万利达MC18-F9 型电磁炉电路原理

2023-5-13 18:49| 发布者: 开心| 查看: 51| 评论: 0

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摘要: 万利达MC18-F9 型电磁炉电路原理万利达MC18-F9 型电磁炉电路如图11-2 所示。一、交流输入回路220V 市电经电源线加到插件INL 和INR 两端，经熔断器FUSEl ，由高频滤波电容C12滤除电网中的高频杂波干扰。一路经电流互 ...

万利达MC18-F9 型电磁炉电路原理万利达MC18-F9 型电磁炉电路如图11-2 所示。

一、交流输入回路220V 市电经电源线加到插件INL 和INR 两端，经熔断器FUSEl ，由高频滤波电容C12滤除电网中的高频杂波干扰。一路经电流互感器CTl 的一次绕组加到桥式整流堆DBl 的交流输入端。另一路经二极管D12 、D13 整流获得到OV 左右的电压，为低压电源提供工作电压。交流输入回路中的CNRl 为压敏电阻，其作用是当电网电压高于正常电压时自身被击穿而短路，产生过电流将熔断器FUSEl 烧断，切断交流供电回路，保证后级电路不受损坏。二、高压整流电路220V 交流电压加到桥堆后，由桥堆整流输出300V 左右的直流电压，再经扼流圈11 、高频滤波电容C14 滤除电压中的杂波干扰，为线圈盘提供工作电压。三、低压电源稳压电路220V 市电经二极管D12 、D13 整流，限流电阻Rl 降压，电容ECl 滤波后获得300V 左右的直流电压，加到电源集成电路IC4 的5 - 8 脚， IC4 获得电压后，其内部电路动作，从1脚输出脉冲电压经D16 整流，再经开关变压器口的一次绕组、电感M 、电容ECI0 滤波，获得18V 直流电压，供集成电路IC2 和驱动电路工作使用。18V 电压经二极管D14 整流，电容EC2 滤波获得的电压加到电源集成电路IC4 的4 脚，为电源集成电路IC4 提供工作电压，使集成电路IC4 维持工作状态。集成电路IC4 的3 脚为反馈输入端，它外接稳压二极管Zl和电容C2 。开关变压器口的二次输出脉冲电压，经二极管D15 整流、电容EC8 滤波得到的电压，再经电感L6 、电容EC9 平滑滤波获得12V 电压。该12V 电压经三端稳压器IC5 稳压输出5V 电压，为CPU 提供电源和集成电路IC2 提供基准参考电压。四、LC 振荡电路LC 振荡电路由线圈盘、高频谐振电容C18 、功率管IGBT 等组成。电磁炉通电开机后，220V 交流电压经桥堆整流输出的300V 左右直流电压，又经线圈盘加到功率管的集电极。当功率管的基极加有高电平开关脉冲电压时，功率管饱和导通，线圈盘中有电流流过，电能便以磁能的形式储存在线圈盘上。当功率管的基极开关脉冲电压变为低电平时，功率管处于截止状态。由于电感的特性，电流不能突变，此时线圈盘中的能量向高频谐振电容C15 充电。当线圈盘中的能量全部转移到谐振电容C15 上时，充电电流变为0 。此时电容C15 两端电压达到最高，即功率管上的电压最高。随后电容C15 开始通过线圈盘放电，在放电过程中，线圈盘中的电流为反向，当电容C15 上的电能全部转移到线圈盘中时，线圈盘中的反向电流最大，功率管上的电压变为最低。这时功率管上的基极电压变为高电平开关脉冲，功率管又饱和导通而重复上述过程。上述过程中存在两种现象。第一种现象是在LC 振荡的一个周期中，只有功率管导通时， 300V 直流电压才通过线圈盘产生电流。该电流以磁能的形式储存在线圈盘上，线圈盘的磁能使锅具产生涡流，从而对锅具进行加热。线圈盘中的电流大小，决定电磁炉加热功率的大小，即功率管的导通时间越长，线圈盘中的电流也就越大，所以要控制电磁炉的加热功率大小，只要控制功率管基极所加的开关驱动脉冲宽度即可。第二种现象是在LC 振荡电路的充放电过程中，线圈盘中的能量全部转移到谐振电容C15 上时，功率管上的峰值脉冲电压最高，这时也是功率管的截止时间，即功率管基极上的开关脉冲为低电平的时间。为保证功率管不被损坏，在功率管上的峰值电压没有消失时，基极不能出现高电平开关脉冲，否则会出现很大的瞬间电流烧坏功率管。要保证功率管不被大电流烧坏，必须使功率管基极所加的开关脉冲前沿和功率管截止时的峰值脉冲消失的后沿保持同步。五、振荡电路振荡电路由集成电路IC2C 和其外围元器件组成。其主要功能是产生锯齿波脉冲电压，激励驱动放大电路为功率管提供足够的驱动脉冲电压。当功率管导通后，集成电路IC2D 的10 脚电压小于11 脚电压， 13 脚输出高电平。IC2C 的9 脚电压大于8 脚电压， 14 脚输出锯齿波驱动电压， D11 截止。5V 电压经R46 、R45 对C32 充电，当C32 上的充电电压上升，使IC2C 的8 脚电压大于9 脚电压时， 14 脚输出低电平，无振荡锯齿波输出，功率管截止。IC2D 的10 脚电压大于11 脚电压， 13 脚输出低电平，使IC2C 的9 脚电压小于8 脚电压， 8脚外接C32 上的高电压经R45 、D11 放电，当C32 放电到IC2C 的8 脚电压小于9 脚， 14 脚输出高电平， D11 截止， 5V 电压又经R46 对C32 充电。如此循环上述过程，便形成振荡。从振荡过程中可看出， IC2C 的9 脚电压越高， 14 脚输出的锯齿波驱动会越高，即IC2C 外接电容C32 的充电时间会越长，功率管的导通时间会越长，电磁炉的加热功率会越大。相反，电磁炉的加热功率会越小。从上述过程中还可看出，调节集成电路IC2C 的9 脚电压的大小，就可以调节电磁炉加热功率的大小。即通过调节CPU 输出PWM 脉冲宽度的大小，就可以改变电磁炉的输出加热功率。六、同步电路同步电路由集成电路IC2D 和其10 脚、11 脚外接元器件构成。IC2D 的10 脚经电阻R36 、R35 接功率管的集电极， 11 脚经电阻R37 接300V 直流电压端。同步电路的检测电压取自LC 振荡电路中高频谐振电容C15 的两端。在LC 振荡电路中，当功率管截止时， J)J 率管集电极上的峰值脉冲电压大于300V 直流电压，集成电路IC2D 的10 脚电压大于11 脚电压，内部比较器翻转， 13 脚输出低电平，振荡电路无锯齿波输出，功率管不导通。当功率管导通时，功率管集电极上的电压小于300V 直流电压，集成电路IC2D 的10 脚电压小于11脚电压，内部比较器截止， 13 脚输出高电平，振荡电路有锯齿波输出，功率管维持导通。上述过程中，保证加到功率管基极的开关脉冲前沿和功率管截止时的峰值脉冲消失的后沿相同步。七、驱动脉宽调整电路驱动脉宽调整电路由集成电路IC3D~ IC3C 和其外围元器件R53 、R48 、Z5 、EC5 、C19等组成。其主要功能是将振荡电路输出的驱动锯齿波电压加以整形放大，激励驱动电路很好地工作。集成电路IC3 的9 脚、10 脚接有R53 、R48 、Z5 ，以产生比较器的基准参考电压。正常时IC3 的11 脚电压比9 脚电压大0.4V 左右， IC3 的8 脚、10 脚接振荡电路的输出端。振荡锯齿波输出脉冲加到比较器IC3 的8 脚、10 脚，和内部电路进行比较，从13 脚、14 脚输出驱动信号分别加到VT9和VT8 的基极，使驱动电路正常工作。八、电流检测电路电流检测电路由电流互感器CTl 和D2 -町、R24 、R5 、VRl 、C3 、EC13 、R30 、R31等组成。其主要功能是，当电磁炉工作时，电流互感器CTl 输出的交流电压经D4 - D5 整流后加到CPU 的3 脚， CPU 根据3 脚电压的变化，输出相应的PWM 脉宽方波脉冲，控制功率管工作在相应的状态下。由于某种原因电磁炉的整机电流过大，此时电流互感器CT1 二次感应的交流电压升高，经二极管D4 -D7 整流后，再经R30 、R31 、EC13 平滑滤波加到CPU的3 脚， CPU 根据此脚电压的升高，将使PWM 脉宽控制电压输出变小，使功率管导通时间变短，相应地使整机电流下降，由此会使整机电流保持恒定。九、过电流检测保护电路过电流检测保护电路是由晶体管Q5 和其外围元器件组成。VT5 的基极外接EC12 、Z2 、R43 , EC12 接电流检测输出端，。的发射极接地，侣的集电极输出检测保护信号经Z6 控制CPU 输出PWM 脉宽控制电压，从而间接地保护电磁炉不受损坏。由于某种原因使得电磁炉整机电流变大，经电流检测电路输出的电压变高，该高电压经ZD2 加到侣的基极，使Q5 导通。此时侣的集电极电压低，该低电压经ZD6 ， R49 使PWM 脉宽控制电压低，使振荡电路输出的锯齿波驱动电压低，导致功率管的导通时间变短而输出功率下降，从而保护电磁炉不在大电流下出现故障。十、电压检测电路电压检测电路由VD23 、VD24 、R38 、R29 、R8 、R18 ， EC14 、C29 等元器件组成。其主要功能是对交流220V 电压进行检测，向CPU 提供检测电压信号， CPU 根据检测电压的大小而输出相应的动作指令。二极管VD12 、VD13 的正端接交流输入回路， 220V 电压经VD12 、VD13 整流， R38 、R29 降压， R8 、EC14 、R18 平滑滤披后加到CPU 的4 脚。当交流电压大于250V 或小于150V 时， CPU 的4 脚电压会发生较大变化，这时CPU 根据4 脚电压的变化，认为电磁炉输入电压不正常，便输出关机保护指令信号，使电磁炉不因电网电压的异常而受到损坏。十一、驱动放大电路驱动放大电路由晶体管VT8 、VT9和其外围R52 、R55 、R54 、R58 、D18 等元器件组成。其主要功能是将微弱的驱动电压放大到18V 左右，以满足功率管的导通和截止。当CPU 输出的PWM 脉宽控制电压加到IC2C 的9 脚时， 9 脚电压大于8 脚， 14 脚输出高电平，振荡锯齿波加到IC3 的8 脚、10 脚，使IC3 的8 脚、10 脚电压大于9 脚、11 脚基准参考电压。此时13 脚、14 脚输出低电平使驱动管Q9 导通， Q8 截止，在R59 上获得18V 驱动电压，使功率管饱和导通，电磁炉输出加热功率。相反，功率管截止，电磁炉无加热功率输出。十二、功率管高压保护电路功率管高压保护电路由集成电路IC2B 和其外围元器件组成。IC2B 的6 脚经电阻R35 ，R36 、R42 、R20 分压接功率管的集电极， 7 脚外接R51 、R56 分压接5V 电压，作为比较器的基准参考电压。1 脚输出控制信号经R49 接PWM 脉宽控制电压端，以控制CPU 输出PWM 脉宽电压的大小来实现控制功率管的导通。电磁炉工作时，该电路时刻检测功率管的集电极电压。当电磁炉出现异常时，功率管的集电极电压过高，同时电阻R35 、R36 、R42 、R20 分压电压相应升高，使IC2B 的6 脚检测电压大于7 脚基准参考电压。1 脚输出低电平，经电阻R49 ，使PWM 脉宽控制电压低，使功率管导通时间变短，其集电极电电压低从而保护功率管不被高电压击穿。十三、检锅电路检锅电路由集成电路IC2A 和其外围元器件组成。IC2A 的2 脚为检锅信号输出端，经R13 接5V 电压，经R23 接CPU 的检锅信号输入端。4 脚经R37 接300V 电压端。5 脚经R35 、R36 接功率管的集电极。当电磁炉放上锅具开机工作时， IC2A 的5 脚电压大于4 脚电压， 2 脚输出高电平， CPU 检测到该电压为高电平时，继续输出PWM 脉宽控制信号，维持功率管的导通。当电磁炉炉面元锅具时，集成电路IC2A 的4 脚电压大于5 脚电压， 2 脚输出低电平， CPU 检测到该电压为低电平时，确认炉面无锅具放入，切断输出PWM 脉宽控制电压，功率管的基极无驱动脉冲电压而处于截止状态，电磁炉无输出加热功率。十四、浪涌保护电路浪涌保护电路由集成电路IC3A 和外围元器件组成。集成电路IC3A 的4 脚为浪涌电压检测端，该脚外接元器件有R39 、R2 、R27 、C30 ，其中R39 的一端接整流二极管D23 、D24的负端。IC3A 的5 脚为基准电压端，它经R28 接18V 电压。其2 脚为浪涌保护输出端，经二极管D20 接驱动脉宽调整电路的输入端，来控制功率管的导通和截止。当交流电路有浪涌出现时， D23 、D24 整流输出高电压，该高电压经R39 、R2 、R27 分压， C30 滤波后加到IC3A 的4 脚，使4 脚检测电压大于5 脚基准电压，比较器内部翻转， 2 脚输出低电平。又经D20 将驱动脉冲电电压低，使功率管立即截止，保护功率管不被损坏。十五、18V 低压保护电路18V 低压保护电路由集成电路IC3B 和其外围元器件组成。IC3B 的6 脚外接Z4 、R38 ，以产生基准参考电压。7 脚经电阻R2 1 、R63 分压接18V 电压，作为检测电压输入端。1 脚为检测保护输出端，经D20 接驱动脉冲调整电路的输入端来控制功率管的导通和截止。其作用是:电磁炉在工作中，由于某种原因造成18V 电压低时，集成电路IC3A 的6 脚基准电压，因稳压管Z4 的存在而保持不变。而7 脚电压，经R21 、R63 分压而低于6 脚电压， 1 脚输出低电平，经VD20 将振荡电路输出的锯齿波驱动电压对地短路，使功率管基极得不到驱动电压而截止，从而保证功率管不因18V 电压异常而损坏。十六、PWM 脉宽控制电路PWM 脉宽控制电路是由R50 、R32 、R40 、EC7 等组成的积分电路。R40 的一端接振荡集成电路IC2C 的9 脚， R50 的一端接CPU 的10 脚的PWM 脉宽控制输出端。其主要功能是把CPU 输出的不同占空比方波脉冲，经积分电路转化为相对应的直流电压。该电压加到振荡电路控制振荡锯齿波驱动电压，最终控制功率管的导通时间。十七、CPU 各脚功能CPU 的1 脚为功率管温度检测输入端，功率管温度检测电路由热敏电阻RT2、电阻的和电容C6 等组成。电磁炉正常工作时，功率管温度升高，热敏电阻阻值减小， CPU 的1 脚电压升高， CPU 根据1 脚电压升高的情况，将使10 脚输出的PWM 脉冲宽度变窄，由功率管导通时间变短，输出功率下降，功率管温度降低。2 脚为锅具温度检测输入端，锅具温度检测电路由热敏电阻RT1、电阻R6 和电容C5 等组成，电磁炉正常工作日才，锅具温度升高，热敏电阻RT1 的阻值随温度的升高而减小， CPU 的2 脚电压将升高， CPU 根据2 脚电压的升高，由10 脚输出的PWM 脉冲宽度变窄，导致功率管导通时间变短，输出功率下降，保证炉面温度不会异常升高。3 脚为电流检测输入端，外接电流检测电路中的EC13 正端。4脚为电压检测输入端，外接电压检测电路中R18 端。5 脚为CPU 工作电压供电端，接三端稳压集成电路的输出端。6 脚为试探信号输出端，同时也是检锅信号输入端。7 脚为蜂鸣器驱动输出端和风扇驱动输出端。8 脚为开关控制信号输出端，经R22 接开关管制的基极，悦的发射极接地，集电极接驱动脉宽调整电路输入端。电磁炉在待机时， CPU 的8 脚输出高电平，使Q6 导通，将驱动信号短路到地，使功率管得不到驱动电压，处于截止状态。电磁炉加热时， CPU 的8 脚输出低电平，开关管Q6 截止，不影响振荡电路输出驱动电压。9脚为浪涌保护和18V 电压保护输入端。10 脚为PWM 脉宽控制电压输出端，控制电磁炉加热功率的大小。8 脚-11 脚、23 -28 脚为面板功能控制脚，接插座CN2 0 19 脚、20 脚外接晶振元器件。21 脚为复位端，外接Q4 、R47 、Z3 、R26 、C7 等组成的复位电路。22 脚为接地端。

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