电磁炉检修从识图开始

红喜家电维修 2017-02-18

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电磁炉检修从识图开始

一、主回路的主谐振电路

高低压保护监测电路——CPU检测输入电压信号后发出动作命令

1、判别输入的电压是否在充许的范围之内，否则停止加热，并发出报警信号。

2、判别输入电压是否高电压，根据输出功率是否为低功率（1300W以下），进行升功率，目的是为了减小IBGT在高压小功率时，出现硬导通，即IBGT提前导通，来减小IGBT的温升，根据高功率（1800W以上），配合炉面传感器是否检测到线盘温升高，如果温升高，可适当的降功率，从而保证线盘不会因为温升高而烧毁。

3、与电流检测电路形成实际工作功率，CPU智能的计算出功率的大小再与CPU内部设定的功率值作比较，去控制PMW脉宽调制的大小，稳定输出所需各档的大小功率。

4、通过电流AD配合，保持高压是恒定功率输出。

二、 IGBT驱动电路

作用：保护IGBT可靠导通与关断。

IGBT驱动电压至少需要16V，Q1（PNP管）、Q2（NPN管）组成推挽式驱动电路，它们的工作原理是：

1、当输入信号为高电平时，Q2导通，Q1截止，18VDC电压流通，给IGBT的G极提供门极电压，IGBT导通。线盘开始储能。

2、当输入信号为低电平时，Q2截止，Q1导通，IGBT的G极接地，IGBT关断。此时线盘感应电压对谐电容放电，形成了LC振荡。

3、R6电阻在三极管截止时，把IGBT的G极残余电压快速拉低。C11电容作为高频旁路，另外作为平缓驱动电路波形作用，ZD1稳压管，稳定IGBT的G极电压，预防输入电压过高时，损坏IGBT。

在检锅时，如图2.1所示，波形不是很理想，有点变形。当检到锅工作后，如图2.2所示，控制推挽电路的波形与驱动IGBT波形很相似，功率越大，波形的高电平的宽度越大，B点的波形底部平，原因是LM339控制的一路内部三极管导通接地。而A点的波形底部比地略高一点。再回到零电压。

此电路容易出现的问题为上电烧机,为驱动电路输出高电平导致,温升高、瓷片电容有问题。

三、电流取样电路

作用：判断有无锅具、恒定电流、稳定调节功率提供反馈输入电流

电流互感器T1的次级测得的交流（AC）电压.经D9～D12组成的桥式整流电路整流，EC3电解电容滤波平滑、由电阻R15、RJ41、RJ16分压后，所获得的电流电压送到CPU，该电压越高表示电源输入的电流越大，待机时电流取样基本为零，如图3.1所示，电流越大，A点的电流电压波形幅值越高，B点的取样点就越高，表示功率越大。电容EC3选值时不应太大，如果太大了，会造成电容充放电时间太长，影响读取电流AD时间，从而会导致开机时，功率上升的时间很慢。

VR1电位器作校准功率用，通过VR1电阻的大小，就可以调节B点的输出电压，电阻越小，功率越大，反之就功率越小，一般调节电位器在中间位置。

CPU根据监测电压AD的变化，作出各种动作指令

1判断是否放入合适的锅具。（锅具是否小于Φ80（或Φ60）、是否有偏锅，电流过小，再判PWM是否最大，两者满足则判为无锅）

2、限定最大电流，在低电压时保证电流恒定或不超过。保护关键器件工作在规格要求范围内，以及防止输入电源线或线路板走线过电流不够造成烧断。

3、配合电压AD取样电路及电调控PWM的脉宽，令输出功率保持稳定。

此电路易出现的现象：功率压死、功率飘移、无功率输出、断续加热

三、干扰保护电路

1、电流保护电路

作用：浪涌保护电路，监控输入电网的异常变化，在有异常时，关断IGBT进行保护

1、正常工作时，LM339的1脚内部三极管截止，电阻R19把1脚电压变为高电平，当电源输入端出现大电流时，1脚内部三极管导通，输出低电平，CPU连接的中断口经过二极管D18被拉低，CPU检测到低电平时发出命令，让IGBT关断，起安全保护作用，此保护属于软件保护，另外还有硬件保护，当1脚内部三极管导通，输出低电平，直接拉低驱动电路的输入电压，从而关断IGBT的G极电压，保护了IGBT不被击穿，通常要判断是软件保护还是硬件保护方法是：通常软件保护时，软件会设置2秒才起动，硬件起动时间很快不超过2秒钟。

2、C点电压由于选择的参考点是地，静态时，C 点的电压由RJ28、R27、R14电阻分压所得，当正常工作起来后，互感器感应输入端的电流，C点的电压会下降，电流越大，C点电压越低，如图4.1所示，所以A点电压也会下降，B点为LM339负端RJ29、RJ25分压后的基准电压，当A点电压下降到B点以下时，LM339反转，D点输出低电平拉低中断口。通过调节输入正负端的参数来改变干扰的灵敏。

用工具查看两输入端在最大功率工作时，比较电压越接近越好，但仿止出现太过灵敏而导致中断间隙。（变频器上（不一定，但是比较能体现）一般干扰比较大，在最大档功率最大电流时（190~210V之间电流最大）最容易出现，）

3、CPU根据中断口检测电源输入端的浪涌电流，程序检测到有低电平，停止工作，起保护IGBT不受浪涌电流所击穿。

此电路异常出现：检锅不工作、不保护爆机

2、电压保护电路

作用：高压保护电路，监控输入电网的异常变化，在有异常时，关断IGBT进行保护

1、电路的双重保护（电流和电压保护），由R53、R54、RJ55电阻组成分压电路，如果输入电压超过正常设定电压值， A点的电压就会升高，达到或超过三极管Q5的基极导通电压0.7V以上，则Q5一直导通，由于三极管的C极接到LM339的1脚，即中断口，所以程序检测到低电平后会关闭输出，保护IGBT及主回路上面的器件不被烧掉。

2、当有电压浪涌时，R53并联的电容C28起作用，因为电容两端电压不能突变，所以在瞬间电压起变化，电容就相当短路（耦合），A点的电压会瞬间变的很高，使Q5导通而让CPU中断口检测到。正常情况下A点的波形如图4.2所示。

此电路异常出现：检锅不工作、不保护爆机。

五、电压AD取样电路

作用：检测电路工作在什么电压段，高低压保护

AC220V由整流管整流成脉动直流电压，通过R4与RJ10、RJ11分压， D7二极管隔离AD检测口与输入端，EC2平滑后的直流电压送到CPU端口进行分解,不受输入端的影响，D8二极管让输入电压最钳位在5.7V，保护CPU端口不会被高电压击穿。正常电压下，输入电压比较稳定，如图5.1所示。

CPU检测输入电压信号后发出动作命令

1、判别输入的电压是否在充许的范围之内，否则停止加热，并发出报警信号。

4、通过电流AD配合，保持高压是恒定功率输出。

此电路异常出现：高低压无保护，间隙加热，功率上不去。

六、同步电路和自激电路

作用：跟踪谐振波形，提供合理的IGBT导通起点，提供脉冲检锅信号

原理：采用电阻分压及电容延时的方式跟踪谐振电路两端电压变化；自激振荡回路、启动工作OPEN口、检测合适锅具PAN口。

RJ1、RJ2和RJ3、RJ5、RJ52分别接到谐振电容与线盘两端，静态时A（－端）比B（＋端）电压要低（通常两端电压压差在0.2-0.4V比较理想），C点输出高电平。C16电容两端都是高电平，所以不起作用,D点由于接了RJ17上接电阻，也被拉高，在静态OPEN端口通常被MCU置为低电平，由于E点与OPEN端口接了二极管D15，当OPEN端口被置低时, E点电压钳位在0.7V,此时D（－端）电压比E（＋端）电压要高，导致I点（2脚）输出低电平，控制IGBT关闭,不能加热。

C18、C20电容是调节谐振电路的同步，减少燥音及温升过高的节用。C21是反馈电容，当14脚输出低电压时，反馈到9脚，使9脚电压拉低。加速14脚更快达到低电平。

如图6.1,在无锅开机启动时，图上为各个关键的检测波形。

1、先在G点发出一个十几US的高电平(检锅脉冲)，通常是每1秒钟发一次，E点由于二极管D15的反偏截止，由PWM端口输出的脉宽由电容平波后送到E点，E点电压也有十几US的变高宽度，由于OPEN口的瞬间高电平输出，电容C22耦合，A点（－端）相当瞬间加到5V，A点电压比B点（＋端）高，C点输出低电平。C16电容也起耦合作用，把D点电压拉低，所以E点电压比D点电压高，I点输出一个高电平，IGBT导通，LC组合开始产生振荡。

2、启动后，在C点产生一连串的脉冲波形，当放上锅具时，LC组合产生的振荡好似串上负载，很快就消耗完，在C点的产生脉冲个数也减小，CPU通过检测端口检测C点的脉冲个数来判断是否有锅或放入合适的锅具。因无锅或锅具不造合时谐振后波形衰减的很慢，检出来的脉冲个数会很多。另外，如果一直检测到高电平，说明线盘没接好或同步电路出问题。

3、当检测到有合适的锅具，因谐振后波形衰减的很快，检出的脉冲个数会很少。CUP让G点（open）一直输出高电平进行工作，E点的电压随PWM输出脉宽的大小所控制，最终控制功率输出的大小。各个工作波形如图6.2所示。

CPU通过PAN，OPEN检测控制脚输出控制信号。

1、OPEN口在工作过程中一直为高电平，有干扰中断信号时输出低电平，2S后回复高电平继续工作。关机时为低电平。在检锅时发出一个十几US的高电平后关断。

2、PAN口作用，在开机时检测是否有合适的锅具，通过检测脉冲个数来判定是否加热。此端口在这里一直作为输入口（也可用来启动工作及检测脉冲个数，双重作用。）

此电路异常现象：不检锅、IGBT温升过高、燥音大

七、反压保护与PWM控制电路

作用：决定IGBT的导通宽度，提供IGBT正常开通、关断。

RJ32、RJ21提供基准电压给LM339的11脚，10脚由同步谐振电路分压得出，抑制IGBT的C极反压不得超过1150V，当提锅或移锅时，IGBT反压增大，当接近1150V时，同步端使LM339的10脚电压高过11脚，13脚输出低电平，然后比较器一直在切换，从而维持电压不超过限压，保护IGBT不损坏。如图7.1所示。

RJ34、RJ35、EC8、C8，R31组成PWM控制电路，当PWM输出的脉冲宽度越宽，经过EC8平波后输出给LM339的5脚电压也越高，与LM339的4脚比较反转的时间也越长，2脚输出高电平时间也越长，进而控制IGBT驱动脉宽，达到控制加热功率越大。反之越小，PWM脉宽输出波形如图7.1的D点所示。

正常电压上，当PWN调节最小时，当最小功率（800W）下不来时，原因是D点的电压点太高了，导致IGBT的开通占空比无法调小，此时可以调小R31电阻来实现。

CPU通过检测输出控制信号

1、反压电路B点给LM339正端设置一个基准电压，当（A点）负端接收到谐振波形时，与B点作比较，当比较谐振脉冲高于基准电压时，比较器反转，抑制谐振电压不超过1150V，（这里用的IGBT耐压是1200V）。

2、抑制反压后，如果锅具有抬锅、偏锅时，输出功率会有变化，根据电流取样电路的电压值，调整PWM脉宽。

3、CPU通过控制PWM脉宽宽度，控制比较器的输出来控制IGBT的导通时间的长短，结果控制了输出功率的大小。

此电路异常易出现：爆机、检锅慢、检不到锅

八、炉面传感器与IGBT热敏电阻取样电路

作用：侦测炉子上锅具内部的温度、检测散热片发热情况

炉面传感器：炉面加热锅具的温度透过微晶玻璃板传至紧贴在微晶玻璃板底部的传感器，该传感器的阻值变化直接反映了锅具温度的变化，传感器与RJ36电阻分压电压的变化反映了传感器的阻值变化，就反映出加热锅具的温度变化。

IGBT热敏电阻：该热敏电阻放在紧贴着IGBT的正面。用导热硅脂涂在它们之间，并压在PCB板上，IGBT产生的温度直接传到了热敏电阻上，热敏电阻与RJ37电阻分压点的变化反映了热敏电阻的阻值变化。直接反映出IGBT的温度变化。

CPU通过检测两路AD值的变化作出指令控制。

炉面传感器：

1、定温控制，控制加热温度点，恒定加热物体温度恒定在设定的温度范围内。

2、自动功能及火锅控制，利用探测温度及结合时间，控制锅具内部的温度，达到最佳的烹煮效果。

3、自动功能工作时，锅具温度是否高过设定温度，立即停止工作，并关机。

4、锅具干烧时，立即停止工作，并关机。

5、传感器开路或短路时，开机后发出不工作信号（开路需要1分钟后再判断），并报知故障信息。

IGBT传感器：

1、当探测到IGBT结温>85℃时，根据当前工作情况，升功率或降功率，或间隙加热方式，让IGBT结温≤85℃。如果在不正常情况下温升还继续升高，高于110℃，则立即停止加热，并报知信息或不报知信息，而是每4S检测一下锅具。待温升下降到60℃又再次加热，循环工作。

2、热敏电阻开路或短路时，开机后发出不工作信号，（开路需要1分钟后再判断），并报知故障信息。

3、在关机状态下，如果IGBT温升高于55℃，CPU则控制风扇一直工作，直到温度小于45℃后停止工作。第一次上电时不作判断处理。

此电路异常易出现：炉面传感器失效，导致线盘过热烧线盘及爆机、无法达到正常的设定温度标准。IGBT热敏电阻失效，无法正常判断IGBT温升，导致烧IGBT。

九、风扇控制电路

作用：排出炉内热气

将IGBT及整流桥紧贴在散热片上，利用风扇运转，通过电磁炉外壳上的进、出风口形成的气流将散热片上的热及线盘等零件工作时所产生的热，加热锅具辐射进电磁炉内的热、及其它器件所散出的热排出炉外。降低炉内的环境温度，以稳定电磁炉正常工作。

CPU控制FAN端口输出高电平，使Q3三极管导通，18V电压加在风扇两端经过Q3到地，使风扇运转，当FAN输出低电平时，Q3截止，风扇停止工作，D22是开关二极管，作用是吸收，平波，起到保护三极管不被击穿，同时也让风扇工作的更可靠。

CPU根据程序判断发出控制命令

1、结合炉面传感器与IGBT传感器取到的AD值，控制风扇工作。

2、判断是否开机，风扇长转。

3、判断是否有特殊要求控制风扇工作。

此电路异常易出现：风扇长转，不转

十、开关电源电路

作用：为电路工作提供可靠的DC18V及DC5V电压。

AC220V 50/60Hz电源电压通过全波整流后，脉动的直流电压经EC7平波，经变压器初级加到低频放大管（NPN）13003的C极及经过R3电阻加到三极管的B极。使变压器初级产生电流进而产生电压，当Q8导通后，经过ACT30B的2脚（DRV）给1脚电容EC41充电，当电容充到5V后，2脚与3脚接通，EC41放电，下降到4.6V后,2脚与3脚断开，周而复始的工作，最后在三极管的A点产生如图10.1的波形，ZD3、ZD4、D39组成反馈电路，控制输出电压稳定在18V与5V，

R60，C5、D20构成RCD缓冲保护电路，用于抑制三极管关断后变压器产生过电压，减小关断损坏三极管。组成吸收电路，当变压器在受到浪涌后。因本身具有感应电动势及自身的漏感误差，使得与Q8相接的点电压会升高，通过吸收回路，把高出部分电压又送回到电源上。

D21、D23是快速回恢二极管，经过前级的电路工作，变压器次级输出两路电压，一路+18V电压提供给LM339，及风扇等电路工作，另一路电压通过78L05的输入端，输出端输出稳定的5V电压供IC工作（显示板）。

此电路异常易出现：过流保护、死机、爆机、上电无反应

十一、显示控制部分

作用：指示电磁炉各种工作功能、不同功率档位、各种故障判断。