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全面讲解电磁炉的工作原理（修正排版）最详细电磁炉原理讲解、原理简介电磁炉是应用电磁感应加热原理，利用电流通过线圈产生磁场，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，使铁质锅体的铁分子高速动动产生热量，然后加热锅中的食物。
、电磁炉的原理方块图三、电磁炉工作原理说明1.主回路图中桥整DB1将工频（50HZ 电流变成直流电流，L1为扼流圈，L2是电磁线圈，IGBT 由控制电路发出的矩形脉冲驱动，IGBT 导通时，流过L2的电流迅速增加。
IGBT 截止时， L2、C12发生串联谐振，IGBT 的C 极对地产生高压脉冲。
当该脉冲降至为零时，驱动脉冲 再次加到IGBT 上使之导通。
上述过程周而复始，最终产生 25KHZ 左右的主频电磁波，使 陶瓷板上放置的铁质锅底感应出涡流并使锅发热。
串联谐振的频率取之L2、C12的参数。
C11为电源滤波电容，CNR 伪压敏电阻（突波吸收器）。
当 AC 电源电压因故突然升 在时，即瞬间短路，使保险丝迅速熔断，以保护电路。
2.副电源223开关电源式主板共有+5V, +18V 两种稳压回路，其中桥式整流后的+18V 供IGBT 的驱动 回路和-220VCNRI10D4nK \2UIIF7275VA CC51DA/Z50VACwI cia [127UF/13C]DVaCFGA29h12O H30 恥 30L4]l"3V ■"!a z O4rTC8n?io7IEceo104.EC13IWUF J KVrcn^□BWVDCDei2SA/4OTVD21 FR107ca'JvT1ECU 4.7ufiQ5fl/ *~4037™I 生 閱ssD11FR107供主控IC LM339和风扇驱动回路使用，由三端稳压电路稳压后的 +5V供主控MCU 使用。
3.冷却风扇主控IC发出风扇驱动信号（FAN，使风扇持续转动，吸入外冷空气至机体内，再从机体后侧排出热空气，以达到机内散热目的，避免零件因高温工作环境造成损坏故障。
电磁炉原理图和工作原理Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT目录一、简介电磁加热原理458系列简介二、原理分析特殊零件简介2.1.1 LM339集成电路 IGBT电路方框图主回路原理分析振荡电路IGBT激励电路PWM脉宽调控电路同步电路加热开关控制VAC检测电路电流检测电路VCE检测电路浪涌电压监测电路过零检测锅底温度监测电路 IGBT温度监测电路散热系统主电源辅助电源报警电路三、故障维修故障代码表主板检测标准故障案例故障现象1一、简介电磁加热原理电磁灶是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的厨房电器。
在电磁灶内部，由整流电路将50/60Hz的交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成频率为20-40KHz的高频电压，高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿(导磁又导电材料)底部金属体内产生无数的小涡流，使器皿本身自行高速发热，然后再加热器皿内的东西。
458系列简介458系列是由建安电子技术开发制造厂设计开发的新一代电磁炉,界面有LED发光二极管显示模式、LED数码显示模式、LCD液晶显示模式、VFD莹光显示模式机种。
操作功能有加热火力调节、自动恒温设定、定时关机、预约开/关机、预置操作模式、自动泡茶、自动煮饭、自动煲粥、自动煲汤及煎、炸、烤、火锅等料理功能机种。
额定加热功率有700~3000W的不同机种,功率调节范围为额定功率的85%,并且在全电压范围内功率自动恒定。
200~240V机种电压使用范围为160~260V, 100~120V机种电压使用范围为90~135V。
全系列机种均适用于50、60Hz的电压频率。
使用环境温度为-23℃~45℃。
电控功能有锅具超温保护、锅具干烧保护、锅具传感器开/短路保护、2小时不按键(忘记关机) 保护、IGBT温度限制、IGBT温度过高保护、低温环境工作模式、IGBT测温传感器开/短路保护、高低电压保护、浪涌电压保护、VCE抑制、VCE过高保护、过零检测、小物检测、锅具材质检测。
目录一、简介1.1 电磁加热原理1.2 458系列简介二、原理分析2.1 特殊零件简介2.1.1 LM339集成电路2.1.2 IGBT2.2 电路方框图2.3 主回路原理分析2.4 振荡电路2.5 IGBT激励电路2.6 PWM脉宽调控电路2.7 同步电路2.8 加热开关控制2.9 VAC检测电路2.10 电流检测电路2.11 VCE检测电路2.12 浪涌电压监测电路2.13 过零检测2.14 锅底温度监测电路温度监测电路 IGBT2.152.16 散热系统2.17 主电源2.18辅助电源2.19 报警电路三、故障维修3.1 故障代码表3.2 主板检测标准3.2.1主板检测表3.2.2主板测试不合格对策3.3 故障案例3.3.1 故障现象1一、简介1.1 电磁加热原理电磁灶是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的厨房电器。
在电磁灶内部，由整流电路将50/60Hz的交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成频率为20-40KHz的高频电压，高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿(导磁又导电材料)底部金属使器皿本身自行高速发热，体内产生无数的小涡流，然后再加热器皿内的东西。
1.2 458系列简介458系列是由建安电子技术开发制造厂设计开发的新一代电磁炉,界面有LED发光二极管显示模式、LED数码显示模式、LCD液晶显示模式、VFD莹光显示模式机种。
操作功能有加热火力调节、自动恒温设定、定时关机、预约开/关机、预置操作模式、自动泡茶、自动煮饭、自动煲粥、自动煲汤及煎、炸、烤、火锅等料理功能机种。
额定加热功率有700~3000W 的不同机种,功率调节范围为额定功率的85%,并且在全电压范围内功率自动恒定。
200~240V机种电压使用范围为160~260V, 100~120V机种电压使用范围为90~135V。
全系列机种均适用于50、60Hz的电压频率。
使用环境温度为-23℃~45℃。
目录一、简介1.1 电磁加热原理1.2 458系列简介二、原理分析2.1 特殊零件简介2.1.1 LM339集成电路2.1.2 IGBT2.2 电路方框图2.3 主回路原理分析2.4 振荡电路2.5 IGBT激励电路2.6 PWM脉宽调控电路2.7 同步电路2.8 加热开关控制2.9 VAC检测电路2.10 电流检测电路2.11 VCE检测电路2.12 浪涌电压监测电路2.13 过零检测2.14 锅底温度监测电路温度监测电路 IGBT2.152.16 散热系统2.17 主电源2.18辅助电源2.19 报警电路三、故障维修3.1 故障代码表3.2 主板检测标准3.2.1主板检测表3.2.2主板测试不合格对策3.3 故障案例3.3.1 故障现象1一、简介1.1 电磁加热原理电磁灶是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的厨房电器。
在电磁灶内部，由整流电路将50/60Hz的交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成频率为20-40KHz的高频电压，高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿(导磁又导电底部金属体内产生无数的小涡流，使器皿本)材料．身自行高速发热，然后再加热器皿内的东西。
1.2 458系列简介458系列是由建安电子技术开发制造厂设计开发的新一代电磁炉,界面有LED发光二极管显示模式、LED数码显示模式、LCD液晶显示模式、VFD莹光显示模式机种。
操作功能有加热火力调节、自动恒温设定、定时关机、预约开/关机、预置操作模式、自动泡茶、自动煮饭、自动煲粥、自动煲汤及煎、炸、烤、火锅等料理功能机种。
额定加热功率有700~3000W 的不同机种,功率调节范围为额定功率的85%,并且在全电压范围内功率自动恒定。
200~240V机种电压使用范围为160~260V, 100~120V机种电压使用范围为90~135V。
全系列机种均适用于50、60Hz的电压频率。
使用环境温度为-23℃~45℃。
电磁炉的工作原理与维修及IGBT管型号和主要参数第一单元电磁加热原理电磁炉是一种靠电磁场加热食物的灶具。
我们知道：家用电器中的变压器工作时，铁芯会发热，如图1所示。
为防止发热过多，浪费电能，铁芯用导磁率高的硅钢片叠压而成，以减小涡流的热效应。
理论和实践证明：涡流与磁感应强度成正比，与交流电频率的平方成正比。
因此，电磁炉要达到一定的热交换功率，必须有能产生高磁感应强度的交变磁场线圈，还必须提高交流电的频率以提高涡流功率。
一般情况下，流过电磁炉线圈的交流电频率在15KHZ——30KHZ之间。
电磁炉的工作原理是：当线圈中通过高频电流时，线圈周围产生高频交变磁场，在高频交变磁场的作用下，铁质锅底中产生强大的涡流，锅底迅速释放出大量的热量，达到加热目的，其工作示意图如图2所示。
为了能在线圈中形成15KHZ——30KHZ的高频电流，电磁炉中设有变频电路，就是将整流滤波后的直流电变换高频交流电，其电路原理简图如图3所示。
当220V交流电经DB1桥堆整流、L1和C1滤波后，形成+300V左右的直流电压，经线圈L2加到IGBT的漏极上，当开关脉冲高电平到达IGBT的栅极时，IGBT导通，内阻很小，电流由DB1的“+” -- L1-- L2 --IGBT漏极--源极--地---DB1的“—”极，把电能转化成磁能储存在加热线圈中。
当开关脉冲低电平到达IGBT的栅极时，IGBT截止，由于L2线圈中的电流不能突变，只能通过C2放电，即给C2充电，把磁场能转化成电场能，随后电容C2又向L2放电，如此周而复始，形成谐振，直到下一个开关脉冲高电平到达IGBT的栅极时，又重复上述过程。
L2线圈产生的高频磁场，于是在铁质平底锅底便产生了强大的涡流，锅底迅速发热，加热结圈中的电磁能转化成为热能。
常用的几种加热器具对照表：加热器具液化器炉普通电饭锅（电炒锅）电磁炉加热方式气体燃烧加热（热传导）电流通过电阻后发热（热传导）电磁感应，锅自身发热效率40%——50%50%——60%高于80%有无有害气体有无无安全系数低中高缺点效率低、安全性差效率低电路复杂第二单元电磁炉特殊元器件介绍一、陶瓷板：陶瓷板是微晶陶瓷板的简称。
前言本章一共2节主要介绍电磁炉的工作原理、系统部件组成以及常见故障及检修方法，希望能够帮助到技术工作人员。
第1节 电磁炉工作原理电磁炉是利用电磁感应原理，电流经过线盘产生变化磁场，磁场感应到炉面上的铁质锅具底部产生涡流，从而产生大量的热量，直接使得锅具底部迅速发热，进而使得食物得到加热。
电磁炉由交流电输入部分、大电流整流滤波输出部分、线盘高频振荡电路部分 、开关电源部分 等功能模块组成。
下面将介绍电磁炉的不同功能模块工作原理以及电磁炉的常见故障及检修方法。
如下图是电磁炉的结构图。
工作结构图电路原理图(见附图1)交流电输入部分市电220V经接插件L1、N1接入电路。
电路开始通电。
由于电磁炉工作电流较大，接插件N1、L1和保险管两端引脚焊接必须牢固，目的是避免接触不良。
电磁炉的保险丝是个保护装置，在更换的过程中要选用同型号的更换。
（过小电流不够过、易熔断。
过大保护失去作用）。
所以16A/250V的保险丝不能随意改动或代换（更不能直接短路）。
L1、N1之间有电容C1，该电容既能防止电磁炉工作产生的高频干扰脉冲窜入市电网干扰其他电器，又防止市电网的干扰脉冲窜入电磁炉电路影响其工作。
该电容的容量通常为2uF—5 uF。
如图所示大电流整流滤波输出部分市电经过桥式整流器BG1（桥堆）整流出来再经过L1、C4滤波后输出300V 直流电，为线盘高频振荡供电。
BG1是个大电流高耐压器件，其规格为20A800V。
当其烧坏后，不能随意用其它整流器代替。
一定要用同型号或比它更大电流高耐压的整流器（外观、管脚、接口相同）替换。
L1扼流圈、C4电容组成倒L型滤波电路。
作用是把整流出来的直流脉动成分滤去，使输出波形更加平滑。
当C4、8uF/400V（DC）电容击穿短路时，保险丝会烧断，整流器也会因电流过大而烧坏。
此电容容量变值时（变小），直流输出300V电压会明显下降，当C4没有容量时，也会导致烧IGBT，维修时要特别注意。
如图所示线盘高频振荡电路CN3、CN4（接上线盘）与C5、IGBT1组成一个高频振荡电路（振荡频率一般为20KHz —40KHz之间）。
电磁炉工作原理分析与讲解（多图教程）电磁炉基本原理介绍1.电磁炉加热和工作原理简介；2.电磁炉主要元件介绍；3.电磁炉电路各模块原理讲解；1.电磁炉加热和工作原理简介1.1电磁炉加热和工作原理简介；1.2 电磁炉原理方框图；1.3 LC振荡电路；1.1电磁炉加热和工作原理简介1.2 电磁炉原理方框图1.3 LC振荡电路示意图2.电磁炉主要元件介绍2.1 QF808单片机简介；2.2 RS2007M整流桥介绍；2.3 LM339集成电路介绍；2.4 IGBT简介；2.5 74HC164移位寄存器介绍；2.1 QF808单片机简介QF808为前锋和台湾中颖共同研发的一款单片机，存储器大小为64K bits ROM，里面集成5个比较器，6通道8位ADC转换，2个8位定时计数器，8位高速PWM脉冲输出，内部频率复合放大器，在线振荡时钟电路，在线看门狗定时器，采用低电压复位；2.2 RS2007M整流桥介绍；电压输入范围为50到1000V，承受电流最大为20A；特点为输出电流大，抗大电流冲击能力强，能承受较高的峰值反向电压；2.3 LM339集成电路介绍LM339内置四个翻转电压为6mV的电压比较器,当电压比较器输入端电压正向时(+输入端电压高于-入输端电压), 置于LM339内部控制输出端的三极管截止, 此时输出端相当于开路; 当电压比较器输入端电压反向时(-输入端电压高于+输入端电压), 置于LM339内部控制输出端的三极管导通, 将比较器外部接入输出端的电压拉低,此时输出端为0V。
2.4 IBGT简介绝缘栅双极晶体管(Iusulated Gate Bipolar Transistor)简称IGBT,是一种集BJT的大电流密度和MOSFET等电压激励场控型器件优点于一体的高压高速大功率器件；IGBT有三个电极，分别称为栅极G(也叫控制极或门极) 、集电极C(亦称漏极)及发射极E(也称源极)，将场效应管作为推动管，大功率达林顿管作为输出级就构成了IGBT开关管；2.5 74HC164移位寄存器介绍74HC164为8位移位寄存器，现有电磁炉的面板显示项目较多，对单片机端口要求叫多，而现有单片机端口有限，为了达到显示电路的控制，现需要采用移位寄存器来扩展控制口；74HC164是8为串行输入并行输出单向移位寄存器；A，B为串行码输入端，MR为清零输入端，CLJ为时钟脉冲的输入端，IC随着时钟脉冲上升沿的到来，A，B相与后状态依次由Q0移向Q7；如下图：3.电磁炉电路各模块原理讲解3.1 EMC防护电路和整流电路3.2 高频谐振电路3.3 驱动电路3.4 同步电路及反压保护电路3.5 温度检测电路3.6 高低电压监测电路3.7 电压浪涌保护电路3.8 电流浪涌保护电路3.9 电流检测电路3.10 风扇电路蜂鸣器电路3.11 电源电路3.12 按键电路3.13 显示电路3.1 EMC防护电路和整流电路FUSE1为保险管，其规格为15A/250V,此款电磁的最高功率为2100W，AC220V其工作的最大电流为9.6A，正常状态下，不会超过保险管的正常值。
电磁炉基础知识引言：电磁炉是一种利用电磁感应原理加热的厨房电器，相比传统的燃气炉具有更高的安全性和节能性。
本文将介绍电磁炉的基础知识，包括工作原理、优点和缺点、使用注意事项等。
一、工作原理电磁炉通过电磁感应原理加热食物。
它由一个线圈和一个玻璃陶瓷面板组成。
当电流通过线圈时，会产生一个变化的磁场。
当放置在电磁炉上的锅底是磁性材料时，锅底内的分子将受到磁场的影响而迅速摩擦运动，产生热量。
这种热量通过传导传递到食物，实现了加热的效果。
二、优点和缺点电磁炉相比传统的燃气炉具有许多优点。
首先，电磁炉的加热速度快，可以迅速将食物加热到所需温度，节省了烹饪时间。
其次，电磁炉的加热效率高，能够将电能转化为热能的比例较高，节能环保。
此外，电磁炉的温度控制精确，可以根据需要精确调节加热温度，烹饪更加方便。
然而，电磁炉也存在一些缺点。
首先，电磁炉只能使用磁性材料的锅具，不能使用铝制或铜制的锅具。
其次，电磁炉在高温状况下容易产生辐射，需要注意安全使用。
三、使用注意事项使用电磁炉时需要注意以下几点。
首先，选择适合的锅具。
电磁炉只能使用磁性材料的锅具，如铸铁锅、不锈钢锅等。
其次，放置锅具时要注意位置和平稳度。
锅具应放置在电磁炉上的中央位置，确保与电磁炉的线圈充分接触。
同时，要确保锅具放置平稳，避免翻倒。
另外，使用时要注意温度控制。
不同的食材和烹饪方式需要不同的温度，要根据需要调节电磁炉的加热温度。
此外，使用后要及时清洁。
清理电磁炉时，应先断电并等待其冷却后再进行清洁，避免发生意外。
结论：电磁炉是一种利用电磁感应原理加热的厨房电器，具有加热速度快、加热效率高、温度控制精确等优点。
然而，使用电磁炉时需要注意锅具选择、放置位置、温度控制和清洁等事项。
通过正确使用电磁炉，我们可以更加安全高效地进行烹饪。
电磁炉原理图和工作原理与维修目录一、简介 21.1 电磁加热原理 21.2 458系列简介 2二、原理分析 22.1 特殊零件简介 22.2 电路方框图 42.3 主回路原理分析 52.4 振荡电路 62.5 IGBT激励电路 72.6 PWM脉宽调控电路 72.7 同步电路 72.8 加热开关控制 82.9 VAC检测电路 92.10 电流检测电路 92.11 VCE检测电路 92.12 浪涌电压监测电路 102.13 过零检测 102.14 锅底温度监测电路 112.15 IGBT温度监测电路 112.16 散热系统 122.17 主电源 122.18辅助电源 122.19 报警电路 13三、故障维修 133.1故障代码 133.2 主板检测标准 133.3 故障案例 15一、简介1.1 电磁加热原理电磁灶是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的厨房电器。
在电磁灶内部，由整流电路将50/60Hz的交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成频率为20-40KHz的高频电压，高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿(导磁又导电材料)底部金属体内产生无数的小涡流，使器皿本身自行高速发热，然后再加热器皿内的东西。
1.2 458系列简介458系列是由建安电子技术开发制造厂设计开发的新一代电磁炉,界面有LED发光二极管显示模式、LED数码显示模式、LCD液晶显示模式、VFD莹光显示模式机种。
操作功能有加热火力调节、自动恒温设定、定时关机、预约开/关机、预置操作模式、自动泡茶、自动煮饭、自动煲粥、自动煲汤及煎、炸、烤、火锅等料理功能机种。
额定加热功率有700~3000W的不同机种,功率调节范围为额定功率的85%,并且在全电压范围内功率自动恒定。
200~240V机种电压使用范围为160~260V, 100~120V机种电压使用范围为90~135V。
全系列机种均适用于50、60Hz 的电压频率。
电磁炉原理图和工作原理与维修目录一、简介 (2)1.1 电磁加热原理 (2)1.2 458系列简介 (2)二、原理分析 (2)2.1 特殊零件简介 (2)2.2 电路方框图 (4)2.3 主回路原理分析 (5)2.4 振荡电路 (6)2.5 IGBT激励电路 (7)2.6 PWM脉宽调控电路 (7)2.7 同步电路 (7)2.8 加热开关控制 (8)2.9 V AC检测电路 (8)2.10 电流检测电路 (9)2.11 VCE检测电路 (9)2.12 浪涌电压监测电路 (10)2.13 过零检测 (10)2.14 锅底温度监测电路 (11)2.15 IGBT温度监测电路 (11)2.16 散热系统 (12)2.17 主电源 (12)2.18辅助电源 (12)2.19 报警电路 (13)三、故障维修 (13)3.1故障代码 (13)3.2 主板检测标准 (13)3.3 故障案例 (15)一、简介1.1 电磁加热原理电磁灶是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的厨房电器。
在电磁灶内部，由整流电路将50/60Hz的交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成频率为20-40KHz的高频电压，高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿(导磁又导电材料)底部金属体内产生无数的小涡流，使器皿本身自行高速发热，然后再加热器皿内的东西。
1.2 458系列简介458系列是由建安电子技术开发制造厂设计开发的新一代电磁炉,界面有LED发光二极管显示模式、LED数码显示模式、LCD液晶显示模式、VFD莹光显示模式机种。
操作功能有加热火力调节、自动恒温设定、定时关机、预约开/关机、预置操作模式、自动泡茶、自动煮饭、自动煲粥、自动煲汤及煎、炸、烤、火锅等料理功能机种。
额定加热功率有700~3000W的不同机种,功率调节范围为额定功率的85%,并且在全电压范围内功率自动恒定。
200~240V机种电压使用范围为160~260V, 100~120V机种电压使用范围为90~135V。
全系列机种均适用于50、60Hz的电压频率。
使用环境温度为-23℃~45℃。
电控功能有锅具超温保护、锅具干烧保护、锅具传感器开/短路保护、2小时不按键(忘记关机) 保护、IGBT 温度限制、IGBT温度过高保护、低温环境工作模式、IGBT测温传感器开/短路保护、高低电压保护、浪涌电压保护、VCE抑制、VCE过高保护、过零检测、小物检测、锅具材质检测。
458系列虽然机种较多,且功能复杂,但不同的机种其主控电路原理一样,区别只是零件参数的差异及CPU程序不同而己。
电路的各项测控主要由一块8位4K 内存的单片机组成,外围线路简单且零件极少,并设有故障报警功能,故电路可靠性高,维修容易,维修时根据故障报警指示,对应检修相关单元电路,大部分均可轻易解决。
二、原理分析2.1 特殊零件简介2.1.1 LM339集成电路LM339内置四个翻转电压为6mV的电压比较器,当电压比较器输入端电压正向时(+输入端电压高于-入输端电压), 置于LM339内部控制输出端的三极管截止, 此时输出端相当于开路; 当电压比较器输入端电压反向时(-输入端电压高于+输入端电压), 置于LM339内部控制输出端的三极管导通, 将比较器外部接入输出端的电压拉低,此时输出端为0V。
2.1.2 IGBT绝缘栅双极晶体管(Iusulated Gate Bipolar Transistor)简称IGBT,是一种集BJT 的大电流密度和MOSFET等电压激励场控型器件优点于一体的高压、高速大功率器件。
目前有用不同材料及工艺制作的IGBT, 但它们均可被看作是一个MOSFET 输入跟随一个双极型晶体管放大的复合结构。
IGBT有三个电极(见上图), 分别称为栅极G(也叫控制极或门极) 、集电极C(亦称漏极) 及发射极E(也称源极) 。
从IGBT的下述特点中可看出, 它克服了功率MOSFET的一个致命缺陷, 就是于高压大电流工作时, 导通电阻大, 器件发热严重, 输出效率下降。
IGBT的特点:1.电流密度大, 是MOSFET的数十倍。
2.输入阻抗高, 栅驱动功率极小, 驱动电路简单。
3.低导通电阻。
在给定芯片尺寸和BVceo下, 其导通电阻Rce(on) 不大于MOSFET的Rds(on) 的10%。
4.击穿电压高, 安全工作区大, 在瞬态功率较高时不会受损坏。
5.开关速度快, 关断时间短,耐压1kV~1.8kV的约1.2us、600V级的约0.2us, 约为GTR的10%,接近于功率MOSFET, 开关频率直达100KHz, 开关损耗仅为GTR的30%。
IGBT将场控型器件的优点与GTR的大电流低导通电阻特性集于一体, 是极佳的高速高压半导体功率器件。
目前458系列因应不同机种采了不同规格的IGBT,它们的参数如下:(1) SGW25N120----西门子公司出品,耐压1200V,电流容量25℃时46A,100℃时25A,内部不带阻尼二极管,所以应用时须配套6A/1200V以上的快速恢复二极管(D11)使用,该IGBT配套6A/1200V以上的快速恢复二极管(D11)后可代用SKW25N120。
(2) SKW25N120----西门子公司出品,耐压1200V,电流容量25℃时46A,100℃时25A,内部带阻尼二极管,该IGBT可代用SGW25N120,代用时将原配套SGW25N120的D11快速恢复二极管拆除不装。
(3) GT40Q321----东芝公司出品,耐压1200V,电流容量25℃时42A,100℃时23A, 内部带阻尼二极管, 该IGBT可代用SGW25N120、SKW25N120, 代用SGW25N120时请将原配套该IGBT的D11快速恢复二极管拆除不装。
(4) GT40T101----东芝公司出品,耐压1500V,电流容量25℃时80A,100℃时40A,内部不带阻尼二极管,所以应用时须配套15A/1500V以上的快速恢复二极管(D11)使用,该IGBT配套6A/1200V以上的快速恢复二极管(D11)后可代用SGW25N120、SKW25N120、GT40Q321, 配套15A/1500V以上的快速恢复二极管(D11)后可代用GT40T301。
(5) GT40T301----东芝公司出品,耐压1500V,电流容量25℃时80A,100℃时40A, 内部带阻尼二极管, 该IGBT可代用SGW25N120、SKW25N120、GT40Q321、GT40T101, 代用SGW25N120和GT40T101时请将原配套该IGBT 的D11快速恢复二极管拆除不装。
(6) GT60M303 ----东芝公司出品,耐压900V,电流容量25℃时120A,100℃时60A, 内部带阻尼二极管。
2.2 电路方框图2.3 主回路原理分析时间t1~t2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t1~t2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t3~t4时间,C3通过L1放电完毕,i3达到最大值,电容两端电压消失,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i1~i4过程,因此在L1上就产生了和开关脉冲f(20KHz~30KHz)相同的交流电流。
t4~t5的i4是阻尼管D11的导通电流,在高频电流一个电流周期里,t2~t3的i2是线盘磁能对电容C3的充电电流,t3~t4的i3是逆程脉冲峰压通过L1放电的电流,t4~t5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,t1~t2,Q1饱和导通,UC接近地电位,t4~t5,阻尼管D11导通,UC为负压(电压为阻尼二极管的顺向压降),t2~t4,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。
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,t1~t2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、V7 OFF时(V7=0V), V5等于D12与D13的顺向压降, 而当V6<V5之后,V7由OFF转态为ON,V5亦上升至Vi, 而V6则由R56、R54向C5充电。
(2) 当V6>V5时,V7转态为OFF,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”。
2.5 IGBT激励电路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),V8<V9,V10为高,Q8和Q3 导通、Q9和Q10截止,Q1的G极为0V,Q1截止。
(2) V8 ON时(V8=4.1V),V8>V9,V10为低,Q8和Q3截止、Q9和Q10导通,+22V通过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。
