尚朋堂电磁炉原理图解及检修方法

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发布日期:2021-07-23 00:43

  电磁炉原理图解 一、电磁炉系统框图 EMI 滤波 AC + AC - 电 +5V +12V 源 +16V 电压检测 电流 侦测 同步 振荡 过压保护 IGBT 驱动 CPU 功率控制 锅具检测 电流负反馈控制 IGBT 温 度 检 测 锅低温度检测 按键检测 IGBT 过温保护 温度控制 风扇 蜂鸣器 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KHZ 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 压器 T2○3 脚进入○1 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 压器 T2○4 脚经 C68、R73 给 Q55 提供反馈电压稳定工作状态,Q56、U2C 构成稳 压驱动电路。从 T2○10 ○9 脚输出经 D52 整流,C70 滤波得到 12VDC 电压给风扇工 作。16VDC 从 T2○7 ○6 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 路经 R107、C91、R58、C51、R59、C52 滤波送进 CPU○8 脚进行检测。另一路经 R58、 R108 送至 U2A○2 脚与○3 脚比较从○1 脚输出经 R68、D51 去控制 PWM 信号实现保护。 三 、风扇驱动电路 风扇驱动信号由 CPU○11 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、 ZD54、Q58、R104 送入 U2B○5 脚与○6 脚基准比较,从○7 脚输出,一路经 R99、D63 送入 CPU○6 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、 C12、R37 构成。(IGBT‘ NTC’与 R38 并联)C12 滤波经 R37 送进 CPU○6 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 构成∏型滤波送进 CPU○7 脚实现锅底温度检测。同时分压后经 R93 送进 U2B○6 脚与 ○5 脚比较,从○7 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: 由 U4A 构成,从 BD1 整流 C1 滤波后经 R9、R8(200K)R7 分压给 U4A○5 脚 提供基准电压,当 IGBT 导通时线 构成振荡电路,经 R45~R50、R3(64.9K)、 R4 分压送入○4 脚进行比较○2 脚输出比较电压与 VD 进行同步。 六 、高压保护电路 高压保护电路分两部分;1)由 U4B 构成,5V 经 R10 给○7 脚提供基准电压, 当 IGBT C 极电压过高时经 R45~R50、R5、R6 分压送入 U3B○6 脚比较从○1 脚输 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○11 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、 R8、R7 分压后供给 U4D○5 脚(反向输入)得到的电压↗○13 脚电压↘,从而实现保 护。 七、 VD 驱动电路: 由 U4C、Q5、Q3 构成,从 CPU○12 脚输出 PWM(脉宽调制信号)经 R64、R22 给 U4C○8 脚提供基准电压。在 SB 信号的作用下,经 D1、D2、R42 送入 U4C○9 脚进行比 较○14 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 由 U5A、U5B、Q2 构成。VD 驱动电压经 R35 送到 U5B○6 脚与○7 脚(5V)基准比 较由○1 脚输出经 Q2 送入 U5A○4 脚与○5 脚基准比较从○2 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 U5A○4 脚与○5 脚比较从○1 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 号基准时,有比较器 U4C○14 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 检测 16VDC 检测 12VDC 测 Q55 D 极 有无 300V 检查 D52、 C70 检测 5VDC OK 检查 D59、D69、 D70、67、D65 检查交流 220、 整流二极管、 R2、T2 检查风扇好坏 及负载有无短 路等 检查 Q54、R79、 U2D 、 ZD52 、 ZD53、C79 检查启动电路 R76、R81 检查 CPU,及其它负 载有无短路 检查反馈电路和稳 压电路、C68、R73、 Q56、ZD51、Q55、 ZD52、U2C 检查 D53、L3、C69、 C67、及负载有无短路 CPU 工作检修 检查 CPU○14 脚有 无 5V 供电 测 CPU ○13 脚 有 无 复位电压约 4.9V 检查直流电压电路 检查 CPU、R65、 D68、C64 测 CPU○15 、○16 脚有无振荡电 压约 2.0V 检查 Y1 检查 PCB 板有 无短路/短路 OK VD 电压检测 确定 VD 电压 测 PWM 信号是 否正常 检测 CPU、C63、 R62、R64 检测 R22、C7、 U5、U4 OK、接线盘试机 测 SB 信号是否 正常 检 测 CPU 、 U2 及外围电路 检测 Q4、D1、 D1 检查检锅电路 检测 Q5、Q3、 D4、U4 检测 R15、C22、 IGBT、BD、C3 检测 R9、R8、 R45~R50、R3 查 PCB 有无短路/断路 电源板 IC 引脚电压 ○1 ○2 ○3 ○4 ○5 ○6 ○7 ○8 ○9 ○10 ○11 ○12 ○13 ○14 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、 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。