的信号驱动磁控管产生微波，达到加热食物的目的。
[0004]如图2所示是现有微波炉电路中的逆变器的结构示意图，逆变器的工作原理是:市电经过整流桥堆1 ’整流后，通过由电感L1’和电容C1’组成的滤波电路2 ’，然后接入谐振电容3’和高频升压变压器4’组成的谐振网络，并通过IGBT 5’的通断控制谐振能量反馈到高频升压变压器4’的次级，再通过由高压电容C2’、C3’和高压二极管D1’、D2’组成的倍压电路6’，产生驱动磁控管的高压，然后输送至磁控管，驱动磁控管产生微波。
[0005]其中，通过改变IGBT5’的开关频率可以改变谐振电流的大小，从而改变磁控管的功率。
[0006]如图3所示，相关技术提出的控制时序中，当微波继电器开时，会给逆变器提供电力信号，同时给逆变器输送目标功率信号PWM，达到想要的功率。但是，在微波继电器导通时，若逆变器中的电容C2 ’两端的电压不为零，这时若市电电压较高，则会在峰值时，导致在整流桥堆1’两端产生较高的异常电压，高达1千多伏特，极易损坏桥堆。具体如图4所示:
[0007]图4示出了相关技术中逆变器在开启时市电信号的电压波形、微波继电器的控制信号波形和整流桥堆1’两端的电压波形(即Vab波形)。假设市电为220V交流，若市电信号处于峰值310V，且微波继电器导通时电容C2’两端的电压为0，则在微波继电器导通瞬间由于电容C2’两端的电压不能突变，市电峰值310V直接加在电感L1’上面，由于电感的特性(即电流不能突变)，则会产生很大的反向电压阻止电流增大，因此在前端，即整流桥堆1，的端口，会产生较大的电压，高达1000V，极易损坏整流桥堆1’。该理论分析也同市场的反馈数据一致，即整流桥堆1’的维修率居高不下。
[0008]同时，另外一个维修率偏高的是IGBT5’，因为IGBT的G极电压不能超过25V，但是在现有的控制方式下，当微波继电器开启时，IGBT的G极偶尔会出现33V以上的电压。
[0009]因此，如何能够在逆变器开启时，降低整流桥堆两端的电压，避免整流桥堆两端的电压过高而损坏整流桥堆，同时避免IGBT的G极由于电压过大而损坏成为亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0010]本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
[0011]为此，本发明的一个目的在于提出了一种新的微波炉电路，可以在逆变器开启时，降低整流桥堆两端的电压，避免整流桥堆两端的电压过高而损坏整流桥堆，同时能够避免IGBT的G极由于电压过大而损坏。
[0012]本发明的另一个目的在于提出了一种微波炉。
[0013]为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例，提出了一种微波炉电路，包括:电控板和高频加热电路;其中，所述电控板包括:继电器驱动电路，用于向所述高频加热电路输送电力信号；功率驱动电路，用于向所述高频加热电路输送功率信号；第一滤波电路，连接至所述高频加热电路的信号反馈端，用于对所述高频加热电路反馈的磁控管电流信号进行滤波处理;模数转换电路，连接至所述第一滤波电路，用于对所述第一滤波电路输出的信号进行模数转换处理;控制器，连接至所述模数转换电路、所述继电器驱动电路和所述功率驱动电路，用于控制所述继电器驱动电路输送的电力信号，并根据所述模数转换电路输出的信号控制所述功率驱动电路输送的功率信号。
[0014]根据本发明的实施例的微波炉电路，通过对高频加热电路反馈的磁控管电流信号进行滤波处理，并经过模数转换电路进行模数转换处理，以由控制器根据模数转换处理后的信号控制功率驱动电路输送的功率信号，使得能够避免逆变器电路在启动过程中出现功率过冲的问题，同时可以尽可能降低逆变器电路在开启时的干扰信号，如降低逆变器电路在开启时IGBT的G极电压和整流桥堆两端的反向电压，避免整流桥堆两端的电压过高而损坏整流桥堆，同时避免IGBT的G极电压过大而损坏。
[0015]具体地，电控板中的控制器的控制过程如下:
[0016]在接收到启动微波炉的指令时，若检测到市电信号过零点，则控制微波炉电路中的风扇电路和转盘电路导通，当控制风扇电路和转盘电路导通一定时长后，当检测到市电信号到达过零点时，控制逆变器电路上电。在逆变器电路上电后，经过一段延迟时间后，向逆变器电路输入频率低于目标频率的功率信号；当磁控管中的电流达到预定电流值时，若检测到向微波炉电路供电的市电信号到达过零点，则向逆变器电路输入频率等于目标频率的功率信号。
[0017]在上述控制过程中，由于风扇和转盘均是感性负载，因此在开通时会产生电磁辐射以及电压干扰，进而会影响到IGBT的G极电压，因此通过在接收到启动微波炉的指令时，且在检测到市电信号到达过零点时，控制风扇电路和转盘电路导通，并在经过一定时长后，且检测到市电信号到达过零点时，再控制逆变器电路上电(即确定需要启动逆变器电路)，可以有效降低风扇电路和转盘电路在导通时对IGBT的G极电压的干扰，避免IGBT的G极由于电压过大而损坏，提高了 IGBT的使用寿命。
[0018]而通过在检测到市电信号到达过零点时，控制逆变器电路上电，使得在逆变器电路上电时，能够有效降低整流桥堆两端的反向电压，提高了微波炉电路的可靠性，延长了整流桥堆的使用寿命。
[0019]通过在逆变器电路上电后，并不直接向逆变器电路输入功率信号，而是在经过一段延迟时间后再输入，使得能够给逆变器电路中的电子器件预留上电初始化时间，保证逆变器电路工作的稳定性。
[0020]通过先向逆变器电路输入频率低于目标频率的功率信号，并在检测到磁控管中的电流达到预定电流值(该预定电流值说明磁控管开始工作)时，向逆变器电路输入频率为目标频率的功率信号，使得逆变器电路能以较小的功率启动，并在磁控管开始工作时，再以全功率(即输入目标频率的功率信号)运行，避免了逆变器电路在启动过程中出现功率过冲的问题。
[0021]根据本发明的上述实施例的微波炉电路，还可以具有以下技术特征:
[0022]根据本发明的一个实施例，所述高频加热电路包括:磁控管，用于产生微波;逆变器电路，连接至所述磁控管，用于接收所述继电器驱动电路输送的电力信号和所述功率驱动电路输送的功率信号，并根据所述电力信号和所述功率信号驱动所述磁控管产生微波；采样反馈电路，用于对所述磁控管中的电流进行采样，并将采样得到的磁控管电流信号反馈至所述电控板。
[0023]根据本发明的一个实施例，所述逆变器电路包括:整流电路，连接至交流电源，用于对所述交流电源输入的交流电进行整流处理;第二滤波电路，连接至所述整流电路，用于对所述整流电路输出的信号进行滤波处理;谐振电路，包括谐振电容和高频升压变压器，所述谐振电容与IGBT串联后并联在所述第二滤波电路的两端，所述高频升压变压器的初级线圈与所述谐振电容并联连接;倍压电路，连接至所述高频升压变压器的次级线圈，用于产生驱动所述磁控管的电压。
[0024]根据本发明的一个实施例，所述整流电路包括整流桥电路。
[0025]根据本发明的一个实施例，所述第二滤波电路包括LC滤波电路。
[0026]根据本发明的一个实施例，所述第一滤波电路包括:第一电阻，所述第一电阻的第一端作为所述第一滤波电路的输入端;第二电阻，连接在所述第一电阻的第二 端和地之间；第一钳位器件，与所述第二电阻并联连接;第二钳位器件，连接在所述第一电阻的第二端和直流电源之间；电解电容，与所述第二电阻并联连接;限流器件，所述限流器件的第一端连接至所述第一电阻的第二端，所述限流器件的第二端作为所述第一滤波电路的输出端；电容元件，连接在所述限流器件的第二端和地之间。
[0027]根据本发明的实施例的微波炉电路，磁控管电流信号输入第一滤波电路后，由第一电阻和第二电阻进行分压，并通过第一钳位器件和第二钳位器件进行钳位，使其不高于直流电源(VCC)，也不低于GND(地)，同时能够通过电解电容和电容元件进行滤波处理，以将高频的电流信号转变为低频的直流信号。通过将电容元件连接在限流器件的第二端和地之间，即连接在靠近第一滤波电路的输出端的位置，可以实现更有的滤波效果。
[0028]根据本发明的一个实施例，所述第一钳位器件包括第一二极管，所述第一二极管的阴极连接至所述第一电阻的第二端，所述第一二极管的阳极接地。
[0029]根据本发明的一个实施例，所述第二钳位器件包括第二二极管，所述第二二极管的阳极连接至所述第一电阻的第二端，所述第一二极管的阴极接所述直流电源。
[0030]根据本发明的一个实施例，所述限流器件包括电阻元件。
[0031]根据本发明第二方面的实施例，还提出了一种微波炉，包括:如上述实施例中任一项所述的微波炉电路。
[0032]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0033]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0034]图1示出了相关技术中的变频微波炉的控制系统的结构示意图；
[0035]图2示出了相关技术中的微波炉电路中的逆变器的电路结构示意图；
[0036]图3示出了相关技术中的微波炉电路中逆变器的控制时序示意图；
[0037]图4示出了相关技术中逆变器在开启时市电信号的电压波形、微波继电器的控制信号波形和整流桥堆两端的电压波形示意图；
[0038]图5示出了根据本发明的实施例的微波炉电路的结构示意图；
[0039]图6示出了根据本发明的一个实施例的逆变器电路的结构示意图；
[0040]图7示出了根据本发明的一个实施例的电控板中的滤波电路的结构示意图；
[0041]图8示出了根据本发明的实施例的微波炉电路的控制装置的示意框图；
[0042]图9示出了根据本发明的一个实施例的各个信号的时序示意图。
【具体实施方式】
[0043]为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0044]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0045]如图5所示，根据本发明的实施例的微波炉电路，包括:电控板1和高频加热电路2；其中，电控板1包括:
[0046]继电器驱动电路11，用于向所述高频加热电路2输送电力信号；功率驱动电路12，用于向所述高频加热电路2输送功率信号；第一滤波电路13，连接至所述高频加热电路2的信号反馈端(图中未示出)，用于对所述高频加热电路2反馈的磁控管电流信号进行滤波处理;模数转换电路14，连接至所述第一滤波电路13，用于对所述第一滤波电路13输出的信号进行模数转换处理;控制器15，连接至所述模数转换电路14、所述继电器驱动电路11和所述功率驱动电路12，用于控制所述继电器驱动电路11输送的电力信号，并根据所述模数转换电路14输出的信号控制所述功率驱动电路12输送的功率信号。
[0047]通过对高频加热电路2反馈的磁控管电流信号进行滤波处理，并经过模数转换电路14进行模数转换处理，以由控制器15根据模数转换处理后的信号控制功率驱动电路12输送的功率信号，使得能够避免逆变器电路22在启动过程中出现功率过冲的问题，同时可以尽可能降低逆变器电路22在开启时的干扰信号，如降低逆变器电路22在开启时IGBT的G极电压和整流桥堆两端的反向电压，避免整流桥堆两端的电压过高而损坏整流桥堆，同时避免IGBT的G极电压过大而损坏。
[0048]具体地，电控板1中的控制器15的控制过程如下:
[0049]在接收到启动微波炉的指令时，若检测到市电信号过零点，则控制微波炉电路中的风扇电路和转盘电路导通，当控制风扇电路和转盘电路导通一定时长后，当检测到市电信号到达过零点时，控制逆变器电路22上电(即控制继电器驱动电路11向逆变器电路22输送电力信号)。在逆变器电路22上电后，经过一段延迟时间后，向逆变器电路22输入频率低于目标频率的功率信号(即控制功率驱动电路12向逆变器电路22输送功率信号)；当磁控管21中的电流达到预定电流值时，若检测到向微波炉电路供电的市电信号到达过零点，则向逆变器电路22输入频率等于目标频率的功率信号。
[0050]在上述控制过程中，由于风扇和转盘均是感性负载，因此在开通时会产生电磁辐射以及电压干扰，进而会影响到IGBT的G极电压，因此通过在接收到启动微波炉的指令时，且在检测到市电信号到达过零点时，控制风扇电路和转盘电路导通，并在经过一定时长后，且检测到市电信号到达过零点时，再控制逆变器电路22上电(即确定需要启动逆变器电路22)，可以有效降低风扇电路和转盘电路在导通时对IGBT的G极电压的干扰，避免IGBT的G极由于电压过大而损坏，提高了 IGBT的使用寿命。
[0051]而通过在检测到市电信号到达过零点时，控制逆变器电路22上电，使得在逆变器电路22上电时，能够有效降低整流桥堆两端的反向电压，提高了微波炉电路的可靠性，延长了整流桥堆的使用寿命。
[0052]通过在逆变器电路22上电后，并不直接向逆变器电路22输入功率信号，而是在经过一段延迟时间后再输入，使得能够给逆变器电路22中的电子器件预留上电初始化时间，保证逆变器电路22工作的稳定性。
[0053]通过先向逆变器电路22输入频率低于目标频率的功率信号，并在检测到磁控管21中的电流达到预定电流值(该预定电流值说明磁控管21开始工作)时，向逆变器电路22输入频率为目标频率的功率信号，使得逆变器电路22能以较小的功率启动，并在磁控管21开始工作时，再以全功率(即输入目标频率的功率信号)运行，避免了逆变器电路22在启动过程中出现功率过冲的问题。
[0054]根据本发明的上述实施例的微波炉电路，还可以具有以下技术特征:
[0055]根据本发明的一个实施例，所述高频加热电路2包括:磁控管21，用于产生微波;逆变器电路22，连接至所述磁控管21，用于接收所述继电器驱动电路11输送的电力信号和所述功率驱动电路12输送的功率信号，并根据所述电力信号和所述功率信号驱动所述磁控管产生微波;采样反馈电路(图5中未示出)，用于对所述磁控管21中的电流进行采样，并将采样得到的磁控管21电流信号反馈至所述电控板1。
[0056]如图6所示，根据本发明的一个实施例的逆变器电路22包括:
[0057]整流电路221，连接至交流电源，用于对所述交流电源输入的交流电进行整流处理;第二滤波电路222，连接至所述整流电路221，用于对所述整流电路221输出的信号进行滤波处理；谐振电路，包括谐振电容223和高频升压变压器224，所述谐振电容223与IGBT225串联后并联在所述第二滤波电路222的两端，所述高频升压变压器224的初级线圈与所述谐振电容223并联连接;倍压电路226，连接至所述高频升压变压器224的次级线圈，用于产生驱动所述磁控管21的电压。
[0058]高频加热电路2中的采样反馈电路包括电流检测回路，其中，电流检测回路由4个电阻R1?R4和压敏电阻VR1并联组成，R5是限流电阻，R60是假负载，机壳地227接磁控管21的阳极，磁控管21的阴极接OUT 1和0UT 2，OUT 1和0UT2接高频升压变压器224次级的另一绕组，作用是驱动磁控管21的灯丝电压。当磁控管21工作时，电流经过阳极，即机壳地227，流向阴极形成回路，因此R1?R4两端就有电压，通过检测电压来检测磁控管中的电流信号IB。[0059 ]根据本发明的一个实施例，所述整流电路221包括整流桥电路。
[0060]根据本发明的一个实施例，所述第二滤波电路222包括LC滤波电路，即由电感L1和电容C1组成的LC滤波电路。
[0061]如图7所示，根据本发明的一个实施例，所述第一滤波电路13包括:第一电阻131，所述第一电阻131的第一端作为所述第一滤波电路13的输入端;第二电阻132，连接在所述第一电阻131的第二端和地之间；第一钳位器件133，与所述第二电阻132并联连接;第二钳位器件134，连接在所述第一电阻131的第二端和直流电源之间；电解电容135，与所述第二电阻132并联连接;限流器件136，所述限流器件136的第一端连接至所述第一电阻131的第二端，所述限流器件136的第二端作为所述第一滤波电路的输出端；电容元件137，连接在所述限流器件136的第二端和地之间。
[0062]具体来说，磁控管电流信号输入第一滤波电路13后，由第一电阻131和第二电阻132进行分压，并通过第一钳位器件133和第二钳位器件134进行钳位，使其不高于直流电源(VCC)，也不低于GND(地)，同时能够通过电解电容135和电容元件137进行滤波处理，以将高频的电流信号转变为低频的直流信号。通过将电容元件137连接在限流器件136的第二端和地之间，即连接在靠近第一滤波电路13的输出端的位置，可以实现更有的滤波效果。
[0063]根据本发明的一个实施例，所述第一钳位器件133包括第一二极管，所述第一二极管的阴极连接至所述第一电阻131的第二端，所述第一二极管的阳极接地。
[0064]根据本发明的一个实施例，所述第二钳位器件134包括第二二极管，所述第二二极管的阳极连接至所述第一电阻131的第二端，所述第一二极管的阴极接所述直流电源。
[0065]根据本发明的一个实施例，所述限流器件136包括电阻元件。
[0066]图8示出了根据本发明的实施例的微波炉电路的控制装置的示意框图。
[0067]如图8所示，根据本发明的实施例的微波炉电路的控制装置800，包括:过零点检测单元802、第一控制单元804、第二控制单元806和电流检测单元808。
[0068]其中，过零点检测单元802，用于在需要启动所述逆变器电路时，检测向所述微波炉电路供电的市电信号的过零点；第一控制单元804，用于在所述过零点检测单元802检测到所述市电信号到达过零点时，控制所述逆变器电路上电；第二控制单元806，用于在所述逆变器电路的上电时长达到第一预定时长时，向所述逆变器电路输入频率低于目标频率的第一功率信号，并用于当电流检测单元808检测到所述磁控管中的电流达到预定电流值时，向所述逆变器电路输入频率等于所述目标频率的第二功率信号。所述电流检测单元808，用于检测所述磁控管中的电流。
[0069]通过在需要启动逆变器电路时，检测市电信号的过零点，并在检测到市电信号到达过零点时，控制逆变器上电，使得在逆变器电路上电时，能够有效降低整流桥堆两端的反向电压，提高了微波炉电路的可靠性，延长了整流桥堆的使用寿命。
[0070]通过在逆变器电路上电后，并不直接向逆变器电路输入功率信号，而是在延迟第一预定时长后再输入，使得能够给逆变器电路中的电子器件预留上电初始化时间，保证逆变器电路工作的稳定性。
[0071]通过在逆变器电路的上电时长达到第一预定时长时，向逆变器电路输入频率低于目标频率的第一功率信号，并在检测到磁控管中的电流达到预定电流值(该预定电流值说明磁控管开始工作)时，向逆变器电路输入频率为目标频率的功率信号，使得逆变器电路能以较小的功率启动，并在磁控管开始工作时，再以全功率(即输入目标频率的功率信号)运行，避免了逆变器电路在启动过程中出现功率过冲的问题。
[0072]根据本发明的上述实施例的微波炉电路的控制装置800，还可以具有以下技术特征:
[0073]根据本发明的一个实施例，所述微波炉电路还包括风扇电路和转盘电路，所述控制装置800还包括:第三控制单元810，用于在接收到启动微波炉的指令时，若所述电流检测单元808检测到所述市电信号到达过零点，则控制所述风扇电路和所述转盘电路导通;确定单元812，用于在所述第三控制单元810控制所述风扇电路和所述转盘电路导通第二预定时长后，确定需要启动所述逆变器电路。
[0074]由于风扇和转盘均是感性负载，因此在开通时会产生电磁辐射以及电压干扰，进而会影响到IGBT的G极电压，因此通过在接收到启动微波炉的指令时，且在检测到市电信号到达过零点时，再控制风扇电路和转盘电路导通，并在延迟第二预定时长后，再控制逆变器电路上电(即确定需要启动逆变器电路)，可以有效降低风扇电路和转盘电路在导通时对IGBT的G极电压的干扰，避免IGBT的G极由于电压过大而损坏，提高了 IGBT的使用寿命。
[0075]根据本发明的一个实施例，所述第二控制单元806还用于，在接收到关闭所述微波炉的指令时，停止向所述逆变器电路输入功率信号;所述第一控制单元804还用于，当所述第二控制单元806停止向所述逆变器电路输入功率信号的时长达到第三预定时长后，若所述过零点检测单元802检测到所述市电信号到达过零点，则控制所述逆变器电路断电。
[0076]由于在停止向逆变器电路输入功率信号时，逆变器电路要经过一段功率减小到0的过程和相应的放电环节，因此通过在接收到关闭微波炉的指令时，停止向逆变器电路输入功率信号，并延迟第三预定时长后，且在检测到市电信号过零点时，再控制逆变器电路断电，使得能够保证逆变器电路的功率减小到0后，并在市电信号处于过零点时再断电，避免在停止输入功率信号时直接控制逆变器电路断电而出现异常问题。
[0077]根据本发明的一个实施例，所述第三控制单元810还用于:在所述第一控制单元804控制所述逆变器电路断电第四预定时长后，若检测到所述市电信号到达过零点，则控制所述风扇电路和所述转盘电路断电。
[0078]通过在控制逆变器电路断电第四预定时长时，且检测到市电信号到达过零点时，再控制风扇电路和转盘电路断电，可以减小感性负载(即风扇和转盘)在关闭时对IGBT的G极电压的干扰。
[0079]根据本发明的一个实施例，所述第一预定时长大于或等于300毫秒;所述第二预定时长大于或等于200毫秒;所述第三预定时长大于或等于200毫秒;所述第四预定时长大于或等于600毫秒。
[0080]根据本发明的一个实施例，所述第一功率信号的频率是维持所述逆变器电路连续工作的最低频率，或
[0081]所述第一功率信号的频率小于或等于维持所述逆变器电路连续工作的最低频率的一半。
[0082]根据本发明的一个实施例，所述预定电流值小于或等于所述逆变器电路在输入所述目标频率进行工作时所述磁控管中的电流值的六分之一。
[0083]在上述任一实施例中，控制逆变器电路上电和断电可以是通过微波继电器来进行控制的。
[0084]以下结合图9对本发明的整体控制方案进行说明。
[0085]图9示出了根据本发明的一个实施例的各个信号的时序示意图。
[0086]由于相关技术中的控制方案为:在微波炉在开启微波继电器(即向逆变器供电)时，风扇和转盘继电器也同时导通。由于风扇和转盘都是感性负载，因此在导通的时候会产生电磁辐射以及电压干扰，同时由于微波炉复杂的电气连接线，无法聚焦到具体的线路上，并且辐射方面也是很难测量的，因此为了减少IGBT的G极的电压异常(即异常升高)，在该实施例中要最大程度降低风扇和转盘的干扰，具体过程如下:
[0087]如图9所示，当接收到启动微波炉的指令时，在市电信号的过零点，开启风扇和转盘继电器，使风扇和转盘导通后，延迟一段时间，如200ms以上，然后在市电信号过零点时，开启微波继电器给逆变器供电，以减少风扇和转盘继电器同微波继电器同时开启而产生对IGBT的G极电压的干扰信号 。并且在市电信号过零点开启微波继电器，也能够避免微波继电器开启瞬间对整流桥堆产生反向高压而损坏整流桥堆的问题。其中，微波继电器开启过程即是给逆变器上电的过程。
[0088]其次，在微波继电器导通时，即给逆变器提供电力信号时，不要立刻给逆变器提供功率信号，而要延时一段时间，如300ms以上，以给逆变器电路中的器件预留足够的上电初始化的时间，保证逆变器不会乱动作。该阶段称为初始化阶段。
[0089]再次，初始化阶段过后，则进入预热阶段，给逆变器提供300Hz的预热频率。当逆变器收到预热频率后，逆变器将会以较小的功率启动，以减少启动过程中可能出现的功率过冲的情况。其中，预热频率可以选择维持逆变器连续工作的最低频率，或选择小于或等于维持逆变器连续工作的最低频率的一半的任意值。
[0090]在预热阶段，检测磁控管的电流信号，并经过滤波和模数转换处理得到AD值，若AD值大于预定值时，则转入全力运行阶段。
[0091]通常该预定值比较小，与图7中所示的器件的值有关，在本发明的一个优选实施例中，若第一电阻131为10K，第二电阻132为1M，电解电容135为2.2uF，此时该预定值可选择为0.3V，0.3V代表磁控管开始工作的标志;但是，该预定值不能太大，如0.5V以上，因为在低温时，磁控管工作初期的电流比常温时更小，会导致一直停留在预热阶段。
[0092]在本发明的一个实施例中，用于与AD值进行比较的预定值可以选择小于或等于在电控板给逆变器输入目标频率的功率信号时磁控管中电流信号的六分之一的任意值。
[0093]最后，在进入全力运行阶段时，电控板给逆变器输入目标频率的功率信号。
[0094]例如，电控板要逆变器输出1500W的功率，在预热阶段输出300Hz的预热频率，当AD值大于0.3V时，则输出1500Hz的频率，这样可以减少在启动过程中出现功率过冲的问题。
[0095]当逆变器正在全力运行的时候，若需要逆变器停止工作，则要先停止向逆变器输入功率信号，并在延迟一段时间后，如200ms以上，再关闭微波继电器；因为当电控板停止向逆变器输入功率信号时，逆变器要经过一段时间的功率减小到0的过程，以及相应的放电环节，若很快关断微波继电器，会导致其关断的过程不完整，进而会出现异常现象。同时，需要注意的是在关闭微波继电器时也应在市电信号过零点关闭。
[0096]此外，在微波继电器关断后且过一段时间后，且在市电信号过零点时，再关断风扇和转盘继电器，如经过600ms以上再关断风扇和转盘继电器，同样可以减少感性负载关闭时对IGBT的G极电压的影响。
[0097]本领域的技术人员需要注意的是:图9中所示的具体数值仅为一个具体实施例，并不做具体限定。
[0098]在本发明的一个实施例中，由于销往日本的微波炉有强制的认证要求输入电流不能超过15A，因此为了满足相应的要求，将销往日本的微波炉中的逆变器的控制方式与其他常规的控制方式做了区分，采取了不同的预热频率的方式，具体地，在常规的控制方式中的预热频率为300Hz时，销往日本的微波炉中的逆变器的控制方式中的预热频率为100Hz。
[0099]本发明上述实施例的技术方案将磁控管中的电流作为电控板启动逆变器的关键信号，对逆变器进行的开启和关断进行比较合理的设计；同时将逆变器启动和关断过程中的其他负载的启动时序做了相应规定，减少IGBT的G极干扰电压;此外，采用在市电电压过零点时进行逆变器电力的输送，降低了整流桥堆两端的反向高压，增加了可靠性，提高了整流电路的使用寿命。
[0100]以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提出了一种新的微波炉电路的控制方案，可以在逆变器开启时，降低整流桥堆两端的电压，避免整流桥堆两端的电压过高而损坏整流桥堆，同时能够避免IGBT的G极由于电压过大而损坏。
[0101]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种微波炉电路，其特征在于，包括: 电控板和高频加热电路;其中，所述电控板包括: 继电器驱动电路，用于向所述高频加热电路输送电力信号； 功率驱动电路，用于向所述高频加热电路输送功率信号； 第一滤波电路，连接至所述高频加热电路的信号反馈端，用于对所述高频加热电路反馈的磁控管电流信号进行滤波处理； 模数转换电路，连接至所述第一滤波电路，用于对所述第一滤波电路输出的信号进行模数转换处理； 控制器，连接至所述模数转换电路、所述继电器驱动电路和所述功率驱动电路，用于控制所述继电器驱动电路输送的电力信号，并根据所述模数转换电路输出的信号控制所述功率驱动电路输送的功率信号。2.根据权利要求1所述的微波炉电路，其特征在于，所述高频加热电路包括: 磁控管，用于产生微波； 逆变器电路，连接至所述磁控管，用于接收所述继电器驱动电路输送的电力信号和所述功率驱动电路输送的功率信号，并根据所述电力信号和所述功率信号驱动所述磁控管产生微波； 采样反馈电路，用于对所述磁控管中的电流进行采样，并将采样得到的磁控管电流信号反馈至所述电控板。3.根据权利要求2所述的微波炉电路，其特征在于，所述逆变器电路包括: 整流电路，连接至交流电源，用于对所述交流电源输入的交流电进行整流处理； 第二滤波电路，连接至所述整流电路，用于对所述整流电路输出的信号进行滤波处理；谐振电路，包括谐振电容和高频升压变压器，所述谐振电容与IGBT串联后并联在所述第二滤波电路的两端，所述高频升压变压器的初级线圈与所述谐振电容并联连接； 倍压电路，连接至所述高频升压变压器的次级线圈，用于产生驱动所述磁控管的电压。4.根据权利要求3所述的微波炉电路，其特征在于，所述整流电路包括整流桥电路。5.根据权利要求3所述的微波炉电路，其特征在于，所述第二滤波电路包括LC滤波电路。6.根据权利要求1至5中任一项所述的微波炉电路，其特征在于，所述第一滤波电路包括: 第一电阻，所述第一电阻的第一端作为所述第一滤波电路的输入端； 第二电阻，连接在所述第一电阻的第二端和地之间； 第一钳位器件，与所述第二电阻并联连接； 第二钳位器件，连接在所述第一电阻的第二端和直流电源之间； 电解电容，与所述第二电阻并联连接； 限流器件，所述限流器件的第一端连接至所述第一电阻的第二端，所述限流器件的第二端作为所述第一滤波电路的输出端； 电容元件，连接在所述限流器件的第二端和地之间。7.根据权利要求6所述的微波炉电路，其特征在于，所述第一钳位器件包括第一二极管，所述第一二极管的阴极连接至所述第一电阻的第二端，所述第一二极管的阳极接地。8.根据权利要求6所述的微波炉电路，其特征在于，所述第二钳位器件包括第二二极管，所述第二二极管的阳极连接至所述第一电阻的第二端，所述第一二极管的阴极接所述直流电源。9.根据权利要求6所述的微波炉电路，其特征在于，所述限流器件包括电阻元件。10.—种微波炉，其特征在于，包括:如权利要求1至9中任一项所述的微波炉电路。
【专利摘要】本发明提供了一种微波炉电路和微波炉，微波炉电路，包括：电控板和高频加热电路；其中，所述电控板包括：继电器驱动电路，用于向所述高频加热电路输送电力信号；功率驱动电路，用于向所述高频加热电路输送功率信号；第一滤波电路，连接至所述高频加热电路的信号反馈端，用于对所述高频加热电路反馈的磁控管电流信号进行滤波处理；模数转换电路，连接至所述第一滤波电路，用于对所述第一滤波电路输出的信号进行模数转换处理；控制器，连接至所述模数转换电路、所述继电器驱动电路和所述功率驱动电路，用于控制所述继电器驱动电路输送的电力信号，并根据所述模数转换电路输出的信号控制所述功率驱动电路输送的功率信号。
【IPC分类】F24C7/08, F24C7/02
【公开号】CN105485731
【申请号】CN201511030511
【发明人】林跃跃, 周小金
【申请人】广东美的厨房电器制造有限公司, 美的集团股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月29日
【技术领域】
[0001]本发明涉及微波炉技术领域，具体而言，涉及一种微波炉电路和一种微波炉。
【背景技术】
[0002]微波炉电路中的逆变器相对于变压器电源来说，具有轻巧、功率因数高、功率连续可调等优点，受到了用户的广泛青睐。随着变频器的大量运用，市场上的返修率普遍增加，从返修的数据来看，IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)和整流桥堆的损坏占大多数，现在的控制方式已经收到严峻的挑战。
[0003]如图1所示，现有的变频微波炉控制系统，包括电控板和高频加热装置。其中，电控板包括MCU、继电器驱动模块和P丽(脉宽调制)驱动模块，继电器驱动模块将电力信号传递给高频加热装置中的逆变器，PWM驱动电路将功率信号传递给高频加热装置中的逆变器，逆变器根据接收到的信号驱动磁控管产生微波，达到加热食物的目的。
[0004]如图2所示是现有微波炉电路中的逆变器的结构示意图，逆变器的工作原理是:市电经过整流桥堆1 ’整流后，通过由电感L1’和电容C1’组成的滤波电路2 ’，然后接入谐振电容3’和高频升压变压器4’组成的谐振网络，并通过IGBT 5’的通断控制谐振能量反馈到高频升压变压器4’的次级，再通过由高压电容C2’、C3’和高压二极管D1’、D2’组成的倍压电路6’，产生驱动磁控管的高压，然后输送至磁控管，驱动磁控管产生微波。
[0005]其中，通过改变IGBT5’的开关频率可以改变谐振电流的大小，从而改变磁控管的功率。
[0006]如图3所示，相关技术提出的控制时序中，当微波继电器开时，会给逆变器提供电力信号，同时给逆变器输送目标功率信号PWM，达到想要的功率。但是，在微波继电器导通时，若逆变器中的电容C2 ’两端的电压不为零，这时若市电电压较高，则会在峰值时，导致在整流桥堆1’两端产生较高的异常电压，高达1千多伏特，极易损坏桥堆。具体如图4所示:
[0007]图4示出了相关技术中逆变器在开启时市电信号的电压波形、微波继电器的控制信号波形和整流桥堆1’两端的电压波形(即Vab波形)。假设市电为220V交流，若市电信号处于峰值310V，且微波继电器导通时电容C2’两端的电压为0，则在微波继电器导通瞬间由于电容C2’两端的电压不能突变，市电峰值310V直接加在电感L1’上面，由于电感的特性(即电流不能突变)，则会产生很大的反向电压阻止电流增大，因此在前端，即整流桥堆1，的端口，会产生较大的电压，高达1000V，极易损坏整流桥堆1’。该理论分析也同市场的反馈数据一致，即整流桥堆1’的维修率居高不下。
[0008]同时，另外一个维修率偏高的是IGBT5’，因为IGBT的G极电压不能超过25V，但是在现有的控制方式下，当微波继电器开启时，IGBT的G极偶尔会出现33V以上的电压。
[0009]因此，如何能够在逆变器开启时，降低整流桥堆两端的电压，避免整流桥堆两端的电压过高而损坏整流桥堆，同时避免IGBT的G极由于电压过大而损坏成为亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0010]本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
[0011]为此，本发明的一个目的在于提出了一种新的微波炉电路，可以在逆变器开启时，降低整流桥堆两端的电压，避免整流桥堆两端的电压过高而损坏整流桥堆，同时能够避免IGBT的G极由于电压过大而损坏。
[0012]本发明的另一个目的在于提出了一种微波炉。
[0013]为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例，提出了一种微波炉电路，包括:电控板和高频加热电路;其中，所述电控板包括:继电器驱动电路，用于向所述高频加热电路输送电力信号；功率驱动电路，用于向所述高频加热电路输送功率信号；第一滤波电路，连接至所述高频加热电路的信号反馈端，用于对所述高频加热电路反馈的磁控管电流信号进行滤波处理;模数转换电路，连接至所述第一滤波电路，用于对所述第一滤波电路输出的信号进行模数转换处理;控制器，连接至所述模数转换电路、所述继电器驱动电路和所述功率驱动电路，用于控制所述继电器驱动电路输送的电力信号，并根据所述模数转换电路输出的信号控制所述功率驱动电路输送的功率信号。
[0014]根据本发明的实施例的微波炉电路，通过对高频加热电路反馈的磁控管电流信号进行滤波处理，并经过模数转换电路进行模数转换处理，以由控制器根据模数转换处理后的信号控制功率驱动电路输送的功率信号，使得能够避免逆变器电路在启动过程中出现功率过冲的问题，同时可以尽可能降低逆变器电路在开启时的干扰信号，如降低逆变器电路在开启时IGBT的G极电压和整流桥堆两端的反向电压，避免整流桥堆两端的电压过高而损坏整流桥堆，同时避免IGBT的G极电压过大而损坏。
[0015]具体地，电控板中的控制器的控制过程如下:
[0016]在接收到启动微波炉的指令时，若检测到市电信号过零点，则控制微波炉电路中的风扇电路和转盘电路导通，当控制风扇电路和转盘电路导通一定时长后，当检测到市电信号到达过零点时，控制逆变器电路上电。在逆变器电路上电后，经过一段延迟时间后，向逆变器电路输入频率低于目标频率的功率信号；当磁控管中的电流达到预定电流值时，若检测到向微波炉电路供电的市电信号到达过零点，则向逆变器电路输入频率等于目标频率的功率信号。
[0017]在上述控制过程中，由于风扇和转盘均是感性负载，因此在开通时会产生电磁辐射以及电压干扰，进而会影响到IGBT的G极电压，因此通过在接收到启动微波炉的指令时，且在检测到市电信号到达过零点时，控制风扇电路和转盘电路导通，并在经过一定时长后，且检测到市电信号到达过零点时，再控制逆变器电路上电(即确定需要启动逆变器电路)，可以有效降低风扇电路和转盘电路在导通时对IGBT的G极电压的干扰，避免IGBT的G极由于电压过大而损坏，提高了 IGBT的使用寿命。
[0018]而通过在检测到市电信号到达过零点时，控制逆变器电路上电，使得在逆变器电路上电时，能够有效降低整流桥堆两端的反向电压，提高了微波炉电路的可靠性，延长了整流桥堆的使用寿命。
[0019]通过在逆变器电路上电后，并不直接向逆变器电路输入功率信号，而是在经过一段延迟时间后再输入，使得能够给逆变器电路中的电子器件预留上电初始化时间，保证逆变器电路工作的稳定性。
[0020]通过先向逆变器电路输入频率低于目标频率的功率信号，并在检测到磁控管中的电流达到预定电流值(该预定电流值说明磁控管开始工作)时，向逆变器电路输入频率为目标频率的功率信号，使得逆变器电路能以较小的功率启动，并在磁控管开始工作时，再以全功率(即输入目标频率的功率信号)运行，避免了逆变器电路在启动过程中出现功率过冲的问题。
[0021]根据本发明的上述实施例的微波炉电路，还可以具有以下技术特征:
[0022]根据本发明的一个实施例，所述高频加热电路包括:磁控管，用于产生微波;逆变器电路，连接至所述磁控管，用于接收所述继电器驱动电路输送的电力信号和所述功率驱动电路输送的功率信号，并根据所述电力信号和所述功率信号驱动所述磁控管产生微波；采样反馈电路，用于对所述磁控管中的电流进行采样，并将采样得到的磁控管电流信号反馈至所述电控板。
[0023]根据本发明的一个实施例，所述逆变器电路包括:整流电路，连接至交流电源，用于对所述交流电源输入的交流电进行整流处理;第二滤波电路，连接至所述整流电路，用于对所述整流电路输出的信号进行滤波处理;谐振电路，包括谐振电容和高频升压变压器，所述谐振电容与IGBT串联后并联在所述第二滤波电路的两端，所述高频升压变压器的初级线圈与所述谐振电容并联连接;倍压电路，连接至所述高频升压变压器的次级线圈，用于产生驱动所述磁控管的电压。
[0024]根据本发明的一个实施例，所述整流电路包括整流桥电路。
[0025]根据本发明的一个实施例，所述第二滤波电路包括LC滤波电路。
[0026]根据本发明的一个实施例，所述第一滤波电路包括:第一电阻，所述第一电阻的第一端作为所述第一滤波电路的输入端;第二电阻，连接在所述第一电阻的第二 端和地之间；第一钳位器件，与所述第二电阻并联连接;第二钳位器件，连接在所述第一电阻的第二端和直流电源之间；电解电容，与所述第二电阻并联连接;限流器件，所述限流器件的第一端连接至所述第一电阻的第二端，所述限流器件的第二端作为所述第一滤波电路的输出端；电容元件，连接在所述限流器件的第二端和地之间。
[0027]根据本发明的实施例的微波炉电路，磁控管电流信号输入第一滤波电路后，由第一电阻和第二电阻进行分压，并通过第一钳位器件和第二钳位器件进行钳位，使其不高于直流电源(VCC)，也不低于GND(地)，同时能够通过电解电容和电容元件进行滤波处理，以将高频的电流信号转变为低频的直流信号。通过将电容元件连接在限流器件的第二端和地之间，即连接在靠近第一滤波电路的输出端的位置，可以实现更有的滤波效果。
[0028]根据本发明的一个实施例，所述第一钳位器件包括第一二极管，所述第一二极管的阴极连接至所述第一电阻的第二端，所述第一二极管的阳极接地。
[0029]根据本发明的一个实施例，所述第二钳位器件包括第二二极管，所述第二二极管的阳极连接至所述第一电阻的第二端，所述第一二极管的阴极接所述直流电源。
[0030]根据本发明的一个实施例，所述限流器件包括电阻元件。
[0031]根据本发明第二方面的实施例，还提出了一种微波炉，包括:如上述实施例中任一项所述的微波炉电路。
[0032]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0033]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0034]图1示出了相关技术中的变频微波炉的控制系统的结构示意图；
[0035]图2示出了相关技术中的微波炉电路中的逆变器的电路结构示意图；
[0036]图3示出了相关技术中的微波炉电路中逆变器的控制时序示意图；
[0037]图4示出了相关技术中逆变器在开启时市电信号的电压波形、微波继电器的控制信号波形和整流桥堆两端的电压波形示意图；
[0038]图5示出了根据本发明的实施例的微波炉电路的结构示意图；
[0039]图6示出了根据本发明的一个实施例的逆变器电路的结构示意图；
[0040]图7示出了根据本发明的一个实施例的电控板中的滤波电路的结构示意图；
[0041]图8示出了根据本发明的实施例的微波炉电路的控制装置的示意框图；
[0042]图9示出了根据本发明的一个实施例的各个信号的时序示意图。
【具体实施方式】
[0043]为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0044]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0045]如图5所示，根据本发明的实施例的微波炉电路，包括:电控板1和高频加热电路2；其中，电控板1包括:
[0046]继电器驱动电路11，用于向所述高频加热电路2输送电力信号；功率驱动电路12，用于向所述高频加热电路2输送功率信号；第一滤波电路13，连接至所述高频加热电路2的信号反馈端(图中未示出)，用于对所述高频加热电路2反馈的磁控管电流信号进行滤波处理;模数转换电路14，连接至所述第一滤波电路13，用于对所述第一滤波电路13输出的信号进行模数转换处理;控制器15，连接至所述模数转换电路14、所述继电器驱动电路11和所述功率驱动电路12，用于控制所述继电器驱动电路11输送的电力信号，并根据所述模数转换电路14输出的信号控制所述功率驱动电路12输送的功率信号。
[0047]通过对高频加热电路2反馈的磁控管电流信号进行滤波处理，并经过模数转换电路14进行模数转换处理，以由控制器15根据模数转换处理后的信号控制功率驱动电路12输送的功率信号，使得能够避免逆变器电路22在启动过程中出现功率过冲的问题，同时可以尽可能降低逆变器电路22在开启时的干扰信号，如降低逆变器电路22在开启时IGBT的G极电压和整流桥堆两端的反向电压，避免整流桥堆两端的电压过高而损坏整流桥堆，同时避免IGBT的G极电压过大而损坏。
[0048]具体地，电控板1中的控制器15的控制过程如下:
[0049]在接收到启动微波炉的指令时，若检测到市电信号过零点，则控制微波炉电路中的风扇电路和转盘电路导通，当控制风扇电路和转盘电路导通一定时长后，当检测到市电信号到达过零点时，控制逆变器电路22上电(即控制继电器驱动电路11向逆变器电路22输送电力信号)。在逆变器电路22上电后，经过一段延迟时间后，向逆变器电路22输入频率低于目标频率的功率信号(即控制功率驱动电路12向逆变器电路22输送功率信号)；当磁控管21中的电流达到预定电流值时，若检测到向微波炉电路供电的市电信号到达过零点，则向逆变器电路22输入频率等于目标频率的功率信号。
[0050]在上述控制过程中，由于风扇和转盘均是感性负载，因此在开通时会产生电磁辐射以及电压干扰，进而会影响到IGBT的G极电压，因此通过在接收到启动微波炉的指令时，且在检测到市电信号到达过零点时，控制风扇电路和转盘电路导通，并在经过一定时长后，且检测到市电信号到达过零点时，再控制逆变器电路22上电(即确定需要启动逆变器电路22)，可以有效降低风扇电路和转盘电路在导通时对IGBT的G极电压的干扰，避免IGBT的G极由于电压过大而损坏，提高了 IGBT的使用寿命。
[0051]而通过在检测到市电信号到达过零点时，控制逆变器电路22上电，使得在逆变器电路22上电时，能够有效降低整流桥堆两端的反向电压，提高了微波炉电路的可靠性，延长了整流桥堆的使用寿命。
[0052]通过在逆变器电路22上电后，并不直接向逆变器电路22输入功率信号，而是在经过一段延迟时间后再输入，使得能够给逆变器电路22中的电子器件预留上电初始化时间，保证逆变器电路22工作的稳定性。
[0053]通过先向逆变器电路22输入频率低于目标频率的功率信号，并在检测到磁控管21中的电流达到预定电流值(该预定电流值说明磁控管21开始工作)时，向逆变器电路22输入频率为目标频率的功率信号，使得逆变器电路22能以较小的功率启动，并在磁控管21开始工作时，再以全功率(即输入目标频率的功率信号)运行，避免了逆变器电路22在启动过程中出现功率过冲的问题。
[0054]根据本发明的上述实施例的微波炉电路，还可以具有以下技术特征:
[0055]根据本发明的一个实施例，所述高频加热电路2包括:磁控管21，用于产生微波;逆变器电路22，连接至所述磁控管21，用于接收所述继电器驱动电路11输送的电力信号和所述功率驱动电路12输送的功率信号，并根据所述电力信号和所述功率信号驱动所述磁控管产生微波;采样反馈电路(图5中未示出)，用于对所述磁控管21中的电流进行采样，并将采样得到的磁控管21电流信号反馈至所述电控板1。
[0056]如图6所示，根据本发明的一个实施例的逆变器电路22包括:
[0057]整流电路221，连接至交流电源，用于对所述交流电源输入的交流电进行整流处理;第二滤波电路222，连接至所述整流电路221，用于对所述整流电路221输出的信号进行滤波处理；谐振电路，包括谐振电容223和高频升压变压器224，所述谐振电容223与IGBT225串联后并联在所述第二滤波电路222的两端，所述高频升压变压器224的初级线圈与所述谐振电容223并联连接;倍压电路226，连接至所述高频升压变压器224的次级线圈，用于产生驱动所述磁控管21的电压。
[0058]高频加热电路2中的采样反馈电路包括电流检测回路，其中，电流检测回路由4个电阻R1?R4和压敏电阻VR1并联组成，R5是限流电阻，R60是假负载，机壳地227接磁控管21的阳极，磁控管21的阴极接OUT 1和0UT 2，OUT 1和0UT2接高频升压变压器224次级的另一绕组，作用是驱动磁控管21的灯丝电压。当磁控管21工作时，电流经过阳极，即机壳地227，流向阴极形成回路，因此R1?R4两端就有电压，通过检测电压来检测磁控管中的电流信号IB。[0059 ]根据本发明的一个实施例，所述整流电路221包括整流桥电路。
[0060]根据本发明的一个实施例，所述第二滤波电路222包括LC滤波电路，即由电感L1和电容C1组成的LC滤波电路。
[0061]如图7所示，根据本发明的一个实施例，所述第一滤波电路13包括:第一电阻131，所述第一电阻131的第一端作为所述第一滤波电路13的输入端;第二电阻132，连接在所述第一电阻131的第二端和地之间；第一钳位器件133，与所述第二电阻132并联连接;第二钳位器件134，连接在所述第一电阻131的第二端和直流电源之间；电解电容135，与所述第二电阻132并联连接;限流器件136，所述限流器件136的第一端连接至所述第一电阻131的第二端，所述限流器件136的第二端作为所述第一滤波电路的输出端；电容元件137，连接在所述限流器件136的第二端和地之间。
[0062]具体来说，磁控管电流信号输入第一滤波电路13后，由第一电阻131和第二电阻132进行分压，并通过第一钳位器件133和第二钳位器件134进行钳位，使其不高于直流电源(VCC)，也不低于GND(地)，同时能够通过电解电容135和电容元件137进行滤波处理，以将高频的电流信号转变为低频的直流信号。通过将电容元件137连接在限流器件136的第二端和地之间，即连接在靠近第一滤波电路13的输出端的位置，可以实现更有的滤波效果。
[0063]根据本发明的一个实施例，所述第一钳位器件133包括第一二极管，所述第一二极管的阴极连接至所述第一电阻131的第二端，所述第一二极管的阳极接地。
[0064]根据本发明的一个实施例，所述第二钳位器件134包括第二二极管，所述第二二极管的阳极连接至所述第一电阻131的第二端，所述第一二极管的阴极接所述直流电源。
[0065]根据本发明的一个实施例，所述限流器件136包括电阻元件。
[0066]图8示出了根据本发明的实施例的微波炉电路的控制装置的示意框图。
[0067]如图8所示，根据本发明的实施例的微波炉电路的控制装置800，包括:过零点检测单元802、第一控制单元804、第二控制单元806和电流检测单元808。
[0068]其中，过零点检测单元802，用于在需要启动所述逆变器电路时，检测向所述微波炉电路供电的市电信号的过零点；第一控制单元804，用于在所述过零点检测单元802检测到所述市电信号到达过零点时，控制所述逆变器电路上电；第二控制单元806，用于在所述逆变器电路的上电时长达到第一预定时长时，向所述逆变器电路输入频率低于目标频率的第一功率信号，并用于当电流检测单元808检测到所述磁控管中的电流达到预定电流值时，向所述逆变器电路输入频率等于所述目标频率的第二功率信号。所述电流检测单元808，用于检测所述磁控管中的电流。
[0069]通过在需要启动逆变器电路时，检测市电信号的过零点，并在检测到市电信号到达过零点时，控制逆变器上电，使得在逆变器电路上电时，能够有效降低整流桥堆两端的反向电压，提高了微波炉电路的可靠性，延长了整流桥堆的使用寿命。
[0070]通过在逆变器电路上电后，并不直接向逆变器电路输入功率信号，而是在延迟第一预定时长后再输入，使得能够给逆变器电路中的电子器件预留上电初始化时间，保证逆变器电路工作的稳定性。
[0071]通过在逆变器电路的上电时长达到第一预定时长时，向逆变器电路输入频率低于目标频率的第一功率信号，并在检测到磁控管中的电流达到预定电流值(该预定电流值说明磁控管开始工作)时，向逆变器电路输入频率为目标频率的功率信号，使得逆变器电路能以较小的功率启动，并在磁控管开始工作时，再以全功率(即输入目标频率的功率信号)运行，避免了逆变器电路在启动过程中出现功率过冲的问题。
[0072]根据本发明的上述实施例的微波炉电路的控制装置800，还可以具有以下技术特征:
[0073]根据本发明的一个实施例，所述微波炉电路还包括风扇电路和转盘电路，所述控制装置800还包括:第三控制单元810，用于在接收到启动微波炉的指令时，若所述电流检测单元808检测到所述市电信号到达过零点，则控制所述风扇电路和所述转盘电路导通;确定单元812，用于在所述第三控制单元810控制所述风扇电路和所述转盘电路导通第二预定时长后，确定需要启动所述逆变器电路。
[0074]由于风扇和转盘均是感性负载，因此在开通时会产生电磁辐射以及电压干扰，进而会影响到IGBT的G极电压，因此通过在接收到启动微波炉的指令时，且在检测到市电信号到达过零点时，再控制风扇电路和转盘电路导通，并在延迟第二预定时长后，再控制逆变器电路上电(即确定需要启动逆变器电路)，可以有效降低风扇电路和转盘电路在导通时对IGBT的G极电压的干扰，避免IGBT的G极由于电压过大而损坏，提高了 IGBT的使用寿命。
[0075]根据本发明的一个实施例，所述第二控制单元806还用于，在接收到关闭所述微波炉的指令时，停止向所述逆变器电路输入功率信号;所述第一控制单元804还用于，当所述第二控制单元806停止向所述逆变器电路输入功率信号的时长达到第三预定时长后，若所述过零点检测单元802检测到所述市电信号到达过零点，则控制所述逆变器电路断电。
[0076]由于在停止向逆变器电路输入功率信号时，逆变器电路要经过一段功率减小到0的过程和相应的放电环节，因此通过在接收到关闭微波炉的指令时，停止向逆变器电路输入功率信号，并延迟第三预定时长后，且在检测到市电信号过零点时，再控制逆变器电路断电，使得能够保证逆变器电路的功率减小到0后，并在市电信号处于过零点时再断电，避免在停止输入功率信号时直接控制逆变器电路断电而出现异常问题。
[0077]根据本发明的一个实施例，所述第三控制单元810还用于:在所述第一控制单元804控制所述逆变器电路断电第四预定时长后，若检测到所述市电信号到达过零点，则控制所述风扇电路和所述转盘电路断电。
[0078]通过在控制逆变器电路断电第四预定时长时，且检测到市电信号到达过零点时，再控制风扇电路和转盘电路断电，可以减小感性负载(即风扇和转盘)在关闭时对IGBT的G极电压的干扰。
[0079]根据本发明的一个实施例，所述第一预定时长大于或等于300毫秒;所述第二预定时长大于或等于200毫秒;所述第三预定时长大于或等于200毫秒;所述第四预定时长大于或等于600毫秒。
[0080]根据本发明的一个实施例，所述第一功率信号的频率是维持所述逆变器电路连续工作的最低频率，或
[0081]所述第一功率信号的频率小于或等于维持所述逆变器电路连续工作的最低频率的一半。
[0082]根据本发明的一个实施例，所述预定电流值小于或等于所述逆变器电路在输入所述目标频率进行工作时所述磁控管中的电流值的六分之一。
[0083]在上述任一实施例中，控制逆变器电路上电和断电可以是通过微波继电器来进行控制的。
[0084]以下结合图9对本发明的整体控制方案进行说明。
[0085]图9示出了根据本发明的一个实施例的各个信号的时序示意图。
[0086]由于相关技术中的控制方案为:在微波炉在开启微波继电器(即向逆变器供电)时，风扇和转盘继电器也同时导通。由于风扇和转盘都是感性负载，因此在导通的时候会产生电磁辐射以及电压干扰，同时由于微波炉复杂的电气连接线，无法聚焦到具体的线路上，并且辐射方面也是很难测量的，因此为了减少IGBT的G极的电压异常(即异常升高)，在该实施例中要最大程度降低风扇和转盘的干扰，具体过程如下:
[0087]如图9所示，当接收到启动微波炉的指令时，在市电信号的过零点，开启风扇和转盘继电器，使风扇和转盘导通后，延迟一段时间，如200ms以上，然后在市电信号过零点时，开启微波继电器给逆变器供电，以减少风扇和转盘继电器同微波继电器同时开启而产生对IGBT的G极电压的干扰信号 。并且在市电信号过零点开启微波继电器，也能够避免微波继电器开启瞬间对整流桥堆产生反向高压而损坏整流桥堆的问题。其中，微波继电器开启过程即是给逆变器上电的过程。
[0088]其次，在微波继电器导通时，即给逆变器提供电力信号时，不要立刻给逆变器提供功率信号，而要延时一段时间，如300ms以上，以给逆变器电路中的器件预留足够的上电初始化的时间，保证逆变器不会乱动作。该阶段称为初始化阶段。
[0089]再次，初始化阶段过后，则进入预热阶段，给逆变器提供300Hz的预热频率。当逆变器收到预热频率后，逆变器将会以较小的功率启动，以减少启动过程中可能出现的功率过冲的情况。其中，预热频率可以选择维持逆变器连续工作的最低频率，或选择小于或等于维持逆变器连续工作的最低频率的一半的任意值。
[0090]在预热阶段，检测磁控管的电流信号，并经过滤波和模数转换处理得到AD值，若AD值大于预定值时，则转入全力运行阶段。
[0091]通常该预定值比较小，与图7中所示的器件的值有关，在本发明的一个优选实施例中，若第一电阻131为10K，第二电阻132为1M，电解电容135为2.2uF，此时该预定值可选择为0.3V，0.3V代表磁控管开始工作的标志;但是，该预定值不能太大，如0.5V以上，因为在低温时，磁控管工作初期的电流比常温时更小，会导致一直停留在预热阶段。
[0092]在本发明的一个实施例中，用于与AD值进行比较的预定值可以选择小于或等于在电控板给逆变器输入目标频率的功率信号时磁控管中电流信号的六分之一的任意值。
[0093]最后，在进入全力运行阶段时，电控板给逆变器输入目标频率的功率信号。
[0094]例如，电控板要逆变器输出1500W的功率，在预热阶段输出300Hz的预热频率，当AD值大于0.3V时，则输出1500Hz的频率，这样可以减少在启动过程中出现功率过冲的问题。
[0095]当逆变器正在全力运行的时候，若需要逆变器停止工作，则要先停止向逆变器输入功率信号，并在延迟一段时间后，如200ms以上，再关闭微波继电器；因为当电控板停止向逆变器输入功率信号时，逆变器要经过一段时间的功率减小到0的过程，以及相应的放电环节，若很快关断微波继电器，会导致其关断的过程不完整，进而会出现异常现象。同时，需要注意的是在关闭微波继电器时也应在市电信号过零点关闭。
[0096]此外，在微波继电器关断后且过一段时间后，且在市电信号过零点时，再关断风扇和转盘继电器，如经过600ms以上再关断风扇和转盘继电器，同样可以减少感性负载关闭时对IGBT的G极电压的影响。
[0097]本领域的技术人员需要注意的是:图9中所示的具体数值仅为一个具体实施例，并不做具体限定。
[0098]在本发明的一个实施例中，由于销往日本的微波炉有强制的认证要求输入电流不能超过15A，因此为了满足相应的要求，将销往日本的微波炉中的逆变器的控制方式与其他常规的控制方式做了区分，采取了不同的预热频率的方式，具体地，在常规的控制方式中的预热频率为300Hz时，销往日本的微波炉中的逆变器的控制方式中的预热频率为100Hz。
[0099]本发明上述实施例的技术方案将磁控管中的电流作为电控板启动逆变器的关键信号，对逆变器进行的开启和关断进行比较合理的设计；同时将逆变器启动和关断过程中的其他负载的启动时序做了相应规定，减少IGBT的G极干扰电压;此外，采用在市电电压过零点时进行逆变器电力的输送，降低了整流桥堆两端的反向高压，增加了可靠性，提高了整流电路的使用寿命。
[0100]以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提出了一种新的微波炉电路的控制方案，可以在逆变器开启时，降低整流桥堆两端的电压，避免整流桥堆两端的电压过高而损坏整流桥堆，同时能够避免IGBT的G极由于电压过大而损坏。
[0101]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种微波炉电路，其特征在于，包括: 电控板和高频加热电路;其中，所述电控板包括: 继电器驱动电路，用于向所述高频加热电路输送电力信号； 功率驱动电路，用于向所述高频加热电路输送功率信号； 第一滤波电路，连接至所述高频加热电路的信号反馈端，用于对所述高频加热电路反馈的磁控管电流信号进行滤波处理； 模数转换电路，连接至所述第一滤波电路，用于对所述第一滤波电路输出的信号进行模数转换处理； 控制器，连接至所述模数转换电路、所述继电器驱动电路和所述功率驱动电路，用于控制所述继电器驱动电路输送的电力信号，并根据所述模数转换电路输出的信号控制所述功率驱动电路输送的功率信号。2.根据权利要求1所述的微波炉电路，其特征在于，所述高频加热电路包括: 磁控管，用于产生微波； 逆变器电路，连接至所述磁控管，用于接收所述继电器驱动电路输送的电力信号和所述功率驱动电路输送的功率信号，并根据所述电力信号和所述功率信号驱动所述磁控管产生微波； 采样反馈电路，用于对所述磁控管中的电流进行采样，并将采样得到的磁控管电流信号反馈至所述电控板。3.根据权利要求2所述的微波炉电路，其特征在于，所述逆变器电路包括: 整流电路，连接至交流电源，用于对所述交流电源输入的交流电进行整流处理； 第二滤波电路，连接至所述整流电路，用于对所述整流电路输出的信号进行滤波处理；谐振电路，包括谐振电容和高频升压变压器，所述谐振电容与IGBT串联后并联在所述第二滤波电路的两端，所述高频升压变压器的初级线圈与所述谐振电容并联连接； 倍压电路，连接至所述高频升压变压器的次级线圈，用于产生驱动所述磁控管的电压。4.根据权利要求3所述的微波炉电路，其特征在于，所述整流电路包括整流桥电路。5.根据权利要求3所述的微波炉电路，其特征在于，所述第二滤波电路包括LC滤波电路。6.根据权利要求1至5中任一项所述的微波炉电路，其特征在于，所述第一滤波电路包括: 第一电阻，所述第一电阻的第一端作为所述第一滤波电路的输入端； 第二电阻，连接在所述第一电阻的第二端和地之间； 第一钳位器件，与所述第二电阻并联连接； 第二钳位器件，连接在所述第一电阻的第二端和直流电源之间； 电解电容，与所述第二电阻并联连接； 限流器件，所述限流器件的第一端连接至所述第一电阻的第二端，所述限流器件的第二端作为所述第一滤波电路的输出端； 电容元件，连接在所述限流器件的第二端和地之间。7.根据权利要求6所述的微波炉电路，其特征在于，所述第一钳位器件包括第一二极管，所述第一二极管的阴极连接至所述第一电阻的第二端，所述第一二极管的阳极接地。8.根据权利要求6所述的微波炉电路，其特征在于，所述第二钳位器件包括第二二极管，所述第二二极管的阳极连接至所述第一电阻的第二端，所述第一二极管的阴极接所述直流电源。9.根据权利要求6所述的微波炉电路，其特征在于，所述限流器件包括电阻元件。10.—种微波炉，其特征在于，包括:如权利要求1至9中任一项所述的微波炉电路。
【专利摘要】本发明提供了一种微波炉电路和微波炉，微波炉电路，包括：电控板和高频加热电路；其中，所述电控板包括：继电器驱动电路，用于向所述高频加热电路输送电力信号；功率驱动电路，用于向所述高频加热电路输送功率信号；第一滤波电路，连接至所述高频加热电路的信号反馈端，用于对所述高频加热电路反馈的磁控管电流信号进行滤波处理；模数转换电路，连接至所述第一滤波电路，用于对所述第一滤波电路输出的信号进行模数转换处理；控制器，连接至所述模数转换电路、所述继电器驱动电路和所述功率驱动电路，用于控制所述继电器驱动电路输送的电力信号，并根据所述模数转换电路输出的信号控制所述功率驱动电路输送的功率信号。
【IPC分类】F24C7/08, F24C7/02
【公开号】CN105485731
【申请号】CN201511030511
【发明人】林跃跃, 周小金
【申请人】广东美的厨房电器制造有限公司, 美的集团股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月29日
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