本实用新型涉及家电技术领域,尤其涉及一种稳压电路及电磁炉。
背景技术:
电磁炉是一种常见的用于加热的家用电器。电磁炉在工作时,利用高频交流电通过线圈盘以使放置在电磁炉上的锅具底部产生涡流,从而对电磁炉上设置的锅具进行加热。
现有技术中,可以利用感应线圈在电磁炉的线圈盘进行感应取电,以对电磁炉的测温电路等进行供电。通常,为了使供电电压平稳,在感应取电后需要通过稳压电路进行稳压。图1为现有技术中的稳压电路的结构示意图,如图1所示,感应线圈l1进行感应取电后,利用二极管d1、d2、d3和d4进行全波整流,然后采用三极管q1进行线性稳压。
然而,现有技术中的稳压电路,功耗较大,且元器件的损耗较大。
技术实现要素:
本实用新型实施例提供一种稳压电路及电磁炉,以降低功耗和元器件的损耗。
第一方面,本实用新型实施例提供一种稳压电路,包括:整流单元、基准单元、比较单元和调整单元;
所述整流单元的输出端与所述基准单元的输入端连接,所述基准单元的输出端与所述比较单元的第一输入端连接,所述比较单元的输出端与所述调整单元的输入端连接,所述调整单元的输出端与所述比较单元的第二输入端连接;
所述整流单元用于采集感应电压,并对所述感应电压进行整流输出整流电压,所述基准单元用于将所述整流电压转换为基准电压,所述比较单元用于比较所述调整单元的输出电压与所述基准电压,并根据比较结果输出控制信号;所述调整单元用于在所述控制信号的控制下导通或者关断,以使所述输出电压稳定。
可选的,所述整流单元包括:感应线圈l1、第一电容c1、第二电容c2、第一二极管d1和第二二极管d2;
所述感应线圈l1的第一端的所述第一电容c1的第一端连接,所述第一电容c1的第二端与所述第一二极管d1的负极、所述第二二极管d2的正极分别连接,所述第二二极管d2的负极与所述第二电容c2的第一端连接,所述第二电容c2的第二端、所述第一二极管d1的正极分别与所述感应线圈l1的第二端连接。
可选的,所述比较单元包括比较器ica,所述基准单元包括第一电阻r1和稳压二极管dw1;
所述第一电阻r1的第一端与所述第二电容c2的第一端连接,所述第一电阻r1的第二端与所述比较器ica的第一输入端、所述稳压二极管dw1的负极分别连接,所述稳压二极管dw1的正极接地,所述比较器ica的第二输入端与所述调整单元的输出端连接,所述比较器ica的输出端与所述调整单元的输入端连接。
可选的,所述基准单元还包括第三电容c3,所述第三电容c3的两端与所述稳压二极管dw1的两端分别连接。
可选的,所述调整单元包括三极管q1和第四电容c4,所述三极管q1为npn型三极管;
所述三极管q1的基极与所述比较器ica的输出端连接,所述三极管q1的集电极与所述第二电容c2的第一端连接,所述三极管q1的发射极与所述第四电容c4的第一端连接,所述第四电容c4的第二端接地,所述第四电容c4的第一端还与所述比较器ica的第二输入端连接。
可选的,所述调整单元包括三极管q1和第四电容c4,所述三极管q1为pnp型三极管;
所述三极管q1的基极与所述比较器ica的输出端连接,所述三极管q1的发射极与所述第二电容c2的第一端连接,所述三极管q1的集电极与所述第四电容c4的第一端连接,所述第四电容c4的第二端接地,所述第四电容c4的第一端还与所述比较器ica的第二输入端连接。
可选的,所述调整单元还包括第二电阻r2,所述第二电阻r2的两端分别与所述第二电容c2的第一端、所述比较器ica的输出端连接。
可选的,所述调整单元还包括第三二极管d3,所述第三二极管d3的正极与所述第四电容c4的第一端连接,所述第三二极管d3的负极与所述第二电容c2的第一端连接。
可选的,所述调整单元还包括第五电容c5,所述第五电容c5的第一端与所述第四电容c4的第一端、所述比较器ica的第二输入端分别连接,所述第五电容c5的第二端接地。
第二方面,本实用新型实施例提供一种电磁炉,包括如第一方面任一项所述的稳压电路。
本实用新型实施例提供的稳压电路及电磁炉,包括:整流单元、基准单元、比较单元和调整单元;所述整流单元的输出端与所述基准单元的输入端连接,所述基准单元的输出端与所述比较单元的第一输入端连接,所述比较单元的输出端与所述调整单元的输入端连接,所述调整单元的输出端与所述比较单元的第二输入端连接;所述整流单元用于采集感应电压,并对所述感应电压进行整流输出整流电压,所述基准单元用于将所述整流电压转换为基准电压,所述比较单元用于比较所述调整单元的输出电压与所述基准电压,并根据比较结果输出控制信号;所述调整单元用于在所述控制信号的控制下导通或者关断,以使所述输出电压稳定;通过利用比较单元对调整单元的导通和关断进行控制,使得调整单元中的各器件无需持续工作,降低了稳压电路的功耗,同时,降低了调整单元中的各器件的损耗。
本实用新型的构造以及它的其他实用新型目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。
附图说明
图1为现有技术中的稳压电路的结构示意图;
图2为本实用新型提供的稳压电路的结构示意图一;
图3为本实用新型提供的稳压电路的结构示意图二;
图4为本实用新型提供的稳压电路的结构示意图三。
附图标记说明:
10:整流单元;
20:基准单元;
30:比较单元;
40:调整单元。
具体实施方式
图2为本实用新型提供的稳压电路的结构示意图一,如图2所示,本实施例的稳压电路,包括:整流单元10、基准单元20、比较单元30和调整单元40。
所述整流单元10的输出端与所述基准单元20的输入端连接,所述基准单元20的输出端与所述比较单元30的第一输入端连接,所述比较单元30的输出端与所述调整单元40的输入端连接,所述调整单元40的输出端与所述比较单元30的第二输入端连接。
所述整流单元10用于采集感应电压,并对所述感应电压进行整流输出整流电压,所述基准单元20用于将所述整流电压转换为基准电压,所述比较单元30用于比较所述调整单元40的输出电压与所述基准电压,并根据比较结果输出控制信号;所述调整单元40用于在所述控制信号的控制下导通或者关断,以使所述输出电压稳定。
本实施例的稳压电路可以应用到电磁加热设备中,该电磁加热设备可以为任何通过电磁进行加热的设备。在本实施例中,以该电磁加热设备为电磁炉为例,进行详细说明。
电磁炉是运用高频电磁感应原理进行加热。它将市电整流滤波后得到的脉动直流转换为谐振电流,通过加热线圈建立高频磁场,磁力线经线圈与金属器皿底部构成的磁回路穿透炉面作用于锅底,利用小电阻大电流的短路热效应产生热量,在锅底形成涡流而发热,起到加热器皿中的食物的作用。
在电磁炉的工作过程中,电磁炉的线圈盘会产生周期性变化的磁场,利用感应线圈对线圈盘的磁场进行感应取电,可进一步用于为电磁炉中的测温电路等功能电路进行供电。通常,为了使供电电压平稳,在感应取电后通过稳压电路进行稳压。图1所示的现有技术的稳压电路中,各元器件持续工作,不仅功耗大,且元器件损耗较大。本实施例对稳压电路作出改进,以降低稳压电路的功耗和元器件损耗。
本实施例中,整流单元10用于采集感应电压,并对所述感应电压进行整流输出整流电压。具体的,整流单元10中可以包括感应线圈,当感应线圈与电磁炉的线圈盘靠近时产生感应电压。进而,整流单元10采集到感应电压后,还可以进行整流处理,例如:进行倍压整流,得到整流电压。因此,一种可选的实施方式中,整流单元10可以具体包括感应线圈和倍压整流电路。
基准单元20用于将整流电压转换为基准电压,可以理解的,该基准电压是本实施例的稳压电路的参考电压,即,本实施例的稳压电路根据该基准电压进行稳压控制,使得输出电压与该基准电压相同或者尽可能接近。一种可选的实施方式中,基准单元20可以采用分压网络对整流电压进行分压实现。
可以理解的,可以根据该稳压电路的应用场景,即供电目标的不同,使基准单元20输出不同的基准电压。
如图2所示,比较单元30的第一输入端与基准单元20连接,即第一输入端输入的为基准电压,比较单元30的第二输入端与调整单元40的输出端连接,即第二输入端输入的为调整单元的输出电压。比较单元30用于将输出电压与基准电压进行比较,并根据比较结果输出控制信号。例如:当输出电压高于基准电压时,输出高电平,当输出电压低于基准电压时,输出低电平。
调整单元40用于在所述控制信号的控制下导通或者关断,以使所述输出电压稳定。一种可选的实施方式中,调整单元40包括调整管和储能器件,调整管可以根据控制信号进行导通或者关断,以控制储能器件的充电或放电,从而使得储能器件两端的电压稳定,储能器件两端的电压作为稳压电路的输出电压。
本实施例中,利用比较单元30对调整单元40的导通和关断进行控制,当需要进行稳压控制时,控制调整单元40导通,当不需要进行稳压控制时,控制调整单元40关断,使得调整单元40中的各器件无需持续工作,有休息时间,降低了稳压电路的功耗,同时,降低了调整单元40中的各器件的损耗。
本实施例的稳压电路,包括:整流单元、基准单元、比较单元和调整单元;所述整流单元的输出端与所述基准单元的输入端连接,所述基准单元的输出端与所述比较单元的第一输入端连接,所述比较单元的输出端与所述调整单元的输入端连接,所述调整单元的输出端与所述比较单元的第二输入端连接;所述整流单元用于采集感应电压,并对所述感应电压进行整流输出整流电压,所述基准单元用于将所述整流电压转换为基准电压,所述比较单元用于比较所述调整单元的输出电压与所述基准电压,并根据比较结果输出控制信号;所述调整单元用于在所述控制信号的控制下导通或者关断,以使所述输出电压稳定;通过利用比较单元对调整单元的导通和关断进行控制,使得调整单元中的各器件无需持续工作,降低了稳压电路的功耗,同时,降低了调整单元中的各器件的损耗。
图3为本实用新型提供的稳压电路的结构示意图二,如图3所示,本实施例的稳压电路中,所述整流单元10包括:感应线圈l1、第一电容c1、第二电容c2、第一二极管d1和第二二极管d2。
其中,所述感应线圈l1的第一端的所述第一电容c1的第一端连接,所述第一电容c1的第二端与所述第一二极管d1的负极、所述第二二极管d2的正极分别连接,所述第二二极管d2的负极与所述第二电容c2的第一端连接,所述第二电容c2的第二端、所述第一二极管d1的正极分别与所述感应线圈l1的第二端连接。
本实施例中,感应线圈l1在与电磁炉的线圈盘靠近时产生感应电压,并通过电容c1、c2和二极管d1、d2组成的倍压整流电路进行整流,输出整流电压。
具体的,当感应线圈l1靠近线圈盘时,感应线圈l1上产生感应电压,当感应线圈l1下端为正时,第一二极管d1开通,给第一电容c1充电;当感应线圈l1上端为正时,第二二极管d2开通,感应线圈l1上的电压和第一电容c1的电压叠加给第二电容c2充电。第二电容c2两端的电压用于给比较单元30充电。二电容c2两端的电压作为整流电压。
本实施例的整流过程与图1中的不同之处在于:图1中采用全波整流方式,在整流过程中,二极管d1、d3同时开通,二极管d2、d4同时开通,由于每个二极管都有开通压降,使得功耗较大,同时,也损失了部分感应电压。而本实施例中,通过采用倍压整流的方式,整流过程中每次只有一个二极管开通,减少了功耗,同时也较少了感应电压的损耗。
一种可选的实施方式中,如图3所示,所述比较单元30包括比较器ica,所述基准单元20包括第一电阻r1和稳压二极管dw1。
其中,所述第一电阻r1的第一端与所述第二电容c2的第一端连接,所述第一电阻r1的第二端与所述比较器ica的第一输入端、所述稳压二极管dw1的负极分别连接,所述稳压二极管dw1的正极接地,所述比较器ica的第二输入端与所述调整单元40的输出端连接,所述比较器ica的输出端与所述调整单元40的输入端连接。
可以理解的,第一电阻r1用于限流分压。稳压二极管dw1两端的电压作为基准电压输入到比较器ica的第一输入端。
进一步的,所述基准单元20还包括第三电容c3,所述第三电容c3的两端与所述稳压二极管dw1的两端分别连接。
可以理解的,第三电容c3与稳压二极管dw1并联,用于对稳压二极管dw1两端的电压进行平滑稳压,以使输入比较器ica的第一输入端的基准电压平稳。
一种可选的实施方式中,如图3所示,所述调整单元40包括三极管q1和第四电容c4,所述三极管q1为npn型三极管。
所述三极管q1的基极与所述比较器ica的输出端连接,所述三极管q1的集电极与所述第二电容c2的第一端连接,所述三极管q1的发射极与所述第四电容c4的第一端连接,所述第四电容c4的第二端接地,所述第四电容c4的第一端还与所述比较器ica的第二输入端连接。
可以理解的,比较器ica输出的控制信号用于控制三极管q1的开通和截止。当三极管q1开通时,给第四电容c4充电,当三极管q1截止时,给第四电容c4放电,从而实现对第四电容c4两端电压的稳压过程。
进一步的,所述调整单元40还包括第二电阻r2,所述第二电阻r2的两端分别与所述第二电容c2的第一端、所述比较器ica的输出端连接。
可以理解的,第二电路r2作为上拉电阻,与比较器ica配合,当比较器ica输出高电平时,在第二电阻r2的上拉作用下使得三极管q1开通。
进一步的,所述调整单元40还包括第三二极管d3,所述第三二极管d3的正极与所述第四电容c4的第一端连接,所述第三二极管d3的负极与所述第二电容c2的第一端连接。
可以理解的,第三二极管d3用于在掉电时给第四电容c4快速放电。
进一步的,所述调整单元40还包括第五电容c5,所述第五电容c5的第一端与所述第四电容c4的第一端、所述比较器ica的第二输入端分别连接,所述第五电容c5的第二端接地。
可以理解的,第五电容c5与第四电容c4并联,第五电容c5用于平滑稳压,使得稳压电路的输出电压更加稳定,进而,将第五电容c5两端的电压反馈给比较器ica的第二输入端,使得稳压控制更加精确。
下面对图3中的稳压电路的工作原理进行介绍。
当感应线圈l1靠近电磁炉的线圈盘时,感应线圈l1上产生感应电压。当感应线圈l1下端为正时,第一二极管d1开通,给第一电容c1充电;当感应线圈l1上端为正时,第二二极管d2开通,感应线圈l1上的电压和第一电容c1的电压叠加给第二电容c2充电,第二电容c2两端的电压作为整流电压,给比较器ic1a供电。
基准单元中的稳压二极管dw1两端的电压作为基准电压输入至比较器ica第一输入端,同时,稳压电路的输出电压输入至比较器ica的第二输入端。
当比较器ica的第二输入端的电压小于第一输入端的电压(基准电压)时,比较器ica的输出端输出高电平,在第二电阻r2的上拉作用下,使得三极管q1开通,给第四电容c4充电,使得第四电容c4两端的电压逐渐升高,同时比较器ica第二输入端的电压也随之升高。
当比较器ica的第二输入端的电压大于第一输入端的电压(基准电压)时,比较器ica的输出端输出低电平,使得三极管q1截止关闭,第四电容c4放电,使得第四电容c4两端的电压逐渐降低,同时比较器ica第二输入端的电压也随之降低。
当第四电容c4放电导致比较器ica的第二输入端的电压小于第一输入端的电压(基准电压)时,比较器ica再次输出高电平,三极管q1再次开通给第四电容c4充电,如此反复,完成稳压过程。
上述稳压过程中,在整流阶段,每次只有一个二极管开通,减少了功耗,还减少了感应电压的损耗;在稳压阶段,在比较器ica的控制下,三极管q1无需持续工作,有休息的时间,减小了损耗。进一步的,还可以选用功率较小的三极管,以降低功耗和成本。
图4为本实用新型提供的稳压电路的结构示意图三,如图4所示,本实施例的稳压电路与图3中的稳压电路类似,二者的区别在于,将三极管q1更换为pnp型三极管。
如图4所示,所述三极管q1的基极与所述比较器ica的输出端连接,所述三极管q1的发射极与所述第二电容c2的第一端连接,所述三极管q1的集电极与所述第四电容c4的第一端连接,所述第四电容c4的第二端接地,所述第四电容c4的第一端还与所述比较器ica的第二输入端连接。
进一步的,图4中的稳压电路还包括第三电阻r3,第三电阻r3的两端分别与比较器ica的输出端、三极管q1的基极连接。
可以理解的,图4中其他器件的连接关系以及作用与图3中类似,此处不再赘述。
下面对图4中的稳压电路的工作原理进行介绍。
当感应线圈l1靠近电磁炉的线圈盘时,感应线圈l1上产生感应电压。当感应线圈l1下端为正时,第一二极管d1开通,给第一电容c1充电;当感应线圈l1上端为正时,第二二极管d2开通,感应线圈l1上的电压和第一电容c1的电压叠加给第二电容c2充电,第二电容c2两端的电压作为整流电压,给比较器ic1a供电。
基准单元中的稳压二极管dw1两端的电压作为基准电压输入至比较器ica第二输入端,同时,稳压电路的输出电压输入至比较器ica的第一输入端。
当比较器ica的第一输入端的电压小于第二输入端的电压(基准电压)时,比较器ica的输出端输出低电平,使得三极管q1饱和开通,给第四电容c4充电,使得第四电容c4两端的电压逐渐升高,同时比较器ica第一输入端的电压也随之升高。
当比较器ica的第一输入端的电压大于第二输入端的电压(基准电压)时,比较器ica的输出端输出高电平,使得三极管q1截止关闭,第四电容c4放电,使得第四电容c4两端的电压逐渐降低,同时比较器ica第一输入端的电压也随之降低。
当第四电容c4放电导致比较器ica的第一输入端的电压小于第二输入端的电压(基准电压)时,比较器ica再次输出低电平,三极管q1再次饱和开通给第四电容c4充电,如此反复,完成稳压过程。
上述稳压过程中,在整流阶段,每次只有一个二极管开通,减少了功耗,还减少了感应电压的损耗;在稳压阶段,在比较器ica的控制下,三极管q1无需持续工作,有休息的时间,减小了损耗。进一步的,还可以选用功率较小的三极管,以降低功耗和成本。
本实用新型实施例还提供一种电磁炉,包括上述任一实施例中的稳压电路,其实现原理和技术效果类似,此处不再赘述。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“相连”、“固定”、“安装”等应做广义理解,例如可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接连接,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申请中的具体含义。
术语“包括”,还有其衍生表述,均意味着不加限制的包括。术语“或者”是包容性的,表示和/或。
术语“电路”指的是(a)仅硬件电路实现(例如模拟电路和/或数字电路中的实现);(b)包括在一个或多个计算机可读存储器上存储的软件和/或固件指令的电路和计算机程序产品的组合,该指令一起工作以使得装置执行这里所述的一个或多个功能;以及(c)需要软件或固件(即使软件或固件物理上并不存在)以进行操作的电路,例如微处理器或微处理器的一部分。“电路”的这个定义也应用于该术语在此的所有使用,包括在任意权利要求中的使用。作为其他实例,这里,术语“电路”还包括一个或多个处理器和/或其部分以及伴随软件和/或固件的实现。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
1.一种稳压电路,其特征在于,包括:整流单元(10)、基准单元(20)、比较单元(30)和调整单元(40);
所述整流单元(10)的输出端与所述基准单元(20)的输入端连接,所述基准单元(20)的输出端与所述比较单元(30)的第一输入端连接,所述比较单元(30)的输出端与所述调整单元(40)的输入端连接,所述调整单元(40)的输出端与所述比较单元(30)的第二输入端连接;
所述整流单元(10)用于采集感应电压,并对所述感应电压进行整流输出整流电压,所述基准单元(20)用于将所述整流电压转换为基准电压,所述比较单元(30)用于比较所述调整单元(40)的输出电压与所述基准电压,并根据比较结果输出控制信号;所述调整单元(40)用于在所述控制信号的控制下导通或者关断,以使所述输出电压稳定。
2.根据权利要求1所述的稳压电路,其特征在于,所述整流单元(10)包括:感应线圈l1、第一电容c1、第二电容c2、第一二极管d1和第二二极管d2;
所述感应线圈l1的第一端的所述第一电容c1的第一端连接,所述第一电容c1的第二端与所述第一二极管d1的负极、所述第二二极管d2的正极分别连接,所述第二二极管d2的负极与所述第二电容c2的第一端连接,所述第二电容c2的第二端、所述第一二极管d1的正极分别与所述感应线圈l1的第二端连接。
3.根据权利要求2所述的稳压电路,其特征在于,所述比较单元(30)包括比较器ica,所述基准单元(20)包括第一电阻r1和稳压二极管dw1;
所述第一电阻r1的第一端与所述第二电容c2的第一端连接,所述第一电阻r1的第二端与所述比较器ica的第一输入端、所述稳压二极管dw1的负极分别连接,所述稳压二极管dw1的正极接地,所述比较器ica的第二输入端与所述调整单元(40)的输出端连接,所述比较器ica的输出端与所述调整单元(40)的输入端连接。
4.根据权利要求3所述的稳压电路,其特征在于,所述基准单元(20)还包括第三电容c3,所述第三电容c3的两端与所述稳压二极管dw1的两端分别连接。
5.根据权利要求4所述的稳压电路,其特征在于,所述调整单元(40)包括三极管q1和第四电容c4,所述三极管q1为npn型三极管;
所述三极管q1的基极与所述比较器ica的输出端连接,所述三极管q1的集电极与所述第二电容c2的第一端连接,所述三极管q1的发射极与所述第四电容c4的第一端连接,所述第四电容c4的第二端接地,所述第四电容c4的第一端还与所述比较器ica的第二输入端连接。
6.根据权利要求4所述的稳压电路,其特征在于,所述调整单元(40)包括三极管q1和第四电容c4,所述三极管q1为pnp型三极管;
所述三极管q1的基极与所述比较器ica的输出端连接,所述三极管q1的发射极与所述第二电容c2的第一端连接,所述三极管q1的集电极与所述第四电容c4的第一端连接,所述第四电容c4的第二端接地,所述第四电容c4的第一端还与所述比较器ica的第二输入端连接。
7.根据权利要求5或6所述的稳压电路,其特征在于,所述调整单元(40)还包括第二电阻r2,所述第二电阻r2的两端分别与所述第二电容c2的第一端、所述比较器ica的输出端连接。
8.根据权利要求7所述的稳压电路,其特征在于,所述调整单元(40)还包括第三二极管d3,所述第三二极管d3的正极与所述第四电容c4的第一端连接,所述第三二极管d3的负极与所述第二电容c2的第一端连接。
9.根据权利要求8所述的稳压电路,其特征在于,所述调整单元(40)还包括第五电容c5,所述第五电容c5的第一端与所述第四电容c4的第一端、所述比较器ica的第二输入端分别连接,所述第五电容c5的第二端接地。
10.一种电磁炉,其特征在于,包括如权利要求1至9任一项所述的稳压电路。
技术总结