CN204392073U - 电烹饪器及电烹饪器中开关管的驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电烹饪器及电烹饪器中开关管的驱动电路，所述驱动电路包括：控制信号输入端；用于驱动所述开关管导通并控制所述开关管的导通电流斜率的第一驱动单元，所述第一驱动单元与所述控制信号输入端相连；用于驱动所述开关管关断并控制所述开关管的关断电流斜率的第二驱动单元，所述第二驱动单元与所述控制信号输入端相连；其中，所述导通电流斜率和所述关断电流斜率分别由对应的所述第一驱动单元和所述第二驱动单元独立控制，从而，可分别独立控制开关管的导通电流斜率和关断电流斜率，使开关管的导通电流斜率和关断电流斜率不一致，进而可使开关管的工作状态达到最佳状态，提高开关管的工作可靠性。

Description

电烹饪器及电烹饪器中开关管的驱动电路

技术领域

本实用新型涉及厨房电器技术领域，特别涉及一种电烹饪器中开关管的驱动电路以及一种具有该驱动电路的电烹饪器。

背景技术

相关技术中，IGBT通常工作在大电流、高电压状且交替导通和截止状态，并且流过IGBT的电流变化幅度也通常高达五六十安培，由此，控制IGBT开关管的集电极与发射极之间的电流变化斜率非常重要。例如，在IGBT导通时，如果集电极与发射极之间的电流变化过快，则会增大***的EMI干扰(Electromagnetic Interference，电磁干扰)，甚至烧毁IGBT，而如果集电极与发射极之间的电流变化过慢，则会增大IGBT的开关损耗，增加发热量，因此必须严格控制IGBT导通和关断时的集电极与发射极之间的电流斜率。

相关技术提出了一种通过调整串接在IGBT的栅极的电阻来调节IGBT导通和关断时的电流斜率。但是，其存在的缺点是，导通和关断时的电流斜率都是由同一个电阻的阻值决定，导通时的电流斜率和关断时的电流斜率基本一致，而由于***负载特性最佳的IGBT的导通电流斜率和关断电流斜率是不一致的，因此相关IGBT的工作状态难以达到最佳状态，IGBT工作可靠性差。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种可以使导通电流斜率和关断电流斜率不一致的电烹饪器中开关管的驱动电路。

本实用新型的另一个目的在于提出一种电烹饪器。

根据本实用新型提出的一种电烹饪器中开关管的驱动电路，包括：控制信号输入端；用于驱动所述开关管导通并控制所述开关管的导通电流斜率的第一驱动单元，所述第一驱动单元与所述控制信号输入端相连；用于驱动所述开关管关断并控制所述开关管的关断电流斜率的第二驱动单元，所述第二驱动单元与所述控制信号输入端相连；其中，所述导通电流斜率和所述关断电流斜率分别由对应的所述第一驱动单元和所述第二驱动单元独立控制。

根据本实用新型提出的电烹饪器中开关管的驱动电路，通过第一驱动单元驱动开关管导通并控制开关管的导通电流斜率，通过第二驱动单元驱动开关管关断并控制开关管的关断电流斜率，并且第一驱动单元和第二驱动单元可独立控制导通电流斜率和关断电流斜率，从而，可分别独立控制开关管的导通电流斜率和关断电流斜率，使开关管的导通电流斜率和关断电流斜率不一致，进而可使开关管的工作状态达到最佳状态，提高开关管的工作可靠性。

具体地，所述第一驱动单元包括：第一电阻；第一NPN三极管，所述第一NPN三极管的集电极通过所述第一电阻与预设电源相连，所述第一NPN三极管的发射极接地，所述第一NPN三极管的基极与所述控制信号输入端相连；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一NPN三极管的基极相连，所述第二电阻的另一端与所述预设电源相连；第二NPN三极管，所述第二NPN三极管的集电极与预设电源相连，所述第二NPN三极管的基极与所述第一NPN三极管的集电极相连；第一调整电阻，所述第一调整电阻的一端与所述第二NPN三极管的发射极相连，所述第一调整电阻的另一端与所述开关管的控制端相连。

具体地，所述第二驱动单元与所述第一驱动单元共用所述第一电阻、所述第一NPN三极管和所述第二电阻，所述第二驱动单元还包括：第一PNP三极管，所述第一PNP三极管的集电极接地，所述第一PNP三极管的基极与所述第一NPN三极管的集电极相连；第二调整电阻，所述第二调整电阻的一端与所述第一PNP三极管的发射极相连，所述第二调整电阻的另一端与所述开关管的控制端相连。

进一步地，所述的电烹饪器中开关管的驱动电路还包括：第三电阻，所述第三电阻的一端与所述开关管的控制端相连，所述第三电阻的另一端接地；稳压二极管，所述稳压二极管与所述第三电阻并联，所述稳压二极管的阴极与所述第三电阻的一端相连，所述稳压二极管的阳极与所述第三电阻的另一端相连。

优选地，所述开关管可为绝缘栅双极型晶体管IGBT。

优选地，所述控制信号输入端可接收脉冲宽度调制PWM信号。

根据本实用新型另一方面提出的电烹饪器，包括所述的电烹饪器中开关管的驱动电路。

根据本实用新型提出的电烹饪器，通过上述的电烹饪器中开关管的驱动电路，可分别独立控制开关管的导通电流斜率和关断电流斜率，使开关管的导通电流斜率和关断电流斜率不一致，进而可使开关管的工作状态达到最佳状态，提高开关管的工作可靠性。

优选地，所述电烹饪器可为电磁炉、IH电饭煲或IH电压力锅。

附图说明

图1是根据实用新型实施例的电烹饪器中开关管的驱动电路的方框示意图；

图2是根据实用新型一个实施例的电烹饪器中开关管的驱动电路的电路原理图；以及

图3是根据本实用新型实施例提出的电烹饪器的方框示意图。

附图标记：

电烹饪器中开关管的驱动电路100、控制信号输入端IN、第一驱动单元101、第二驱动单元102、开关管103、第一电阻R1、第一NPN三极管Q1、第二电阻R2、第二NPN三极管Q2、第一调整电阻R4、第一PNP三极管Q3、第二调整电阻R5、第三电阻R3、稳压二极管ZD和电烹饪器200。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图1-3来描述本实用新型实施例提出的电烹饪器及电烹饪器中开关管的驱动电路。

图1是根据实用新型实施例的电烹饪器中开关管的驱动电路的方框示意图。如图1所示，该电烹饪器中开关管的驱动电路100包括控制信号输入端IN、第一驱动单元101和第二驱动单元102。

其中，第一驱动单元101用于驱动开关管103导通并控制开关管103的导通电流斜率，第一驱动单元101与控制信号输入端IN相连；第二驱动单元102用于驱动开关管103关断并控制开关管103的关断电流斜率，第二驱动单元102与控制信号输入端IN相连；导通电流斜率和关断电流斜率分别由对应的第一驱动单元101和第二驱动单元102独立控制。

也就是说，开关管的驱动电路100可通过第一驱动单元101和第二驱动单元102输出驱动信号至开关管103，以对应驱动开关管103导通和关断。并且，第一驱动单元101可独立地控制开关管103的导通电流斜率，第二驱动单元102可独立地控制开关管103的关断电流斜率。

根据本实用新型的一个具体示例，如图2所示，开关管103可为绝缘栅双极型晶体管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)。需要说明的是，开关管103的导通电流可为IGBT管导通时集电极与发射极之间的电流，导通电流斜率即为导通电流变化的斜率，相应地，开关管103的关断电流可为IGBT管关断时集电极与发射极之间的电流，关断电流斜率即为关断电流变化的斜率。

具体而言，可通过控制信号输入端IN向开关管的驱动电路100输入控制信号，当第一驱动单元101根据控制信号驱动开关管103由关断趋向导通时，导通电流即集电极与发射极之间的电流将逐渐增大，导通电流斜率由第一驱动单元101决定，当第二驱动单元102根据控制信号驱动开关管103由导通趋向关断时，关断电流即集电极与发射极之间的电流将逐渐减小，关断电流斜率由第二驱动单元102决定。

由此，根据本实用新型提出的电烹饪器中开关管的驱动电路，通过第一驱动单元驱动开关管导通并控制开关管的导通电流斜率，通过第二驱动单元驱动开关管关断并控制开关管的关断电流斜率，并且第一驱动单元和第二驱动单元可独立控制导通电流斜率和关断电流斜率，从而，可分别独立控制开关管的导通电流斜率和关断电流斜率，使开关管的导通电流斜率和关断电流斜率不一致，进而可使开关管的工作状态达到最佳状态，提高开关管的工作可靠性。

下面结合图2对本实用新型实施例的开关管的驱动电路100进行详细描述。

如图2的示例，第一驱动单元101包括第一电阻R1、第一NPN三极管Q1、第二电阻R2、第二NPN三极管Q2和第一调整电阻R4。

其中，第一NPN三极管Q1的集电极通过第一电阻R1与预设电源VCC相连，第一NPN三极管Q1的发射极接地，第一NPN三极管Q1的基极与控制信号输入端IN相连；第二电阻R2的一端与第一NPN三极管Q1的基极相连，第二电阻R2的另一端与预设电源VCC相连；第二NPN三极管Q2的集电极与预设电源VCC相连，第二NPN三极管Q2的基极与第一NPN三极管Q1的集电极相连；第一调整电阻R4的一端与第二NPN三极管Q2的发射极相连，第一调整电阻R4的另一端与开关管103的控制端即IGBT管的栅极相连。

具体而言，当第一NPN三极管Q1关断时，第二NPN三极管Q2的基极的电压升高，第二NPN三极管Q2导通，进而IGBT管的栅极的电压逐渐升高，IGBT管由关断趋向导通，流过IGBT管的集电极与发射极之间的电压升高，IGBT管的导通电流斜率由第一调整电阻R4决定，即电阻R4的阻值越大，导通电流斜率越小，导通电流变化越慢；而电阻R4的阻值越小，导通电流斜率越大，导通电流变化越块。

如图2的示例，第二驱动单元102与第一驱动单元101共用第一电阻R1、第一NPN三极管Q1和第二电阻R2，第二驱动单元102还包括：第一PNP三极管Q3和第二调整电阻R5。

其中，第一PNP三极管Q3的集电极接地，第一PNP三极管Q3的基极与第一NPN三极管Q1的集电极相连；第二调整电阻R5的一端与第一PNP三极管Q3的发射极相连，第二调整电阻R5的另一端与开关管103的控制端即IGBT管的栅极相连。换言之，第二调整电阻R5的另一端还与第一调整电阻R4的另一端相连，第二调整电阻R5与第一调整电阻R4之间具有节点，开关管的驱动电路100通过节点输出驱动信号至开关管103的控制端。

具体而言，当第一NPN三极管Q1导通时，第一PNP三极管Q3的基极的电压降低，第一PNP三极管Q3导通，进而IGBT管的栅极的电压逐渐降低，IGBT管由导通趋向关断，流过IGBT管的集电极与发射极之间的电压降低，IGBT管的关断电流斜率由第二调整电阻R5决定，即电阻R5的阻值越大，关断电流斜率越小，关断电流变化越慢；而电阻R5的阻值越小，关断电流斜率越大，关断电流变化越块。

进一步地，电烹饪器中开关管的驱动电路100还包括：第三电阻R3和稳压二极管ZD。

其中，第三电阻R3的一端与开关管103的控制端即第一调整电阻R4的另一端和第二调整电阻R5的另一端相连，第三电阻R3的另一端接地；稳压二极管ZD与第三电阻R3并联，稳压二极管ZD的阴极与第三电阻R3的一端相连，稳压二极管ZD的阳极与第三电阻R3的另一端相连。由此，在驱动开关管103导通时，第三电阻R3和稳压二极管ZD可使驱动电路100输出的驱动信号保持稳定。

另外，根据本实用新型的一个实施例，控制信号输入端IN可接收脉冲宽度调制PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号。也就是说，电烹饪器的控制器可输出PWM信号至控制信号输入端IN。

如上所述，当控制信号输入端IN接收到的PWM信号为低电平时，第一NPN三极管Q1关断，进而使得第二NPN三极管Q2导通、第一PNP三极管Q3关断，IGBT管的栅极的电压逐渐升高，IGBT管由关断趋向导通，流过IGBT管的集电极与发射极之间的电压升高，IGBT管的导通电流斜率由第一调整电阻R4决定。当控制信号输入端IN接收到的PWM信号为高电平时，第一NPN三极管Q1导通，进而使第二NPN三极管Q2关断、第一PNP三极管Q3导通，IGBT管的栅极的电压逐渐降低，IGBT管由导通趋向关断，流过IGBT管的集电极与发射极之间的电压降低，IGBT管的关断电流斜率由第二调整电阻R5决定。由此，可通过第一调整电阻R4和第二调整电阻R5独立地控制导通电流斜率和关断电流斜率，使开关管的工作状态达到最佳状态，提高开关管的工作可靠性。

此外，本实用新型实施例还提出了一种电烹饪器。

图3是根据本实用新型实施例提出的电烹饪器的方框示意图。如图3所示，该电烹饪器200包括上述的电烹饪器中开关管的驱动电路100。

具体而言，电烹饪器的控制器可输出PWM控制信号至开关管的驱动电路100，开关管的驱动电路100可根据PWM控制信号输出驱动信号至电烹饪器的开关管，以驱动开关管导通与关断。

根据本实用新型提出的电烹饪器，通过上述的电烹饪器中开关管的驱动电路，可分别独立控制开关管的导通电流斜率和关断电流斜率，使开关管的导通电流斜率和关断电流斜率不一致，进而可使开关管的工作状态达到最佳状态，提高开关管的工作可靠性。

根据本实用新型的一个具体实施例，电烹饪器200可为电磁炉、IH电饭煲或IH电压力锅。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种电烹饪器中开关管的驱动电路，其特征在于，包括：

控制信号输入端；

用于驱动所述开关管导通并控制所述开关管的导通电流斜率的第一驱动单元，所述第一驱动单元与所述控制信号输入端相连；

用于驱动所述开关管关断并控制所述开关管的关断电流斜率的第二驱动单元，所述第二驱动单元与所述控制信号输入端相连；

其中，所述导通电流斜率和所述关断电流斜率分别由对应的所述第一驱动单元和所述第二驱动单元独立控制。

2.如权利要求1所述的电烹饪器中开关管的驱动电路，其特征在于，所述第一驱动单元包括：

第一电阻；

第一NPN三极管，所述第一NPN三极管的集电极通过所述第一电阻与预设电源相连，所述第一NPN三极管的发射极接地，所述第一NPN三极管的基极与所述控制信号输入端相连；

第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一NPN三极管的基极相连，所述第二电阻的另一端与所述预设电源相连；

第二NPN三极管，所述第二NPN三极管的集电极与预设电源相连，所述第二NPN三极管的基极与所述第一NPN三极管的集电极相连；以及

第一调整电阻，所述第一调整电阻的一端与所述第二NPN三极管的发射极相连，所述第一调整电阻的另一端与所述开关管的控制端相连。

3.如权利要求2所述的电烹饪器中开关管的驱动电路，其特征在于，所述第二驱动单元与所述第一驱动单元共用所述第一电阻、所述第一NPN三极管和所述第二电阻，所述第二驱动单元还包括：

第一PNP三极管，所述第一PNP三极管的集电极接地，所述第一PNP三极管的基极与所述第一NPN三极管的集电极相连；

第二调整电阻，所述第二调整电阻的一端与所述第一PNP三极管的发射极相连，所述第二调整电阻的另一端与所述开关管的控制端相连。

4.如权利要求2或3所述的电烹饪器中开关管的驱动电路，其特征在于，还包括：

第三电阻，所述第三电阻的一端与所述开关管的控制端相连，所述第三电阻的另一端接地；以及

稳压二极管，所述稳压二极管与所述第三电阻并联，所述稳压二极管的阴极与所述第三电阻的一端相连，所述稳压二极管的阳极与所述第三电阻的另一端相连。

5.如权利要求1所述的电烹饪器中开关管的驱动电路，其特征在于，所述开关管为绝缘栅双极型晶体管IGBT。

6.如权利要求1所述的电烹饪器中开关管的驱动电路，其特征在于，所述控制信号输入端接收脉冲宽度调制PWM信号。

7.一种电烹饪器，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的电烹饪器中开关管的驱动电路。

8.如权利要求7所述的电烹饪器，其特征在于，所述电烹饪器为电磁炉、IH电饭煲或IH电压力锅。