《【2017年整理】电磁炉的工作原理及维修方法《2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【2017年整理】电磁炉的工作原理及维修方法《2（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1电磁炉的工作原理及维修方法2主回路原理分析时间 t1t2 时当开关脉冲加至 Q1 的 G 极时,Q1 饱和导通,电流i1 从电源流过 L1,由于线圈感抗不允许电流突变.所以在 t1t2 时间i1 随线性上升,在 t2 时脉冲结束,Q1 截止,同样由于感抗作用,i1 不能立即变 0,于是向 C3 充电,产生充电电流 i2,在 t3 时间,C3 电荷充满,电流变 0,这时 L1 的磁场能量全部转为 C3 的电场能量,在电容两端出现左负右正,幅度达到峰值电压,在 Q1 的 CE 极间出现的电压实际为逆程脉冲峰压+电源电压,在 t3t4 时间,C3 通过 L1 放电完毕,i3达到最大值,电容两端电压
2、消失,这时电容中的电能又全部转为 L1 中的磁能,因感抗作用,i3 不能立即变 0,于是 L1 两端电动势反向,即 L1两端电位左正右负,由于阻尼管 D11 的存在,C3 不能继续反向充电,而是经过 C2、D11 回流,形成电流 i4,在 t4 时间,第二个脉冲开始到来,但这时 Q1 的 UE 为正,UC 为负,处于反偏状态,所以 Q1 不能导通,待i4 减小到 0,L1 中的磁能放完,即到 t5 时 Q1 才开始第二次导通,产生i5 以后又重复 i1i4 过程,因此在 L1 上就产生了和开关脉冲f(20KHz30KHz)相同的交流电流。t4t5 的 i4 是阻尼管 D11 的导通电流, 在高
3、频电流一个电流周期里,t2t3 的 i2 是线盘磁能对电容 C3的充电电流,t3t4 的 i3 是逆程脉冲峰压通过 L1 放电的电流,t4t5的 i4 是 L1 两端电动势反向时, 因 D11 的存在令 C3 不能继续反向充2电, 而经过 C2、D11 回流所形成的阻尼电流,Q1 的导通电流实际上是i1。Q1 的 VCE 电压变化:在静态时,UC 为输入电源经过整流后的直流电源,t1t2,Q1 饱和导通,UC 接近地电位,t4t5,阻尼管 D11 导通,UC为负压(电压为阻尼二极管的顺向压降),t2t4,也就是 LC 自由振荡的半个周期,UC 上出现峰值电压,在 t3 时 UC 达到最大值。
4、以上分析证实两个问题:一是在高频电流的一个周期里,只有 i1是电源供给 L 的能量,所以 i1 的大小就决定加热功率的大小,同时脉冲宽度越大,t1t2 的时间就越长,i1 就越大,反之亦然,所以要调节加热功率,只需要调节脉冲的宽度;二是 LC 自由振荡的半周期时间是出现峰值电压的时间,亦是 Q1 的截止时间,也是开关脉冲没有到达的时间,这个时间关系是不能错位的,如峰值脉冲还没有消失,而开关脉3冲己提前到来,就会出现很大的导通电流使 Q1 烧坏,因此必须使开关脉冲的前沿与峰值脉冲后沿相同步。2.4 振荡电路 (1) 当 G 点有 Vi 输入时、2 脚=0V 时, V5 等于 D12 与 D13
5、的顺向压降. 而当 V6V5 时,2 脚=0v,V5 亦降至 D12 与 D13 的顺向压降, 而 V6则由 C5 经 R54、D29 放电。 (3) V6 放电至小于 V5 时, 又重复(1) 形成振荡。 “G 点的电压越高, 2 脚处于 ON 的时间越长, 电磁炉的加热功率越大,反之越小”。 2.5 IGBT 激励电路 4振荡电路输出幅度约 4.1V 的脉冲信号,此电压不能直接控制IGBT(Q1)的饱和导通及截止,所以必须通过激励电路将信号放大才行,该电路工作过程如下: (1) V8 OFF 时(V8=0V),V8V9,V10 为低,Q8 和 Q3 截止、Q9 和 Q10导通,+22V 通
6、过 R71、Q10 加至 Q1 的 G 极,Q1 导通。2.6 PWM 脉宽调控电路 CPU 输出 PWM 脉冲到由 R6、C33、R16 组成的积分电路, PWM脉冲宽度越宽,C33 的电压越高,C20 的电压也跟着升高,送到振荡电路(G 点)的控制电压随着 C20 的升高而升高, 而 G 点输入的电压越高,V7 处于 ON 的时间越长, 电磁炉的加热功率越大,反之越小。 “CPU 通过控制 PWM 脉冲的宽与窄, 控制送至振荡电路 G 的加热功率控制电压，控制了 IGBT 导通时间的长短,结果控制了加热功率的大5小”。2.7 同步电路 R78、R51 分压产生 V3,R74+R75、R52
7、 分压产生 V4, 在高频电流的一个周期里,在 t2t4 时间 (图 1),由于 C3 两端电压为左负右正,所以V3V5,V7 OFF(V7=0V),振荡没有输出,也就没有开关脉冲加至 Q1 的 G极,保证了 Q1 在 t2t4 时间不会导通, 在 t4t6 时间,C3 电容两端电压消失, V3V4, V5 上升,振荡有输出,有开关脉冲加至 Q1 的 G 极。以上动作过程,保证了加到 Q1 G 极上的开关脉冲前沿与 Q1 上产生的VCE 脉冲后沿相同步。62.8 加热开关控制 (1)当不加热时,CPU 19 脚输出低电平(同时 13 脚也停止 PWM 输出),D18 导通,将 V8 拉低,另
8、V9V8,使 IGBT 激励电路停止输出,IGBT 截止,则加热停止。 (2)开始加热时, CPU 19 脚输出高电平,D18 截止,同时 13 脚开始间隔输出 PWM 试探信号,同时 CPU 通过分析电流检测电路和 VAC 检测电路反馈的电压信息、VCE 检测电路反馈的电压波形变化情况,判断是否己放入适合的锅具,如果判断己放入适合的锅具,CPU13 脚转为输出正常的 PWM 信号,电磁炉进入正常加热状态,如果电流检测电路、VAC 及 VCE 电路反馈的信息,不符合条件,CPU 会判定为所放入的锅具不符或无锅,则继续输出 PWM 试探信号,同时发出指示无锅的报知信息(祥见故障代码表),如 1
9、分钟内仍不符合条件,则关机。72.9 VAC 检测电路 AC220V 由 D1、D2 整流的脉动直流电压通过 R79、R55 分压、C32 平滑后的直流电压送入 CPU,根据监测该电压的变化,CPU 会自动作出各种动作指令: (1) 判别输入的电源电压是否在充许范围内,否则停止加热,并报知信息(祥见故障代码表)。 (2) 配合电流检测电路、VCE 电路反馈的信息,判别是否己放入适合的锅具,作出相应的动作指令(祥见加热开关控制及试探过程一节)。 (3) 配合电流检测电路反馈的信息及方波电路监测的电源频率信息,调控 PWM 的脉宽,令输出功率保持稳定。 “电源输入标准 220V1V 电压,不接线盘
10、(L1)测试 CPU 第 7 脚电压,标准为 1.95V0.06V”。2.10 电流检测电路 电流互感器 CT 二次测得的 AC 电压,经 D20D23 组成的桥式整流8电路整流、C31 平滑,所获得的直流电压送至 CPU,该电压越高,表示电源输入的电流越大, CPU 根据监测该电压的变化,自动作出各种动作指令: (1) 配合 VAC 检测电路、VCE 电路反馈的信息,判别是否己放入适合的锅具,作出相应的动作指令(祥见加热开关控制及试探过程一节)。 (2) 配合 VAC 检测电路反馈的信息及方波电路监测的电源频率信息,调控 PWM 的脉宽,令输出功率保持稳定。2.11 VCE 检测电路 将 I
11、GBT(Q1)集电极上的脉冲电压通过 R76+R77、R53 分压送至Q6 基极,在发射极上获得其取样电压,此反影了 Q1 VCE 电压变化的信息送入 CPU, CPU 根据监测该电压的变化,自动作出各种动作指令: (1) 配合 VAC 检测电路、电流检测电路反馈的信息,判别是否己放入适合的锅具,作出相应的动作指令(祥见加热开关控制及试探过程一节)。 (2) 根据 VCE 取样电压值,自动调整 PWM 脉宽,抑制 VCE 脉冲幅度不9高于 1100V(此值适用于耐压 1200V 的 IGBT,耐压 1500V 的 IGBT 抑制值为 1300V)。 (3) 当测得其它原因导至 VCE 脉冲高于
12、 1150V 时(此值适用于耐压1200V 的 IGBT,耐压 1500V 的 IGBT 此值为 1400V),CPU 立即发出停止加热指令(祥见故障代码表)。2.12 浪涌电压监测电路电源电压正常时,V14V15,V16 高(V16 约 4.7V),D17 截止,振荡电路可以输出振荡脉冲信号,当电源突然有浪涌电压输入时,此电压通过C4 耦合,再经过 R72、R57 分压取样,该取样电压通过 D28 另 V15 升高,结果 V15V14 另 IC2C 比较器翻转,V16=0V,D17 瞬间导通,将振荡电路输出的振荡脉冲电压 V7 拉低,电磁炉暂停加热,同时,CPU 监测到V16 低,立即发出暂
13、止加热指令,待浪涌电压过后、V16 由转高时,CPU再重新发出加热指令。102.13 过零检测 当正弦波电源电压处于上下半周时, 由 D1、D2 和整流桥 DB 内部交流两输入端对地的两个二极管组成的桥式整流电路产生的脉动直流电压通过 R73、R14 分压的电压维持 Q11 导通,Q11 集电极电压变0, 当正弦波电源电压处于过零点时,Q11 因基极电压消失而截止,集电极电压随即升高,在集电极则形成了与电源过零点相同步的方波信号,CPU 通过监测该信号的变化,作出相应的动作指令。 见图 dcl-12-132.14 锅底温度监测电路加热锅具底部的温度透过微晶玻璃板传至紧贴玻璃板底的负温度系数热敏
14、电阻,该电阻阻值的变化间接反影了加热锅具的温度变化(温度/阻值祥见热敏电阻温度分度表),热敏电阻与 R58 分压点的电压变化其实反影了热敏电阻阻值的变化,即加热锅具的温度变化, 11CPU 通过监测该电压的变化,作出相应的动作指令: (1) 定温功能时,控制加热指令,另被加热物体温度恒定在指定范围内。 (2) 当锅具温度高于 220时,加热立即停止, 并报知信息(祥见故障代码表)。 (3) 当锅具空烧时, 加热立即停止, 并报知信息(祥见故障代码表)。(4) 当热敏电阻开路或短路时, 发出不启动指令,并报知相关的信息(祥见故障代码表)。 2.15 IGBT 温度监测电路 IGBT 产生的温度透
15、过散热片传至紧贴其上的负温度系数热敏电阻 TH,该电阻阻值的变化间接反影了 IGBT 的温度变化(温度/阻值祥见热敏电阻温度分度表),热敏电阻与 R59 分压点的电压变化其实反影了热敏电阻阻值的变化,即 IGBT 的温度变化, CPU 通过监测该电压的变化,作出相应的动作指令: (1) IGBT 结温高于 85时,调整 PWM 的输出,令 IGBT 结温85。 (2) 当 IGBT 结温由于某原因(例如散热系统故障)而高于 95时, 加12热立即停止, 并报知信息(祥见故障代码表)。 (3) 当热敏电阻 TH 开路或短路时, 发出不启动指令,并报知相关的信息(祥见故障代码表)。 (4) 关机时
16、如 IGBT 温度50,CPU 发出风扇继续运转指令,直至温度50, 风扇停转;风扇延时运转期间,按 1 次关机键,可关闭风扇)。 (5) 电磁炉刚启动时,当测得环境温度对主板各点作测试后,一切符合才进行。 3.2.1 主板检测表3.2.2 主板测试不合格对策 (1) 上电不发出“B”一声-如果按开/关键指示灯亮,则应为蜂鸣器 BZ 不良, 如果按开/关键仍没任何反应,再测 CUP 第 16 脚+5V 是否正常,如不正常,按下面第(4)项方法查之,如正常,则测晶振 X1 频率应为 4MHz 左右(没测试仪器可换入另一个晶振试),如频率正常,则为IC3 CPU 不良。 (2) CN3 电压低于 305V-如果确认输入电源电压高于 AC220V 时,CN3 测得电压偏低,应为 C2 开路或容量下
