万利达MCE-1805型电磁炉电路原理

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

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摘要: 万利达MCE-1805型电磁炉电路原理万利达MCE-1805型电磁炉电路如图11-1所示。一、LC振荡电路LC振荡电路由桥堆DBl、扼流圈Ll、300V滤波电容C28、线圈盘、高频谐振电容。和功率管等组成。电源、接通后220V电压经滤除干扰 ...

万利达MCE-1805型电磁炉电路原理万利达MCE-1805型电磁炉电路如图11-1所示。

一、LC振荡电路LC振荡电路由桥堆DBl、扼流圈Ll、300V滤波电容C28、线圈盘、高频谐振电容。和功率管等组成。电源、接通后220V电压经滤除干扰，由桥堆整流，C28滤波，获得比较平滑的300V电压。该电压经线圈盘加到功率管的集电极，为功率管提供工作电压。当功率管的基极加上开关脉冲电压时，功率管饱和导通，300V电压经线圈盘产生电流。以磁能形式储存在线圈盘上。当功率管基极上的开关脉冲电压消失时，功率管截止，由于线圈盘的感抗作用，线圈盘中的电流不能立即变为0，并向谐振电容。充电。当线圈盘中的能量全部转移到电容。的两端时，线圈盘中的电流变为0，此时谐振电容。两端电压为左负右正，功率管集电极上的电压为电源电压和电容。上的电压之和。功率管集电极电压达到最高，即峰值逆程电压。这时C3上电压又经线圈盘反向放电，当谐振电容。上的能量全部转移到线圈盘上时，谐振电容。两端电压为左正右负，功率管集电极上的电压最低。此时功率管基极上又加有开关脉冲电压，功率管又饱和导通，重复上述过程，即在LC电路中形成高频振荡，对电磁炉进行加热。上述过程表明:在LC高频振荡电路的一个周期中，只有功率管导通时，300V电压才对线圈盘提供能量，功率管的导通时间越长，线圈盘可得到的能量越大。要改变电磁炉加热功率的大小，只需改变功率管的导通时间，即改变可加在功率管基极的开关脉冲宽度。在LC高频振荡电路中，线圈盘中的能量全部转移到谐振电容。两端时，是出现峰值脉冲电压的时间，同时也是功率管的截止时间，即开关脉冲没有加到功率管基极的时间。电磁炉在正常工作时，这个时间关系不能错位，若功率管集电极上的峰值脉冲没有消失时，功率管基极所加的开关脉冲提前加到功率管，就会出现很大的导通电流而使功率管烧坏，要保证功率管的安全，必须使功率管基极所加开关脉冲的前沿和集电极峰值逆程脉冲消失的后沿保持同步。二、交流电输入电路交流电输入电路由电源插头、熔断器、消干扰电容Cl，压敏电阻ZNR，电流互感器T1的一次绕组，泄放电阻R22、R23等组成。当电源插头插到220V电源的插座时，220V电压经熔断器Fl，加到消干扰电容Cl上，由Cl滤除电网中的高频杂波。其一路经电流互感器T1的一次加到桥堆DBl的交流输入端，整流出300V电压，另一路经二极管D21、D22整流，为低压电源提供工作电压。ZNR为压敏电阻，其作用是当交流输入电压高于260V时，它自身击穿短路产生大电流将熔断器烧坏，切断输入电压，保护后级元器件不被高电压损坏。R22、R23为泄放电阻，其作用是将电源插头拔掉时，将电容Cl上储存在的电荷经泄放电阻放掉，以免Cl上储存的电压触及人体。三、低压整流稳压电路低压整流稳压电路由二极管D21、D22，限流电阻R60，电感线圈IA，电源集成电路IC4，二极管ZI、Dl、D23，互感线圈口、L3和三端稳压集成电路IC5等组成。电磁炉接通电源后，220V电压经D21、D22整流，R60限流降压，LA、C20滤波，获得比较平滑的300V左右电压。该电压加到电源集成电路IC5的5-8脚，电源集成电路IC5获得300V电压后，经内部电路动作从1脚输出脉冲电压，经Dl整流，互感线圈L2、L3和电容C33、C30滤波获得24V电压，为电磁炉控制电路提供工作电压。24V电压经电阻R51降压加到三端稳压集成电路IC4的1脚，由三端稳压集成电路IC4稳压后从3脚输出5V电压，供CPU和辅助电路使用。在电路中，D23将24V电压半波整流，经C32滤波得到的电压加到电源集成电路IC5的4脚为其内部电路提供工作电压，电源集成电路IC5的3脚为反馈输入端，外接ZD1和C31等元器件。四、振荡电路振荡电路主要由集成电路IC3D和其外围元器件组成。IC3D的10脚外接元器件有R54、R53、町、R56、C18等元器件，电容C18为振荡锯齿波形成电容。IC3D的11脚外接元器件有D20、D16、R55、R57、C17等。11脚输出PWM脉宽控制电压和同步检测输出端电压。13脚外接元器件有R51、R50、R52和D19，13脚输出振荡锯齿波驱动电压。当CPU输出的PWM脉宽控制电压加到IC3D的11脚电压时，使11脚电压大于10脚电压，13脚电压输出锯齿波电压，二极管D19截止。此时24V电压经R53、R54向C18充电，当C18上的充电电压大于11脚电压时，IC3D的内部比较器翻转，13脚输出低电压，而无锯齿波电压输出。C18上的电压经R54、D19放电，当C18放电到一定时，IC3D的10脚电压小于11脚电压，13脚为高电平并输出锯齿波电压，D19截止。24V电压又经R53、R54对C18充电，如此循环形成振荡。上述过程中IC3D的11脚电压越高，13脚输出振荡锯齿波的幅度越宽，电磁炉的加热功率就越大，即10脚外接C18的充电时间越长，功率管导通时间越长，电磁炉的输出功率也就越大。相反，电磁炉的输出功率会越小。所以CPU通过调节PWM脉宽控制电压的大小，来控制IC3D的10脚外接C18的充放电时间，从而控制功率管的导通和截止。五、同步电路同步电路由集成电路IC3C和其外围元器件组成。它的信号源取自高频谐振电容C3的两端。300V电压经电阻R44、R45降压和R58分压接IC3的9脚正输入端。功率管集电极上的电压经电阻R46、R47降压和R59分压接IC3的8脚负输入端。IC3C的14脚输出端接振荡电路正输入端。同步电路的主要作用是电磁炉在不同的功率状态下工作，检测出的同步信号控制振荡电路输出的锯齿波驱动信号，该锯齿波驱动信号加到功率管的基极，使功率管的工作状态和线圈盘的状态保持协调同步。当功率管饱和导通时，300V电压端大于功率管集电极电压端，IC3的9脚电压大于8脚电压，14脚输出高电位加到振荡电路，并输出振荡锯齿波驱动信号，使功率管继续导通。当功率管截止时，300V电压端小于功率管集电极电压端，IC3C的9脚电压小于8脚电压，14脚输出低电平，此时振荡电路无锯齿波驱动电压输出，维持功率管的截止状态。上述过程表明，同步检测电路输出的控制信号，保证功率管基极所加的开关脉冲前沿和集电极上峰值脉冲的后沿保持协调同步。六、电流检测电路电流检测电路由电流互感器T1，整流二极管DI0-D13，电阻R21、R26、Rll、R15、VR1和电容C6、C12、C21等元器件组成。其主要功能是时刻检测电磁炉的工作电流，将结果以电压形式加到CPU上，CPU据此自动调整输出PWM脉宽控制电压，来控制功率管的导通和截止。电磁炉正常工作时，电流互感器的-次绕组有电流通过，在二次绕组感应得到的交流电压，经R21、VR1分压，C6滤波，DlO-D13整流输出的电流检测电压经Rll加到CPU的10脚，CPU根据10脚检测到的电压大小，可判断电磁炉整机工作电流的大小。七、过零检测电路过零检测电路由R18、C4、R5、R4、D3、D4等元器件组成。它的主要作用是检测交流电零点，防止零点漂移对电磁炉造成损坏，其信号源取自交流电输入回路，形成检测电压加到CPU上，CPU根据检测电压的变化，输出关机保护信号。电磁炉通电工作后，交流电的正弦波电压处于上或下半周时，产生的脉动电压经R18、R5分压，C4滤、波，又经R4取样，加到CPU的12脚。当正弦波电压处于上下半周过零时，C4上无分压电压，D3处于反偏截止。如此反复循环，在C4上形成了和电源过零点相同步的方波脉冲信号，经R4加到uCPU的12脚，CPU通过检测该方波信号的变化，输出相应的动作指令。八、驱动电路该机驱动电路采用了集成电路IC2(TA8316AS)，其外部元器件比较少，其1脚为驱动脉冲输入端，2脚为24V供电端，3脚为空脚，4脚为接地端，5脚外接电阻R48，6脚外接电阻R49，7脚输出驱动电压加到功率管的基极。该电路的主要功能是将振荡电路输出的几伏锯齿肢驱动电压放大提高到几十伏并加到功率管的基极，使功率管处于良好的导通和截止状态。九、300V电压保护电路300V电压保护电路由集成电路IC3A和其外围元器件构成。5V电压经电阻R27、R28分压加到IC3A的7脚，作为内部比较器的基准参考电压。300V电压经R24、C23、R25、R26、C25、R29加到IC3A的检测电压保护输入端6脚。IC3A的1脚为300V电压保护信号输出端，信号加到CPU的21脚。电磁炉正常工作时，IC3A的6脚检测电压小于7脚基准参考电压，内部比较器截止，1脚高电平加到CPU的21脚，CPU根据21脚正常的控制信号，不影响电磁炉对锅具加热。由于某种原因使300V电压高于正常值时，IC3A的6脚检测电压大于7脚基准电压而使比较器翻转，1脚输出低电平加到CPU的21脚，此时CPU检测到21脚电压的变化而输出关机保护信号，使电磁炉不因电压过高而损坏。十、功率管高压保护电路功率管高压保护电路由晶体管币和其外围元器件组成，侣的基极外接元器件有R34、R35、R39、C29等。功率管集电极上的电压经R34、R35和R39分压，加到币的基极，。的集电极经R38接5V电压，发射极外接R16、C13同时发射极输出保护电压加到CPU的7脚。该电路主要作用是电磁炉工作时，时刻检测功率管的集电极电压，当某种原因造成功率管集电极电压接近额定电压时，该高电压经R34、R35和R39分压，加到币的基极，使Q5导通。。导通后在发射极上获得的取样保护电压加到CPU的7脚，此时CPU根据7脚电压的变化，使14脚输出PWM脉冲控制电压低，使功率管的导通时间变短，集电极的逆程峰值电压下降，保护功率管不因峰值脉冲电压过高而损坏。十一、过载检测电路过载检测电路由晶体管Q4和其外围元器件和集成电路IC3B等组成。Q4的基极外接R36、R37、R4、C27、Dl8等元器件，同时Q4的基极接集成电路IC3B的2脚输出端。Q4的集电极经R40接5V电压，发射极外接R6、CI0，同时发射极输出检测电压加到CPU的8脚。当振荡电路由于某种原因造成振荡锯齿脉冲电压大于集成电路IC3B的4脚基准电压时，2脚输出高电平，并加到Q4的基极，经Q4放大由发射极输入到CPU的8脚，CPU根据8脚电压的变化，确认电磁炉出现异常，输出保护关机指令信号。当功率管集电极电压出现异常时，此高电压经R36、R37、R41分压并加到Q4的基极，由Q4放大加到CPU上实现过载保护。十二、开关控制电路开关控制电路由晶体管Q2和其外围元器件R13、R14组成。侣的基极经电阻R13接CPU的19脚，集电极接地，发射极接驱动集成电路的1脚驱动电压输入端。电磁炉通电在待机状态下，CPU的19脚输出低电平并加到侣的基极，使Q2导通，将振荡电路输出的锯齿波驱动电压短路到地，功率管因无驱动电压而截止。当用户操作面板按键使电磁炉开机时，CPU的21脚输出高电平，使Q2截止，对驱动脉冲电压无影响，电磁炉正常工作。十三、功率管温度检测电路功率管温度检测电路由热敏电阻RTl、电阻R19、电容C22等组成。电路中R19和C22的连接处为检测电压输出端，接至CPU的2脚。该电路的主要作用是电磁炉工作时，通过热敏电阻RTl时刻检测功率管工作温度的变化，保证功率管不因温度过高而损坏。该热敏电阻为负温度系数特性，它的阻值随温度的升高而下降，当功率管温度升高时，热敏电阻RT1的阻值变小，CPU的2脚电压升高，CPU据此输出相应的PWM脉宽控制电压，控制功率管的导通时间，使功率管的温度保持在一定范围内。十四、PWM脉宽调控电路PWM脉宽调控电路比较简单，由电阻R9、R12，电容Cll组成。其主要功能是将CPU输出的方波脉冲信号经该电路积分平滑后，变成相应的直流电压加到振荡电路和同步电路。当CPU输出的PWM脉冲宽度越宽时，经PWM脉宽调控电路积分平滑后加到振荡电路的电压就越高，相应的驱动脉冲电压就越大，功率管的导通时间会越长，电磁炉的加热功率会越大。当CPU输出的PWM脉冲宽度变窄时，经PWM脉宽调控电路积分平滑后的电压变小，使电磁炉的加热功率变小。十五、锅具温度检测电路锅具温度检测电路由热敏电阻RT2、电阻R2、电容C2等组成。电路中的R2和C2的连接处为检测电压输出端，并接至CPU的l脚。该电路的主要作用是通过热敏电阻时刻检测加热锅具和炉面温度。当锅具温度升高时，热敏电阻RT2的阻值会变小。相反锅具温度降低时，热敏电阻RT2的阻值会变大。热敏电阻的阻值变化会使CPU的1脚电压发生变化，CPU根据1脚电压的变化，可判断加热锅具的温度变化。十六、凤机驱动电路风机驱动电路由晶体管Q3和町、R8组成。币的基极经电阻R7接CPU的20脚，发射极接地，集电极经插座CN2接风机。该电路的主要作用是通过CPU输出的风机驱动电压，控制风机的运转，使电磁炉内部元器件的热量排放到电磁炉外部，不致温度过高。电磁炉工作时，CPU的20脚输出驱动电压，经电阻R7加到侣的基极，币的基极得到驱动电压饱和导通，风机内有电流通过而运转。十七、CPU的各引脚功能CPU的1脚为锅具温度检测控制端。2脚为功率管温度检测控制端。3-6脚、22-24脚为面板控制引脚。7脚为功率管高压保护输入端。8脚为过载检测电压输入端。9脚为低压保护输入端。10脚为电流检测电压输入端。11脚为CPU内部电路接地端。12脚为过零检测输入端。13脚为蜂鸣器驱动电压输出端。14脚为PWM脉宽控制电压输入端。15脚为通电开机复位端。16脚为5V电压供电端。17-18脚为时钟振荡端。19脚为加热开关控制电压输出端。20脚为风机驱动电压输出端。21脚为过电压检测电压输入端。

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