一、原理简介

电磁炉应用电磁感应加热原理。它利用电流通过线圈产生磁场。当该磁场的磁力线通过铁质锅底部的磁条形成闭合回路时,会产生无数小涡流。这些小涡流使铁质锅体的铁分子高速运动,从而产生热量。最后,通过加热锅中的食物来实现烹饪。
二、电磁炉的原理方块图
三、电磁炉工作原理说明
1. 主回路
图中整流桥 DB1 把工频(50HZ)的电流转化为直流电流。L1 是扼流圈,L2 为电磁线圈。控制电路发出矩形脉冲驱动 IGBT,IGBT 导通时,L2 中的电流快速上升。IGBT 截止时,L2 与 C12 发生串联谐振,IGBT 的 C 极对地会产生高压脉冲。当这个脉冲变为零时,驱动脉冲再次作用于 IGBT 使其导通。上述过程不断重复,最终会产生主频约为 25KHZ 的电磁波,这种电磁波能让陶瓷板上放置的铁质锅底感应出涡流,进而使锅发热。串联谐振的频率是根据 L2、C12 的参数来确定的。
C11 是电源滤波电容,CNR1 是压敏电阻(突波吸收器)。如果 AC 电源电压因为某些原因突然升高,就会出现瞬间短路的情况,这种瞬间短路会导致保险丝迅速熔断,从而起到保护电路的作用。
2. 副电源
开关电源式主板有两种稳压回路,分别是+5V 和+18V。桥式整流后的+18V 被用于供 IGBT 的驱动回路以及主控 IC LM339 和风扇驱动回路。而由三端稳压电路稳压后的+5V 则供主控 MCU 使用。
3. 冷却风扇
主控 IC 发出风扇驱动信号(FAN),这会让风扇持续转动。风扇转动后,会吸入外冷空气进入机体内,接着从机体后侧排出热空气。通过这样的方式,能够达到机内散热的目的,从而避免零件因处于高温工作环境而造成损坏故障。当风扇停转或者散热情况不佳时,IGBT 表贴热敏电阻会将超温信号传送到 CPU,CPU 接收到信号后会停止加热,以此实现保护。通电瞬间,CPU 会发出一个信号,这个信号是用于检测风扇的。在整机正常运行之后,CPU 会发出风扇驱动信号,通过这个信号让风扇开始工作。
4. 定温控制及过热保护电路
该电路的主要功能是:利用置于陶板下方的热敏电阻(RT1)以及 IGBT 上的热敏电阻(负温度系数)来探测温度。通过探测温度,热敏电阻会改变电阻,进而产生随温度变化的电压单位。这些电压单位被传送至主控 IC(CPU)。CPU 经过 A/D 转换后,会对照温度设定值进行比较。根据比较结果,CPU 会做出运行或停止运行的信号。
5.灯板排线引脚功能
6.负载电流检知电路
该电路中,T2(互感器)被串接在 DB1(桥式整流器)之前的线路上。所以,T2 二次侧的 AC 电压能够反映输入电流的变化。此 AC 电压接着经过 D6 - D9 进行全波整流,变成了 DC 电压。该 DC 电压经过 R42 分压后,直接被送到 CPU 的 AD 脚。CPU 依据转换后的 AD 值来判断电流的大小,并且结合软件计算功率。同时,CPU 还会控制 PWM 的输出大小,以此来控制功率以及检测负载。
7.驱动电路
线盘锅具输出功率越大,即火力越高。
8.同步振荡回路
同步检测回路由 R4、R5、R7、R19、R20、R22、R23、C1、C2 和 339 组成;振荡电路(锯齿波发生器)由 D3、R8、R15、R9、C7 组成,其振荡频率在 PWM 的调制下与锅具工作频率实现同步,339 的第 13 脚输出同步脉冲至驱动,从而实现平稳运行。
9.浪涌保护电路
浪涌保护电路由 R45、R13、R16、R47、R39、R40、C20、C18 组成。浪涌到来时,浪涌通过互感器传递,在 R45 上形成同幅度的负压,这会使 339 的比较端翻转,进而 2 脚输出低电平。一方面,此低电平会通知 MUC 停止功率;另一方面,通过 D4 能把 K 信号关断,从而关闭驱动输出。
10.动态电压检测电路
D13、D14 以及 R18、R2、R52、D8、EC2 和 DB 的另外两端构成了电压检测电路。CPU 会直接对整流脉动波进行 AD 转换,之后检测电源电压是否处于 145V 到 270V 的范围之内。
11.瞬间高压控制
该电路由 R22、R23、R24、R26 和 339 组成。在电压正常的情况下,此电路不会起作用。而当反压瞬间高压超过 1100V 时,339 会输出低电平,进而拉低 PWM,使输出功率降低,以此来控制反压,保护 IGBT 不会因过压而被击穿。
四、故障与维修
故障1.不通电和按键无反应
故障2.不启动(启动一会关机,蜂鸣器隔几秒响一次)
故障3.自动关机(开几分钟关机,或者不定期关机)
故障4.加热慢、加热断断续续或火力过低
故障5.噪声大
故障6. 风扇故障
(1)风扇有异响
(2)风扇不转
(3)风扇上电自转失控
故障7.蜂鸣器长鸣或者不响。
(1) 长鸣,是否伴随有其它故障,单片机失控;
蜂鸣器不响,可能是蜂鸣器损坏;也可能是 R29 开路或虚焊;还可能是单片机控制蜂鸣的 I/0 口损坏。
故障8.功率不可调,偏大或偏小
功率“加”按键和“减”按键是否失控,然而其他功能档能够调节,需要更换按键。
(2) 检查功率调节电位器VR1是否接触不良/开路;
(3) 检查电流互感器T2是否变质/漏电;
检查 D6 是否开路或短路;检查 D7 是否开路或短路;检查 D8 是否开路或短路;检查 D9 是否开路或短路。
检查微晶板表面与线盘表面之间的间距,看其是否处于 10 到 11mm 这个正常范围之内。
(6) 检查线盘是否变形,表面是否变黑。
(7) 检查PWM滤波电容EC8是否漏电。
(8) 检查C11 (5uF)高压滤波电容容量是否变小。
检查电压检测回路 EC2 是否存在漏电现象;检查 R2 的阻值是否变大;检查 R52 的阻值是否变大;检查 D2 是否被击穿。
故障9.功率不稳定(开开停停)
(1)用万用表测电网是否波动太大,使浪涌保护工作;
检查 C12 的高压电容引脚是否存在虚焊打火的情况;检查 C11 的高压电容引脚是否存在虚焊打火的情况;检查线盘接线端是否存在松动打火的情况;这些情况可能会导致单片机保护。
(3)检查插座插头是否松动打火。
(4)查C11(5Uf)高压电容容量是否减小。
(5) 查供电 18V、5V是否正常,代换LM339。
检查互感器的次级是否处于开路状态;检查 D6 是否被击穿;检查 D7 是否被击穿;检查 D8 是否被击穿;检查 D9 是否被击穿;检查 EC7 是否漏电。
故障10.工作过程中锅底有异响
(1) 检查锅具是否太薄,使加热过程中振动太大。
(2) 检查电网杂波是否太大,使电磁炉工作受到调制。
检查 5V 滤波电容 EC5 是否失效;
(4) 检查PWM电容EC8容量是否有变小。
故障11. 显示操作正常,无E0,无功率输出。
(1)电网干扰太大,使冲击保护电路一直功作。
检查过流/冲击保护电路是否出现误工作的情况,检查 C6、C20、C18 是否失效,检查 R15 的阻值是否变大。查看单片机中断脚(INT)是否处于低电平。
检查互感器是否漏电,让单片机的电流检测脚在待机状态下的电平高于 0.5V 。
(4)检查C11与C12高压电容是否失效;
(5)代换LM339,灯板排插是否有接触不良。
故障12 .开机显E0
(1)检查锅的材质和尺寸>10cm是否规定范围;
(2)检查灯板排插是否有氧化接触不良;
(3) 查Z1是否漏电,击穿。
(4)检查振荡回路C3、D3是否已损坏。
检查同步回路 R19 是否开路,检查同步回路 R20 是否开路,检查同步回路 R22 是否开路,检查同步回路 R23 是否开路,检查同步回路 R4 是否开路,检查同步回路 R5 是否开路,检查同步回路 R7 是否开路;检查电容 C1 是否漏电,检查电容 C2 是否漏电,检查电容 C13 是否漏电;替换 339。
(6)查Q2、Q3是否损坏,R49是否开路使驱动无18V。
故障13.不开机,上电有鸣叫
(1) 检查灯板排插是否氧化接触不良;
(2) 检查开机按键是否良好;检查其它按键是否有短路现象。
故障14.上电无声、无反应
(1)检查220伏电源线是否正常,插头是否烧黑;
(2)检查电源接插件,保险是否虚焊。
(3)检查主板是否有断裂;
检查开关电源的供电是否处于正常状态,同时检查 D5、L4、Z3、IC1 是否正常。
单片机 5V 供电是否正常,需对 IC2(78L05)进行检查,可代换 Y1 晶振,同时要关注单片机的情况。
(6)检查灯板排线是否氧化、松脱;
故障15.工作正常,只是数码管显示缺笔少画
(1)数码管是否损坏;
(2)164是否正常;
(3)发光二极管是否有漏电短路损坏现象;
(4)线路板是否有虚焊、裂痕、进水;
(5)单片机是否正常。
故障16.炸机
(1)只烧保险,查压敏电阻ZNR或保险质量不良,直接更换。
烧 IGBT、桥堆、保险,却查不出原因,可能是元器件质量有问题,也可能是电网冲击过大,遇到这种情况直接进行更换。炸机存在以下原因:
五、一般故障显示代码
1. 无锅 E0
2. 电压过低(
3. 电压过高(>270V) E2
4. 炉面传感器短路或干烧故障 E3
5. 炉面传感器开路 E4
6. IGBT超温(90ºC)或传感器短路 E5
7. IGBT传感器开路故障 E6
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