用于器具的改进的感应加热电路、保护电路和冷却系统

摘要

一种用于器具的感应加热电路，所述感应加热电路包括：AC电源，所述AC电源具有连接到所述AC电源的活动线路的AC监测输出，所述AC监测输出提供从所述AC电源汲取的电流的指示；控制电路，所述控制电路包括至少一个处理器和半导体电流传感器，所述半导体电流传感器被布置成：i)检测从所述AC电源汲取的电流，以及ii)基于检测到的电流输出输出电压；以及感应驱动电路，所述感应驱动电路用于驱动包括半导体开关的器具的感应器，其中所述半导体开关至少基于所述输出电压由所述处理器控制。

说明书

技术领域

本发明大体上涉及一种用于器具的改进的感应加热电路、保护电路和冷却系统。

背景技术

许多不同的器具利用感应加热技术来加热负载。举例来说，感应烹饪台面(或灶台)可以利用感应元件来加热锅，可以使用感应线圈来加热水壶以加热水壶内的液体，且牛奶起泡器可以使用感应加热来加热液体，例如在容器里的牛奶。

感应加热电路使用磁感应原理在“负载”上产生热量。如上所述，负载通常可以是烹饪锅、杯型锅和水罐。与使用加热元件和气体的常规加热相比，此感应加热技术具有若干优点。一个重要的优点是较低的能量损耗，因为来自加热电路的磁场被负载完全吸收，进而磁场的能量在负载上产生热量。因此，实际上，没有热量散失到周围。相比之下，加热元件和气体向周围散发一些热量。另一优点是，由于加热回路不产生任何热量，因此其表面不会变热，尽管实际上，所述表面会因为其直接与被磁感应加热的负载底座接触而变热。

然而，在已知的感应加热系统中，在测量和/或控制感应加热系统汲取的电流量方面可能会出现问题。

感应式开关元件可以用在高功率电路中，因此可能会受到高瞬态电压(例如1200V)和高瞬态电流(例如100A)的影响。开关元件可能由于若干原因而损坏，例如，高于开关元件额定值的过电压或过电流，以及在开关元件两端的电压较高时导通开关元件。一些常用技术使用笨重的电流互感器和高速ADC(模数转换器)将电压和电流转换为数字信号，然后将所述数字信号发送到微控制器以确定开关元件是否发生过电压或过电流情况。接着，当电压或电流超过预定义的阈值限制时，微控制器可以断开IGBT(绝缘栅双极晶体管)。但是，当监测感应式开关元件的操作电压和/或电流时，可能会出现问题，因为微控制器对过电压或过电流情况的反应可能太慢。

感应元件和电路元件在这些类型的系统中使用时会变热。然而，用于感应加热系统的已知冷却布置可能无法有效地操作以冷却感应元件和电路元件。

发明内容

本发明的目的是基本上克服或至少改善现有布置的一个或多个缺点。

公开了试图通过提供一种改进的感应加热系统和方法来解决上述问题的布置，并且确切地说，通过提供一种用于监测由感应器的电源汲取的电流的改进的方法和系统。

根据本公开的第一方面，提供了一种用于器具的感应加热电路，所述感应加热电路包括：AC电源，所述AC电源具有连接到所述AC电源的活动线路的AC监测输出，所述AC监测输出提供从所述AC电源汲取的电流的指示；控制电路，所述控制电路包括至少一个处理器和半导体电流传感器，所述半导体电流传感器被布置成：i)检测从所述AC电源汲取的电流，以及ii)基于检测到的电流输出输出电压；以及感应驱动电路，所述感应驱动电路用于驱动包括半导体开关的器具的感应器，其中所述半导体开关至少基于所述输出电压由所述处理器控制。

优选地，半导体电流传感器是霍耳效应集成电路半导体电流传感器。

优选地，半导体电流传感器直接连接到AC监测输出。

优选地，半导体电流传感器被进一步布置成检测使用感应器加热的器具的负载，由此，通过半导体电流传感器检测负载，感应驱动电路被布置成驱动感应器以加热负载并使处理器生成加热操作状态，其中处理器被布置成基于输出电压和加热操作状态确定操作状态，并且基于操作状态控制感应驱动电路。

优选地，处理器被布置成基于操作状态来确定故障存在。

优选地，处理器被布置成基于操作状态来确定负载已被移除。

优选地，处理器被布置成基于操作状态来确定热量未经由感应器施加到负载。

优选地，处理器被布置成基于操作状态来确定热量正经由感应器施加到负载。

根据本公开的第二方面，提供了一种用于保护器具中的感应加热电路的保护电路，所述保护电路包括监测电路，所述监测电路被布置成监测感应加热电路中的开关装置，其中，通过所述保护电路来监测与导通电压有关的第一电压、与最大过电压有关的第二电压以及与最大电流有关的电流，其中，所述电路进一步包括逻辑电路，所述逻辑电流基于所述第一电压、所述第二电压和所述电流来钳位用于所述开关装置的开关信号。

优选地，监测电路具有高速比较器，以将第一电压、第二电压和电流与预定义阈值进行比较。

优选地，保护电路具有光电耦合器，所述光电耦合器被布置成向逻辑电路提供电隔离并且将与所监测的第一电压、所监测的第二电压和所监测的电流相关联的值传送到所述逻辑电路。

优选地，保护电路进一步具有至少一个单稳态多谐振荡器，所述至少一个单稳态多谐振荡器被布置成扩展与所监测的第一电压、所监测的第二电压和所监测的电流相关联的信号。

根据本公开的第三方面，提供了一种用于具有感应加热电路的器具的冷却系统，所述冷却系统包括：气流输入，所述气流输入向风扇提供输入空气，其中风扇被布置成垂直于第二方向而改变输入空气的气流方向，其中第二方向上的空气经过散热器以冷却感应电路元件，从散热器排出的空气通过气流转向元件导向感应器。

优选地，气流输入在水平方向上，从散热器排出的空气在竖直方向上，以及引导空气从散热器排出的气流转向元件在水平方向上。

优选地，冷却系统具有位于所述感应器下方地通风孔，以允许冷却感应器的空气在通过感应器后排出。

还公开了其它方面。

附图说明

现将参考图式和附录描述本发明的至少一个实施例，其中：

图1示出了根据本公开的实施例的牛奶起泡器；

图2示出了使用中的图1的牛奶起泡器；

图3示出了根据本公开的实施例的感应加热电路板的仰视图；

图4示出了图3的感应加热电路板的俯视图；

图5示出了根据本公开的实施例的用于驱动感应线圈以加热负载的高压电路；

图6示出了根据本公开的实施例的从高压电路获取的高压读数的屏幕截图；

图7示出了根据本公开的实施例的感应驱动电路；

图8示出了根据本公开的实施例的控制器电路和到微控制器的连接端口；

图9示出了根据本公开的实施例的电源电路；

图10示出了根据本公开的实施例的电压/电流比较电路；

图11示出了根据本公开的实施例的光电耦合器电路；

图12示出了根据本公开的实施例的逻辑电路；

具体实施方式

在对具有相同附图标记的步骤和/或特征的附图中的任一个或多个进行参考的情况下，除非相反地呈现，否则那些步骤和/或特征出于此描述的目的具有相同功能或操作。

应注意，“背景技术”部分中含有的与现有技术布置有关的任何论述均涉及对通过其各自的出版和/或使用形成公共知识的文件或装置的论述。这不应被解释为本发明人或专利申请人以任何方式形成本领域中的公共常识的部分的此类文件或装置的表示。

在图1中示出了呈牛奶加热器和起泡器形式的示例器具，其中未示出起泡器的外部覆盖物以使得能够示出内部工作。

起泡器101包含底座103，金属容器(未示出)可搁置在所述底座上。金属可以是任何合适的含铁金属，例如不锈钢。活动棒105可以在垂直位置(如图1所示)与非垂直位置之间移动，以允许将容器放置在底座103上，其中所述棒位于容器内部，如图2所示。

感应PCB 113含有感应加热电路、AC电源、控制电路和感应驱动电路。感应驱动电路驱动感应器115。

具有多个散热片的散热器117位于从离心式风扇引出的另一气流路径中。散热器117用于冷却感应加热电路的半导体开关(IGBT)和整流器，这将在下文更详细地描述。

如图1所示，进入的空气沿着水平方向上的气流或沿着水平路径(相对于器具所在的表面，或相对于器具的底座的表面)通过风扇109。风扇改变气流方向，以使从风扇输出的气流垂直于输入气流。也就是说，在此情况下，风扇将气流的方向向下改变90度。从风扇输出的气流穿过散热片，并遇到形成为弯曲部分的气流转向元件119，所述弯曲部分改变气流的方向，使得气流从向下(竖直)方向变为横向(水平)方向，以便将进入的空气水平地引导到感应器115。气流转向元件可以由与底座相同的材料形成。在感应器下方是通风口121，所述通风口允许空气流在通过感应器115并到达气流通道中的壁123后排出。此布置提供器具的电路元件以及感应器115两者的冷却。

图2示出了图1的牛奶起泡器101，其中在起泡器的底座上设有容器201。

感应加热电路通常由3部分组成，即高压电路、感应驱动电路和控制器电路。高压电路将干线电源转换为高频信号，所述高频信号为感应线圈供电以便生成磁场。通过在高频下导通和断开半导体开关产生高频信号。驱动电路部分将来自控制器电路的开关信号升压到较高电压，而不改变其时序特性。控制器电路通常由微控制器组成，所述微控制器产生开关信号并允许与其它微控制器通信。

感应加热电路基于“单开关”拓扑，因为它仅使用一个开关装置，即IGBT(绝缘栅双极晶体管)。此拓扑的优点是简单，同时能够实现高功率输出(例如，高达3kW)。它的简单性允许使用更紧凑的外形尺寸，以及使用更具成本效益的低端微控制器。尺寸紧凑的一个原因是，不需要用于检测正被汲取电流的干线电流的电流互感器。如图3和图4所示，从设计中移除此电流互感器导致电路板的大小减小到仅140mm x 102mm。电路板的总高度(不包含散热器)约为45mm。图3示出了感应加热电路板的仰视图。图4示出了感应加热电路板的俯视图。

图5示出了用于驱动感应线圈501以加热连接到图5中所示的Pr1和Pr2的负载的高压电路。呈IGBT(绝缘栅双极晶体管)503形式的开关由微控制器(参见图8)通过由微控制器生成的开关信号来控制，以在线路VG上驱动IGBT。

高压电路具有由缠绕在共模铁芯周围的一对感应器形成的共模感应器505、全波整流器507以及由感应器Lf和电容器Cf组成的LC滤波器。

高压电路由3部分组成，即滤波器、LC谐振回路和开关503，如图5所示。滤波器使用全桥整流器507、Df和LC滤波器(Lf和Cf)将50/60Hz干线电压转换为DC电压。给定240VAC，则DC电压为

LC谐振回路由电容器Cr和感应线圈501Lr组成，所述感应线圈连接到端口Pr1和端口Pr2。LC对充当电谐振器，所述电谐振器交替地存储电能并以固定频率生成振荡信号。频率为

在Lr＝75μH，Cr＝0.33μF的情况下，频率约为32kHz。

开关Qs1是具有高额定功率的半导体开关，在本文中称为IGBT(绝缘栅双极晶体管)。当IGBT导通时，DC电压为线圈和电容器充电，从而使得电能存储在LC谐振回路中。线性增加的电流穿过线圈，如图6中的方框607中的波形605所示，所述波形示出了在示波器的屏幕截图中的由高压电路生成的电压。开关信号示出为方波601。IGBT电压示出为波形603。感应线圈电流示出为波形605。方框607示出了导通阶段。方框609示出了断开阶段。

当开关断开时，能量在LC谐振回路内释放。如图6中的方框609中的波形603和波形605所示，电压和电流分别开始振荡。当电压接近零时，IGBT再次导通并循环重复。在IGBT的电压接近零时导通IGBT的实践通常称为“软开关”，建议这样做以免损坏IGBT。

开关信号是具有固定周期的方波(图6中的波形601)。方波的幅度在0和+15V之间切换，其分别导通和断开IGBT。更长的Ton阶段将导致更多能量存储在LC谐振回路中。因此，当IGBT断开时，由LC谐振回路生成的电流和电压会更高。

在此实施例中，方波的周期在36μs至49μs的范围内。Ton可能在8μs到26μs范围内，并且可以手动地调节Toff，以使IGBT电压在下一次导通阶段之前接近零。电路汲取的电流分别在3A到16A范围内。如果Ton小于8μs，则在断开阶段期间IGBT两端的电压将永远不会归零。因此，当IGBT导通时，其两端会有相当高的电压，这可能会损坏IGBT。此情况称为“硬开关”。在Ton＝26μs的情况下，IGBT峰值电压超过1500V，且峰值电流超过80A。本文中所描述的过程可用于降低在由IGBT生成的高压和电流方面任何潜在问题的风险。

图7示出了具有呈芯片UCC5310M形式的IGBT驱动器701的感应驱动电路的实施例。驱动电路用于增强开关信号以便控制IGBT。引脚D3以方波开关信号的形式向IGBT驱动器701提供输入，所述方波开关信号由微控制器生成(参见图8中的PMIN1的引脚6)。感应驱动电路的输出VG用于驱动IGBT(参见图5)。

驱动器701的接地GND通过10μH感应器(未示出)桥接到高压接地(图5中的GNDHV)。此感应器由1匝漆包的AWG14导线围绕小的环形磁芯制成。此感应器允许直接电连接，但可以阻止来自高压电路的任何电流浪涌损坏图7的驱动电路。

控制器电路主要由微控制器模块和电流传感器801组成，如图8所描绘。应理解，可以使用一个或多个合适的微控制器，但是(一个或多个)微控制器的编程特定于本文中所描述的操作。微控制器通过PMINI1端口和PMINI2端口连接到电路，如图8所示。在此实施例中，微控制器仅考虑下表1中所示的输入引脚和输出引脚。然而，应理解，微控制器可以被配置成根据需要与另外的输入和输出一起操作。

如图8所示，半导体电流传感器801从图5所示的高压电路的AC输入接收两个电流感测输入CS1和CS2。在此实施例中为芯片U1、ACS723LLCTR-10AB的传感器801经由CS1和CS2产生输出信号A2，所述输出信号是相对于所测量的电流线性变化的电压。也就是说，输出电压信号A2与从干线电源汲取的电流成线性比例。举例来说，当PWM的Ton处于最小电平(8微秒)时，汲取的干线电流约为3安培，并且随着Ton的增加而增加。当干线电流高于预定义限值(例如2安培)时，微控制器可接着将D7设置为HIGH。当Ton处于12微秒时移除负载，干线电流将从5安培降到1安培以下。微控制器将使用电流传感器检测此情况，且因此将D7设置为LOW并将Ton减小到8微秒。

当负载处于适当位置时，电流将跳转到超过限值的3A(因为Ton已经处于8微秒)，在D7设置为HIGH且Ton逐渐增加的情况下，恢复正常操作。

根据一个示例，半导体电流传感器是霍耳效应集成电路半导体电流传感器。可以使用任何其它合适的电流传感器。此传感器可能适用于AC和DC两者。如前所述，在现有系统中，如果将电流互感器用于低频(50/60Hz)，则互感器需要具有特定大小并由特定材料制成，这通常会导致互感器体积过大。

如下表1所示，将输出电压A2馈入到微控制器中。

表1.微控制器的输入引脚和输出引脚的列表。

当微控制器在D5感测到HIGH时，它将在D3输出开关信号，继而经由到引脚2处的IGBT驱动器701的输入来控制高压电路。如图8所示，D5连接到另一连接器(RAI)，所述连接器又连接到生成D5信号的另一微控制器。在此实施例中，开关信号的Ton将在2秒内从8μs增加到14μs(在此实施例中为预设最大值)。当Ton不为零时，微控制器将引脚D6设置为HIGH。D6将指示加热电路处于活动状态的反馈信号提供到另一微控制器。举例来说，一旦PWM处于活动状态，即Ton不为零，则将D6设置为HIGH。微控制器可以等待D5变为HIGH，当D5为HIGH时，微控制器在D3处输出PWM并将D6设置为HIGH。D5的HIGH状态与D6的HIGH状态之间可能会有短暂的延迟，因为微控制器需要时间来做出反应并启用其计时器。

如果电流传感器801测得有足够的电流来驱动感应器，则微控制器会在引脚D7上产生HIGH信号，所述信号指示从干线汲取的电流超出阈值(其中阈值表示驱动感应器所需的最小电流)。举例来说，当负载(烹饪锅或水罐)放置在感应线圈上方时，这将是典型情况。如果负载被移除或被在线圈上方放置得过高，则微控制器会基于电流传感器801测得的电流低于阈值而在引脚D7上输出LOW。因此，微控制器可以基于由电流传感器80测得的电流和由电流传感器生成的输出电压A2来检测负载的存在。表2概括了这两个指示符的逻辑。

当另一控制器将D5设置为HIGH时，开关信号(PWM)被激活，且其Ton在几秒钟内从其最小值(8微秒)增加到预编程的最大值(例如12微秒)。如果负载(例如牛奶罐)被移除，则干线电流将降到由电流传感器检测到的预定义限值以下。反过来，Ton会降低到其最小水平(8微秒)。当负载再次处于适当位置时，干线电流将增加到其限值(再次由电流传感器检测到)以上，处理器接着恢复其正常操作，并将Ton增加到预编程的最大值。

当输入D5为LOW时，开关信号变为LOW，这将立即断开高压电路。D6和D7两者也都应为LOW。如果D7为HIGH，这意味着汲取了足够的干线电流，则电路中可能存在故障。应激活警报以警示用户断开系统。

表2.加热状态和电流状态的逻辑指示符。

电流传感器801U1测量从干线汲取的电流。干线电流经由输入CS1和CS2流动穿过传感器801的一侧，这产生随着输入侧的电流线性地变化的电压A2输出。由于在此实施例中的传感器801的额定值为10A，因此当电流在一个方向上在0到10A范围内变化时，输出电压A2在2.5V到5V范围内变化。当电流改变其方向时，输出电压A2将在2.5V到0V范围内变化。

通过使用基于半导体的传感器，由于不再需要电流互感器来感测电流，因此设计变得更加紧凑。在感应加热电路的常规设计中，通常使用电流互感器。此互感器更高且具有大得多的占地面积。

图9所示的电源电路含有若干电压调节器，因为各种组件需要电隔离和不同的电压。初级电源单元901U100将干线电压转换为18VDC，并通过端口P100将其提供给电压降压电路903。使用线性调节器905U102将18VDC降压到15VDC。接着，使用隔离的DC-DC转换器909U101在电压降压电路907中将15VDC进一步降压到5VDC。因此，控制器电路与驱动器电路和高压电路电隔离。

概括地说，上述感应加热电路由高压电路、驱动电路和微控制器电路组成。高压电路将干线电压转换为DC电压。电源开关(IGBT)导通和断开，使得在导通阶段，DC电压将能量存储在LC谐振回路中，而在断开阶段，则将能量释放。此类高频交流电生成高频磁场，进而在负载上生成热量。IGBT由开关信号控制，所述开关信号由微控制器生成并由驱动电路增强。

以下描述了用于监测感应器开关(IGBT)电压和电流并基于监测来控制开关信号的电路和过程。

此文件描述了用于感测IGBT的电压和电流以防止损坏IGBT的低成本技术。所述技术仅需要若干逻辑IC、光电耦合器和常规微控制器。电路将IGBT的电压和电流与指定的限值进行比较。比较输出信号通过光电耦合器发送到微控制器电路。这些信号可以立即钳位来自微控制器的PWM信号以断开IGBT。此特征是必需的，因为常规微控制器在需要时会太慢而无法断开IGBT(在几微秒内)。单稳态多谐振荡器也可用于“扩展”这些信号，因为它们可能是短脉冲(以微秒为单位)且太快而无法被常规微控制器检测到。接下来的两段将更详细地描述技术。

图10示出了根据此实施例的电压/电流比较电路。

IGBT的VCE 1001被输入到电压/电流比较电路中，并且在此实施例中，在点VCEATT处被减弱约84倍。分压电路1003(R190-R199和R106)用于减弱输入电压IGBT VCE。接着使用高速比较器1005和1007(在此实施例中，高速比较器1007为芯片LM339)将经减弱的电压VCEATT与两个指定的电压限值(VREFTOOV和VREFMAXOV)进行比较。下限VREFTOOV用于确定在导通IGBT之前，经减弱的电压VCEATT是否在安全限值内(即，低于预定阈值)。这称为“导通过电压”或TOOV。在此示例中，将VREFTOOV设置为1.36V。也就是说，仅当IGBT的Vce低于1.36x84＝114V时，IGBT才会导通。

上限VREFMAXOV用于确定经减弱的电压VCEATT是否超出最大过电压限值(MAXOV)。在此示例中，将此限值设置为14.33V，且因此过电压限值为14.33x84＝1200V。根据此示例，基于IGBT最大额定电压选择此限值，所述IGBT最大额定电压所示的特定电路中为1200V。

为了进行电流感测，IGBT的电流穿过电流感测电阻器R108，并使用另一比较器1009(LM339)将电阻器R108两端的电压与指定的限值VREFMAXOC进行比较。作为电流感测电阻器的替代例，可以使用电流互感器。对于100A的电流限值，R108的电阻经选择为0.01欧姆，且将VREFMAXOC设置为1V作为阈值。

接着，三个比较输出(COMPTOOV、COMPMAXOV和COMPMAXOC)通过三个光电耦合器(1101、1103、1105)传播到逻辑/微控制器电路，如图11所示，以提供与IGBT电压的电隔离。光电耦合器的输出分别称为TOOV、MAXOV和MAXOC。

在图12的逻辑电路中，比较输出TOOV(在光电耦合之后)与PWM信号(即，图6中的开关信号601)进行AND运算1203，并且TOOV也被反向到正确的极性并与PWM信号进行AND运算1201。

首先，当IGBT的Vce超出导通过电压限值时，COMPTOOV将PWM钳位到LOW，直到Vce低于限值为止。因此，导通过电压信号将PWM(开关信号)钳位到低状态，由此断开开关组件(IGBT)。电路包含U201A[1203]和U200A。接着，所得PWM具有较小的导通时间，这将导致下一循环中的Vce降低。因此，这形成负反馈以调节PWM宽度，使得IGBT在安全限值下操作。COMPTOOV和PWM的AND运算也传递到单稳态多谐振荡器，使得微控制器可以检测到它。当超出限值时，微控制器可以对发生的次数进行计数并断开PWM。

其次，COMPMAXOV和COMPMAXOC由单稳态多谐振荡器扩展，所述单稳态多谐振荡器的输出由微控制器检测并与PWM进行AND运算。PWM在某一周期内被钳位，直到微控制器检测到这两个比较输出并断开PWM为止。

上述电路检测IGBT的电压和电流是否超出一组限值并输出数字信号。在此示例中，将最大电压和电流分别设置为1200V和100A，且将导通期间的最大电压设置为114V。这些信号被馈送到微控制器，使得其可以断开PWM以防止损坏IGBT。由于微控制器无法在几微秒内做出反应，因此这些信号还会暂时钳位PWM，直到微控制器正确地断开PWM为止。因此，当比较器输出信号(COMPTOOV、COMPMAXOV和COMPMAXOC)中的任一个为低时，AND门的输出将为低的，而与PWM的状态(高或低)无关。如果所有比较器输出信号(COMPTOOV、COMPMAXOV和COMPMAXOC)为高，则AND门的输出沿循PWM。

在此实施例中，电路由以下组成：

1. 1x14-引脚LM339方形比较器

2. 2x8-引脚VO2630双高速光电耦合器

3. 1x14-引脚74HC14六角施密特触发器反相器

4. 1x14-引脚74HC08方形AND门

5. 2x16-引脚74HC123双单稳态多谐振荡器

6.无源组件(电阻器和电容器)

预期总占地面积小于30x60mm

根据一个示例，提供了一种感应加热电路，其包含用于测量AC干线电流的霍耳效应集成电路电流传感器。这样使得能够进行干线过电流检测和负载检测。可以在单个开关拓扑中使用半导体开关组件(例如IGBT)。开关组件可以由(低端或简单)处理器生成的开关信号驱动。快速动作保护电路可以将开关组件的电压和电流与实施为模拟电路的预先配置的电平进行比较。保护电路可以经由光电耦合器将比较器输出传输到处理器侧，所述光电耦合器可以接着在几微秒内钳位开关信号。

可以通过监测电流传感器并检测感测到的电流达到指示存在负载的定义阈值来执行负载检测。举例来说，如果存在负载，则从干线汲取的电流将超出某一限值。接着，微控制器可以检测到所得传感器的输出电压，以使微控制器能够基于感测到的电流来确定负载状态(例如，负载存在或不存在)。

根据另一示例，可以提供快速动作电路，所述快速动作电路通过监测开关组件的集电极和发射极之间的电压以及开关组件的栅极和发射极之间的电压来保护感应加热电路中的开关组件免于过电压。电路可以通过监测流动穿过开关组件的集电极和发射极的电流来保护过电流。电路可以包含高速比较器以作为监测电路的一部分，以将电压和电流与预定限值进行比较。电路可以包含光电耦合器，以将比较器输出值(电压值和电流值)传输到处理器侧(例如逻辑电路)并提供电隔离。电路可以包含逻辑电路，所述逻辑电路包含AND门，以将所传输的比较器输出与开关信号耦合，使得当电压或电流中的任一个超出其限值时，AND门的最终输出为低状态，因此，有效地断开开关组件。电路可以包含单稳态多谐振荡器，以扩展比较器输出信号(例如，所监测的电压信号和所监测的电流信号)，从而允许微控制器检测过电压或过电流。电路可以包含3个2-输入AND门的级联。替代地，电路可以包含单个4输入AND门。其它合适的逻辑电路布置还可以用于执行相同的逻辑功能。

应理解，代替微控制器，也可以使用定时电路生成开关信号。

行业适用性

所描述的布置适用于感应加热行业，且确切地说适用于器具感应加热行业。

前面仅描述了本发明的一些实施例，并且可以在不脱离本发明的范围和精神的情况下对其进行修改和/或改变，这些实施例是说明性的而不是限制性的。

在本说明书的上下文中，词语“包括”是指“主要包含但不一定单独包含”或“具有”或“包含”，而不是“仅由……组成”。单词“包括”的变化形式具有相应不同的含义。