[教学]尚朋堂电磁炉道理图解及考验方法

[教学]尚朋堂电磁炉道理图解及考验方法电磁炉原理图解

一、电磁炉系统框图

AC + EMI

AC - 滤波

电 +5V

+12V

源 +16V

电流同步振荡 IGBT驱动

侦测

过压保护

电压检测

电流负反馈控制

CPU

功率控制

锅具检测

IGBT温度检IGBT过温保护风扇测

锅低温度检测温度控制蜂鸣器按键检测键盘显示

图(1)

如图(1)所示高频电磁炉原理方框图。它是由EMI滤波电路、电源回路、主回路、单片机控制电路和保护电路等单元电路组成。它的工作原理是，首先将220V交流电转换为直流电压，再通过励磁线圈加到IGBT上，IGBT受驱动信号的控制而导通截止，再励磁线圈中有频率为20KHZ—50KHZ的电流流过，励磁线圈的周

围将产生高频磁场，若此时有铁锅至于炉台上在锅底内会有涡流产生，此时涡流克服锅体内阻流动时，将电能转换成热能，作为烹饪的热源如图(2)。

图(2)

二、部分电路简要说明

1、EMI滤波电路

当AC电压加入时，可能会有干扰串入，影响电磁炉工作，加上电磁炉在工作时，本身会产生杂讯及干扰信号会有电源回路而影响到外界的电器装置，故有EMI 滤波电路来防止此干扰。

2、主回路

如(图1)所示，IGBT是受矩形脉冲驱动的，当IGBT导通时，流过励磁线圈的电流迅速增加，当IGBT截止时，(L/C)回路发生谐振，IGBT的集电极产生脉冲高压，当此高压降至接近0是(励磁线圈中的电流正在反向减小)驱动脉冲再次加到IGBT的基极，使IGBT再次到通。驱动矩形脉冲信号的宽度决定了电磁炉负荷电流的大小。

3、同步电路

同步电路严密监视主回路的工作状况，当IGBT电压下降接近0V时，输出一个触发脉冲强行使IGBT导通，是振荡电路开始下一个周期的震荡。这样可以避免励磁线圈中的电流瞬间变化太大，保护了关键部件IGBT。 4、振荡电路

振荡电路输出矩形脉冲。正常工作时该矩形脉冲的上升沿时刻受同步电路的强制控制，以确保与主回路LC谐振电路同步，而矩形脉冲的宽度受电流负反馈电路的控制。

5、电流负反馈电路

符合电流的反馈信号和单片机输出的PWM信号相比较形成电流负反馈的输出，这样可限制负荷电流不至于过高。改变PWM的占空比就可以控制负荷电流的大小。

6、过压保护电路

该电路严密监视市电上尖峰干扰和IGBT集电极的电压，一旦电压过高立刻关断驱动信号保护关键部件IGBT。该电路是由全硬件实现的，因此保护速度极快。

7、电源电路

电源电路输出三组电压，+5V主要对单片机供电;+12V主要给风扇供电;+16V用在比较器供电和驱动电路中用于驱动IGBT导通。

8、单片机及其周边电路

单片机的加入使电磁炉实现了智能化，使它增色不少。其中主要包括提供良好的人机界面、功率自动控制、温度自动控制、定时控制及各种自动检测报警等。

如(图1)所示，单片机对几路输入的模拟信号进行模/数转换，根据模/数转换值，对电磁炉的工作状况进行推理、判断，找出其中的最佳方案，对电磁炉进行控制。

单片机的几路输入的模拟信号分别为市电电压信号、负荷电流信号、IGBT的温度信号、锅底温度信号。单片机的有4路输出，一是PWM信号，控制负荷电流;二是控制信号，可开通或关断驱动IGBT的矩形脉冲;三是蜂鸣器控制输出，可给用户提示;四是风扇控制信号，风扇工作可使IGBT降温。

SR-181F电磁炉工作原理

一电源电路

工频220V交流电经D1、D2整流C57滤波，得到300V直流电压，由开关变31压器T2?脚进入?脚出来送至开关管Q55的漏极(D极)从Q55原极(S极)经FB1、R74到地构成回路。由R81、R76给Q55栅极(G极)提供一个启动电压让开关管Q55工作与开关状态。(C59、R75、D58组成尖峰脉冲吸收回路)开关变4压器T2?脚经C68、R73给Q55提供反馈电压稳定工作状态，Q56、U2C构成稳109压驱动电路。从T2??脚输出经D52整流，C70滤波得到12VDC电压给风扇工

76作。16VDC从T2??脚输出经D53整流C69滤波L3耦合输出16VDC给整机提供工作电压。5VDC由12V经D59、D69、D70、D65、D67、Q54、R79、U2D、ZD52组成稳压输出给CPU供电。

二、 CT检锅电路

检锅电路从检测电压器次极输出整流C30滤波，送至 VR1电位器调接后:一8路经R107、C91、R58、C51、R59、C52滤波送进CPU?脚进行检测。另一路经R58、

231R108送至U2A?脚与?脚比较从?脚输出经R68、D51去控制PWM信号实现保护。

三、风扇驱动电路

11风扇驱动信号由CPU?脚(PD0)输出经R84、R83使Q57导通，Q57集电极?Q52导通，12V经Q52 E极进去从C极输出经L4给风扇供电，风扇导通同时经R66、567ZD54、Q58、R104送入U2B?脚与?脚基准比较，从?脚输出，一路经R99、D63

6送入CPU?脚进行风扇欠压保护(也就IG电压1.7V-4.1V)。另一路经R98、

D66去控制SB、PWM信号实现保护。

四、温度检测电路

温度检测电路分两部分;1)IGBT温度检测由R13、R1、U5C、NTC1、R38、

6C12、R37构成。(IGBT‘ NTC’与R38并联)C12滤波经R37送进CPU?脚实现IGBT温度检测。2)锅底温度检测由5V经R91、NTC分压由C88、R92、C53 76构成?型滤波送进CPU?脚实现锅底温度检测。同时分压后经R93送进U2B?脚与57?脚比较，从?脚输出经R99、D63、R98、D66去控制IG、SB、PWM信号实现保护。

五、同步电路:

5由U4A构成，从BD1整流C1滤波后经R9、R8(200K)R7分压给U4A?脚提供基准电压，当IGBT导通时线盘与C3构成振荡电路，经R45~R50、R3(64.9K)、42R4分压送入?脚进行比较?脚输出比较电压与VD进行同步。六、高压保护

电路

7高压保护电路分两部分;1)由U4B构成，5V经R10给?脚提供基准电压，

61当IGBT C极电压过高时经R45~R50、R5、R6分压送入U3B?脚比较从?脚输11出低电平实现保护。2)由U4D构成5V经R31，(R30与R36并联)分压给U4D?脚提供基准电压，当电源电压过高或电源有过高的脉冲干扰时经BD1整流，R9、513R8、R7分压后供给U4D?脚(反向输入)得到的电压??脚电压?，从而实现保护。

七、 VD驱动电路:

12由U4C、Q5、Q3构成，从CPU?脚输出PWM(脉宽调制信号)经R64、R22给

89U4C?脚提供基准电压。在SB信号的作用下，经D1、D2、R42送入U4C?脚进

行比

14较?脚输出使Q5截止，此时C极?Q3 B极?Q3导通产生VD经R15使IGBT导通，C3与线盘构成LC振荡，经同步电路返回D1、D2构成回路后CPU送出的SB信号为低电平，整机开始工作。

八、过流保护电路

67由U5A、U5B、Q2构成。VD驱动电压经R35送到U5B?脚与?脚(5V)基准比

1452较由?脚输出经Q2送入U5A?脚与?脚基准比较从?脚输出经R24去控制PWM 信号(PWM越高功率就越大)实现保护。

九、电流侦测电路

电流侦测信号由R16对地取样经C6耦合Q1放大从Q1集电极输出经C10送入451U5A?脚与?脚比较从?脚输出去控制PWM信号的宽度，从而控制电流的大

小。(锅具不同产生的高压也就不同，所以功率也不一样。) 十、整机工作概述电磁炉在刚上电时，主机板16V经R25、R42对C11进行充电。当机器开启

时，CPU送出两个信号一是PWM(脉宽调制)信号给振荡电路提供了基准电压;二是SB(开关启动)信号，在SB信号的作用下使Q4工作于开关状态，当SB送出高电平时Q4导通、D1导通，C11经R42、D1、Q4对地进行放电，当C11放电低于PWM信14号基准时,有比较器U4C?脚输出低电平使Q5截止,Q3导通给IGBT提供了驱

动脉冲,主回路的LC电路开始工作.反之,Q3截止,IGBT截止,LC电路开始谐振,在

同步电路作用下使谐振回路产生的脉冲在降至零时,再次加入驱动脉冲使IGBT导通,上述过程周而复开始,最终产生了频率为20-50KHZ的电流流过,使主回路产生高频磁场.若在电磁炉上侧有锅具放置时,再检锅电路的作用下,送出CT检锅信号至

CPU(AN0)检测脚,在CPU内部进行模/数转换后让整机工作。

SR-181F检修流程图

直流电压检测

OK 检测16VDC 检测12VDC 检测5VDC 测Q55 D极检查D52、检查D59、D69、C70 有无300V D70、67、D65 检查交流220、检查风扇好坏检查Q54、R79、整流二极管、及负载有无短U2D、ZD52、

路等 ZD53、C79 R2、T2

检查启动电路检查CPU，及其它负R76、R81 载有无短路检查反馈电路和稳压电路、C68、R73、检查D53、L3、C69、

Q56、ZD51、Q55、C67、及负载有无短路

ZD52、U2C

CPU工作检修

14131516检查CPU?脚有测CPU?脚有无测CPU?、?检查PCB板有

无5V供电复位电压约4.9V 脚有无振荡电无短路/短路

压约2.0V 检查直流电压电路检查CPU、R65、

D68、C64 检查Y1

OK

VD电压检测

确定VD电压 OK、接线盘试机检查检锅电路

测PWM信号是测SB信号是否检测Q5、Q3、

否正常正常 D4、U4

检测CPU、C63、检测CPU、U2检测R15、C22、

R62、R64 及外围电路 IGBT、BD、C3

检测R22、C7、检测Q4、D1、检测R9、R8、

D1 U5、U4 R45~R50、R3

查PCB有无短路/断路

电源板IC引脚电压

1234567891011121314 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? U4 4.78 0~13.4 18V 1.92 2.14 1.27 5V 1.92 0~14.8 2.14 3.04 0 4.78 0~0.7 U5 6.34 1.92 18V 5.12 6.24 0.67 5V 3.15 4.78 3.15 4.78 0 0.74 3.54 PWM PWM信号为1.92V，机器在工作时大约3.98V左右。(PWM随功率的大小而变化)。 SB SB信号在开机时为0-3.6V跳变，机器正常加热时为低电平。

IG IG是指IGBT的温度检测信号，在开机是为3.12V左右。

VD VD驱动信号，在不接线盘时约0.25V。

注:

1、以上IC引脚电压只提供参考，与实际可能存在一定的差异。

2、在维修尚朋堂所有型号电磁炉时，请按以上步骤及方法去检修。