尚朋堂電磁爐原理圖解及檢修方法.doc

電磁爐原理圖解一、電磁爐系統(tǒng)框圖EMI濾波AC +AC - 電 +5V +12V 源 +16V電流偵測(cè)同步振蕩IGBT驅(qū)動(dòng)過壓保護(hù)電流負(fù)反饋控制風(fēng)扇蜂鳴器鍵盤顯示CPU IGBT溫度檢測(cè)鍋低溫度檢測(cè)按鍵檢測(cè)電壓檢測(cè)功率控制鍋具檢測(cè)IGBT過溫保護(hù)溫度控制圖（1）如圖（1）所示高頻電磁爐原理方框圖。它是由EMI濾波電路、電源回路、主回路、單片機(jī)控制電路和保護(hù)電路等單元電路組成。它的工作原理是，首先將220V交流電轉(zhuǎn)換為直流電壓，再通過勵(lì)磁線圈加到IGBT上，IGBT受驅(qū)動(dòng)信號(hào)的控制而導(dǎo)通截止，再勵(lì)磁線圈中有頻率為20KHZ50KHZ的電流流過，勵(lì)磁線圈的周圍將產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)，若此時(shí)有鐵鍋至于爐臺(tái)上在鍋底內(nèi)會(huì)有渦流產(chǎn)生，此時(shí)渦流克服鍋體內(nèi)阻流動(dòng)時(shí)，將電能轉(zhuǎn)換成熱能，作為烹飪的熱源如圖（2）。圖（2）二、部分電路簡(jiǎn)要說明1、EMI濾波電路當(dāng)AC電壓加入時(shí)，可能會(huì)有干擾串入，影響電磁爐工作，加上電磁爐在工作時(shí)，本身會(huì)產(chǎn)生雜訊及干擾信號(hào)會(huì)有電源回路而影響到外界的電器裝置，故有EMI濾波電路來防止此干擾。2、主回路如（圖1）所示，IGBT是受矩形脈沖驅(qū)動(dòng)的，當(dāng)IGBT導(dǎo)通時(shí)，流過勵(lì)磁線圈的電流迅速增加，當(dāng)IGBT截止時(shí)，（L/C）回路發(fā)生諧振，IGBT的集電極產(chǎn)生脈沖高壓，當(dāng)此高壓降至接近0是（勵(lì)磁線圈中的電流正在反向減?。?qū)動(dòng)脈沖再次加到IGBT的基極，使IGBT再次到通。驅(qū)動(dòng)矩形脈沖信號(hào)的寬度決定了電磁爐負(fù)荷電流的大小。3、同步電路同步電路嚴(yán)密監(jiān)視主回路的工作狀況，當(dāng)IGBT電壓下降接近0V時(shí)，輸出一個(gè)觸發(fā)脈沖強(qiáng)行使IGBT導(dǎo)通，是振蕩電路開始下一個(gè)周期的震蕩。這樣可以避免勵(lì)磁線圈中的電流瞬間變化太大，保護(hù)了關(guān)鍵部件IGBT。4、振蕩電路振蕩電路輸出矩形脈沖。正常工作時(shí)該矩形脈沖的上升沿時(shí)刻受同步電路的強(qiáng)制控制，以確保與主回路LC諧振電路同步，而矩形脈沖的寬度受電流負(fù)反饋電路的控制。5、電流負(fù)反饋電路符合電流的反饋信號(hào)和單片機(jī)輸出的PWM信號(hào)相比較形成電流負(fù)反饋的輸出，這樣可限制負(fù)荷電流不至于過高。改變PWM的占空比就可以控制負(fù)荷電流的大小。6、過壓保護(hù)電路該電路嚴(yán)密監(jiān)視市電上尖峰干擾和IGBT集電極的電壓，一旦電壓過高立刻關(guān)斷驅(qū)動(dòng)信號(hào)保護(hù)關(guān)鍵部件IGBT。該電路是由全硬件實(shí)現(xiàn)的，因此保護(hù)速度極快。7、電源電路電源電路輸出三組電壓，+5V主要對(duì)單片機(jī)供電；+12V主要給風(fēng)扇供電；+16V用在比較器供電和驅(qū)動(dòng)電路中用于驅(qū)動(dòng)IGBT導(dǎo)通。8、單片機(jī)及其周邊電路單片機(jī)的加入使電磁爐實(shí)現(xiàn)了智能化，使它增色不少。其中主要包括提供良好的人機(jī)界面、功率自動(dòng)控制、溫度自動(dòng)控制、定時(shí)控制及各種自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警等。如（圖1）所示，單片機(jī)對(duì)幾路輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，根據(jù)模/數(shù)轉(zhuǎn)換值，對(duì)電磁爐的工作狀況進(jìn)行推理、判斷，找出其中的最佳方案，對(duì)電磁爐進(jìn)行控制。單片機(jī)的幾路輸入的模擬信號(hào)分別為市電電壓信號(hào)、負(fù)荷電流信號(hào)、IGBT的溫度信號(hào)、鍋底溫度信號(hào)。單片機(jī)的有4路輸出，一是PWM信號(hào)，控制負(fù)荷電流；二是控制信號(hào)，可開通或關(guān)斷驅(qū)動(dòng)IGBT的矩形脈沖；三是蜂鳴器控制輸出，可給用戶提示；四是風(fēng)扇控制信號(hào)，風(fēng)扇工作可使IGBT降溫。SR-181F電磁爐工作原理一 電源電路工頻220V交流電經(jīng)D1、D2整流C57濾波，得到300V直流電壓，由開關(guān)變壓器T2腳進(jìn)入腳出來送至開關(guān)管Q55的漏極（D極）從Q55原極（S極）經(jīng)FB1、R74到地構(gòu)成回路。由R81、R76給Q55柵極（G極）提供一個(gè)啟動(dòng)電壓讓開關(guān)管Q55工作與開關(guān)狀態(tài)。（C59、R75、D58組成尖峰脈沖吸收回路）開關(guān)變壓器T2腳經(jīng)C68、R73給Q55提供反饋電壓穩(wěn)定工作狀態(tài)，Q56、U2C構(gòu)成穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)電路。從T2腳輸出經(jīng)D52整流，C70濾波得到12VDC電壓給風(fēng)扇工作。16VDC從T2腳輸出經(jīng)D53整流C69濾波L3耦合輸出16VDC給整機(jī)提供工作電壓。5VDC由12V經(jīng)D59、D69、D70、D65、D67、Q54、R79、U2D、ZD52組成穩(wěn)壓輸出給CPU供電。二、 CT檢鍋電路檢鍋電路從檢測(cè)電壓器次極輸出整流C30濾波，送至 VR1電位器調(diào)接后：一路經(jīng)R107、C91、R58、C51、R59、C52濾波送進(jìn)CPU腳進(jìn)行檢測(cè)。另一路經(jīng)R58、R108送至U2A腳與腳比較從腳輸出經(jīng)R68、D51去控制PWM信號(hào)實(shí)現(xiàn)保護(hù)。三 、風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)信號(hào)由CPU腳（PD0）輸出經(jīng)R84、R83使Q57導(dǎo)通，Q57集電極Q52導(dǎo)通，12V經(jīng)Q52 E極進(jìn)去從C極輸出經(jīng)L4給風(fēng)扇供電，風(fēng)扇導(dǎo)通同時(shí)經(jīng)R66、ZD54、Q58、R104送入U(xiǎn)2B腳與腳基準(zhǔn)比較，從腳輸出，一路經(jīng)R99、D63送入CPU腳進(jìn)行風(fēng)扇欠壓保護(hù)（也就IG電壓1.7V-4.1V）。另一路經(jīng)R98、D66去控制SB、PWM信號(hào)實(shí)現(xiàn)保護(hù)。四 、溫度檢測(cè)電路溫度檢測(cè)電路分兩部分；1）IGBT溫度檢測(cè)由R13、R1、U5C、NTC1、R38、C12、R37構(gòu)成。（IGBT NTC與R38并聯(lián)）C12濾波經(jīng)R37送進(jìn)CPU腳實(shí)現(xiàn)IGBT溫度檢測(cè)。2）鍋底溫度檢測(cè)由5V經(jīng)R91、NTC分壓由C88、R92、C53構(gòu)成型濾波送進(jìn)CPU腳實(shí)現(xiàn)鍋底溫度檢測(cè)。同時(shí)分壓后經(jīng)R93送進(jìn)U2B腳與腳比較，從腳輸出經(jīng)R99、D63、R98、D66去控制IG、SB、PWM信號(hào)實(shí)現(xiàn)保護(hù)。五、 同步電路：由U4A構(gòu)成，從BD1整流C1濾波后經(jīng)R9、R8（200K）R7分壓給U4A腳提供基準(zhǔn)電壓，當(dāng)IGBT導(dǎo)通時(shí)線盤與C3構(gòu)成振蕩電路，經(jīng)R45R50、R3（64.9K）、R4分壓送入腳進(jìn)行比較腳輸出比較電壓與VD進(jìn)行同步。六 、高壓保護(hù)電路高壓保護(hù)電路分兩部分；1）由U4B構(gòu)成，5V經(jīng)R10給腳提供基準(zhǔn)電壓，當(dāng)IGBT C極電壓過高時(shí)經(jīng)R45R50、R5、R6分壓送入U(xiǎn)3B腳比較從腳輸出低電平實(shí)現(xiàn)保護(hù)。2）由U4D構(gòu)成5V經(jīng)R31，（R30與R36并聯(lián)）分壓給U4D腳提供基準(zhǔn)電壓，當(dāng)電源電壓過高或電源有過高的脈沖干擾時(shí)經(jīng)BD1整流，R9、R8、R7分壓后供給U4D腳（反向輸入）得到的電壓腳電壓，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)。七、 VD驅(qū)動(dòng)電路：由U4C、Q5、Q3構(gòu)成，從CPU腳輸出PWM（脈寬調(diào)制信號(hào)）經(jīng)R64、R22給U4C腳提供基準(zhǔn)電壓。在SB信號(hào)的作用下，經(jīng)D1、D2、R42送入U(xiǎn)4C腳進(jìn)行比較腳輸出使Q5截止，此時(shí)C極Q3 B極Q3導(dǎo)通產(chǎn)生VD經(jīng)R15使IGBT導(dǎo)通，C3與線盤構(gòu)成LC振蕩，經(jīng)同步電路返回D1、D2構(gòu)成回路后CPU送出的SB信號(hào)為低電平，整機(jī)開始工作。八、過流保護(hù)電路由U5A、U5B、Q2構(gòu)成。VD驅(qū)動(dòng)電壓經(jīng)R35送到U5B腳與腳（5V）基準(zhǔn)比較由腳輸出經(jīng)Q2送入U(xiǎn)5A腳與腳基準(zhǔn)比較從腳輸出經(jīng)R24去控制PWM信號(hào)（PWM越高功率就越大）實(shí)現(xiàn)保護(hù)。九、電流偵測(cè)電路 電流偵測(cè)信號(hào)由R16對(duì)地取樣經(jīng)C6耦合Q1放大從Q1集電極輸出經(jīng)C10送入U(xiǎn)5A腳與腳比較從腳輸出去控制PWM信號(hào)的寬度，從而控制電流的大小。（鍋具不同產(chǎn)生的高壓也就不同，所以功率也不一樣。）十、整機(jī)工作概述電磁爐在剛上電時(shí)，主機(jī)板16V經(jīng)R25、R42對(duì)C11進(jìn)行充電。當(dāng)機(jī)器開啟時(shí)，CPU送出兩個(gè)信號(hào)一是PWM（脈寬調(diào)制）信號(hào)給振蕩電路提供了基準(zhǔn)電壓；二是SB（開關(guān)啟動(dòng)）信號(hào)，在SB信號(hào)的作用下使Q4工作于開關(guān)狀態(tài)，當(dāng)SB送出高電平時(shí)Q4導(dǎo)通、D1導(dǎo)通，C11經(jīng)R42、D1、Q4對(duì)地進(jìn)行放電，當(dāng)C11放電低于PWM信號(hào)基準(zhǔn)時(shí),有比較器U4C腳輸出低電平使Q5截止,Q3導(dǎo)通給IGBT提供了驅(qū)動(dòng)脈沖,主回路的LC電路開始工作.反之,Q3截止,IGBT截止,LC電路開始諧振,在同步電路作用下使諧振回路產(chǎn)生的脈沖在降至零時(shí),再次加入驅(qū)動(dòng)脈沖使IGBT導(dǎo)通,上述過程周而復(fù)開始,最終產(chǎn)生了頻率為20-50KHZ的電流流過,使主回路產(chǎn)生高頻磁場(chǎng).若在電磁爐上側(cè)有鍋具放置時(shí),再檢鍋電路的作用下,送出CT檢鍋信號(hào)至CPU(AN0)檢測(cè)腳,在CPU內(nèi)部進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換后讓整機(jī)工作。SR-181F檢修流程圖直流電壓檢測(cè)檢測(cè)16VDC測(cè)Q55 D極有無300V檢查交流220、整流二極管、R2、T2檢查反饋電路和穩(wěn)壓電路、C68、R73、Q56、ZD51、Q55、ZD52、U2C檢查D53、L3、C69、C67、及負(fù)載有無短路檢查啟動(dòng)電路R76、R81檢測(cè)12VDC檢查D52、C70檢查風(fēng)扇好壞及負(fù)載有無短路等檢測(cè)5VDC檢查D59、D69、D70、67、D65檢查Q54、R79、U2D、ZD52、ZD53、C79檢查CPU，及其它負(fù)載有無短路OKCPU工作檢修檢查CPU腳有無5V供電測(cè)CPU腳有無復(fù)位電壓約4.9V測(cè)CPU、腳有無振蕩電壓約2.0V檢查PCB板有無短路/短路檢查直流電壓電路檢查CPU、R65、D68、C64檢查Y1OKVD電壓檢測(cè)確定VD電壓OK、接線盤試機(jī)測(cè)PWM信號(hào)是否正常檢測(cè)CPU、C63、R62、R64檢測(cè)R22、C7、U5、U4測(cè)SB信號(hào)是否正常檢測(cè)CPU、U2及外圍電路檢測(cè)Q4、D1、D1檢測(cè)Q5、Q3、D4、U4檢測(cè)R15、C22、IGBT、BD、C3檢測(cè)R9、R8、R45R50、R3查PCB有無短路/斷路檢查檢鍋電路電源板IC引腳電壓U44.78013.418V1.922.141.275V1.92014.82.143.0404.7800.7U56.341.9218V5.126.240.675V3.154.783.154.