带饱和扼流圈的交变电流发生器制造技术

用于感应加热装置中的交变电流发生器，包括一个由电流注入扼流圈（６）、感应加热线圈（１４）、电容器（１３）以及高频控制的功率开关（１２，２１）组成的振荡电路，其特征在于电流注入扼流圈（６）是一个饱和型的，并且与由两个支路（即含有开关（１２，２１）的第一支路Ｂ↓［１］以及含有电容器（１３）串接感应加热圈（１４）的第二支路Ｂ↓［２］）组成的并联组合件串接。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种准备要用在感应加热装置中的交变电流发生器。这种型式的发生器是众所周知的，并且本申请中叙述的发生器包括一个由电流注入扼流圈，一个电容器，一个感应加热线圈以及一个高频控制的功率开关组成的振荡电路。感应加热的原理是众所周知的，其要点是将一个以相当高的频率(达数十千赫)变化的电流加到一个充当感应器并放置在导电对象本体邻近处的线圈上，使得其中形成涡流并借助焦耳效应产生可观的热量，利用这一加热原理的现有设备都表现有对耦合敏感的缺点，也就是说，当被加热对象的尺寸变化时，发出的热功率要变化。尤其是，已经知道，当这类发生器用于在感应平板上加热盛在一个容器中食物时，该容器底部的直径越小，传到盛装被加热食物的容器上的最大加热功率则更加小。为了弥补这一缺点，已经提出了几种解决方案，一些方案利用改变振荡电路的电感以调节发出的功率，另外的技术则利用改变感应器和位于感应器旁的上面放有容器的支撑板之间的缝隙的机械方法使得夹着所述支撑板的缝隙变化，从而导致通过这一缝隙的磁道量变化。其它已知的解决方案则在于改变为感应加热线圈馈电的半导体转换器的输出频率。通过在整流电路中使用相控制整流器来调节转换器的DC电源电压的解决方案也是众所周知的。使用的另一个解决方案是逐步地改变开关电路的电容和电感参数。所有这些解决方案，虽然都能调节加热功率，但都不可能避开被加热物体的尺寸对感应器传给该物体的功率的影响。事实上，正如我们前面提到的，在对盛装于烹调容器中的食物加热的情形，这个影响表现为当被加热容器的表面积(涡流就形成在其中)减小时，所吸收的功率下降。对于那些想要在小尺寸的容器中有高可用功率的用户来说，这就构成了一个缺点。本专利技术的目的是生产一种装置，使得有可能感应出一个不依赖于被加热物体的尺寸的功率，并使得有可能甚至对小尺寸的烹调容器也获得高加热功率。根据本专利技术，这里叙述的发生器包括一个饱和型电流注入扼流圈，它同由两个支路(即一个含有功率开关的第一支路B1以及一个含有电容器与感应加热线圈串接的第二支路B2)组成的并联组件串接。因而，根据本专利技术的设备，使得有可能从大约100瓦的低数值到大约2.5千瓦的高数值连续改变功率，而不管所使用的容器尺寸如何。这个优点在家庭使用发生器感应加热锅架的情形特别重要，不用反复升降温度就获得一个用于文火煮沸常常需要的低功率。根据本专利技术的发生器的另一个主要优点在于使用一个设计得饱和的、不需要任何额外设备就可达到饱和并且在振荡电路谐振期间自动工作在饱和状态的电流注入扼流圈。除了尺寸减小和价格降低以外，使用这种饱和振流圈的一个重要结果是获得发生器对负载的自动适应性。事实上，与现有技术的模拟装置不同，在现有技术的模拟装置中，当被加热物体的尺寸减小时，该物体吸收的功率要减小，而根据本专利技术的发生器，则使得有可能获得不依赖被加热物体尺寸、能够在宽范围变化并且其数值仅受用户选择的加热功率。由下面参照附图，通过对非限制例子的叙述，根据本专利技术的发生器的特征和优点将显现出来，在附图中附图说明图1表示根据本专利技术的发生器的一个实施例的简图，图中使用的功率开关是一个IGBT型功率晶体管连接一个功率二极管；图2示出一个曲线图，说明在含有一个非饱和扼流圈的现有技术的发生器的情形下，吸收功率对于盛装被加热食物的器皿的不同直径d(以cm为单位)时作为供电电压的函数的演化过程；图3说明在根据本专利技术并含有一个饱和扼流圈的发生器的情形下，吸收功率对于盛装被加热食物的器皿的不同直径d(以cm为单位)时作为供电电压的函数的演化过程；图4表示本专利技术的一个实施变例，其中开关是一个MCT(MOS控制晶闸管)电压对称型的晶闸管；图5a表示构成电流注入扼流圈的磁路的E型铁氧体零件的透视图；图5b表示用在根据本专利技术的发生器中的饱和电流注入扼流圈的垂直截面；图5c表示用在根据本专利技术的发生器中的饱和电流注入扼流圈的水平截面；图6一方面示出在其中有非饱和电流注入扼流圈以及感应加热线圈组成的振荡电路里流动的供电电流的一周A，以及另一示出在同样型式但使用根据本专利技术的饱和扼流圈的电路里流动的供电电流的一周B。图7示出在振荡电路包含一个非饱和电流注入扼流圈的情形下供电电压的包络E，并以一个很大的放大比例尺示出加到功率开关的端子上的该所述电压的一部分；图8是一个类似图7的表示图，只不过是在振荡电路中包含一个根据本专利技术的饱和电流注入扼流圈的情形下而已。正如图1所表示的，交变电流发生器1准备要用在热板型的感应加热装置中。并由电力网供电，所述发生器就其自身来说，包括一个整流电桥2，电桥前面置有一个抗干扰滤波器3，电桥后跟一个由线圈5和电容器7组成的低通滤波器4。所述整流电桥2的一个第一输出端子8与线圈5的第一端子连接，线圈5的第二端子连接电流注入扼流圈6和电容器7的公共端子。电流注入扼流圈6的第二端子9连接到由两个支路B1和B2组成的并联组件的第一端子。该并联组件的第二端子10连接到电容器7的第二端子以及整流电桥2的第二输出端子11，B1支路包括一个电子开关12，而B2支路则由一个电容器13串接一个构成感应器的线圈14组成。线圈5和电容器7组成低通滤波器4，它使得有可能避免振荡电路中可能出现的陡峭电压朝前返向电力网。正如图2所能看出的，曲线表示在上述现有技术的发生器中吸收功率为供电电压的函数。这一曲线说明，当供电电压从180V变到270时，若所用的容器具有95cm至150cm范围的直径的话，感应加热功率不超过2千瓦。根据本专利技术，电流注入扼流圈是一个饱和扼流圈，并且同由两个支路(即一个含有在图1中标号为12、在图4中标为21的开关的第一支路B1以及一个含有电容器13串接感应馈电线圈14的第二支路B2)组成的并联组件串接。所述扼流圈6包括一个在其绕组载有预定数值的电流时自动达到饱和的磁路。这个磁路，如图5a和5b所示，包括两个完全一样的通过其相应的侧边杆17连接而相应的中间芯杆18则隔开4mm间隙的E型铁氧体部件16。根据本专利技术的一个优选实施例，所述扼流圈6是设计成饱和的，并且包括一个由直径0.2mm的60股绞合线组成一个40匝的绕组。所述扼流圈6的特征在于它包括一个当其绕组载有预定数值的电流时自动达到饱和的磁路。B1支路的开关12，如图1所示，是一个与功率二极管19串接的IGBT型的功率晶体管。二极管19在功率晶体管关时允许一个反向电压加到后者的端子上。当B1支路的电流为零时，标号为20的控制机构CMD的振荡电路谐振期间驱动功率晶体管的高频率转换。所述控制机构20还使得有可能避免在功率晶体管的端子上会出现的过电压。于是，借助本专利技术，当扼流圈6饱和时，就获得一种发生器，使得有可能感应出一个在宽范围内变化的加热功率，并且其数值不依赖于被加热容器的尺寸。如图3所示，对于从180V到270V变化的不同供电电压，除了在厨房器皿的直径为95cm并且供电电压大于230V的情形以外，吸收功率均大于2千瓦。在最后这一情形，发现吸收功率跌落是由于事实上已经达到了开关所能经受的极限电压；结果便自动调节开关端子上的电压，从而避免损坏开关。根据图4所示的第二实施例，图中元件和图1的那些完全一样的均带有同样标号，高频控制开关是一个电压对称的MCT(MOS控制的晶闸管)型的晶闸管21。使用这种型式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：米歇尔·奥古斯特·马隆，
申请(专利权)人：幕林克斯公司，
类型：发明
国别省市：