電磁爐的控制

關(guān)于電磁爐的控制第1頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三資料內(nèi)容一、電磁爐產(chǎn)品簡述二、各功能模塊講解三、常見故障檢修流程第2頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三一、電磁爐產(chǎn)品簡述電磁爐產(chǎn)品概要電磁爐的工作原理第3頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三電磁爐產(chǎn)品概要電磁爐是一種新型的家用電器，可以對食物進行炒、炸、蒸、煮、燉等加工，可控制火力，操作十分方便。與傳統(tǒng)灶具相比，具有熱效率高、安全性好、清潔衛(wèi)生、烹飪效果好、費用低廉等優(yōu)點第4頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三電磁爐的工作原理電磁爐主要是利用電磁感應(yīng)原理。當電流通過線圈產(chǎn)生交變的磁場，在鍋具底部反復(fù)切割變化，使鍋具底部產(chǎn)生環(huán)狀電流（渦流），使鍋具本身發(fā)熱。這種振蕩生熱的加熱方式，能減少熱量傳遞的中間環(huán)節(jié)，大大提升制熱效率。第5頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三二、各功能模塊講解電磁爐功能方框圖整流慮波、EMC防護LC振蕩、同步模塊波形發(fā)生、功率控制高壓保護、檢鍋模塊電壓、浪涌、溫度檢測復(fù)位、電流保護模塊風扇驅(qū)動、電源模塊第6頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三電磁爐功能

方框圖第7頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三第8頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三第9頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三整流濾波模塊整流濾波模塊主要是進行AC-DC變換，其核心元件是整流橋堆。它將輸入的220V交流電變換成脈動直流電，然后經(jīng)過L型濾波電路（由電感線圈L2和電容C14）進行濾波，輸出平滑的直流電。[小知識：電感對脈動電流產(chǎn)生反電動勢的作用，它對交流阻值很大，而對直流阻值很小，如果我們把較大的電感串接在整流電路里，就可以使電路中的交流成份大部分降落在電感上，而直流部分則從電感線圈流到負載上，起到濾波的作用。電感濾波電路通常用在負載電流很大，而對濾波效果要求不嚴的場合]第10頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三整流濾波、EMC防護電路第11頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三EMC防護模塊EMC防護模塊主要是在電源的進入端防止有高頻干擾或者雷擊等造成后面電路的損壞而設(shè)置的電路。主要是由ZNR300、C300、R313等組成。熱敏電阻ZRN300的電壓敏感特性是它的電阻值隨著外加電壓變化而變化。當外加電壓較低時，流過電阻的電流很小，壓敏電阻呈現(xiàn)高阻狀態(tài)；當外加電壓達到或者超過壓敏電壓UC時，流過電阻的電流陡增，壓敏電阻的阻值將大大降低。電容C300與R313主要是吸收電源中的高頻諧波。第12頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三LC振蕩模塊是電磁爐的主要電路之一，主要是利用了LC并聯(lián)諧振的原理進行工作。具體的工作過程如下：當IGBT的C極電壓為0V時，IGBT導通，此時的電感（線圈）進行儲能，當IGBT由導通到截止時，此時由于電感（線圈的作用），電流還會沿著先前的方向流動，由于IGBT關(guān)斷，電感只能對電容C15充電，從而引起C極上電壓升高，隨充電電流變小直至為0時，C極電壓最高。此值是選擇IGBT耐壓指標的直接依據(jù)，從這個時候開始，電容C15開始從線圈放電，此時C極電壓變低，當達到接近0V時，由控制電路檢測（監(jiān)控）到這個值，再次打開IBGT，又一循環(huán)開始；所以電感（線圈）與振蕩電容不停的進行充電放電，產(chǎn)生振蕩波形。第13頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三LC振蕩電路第14頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三同步模塊

同步模塊的主要作用是控制IGBT的開關(guān)同步。它由電壓比較器IC2的第10、11、13腳和分壓電阻R37、R36、R35、R7、濾波電容C17、C16、鉗位二極管D19構(gòu)成。電壓比較器的第10腳檢測IGBT的C極電壓，當檢測的電壓值大于第11腳時，在比較器的輸出腳13就會有一個低電平；當檢測的電壓值低于第11腳時，在比較器的輸出腳13就會有一個高電平。該信號送到后面的波形發(fā)生電路，與三角波形進行波形修正后送到后面的功率控制電路，以控制IGBT的導通與截止。第15頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三同步電路、波形發(fā)生電路第16頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三波形發(fā)生模塊波形發(fā)生模塊主要是產(chǎn)生標準的鋸齒波。它由電壓比較器IC2的第8、9、14腳、電阻R45、R46、R33R、積分電容C32，濾波電容EC7，鉗位二極管D8-D11等構(gòu)成。它在比較器的反相端產(chǎn)生波形，然后和送過來的同步信號、功率控制信號進行波形修正。由14腳輸出接近于方波的控制信號。

第17頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三功率控制模塊功率控制模塊主要是控制IGBT的導通和截止。該電路由電壓比較器IC3的第8、9、10、11、13、14腳、電阻R53、R48、R54、R52、R55、R58、R59、電容C8、C19、EC9、鉗位二極管D18、穩(wěn)壓二極管Z5、三極管Q8、Q9等組成。由電壓比較器IC2的第14腳送來的控制信號分別送到比較器IC3的反相輸入端的8、10兩腳。由于第9、10兩腳的電壓不變（參考電壓），所以當送來波形處于高電平的時候，由于反相器的反相作用，所以使得第13、14兩腳都輸出低電平，此時Q9導通，Q8截止，18V電壓經(jīng)過Q9、R59流向IGBT的G極使IGBT導通。當送來波形處于低電平的時候，由于反相器的反相作用，所以使得第13、14兩腳都輸出高電平，此時Q8導通，Q9截止，18V電壓沒有通過R59流向IGBT的G極，所以此時IGBT工作于截止狀態(tài)。另外由于Q8的導通，使得IGBT通過R59向Q8放電（保護IGBT）。第18頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三功率驅(qū)動電路第19頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三高壓保護模塊高壓保護模塊主要是保護IGBT的C極電壓不超過它的耐壓值。它由電壓比較器IC2的第1、6、7腳、電阻R20、R42、R51、R56及電容C31、C18構(gòu)成。電壓比較器在第7腳外接了一個參考電壓，所以當?shù)?腳的電壓（檢測IGBT的C極電壓）超過第7腳時，在輸出端1腳就會有一個低電平出現(xiàn)。該電平使得主控芯片輸出的功率調(diào)節(jié)信號（PWM）的幅度（電平）減小，從而降低IGBT的功率，讓C極電壓降低達到保護IGBT的目的。第20頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三高壓保護電路第21頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三檢鍋模塊檢鍋模塊由電壓比較器IC2的第4、5、2腳、電阻R13待組成。振蕩波形通過電阻分壓送到電壓比較器IC2的第4、5腳，在輸出端第2腳會產(chǎn)生脈沖，主控芯片對此脈沖計數(shù)，當脈沖數(shù)大于9個認為未放鍋；小于5個認為放上鍋具（鐵質(zhì)），其他質(zhì)地（鋁或銅類）均不加熱。另外，電流檢測電路也會對電流進行檢測，當檢測到電流大于2A時認為有鍋。一般來講，當脈沖個數(shù)大于9或電流小于2A時，認為拿走鍋，否則就認為未拿走鍋。第22頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三檢鍋電路第23頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三電壓檢測模塊電壓檢測主要是檢測輸入的交流電壓大小。它主要是由整流二極管D300、D301、R309、R8、R29、R18、電容C29、EC4、三極管Q7構(gòu)成。220V交流電壓經(jīng)過整流二極管全波整流、大電阻降壓之后送到Q7的基極，由于三極管Q7是采用共射極輸出，所以當輸入的電壓有高低變化時，對應(yīng)的從發(fā)射極輸出的電壓就會相應(yīng)的跟著變化。該變化的電壓送到主控芯片進行比較，然后控制電磁爐的工作狀態(tài)、發(fā)出相應(yīng)的故障代碼。第24頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三電壓檢測電路第25頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三浪涌保護模塊、18V低壓保護模塊浪涌保護模塊主要是針對電壓中的浪涌沖擊而進行的保護。兩保護模塊由電阻R39、R27、R2、R28、R63、R15、電容C23、C30、穩(wěn)壓二極管Z4、電壓比較器IC3的第1、2、4-7腳構(gòu)成。保護過程：從整流模塊的電壓經(jīng)分壓電阻降壓之后送到IC3的第4腳，由于比較器的第5、6兩腳由穩(wěn)壓管提供穩(wěn)定的10V參考電壓，因此當?shù)?腳的電壓大于第5腳時，在輸出端的第1、2腳就會有一個低電平輸出，該低電平的出現(xiàn)會使鉗位二極管D20、D17單相導通，從而使IGBT停止工作，保護起動。另外IGBT的觸發(fā)電壓須在15V以上，否則發(fā)熱會比較嚴重。所以為了檢測該電壓，所以我們使用了另外一個電壓比較器。同理，當?shù)?腳的電壓小于第6腳電壓時，在第1、2腳也會輸出一個低電平，也會讓IGBT停止工作。第26頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三浪涌保護電路第27頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三溫度檢測模塊溫度檢測分為兩塊檢測（鍋具溫度檢測和IGBT溫度檢測）。鍋具檢測由熱敏電阻RT1（負溫度系數(shù)）、R17、R6、電容C5組成。隨著熱敏電阻通過陶瓷板對鍋具底部溫度采樣，送到主控IC的電壓也會隨著溫度變化而變化。主控IC通過主控程序的設(shè)定值與該電壓進行比較，從而作出相應(yīng)的動作來控制電磁爐。IGBT溫度檢測由熱敏電阻TJC3-2A（負溫度系數(shù)）、R23、R9、電容C6組成。電路的工作原理和鍋具檢測電路一樣。第28頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三溫度檢測電路第29頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三復(fù)位電路復(fù)位電路主要是在給電磁爐上電時進行低電平復(fù)位。它由三極管Q3、R16、R4、R61、C7、穩(wěn)壓管Z1構(gòu)成。在上電的時候，由于三極管Q3還沒有導通，集電極送到主控IC的電平為低電平。當主控IC檢測到為低電平時就復(fù)位。當三極管導通后，送到主控IC的電平由低電平變?yōu)楦唠娖剑藭r復(fù)位結(jié)束。第30頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三復(fù)位電路第31頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三電流檢測試模塊電路由電流互感器CT300、D2-7、R5、R30、R31、R24、C13、EC2、可調(diào)電阻VR1構(gòu)成。從次級線圈感應(yīng)過來的電壓經(jīng)過可調(diào)電阻分壓、經(jīng)二極管整流、電阻分壓之后送到主控芯片。該電流信號可以做為檢測鍋具和調(diào)整輸出功率的作用。第32頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三電流檢測電路第33頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三電流保護電路電流保護模塊主要由2個穩(wěn)壓二極管Z6、Z2、鉗位二極管D16、電阻R43、三極管Q5、電容EC6構(gòu)成。電磁爐在正常工作時，該三極管因沒有偏置電壓而截止，當出現(xiàn)電流過大時，就會在穩(wěn)壓二極管Z6的負極電壓升高，當超過穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值的時候，穩(wěn)壓二極管被擊穿，三極管Q5導通，將集電極的穩(wěn)壓二極管Z2擊穿，此時可以將主控IC的功率調(diào)節(jié)幅度（電平）穩(wěn)定在2.2V左右，從而將電磁爐的輸出功率降低、電流減少，達到了過流保護的目的。第34頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三風扇驅(qū)動模塊風扇是電磁爐散熱的主要器件。風扇驅(qū)動主要是由2個三極管Q1、Q2、電阻R1、R3、鉗位二極管D1等組成。開機時主控IC會在第28腳輸出一控制信號，此信號控制2個三極管的導通和截止。當2個三極管全導通時，散熱風扇就會運轉(zhuǎn)。第35頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三風扇驅(qū)動電路第36頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三電源模塊該款電路沒有采用變壓器降壓給機內(nèi)低壓供電，而是直接在整流橋堆后面接入開關(guān)模塊，輸出機內(nèi)工作的三組電源。它是由二極管D101、D33、D30、D31、穩(wěn)壓二極管Z10、Z11、開關(guān)模塊VIPER12A、三端穩(wěn)壓器7805、電容C50、EC21-24、電阻R101、R80、互感線圈L101等組成。開關(guān)模塊為8腳直插式，其中的5-8腳共接到整流脈動直流電上（強電）；18V電壓是由開關(guān)模塊的S端結(jié)互感器之后濾波輸出；12V電壓由穩(wěn)壓二極管Z11穩(wěn)壓輸出；5V電壓由三端穩(wěn)壓器7805穩(wěn)壓后輸出。第37頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三上電保護電路電磁爐上電時，由主控IC的第27腳發(fā)送一控制信號（高電平），該信號送到三極管Q6的基極使得三極管導通，從而保證了在電磁爐在待機狀態(tài)下IGBT不工作。當開機后，從主控IC的第27腳輸出低電平，三極管工作截止，功率控制模塊按照同步信號及PWM調(diào)節(jié)信號工作。第38頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三控制電路第39頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三三、常見故障檢修流程上電無反應(yīng)功率不可調(diào)開機燒保險絲按鍵失靈風扇不轉(zhuǎn)一開機蜂鳴器長叫一聲關(guān)機常見故障代碼的檢修第40頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三上電無反應(yīng)(復(fù)位)第41頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三上電無反應(yīng)(晶振)第42頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三上電無反應(yīng)(電源1)第43頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三上電無反應(yīng)(電源2)第44頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三功率不可調(diào)第45頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三開機燒保險絲(1)第46頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三開機燒保險絲(2)第47頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三按鍵失靈第48頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三風扇不轉(zhuǎn)第49頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三一開機蜂鳴器長叫一聲關(guān)機出現(xiàn)此種現(xiàn)象有兩種不同的情況。如果該款電磁爐是可以顯示故障代碼的，那么會顯示其故障代碼。如果沒有顯示故障代碼的電磁爐，其故障檢修流程可以參考本資料的：常見故障代碼的檢修第50頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三常見故障代碼的檢修E01E02E03E04E05E06E07E08第51頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三顯示代碼：E01、E02、E03第52頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三過零故障：E01第53頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三顯示代碼：E04、E05、E06第54頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三顯示代碼：E07、E08第55頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三第56頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三第57頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三第58頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三電磁爐故障分析開機燒保險絲。開機正常，但不加熱。散熱風扇不轉(zhuǎn)。數(shù)碼管顯示不全。第59頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三開機燒保險絲1、首先將線圈盤的接線腳斷開換上同規(guī)格的保險絲，此時千萬不要上電試機。因為大部份引起保險絲燒斷是由于后級電路短路所致。2、用萬用表測量IGBT和整流橋堆是否有短路現(xiàn)象，如有請更換損壞的元件。3、用表測量D203、204、208、209、210這4個二極管是否正常。當確認無問題之后不接線圈盤上電試機。開機后測量R214上是否有0-7.5V的肪沖電壓。4、脈沖電壓正常后可以接上線圈盤整機測試。如果該電壓不正常，則必須檢查同步電路和振蕩電路是否正常。引起IGBT燒壞可能是由于同步信號不正常。第60頁，講稿共69頁，2023年5月2日，星期三開機正常，但不加熱1、開機能正常，但不加熱說明電源電路以及其他電路工作正常，問題可能出現(xiàn)在保護電路上。2、開機測量U202的第1、2腳是否為低電平。如果是低電平則說IGBT高壓或者是浪涌保護電路動作。此時，可以檢查如下元件：R203、223、247、246、230、218、229、224、C208、219、211、209、D205、206等是否正常。如果不正常的元件更換；如果元件正常，請測量R223上的5V