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电磁炉技术分析与故障检修

 程鹏osth9pwbpt 2017-08-22
    一、电磁炉典型元器件识别与检测
      1 .IGBT
    IGBT由场效应管和大功率双极型三极管构成,IGBT将场效应管的开关速度快、高频特性好、热稳定性好、功率增益大及噪声小等优点与双极型大功率三极管的大电流低导通电阻特性集于一体,是性能较高的高速、高压半导体功率器件。
    (1)特点IGBT具有的特点:一是电流密度大,是场效应管的数十倍;二是输入阻抗高,栅极驱动功率极小,驱动电路简单;三是低导通电阻;四是击穿电压 高,安全工作区大,在瞬态功率较大时不容易损坏;五是开关速度快,关断时间短。所以IGBT广泛应用在电磁炉等电子产品中。它的实物外形和电路符号如图 18所示。

    参见图18 (b)、IGBT的G极和场效应管一样,是栅极或控制极,C、E极和普通三极管一样,C极是集电极,E极是发射极。
    (2) IGBT的主要参数IGBT的主要参数和大功率三极管基本相同,主要的参数是βνCEO、I CM、P CM和β。其中,βνCEO是最高反向电压,它表示IGBT的集电极与发射极之间最高反向击穿电压;Icm是最大电流,它表示IGBT的集电极最大输出电 流;P Cm是最大耗散功率,它表示IGBT的集电极最大耗散功率;β是IGBT的放大倍数。
    【提示】电磁炉的功率逆变管应选取βνCEO≥1000V、ICM≥7A、PCM≥100W、β≥40的IGBT。
    (3) IGBT的检测测量IGBT时需使用数字万用表的二极管挡。下面以GT40Q321为例介绍IGBT的检测方法。
① 在路测量。怀疑电路板上的IGBT异常时,可利用万用表的二极管挡在路测量它的三个极间的导通压降进行判断,测量方法如图19所示。

    【提示】由于GT40Q321内置阻尼管,所以测量它的C、E极间电阻的阻值和测量二极管一样。而测量不含阻尼管的IGBT时,它的三个极间导通压降均应 为无穷大。若三个极间的导通压降都不正常,说明功率管异常;若C、E两个极间导通压降异常,说明300V供电的滤波电容异常。
    ②非在路测量。在路检测后怀疑IGBT异常或购买IGBT时需要对IGBT采用非在路检测。下面以常见的GT40Q321为例进行介绍。由于 GT40Q321内置阻尼管,所以测量它的C、E极间的正向导通压降为0. 464V,如图20 (a)所示;C、E极间的反向导通压降或其他极间的正、反向导通压降都为无穷大,如图20 (b)所示。

    【提示】测量不含阻尼管的IGBT时,它的三个极间电阻均应为无穷大。若三个极间的阻值都不正常,说明功率管异常;若C、E两个极间阻值异常,说明外接元 件异常。部分资料介绍N沟道型场效应管和大功率双极型三极管构成的IGBT也可采用和N沟道型场效应管一样的触发导通方法进行测试,实际验证该方法行不 通。
    (4) IGBT的更换维修中,IGBT的代换应选相同品牌、相同型号的IGBT管,若没有相同型号的IGBT,要选用参数、外形及引脚相同或相近的IGBT管代 换。另外,采用有二极管(阻尼管)的IGBT代换没有阻尼管的IGBT时应拆除电路板上的阻尼管,而采用没用阻尼管的IGBT代换有阻尼管的IGBT时应 在它的C、E极的引脚上加装一只阻尼管。
    2.电磁线盘
    电磁线盘也叫加热线圈、线盘。电磁线盘的作用就是产生磁场,当磁场内的磁力线通过铁质锅底时,会产生无数的涡流,从而使锅具本身快速发热对锅内食物进行加热。
    (1)构成电磁炉的加热线盘由线圈、圆盘骨架和磁条3部分构成,如图21所示。圆盘骨架采用塑料注塑而成,它的外形与车轮相似,有6条轮辐,每条轮辐上有 安装铁氧体磁条的通槽。磁条的作用是用来会聚磁力线,以免磁力线外泄而产生辐射。线圈采用高强度漆包线组成的绞合线,在圆盘骨架上由内至外顺时针平绕32 匝,形成横截面为2mm,电感量为137μH、140μH、210μH等多种的线圈。

    (2)检测检测谐振线圈时,将万用表置于200Ω电阻挡,表笔接在线圈的两个引脚上,就可以测出线圈的阻值,如图22所示。若阻值过大,说明线圈开路;若阻值过小,说明线圈短路。而匝间短路用万用表的电阻挡一般测不出来,最好采用代换法进行判断。

    【提示】虽然检测时,数字万用表显示的数值是l. 3Ω,但实际的阻值是0。这也是数字万用表的缺陷之一,即使测量导线时,也会显示一定数值。另外,打火的电磁线盘多有变色或损伤的痕迹。
    【注意】更换电磁线盘时不仅要采用相同参数的电磁线盘更换,而且引出线要连接正确,否则不仅可能会影响加热速度,而且可能会产生检锅不正常等故障。

    二、以LM339为核心构成的电磁炉
    下面以富士宝IH-P190B型电磁炉为例介绍LM339构成的电磁炉原理与故障的检修方法与技巧该机电路由市电滤波、300V供电电路、低压电源电路、主回路(谐振回路)、功率管驱动电路保护电路、操作与控制电路等构成,如图23所示。

    1.市电滤波、300V供电电路
    该机输入的市电电压通过熔丝管FUSE进入主板,经C21滤除干扰脉冲后,一路送到低压电电路;另一路通过电流互感器T2的初级绕组送给整流堆BD进行桥式整流,产生的脉动电压通扼流圈L1和C22滤波产生300V左右直流电压,为功率变换器(主回路)供电。
    市电输入回路所接的压敏电阻RZ用于过压保护。市电电压正常时,RZ相当于开路;市电过压(峰值达到470V)时RZ击穿,使FUSE过流熔断,切断市电输入回路,以免300V供电等元器件过压损坏。
    2.低压电源电路
    该机的低压电源采用的是变压器降压、线性稳压电源电路。
    输入到变压器T1初级绕组的市电电压通过它降压后,从它的次级绕组输出10V和18V(与市电电压高低有关)交流电压。其中,10V电压通过 VD4~VD7组成的整流堆桥式整流、C12滤波产生14V左右的直流电压,该电压经三端稳压器VL1 (7805)稳压、C13滤波获得5V直流电压,为微处理器、温度取样、操作键电路、指示灯等供电。18V交流电压通过VD13整流、C15滤波产生 25V左右直流电压,该电压通过R27限流,稳压管ZD2稳压产生18V电压,通过C16、C28滤波后,为LM339、功率管驱动电路、振荡器、风扇电 机、保护电路等供电。
    3.系统控制电路
    该机的系统控制电路以微处理器HT46R48 (U2)为核心构成。
    (1)微处理器HT46R48的实用资料微处理器HT46R48的引脚功能如表2所示。

    (2)微处理器基本条件电路微处理器基本工作条件电路包括供电、复位、时钟电路。
    10 5V供电。低压电源输出的5V电压加到微处理器U2 (HT46R48)的供电端12脚,为U2内部电路供电。
    ②复位。该机的复位电路由R1和C11组成。开机瞬间在滤波电容的作用下,逐渐升高的5V电压通过R1、C11积分,为U2的复位信号输入端11脚提供一个由低到高的复位信号,使U2内部的存储器、寄存器等电路清零复位后开始工作。
      ③时钟信号。U2获得供电后,它内部的振荡器开始工作,与13、14脚外接的晶折OSC通过振荡产生4MHz时钟信号。
    (3)待机控制微处理器U2获得以上3个基本工作条件后开始工作,输出自检脉冲确认电路正常后进入待机状态。
    待机期间,U2的4脚输出的功率管启动信号(功率管使能控制信号)为低电平,通过VD3将U1 (LM339) 5脚电位钳位到低电平。因5脚是比较器A的同相输入端,所以它配输出端2脚电位为低电平,使驱动电路的VT1导通、VT2截止,功率管IGBT因G极无激 励电压输入而截止,该机处于待机状态。
     4.开机与锅具检测电路
      该机的开机与锅具检测电路由微处理器U2、主回路和电流检测电路共同构成。
      电磁炉在待机期间,按下开关机键“1/O”,后,微处理器U2从存储器内调出软件设置的默认工作状态数据,控制操作显示屏、指示灯显示电磁炉的工作状态, 由4脚输出启动脉冲,通过C8藕合到U1A的10脚,从它的13脚输出,利用C3返回到U1D的4脚,再从2脚输出,经驱动电路VT1、VT2推挽放 大,R45限流使功率管IGBT导通,’线盘和谐振电容C23产生电压谐振。主回路工作后,市电输入回路产生的电压被电流互感器T2检测并藕合到次级绕组 后,通过电容抑制干扰脉冲,再通过R23和可调电阻RW进行限压,利用VD8~ VD11桥式整流,通过C18滤波产生直流取样电压,加到U2的8脚。当炉面上放置了合适的锅具时,因有负载使流过功率管的电流增大,电流检测电路产生取 样电压,被U2检测后判断炉面已放置了合适的锅具,输出加热信号使电磁炉进入加热状态。反之,判断炉面未放置锅具或放置的锅具不合适,控制电磁炉停止加 热,U2通过2脚输出报警信号,该信号通过电容C19藕合后驱动蜂鸣器发出警报声,同时还控制显示屏显示故障代码,提醒用户未放置锅具或放置的锅具不合 适。R39是蜂鸣器的供电电阻。
    5.同步控制、振荡电路
    该机同步控制、振荡电路由主回路脉冲取样电路,U1 (LM339)内的10、11、13脚内的比较器A (U1A)、U1的4、5、2脚内的比较器D (U1D),以及定时电容C3,定时电阻R5、R6等构成。
    线盘下端电压通过R44、R43、R4取样产生的取样电压加到比较器U1A的同相输入端11脚,同时它上端电压通过R42、R2取样产生的取样电压加到 U1A的反相输入端10脚。开机后,微处理器U2输出的启动脉冲通过驱动电路放大使功率管导通,线盘产生上正、下负的电动势,使U1A的10脚电位高于它 11脚电位,经U1A比较后使它13脚内部导通,使U1D的反相输入端4脚电位为低电平,致使U1D的2脚电位为高电平,驱动电路的VT2导通、VT1截 止,从VT2的e极输出的电压通过R45限流使IGBT继续导通,同时5V电压通过R5、C3、U1 A13脚内部电路构成的回路对C3充电。当C3所充电压使U1D的4脚超过它5脚电位后,U1D的2脚内部导通使2脚电位变为低电平,使VT1导通、 VT2截止,IGBT迅速截止,流过线盘的导通电流消失,于是线盘通过自感产生下正、上负的电动势,使U1A的11脚电位高于10脚电位,于是U1A13 脚电位变为高电平,致使U1D的4脚电位超过5脚电位,U1D的2脚电位为低电平,确保IGBT截止,同时C3两端电压通过D1、R5构成的放电回路放 电,使U1D的4脚电位开始下降。在主回路的谐振期间,无论线盘对谐振电容C23充电期间,还是C23对线盘放电期间,线盘的下端电位都会高于上端电 位,IGBT都不会导通。只有线盘通过C22、IGBT内的阻尼管放电期间,使U1A的10脚电位高于11脚电位,U1A的13脚电位变为低电平,C3才 开始放电使U1D的4脚电位开始下降。当线盘通过阻尼管放电结束,并且U1D的4脚电位低于5脚电位后,U1D的2脚再次输出高电平电压,通过驱动电路放 大使IGBT再次导通,从而实现同步控制。因此,该电路不仅实现功率管的零电压导通控制,而且为PWM电路提供了锯齿波脉冲。该脉冲由C3通过充放电产 生,C3充电期间产生锯齿波的上升沿,C3放电期间产生锯齿波的下降沿。
    【提示】由于C3不仅充电需要采用5V电压通过电阻完成,而且放电也需要通过5V电源才能构成回路,所以会对锯齿波脉冲产生一些不良影响,增加了功率管的故障。
    6.功率调整电路
    该机的功率调整分手动调整和自动调整两部分。
    (1)手动调整该机的功率手动调整电路由微处理器U2和U1 (LM339) 2、4、5脚内的比较器D (U1D)等元件构成。
    需要减小输出功率时,U2的PWM端子10脚输出的功率调整信号占空比减小,通过R10、C16平滑滤波产生直流的控制电压减小。该电压通过R16为 U1D的5脚提供的电压降低,由子U1D的反相输入端4脚输入的是锯齿波信号,所以U1D的2脚输出的激励脉冲的低电平时间延长,使VT1导通时间延 长,VT2导通时间缩短,致使功率管IGBT导通时间缩短,为线盘提供的能量减小,输出功率减小,加热温度低。反之,若功率调整信号占空比增大,使U1D 的5脚输入的直流电压升高,则IGBT导通时间延长,电磁炉输出功率增大,加热温度升高。
    (2)自动调整该机的功率自动控制电路由电流互感器T2、整流管VD8~VD11、微处理器U2等构成。
      当主回路电流增大使T2次级绕组输出电压升高后,通过电容抑制干扰脉冲,再通过R23和可调电阻RW进行限压,利用VD8~VD11桥式整流,通过C18 滤波后为U2的8脚提供的直流取样电压升高,被U2识别后判断主回路过流,使10脚输出的调整、信号的占空比减小。如上所述,功率管导通时间缩短,流过线 盘的电流减小,加热功率减小,反之控制过程相反,从而实现电流自动调整。
      【提示】RW是用于设置最大取样电流的可调电阻,调整它就可改变输入到U2的8脚电压的高低,也就可改变U2的10脚输出的功率调整信号的占空比。
      7.风扇散热系统
      开机后,微处理器U2的风扇、蜂鸣器驱动端2脚输出的风扇驱动信号通过R30限流,再经VT3倒相放大,为风扇电机的绕组供电,风扇电机开始旋转,对散热片进行强制散热,以免功率管、整流堆过热损坏。
      VD14是钳位二极管,它用于限制VT3截止瞬间产生的反峰电压,以免VT3过压损坏。
      8.保护电路
      该机为了防止功率管因过压、过流、过热等原因损坏,设置了多种保护电路。保护电路通过两种方式来实现保护功能:一种是通过PWM电路切断激励脉冲输出,使功率管停止工 作;另一种是通过CPU控制功率调整信号的占空比,使功率管截止。
      (1)功率管C极过压保护电路功率管C极过压保护电路由取样电路和U1 (LM339 )6、7、1脚内的比较器B (U1B)构成。
      18V电压通过取样电路R12、R14取样后产生6V电压,作为参考电压加到U1B的同相输入端7脚,同时功率管IGBT的C极产生的反峰电压通过 R25、R34、R15产生取样电压,加到U1B的反相输入端6脚。当IGBT的C极产生的反峰电压在正常范围内时,U1B的7脚电位高于6脚电位,于是 U1B的1脚内部电路为开路状态,不影响U1D的5脚电位,电磁炉正常工作。一旦功率管C极产生的反峰电压过高,通过取样使U1B的6脚电位超过7脚电位 后U1B的1脚内部电路导通,通过R13将C16两端电压钳位到低电平,于是U1D的2脚输出的激励电压占空比降为。,使功率管截止,避免了过压损坏。当 功率管C极电压恢 复正常使U1B截止后,功率管再次进入工作状态。
      (2)浪涌保护电路浪涌保护电路由取样电路和U1 (LM339) 8、9、14脚内的比较器 C (U1C)构成。
      5V电压通过取样电路R18、R19取样产生3V电压,作为参考电压加到U1c的同相输入端9脚,同时300V直流电压通过R48、R22、R35分压限 流,再通过二极管VD15加到U1c的反相输入端8脚。当市电电压没有干扰脉冲时,U1c的9脚电位高于8脚电位,于是U1c的14脚内部电路为开路,使 二极管VD2截止,不影响U1的5脚电位,PWM电路正常工作,电磁炉工作在加热状态。一旦市电窜入干扰脉冲,300V直流电压内叠加了大量尖峰脉冲,通 过取样会使U1c的8脚电位超过9脚电位,于是U1C14脚内部电路导通,通过VD2将U1的5脚电位钳位到低电平,U1的2脚不能输出激励脉冲,最终使 功率管IGBT截止,避免了过压损坏。另外,U1的13脚内电路导通后还会把U2的17脚电位变为低电平,被U2检测后也会使电磁炉停止工作。
      (3)市电检测电路市电电压检测电路由取样电路和微处理器U2构成。
    220V市电电压通过R26、R17、R29分压限流,再由二极管整流(图中未画出),利用C25滤波后产生市电取样电压加到U2的5脚。当市电电压过高 或过低时,相应升高或降低的取样被U2检测后,U2判断市电电压异常,输出停止加热的控制信号,避免了功率管等元件因市电异常而损坏。同时,驱动蜂鸣器报 警,并控制显示屏显示故障代码,提醒用户该机进入市电异常保护状态。
    (4)功率管温度检测电路功率管温度检测电路由功率管温度传感器(负温度系数热敏电阻)NTC2、微处理器U2等构成。
    功率管温度传感器NTC2安装在功率管、整流堆的散热片上。当散热片的温度在正常范围内时,NTC2的阻值较大,与 R40对5V供电分压,为U2的6脚提供的检测电压较高,被U2检测后判断功率管温度正常,控制电磁炉正常工作;若功率管过热后,NTC2的阻值减小,使 U2的6脚电位下降,被U2检测后判断功率管过热,输出停止加热的信号,使功率管停止工作,同时驱动蜂鸣器鸣叫报警,并控制显示屏显示故障代码,提醒用户 该机进入功率管过热保护状态。
    (5)炉面温度检测电路该机的炉面温度检测电路由炉面温度传感器NTC1、微处理器U2等构成。
    炉面温度传感器NTC1紧贴在炉面下面安装。当炉面的温度正常时,NTC1的阻值较大,与R31、R37对5V供电分压,为U2的7脚提供的检测电压较 低,被U2检测后判断炉面温度正常,控制该机正常工作;当因干烧等原因使炉面过热后,NTC1的阻值急剧减小,使U2的7脚输入的电压增大,被U2检测后 判断炉面过热,输出控制信号停止加热,并驱动蜂鸣器报警,控制显示屏显示故障代码,提醒用户该机进入炉面温度过热保护状态。
   9.常见故障检修
    (1)整机不工作且熔断器FUSE熔断整机不工作且熔断器熔断故障,说明有元件击穿导致熔断器过流熔断。该故障的主要原因:一是高频滤波电容C21、压敏电阻RZ击穿;二是整流堆BD击穿;三是功率管IGBT击穿;四是滤波电容C22击穿。
    首先,用通断测量挡在路测量C21,若蜂鸣器鸣叫,说明C21或RZ击穿;若不鸣叫,在路测量BD内各个二极管。若蜂鸣器鸣叫,说明BD击穿;若BD正 常,接着在路测量C22,若蜂鸣器鸣叫,说明C22或IGBT击穿。此时,测IGBT的G、S极,若蜂鸣器也鸣叫,说明IGBT击穿;若不鸣叫,说明 C22击穿。
    【提示】若整流堆BD击穿,必须要检查IGBT是否击穿,以免更换后的整流堆过流损坏。
    若功率管IGBT击穿,还必须测量C16两端的18V供电是否正常,若不正常,检查C15两端电压是否正常。若正常,检查R27、ZD2、C16、C28 和负载;若C15两端电压也不正常,检查VD13和C15。若C16两端的18V供电正常,说明谐振电路、同步控制等电路异常。此时,检查谐振电容C23 是否异常。若异常,必须更换;若正常,检查限流电阻R44、R43、R47是否阻值增大。若阻值增大,必须更换;若正常,检查C3、D1、R5、R6、 C24、RW、C4是否正常。若不正常,更换即可;若正常,更换LM339 。
    (2)整机不工作,但熔断器FUSE正常熔断器正常,整机不工作故障,说明电源电路、微处理器电路未工作。
    首先,在路测量三端稳压器VL1的输出端3脚有无5V电压输出,若有,检查微处理器电路;若没有,说明电源电路异常。
    确认电源电路异常时,测C12两端电压是否正常。若正常,检查VL1、C13和负载;若不正常,测变压器T1输出的交流电压是否正常。若正常,检查整流管VD4 ~ VD7是否导通性能差,C12是否异常;若T1输出电压异常,检查T1及其供电。
    确认微处理器电路异常后,检查微处理器U2的11脚有无复位信号输入,若没有,检查C11、R1;若有,则检查晶振OSC和U2。
    (3)不加热,报警无锅具该故障的主要原因:一是放置的锅具不合适;二是300V供电电路异常;三是18V供电电路异常;四是同步控制电路异常;五是保护电路异常;六是驱动电路异常。
    首先,检查使用的锅具是否不符合要求,若是,更换合适的锅具;若锅具正常,说明机内电路发生故障。拆开外壳后,测18V供电是否正常,若不正常,按前面介 绍的方法检查18V供电电路。若18V供电正常,测C22两端300V电压是否正常,若不正常,检查C22、L1、BD;若正常,检查电流检测电路。此 时,检查C18两端电压是否正常,若正常,检查U2;若不正常,检查VD8-VD11、RW和T1.
    (4)不加热,显示功率管或炉面过热的故障代码该故障的主要原因:一是温度检测电路异常;二是300V供电电路异常;三是18V供电电路异常;四是同步控制电路异常;五是保护电路异常;六是驱动电路异常;七是风扇散热系统异常。
    首先,检查风扇运转是否正常,若不正常,测风扇电机供电是否正常,若正常,检查风扇电机;若没有,检查R28、VT3、R30和U2。若电机运转正常,测 18V供电和300V电压是否正常,若不正常,检查供电电路;若正常,检查限流电阻R44、R43、R47是否正常。若异常,更换即可;若正常,检查 VT12、VT1 1是否正常。若不正常,更换即可;若正常,检查LM339、IGBT、微处理器U2。
      (5)不加热,显示市电电压异常的故障代码该故障的主要原因:一是市电电压异常;二是市电供电系统异常;三是市电检测电路异常;四是微处理器异常。
      首先,测市电电压是否正常,若不正常,待市电恢复正常使用;若市电正常,而插座的市电电压不正常,检查插座及线路。若插座的市电电压正常,测微处理器U2 的5脚输入的电压是否正常,若正常,检查U2;若电压低,检查R17、R26是否阻值增大,C25、C2是否漏电;若电压高,检查R29是否阻值增大即 可。
   三、超级单片构成的电磁炉
      美的TS-S1-A/B机芯电磁炉以专用芯片CHK-S007B为核心构成,如图24所示。

      1.市电输入电路
      该机输入的市电电压通过熔断器FUSE1输入,利用高频滤波电容C1抑制高频干扰脉冲后,不仅送到电压检测电路和开关电源,而且加到整流堆BD1的交流输 入端。市电经BD1、L1和C4、RK 1构成的桥式整流滤波电路整流滤波,在C4两端产生300V左右直流电压,为功率变换器(主回路)供电。C1两端并联的R38是它的泄放电阻。
      市电输入回路并联安装的RZ1是压敏电阻,它用于市电过压保护。当市电电压正常时RZ1相当于开路,电路正常工作;当市电过高其峰值电压达到470V时 RZ1击穿,使FUSE1过流熔断,切断市电输入回路,以免滤波电容C4、功率管和开关电源的开关管等元件过压损坏。
      2.电源电路
    该机的电源电路采用了由电源模块Viper-12 (U2)、开关变压器L2等元件构成的串联型开关电源。
      (1)功率变换市电电压通过VD1、VD2全波整流,再通过R33限流,VD6隔离,利用滤波电容C19滤波产生300V直流电压。该电压从U2 (Viper-12)的供电端5-8脚输入后,不仅为开关管的D极供电,而且通过高压电流源对4脚外接的滤波电容C20充电。当C20两端建立的电压使 U2的4脚电压达到14. 5 V后,它内部的60kHz调制控制器等电路开始工作,由该电路产生的激励脉冲使开关管工作在开关状态。开关管导通期间,C19两端的电压通过开关管 D/S、1、2、C23、R30和C28构成导通回路,不仅在L2的初级绕组((1-2绕组)上产生1脚正、2脚负的电动势,而且为C23充电。开关管截 止期间,流过1-2绕组的导通电流消失,由于电感中的电流不能突变,所以1-2绕组通过自感产生2脚正、1脚负的电动势,该电动势一路通过C23、续流二 极管VD8构成的回路继续为C23补充能量;另一路通过VD7整流、C20滤波在C20产生电压,取代启动电路为U2供电。同时,L2的次级绕组通过互感 产生的4脚正、3脚负的电动势经VD11整流、C13滤波产生直流电压,为三端稳压器U3 (7805)供电,使U3内的稳压电路工作,从它的3脚输出5V电压,为芯片U1和蜂鸣器、温度检测等电路供电。
    开关电源工作后,C23两端产生的直流电压VDD不仅为风扇电机供电,而且通过R30限流,C28滤波产生18V电压,为功率管驱动电路供电。
(2)稳压控制当市电电压升高或负载变轻引起开关电源输出电压升高时,滤波电容C20两端升高的电压使稳压管DW2击穿,导通电压加强,为U2 (Viper-12)的3脚提供的误差电压升高,被它内部的电路处理后,使开关管导通时间缩短,开关变压器L2存储的能量下降,开关电源输出电压下降到正 常值。反之,稳压控制过程相反。因此,通过该电路的控制可保证开关电源输出电压不受市电高低和负载轻重的影响,实现稳压控制。
    3.专用芯片CHK-S007B的简介
    专用芯片CHK-S007B是集微处理器、同步控制电路、振荡器、保护电路等功能于一体的大规模集成电路,它不仅能输出功率管激励脉冲,还具有完善的控制、保护功能。它的引脚功能如表3所示。

    4.芯片的启动
    芯片U1 (CHK-S007B) 13脚获得供电后,它内部的振荡器产生时钟信号,随后U1在内部复位电路的作用下开始工作,并输出自检脉冲,确认电路正常后进入待机状态,同时输出蜂鸣器驱动信号使蜂鸣器鸣叫一声,表明该机启动并进入待机状态。
    待机期间,U1的2脚输出的信号为高电平,通过R22使倒相放大器VT2导通,致使推挽放大器的VT1截止、VT3导通,功率管IGBT截止。
    G.蜂鸣器电路
    当该机启动瞬间、用户进行操作或进入保护状态后,芯片U1内的CPU通过6脚输出蜂鸣器信号,该信号经C6藕合后,就可以驱动蜂鸣器BZ1发出声音。根据需要的不同,BZ1鸣叫声也不同。
    6.锅具检测电路
    电磁炉在待机期间,按下“开/关”键后,U1内的CPU从存储器内调出软件设置的默认工作状态数据,首先是控制蜂鸣器鸣叫一声,其次是控制显示屏显示电磁 炉的工作状态,最后由2脚输出启动脉冲。此脉冲通过R22限流,VT2倒相放大,VT1、VT3推挽放大,利用R7限流驱动功率管IGBT导通。IGBT 导通后,加热线圈(谐振线圈)和谐振电容C5产生电压谐振。谐振回路工作后,有电流流过电流取样电阻RKl,在它两端产生左负、右正的压降。该压降通过 R2、R1限流,利用C27滤波后加到U1的17脚。当炉面上放置了合适的锅具时,L因有负载使流过功率管的电流增大,电流检测电路产生的取样电压较高, 使U1的17脚输入的电压升高,被U1检测后,判断炉面已放置了合适的锅具,于是控制2脚输出受控的激励信号,该机进入加热状态。反之,若U1判断炉面未 放置锅具或放置的锅具不合适,控制电磁炉停止加热,U1通过6脚输出报警信号,使蜂鸣器BZ1鸣叫报警,提醒用户未放置锅具或放置的锅具不合适。
    7。同步控制电路
    加热线圈两端产生的脉冲电压经R3、R4、R17、R19、R24、- R14分压产生取样电压,且加到芯片U1的19、20脚。U1内的同步控制电路通过对19、20脚输入的脉冲进行判断,确保无论是加热线圈对谐振电容C5 充电期间,还是C5对加热线圈放电期间,2脚均输出低电平脉冲,使功率管截止,只有加热线圈通过C4、功率管内的阻尼管放电结束后,U1的2脚才能输出高 电平信号,通过驱动电路放大后使功率管再次导通。因此,通过同步控制就实现了功率管的零电压开关控制,避免了功率管因导通损耗大和关断损耗大而损坏。
    二极管VD5和VD9是保护二极管,若取样电路异常使U1的19、20脚升高后,当电压达到5. 4V时它们导通,将19、20脚电位钳位到5. 4V,从而避免了U1过压损坏。
    8.功率调整电路
    (1)手动调整该机的手动功率调整电路以芯片U1内的CPU为核心构成。
    需要增大输出功率时,U1内的CPU对其内部的驱动电路进行控制后,使U1的2脚输出的激励脉冲信号的占空比减小,经VT3倒相放大,再通过VT1、 VT3推挽放大后,使功率管导通时间延长,为加热线圈提供的能量增大,输出功率增大,加热温度升高。反之,若U1的2脚输出的激励信号的占空比增大,功率 管导通时间缩短,电磁炉的输出功率减小,加热温度下降。
    (2)自动调整该机的功率自动调整电路以取样电阻RKl、芯片U1为核心构成。
    功率管导通后产生的电流在取样电阻RK1两端产生的左负、右正的压降。该电压通过R2、R1加到U1的17脚。当市电降低引起加热功率减小时,_RK1两 端电压较小,使U1的17脚输入的电流检测信号较小,被U1内的CPU检测后,控制2脚输出的激励信号的占空比减小,如上所述,使电磁炉的功率增大。当加 热功率过大时,功率管的导通电流相应增大,使RK1两端产生的压降增大,被U1的17脚内部的CPU检测并处理后,使U1的2脚输出的激励脉冲占空比增 大,如上所述,使功率管导通时间缩短,加热功率减小。
    【注意】R1是可调电阻,调整它可改变U1的17脚输入电压大小,维修时轻易不要调整它,以免产生新的,故障。

    9.功率管C极过压保护电路
    该机的功率管C极过压保护电路由电压取样电路和芯片U1内的CPU等构成。
    功率管C极电压一通过R4、R15、 R16分压产生取样电压’,一此电压通过R18加到U1的18脚。当功率管C极产生的反峰电压在正常范围内时,U1的18脚输入的电压也在正常范围 内,U1的2脚输出正常的激励脉冲,该机可正常工作。一旦功率管C极产生的反峰电压过高,使U118脚输入的电压达到保护电路动作的阂值后,U1内的保护 电路动作,使它的2脚不再输出激励脉冲,功率管截止,避免了过压损坏,实现过压保护
    10.浪涌电压、电流大保护电路
    该机的浪涌电压大保护电路由整流电路、滤波电路、电压取样电路和芯片U1内的CPU等构成。
    市电电压通过整流管VD1、VD2全波整流产生的取样电压经R29、R1、R11取样后,通过R40加到U1的1脚。
    当市电电压没有浪涌脉冲时,U1的1脚输入的电压正常,U1内的CPU控制该机正常工作。当市电出现浪涌电流或浪涌电压时,U1的1脚输入的电压升高,被 U1内的CPU识别后,判断市电内有浪涌电流或浪涌电压,切断2脚输出的激励信号,使功率管截止,避免了过压损坏,实现浪涌电压或浪涌电流大保护。
    11.功率管过流保护电路
    该机为了一避免功率管因过流损坏,还设置了由芯片U1、电流取样电阻RK1等元件构成的功率管过流保护电路。
    该机工作后,RK1两端产生左负、右正的压降。该电压通过R2、R1限流后,加到U1的17脚。当功率管没有过流时,RK1两端电压较小,使U1的17脚 输入的电流检测电压较低,被U1内部的CPU识别后,U1的2脚可输出正常的激励脉冲,该机正常工作。当主回路因市电升高等原因过流时,RK1两端产生的 压降增大,通过R2和R1为U1的1脚提供的电压达到过流保护电路动作的阑值,被U1内部的CPU检测后,CPU输出控制信号使U1的2脚不再输出激励脉 冲,使功率管截止,避免了功率管过流损坏。
      12.市电电压异常保护电路
    该机的市电电压异常保护电路由整流电路、电压取样电路和U1内的CPU,构成。
    220V市电电压通过VD1、VD2全波整流产生脉动电压,由R29、R26、R10、R12取样,利用C14滤波后产生与市电电压成正比的取样电压 VIN。该电压通过U1的10脚送给它内部的CPU.进行识别。当市电电压低于165V时,降低的V1N信号被CPU检测后,CPU输出控制信号使电磁炉 停止工作,避免了功率管等元件因市电欠压而损坏,同时驱动蜂鸣器报警,并控制显示屏显示故障代码,表明该机进入市电欠压保护状态。当市电电压高于265V 时,升高的VIN信号被U1内的CPU检测后,CPU输出控制信号停止加热,避免了功率管等元件因市电过压而损坏,同时控制蜂鸣器报警,并控制显示屏显示 的故障代码,表明该机进入市电过压保护状态。
      13.功率管过热保护电路
    该机的功率管过热保护电路以温度传感器RT1、芯片U1内的CPU为核心构成。
      RT1是负温度系数热敏电阻,用于检测功率管的温度。当功率管的温度正常时,RT1的阻值较大,5V电压经RT1、R27取样后的电压较小,该电压经 C24滤波后,加到U1的11脚,被U1内的CPU识别后,判断功率管温度正常,输出控制信号使电磁炉正常工作。当功率管过热(温度达到100℃) 时,RT1的阻值急剧减小,5V电压通过它与R27分压,使U1的11脚输入的取样电压升高,被它内部的CPU识别后使2脚不再输出激励脉冲,功率管停止 工作,并驱动蜂鸣器报警,控制显示屏显示故障代码,表明该机进入功率管过热保护状态。
    【提示】由于温度传感器RT1损坏后就不能实现功率管温度检测,这样容易扩大故障范围,为此该机还设置了RT1异常保护功能。若RT1、R34开路或 C24击穿,使取样电压TIGBT过小,被U1内的CPU识别后,执行功率管温度传感器开路保护程序,使电磁炉停止工作,并控制显示屏显示故障代码,表明 该机进入功率管温度传感器开路保护状态。若RT1击穿或R27开路,使取样电压TIGBT过大,被U1内的CPU识别后,执行功率管温度传感器短路保护程 序,输出控制信号使显示屏显示故障代码,表明该机进入功率管温度传感器短路保护状态。
      14.炉面过热保护电路
    该机的炉面过热保护电路以连接器CN9外接的温度传感器RT2(图内未画出)、U1内的CPU为核心构成。
    RT2是负温度系数热敏电阻,它安装在加热线圈的中间,炉面的底部。当炉面温度正常时,RT2的阻值较大,5V电压经R28、RT2取样后的电压较大,该 电压经C25滤波后加到U1的12脚,被U1内的CPU识别后,判断炉面温度正常,输出控制信号使电磁炉正常工作。当炉面因干烧等原因过热时,RT2的阻 值急剧减小,5V电压通过R28与它分压,使U1的12脚输入的取样电压减小,被它内部的CPU识别后使2脚不再输出激励脉冲,功率管停止工作,并驱动蜂 鸣器报警,控制显示屏显示故障代码,表明该机进入炉面过热保护状态。
    【提示】由于温度传感器RT2损坏后就不能实现炉面温度检测,这样容易扩大故障范围,为此该机还设置了RT2异常保护功能。若RT2、C25漏电或 R28、CN9开路,使取样电压TMAIN过小,被U1内的CPU识别后,延迟1 min切断2脚输出的激励信号,执行炉面温度传感器短路保护程序,使该机停止工作,并控制显示屏显示故障代码,表明该机进入炉面温度传感器短路保护状态。 若RT2开路,使取样电压TMAIN过大,被U1内的CPU识别后,执行炉面温度传感器开路保护程序,输出控制信号使显示屏显示故障代码,表明该机进入炉 面温度传感器开路保护状态。
    15.风扇电路
    该机的风扇电机电路由芯片U1、风扇电机等构成。
    开机后,芯片U1的6脚输出风扇运转高电平指令,通过R20限流,再通过VT5倒相放大,为风扇电机供电,使它开始旋转,为散热片进行强制散热,以免该机进入过热保护状态而影响使用。
    16.常见故障检修
    (1)整机不工作且熔断器熔断该故障说明该机的市电滤波、功率管等元件击穿引起它过流熔断,导致电源电路无电压。首先,在路检测电容C1两端阻值是否过 小,若是,说明C1或压敏电阻RZ1击穿;若阻值正常,在路检测整流堆BD1内的二极管是否过小。若阻值小,说明二极管击穿;若阻值正常,测电容C4两端 阻值,若阻值过小,说明C4或功率管击穿。此时,测功率管是否3个极间阻值都小,若仅c、e极间阻值小,说明C4击穿,更换即可;若3个极间都小,说明功 率管击穿。功率管击穿后,多会连带损坏VZ1、R7、VT1~VT3和BD1。
    【注意】功率管击穿时必须要检查谐振电容C5,电阻R3、R19、R17、R4和芯片U1是否正常,以免更换后再次损坏。
    (2)整机不工作,但熔断器熔断该故障说明开关电源或微处理器电路未工作。首先,测芯片U1的供电是否正常,若不正常,说明电源电路异常;若正常,说明微 处理器电路异常。此时,检查U1的供电是否正常,若不正常,检查线路;若正常,检查操作按键是否正常。如不正常,更换即可;若正常,检查U1。
    确认电源电路异常时,首先,测开关电源输出电压是否正常,若正常,检查C22和U3及其负载;若不正常,说明开关电源异常。检查开关电源时,首先,测U1 的8脚有无正常的供电,若没有,检查R33、VD6是否开路,若R33开路,应检查U1和C19是否击穿;若U1的8脚的供电正常,检查VD11、 VD7、VZ2、C20、VD8是否正常,若不正常,更换即可;如正常,检查U2和开关变压器L2。
    (3)不加热,.报警无锅具该故障主要由300V供龟、谐振回路、低压电源、电流控制电路、保护电路等异常,不能形成锅具检测信号所致。首先,测 18V供电是否正常,若不正常,检查R30及其负载;若正常,测C4两端电压是否正常。若不正常,检查BD1和C4;若正常,说明锅具检测信号形成电路或 微处理器电路异常。此时,测U1的17脚输入的电压是否正常,若不正常,检查RK1、R2、R1和C7;若正常,检查VT1~VT3、R7和VZ1是否正 常。若不正常,更换即可;若正常,检查R3、R4、R15~R19、VD5、VD9是否正常,若不正常,更换即可;若正常,检查C5、C12、C26是否 正常。如不正常,更换即可;若正常,检查功率管。
    【提示】加热温度低和不加热故障也可参考该故障的检修方法进行检修。
    (4)不加热,报警功率管过热’该故障说明300V供电、风扇散热系统、低压电源、同步控制电路、一电流控制电路、驱动电路等异常使功率管过热,引起功率 管过热保护电路动作或该保护电路误动作。首先,检查风扇是否运转,若不运转,检查VT5、R20、风扇及其供电电路;若运转几,测18V供电是否正常。若 不正常,检查R30及其负载;若正常,测C4两端电压是否正常。若不正常,检查BD1和C4;若正常,说明温度检测电路、同步控制电路、功率管及其驱动电 路。此时,测U1的11脚输入的电压是否正常,若不正常,检查RT1、R27;若正常,检查VT1~VT3、R7和VZ1是否正常。若不正常,更换即可; 若正常,检查R3、R4、R15~R19、VD5、VD9是否正常。若不正常,更换即可;若正常,检查C5和功率管。
      (5)不加热,报警炉面过热该故障说明锅具干烧、炉面过热保护电路异常或U1内的CPU损坏。首先,查看锅具是否干烧,若是,进行加注水等处理;若不是, 检查炉面是否过热。若是,按功率管过热检查;若不是,检查温度传感器RT2和CN9是否正常。若不正常,更换或处理;若正常,检查芯片U1。
      (6)不加热,报警市电过压该故障说明市电过高、市电检测电路或CPU异常。首先,检测市电电压是否过高,若是,待市电恢复正常后使用;若不是,则检查取样电阻R12是否正常。若不正常,更换即可;若正常,检查芯片U1。
      (7)不加热,报警市电欠压该故障说明市电不足、市电检测电路或CPU异常。首先,检测市电电压是否不足,若是,待市电恢复正常后使用;若不是,检查市电 插座或线路是否正常。若不正常,维修或更换;若正常,说明市电检测电路或芯片U1异常。此时,检查取样电路的VD1、VD2、R29、R26、R10是否 正常,若不正常,更换即可;若正常,检查C14和芯片U1 。

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