IGBT在电磁炉中的应用及解决方案

发布时间:2024-02-26  

分立式 IGBT 是现代基于逆变器的电磁烹饪产品的首选电源开关。随着能源成本持续上升以及消费者对更小型烹饪解决方案的需求增加,IGBT 技术必须不断发展以满足这些需求。


感应加热的基本原理由迈克尔·法拉第 (Michael Faraday) 于 1831 年发现,并由海因里希·伦茨 (Heinrich Lenz) 进一步发展。在磁性和电动势实验中,他们发现在磁场切换过程中,核心会产生热量。


基于这一基本原理,电磁炉使用磁场直接加热炊具,从而加热食物。这种烹饪方式越来越受欢迎,因为它比燃气灶更节能,因为它只加热炊具。它还快速且高度可控,因为只需改变磁场强度即可改变热量水平。


同样的感应技术现在也用于电饭锅中,与标准加热元件相比,它可以更好地传播热量,并且可以实现瞬时和精确的温度变化。电磁烹饪的一个主要优点是烹饪表面完全密封,因此更容易清洁,使烹饪过程比其他方法更卫生。


随着电磁烹饪设备变得越来越流行,消费者的期望也随之提高,这给设计人员带来了更大的挑战。由于全球能源成本不断上涨以及法规更加严格,效率是许多消费者关注的一个主要问题。设计人员还必须关注安全性和可靠性,确保产品不会出现故障而导致消费者无法烹饪并损害供应商的声誉。


为了使他们的产品组合脱颖而出,许多制造商都提供高级功能,例如启用 Wi-Fi 控制。当消费者评估这些附加功能时,价值和价格成为选择电磁烹饪设备越来越重要的标准。


电磁炉的核心是控制关键电源开关功能的绝缘栅双极晶体管 (IGBT)。因此,IGBT 是影响最终产品的效率、尺寸、可靠性和成本的关键因素。


显然,选择最佳的 IGBT 解决方案对于电磁炉设计人员来说至关重要。在大多数情况下,设计人员将重点关注最大集电极电流 (IC) 和最大集电极-发射极电压 (VCE) 等关键参数,以确保 IGBT 能够控制所需功率(对于烹饪应用,通常高达 2100 W)以及 VCEsat 和 Eoff,它们对于器件的运行效率至关重要。


为电路选择最佳拓扑也很重要,因为设计需要简单、可靠且节能。电磁烹饪中最流行的拓扑之一是单端并联谐振逆变器 (SEPR),尽管其功率水平相对有限。

wKgZomUKmC-ACINzAAEqY7C0jXA801.png


该拓扑主要由并联电感器和电容器谐振回路网络以及组合的 IGBT 和二极管以及一个小电容器组成,该电容器可提高 EMI 性能,并与二极管一起为电感器的谐振电流提供路径。逆变器通常由经过整流但未经过滤波器的市电线路电压供电,从而实现接近单位功率因数校正。


典型的工作频率在 20 至 60 kHz 范围内,从而完全避开可听范围。开关频率受到控制,软启动在较高频率下运行,最大功率向范围的较低部分输送。一般来说,感应烹饪应用的需求比电机驱动更简单,因为不需要硬开关能力、高短路额定值或特殊封装类型。


软开关拓扑通过使用零电压开关 (ZVS) 或零电流开关 (ZCS) 操作模式显著降低 IGBT 的开关损耗。在硬开关应用中,IGBT 开关上的压降可能会导致相当大的功率损耗。然而,在软开关应用中,这些损耗几乎可以忽略不计,从而提高了系统的整体效率。

wKgaomUKmDmActp-AAFszhYZGeY439.png

反向导通IGBT(RC-IGBT),在单个芯片上集成了IGBT和续流二极管(FWD)。它有比普通IGBT更低的损耗,较低的损失意味着烹饪时消耗的能源较少,从而降低消费者的运营成本。由于废热更少,RC-E 的运行温度将更低,从而提高可靠性。由于给定功率水平所需的冷却量较少,最终产品会随着散热器尺寸的减小而立即变得更小,从而降低成本。此外,这还有助于提高 IGBT 的效率并延长其使用寿命。


将场截止层与沟槽栅极结构相结合,RC-E的饱和电压大大提高,并且关断时消耗的能量非常少。与早期 NPT 技术相比,更薄的基板提高了传导和开关性能。与共同封装的二极管解决方案相比,RC-E 提供了更高的功率密度。使用RC-IGBT已经是如今电磁炉方案中的首选了。

wKgaomUKmGSAfHwBAAoFuhqPkXs304.png

浮思特电磁炉应用解决方案


文章来源于:电子工程世界    原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

相关文章

    上图中是一个电磁炉主板,我们要找地线,首先......
    电磁炉中的热敏电阻;随着科学技术的发展,产生了许多便利人类生活的电子产品,而电子产品由不同的电子元件组成,其中包括热敏电阻。热敏电阻是一种测温元件,它的作用是测量温度,将测......
    凹凸有致,烹饪更美味 ——视贝STP68电磁炉体验评测; 李安在台湾剧情片《饮食男女》里,用中国烹调艺术展现出东方餐饮文化的迷人魅力。生活里,我们皆为饮食男女,因一......
    什么是电陶炉它和电磁炉有什么区别;电磁炉作为家庭必备的厨电产品,已经走进千家万户,然而你知道电陶炉是什么吗?仅从名字上来看,两者非常相像,难道是“科技以换名为本”?话不多说,今天......
    HOLTEK新推出HT45R1005电磁炉OTP MCU; Holtek持续精进电磁炉产品技术开发,再推出更具性价比的电磁炉OTP  HT45R1005。HT45R1005封装......
    HOLTEK新推出HT45F0075第二代半桥电磁炉MCU; 【导读】Holtek针对半桥电磁炉应用领域,新推出HT45F0075第二代半桥电磁炉Flash MCU。HT45F0075提供......
    拆解电磁炉电路主要元器件; 先来看看电磁炉电路的主要元器件: 1、炉盘线圈 ......
    IGBT在电磁炉中的应用及解决方案;分立式 IGBT 是现代基于逆变器的电磁烹饪产品的首选电源开关。随着能源成本持续上升以及消费者对更小型烹饪解决方案的需求增加,IGBT 技术......
    和半桥拓扑结构的 开关频率通常在 20 至 50 kHz 之间。 图 2:IGBT用于焊接的全桥、半桥和双管正激拓扑结构 电磁炉 电磁炉的原理是,通过励磁线圈迫使电流在高磁导率材质的锅内循环。然后,逆变......
    实现最优的节能效果。 电磁炉电磁炉是家庭、公司、宿舍常用的非明火加热设备。传统电磁炉不具备智能控温的特点,容易被用户忽视,导致干烧过热等存在安全隐患的问题。通过添加红外温度传感器,从而......

我们与500+贴片厂合作,完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页,多渠道推广,SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力,原厂代理能轻松打入消费物联网(IOT)、信息与通信(ICT)、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

充分利用其强大的电子元器件采购流量,创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术,不仅可以助你轻松识别与连接到需求方,更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

我们的目标很明确:构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前,我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性,因此,我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上,您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师,以及10万的活跃客户群体...详细>>

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术,我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品,都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环,从引流、宣传到最终销售,全程跟进,确保每一个potential lead都得到妥善处理,从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>