本发明涉及高频加热设备技术领域， 特别涉及一种高频加热设备的保 护电路以及具有该保护电路的高频加热设备。 背景技术

在电磁炉、 变频微波炉等高频加热设备电源上， 为保护开关器件以及 确定开关器件的开关时间点， 往往需要对开关器件上的电压以及电压的相 位进行检测和比较， 从而触发保护机制。 传统的方法往往采用直接由电路 中待检测点引出， 采用电阻分压后取得可用的比较信号， 如图 1所示。

由于检测电压较高， 一般约有 1000伏， 因此会造成检测电路中器件较 多， 导致成本增加， 可靠性低。 发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述的技术问题之 一。

为此， 本发明的目的在于提出一种结构简单、 实用可靠且成本低廉的 髙频加热设备的保护电路， 以克服现有技术中的不足之处。

为达到上述目的， 本发明的实施例提出的一种高频加热设备的保 护电 路， 包括： 输入绕组， 所述输入绕组与高频加热设备的开关器件相连 ； 采 样绕组， 所述采样绕组对应所述输入绕组设置， 所述采样绕组用于采样所 述开关器件上的电压信号； 相位比较模块和电压比较模块， 所述相位比较 模块和电压比较模块与所述采样绕组分别相连 ， 所述相位比较模块根据所 述电压信号中的电压相位信号输出第一比较信 号， 所述电压比较模块根据 所述电压信号中的电压幅值与预设参考电压的 比较以输出第二比较信号； 控制器， 所述控制器与所述相位比较模块、 电压比较模块和所述开关器件 相连， 所述控制器根据所述第一比较信号控制所述开 关器件开关同步， 并 根据所述第二比较信号实现对所述开关器件的 保护。

根据本发明实施例的髙频加热设备的保护电路 ，避免了电阻分压检测方 式中可能出现的多个电阻串联的情况， 从而节省了多个分压电阻， 提高了电路 可靠性， 降低了多个电阻串联造成的累积误差， 节省了成本。 并且， 由于采样 绕组上的感应电压与输入线圈电压的对应关系 ，通过采样绕组上的电压的相位 和幅值可以实现对主回路开关器件开关同步控 制和过压、 欠压保护。

在本发明的一个实施例中， 所述第二比较信号包括过压保护触发信号 和欠压保护触发信号。

优选地， 在本发明的一个实施例中， 所述的高频加热设备的保护电路 还包括： 整流模块， 所述整流模块与所述采样绕组相连， 所述整流模块接 收所述采样模块的输出信号后用以对外进行供 电。

其中， 所述整流模块可以为半波整流电路或全桥整流 电路。

因此， 本发明的高频加热设备的保护电路可提供一个 辅助电源， 可以使 得控制电路供电部分的成本、 体积和功耗得以减少。

具体地， 在本发明的一个实施例中， 所述相位比较模块包括： 相互串 联的第一电阻和第一电容， 所述第一电阻的一端与所述采样绕组的一端相 连， 所述第一电阻的另一端与所述第一电容的一端 相连， 所述第一电容的 另一端接地， 所述第一电阻与所述第一电容之间具有第一节 点； 第二电阻， 所述第二电阻与所述第一电容并联， 所述第二电阻的一端与所述第一节点 相连， 所述第二电阻的另一端接地； 第一二极管， 所述第一二极管的阳极 接地， 所述第一二极管的阴极与所述第一节点相连； 第一比较器， 所述第 一比较器的同相输入端与所述第一节点相连， 所述第一比较器的反相输入 端与所述采样绕组的另一端相连， 所述第一比较器的输出端与所述控制器 相连。

所述电压比较模块包括： 第二比较器， 所述第二比较器的同相输入端 与所述第一节点相连， 所述第二比较器的反相输入端与所述预设参考 电压 相连， 所述第二比较器的输出端与所述控制器相连。

优选地， 在本发明的一个实施例中， 所述开关器件可以为绝缘栅双极 型晶体管 IGBT。

在本发明的一些实施例中， 所述高频加热设备可以为电磁炉或变频微 波炉。

其中， 所述采样绕组为在所述变频微波炉的主变压器 上或在所述电磁 炉的铁氧体条上绕制预设匝数线圈的副绕组。

在本发明的一个示例中， 所述预设匝数为 1-3匝。

另外， 本发明还提出了一种高频加热设备， 其包括上述的高频加热设 备的保护电路。

本发明附加的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

本发明上述的和 /或附加的方面和优点从下面结合附图对实施� �的描 述中将变得明显和容易理解， 其中：

图 1为现有技术的传统同步及 IGBT过压保护电路的示意图； 以及 图 2为根据本发明一个实施例的高频加热设备的� �护电路的电路示意 图。

附图标记： 输入绕组 1、 采样绕组 2、 相位比较模块 3、 电压比较模块 4和控制器 5， 整流模块 6， 相位比较模块 3 : 第一电阻 Rl、 第一电容 Cl、 第二电阻 R2、 第一二极管 D1和第一比较器 IC1 , 电压比较模块 4 : 第二比 较器 IC2， 原绕组 7和副绕组 8。 具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例， 所述实施例的示例在附图中示出， 其 中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似 的元件或具有相同或类似功 能的元件。 下面通过参考附图描述的实施例是示例性的， 仅用于解释本发 明， 而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用 来实现本发明的不同结 构。 为了简化本发明的公开， 下文中对特定例子的部件和设置进行描述。 当然， 它们仅仅为示例， 并且目的不在于限制本发明。 此外， 本发明可以 在不同例子中重复参考数字和 /或字母。 这种重复是为了简化和清楚的目 的， 其本身不指示所讨论各种实施例和 /或设置之间的关系。 此外， 本发明 提供了的各种特定的工艺和材料的例子， 但是本领域普通技术人员可以意 识到其他工艺的可应用于性和 /或其他材料的使用。 另外， 以下描述的第一 特征在第二特征之"上"的结构可以包括第一和� ��二特征形成为直接接触的 实施例， 也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征 之间的实施例， 这 样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有 规定和限定，术语 "安装"、 "相连"、 "连接 "应做广义理解， 例如， 可以是机械连接或电连接， 也可以 是两个元件内部的连通， 可以是直接相连， 也可以通过中间媒介间接相连， 对于本领域的普通技术人员而言， 可以根据具体情况理解上述术语的具体 含义。

参照下面的描述和附图， 将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。 在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实 施例中的一些特定实施方式， 来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式 ， 但是应当理解， 本发明的 实施例的范围不受此限制。 相反， 本发明的实施例包括落入所附加权利要 求书的精神和内涵范围内的所有变化、 修改和等同物。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的 高频加热设备的保护电 路以及具有该保护电路的高频加热设备。

图 2为根据本发明一个实施例的高频加热设备的� �护电路的电路示意 图。 其中， 在本实施例中， 高频加热设备为变频微波炉。 如图 2所示， 该 髙频加热设备的保护电路包括输入绕组 1、 采样绕组 2、 相位比较模块 3、 电压比较模块 4和控制器 5。

其中， 输入绕组 1 与高频加热设备的开关器件相连， 并且采样绕组 2 对应输入绕组 1设置， 采样绕组 2用于采样开关器件上的电压信号。 相位 比较模块 3和电压比较模块 4与采样绕组 2分别相连， 相位比较模块 3根 据电压信号中的电压相位信号输出第一比较信 号， 电压比较模块 4根据电 压信号中的电压幅值与预设参考电压的比较以 输出第二比较信号。 控制器 5与相位比较模块 3、 电压比较模块 4和开关器件 （图中未示出）相连， 控 制器 5根据第一比较信号控制开关器件开关同歩， 并根据第二比较信号实 现对开关器件的保护。

在本发明的一个实施例中， 第二比较信号包括过压保护触发信号和欠 压保护触发信号。

在本发明的实施例中，通过绕制在高频加热设 备的主变压器上的采样绕组 2耦合出开关器件上的电压信号， 精确映射出高频加热设备的主回路中的电压 相位和开关器件上电压的幅值， 采样绕组 2将输出信号传输给电压比较模块 4 和相位比较模块。 通过相位比较模块 3对比采样绕组 2的输出信号，从而实现 相位比较。通过电压比较模块 4比较采样绕组 2的输出信号与预设参考电压信 号的大小， 从而输出过压或者欠压保护触发信号至控制器 5。 预设的参考电压 如图 2中的 ref， 可以为软件设定值， 也可以为硬件电路给定值， 通过预先设 定。

优选地， 在本发明的一个实施例中， 如图 2所示， 所述的高频加热设 备的保护电路还包括整流模块 6， 整流模块 6与采样绕组 2相连， 整流模 块 6接收采样模块 2的输出信号后用以对外进行供电。 其中， 所述整流模 块可以为半波整流电路或全桥整流电路。

由此可知， 本发明的高频加热设备的保护电路可提供一个 辅助电源， 可 以使得控制电路供电部分的成本、 体积和功耗得以减少。

具体地， 在本发明的实施例中， 如图 2所示， 相位比较模块 3包括第 一电阻 Rl、第一电容 C1、第二电阻 R2、第一二极管 D1和第一比较器 IC1。 其中， 第一电阻 R1和第一电容 C1相互串联连接， 第一电阻 R1的一端与 采样绕组 2的一端相连，第一电阻 R1的另一端与第一电容 C1的一端相连， 第一电容 C1的另一端接地， 第一电阻 R1与第一电容 C1之间具有第一节 点入。 第二电阻 R2与第一电容 C1并联， 第二电阻 R2的一端与第一节点 A相连， 第二电阻 R2的另一端接地， 第一二极管 D1的阳极接地， 第一二 极管 D1 的阴极与第一节点 A相连。 第一比较器 IC1的同相输入端与第一 节点 A相连， 第一比较器 IC1的反相输入端与采样绕组 2的另一端相连， 第一比较器 IC1的输出端与控制器 5相连。

如图 2所示， 电压比较模块 4包括第二比较器 IC2， 第二比较器 IC2 的同相输入端与第一节点 A相连， 第二比较器 IC2的反相输入端与预设参 考电压 ref相连， 第二比较器 IC2的输出端与控制器 5相连。

需要说明的是， 本发明的相位比较模块 3、 电压比较模块 4和整流模 块 6的电路形式并不限于图 2所示的电路。

此外， 如图 2所示， 上述高频加热设备的保护电路还包括原绕组 7和 对应的副绕组 8。

在本发明的一个优选实施例中， 所述开关器件可以为 IGBT ( Insulated Gate Bipolar Transistor, 绝缘栅双极型晶体管） 。

所以说，本发明实施例采用绕制在髙频加热设 备的主变压器上的采样绕组 2耦合出开关器件上的电压信号， 精确映射出主回路中的电压相位和开关器件 上电压的幅值， 再将此信号用于比较电路， 在主变压器上绕 1-2匝圈数作为采 样绕组，通过检测采样绕组上的感应电压相位 实现主回路中 IGBT的开关同步， 并通过检测采样绕组上的感应电压实现 IGBT的过压或欠压保护。同时还可提 供了一个辅助电源， 使控制电路供电部分的成本、 体积和功耗得以减少。第一 可实现对开关器件的过压保护； 第二， 可以用来确定开关器件的通断时间。第 三， 此采样绕组还可用作为一个电源， 对控制电路起到辅助供电的功能。

在本发明的其他一些实施例中， 所述高频加热设备除了可以为上述的 变频微波炉， 也还可以为电磁炉。 其中， 采样绕组 2为在所述变频微波炉 的主变压器上或在所述电磁炉的铁氧体条上绕 制预设匝数线圈的副绕组。 在一个示例中， 所述预设匝数为 1-3匝。 需要说明的是， 电磁炉由于没有主 变压器，因此采样绕组 2可通过在炉盘线圈下置的铁氧体条上绕若干� �线圈来 实现。

另外， 本发明还提出了一种高频加热设备， 其包括上述的高频加热设 备的保护电路。

在本说明书的描述中，参考术语"一个实施例"� �� "一些实施例"、 "示例"、 "具体示例"、 或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示� ��描述的具体 特征、 结构、 材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例 或示例中。 在 本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定 指的是相同的实施例或示例。 而且， 描述的具体特征、 结构、 材料或者特点可以在任何的一个或多个实 施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例， 对于本领域的普通技术人员 而言， 可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况 下可以对这些实施例 进行多种变化、 修改、 替换和变型， 本发明的范围由所附权利要求及其等 同限定。