電磁爐工作原理與故障分析講座

1、 順德市瑞德電子實業(yè)有限公司REAL -DESIGN ELECTRONICS INDUSTRIAL CO.，LTD電磁爐工作原理與故障分析講座版本22008.10.08 編者：翁明光目錄第一章 電磁爐的基本工作原理的介紹.3第二章 電磁爐組裝結構圖.5第三章 電磁爐的基本加熱功能及保護功能介紹.7第四章 電磁爐的原理圖各功能部分的分析 .9第五章 電磁爐常見異常故障分析之“葵花寶典”.32第六章 電磁爐元器件的認別及其測量方式.43第七章 電磁爐上元器件的規(guī)格與作用簡介.48電磁爐由于具有熱效率高、使用方便、無煙熏、無煤氣污染、安全衛(wèi)生等優(yōu)點，非常適合現(xiàn)代家庭使用第一章 電磁爐的基本工作原理的

2、介紹電磁爐的加熱原理電磁爐又稱電磁灶，分為工頻（低頻）和高頻兩種。其中，工頻電磁爐工作簡單可靠，但躁聲大，熱效率低，這里所說的電磁爐指高頻電磁爐。電磁爐是利用電磁感應原理將電能轉換為熱能的工作原理。由整流電路將50/60Hz的交流電壓轉換成直流電壓（AC-DC-AC、交流-直流-交流），再經(jīng)過控制電路將直流電壓轉換成頻率為2035KHz的高頻電壓，高速變化的電流流過線圈產生高速變化的磁場，當磁場內的磁力線通過金屬器皿底部金屬體內產生無數(shù)的小渦流，使器皿本身自行高速發(fā)熱，然后再加熱器皿內的東西，達到用戶使用的結果。 如圖1圖1圖2如圖2。電磁感應加熱的基本過程，至少需要整流單元、功率開關管、功率

3、開關管驅動控制單元、加熱線圈單元及鍋具等部件。電磁爐是運用高頻電磁感應原理加熱。它將市電整流濾波后得到的脈動直流轉換為高頻電流，通過加熱線圈建立高頻磁場，磁力線經(jīng)線圈與金屬器皿底部構成的磁回路穿透爐面作用于鍋底，利用小電阻大電流的短路熱效應產生熱量，在鍋底形成渦流而發(fā)熱，起到加熱器皿中的食物的作用。一般來講,器皿一般是用鋼質、鐵質材料來加熱，鋁、銅由于表面電阻率太小，而不易被加熱，陶瓷、木等又由于表面電阻率太大，使產生電流太小，所以也不易被加熱。第二章 電磁爐組裝結構圖電磁爐整機零件一般包括如下：1、陶瓷板： 又叫微晶玻璃板，位于電磁爐頂部，用于鍋具的墊放，具有足夠機械強度，耐酸堿腐蝕，耐高低

4、溫沖擊。2、上 蓋： 用耐溫塑料制成，作為電器的外保護殼。3、面 膜： 用塑料薄膜制成，用于功能顯示及按鍵操作指示。4、燈 板： 又叫顯示控制板，位于殼內，進行功能顯示及功能按鍵操作。5、爐面?zhèn)鞲衅鹘M件：位于殼內，嵌在發(fā)熱盤的中間，用橡膠頭或其它方式頂住陶瓷板，用于控制爐面鍋具的溫度。6、加熱線盤：位于殼內，主工作器件，發(fā)射磁力線，自身也會發(fā)熱。7、主 控 板：又叫電源板、主板，位于殼內，作為電轉換的控制的主工作部分。8、電源線及線卡：連接市電與電磁爐，提供電源通道。9、電 風 扇：位于殼內，通過吸風將爐內熱量帶出殼外，起降溫作用。10、下 蓋： 用耐溫塑料制成，作為電器的下保護殼，及支撐內部

5、器件及鍋具作用。第三章電磁爐的基本控制功能及保護功能介紹電磁爐分顯示部分和主板控制部分1、一般功能說明1)、顯示介面有LED發(fā)光二極管顯示模式、數(shù)碼管、LCD液晶、VFD熒光屏顯示模式幾種。2)、操作方式有輕觸按鍵、薄膜按鍵、觸摸按鍵、編碼器、電位器等模式。3)、操作功能有加熱火力調節(jié)、自動恒溫設定、定時開機、預約開/關機、電量電壓查詢、自動功能和半自動功能（蒸煮、煮粥、煲湯、煮飯）、手動功能（煎、炸、抄、烤、火鍋）等料理功能。4)、使用電壓范圍分兩個不同電壓段，220VAC240VAC機種在100VAC280VAC或100VAC120VAC機種在85VAC144VAC之間可連續(xù)工作，適用于5

6、0/60Hz的電壓頻率。使用環(huán)境溫度在2045。注明： a）、功率輸出：輸出范圍120W2200W之間b）、溫度控制: 即定溫控制。c）、定時控制: 可進行時間設置關機或開機。d）、大小物檢測:小于一定面積的金屬將不被加熱。60100、801202、保護功能具有鍋具超溫保護、鍋具干燒保、爐面?zhèn)鞲衅鏖_短路保護、爐面失效保護，IGBT測溫傳感器開短路保護，IGBT溫度限制控制和超溫保護、高低壓保護、 2小時無按鍵保護、浪涌電壓/電流保護、高低溫環(huán)境工作模式，VCE過壓保護、過零檢測、大小物檢測，鍋具材質檢測。注明: a）無鍋報警，無鍋或鍋具材質不對，小物件：停止加熱。若在1分鐘內檢測到有鍋，則自動

7、退出報警狀態(tài)，并恢復原來工作狀態(tài)。 b）高/低壓保護，當市電電網(wǎng)電壓波動超出工作范圍時，應能停止功率輸出并報警，例如超出100280V時出“低E1”或“高E2”； c）爐面?zhèn)鞲衅鏖_路時，開機1分鐘后檢測，停止功率輸出及報警，顯示“E3”； d）爐面?zhèn)鞲衅鞫搪窌r，停止功率輸出及報警，顯示“E4”； e）IGBT傳感器開路時，開機1分鐘后檢測，停止功率輸出及報警，顯示“E5”； f）IGBT傳感器短路時，停止功率輸出及報警，顯示“E6”； g）主傳感器失效，停止功率輸出及報警，顯示“E7”； h）干擾保護,當電網(wǎng)上產生瞬間高壓或浪涌電流時，電路停止功率輸出，暫停工作2S，當干擾去除后能回復功能輸出

8、。 i）過溫保護/干燒保護,由于電磁爐為加熱電器，內部很多器件在工作時會發(fā)出熱量，當溫度過高時因能報警并停止功率輸出，電源指示燈閃爍，待溫度下降后恢復加熱 j）IGBT溫度過熱,當高電壓低功率自動提高功率以減小IGBT溫升，如果出現(xiàn)異常溫升，則溫度達到95110則停止加熱保護,待溫度低于65左右恢復加熱。以艾美特電磁爐為例故障代碼故障原因報警條件E1低壓保護電網(wǎng)電壓低于100±5VE2高壓保護電網(wǎng)電壓高于285±5VE3爐面?zhèn)鞲衅鏖_路延遲1分鐘才檢測傳感器是否開路E4爐面?zhèn)鞲衅鞫搪否R上停止加熱E5IGBT傳感器開路延遲1分鐘才檢測傳感器是否開路E6IGBT傳感器短路馬上停止

9、加熱E7爐面?zhèn)鞲衅魇Ц鶕?jù)每檔檔位判斷傳感器值變化3、電路控制上，除有上述功能的電路外，還應有如下動作電路： a） 交流轉直流，通過整流橋堆進行轉換； b） 電源轉換，將強電轉換成弱電，提供18V，5V。 c） 過零電路（同步電路），當IGBT的反壓降到最低時才打開IGBT；d） IGBT驅動電路 e） 諧振電路， f） 功率控制電路，將PWM進行積分處理，進行不同檔下的功率控制； g） 檢鍋電路； h） 反壓保護電路，將IGBT工作反壓控制在合理范圍內； I） 高壓保護電路 J） 功率校準電路，通過可調電阻進行 K） 蜂鳴器驅動電路，風扇驅動電路，熱敏電阻取樣電路 L） 主芯片電路 m） 顯

10、示及按鍵控制電路第四章電磁爐的原理圖各功能部分的分析電磁爐主板原理方框圖主板分成10大部分：1、主回路的主諧振電路分析2、IGBT驅動電路分析：(推挽式電路，高電平驅動有效)3、電流取樣電路4、干擾保護電路5、電壓AD取樣電路6、同步電路和壓控/自激電路7、反壓保護與PWM控制電路8、爐面?zhèn)鞲衅髋cIGBT熱敏電阻取樣電路9、風扇控制電路10、開關電源電路一、主回路的主諧振電路分析由電力電子電路組成的電磁爐（Inductioncooker）是一種利用電磁感應加熱原理，對鍋體進行渦流加熱的新型灶具。主電路是一個AC/DC/AC變換器，由橋式整流器和電壓諧振變換器構成，當電磁爐負載（鍋具）的大小和材

11、質發(fā)生變化時，負載的等效電感會發(fā)生變化，將造成電磁爐主電路諧振頻率變化，導致電磁爐的輸出功率不穩(wěn)定，就會使功率管IGBT過壓損壞。在此先分析電磁爐主諧振電路拓撲結構和工作過程是怎樣的。1）電磁爐主電路拓撲結構電磁爐的主電路如圖1所示，市電經(jīng)橋式整流器變換為直流電，再經(jīng)電壓諧振變換器變換成頻率為2035kHz的交流電。電壓諧振變換器是低開關損耗的零電壓型（ZVS）變換器，功率開關管的開關動作由單片機控制，并通過驅動電路完成。電磁爐的加熱線圈盤與負載鍋具可以看作是一個空心變壓器，次級負載具有等效的電感和電阻，將次級的負載電阻和電感折合到初級，可以得到圖2所示的等效電路。其中R*是次級電阻反射到初級

12、的等效負載電阻；L*是次級電感反射到初級并與初級電感L相疊加后的等效電感。 2）電磁爐主電路的工作過程 電磁爐主電路的工作過程可以分成3個階段，各階段的等效電路如圖3所示。分析一個工作周期的情況，定義主開關開通的時刻為t0。時序波形如圖4所示。2.1 t0，t1主開關導通階段 按主開關零電壓開通的特點，t0時刻，主開關上的電壓uce=0，則Cr上的電壓uc=uceUdc=Udc。如圖3（a）所示，主開關開通后，電源電壓Udc加在R*及L*支路和Cr兩端。由于Cr上的電壓已經(jīng)是Udc，故Cr中的電流為0。電流僅從R*及L*支路流過。流過IGBT的電流is與流過L*的電流iL相等。由圖3（a）得式

13、（1）?？梢姡琲L按照指數(shù)規(guī)律單調增加。流過R*形成了功率輸出，流過L*而儲存了能量。到達t1時刻，IGBT關斷，iL達到最大值Im。這時，仍有uc=Udc，uce=0。iL換向開始流入Cr，但Cr兩端的電壓不能突變，因此，IGBT為零電壓關斷。2.2 t1，t2諧振階段 IGBT關斷之后，L*和Cr相互交換能量而發(fā)生諧振，同時在R*上消耗能量，形成功率輸出。等效電路如圖3（b）及圖3（c）所示，我們也將其分為兩個階段來討論。波形如圖4中的iL和uc。 由圖3(b)、圖3(c)的等效電路可得到式（3）方程組。L*(di/dt)iLR*uc=0Cr(duc/dt)=iL （3）由初始條件iL(t

14、1)=Im，uc(t1)=Udc，解微分方程組式（3）并代入初始條件，可得下列結果：IGBT上的電壓式中：=R*/2L*為衰減系數(shù)；是由電路的初始狀態(tài)和電路參數(shù)決定的初相角，是僅由電路參數(shù)決定的iL滯后于uc的相位角。 由上面的結果可以看到，當IGBT關斷之后，uc和iL呈現(xiàn)衰減的正弦振蕩，uce是Udc與uc的疊加，它呈現(xiàn)以Udc為軸心的衰減正弦振蕩，其第一個正峰值是加在IGBT上的最高電壓。首先是L*釋放能量，Cr吸收能量，iL正向流動，部分能量消耗在R*上。在t1a時刻，（tt1a）=，iL=0，L*的能量釋放完畢，uc達到最大值Ucm，于是，IGBT上的電壓也達到最大值uce=UcmU

15、dc。這時Cr開始放電，L*吸收能量，當(tt1)=時，uc=0，Cr的能量釋放完畢，L*又開始釋放能量，一部分消耗在R*上，一部分向Cr充電，使uc反向上升，如圖4所示。 然后，Cr開始釋放能量，使iL反向流動，一部分消耗在R*上，一部分轉變成磁場能。在uc接近0之前，(tt1)=2之時，iL達到負的最大值。當(tt1)=時，uc=0，Cr的能量釋放完畢，轉由L*釋放能量，使iL繼續(xù)反向流動，一部分消耗在R*上，一部分向Cr反向充電。由于Cr左端的電位被電源箝位于Udc，故右端電位不斷下降。當(tt1)=(t2t1)，即t=t2時，uc=Udc，uce=0，二極管D開始導通，使Cr左端電位不

16、能再下降而箝位于0。于是，uc不再變化，充電結束。但是，L*中還有剩余能量，iL并不為0，t2時刻iL(t2)=I2。這時，在主控制器的控制下，主開關開始導通。因此，是零電壓開通。2.3 t2，t3電感放電階段 如圖3(d)所示，可得方程：L*iLR*=Udc初始條件為：iL(t2)=I2。解此微分方程并代入初始條件，可得：L*中的剩余能量，一部分消耗在R*上，一部分返回電源，iL的絕對值按指數(shù)規(guī)律衰減，在t3時刻，iL=0，L*中的能量釋放完畢，二極管自然阻斷。在uc=Udc即uce=0時，主開關已經(jīng)開通，在電源Udc的激勵下，iL又從0開始正向流動，重復t0，t1階段的過程。二、IGBT驅

17、動電路分析：(推挽式電路，高電平驅動有效) 作用：保護IGBT可靠導通與關斷。IGBT驅動電壓至少需要16V，Q1（PNP管）、Q2（NPN管）組成推挽式驅動電路，它們的工作原理是：1、當輸入信號為高電平時，Q2導通，Q1截止，18VDC電壓流通，給IGBT的G極提供門極電壓，IGBT導通。線盤開始儲能。2、當輸入信號為低電平時，Q2截止，Q1導通，IGBT的G極接地，IGBT關斷。此時線盤感應電壓對諧電容放電，形成了LC振蕩。3、R6電阻在三極管截止時，把IGBT的G極殘余電壓快速拉低。C11電容作為高頻旁路，另外作為平緩驅動電路波形作用，ZD1穩(wěn)壓管，穩(wěn)定IGBT的G極電壓，預防輸入電壓過

18、高時，損壞IGBT。在檢鍋時，如圖2.1所示，波形不是很理想，有點變形。當檢到鍋工作后，如圖2.2所示，控制推挽電路的波形與驅動IGBT波形很相似，功率越大，波形的高電平的寬度越大，B點的波形底部平，原因是LM339控制的一路內部三極管導通接地。而A點的波形底部比地略高一點。再回到零電壓。此電路容易出現(xiàn)的問題為上電燒機,為驅動電路輸出高電平導致,溫升高、瓷片電容有問題。三、電流取樣電路作用：判斷有無鍋具、恒定電流、穩(wěn)定調節(jié)功率提供反饋輸入電流電流互感器T1的次級測得的交流（AC）電壓.經(jīng)D9D12組成的橋式整流電路整流，EC3電解電容濾波平滑、由電阻R15、RJ41、RJ16分壓后，所獲得的電

19、流電壓送到CPU，該電壓越高表示電源輸入的電流越大，待機時電流取樣基本為零，如圖3.1所示， 電流越大，A點的電流電壓波形幅值越高，B點的取樣點就越高，表示功率越大。電容EC3選值時不應太大，如果太大了，會造成電容充放電時間太長，影響讀取電流AD時間，從而會導致開機時，功率上升的時間很慢。VR1電位器作校準功率用，通過VR1電阻的大小，就可以調節(jié)B點的輸出電壓，電阻越小，功率越大，反之就功率越小，一般調節(jié)電位器在中間位置。CPU根據(jù)監(jiān)測電壓AD的變化，作出各種動作指令1判斷是否放入合適的鍋具。（鍋具是否小于80（或60）、是否有偏鍋，電流過小，再判PWM是否最大，兩者滿足則判為無鍋）2、限定最

20、大電流，在低電壓時保證電流恒定或不超過。保護關鍵器件工作在規(guī)格要求范圍內，以及防止輸入電源線或線路板走線過電流不夠造成燒斷。3、配合電壓AD取樣電路及電調控PWM的脈寬，令輸出功率保持穩(wěn)定。此電路易出現(xiàn)的現(xiàn)象：功率壓死、功率飄移、無功率輸出、斷續(xù)加熱四、干擾保護電路 1、電流保護電路作用：浪涌保護電路，監(jiān)控輸入電網(wǎng)的異常變化，在有異常時，關斷IGBT進行保護1、正常工作時，LM339的1腳內部三極管截止，電阻R19把1腳電壓變?yōu)楦唠娖?，當電源輸入端出現(xiàn)大電流時，1腳內部三極管導通，輸出低電平，CPU連接的中斷口經(jīng)過二極管D18被拉低，CPU檢測到低電平時發(fā)出命令，讓IGBT關斷，起安全保護作用

21、，此保護屬于軟件保護，另外還有硬件保護，當1腳內部三極管導通，輸出低電平，直接拉低驅動電路的輸入電壓，從而關斷IGBT的G極電壓，保護了IGBT不被擊穿，通常要判斷是軟件保護還是硬件保護方法是：通常軟件保護時，軟件會設置2秒才起動，硬件起動時間很快不超過2秒鐘。2、C點電壓由于選擇的參考點是地，靜態(tài)時，C 點的電壓由RJ28、R27、R14電阻分壓所得，當正常工作起來后，互感器感應輸入端的電流，C點的電壓會下降，電流越大，C點電壓越低，如圖4.1所示，所以A點電壓也會下降，B點為LM339負端RJ29、RJ25分壓后的基準電壓，當A點電壓下降到B點以下時，LM339反轉，D點輸出低電平拉低中斷

22、口。通過調節(jié)輸入正負端的參數(shù)來改變干擾的靈敏。用工具查看兩輸入端在最大功率工作時，比較電壓越接近越好，但仿止出現(xiàn)太過靈敏而導致中斷間隙。（變頻器上（不一定，但是比較能體現(xiàn)）一般干擾比較大，在最大檔功率最大電流時（190210V之間電流最大）最容易出現(xiàn)，）3、CPU根據(jù)中斷口檢測電源輸入端的浪涌電流，程序檢測到有低電平，停止工作，起保護IGBT不受浪涌電流所擊穿。此電路異常出現(xiàn)：檢鍋不工作、不保護爆機2、電壓保護電路作用：高壓保護電路，監(jiān)控輸入電網(wǎng)的異常變化，在有異常時，關斷IGBT進行保護1、電路的雙重保護（電流和電壓保護），由R53、R54、RJ55電阻組成分壓電路，如果輸入電壓超過正常設定

23、電壓值， A點的電壓就會升高，達到或超過三極管Q5的基極導通電壓0.7V以上，則Q5一直導通，由于三極管的C極接到LM339的1腳，即中斷口，所以程序檢測到低電平后會關閉輸出，保護IGBT及主回路上面的器件不被燒掉。2、當有電壓浪涌時，R53并聯(lián)的電容C28起作用，因為電容兩端電壓不能突變，所以在瞬間電壓起變化，電容就相當短路（耦合），A點的電壓會瞬間變的很高，使Q5導通而讓CPU中斷口檢測到。正常情況下A點的波形如圖4.2所示。此電路異常出現(xiàn)：檢鍋不工作、不保護爆機。五、電壓AD取樣電路作用：檢測電路工作在什么電壓段，高低壓保護AC220V由整流管整流成脈動直流電壓，通過R4與RJ10、RJ

24、11分壓， D7二極管隔離AD檢測口與輸入端，EC2平滑后的直流電壓送到CPU端口進行分解,不受輸入端的影響，D8二極管讓輸入電壓最鉗位在5.7V，保護CPU端口不會被高電壓擊穿。正常電壓下，輸入電壓比較穩(wěn)定，如圖5.1所示。CPU檢測輸入電壓信號后發(fā)出動作命令1、判別輸入的電壓是否在充許的范圍之內，否則停止加熱，并發(fā)出報警信號。2、判別輸入電壓是否高電壓，根據(jù)輸出功率是否為低功率（1300W以下），進行升功率，目的是為了減小IBGT在高壓小功率時，出現(xiàn)硬導通，即IBGT提前導通，來減小IGBT的溫升，根據(jù)高功率（1800W以上），配合爐面?zhèn)鞲衅魇欠駲z測到線盤溫升高，如果溫升高，可適當?shù)慕倒β?/p>

25、，從而保證線盤不會因為溫升高而燒毀。3、與電流檢測電路形成實際工作功率，CPU智能的計算出功率的大小再與CPU內部設定的功率值作比較，去控制PMW脈寬調制的大小，穩(wěn)定輸出所需各檔的大小功率。4、通過電流AD配合，保持高壓是恒定功率輸出。此電路異常出現(xiàn)：高低壓無保護，間隙加熱，功率上不去。六、同步電路和自激電路作用：跟蹤諧振波形，提供合理的IGBT導通起點，提供脈沖檢鍋信號原理：采用電阻分壓及電容延時的方式跟蹤諧振電路兩端電壓變化；自激振蕩回路、啟動工作OPEN口、檢測合適鍋具PAN口。RJ1、RJ2和RJ3、RJ5、RJ52分別接到諧振電容與線盤兩端，靜態(tài)時A（端）比B（端）電壓要低（通常兩端

26、電壓壓差在0.2-0.4V比較理想），C點輸出高電平。C16電容兩端都是高電平，所以不起作用,D點由于接了RJ17上接電阻，也被拉高，在靜態(tài)OPEN端口通常被MCU置為低電平，由于E點與OPEN端口接了二極管D15，當OPEN端口被置低時, E點電壓鉗位在0.7V,此時D（端）電壓比E（端）電壓要高，導致I點（2腳）輸出低電平，控制IGBT關閉,不能加熱。 C18、C20電容是調節(jié)諧振電路的同步，減少燥音及溫升過高的節(jié)用。C21是反饋電容，當14腳輸出低電壓時，反饋到9腳，使9腳電壓拉低。加速14腳更快達到低電平。如圖6.1,在無鍋開機啟動時，圖上為各個關鍵的檢測波形。1、先在G點發(fā)出一個十幾

27、US的高電平(檢鍋脈沖)，通常是每1秒鐘發(fā)一次，E點由于二極管D15的反偏截止，由PWM端口輸出的脈寬由電容平波后送到E點，E點電壓也有十幾US的變高寬度，由于OPEN口的瞬間高電平輸出，電容C22耦合，A點（端）相當瞬間加到5V，A點電壓比B點（端）高，C點輸出低電平。C16電容也起耦合作用，把D點電壓拉低，所以E點電壓比D點電壓高，I點輸出一個高電平，IGBT導通，LC組合開始產生振蕩。 2、啟動后，在C點產生一連串的脈沖波形，當放上鍋具時，LC組合產生的振蕩好似串上負載，很快就消耗完，在C點的產生脈沖個數(shù)也減小，CPU通過檢測端口檢測C點的脈沖個數(shù)來判斷是否有鍋或放入合適的鍋具。因無鍋或

28、鍋具不造合時諧振后波形衰減的很慢，檢出來的脈沖個數(shù)會很多。另外，如果一直檢測到高電平，說明線盤沒接好或同步電路出問題。3、當檢測到有合適的鍋具，因諧振后波形衰減的很快，檢出的脈沖個數(shù)會很少。CUP讓G點（open）一直輸出高電平進行工作，E點的電壓隨PWM輸出脈寬的大小所控制，最終控制功率輸出的大小。各個工作波形如圖6.2所示。CPU通過PAN，OPEN檢測控制腳輸出控制信號。1、OPEN口在工作過程中一直為高電平，有干擾中斷信號時輸出低電平，2S后回復高電平繼續(xù)工作。關機時為低電平。在檢鍋時發(fā)出一個十幾US的高電平后關斷。2、PAN口作用，在開機時檢測是否有合適的鍋具，通過檢測脈沖個數(shù)來判定

29、是否加熱。此端口在這里一直作為輸入口（也可用來啟動工作及檢測脈沖個數(shù)，雙重作用。）此電路異?，F(xiàn)象：不檢鍋、IGBT溫升過高、燥音大七、反壓保護與PWM控制電路作用：決定IGBT的導通寬度，提供IGBT正常開通、關斷。RJ32、RJ21提供基準電壓給LM339的11腳，10腳由同步諧振電路分壓得出，抑制IGBT的C極反壓不得超過1150V， 當提鍋或移鍋時，IGBT反壓增大，當接近1150V時，同步端使LM339的10腳電壓高過11腳，13腳輸出低電平，然后比較器一直在切換，從而維持電壓不超過限壓，保護IGBT不損壞。如圖7.1所示。RJ34、RJ35、EC8、C8，R31組成PWM控制電路，當

30、PWM輸出的脈沖寬度越寬，經(jīng)過EC8平波后輸出給LM339的5腳電壓也越高，與LM339的4腳比較反轉的時間也越長，2腳輸出高電平時間也越長，進而控制IGBT驅動脈寬，達到控制加熱功率越大。反之越小，PWM脈寬輸出波形如圖7.1的D點所示。正常電壓上，當PWN調節(jié)最小時，當最小功率（800W）下不來時，原因是D點的電壓點太高了，導致IGBT的開通占空比無法調小，此時可以調小R31電阻來實現(xiàn)。CPU通過檢測輸出控制信號1、反壓電路B點給LM339正端設置一個基準電壓，當（A點）負端接收到諧振波形時，與B點作比較，當比較諧振脈沖高于基準電壓時，比較器反轉，抑制諧振電壓不超過1150V，（這里用的I

31、GBT耐壓是1200V）。2、抑制反壓后，如果鍋具有抬鍋、偏鍋時，輸出功率會有變化，根據(jù)電流取樣電路的電壓值，調整PWM脈寬。3、CPU通過控制PWM脈寬寬度，控制比較器的輸出來控制IGBT的導通時間的長短，結果控制了輸出功率的大小。此電路異常易出現(xiàn)：爆機、檢鍋慢、檢不到鍋八、爐面?zhèn)鞲衅髋cIGBT熱敏電阻取樣電路作用：偵測爐子上鍋具內部的溫度、檢測散熱片發(fā)熱情況爐面?zhèn)鞲衅鳎籂t面加熱鍋具的溫度透過微晶玻璃板傳至緊貼在微晶玻璃板底部的傳感器，該傳感器的阻值變化直接反映了鍋具溫度的變化，傳感器與RJ36電阻分壓電壓的變化反映了傳感器的阻值變化，就反映出加熱鍋具的溫度變化。IGBT熱敏電阻：該熱敏電阻

32、放在緊貼著IGBT的正面。用導熱硅脂涂在它們之間，并壓在PCB板上，IGBT產生的溫度直接傳到了熱敏電阻上，熱敏電阻與RJ37電阻分壓點的變化反映了熱敏電阻的阻值變化。直接反映出IGBT的溫度變化。CPU通過檢測兩路AD值的變化作出指令控制。爐面?zhèn)鞲衅鳎?、定溫控制，控制加熱溫度點，恒定加熱物體溫度恒定在設定的溫度范圍內。2、自動功能及火鍋控制，利用探測溫度及結合時間，控制鍋具內部的溫度，達到最佳的烹煮效果。3、自動功能工作時，鍋具溫度是否高過設定溫度，立即停止工作，并關機。4、鍋具干燒時，立即停止工作，并關機。5、傳感器開路或短路時，開機后發(fā)出不工作信號（開路需要1分鐘后再判斷），并報知故障

33、信息。IGBT傳感器：1、當探測到IGBT結溫>85時，根據(jù)當前工作情況，升功率或降功率，或間隙加熱方式，讓IGBT結溫85。如果在不正常情況下溫升還繼續(xù)升高，高于110，則立即停止加熱，并報知信息或不報知信息，而是每4S檢測一下鍋具。待溫升下降到60又再次加熱，循環(huán)工作。2、熱敏電阻開路或短路時，開機后發(fā)出不工作信號，（開路需要1分鐘后再判斷），并報知故障信息。3、在關機狀態(tài)下，如果IGBT溫升高于55，CPU則控制風扇一直工作，直到溫度小于45后停止工作。第一次上電時不作判斷處理。此電路異常易出現(xiàn)：爐面?zhèn)鞲衅魇?，導致線盤過熱燒線盤及爆機、無法達到正常的設定溫度標準。IGBT熱敏電阻

34、失效，無法正常判斷IGBT溫升，導致燒IGBT。九、風扇控制電路作用：排出爐內熱氣將IGBT及整流橋緊貼在散熱片上，利用風扇運轉，通過電磁爐外殼上的進、出風口形成的氣流將散熱片上的熱及線盤等零件工作時所產生的熱，加熱鍋具輻射進電磁爐內的熱、及其它器件所散出的熱排出爐外。降低爐內的環(huán)境溫度，以穩(wěn)定電磁爐正常工作。CPU控制FAN端口輸出高電平，使Q3三極管導通，18V電壓加在風扇兩端經(jīng)過Q3到地，使風扇運轉，當FAN輸出低電平時，Q3截止，風扇停止工作，D22是開關二極管，作用是吸收，平波，起到保護三極管不被擊穿，同時也讓風扇工作的更可靠。CPU根據(jù)程序判斷發(fā)出控制命令1、結合爐面?zhèn)鞲衅髋cIGB

35、T傳感器取到的AD值，控制風扇工作。2、判斷是否開機，風扇長轉。3、判斷是否有特殊要求控制風扇工作。此電路異常易出現(xiàn)：風扇長轉，不轉十、開關電源電路作用：為電路工作提供可靠的DC18V及DC5V電壓。AC220V 50/60Hz電源電壓通過全波整流后，脈動的直流電壓經(jīng)EC7平波，經(jīng)變壓器初級加到低頻放大管（NPN）13003的C極及經(jīng)過R3電阻加到三極管的B極。使變壓器初級產生電流進而產生電壓，當Q8導通后，經(jīng)過ACT30B的2腳（DRV）給1腳電容EC41充電，當電容充到5V后，2腳與3腳接通，EC41放電，下降到4.6V后,2腳與3腳斷開，周而復始的工作，最后在三極管的A點產生如圖10.1

36、的波形，ZD3、ZD4、D39組成反饋電路，控制輸出電壓穩(wěn)定在18V與5V，R60，C5、D20構成RCD緩沖保護電路，用于抑制三極管關斷后變壓器產生過電壓，減小關斷損壞三極管。組成吸收電路，當變壓器在受到浪涌后。因本身具有感應電動勢及自身的漏感誤差，使得與Q8相接的點電壓會升高，通過吸收回路，把高出部分電壓又送回到電源上。D21、D23是快速回恢二極管，經(jīng)過前級的電路工作，變壓器次級輸出兩路電壓，一路+18V電壓提供給LM339，及風扇等電路工作，另一路電壓通過78L05的輸入端，輸出端輸出穩(wěn)定的5V電壓供IC工作（顯示板）。此電路異常易出現(xiàn)：過流保護、死機、爆機、上電無反應電磁爐顯示板原理

37、圖整體框圖顯示板分成3大部分：11、顯示控制部分12、蜂鳴器驅動電路13、微電腦主控芯片IC十一、顯示控制部分作用：指示電磁爐各種工作功能、不同功率檔位、各種故障判斷。通用Q1、Q2、Q6、Q7三極管及164的串聯(lián)移位送數(shù)掃描來控制LED燈及數(shù)碼管的顯示。掃描判斷按鍵是否有否。CPU通按按鍵指令輸出命令1、按鍵按下各種功能，CPU相應輸出指示LED燈及數(shù)碼管顯示定時時間或功率檔位。2、當電磁爐出現(xiàn)故障時，輸出故障代碼，并通過聲電來通知用戶。此電路異常易出現(xiàn)：顯示不良，按鍵無效。十二、蜂鳴器驅動電路作用：可做美音，即各種音調，也可以做成單調的聲音，單音調時：J1跳線接上，R31、R32、R35、

38、EC1、Q3、Q6不接，BUZ端口輸出8K頻率。美音聲調：J1跳線不接，MUISC輸出一段時間。給EC1電容充電后關斷，BUZ 輸出不同的頻率，可以聽出不同的音調。CPU在故障或按鍵操作或功能完成時提醒用戶，通過發(fā)出音響來與用戶交流。此電路異常易出現(xiàn)：無聲音十三、微電腦主控芯片IC作用：電磁爐微電腦智能控制與模糊控制的靈魂。1腳：接地。20腳：接DC5V19腳：中斷輸入口，檢測電路上各種干擾信號。保護IGBT在受到干擾后能及時關閉。18腳：啟動電磁爐控制腳，不工作時為低電平，工作時為高電平。1417腳：為電壓、電流、爐面?zhèn)鞲衅鳌GBT熱敏電阻的AD模數(shù)轉換端口，讀出不同的AD值來控制電磁爐的

39、工作狀態(tài)。13腳：PWM輸出腳。4腳：為內置復位電路，無需再外接電路，是做為單相無上拉輸入端口，一般用作判斷是否有啟動工作，從而判斷是否有合適的鍋具。是否進入正常工作的判斷。其它腳一般做為正常的I/O端口，用作顯示，判斷按鍵，蜂鳴器、風扇控制端口。此電路異常易出現(xiàn)：上電無反映，顯示不正常、按鍵無反映第五章電磁爐常見異常故障分析之“葵花寶典”1：電磁爐在加熱3060分鐘功率就會下降50100W! 電磁爐電路有沒有PWM自動調節(jié)功率？若沒有功率一定會下降！ 若有PWM自動調節(jié)功率還存在功率下降。可能存在以下幾點問題： 1，線圈盤表面離鍋底太遠導致PWM調滿了。 2，IGBT高壓峰值壓得太低，或加熱

40、后取樣電阻阻值發(fā)生變化。 3，線圈盤Q值太低。2：電磁爐IGBT振蕩頻率與L,C有關以外,還和哪幾個因素有關?還有鍋具材質及鍋具距線盤的高度！還有其它因素嗎?鍋具離線圈盤最好為多高?11mm （10.5mm11.5mm之間）3：電磁爐一工作就發(fā)出吱吱的振蕩聲是怎么回事？可能有以下幾種情況： 1、振蕩頻率過低， 例如使用430材料鍋或鍋底特薄都會引起，1）：注一般情況下如430鍋具加熱時其頻率低于20KHz2）：鍋具的材質經(jīng)過長時間的使用產生變異3）：LC配合參數(shù)有些偏移A、線盤的磁芯斷裂B、線盤Q值偏低C、繞線與PBT支架粘貼不牢2、220V整流濾波電容（5uF）的容量過小。 3、調制脈寬電平

41、不穩(wěn)定。 4、同步跟蹤電路有問題，可能使振蕩不同步。 5、布板不合理也會引起。6、用線型變壓器作電源變壓器的材質變異7、風扇葉片開裂、斷裂。風扇驅動電路元件變質現(xiàn)的電磁爐技術發(fā)展比以前較成熟多了，但是有的廠家這種問題以極少數(shù)部分依然存在。4：電磁爐對鍋具的檢測是怎樣進行的?一般檢測電流和脈沖個數(shù)。所謂檢測電流就是讓IGBT工作一段時間，一般取數(shù)十mS，互感器便感應出電壓來，在無鍋情況下，線圈盤能量消耗小，故互感器感應出電壓也??；有鍋時線圈盤能量消耗大，故互感器感器消耗能量也大，互感器感應出電壓也大，通能判斷互感器感應的電壓大小就可以知道有沒有鍋。 所謂檢測脈搏沖個數(shù)，就是讓IGBT工作一個數(shù)個

42、uS，（即一個脈沖），線圈盤就和諧振電容發(fā)生振蕩，無鍋時振蕩時間長，有鍋時線圈盤能量很快消耗完，故振蕩也快，然后再能過取樣判斷振蕩的長短來決定有沒有鍋。5：電磁爐上電后燒IGBT。是一上電就燒，還是開機幾秒鐘燒？兩者原因完全不同的。A、一開機就燒是什么原因？查同步跟蹤電路部分。是這部分出了問題致使不同步故燒了。1、 查查電阻是否變質，2、 同步電壓是否異常，正確是正端比負端高0.2V以上B、一上電就燒是什么原因？上電燒一般是驅動IGBT電路輸出個高電平，才把它燒壞。排除這樣的故障一般是順藤摸瓜啦！C、工作一段時間后被干掉是怎么回事?首先看是否IGBT過熱未能保護引起,再看干擾保護是否太遲鈍引起

43、6：電磁爐可以加熱，但速度很慢，加熱一段時間后就發(fā)出嘀嘀的報警聲。而且IGBT發(fā)熱異常，這是什么故障？驅動波形不正常，占空比過小，造成IGBT非零壓時開關，從而發(fā)熱嚴重。 建議掛示波器看看波形一般是什么因素會導致波形異常。出廠前廠家一定是做過檢測，到市面上的一般是器件變值、老化影響7： IGBT工作在1800W其工作頻率為多大?導通時間為多少?線圈盤電感量為多大?振蕩電容為多少?溫度為多高才合適?.電磁爐最佳工作頻率在20-30KHz范圍內,IGBT性能現(xiàn)在已經(jīng)最高達到了150KHz(硬開關)以上,和MOSFET基本相當.通常;IGBT溫度控制在85度左右.壽命控制在10年以上(比較保守)短期

44、結溫控制在110度. 線盤電感量現(xiàn)在各個廠家做的最多是110UH125uH之間，配用0.27uF/1200V、0.3uF/1200V、0.33uF/1200V諧振電容幾個參數(shù)，功率最大做到2100W，極少數(shù)做到2200W! 據(jù)單管實驗、配430鍋，做2000W時，鍋放正中間，IGBT工作在25KHz時，溫度由殼內的通道、風量及散熱片大小決定，導通時間約為23uS。占空比為1/2。 在相同的條件下，但在28KHz時工作溫度為85度至90度！(即諧振電路越小，頻率越高)8：電磁爐線圈盤用的磁條，如何判斷其好壞？主要是材料的質量! 雖然材料的質量和產生的頻率沒有什么影響,但是在一定的情況下會直接影響

45、到頻率的高低,會產生不穩(wěn)定的頻率,很簡單的例子:劣質的電磁路的噪音很大的因素與它有關.若給你兩塊：一塊是好的。一塊是差的，你是如何判斷呢？使用什么儀器測量呢？可以測試它的磁導率,主要還是外觀的檢測. 因為,磁快燒結后,材質輕微的好壞對磁導率的影響不是很大,但是價格相差很大,差的都是好的篩選下來不用的,國內的大都是這樣的. 好的表面光滑,顆粒細致均勻,差的相反! 測試磁導率的市場有的賣的9：電磁爐不加熱從哪入手排除故障？從以下一步一步試試:1、干擾原因造成。查查干擾電路是否有異常2、上電延時保護電路故障：3、電源回路故障4、電流檢測電路故障5、IGBT驅動電路故障6、檢鍋電路10：,電磁爐通電按

46、面板鍵無任何反應？如何排除?1、上電時是否顯示燈有指示。如果有，面板按鍵是否有問題、芯片管腳壞還是輔助芯片壞（74HC164損壞）2、上電時無任何反映，保險絲、整流橋、IGBT、壓敏電阻等是否損壞，若IGBT、整流橋損壞則更換；檢查傳感器、散熱器、線盤及其端子等之間是否有打火痕跡，機器內部是否進過水. 3、檢測連接排線等接插件是否不良,再檢查各組電源5V，18V是否正常；如不正常，開關電源損壞。11：電磁爐晚間生產時，功率會壓死，調可調電阻也調不上來，但一到白天，又好了，咋回事呢！功率壓死跟很多因素有關，先看看鍋具是否那種特別差的，430材質的要比304的低，再看反壓電路上電阻是否變值，或反壓

47、值設計得太低；或線盤表面距離陶瓷表面太遠？另一方面也要注意，可能晚上電網(wǎng)上干擾比較嚴重，引起反壓波形上尖峰毛刺的出現(xiàn)，使反壓電路提前動作從而引起功率下降。也可能PWM電路因電阻或設計原因，使PWM轉換電壓余量不夠，當5V又偏低時引起。那間歇加熱現(xiàn)象又跟那些因素有關呢？ 首先是否存在過強的電網(wǎng)干擾，在這種情況下屬正常的電路保護， 再是否在小功率狀態(tài)下，例如800W以下，這也是正常的工作方式 另檢查下是否干擾電路出現(xiàn)問題 當同步電路異常時也會出現(xiàn)，特別是在使用國產的339，又當使用304鍋，線盤距離陶瓷板很近時有時就會出現(xiàn)，這種情況下就要對同步電路進行良好的濾波設計。那IGBT過熱又跟那些因素有關

48、呢？首先看使用哪種IGBT，西門子溫升最低，再看線盤表面距離陶瓷表面是否太近，往往線盤凸起，陶瓷板凹進會使IGBT溫度升高。另看風道是否太差，包括風扇電壓不夠引起轉速變慢，散熱片位置不對，或線盤緊壓著散熱片?；蚴褂缅伨卟划?，有些鍋具會使IGBT溫度一路飆升，430要比304要好，且電壓越高，功率越低，304的溫度會越高，但304復底鍋是在220V最大功率檔時溫度最高。12：電磁爐工作一段時間后，出現(xiàn)間隙加熱。首先要看爐子熱起來后器件是否受熱影響，是停止2S后再啟動工作，還是出現(xiàn)不規(guī)則的間隙，而且功率只掉一半又上來。1、停止2S后又啟動工作，而且停止的時間很有規(guī)律，可以判定是出現(xiàn)中斷引起的，首先

49、是否存在過強的電網(wǎng)干擾，在這種情況下屬正常的電路保護，如果不是，那就是電壓干擾或電源干擾信號器件出現(xiàn)問題2、間隙不規(guī)則，功率沒有完全掉完又回去了。應該是同步和自激電路器件出現(xiàn)問題，先看自激回路波形是否出現(xiàn)變異，同步接LM339兩端電壓是不是在0.20.4V之間，電阻有沒有變阻，電容是否有漏電。一般電路故障檢修流程第1條：上電無任何反映第2條：上電顯示正常，有檢鍋信號，放上鍋具檢到鍋不工作。第3條：顯示正常、開機只有檢鍋聲，不工作。第4條：顯示正常，開機后“無鍋報警聲正常”放上鍋具后，能工作，但功率出現(xiàn)間隙加熱，由小變大，反復跳變第5條：正常顯示，開機后功率上不來第6條：風扇不轉第7條：一上電就

50、炸保險管，IGBT、整流橋。第8條：無顯示、按鍵無反應第9條：功率偏低，與額定功率偏差過大，或功率跳功頻繁。上電無反映檢查保險管是否燒斷或虛焊、整流橋是否不正常Y換保險管、整流橋NY查5V、18V電壓正常否查顯示板連接線是否接好或接觸不良，芯片電源腳是否有5V電壓，把線接好或者需要更換芯片檢查D1、D2整流二極管是否擊穿。R50電阻有沒有變值高頻變壓器初次級是否有斷路、異樣。開關電源部分器件有沒有虛焊，脫焊。更換變壓器、重新把虛焊，脫焊加錫后面電路有短路或者器件把電壓拉低斷開所有18V連接的電路，和5V后面的電路，測是否電壓正常OKNNNY完成改換器件電源線或插座是否接觸良？插好電源線NYN1

51、、上電無任何反映2、上電顯示正常，有檢鍋信號，放上鍋具檢到鍋不工作。顯示正常，開機有檢鍋信號放鍋后不檢鍋，也不加熱，判定中斷出問題斷開D17、D18二極管，是否問題解決芯片外上拉電阻沒接好，或芯片已損壞換上拉電阻或芯片接回D17、D18，再斷開電流浪涌的LM339的6腳(負端)的RJ25上接電阻。及電壓保護的R54電阻，是否能工作LM339的1腳瓷片電容C19有漏電，或R19電阻沒有接好，更換即好。接回R54電阻，是否能工作電壓保護電路出問題，測量并更換電阻，電容接回6腳的上拉電阻RJ25，測量LM339正負端的電阻是否有變阻，（這里的電阻一般不會有問題），更換正端接地的瓷片電容，（有漏電，可

52、能性最大）NYNYNY完成LM339壞更改LM3393、顯示正常、開機只有檢鍋聲，不工作。開機不工作，一直在檢鍋線盤是否接好？按好線盤同步接LM339電壓8腳(負端)比9(正端)腳電壓低0.2v0.4v之間接線盤兩端電阻有問題推挽電路壞？檢查推挽電路是否有問題LM339壞？換LM339完成YNNNNYY4、顯示正常，開機后“無鍋報警聲正?！狈派襄伨吆?，能工作，但功率出現(xiàn)間隙加熱，由小變大，反復跳變。開機后有功率輸出，但間隙加熱檢查電流檢測電路是否有問題檢查電壓檢測電路是否有問題查電流取樣器件或電流互感器檢查電壓取樣電路器件YN完成Y5、正常顯示，開機后功率上不來顯示正常，開機后功率上不來工作一段時間后，是否進入超溫保護，或過不了一會溫升奇高電流取樣電路有問題，電阻變值，瓷片有問題，鉗位二極管D13出問題同步電容C18、C20出問題，最大可能是C20有問題完成6、風扇不轉風扇不轉風扇插座是否插好風扇插座插好風扇電機是否損壞換風扇風扇是否有接上18V檢查風扇與18V之間的連線風扇驅動電路是否正常在檢查電路時具體電路作具休的分析檢測芯片控制端口是否有高電平輸出(5V)檢查是否連接是否斷開，或芯片壞完成YNYNYNYNYN7、一上電就炸保險管，IGBT、整流橋。上電炸機測量整流橋和IGBT是否有壞最好串上60W的白織燈在電源輸入端，觀查是微亮還是很亮很