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电磁炉原理与维修
发表日期:2019-04-13 22:01| 来源 :本站原创 | 点击数:
本文摘要:电磁炉道理与维修_电子/电路_工程科技_专业材料。引见电磁炉布局,道理,与维修技巧。 电磁炉 郝国勇 一、电磁炉产物简介 次要内容 电磁炉产物简述 电磁炉特殊元器件引见 使用电路构成 各功能模块讲解 一、电磁炉产物简介 1、电磁炉的长处 电磁炉煮食的热效率

  电磁炉道理与维修_电子/电路_工程科技_专业材料。引见电磁炉布局,道理,与维修技巧。

  电磁炉 郝国勇 一、电磁炉产物简介 次要内容 电磁炉产物简述 电磁炉特殊元器件引见 使用电路构成 各功能模块讲解 一、电磁炉产物简介 1、电磁炉的长处 电磁炉煮食的热效率要比所有炊具的效率均高 出近1倍 具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无 无害气体、对四周情况不发生热辐射、体积小 巧、平安性好和外观美妙等长处 在电磁炉较普及的一些国度里人们誉之为“烹 饪之神”和“绿色炉具” 一、电磁炉产物简介 一、电磁炉产物简介 2、电磁炉的加热道理 电磁炉是使用电磁感应道理对食物进行加热的 一、电磁炉产物简介 2、高频电磁炉的加热道理 电流电压颠末整流器转换为直流电 使直流电变为跨越音频的高频交换电 将高频交换电加在感应加热线圈上,由此发生高频交 变磁场 其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而感化于金属锅,在烹 饪锅体内因电磁感应就有强大的涡流发生。 涡流降服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换 一、电磁炉产物简介 3、电磁炉的分类 电磁炉按感应线圈中的电流频次分为低频和高频 两大类,比拟较高频电磁灶受热效率高,比力省 电。按样式分类,能够分以下三种: 1、台式电磁炉 2、埋入式电磁炉 3、嵌入式电磁炉 二、电磁炉特殊元器件引见 次要内容 电磁炉产物简述 电磁炉特殊元器件引见 使用电路构成 各功能模块讲解 二、电磁炉特殊元器件引见 1、陶瓷板 陶瓷板是微晶陶瓷板的简称。陶瓷板的次要作 用是承载加热锅。 陶瓷板的机能远高于通俗陶瓷,它既有较好的 机械强度,能完全承受锅体及食物的分量,又 具有必然的抗热冲击强度,还能经受温度的剧 烈变化。 二、电磁炉特殊元器件引见 2、加热线圈 加热线圈是电磁炉中的一个主要元件,其外形较特殊 加热线圈又称发烧线圈,它并不是发烧源,而是高频 谐振回路中的一个电感,所以又称为高频谐振线圈 二、电磁炉特殊元器件引见 2、加热线圈 加热线圈直径(除固定胶盘边缘,一般在16cm-22cm 之间,且电磁炉功率越大,加热线圈直径也越大 加热线圈是用粗铜线以齐心圆体例由内到外绕27- 33匝(电磁炉功率越大,匝数越多),呈圆盘状固定 于绝缘胶架上。加热线mm的漆包 铜丝绞合而成。 二、电磁炉特殊元器件引见 2、加热线圈 加热线圈的核心安装有感 温器支架,以便安装热敏 电阻 加热线圈的后背安装有多 根磁条。安装磁条阵列是 为了会聚接收磁力线,减 小磁力线外泄 二、电磁炉特殊元器件引见 3、IGBT管 在电磁炉电路中,开关管饰演着很是主要的脚色。 当开关管导通时,+300V经加热线圈、开关管给 加热线圈充电,电能转化为加热线圈中的电磁能 此时加在开关管上的电压约为+250V,工作电流 在20A~40A之间 二、电磁炉特殊元器件引见 3、IGBT管 通俗的MOS场效应管,虽然仅需微弱的驱动电压即 可工作,但工作在高电压和大电流形态时,因内阻 较大,管子发烧快,难以长时间工作; 大功率达林顿管虽然能够在高电压、大电流形态下 长时间工作,但需要较大的驱动电流 二、电磁炉特殊元器件引见 3、IGBT管 将场效应管作为鞭策管,大功率管作为输出管。如许一个 组合集两者长处于一身,既具有双极型晶体管能通过大电 流密度的长处,同时在驱动电压下,又具备了场效应管用 电压进行节制的特点。具有能实现电压节制以及大功率输 出的特点。输出功率可达1000W以上。 二、电磁炉特殊元器件引见 3、IGBT管 称为绝缘栅型双极晶体管,其英文暗示为 iusulated Gate Bipolar Transistor IGBT管俗称门控管,它既有场效应管驱动电流 小的长处,又有双极型晶体管饱和压降小、电 流密度大的长处,因而能够简单地把IGBT办理 解为一只场效应管与双极型晶体管的复合器件。 二、电磁炉特殊元器件引见 3、IGBT管 常见符号如图 二、电磁炉特殊元器件引见 3、IGBT管 带有阻尼二极管的N型1GBT的电路符号是在上述符 号的c、e极间添画一只二极管符号即可,电磁炉线盘 和电容发生振荡到截止的时候会有一个很高的脉冲, 这个二极管就是用来阻遏这个电压损坏功率管的 二、电磁炉特殊元器件引见 3、IGBT管 常见的IGBT管的管脚陈列挨次与常见的大功率二极 管分歧,即管脚朝下,标注面向本人,从左到右依 此是门极(G)、集电极(c)、发射极(e)。电磁炉中使 用的IGBT管多为N型IGBT管 。 二、电磁炉特殊元器件引见 整流全桥虽然在家电产物中到处可见其身影,但用 4、整流全桥 在电磁炉中的整流全桥却要求其输出电流大、抗大 电流抗击能力强、能承受较高的峰值反向电压。 例如:RS1507整流全桥,该全桥能承受的最大峰 值反向电压为1000V;最大输出电流15A;峰值电 流可达250A,最大正向压降1V;工作温度范畴是55—+150。 二、电磁炉特殊元器件引见 4、整流全桥 二、电磁炉特殊元器件引见 5、常见IC LM339四电压比力器 LM339内含四个不异的电 压比力器,在电磁炉电路中 次要用作检测信号的比力判 断。 二、电磁炉特殊元器件引见 5、常见IC “+”暗示运算放大器的同相输入端;“-”暗示运 算放大器的反相输入端。 该IC特点是,只需两相输入电压相差10mV,输出状 输出为低电平;当其反相输入电压比同向输入低时, LM339输出端内部处于开路形态,要输出高电平,必 须加上拉电阻,高电平的幅值大小取决于该上拉电阻 态即可翻转。当其反相输入电压比同相输入电压高时, 的接法及其对地分压电阻的大小。 二、电磁炉特殊元器件引见 5、常见IC LM393双电压比力器 LM393是一种低功率、低偏臵、高精度双电压 比力器,其偏臵电压可低至2mV,其工作电压范 围较宽,为2V~36V。 二、电磁炉特殊元器件引见 5、常见IC LM324四运算放大器 LM324内含四个运算放大器及运算弥补电路,差 分输入,工作电压范畴为3V~32V。 二、电磁炉特殊元器件引见 5、常见IC 74HC164 8位移位寄放器 现有电磁炉的面板显示项目较多、内容较丰硕, 与之对应的节制端口也较多,然而单片机的端口非 常无限。为了达到对显示电路的节制,电磁炉多采 用74HC164(移位寄放器)来扩展节制端口。 二、电磁炉特殊元器件引见 5、常见IC 74HC164的引脚A、B为串行码输入端;CLR为清 零输入端;CLK为时钟脉冲输入端。该IC跟着时钟 脉冲上升沿的到来,A、B相与后的形态顺次由QA 移向QH。 二、电磁炉特殊元器件引见 6、抗干扰电容 在电磁炉的市电输入线ACL、ACN之间 接有电容C1(X电容),该电容既能防 止电磁炉发生的高频干扰脉冲窜入市入 电网,干扰其他电器,又防止市电网中 的干扰脉冲窜入电磁炉电路,影响其工 作。该电容的容量凡是为2uF。 二、电磁炉特殊元器件引见 7、滤波电容 市电经全桥整流后,颠末电容滤波, 将脉动的直流电变为滑润的直流电, 该电容称为滤波电容,滤波电容的 容量凡是为5uF。 二、电磁炉特殊元器件引见 留意: 因为电磁炉工作时,电流波动频次高,幅度大,因 此上述抗干扰电容及滤波电容均不克不及采用通俗电容 器,而是选用MKP电容器。 MKP电容器实为无极金属化聚丙烯膜电容器,这种 电容具有无感、高频特征好、自愈能力强、不变性 好等长处,并采用塑料防腐外壳环氧灌装,体积小, 绝缘机能好,MKP电容器属于公用电容器,次要用 于电子、电器设备中电源部门抑止噪声的器件。 二、电磁炉特殊元器件引见 8、高频谐振电容 二、电磁炉特殊元器件引见 8、高频谐振电容 电磁炉一般工作时,加热线圈与并联的电容谐 振发生15kHz~30kHz高频交变电流 高频谐振电容器工作在高频大电流形态 高频谐振电容器.选用MKPH型电容器,该类 电容器具有高频特征好、过流能力强、频次特 性优、自愈能力强等长处,在-25℃~+ 105℃的情况中均能一般工作。 二、电磁炉特殊元器件引见 8、高频谐振电容 在电磁炉中,加热线圈与高频谐振电容的谐振频 率是设想电磁炉电路及选择元器件的主要根据之 一。 因为高频交变电流频次(f)由加热线圈的电感量(L) 与高频谐振电容容量(c)决定,即(2πf)^2=1/ LC,因而高频谐振电容容量选择很是主要。 二、电磁炉特殊元器件引见 8、高频谐振电容 常见电磁炉加热线uH之间; 高频谐振电容容量为0.2uF、0.3uF或0.4uF。 若高频谐振电容容量为0.2uF,则高频交变电流频 率为28.13kHz~31.22kHz; 若高频谐振电容容量为0.3uF,则高频交变电流的 频次为22.97kHz~25.49kHz; 若高频谐振电容容量为0.4uF,则高频交变电流的 频次为19.89kHz~22.07kHz。 二、电磁炉特殊元器件引见 9、压敏电阻 二、电磁炉特殊元器件引见 9、压敏电阻 为了防止外部输入电压过高损坏电磁炉,在市电进 线端并联有一只压敏电阻,其外形极像瓷片电容器。 该压敏电阻标注—般为TVR14391或TVR10431, 这表白其击穿电压为AC390V或AC430V。只需外 部输入电压峰值跨越压敏电阻的标称耐压值,压敏 电阻当即击穿,安全管熔断,庇护后级电路免遭过 压损坏。 二、电磁炉特殊元器件引见 9、压敏电阻 一般时压敏电阻的两脚间电阻均为无限大。其损 坏后的现象较为直观,多为烧焦或炸裂。压敏电 阻属于一次性庇护元件,一旦击穿便不克不及主动恢 复,应予以改换。 二、电磁炉特殊元器件引见 10、热敏电阻1 二、电磁炉特殊元器件引见 10、热敏电阻1 发烧线圈盘核心的感温器架上安装有热敏电阻,该热 敏电阻概况呈红色,其外形酷似二极管1N4148。 电磁炉的保温功能及防于烧庇护功能的实现均靠此热 敏电阻来感知。热敏电阻紧靠陶瓷板并在两者之间涂 有导热硅脂,其目标是提高其感知活络度。 二、电磁炉特殊元器件引见 10、热敏电阻1 热敏电阻多采用负温度系数电阻,即温度 升高,阻值减小。。 热敏电阻的好坏间接影响零件的温控活络 度。 二、电磁炉特殊元器件引见 11、热敏电阻2 二、电磁炉特殊元器件引见 11、热敏电阻2 为了防止开关管过热损坏,在散热片上安装有 一只塑料封装的热敏电阻 。 二、电磁炉特殊元器件引见 11、热敏电阻2 温控器实为一只负温度系数的热敏电阻, 即跟着温度升高阻值不竭减小。 二、电磁炉特殊元器件引见 12、互感器 在电磁炉中常用互感器来检测电磁炉的工作电流, 互感器实为一个小功率的升压变压器。 该互感器初度级匝数比多为1:800,即初级铜线 线径粗、匝数少;次级铜线线径细、匝数多。 一般的互感器初级直流电阻近似0Ω,次级电阻约 为455Ω,初、次级绕组绝缘。 二、电磁炉特殊元器件引见 13、散热电扇 因为IGBT管、整流全桥在工作时通过的电流较大,因 此会发出大量热量。为了包管这些元件平安靠得住地工 作,就必需加装散热装臵,因为散热片远远不克不及满足 散热需求,因而电磁炉又添加电扇强制散热。 二、电磁炉特殊元器件引见 13、散热电扇 目前该散热所用的电机有两类:一类是通俗碳刷电 机;一类是无刷霍尔电机 碳刷电机,出产成本低,但乐音大、寿命短 无刷电机,内含转换电路,出产成本高,但靠得住性 高,寿命长 散热电扇的规格次要有80mmx80mnl、 90mmx90mm、120mmxl20mm等几种,供电电压 也有12V、18V、24V之分 二、电磁炉特殊元器件引见 14、操作面板 因为电磁炉的开/关、按时、保温及炒、煮、煎 等烹调功能选择均需人工操作,因而每款电磁炉 均设有操作面板 操作面板次要包罗操作按键及功能显示器件 部门电磁炉主板电路根基不异,但出于外观及生 产成本考虑.面板设想却有较大变化,次要取决 于产物定位及实物外观,尽可能地吸引消费者。 二、电磁炉特殊元器件引见 14、操作面板 按键: 为了防止水分及油烟渗入电路,电磁炉操作面板 的按键不过露,而是采用全封锁型微动式或触摸 式按键电路。 绝大大都中低档的电磁炉采用的是微动式按键, 触摸式按键次要用于高档电磁炉。 二、电磁炉特殊元器件引见 14、操作面板 电磁炉的功能显示体例之一 发光二极管指示,即功能、形态均靠对应的发光 二极管亮/灭来暗示。这种显示体例在经济型电 磁炉中利用得较多。 二、电磁炉特殊元器件引见 14、操作面板 电磁炉的功能显示体例之二 液晶显示.显示内容直观清晰 二、电磁炉特殊元器件引见 14、操作面板 电磁炉的功能显示体例之三 数码显示,即通过数码管直观地显示设定的温度、 时间及毛病代码等消息。 二、电磁炉特殊元器件引见 14、操作面板 电磁炉的功能显示体例之四 荧光屏显示,亦称VFD(VACUum FLuorescent Display)显示。荧鲜明示以其高辉度、宽视角、动 态显示图案、清晰易懂等长处,加之其外观富丽富 贵、灿艳多彩,倍受消费者喜好。目前,荧鲜明示 用于高档电磁炉中。 三、使用电路构成 次要内容 电磁炉产物简述 电磁炉特殊元器件引见 使用电路构成 各功能模块讲解 三、使用电路构成 简化的方框图 三、使用电路构成 AC 220V市电经桥堆D整流、L1与C5滤波后获得+300V摆布的 直流电 此直流电经加热线圈和IGBT管形成回路。当IGBT导通时, +300V给加热线圈充电,电能转换成电磁能储具有加热线圈中; IGBT截止时,加热线又向加热线圈放电, 循环往复,即加热线形成并联谐振回路,其谐振频次 由加热线的容量决定 IGBT管在节制电路输出的PWM开关脉冲的驱动下以必然的频 率工作,加热线kHz的高频交换电,于是铁 质平底锅底便发生了强大的涡流,锅底敏捷发烧,加热线圈 中的电磁能转化为热能 三、使用电路构成 细化的方框图 三、使用电路构成 包罗以下模块 +300V整流滤波电路 EMC防护 +l8V、+5V电源电路 LC振荡、同步模块 功率节制 高压庇护 电压、温度检测 电流庇护模块 电扇驱动 四、模块电路阐发 次要内容 电磁炉产物简述 电磁炉特殊元器件引见 使用电路构成 各功能模块讲解 四、模块电路阐发 四、模块电路阐发 1、EMC防护电路 四、模块电路阐发 EMC防护模块次要是在电源的进入端防止有高频干扰 或者雷击等形成后面电路的损坏而设臵的电路。次要 是由 CNR 、 C1 等构成。压敏电阻的电压敏感特征是它 的电阻值跟着外加电压变化而变化。电容 C1次要是吸 收电源中的高频谐波。 四、模块电路阐发 2、+300V整流滤波电路 整流滤波模块次要是进行 AC-DC变换,其焦点元件 是整流桥。它将输入的 220V 交换电变换成脉动直 流电,然后颠末 L型滤波电路(由电感线)进行滤波,输出滑润的直流电。 四、模块电路阐发 电感滤波的利用 电感对脉动电流发生反电动势的感化,它对交换 阻值很大,而对直流阻值很小,若是我们把较大 的电感串接在整流电路里,就能够使电路中的交 流成份大部门下降在电感上,而直流部门则从电 感线圈流到负载上,起到滤波的感化。电感滤波 电路凡是用在负载电流很大,而对滤波结果要求 不严的场所。 四、模块电路阐发 市电经整流全桥整流、L1与C5滤波后输出+300V直流 电。一般工作时,C5两头电压低于+300V.且电磁炉 功率调得越高,该电压下降得越多。该电磁炉功率 调在1300W时,C5两头电压约为260V。 四、模块电路阐发 3、 +l8V、+5V电源电路 该电磁炉低压 供电未采用普 通变压器降压、 整流滤波、稳 压输出体例, 而是采用开关 电源。此开关 电源电路由 FSD200及少量 的外围元件组 成。 四、模块电路阐发 采用FSD200设想的控 制电源电路,为单端 反激式功率变换线构成了 常见的间接反馈电路, Q9的输出间接与 FSD200的反馈电压输 入端Vfb相连,省去 了反馈绕组。Vstr直 接与直流母线相连。 四、模块电路阐发 FSD200芯片简介 采用Fairchild公司推出的小功率单片开关电源FSD200, 它在230V±15%时输出功率为7W,双列直插封装,价钱低 廉,外围线有如许一些显著特点: ①开关频次能在4ms内从130KHz变到138KHz,这种将开关 频次在必然波段内发抖的方式,可将谐波能量分离,无效 抑止采用固定开关频次带来的高次谐波所发生的干扰。这 不只削减了EMI,并且可用低成本的电感来取代开关电源 凡是利用的进线滤波器。 ②不需反馈绕组。FSD200通过与直流母线相连的Vstr引脚, 将外部高压送入内部的高压调理器变到7V,作为芯片的控 制电压,省去了反馈绕组。其他还有过负荷庇护、过热关 断、软起动、在待机形态时削减开关损耗的自举操作体例 等。 四、模块电路阐发 获得两路输出+5V、+18V 四、模块电路阐发 4、LC谐振电路 四、模块电路阐发 LC谐振电路 是电磁炉的次要电路之一,次要是操纵了LC并联谐振 的道理进行工作。 四、模块电路阐发 LC谐振电路 当IGBT的C极电压为0V时,IGBT导通,此时的电感 (线圈)进行储能 当IGBT由导通到截止时,此时因为电感(线圈的作 用),电流还会沿着先前的标的目的流动,因为 IGBT关断, 电感只能对电容C3充电,从而惹起C极上电压升高, 随充电电流变小直至为0时,C极电压最高 电容C3起头从线圈放电,此时C极电压变低,当达到 接近0V时,由节制电路检测(监控)到这个值,再次 打开IBGT,又一轮回起头 四、模块电路阐发 5、同步电路 四、模块电路阐发 为什么要同步? 电磁炉工作时,IGBT管快速交替地工作在饱和与 截止形态间。设定分歧火力(功率)时,IGBT管的 饱和与截止时间的比例不不异。 四、模块电路阐发 为什么要同步? 在IGBT管饱和导通时,加热线圈 中感应电动势的极性为左“+”右 “-” .因为电感中电流不克不及突变, 流过IGBT管c、e极间电流逐步增 大。当电流增大至某一值时, IGBT应当即截止,以避免大电流 击穿IGBT管。 四、模块电路阐发 为什么要同步? 一旦IGBT管截止,加热线圈 中的感应电动势极性当即变 为左“-”右“+”,加热线又给加热 线圈放电,加热线产 生阻尼谐振,即跟着电磁能 敏捷转化为热能,其谐振幅 度越来越小。 四、模块电路阐发 在谐振初期,加在IGBT管c、 e极上的电压很是高,这期间 应确保IGBT管靠得住地截止, 不然高电压构成的大电流必 将损坏IGBT管。 综上所述,在分歧功率形态 下,IGBT的工作形态该当与 加热线圈的形态连结协调, 也就是IGBT管的驱动信号应 与加热线圈的形态连结协调, 完成协调使命的电路常称之 为同步电路。 四、模块电路阐发 当加热线圈两头电压极性为左“+”右“-”。正电压经R7、R25 分压后加到U2:3的反相输入端;负电压经R19、R20降压后加到 U2:3的同相输入端,此时U2:3的输出端为低电平形态,U2:4输出 高电平,Q3导通,DEVICE 为高电平,IGBT导通饱和。 四、模块电路阐发 四、模块电路阐发 当加热线圈两头电压极性为左“-”右“+”,此时U2:3的 输出端为高电平,U2:4输出低电平,Q4导通,DEVICE 为低电平,IGBT靠得住截止。 四、模块电路阐发 6、电网电压检测电路 四、模块电路阐发 7、过电流检测电路 四、模块电路阐发 8、浪涌检测 有浪涌时通过硬件发生中缀INT(高电平) 四、模块电路阐发 四、模块电路阐发 9、温度检测电路 四、模块电路阐发 10、锅检电路 四、模块电路阐发 计 通电当前,给K一短暂电平值,通过积分电路C2、R43获得一扰 动,C34粉碎原有均衡,颠末功率整定与驱动电路,IGBT进行工 作,LC构成振荡,按照PAN凹凸电平变化的次数进行计数,按照 次数的几多来判断有无放锅。 四、模块电路阐发 11、高压峰值检测电路与功率整定电路 检测到IGBT的输出 四、模块电路阐发 工作中,当IGBT管截止霎时,加在IGBT管C、e极上 的电压最高。为了防上此时电压跨越1GBT的c、e极 的最高反压值(耐压),特设想了高压峰值检测电路。 四、模块电路阐发 开机后,+5v电压经R3、R22分压获得电压,加到 U2:2同相端,作为同相基准电压。 单片机的3脚输出的PWM信号经R34、EC6滤波后获得 直流电平,此直流电泛泛称为PWM电平(或称功率电 平),此电平间接影响电磁炉的输出功率。 四、模块电路阐发 一般时, U2:2同相端电压高于反相端电压, U2:2输出端内部 电路等效于开路形态,对电路EC3两头的PWM电平无影响。 当IGBT管c极电压过高时, U2:2同相端电压低于反相端电压, U2:2输出端输出低电平,EC3两头的功率电平下降,经功率整定 电路的感化,使IGBT管驱动信号的占空比变化,从而IGBT管的 高压峰值下降。 四、模块电路阐发 12、功率整定电路与驱动电路 四、模块电路阐发 功率整定电路为驱动电路送出驱动脉冲,此脉 冲间接影响零件功率。 驱动电路的感化是给IGBT管供给开关脉冲。此 部门电路属于节制电路的末级电路,又称功率 驱动输出级。 四、模块电路阐发 13、单片机电路 单片机电路是电磁炉 中节制信号的阐发处 理核心,好像电磁炉 的中枢神经。 四、模块电路阐发 14、蜂鸣器电路 四、模块电路阐发 15、电扇电路 四、模块电路阐发 16、按键与LED显示电路 四、模块电路阐发 四、模块电路阐发 四、模块电路阐发 功课

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