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 边学边用 2010-12-06
美的电磁炉的组成电路原理及散件维修
美的电磁炉的组成电路
一、开关电源电路
二、LC振荡电路
三、同步电压比较电路
四、高压保护电路
五、浪涌保护电路
六、驱动放大电路
七、电流检测电路
八、电网电压检测电路
九、锅具温度检测电路
十、IGBT温度检测电路
十一、脉宽调控电路
十二、上电延时电路
 
 
 
 
 开关电源电路,U1是采用(VIPER12A)8脚电源芯片,通过单端反激式开关电源变换而降压。其最大输出功率为(220V/12W),适应电网电压在160V/260V波动时均能正常稳定输出。具有工作效率高、功耗小、稳压范围广、电源安全可靠、机身温度低、易维修等优点。
其工作原理是,由电网电压经整流后变为脉动直流电压+305V,通过串接开关二极管D90(1N4007)、限流电阻R90(22Ω/2W)后,送至开关高频变压器TR1初级的1-2绕组,加至电源芯片U91(VIPER12)的5-6-7-8脚(内部开关管漏极)。另一路经TR1次级的5-6-7绕组经整流二极管D93(1N4007),串接开关二极管D94(1N4148)得到约+18V电压加至U91的4脚使电源芯片U91振荡起振输出脉宽信号驱动场效应管,在场效应管高速开关状态下,并通过互感作用使TR1次级的5-6-7绕组产生交流电压。经整流二极管D93(1N4007)、D92(1N4007)、EC91(220µF/25V)、EC92(47µF/25V)滤波后得到+18V、+5V电压为整机低压供电电路。
1、开关电源电路的测量
维修时,将电磁炉上电待机。用万用表直流电压500V、50V、10V档。
1、测开关电源高压供电电路EC90对地+305V电压,为正常;
2、测C92对地+18V电压,为正常;
3、测C91对地+5V电压,为正常。
 
电源.doc
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  2010-08-24 09:03 
 
 

1)若测电解电容器EC90对地0电压时(正常为+305V),多为电源芯片U1(VIPER12)已击穿受损。U1受损后,还会造成限流电阻R90(22Ω/2W)开路损坏。
2)若测电解电容器EC91对地0电压时(正常为+18V),多为电源芯片U1(VIPER12)损坏。及稳压二极管ZD1(18V)击穿损坏、二极管D94(4148)击穿损坏、电解电容器EC91(220μF/25V)EC95、(4.7μF/35V)击穿损坏、及高频开关电源变压器TR1初级线圈,存在匝间短路损坏。
3)若测电解电容器EC94对地0电压时(正常为+5V),多为电阻R92开路损坏、高频开关电源变压器TR1次级第6脚与第7脚之间绕组开路、或整流二极管D92开路受损、电容器C90、电解电容器EC93击穿损坏、U90三端稳压器LM7805损坏、及CPU芯片漏电、击穿损坏。当TR1次级绕组第6脚与第7脚开路时,可将电阻R92(10Ω/1W)拆下并在R98空位上焊接入电阻(10Ω/1W)后,整机即可恢复正常工作。
1)EC95(4.7μF/35V)击穿损坏。
2)二极管D94(4148)击穿损坏。
3)高频开关电源变压器TR1初级线圈存在匝间短路损坏。均会造成出现整机低压供电电路对地0电压。
4)若二极管D94(4148)开路受损时,会造成控制显示板指示灯出现“抖动闪亮”故障。
5)若稳压二极管ZD1(18V)开路损坏,会造成出现整机低压供电电路对地电压升高;稳压二极管ZD1(18V)失效损坏时(待机检测C92对地+18V电压是正常,但开机后检测C92对地+10V电压偏低。),会造成出现屡爆IGBT管故障发生。
6)若发现主电路板及开关电路部份烧毁,多为因电网电压超高至380V,压敏电阻保护后出现压敏电阻烧毁;开关电源电路流二极管D90击穿,造成电解电容器EC90外壳顶爆。严重时甚至还出现烧毁D90、EC90周围电路板。
7)在维修开关电源电路,为了确保维修时避免造成整机出现短路。建议在电磁炉电源线L端串联接入220V/40W灯泡,切记!
 

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  2010-08-24 09:29 
 
二、LC振荡电路
LC振荡电路是电能转换成磁能,通过IGBT高频开关导通、截止的作用实现控制电磁炉加热功率,而设置LC振荡电路。当电磁炉上机通电后220V电网电压经整流桥整流转变为直流脉动+305V高压电源,通过电感L1和电容器C4组成电源滤波电路,为IGBT集电极C提供整+305V电压送至加热线盘、和电容器(0.3µF/1200V)并联构成共振电路(LC振荡电路)。
1、电磁炉加热功率大小,是通过电流互感器CT1将整机加热工作电流转换为取样电压。经二极管D11、D12、D13、D14组成桥式整流后变为脉动电流检测取样电压,由电阻R9及可变电阻VR1分压后送至CPU芯片CUR电路进行识别。
  2、若整机加热工作电流过大时,令调整脉宽调控电路起控,迫使将比较器U2D翻转截止,将驱动放大电路Q3、Q4基极电压拉低。导致IGBT控制极G门电压降为0V电磁炉即进入待机壮态。
  3、若LC振荡电路元器件受损时,均会造成电磁炉上电即烧IGBT管、或上电开机检锅即烧IGBT管、及振荡频率偏高迫使IGBT管导通时间过长,而引发IGBT管击穿损坏。
1、LC振荡电路的维修
维修时,将电磁炉上电待机。用500型三用表直流电压500V档,测LC振荡电路滤波电容器C4对地+305V电压,为正常。若C4对地电压偏低、会造成电磁炉振荡频率变高导致IGBT管导通时间过长而烧毁IGBT管。
若共振电容器C5失效。一上电或一检锅会造成IGBT管而烧毁IGBT管。
1)若LC振荡电路C4对地+225V电压偏低时,有时会造成电磁炉出现“不报警不加热”故障。
2)若LC振荡电路C4对地+225V电压偏低时,有时会造成电磁炉出现“报警不加热”故障。
3)若LC振荡电路C4对地+225V电压偏低时,有时会造成电磁炉上电开机后“即爆烧IGBT管”故障。
4)若LC振荡电路C5失效受损时,有时会造成电磁炉出现“报警不加热”故障。
5)若LC振荡电路C5失效受损时,有时会造成电磁炉出现“不报警不加热”故障。
6)若LC振荡电路C5失效受损时,有时会造成电磁炉上电开机数秒钟内检锅时出现“烧毁IGBT管”故障。
7)若加热线盘绕组存在匝间短路、底部磁片出现碳化或短路损坏时,会造成电磁炉上电开机后出现“IGBT管击穿”故障。
8)若IGBT管控制极,限幅稳压二极管Z1击穿损坏时,在MC-IH-M02-B2板。有时会造成电磁炉出现“不报警不加热”故障。
9)若IGBT管控制极,限幅稳压二极管Z1击穿损坏时,在MC-IH-M00板。有时会造成电磁炉出现“报警不加热”故障。
10)若IGBT管控制极,限幅稳压二极管Z1反向漏电时,在MC-IH-M02-B2板,有时会造成电磁炉出现“屡爆IGBT管”的故障发生。
2、维修提示
当LC振荡电路C4滤波电容器与主电路板脱焊、断线、及C4失效、开路时,
1)会造成电磁炉出现“报警不加热”故障;
2)会造成电磁炉出现“不报警不加热”故障。
3)会造成电磁炉上电开机后“即爆烧IGBT管”故障。
4)若LC振荡电路C5失效受损时,有时会造成电磁炉出现“报警不加热”故障;或“不报警不加热”故障;及上电开机数秒钟内检锅时出现“烧毁IGBT管”故障。
5)电磁炉在加热中若出现整机短路时,多为蟑螂、壁虎、小虫窜入至IGBT管散热片内,会造成IGBT管击穿受损。
三、同步电压比较电路
电磁炉加热线圈与高频谐振电容器通过IGBT高频开关快速导通、截止,形成LC振荡电路。LC自由振荡的半周期时间出现峰值电压,亦是IGBT截止时间,这时开关脉冲没有到达。这个时间关系不能错位,如峰值脉冲还没有消失,而开关脉冲已提前到来,就会出现很大的导通电流,导致IGBT烧坏。因此,必须保证开关脉冲前沿与峰值脉冲后沿相同步。
同步振荡电路是电磁炉功率控制的核心电路,主要作用是从LC振荡中取得同步信号(IGBT的C极电压最低点),根据同步信号振荡产生锯齿波,为IGBT提供前级驱动波形。此电路的输入信号是线盘两端(即OUT1和OUT2)的谐振波形,输出的信号Vout是锯齿波。
如图所示,LM339的U2B运放产生同步信号,其信号取自LC振荡的电容C5两端的分压,R11、R12、与R17、R52分压为V-,R13、R14、R15与R16、R18、R51、R19的分压为V+。当电磁炉上电后,若IGBT未开通工作,V-(比较器6脚)和V+(比较器7脚)的静态电压分别是4.02V和4.25V,比较器1脚输出高电平。
1、同步电压比较电路的维修
维修时,将电磁炉上电待机。用500型三用表直流电压500V、50V、10V档,测整机高压供电电路C4对地+305V电压,为正常。
1、同步电压比较电路的维修
测V+同步电压比较电路,取样电阻R16对地+3.9V电压,为正常。若该电压偏低时,多为电阻R13(820KΩ/1W)变值,或电容器C8漏电、及比较器U2B损坏。造成比较器U2B翻转,使U2B第1脚输出端对地0电压,会导致电磁炉出现“不报警不加热”故障。测V-同步电压比较电路,取样电阻R11对地+3.7V电压,为正常。若该电压偏低时,多为电阻R11(820KΩ/1W)变值,或电容器C7漏电、及比较器U2B损坏,会导致电磁炉出现“报警不加热”故障。
比较器U2B第7脚同相输入端对地+3.9V电压,为正常,U2B第6脚反相输入端对地+3.7V电压,为正常。U2B第7脚同相输入端对地+3.7V电压时,会导致电磁炉加热时出现“叽叽嗡嗡声”故障、或出现“报警不加热”故障、及出现“断续加热”故障。
若U2B第7脚同相输入端对地电压在+3V以下时,会导致电磁炉出现“连爆”IGBT故障。若U2B第6脚反相输入端对地+4.1V电压时,会导致电磁炉加热时出现“报警不加热”故障、及出现“断续加热”故障。
若U2B第7脚同相输入端对地电压,与比较器U2B第6脚反相输入端对地电压相近时,会导致电磁炉上电加热时出现“不停检锅”、或“认锅加热”、及出现“断续加热”的故障。
若U2B第7脚同相输入端对地电压与U2B第6脚反相输入端对地电压均正常时,电磁炉上电加热时出现“不停检锅”、或“认锅加热”故障。多为电流检测电路、及CPU芯片受损所致。
维修提示
1)当电网电压在220V正常下,必须保证整机供电电压C4对地+305V电压、C92对地+18V电压、C91对地+5V电压、及比较器U2B第7脚同相输入端对地电压,必须要高于第6脚反相输入端对地电压+0.2V,和第1脚输出端对地电压+5V。同步电压比较电路均实属正常。
2)电磁炉使用数年后,由于同步电压比较电路,取样对地分压贴片电阻R17、R52、R18、R19存在阻值变大的可能大。造成比较器U2B第7脚同相输入端对地电压,与比较器U2B第6脚反相输入端对地电压相近,这时电磁炉容易出现“断续加热”故障。
维修时,在比较器U2B第6脚反相输入端对地再并联上普通电阻150 KΩ后,使U2B第6脚反相输入端对地+3.7V电压;第7脚同相输入端对地电压保持在+3.9V整机就恢复正常。
3)当电网电压高于220V,在250V高电压时。比较器U2B第7脚同相输入端对地电压,必须要高于U2B第6脚反相输入端对地电压为+0.2V。否则电磁炉,将不定期出现“断续加热”、及整机工作电流为13A变大。甚至会导致,出现“屡烧加热线盘”故障。
维修小结
1)当比较器U2B,V-第6脚反相输入端对地+3.7V电压,正常时;而V+第7脚同相输入端对地0电压;U2B第1脚输出端输出低电平。同时电磁炉将出现“报警不加热”故障
2)当比较器U2B,V-第6脚反相输入端对地+3.7V电压,正常;而U2B,V+第7脚同相输入端对地电压高于+3.9V以上时。比较器U2B第1脚输出端输出为高电平。电磁炉加热将出现“叽吱嗡嗡响声”故障。
3)若比较器U2C高压保护电路取样贴片电阻R18脱焊、开路并造成V+第7脚同相输入端对地+5.8V电压升高;而V-第6脚反相输入端对地+3.7V电压,正常;U2B第1脚输出端输出为高电平。电磁炉加热将出现“小锅能加热、大锅不能加热”故障。
4)当同步电压比较电路比较器U2B,V+第7脚同相输入端对地+3.9V电压,正常;这时若U2B,V-第6脚反相输入端对地0电压;而比较器U2B第1脚输出端输出为高电平。同时电磁炉提锅具将出现“不报警不加热”故障。及电磁炉出现“不停地检锅,哒哒声”故障。
5)当同步电压比较电路比较器U2B,V+第7脚同相输入端对地+3.9V电压,正常;这时若U2B,V-第6脚反相输入端对地电压高于+3.7V或+7.2V以上时;而比较器U2B第1脚输出端输出为低电平。电磁炉加热将出现“报警不加热”故障。
 
四、高压保护电路
为了保证电磁炉在加热工作中出现异常情况,高压保护电路时刻检测IGBT管集电极电压,当IGBT管集电极电压接近该管上限耐压值时,防止、及避免IGBT击穿损坏而设置保护电路。
比较器U2C基准电压取+5V电压经电阻R21、R20取样分压后,将+4.6V电压送至比较器U2C(V+)第9脚同相输入端;取IGBT管集电极电压经电阻R13、R14、R51取样分压后,将+1.2V电压送至比较器U2C(V-)第8脚反相输入端。电磁炉正常时(V-)反相输入端电压应小于(V+)同相输入端比较基准电压,这时比较器U2C第14脚输出高电平。若整机出现异常时,(V-)反相输入端电压大于(V+)同相输入端比较基准电压,比较器U2C第14脚输出低电平。此信号Vout拉低后将会影响PWM脉宽调制电路,缩小IGBT驱动占空比,缩短IGBT导通时间,从而降低IGBTC极电压,达到保护IGBT的目的。
维修时,将电磁炉上电待机。用500型三用表直流电压10V档,测同步电压比较电路,比较器U2B第6脚反相输入端对地+3.7V电压,为正常;测U2B第1脚输出端对地+5V电压,为正常;测U2B第7脚V+同相输入端对地+3.9V电压,为正常。
1)若高压保护电路取样贴片电阻R18脱焊、或开路及对地分压贴片电阻R19脱焊、或开路。会导致同步电路LM339的7脚电压偏高(+5.6V以上),这时电磁炉加热将出现“叽吱嗡嗡响声”故障。
2)测高压检测电路比较器U2C第9脚同相输入端对地+4.6V电压,为正常;测U2C第14脚输出端对地+2.3V电压,为正常;若测比较器U2C第8脚反相输入端对地0电压(正常为+1.2V)。多为贴片电阻R18脱焊、或开路。由于高压保护电路取样电阻R18是逐渐变值受损,有时会造成“屡爆IGBT管”的故障发生。
3)若测U2B(V+)第7脚同相输入端对地+5.6V电压升高(正常为+3.9V);测U2C(V-)第8脚反相输入端对地0电压(正常为+1.2V)。
多为高压保护电路取样电阻R18开路,由于取样电阻R18开路损坏,而导致电磁炉在加热中出现“小锅能加热、但大锅不能加热”故障。
2、维修提示
高压检测电路受损时:
  1)有时会造成电磁炉在加热中出现“小锅能加热、但大锅不能加热”故障。
  2)有时会引发“屡爆IGBT管”的故障发生
浪涌保护电路是保护电磁炉在加热过程中,避免电网电压出现异常的浪涌现象(其中包括:电网配电设施“公用变压器”容量不足、导线载面积过小、空气开关触点不良、及导线接线头接触不良,)时,能够及时自动关闭IGBT管,使IGBT管免遭击穿烧毁的危险。
浪涌电路的信号Vin取样于电网电压整流后的信号,电源电压正常时,V4小于V5,比较器U2A输出V2信号经C15和R40耦合进来后经R41、R42分压。
当电源电压正常时,比较器5脚电压低于4脚的5V,比较器输出2脚为低电平,不影响后级IGBT使能控制电路的Q6。
当电源突然有浪涌电压输入时,此高压信号使得D19的阳极高于阴极,造成比较器5脚电压高于4脚,使得比较器2脚输出高电平,这可以使后级IGBT使能控制电路的Q6开通,关断IGBT,从而起到保护IGBT的作用。
维修时,将电磁炉上电待机。用万用表直流电压10V档,测浪涌保护电路比较器U2A第4脚反相输入端对地+4.8V电压,为正常;测U2A第5脚同相输入端对地+3.2V电压,为正常;测U2A第2脚输出端对地+0.2V电压,为正常。
1)若浪涌保护电路取样电阻R41对地0电压时(正常为+2V),电磁炉能正常加热。但有时会出现“间隔性屡烧IGBT管”故障发生。
2)若浪涌保护电路取样电阻R41对地电压上升+4V以上时,电磁炉在加热中会出现“不报警不加热”故障。
维修提示
1)若浪涌保护电路取样电阻40变值或开路。
2)若隔离开关二极管D19开路或破裂。
3)若比较器U2A受损。(当电阻40、二极管D19、比较器U2A受损时,电磁炉是可以继续加热使用。但会导致出现不定期爆烧IGBT管,维修时应加以注意。)
4)若耦合电容器C15漏电、贴片电阻R42变值、贴片电容器C13漏电及比较器U2A受损,会导致电磁炉出现“不报警不加热”故障的发生。
 

 

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