基于桥式整流器的功率变换模块技术领域
本发明涉及控制电路，具体涉及基于桥式整流器的功率变换模块。
背景技术
近年来，随着环保和节能意识的逐步提高，一种新兴的"绿色的厨具"--电磁炉正
在家庭中普及。它改变了传统的明火烹调方式，利用电磁感应原理，使电流通过内置的线圈
时产生磁场，磁场内的磁力线感应到铁制器皿，产生无数高速运动的小涡流，涡流产生的巨
大循环能量转换为有效热能，使锅具自行高速加热，最终直接加热食物。电磁炉的热效率达
到90％以上，同时它无烟无灰，无污染，不升高室温，不产生一氧化碳等有害物质，安全环
保。电磁炉还采用了微电脑控制，能够随意控制温度。正是由于上述种种优点，电磁炉在发
达国家的家庭普及率已经达到80％以上。
为了提高电热转换率，家用电磁炉一般采用的是高频电磁炉，须将工频电整流成
直流电后再逆变成20kHz以上的高频振荡电流，在高频下，稳定功率输出就成了设计的难点
和关键所在。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是电磁炉功率输出不稳定，目的在于提供基于桥式整
流器的功率变换模块，提高电磁炉功率输出的稳定性，进而提升电磁炉的使用性能。
本发明通过下述技术方案实现：
基于桥式整流器的功率变换模块，包括功率开关电路和信号放大电路，所述功率
开关电路包括三极管Q7、三极管Q8、三极管Q9、二极管D7、二极管D8、二极管D9和电感L1，电
感L1一端接电压正极端，其另一端与二极管D9的阴极、三极管Q9的集电极、三极管Q8的集电
极、三极管Q7的集电极连接，三极管Q7的基极与二极管D7的阴极连接，其发射极与三极管Q9
的基极连接，二极管D7的阳极与三极管Q8的基极连接，三极管Q8的发射极、三极管Q9的发射
极、二极管D8的阳极共同接电压负极端并接地，二极管D9的阳极与二极管D8的阴极连接；所
述信号放大电路包括三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6、三极管Q10、二极管D5、二极
管D6，所述三极管Q10的基极为信号输入端，其集电极与三极管Q3的基极连接；三极管Q3的
集电极与三极管Q5的基极连接，其发射极与三极管Q6的基极连接，二极管D5的阴极与三极
管Q5的基极、二极管D6的阴极连接，其阳极与三极管Q4的基极连接，二极管D6的阳极连接三
极管Q5的发射极、三极管Q4的发射极、三极管Q6的集电极，同时与二极管D7的阴极连接，三
极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、三极管Q10的集电极接正5V电源，三极管Q3、三极管Q10、三极
管Q6的发射极共同接地。电感L1、二极管D5-D9和三极管Q3-Q10等构成电压谐振变换器，二
极管D8、二极管D9的作用是为部分谐振电流提供通路，保护功率开关管，三极管是电压谐振
变换器的主开关，三极管Q10的基极接收的信号是PWM信号，该信号由单片机提供。
进一步地，基于桥式整流器的功率变换模块，还包括电容C12，所述电容C12一端与
二极管D9的阴极连接，其另一端与二极管D8的阳极连接。
进一步地，基于桥式整流器的功率变换模块，还包括电容C13，所述电容C13一端接
电压正极端，其另一端与电压负极端连接。电容C12、电容C13能增强电压耐受能力。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本发明利用电感L1、二极管
D5-D9和三极管Q3-Q10等元器件构成电压谐振变换器，设置二极管D8、二极管D9的作用是为
部分谐振电流提供通路，保护功率开关管，三极管是电压谐振变换器的主开关，整个装置提
高了电磁炉功率输出的稳定性，进而提升了电磁炉的使用性能。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部
分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本
发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作
为对本发明的限定。
实施例
如图1所示，基于桥式整流器的功率变换模块，包括功率开关电路和信号放大电
路，所述功率开关电路包括三极管Q7、三极管Q8、三极管Q9、二极管D7、二极管D8、二极管D9
和电感L1，电感L1一端接电压正极端，其另一端与二极管D9的阴极、三极管Q9的集电极、三
极管Q8的集电极、三极管Q7的集电极连接，三极管Q7的基极与二极管D7的阴极连接，其发射
极与三极管Q9的基极连接，二极管D7的阳极与三极管Q8的基极连接，三极管Q8的发射极、三
极管Q9的发射极、二极管D8的阳极共同接电压负极端并接地，二极管D9的阳极与二极管D8
的阴极连接；所述信号放大电路包括三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6、三极管Q10、
二极管D5、二极管D6，所述三极管Q10的基极为信号输入端，其集电极与三极管Q3的基极连
接；三极管Q3的集电极与三极管Q5的基极连接，其发射极与三极管Q6的基极连接，二极管D5
的阴极与三极管Q5的基极、二极管D6的阴极连接，其阳极与三极管Q4的基极连接，二极管D6
的阳极连接三极管Q5的发射极、三极管Q4的发射极、三极管Q6的集电极，同时与二极管D7的
阴极连接，三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、三极管Q10的集电极接正5V电源，三极管Q3、三极
管Q10、三极管Q6的发射极共同接地。基于桥式整流器的功率变换模块，还包括电容C12、电
容C13，所述电容C12一端与二极管D9的阴极连接，其另一端与二极管D8的阳极连接，所述电
容C13一端接电压正极端，其另一端与电压负极端连接。
本实施例中，设置电感L1、二极管D5-D9和三极管Q3-Q10等构成电压谐振变换器，
二极管D8、二极管D9的作用是为部分谐振电流提供通路，保护功率开关管，三极管是电压谐
振变换器的主开关，三极管Q3-Q6将PWM信号进行信号放大，三极管Q7-Q9相当于功率开关
(用Q表示)，当主开关Q导通时，使直流电压加在电感L1上，电感L1中的电流开始按指数规律
上升，通过电感L1向负载传输能量，电感L1发热，同时，电感L1中也储存能量。当开关Q关断
后，电感L1中的能量向电容C13转移而发生谐振。三极管Q10的基极的PWM信号输入控制负荷
电流，通过改变PWM占空比实现自由调节和控制功率，使功率稳定输出。
本实施例中使用的元器件及其规格如下：电阻R20-2.2K，电阻R21-650，电阻R22-
3K，电阻R23-2K，电阻R24-1K，电阻R25-1K，电阻R26-3.3K，电阻R27-200，三极管均采用
2N2368，二极管均采用1N4148，电容C12-0.3F，电容C13-5uF。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步
详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明
的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含
在本发明的保护范围之内。