爱庭IH-F20G型电磁炉电路原理爱庭IH-F20G型电磁炉电路http://www.jdwx.cn/page-179824.html一、电源电路电磁炉电源电路可分为高压电源电路和低压电源电路。1.高压电源电路市电交流220V电压经驱动板的L~N端口输入，经C9、L3和R6滤除干扰，熔断器FUSE和压敏电阻CNR1进行过电流过电压保护，最后经整流桥DB1整流后，又经扼流圈L1和电容C6滤波为加热线盘提供+300V平滑直流工作电压。2.低压电源电路市电交流220V电压经抗干扰电路后，由整流管D6、D9进行全波整流，在滤波电容EC1输出的+300V电压加到电源控制集成电路IC1(VIPer12A)的5-8脚，为其内部电路供电，通过内部电路对4脚外接电容EC9充电。当电容EC9两端的电压达到14.5V后，集成电路IC1内部60kHz调制控制器开始工作，产生的激励脉冲控制开关管工作在开关状态。开关管的源极经集成电路ICl的2脚输出开关脉冲，使开关变压器CT2工作在开关状态，经滤波电容ECI0输出+18V直流电压，为风机驱动电路、功率管IGBT驱动电路、比较器IC2供电。CT2的二次绕组输出的脉冲电压经二极管D2整流，电容EC2、C4滤波，又经三端稳压器IC3(7805)稳压输出+5V直流电压，为系统控制电路、基准电压电路、温度检测电路等电路供电。因集成电路ICl和开关变压器CT2输出电压属串联形式，所以该种电源又称串联型开关电源。工作原理:当稳压控制的低压电源输出+18V电压异常升高时，经二极管Dl隔离使电容EC9两端电压升高，稳压管Z1导通程度加强，输入到集成电路ICl的3脚反馈电压升高，经内部电路处理后，使内部开关管导通时间缩短，开关变压器CT2储存的能量下降，开关电源输出电压下降，达到稳定输出电压目的。二极管D5是钳位二极管，使集成电路IC1内开关管源极负峰压钳位在地电位，避免过激励而损坏。3.欠电压保护当市电输入回路中的220V电压过低时，使滤波电容EC9两端电压达不到14.5V，集成电路控制开关管不工作，避免开关管因激励不足和损耗过大而损坏，另外集成电路IC1内部设有过热、过电压、过电流等保护电路。专家指导:因电源控制集成电路ICl工作时产生峰压偏低，它比并联型开关电源不易损坏。当集成电路ICl损坏时，可检查+300V电源中的D6~D9、EC1和振荡电路中的D1、D5、Z1、EC9是否损坏。二、系统控制和操作显示电路1.微处理器CPU(9498)引脚功能该机系统控制电路以微处理器CPU(9498)为核心，其引脚功能如表12-1所示。表12-1微处理器CPU(9498)引脚功能 2.微处理器的基本工作条件1)+5V电压加到CPU的10脚、32脚为其内部供电，CPU得到供电后，内部复位电路为存储器、寄存器清零复位。2)3脚内外电路组成的振荡器，向内部电路输出时钟振荡信号。3.待机控制当电磁炉接通市电CPU获得基本工作条件后，运行自检程序，确认电路正常进入待机状态。CPU的7脚向功率管IGBTEN(功率管使能控制信号)输出低电平，通过插件CN1输入到驱动板，使开关管D17导通，使比较器IC2D的同相输入端9脚为低电平，其输出端14脚为低电平，驱动管Q3截止，Q4导通，功率管IGBT的栅极结电容通过电阻R17、驱动管制的e-c结对地放电而截止，使该机处于待机状态。专家指导:当电磁炉通也不开机且元，检锅声时，应检查该电路中的插件CN1、D17、C13、C16，EC7、IC2、R42、C21、Q3、Q4，D20、D21、R17等元器件。三、开机和锅具检测电路电磁炉处在待机状态时，当按下"开/关"键后，CPU的内部存储器调出软件所设置的工作数据，控制面板上的显示屏显示相应工作状态。CPU的7脚输出高电平，使开关二极管D17截止，解除对功率管IGBT驱动信号的关闭控制。同时该高电平的上升沿通过电容C13耦合加到比较器lC2A反相输入端6脚，其输出端1为低电平，通过电容C7藕合，使比较器IC2D的反相输入端8脚反转为低电平，其输出端14脚反转为高电平，驱动管Q3导通，Q4截止。此时，+18V电压经Q3的c-e结，通过隔离电阻R17对功率管IGBT的栅极结电容充电，当达到功率管IGBT栅极门限电压时，集电极对地导通。+300V直流电压通过功率管IGBT对加热线盘补充电能;当CPU的7脚输出开机控制IGBTEN高电平对电容C13充电结束时，比较器IC2A的反相输入端6脚又降为低电平，其输出端1脚又升为高电平，经电容C7耦合，使比较器IC2D的反相输入端8脚升为高电平，其输出端14脚为低电平，驱动管Q3截止，Q4导通，功率管IGBT的栅极结电容通过R17、Q4、R16对地放电，当功率管IGBT的栅极电电压到门限电压以下时，集电极对地截止。这时加热线盘和并联电容C11发生电压谐振，在加热线盘中产生高频交变磁场。在功率管IGBT集电极产生的交变脉冲电压经电阻R19、R20、R48串联分压后，输入到比较器IC2A的同相输入端7脚，从1脚输出反馈到CPU的16脚PAN端口。同时在市电交流输入回路中有电流通过电流互感器CT1一次绕组，并互感到二次侧，经可变电阻VR1限电压调整，整流桥D10-D13桥式整流，经电容EC5滤波后经电阻R43隔离，输入到CPU的12脚CUP端口。当炉面上放置有合格锅具时，流过加热线盘中的电流增大，经电流互感器CT1取样电压增大，使反馈到CPU的12脚CUR电流检测电压升高;同时加热线盘中的电感量增加，谐振频率降低，使反馈到CPU的16脚PAN脉冲在单位时间内减少到3-8个。经CPU内部和软件设定的默认参数运算，确认炉面已放置合格锅具。CPU的28脚输出默认占空比的功率调整PWM脉冲，经同步电路控制功率管IGBT工作在导通和截止状态，加热线盘输出加热功率，整机进入加热状态。反之，若炉面未放置锅具时或放置锅具不合格时，电磁炉停止加热。CPU的18脚输出蜂鸣器驱动信号，使蜂鸣器BUZl每38响一声，一会自动关机。专家指导:当该电磁炉出现不检锅专家指导时，若确认内部电路有故障时，可在CPU执行检锅程序时，测量市电输入回路中的检锅电流是否正常来判断故障范围。四、同步控制振荡电路加热线盘和并联电容Cll发生电压谐振时，在功率管IGBT的集电极产生反峰电压峰值接近功率管IGBT集电极的耐压极限。若该峰压异常升高，极易造成功率管IGBT过电压击穿;另外，流过功率管IGBT电流增大，温度升高，也易过电流过热损坏。为此设置了同步电路，以保证功率管IGBT的栅极驱动脉冲的前沿和集电极反峰脉冲的后沿严格同步，使功率管IGBT在集电极零电压下导通，避免损坏功率管IGBT。振荡电路的作用是将同步电路输出的同步脉冲电压通过电容充放电产生锯齿波电压，为功率调整电路提供参考信号。功率管IGBT集电极电压经过电阻R19、R20和R48串联对地分压输入到比较器IC2A的同相输入端7脚;+300V电压经电阻R18和R25串联对地分压输入比较器IC2A的反相输入端6脚。当功率管IGBT集电极电压过零上升时，比较器IC2A的同相输入端7脚电压超过反相输入端6脚电压时，其输出端1脚为高电平。电容C7经二极管D19、+5V电源、电阻R39放电，使比较器IC2D的反相输入端8脚为高电平，其输出端14脚为低电平，功率管IGBT不导通。反之，当功率管IGBT集电极为低电平时，比较器IC2A的同相输入端7脚电压低于反相输入端6脚电压，其输出端1脚对地短路，+5V电压经电阻R41对电容C7充电，使比较器IC2A反相输入端8脚电压低于同相输入端9脚电压，其输出端14脚反转为高电平，驱动管Q3导通，Q4截止，保证了功率管IGBT在集电极零偏压时导通。由于电容C7的充放电在比较器IC2D的反相输入端8脚产生锯齿波电压，充电时间常数由电阻R41和电容C7参数值决定。放电时间常数由二极管D19、电阻R39和电容C7参数值决定。专家指导:因电容C7的克放电均通过+5V电源构成回路，产生的锯齿波电压不理想，在CPU进行功率调整时，易使同步电路失步而损坏功率管。五、功率管驱动脉宽调整电路功率管驱动脉宽调整电路主要由比较器IC2D配合CPU来完成。当面板按键输入增大功率输出指令时，CPU经内部运算从28脚输出功率调整PWM脉冲方波占空比增加，通过插件CN1调整后由3脚输入到驱动板，经电阻R34、EC7、R37、C16双时间常数积分电路滤波成直流电压，叠加在电阻R35和R36、串联对租5V电压的分压点上，使输入到比较器IC2D的同相输入端9脚电压上升，和其反相输入端8脚输入的锯齿波电压比较，使输出端14脚输出驱动脉冲占空比增加。功率管IGBT的栅极驱动脉冲占空比增加，+300V电压对加热线盘补充电能时间延长，输出功率增加，加热温度升高，以达到CPU调整输出功率的目的。专家指导:本电路异常易造成不加热，加热温度和面板操作不符或屡损功率管等故障。应检查电容EC7、C14、C16等元器件是否正常。六、驱动电路因功率管IGBT栅极G导通门限电压偏高而比较器IC2(LM339)输出端负载能力较低时，达不到功率管IGBT对门限电压的开关要求，为此加入晶体管推挽驱动放大电路。本电路采用互补对称推挽放大电路，工作在开关状态。+18V电压经电阻R42为放大管Q3、Q4的基极提供偏置电压。当比较器IC2D输出端14脚为高电平时，放大管Q3导通，Q4截止，+18V电压通过放大管币的c-e结经电阻R17、R16串联对地分压后为功率管IGBT栅极结电容充电。当栅极充至门限电压时，功率管IGBT集电极对地导通;反之当比较器IC2D输出端14脚为低电平时，放大管Q3截止，Q4导通，功率管IGBT栅极结电容通过隔离电阻R17、放大管制的c-e结对地放电，当功率管IGBT栅极电压至门限电压以下时，集电极对地截止，实现驱动电路对功率管IGBT导通和截止的控制。专家指导:本电路异常易造成不加热或爆管故障，同时功率管IGBT栅极未设过电压保护措施，当功率管IGBT集电极过电压击穿会连带驱动管一同去穿。七、检测和保护电路该机为防止功率管IGBT过电压、过电流、过热损坏，设置了，多种检测和保护电路。1.功率管IGBT集电极反电压保护电路该电路主要由比较器IC2C和其周边元器件构成。+5V电压经电阻R22、R21串联对地分压后为比较器IC2C同相输入端5脚提供参考电压;功率管IGBT2集电极电压经电阻R46、R47和R24串联对地分压输入到比较器IC2C反相输入端4脚。当功率管IGBT2集电极峰值电压在正常范围内时比较器IC2C反相输入端4脚电压低于同相输入端5脚电压，其输出端2脚为高电平，不影响脉宽调制电路的工作状态。反之，当功率管IGBT集电极反压峰值过高时，比较器IC2C反相输入端4脚电压超过同相输入端5脚电压，其输出端2脚为低电平，经电阻R33拉低CPU输出的功率调整PWM脉冲信号，降低功率输出，功率管IGBT2集电极峰压下降，避免功率管过电压击穿。2.电流检测和过电流保护电路1)过电流保护电路主要由电流互感器CT1、比较器IC2B和其周边电路构成。市电输入回路电流经过电流互感器CT1一次绕组时，在其二次绕组两端感应出交变电压，该电压经可变电阻VR1限电压调整，整流桥D10-D13整流，电容EC5滤波后输入到比较器IC2B的同相输入端11脚;+5V电压经电阻R30和R29串联对地分压后为比较器IC2B反相输入端10脚提供参考电压。当市电交流回路中过电流时，经电流取样电路输入到比较器IC2B同相输入端11脚电压低于其反相输入端14脚电压，其输出端13脚为低电平，开关二极管D15导通，将比较器IC2D同相输入端9脚输入的功率调整PWM电压钳位至低电平，切断功率管IGBT驱动脉冲，关闭功率管IGBT;同时比较器IC2B输出端13脚的低电、IL过电流保护电压也送往CPU的11脚INT端口，经CPU内部运算识别执行保护停机指令。2)电流检测电路:流过电流互感器CT1一次绕组的电流互感到二次绕组产生感应电动势，经整流桥DlO-D13整流，电容EC5滤波，电阻R43隔离，输入到CPU的12脚的CUR端，CPU检测12脚电压和内部软件设定的电压比较调整PWM脉冲占空比，进一步调整功率管IGBT驱动脉冲占空比，调整输出功率，达到CPU检测整机电流自动控制输出功率的目的。专家指导:本电路异常易造成整机电流不能自动控制而损坏功率管。调整可变电阻VR1可改变电流取样参数，进一步改变过电流保护和电流自动调整取样电压，从而改变电磁炉的输出功率，因此该可变电阻为功率微调电阻。3.检测电路(1)市电检测电路市电交流电压经二极管D3、D4全波整流，电阻的和R10串联对地分压，电容EC4滤波，电阻R44、电容EC8积分滤波，输入到CPU的14脚V-lN端口，CPU根据14脚电压来检测市电电压。当CPU检测到市电电压超过250V时，面板显示故障代码"E2"同时蜂鸣器每隔15鸣叫一声，一会儿自动关机;当CPU检测到市电电压低于170V时，面板显示故障代码"E3"'，同时蜂鸣器每隔15鸣叫一声，一会自动关机。(2)炉面温度检测电路紧贴炉面微晶玻璃板下面的负温度系数热敏电阻RT200(100kΩ)对炉面温度取样后，将炉面温度变化转换为电压变化，输入到CPU的13脚。CPU根据13脚的取样电压间接监控炉面温度和温度传感器工作状态。1)当CPU检测到炉面温度超过220°C时或锅具干烧，便执行停止加热指令，并显示故障代码"E6"，蜂鸣器每隔15鸣叫一声，一会儿自动关机。2)当CPU检测到炉面温度传感器RT200开路时，便执行停止加热指令，并显示故障代码"E4"，蜂鸣器每隔15鸣叫一声，一会儿自动关机。3)当CPU检测到炉面温度传感器RT200短路时，便执行停止加热指令，并显示故障代码"E5"，蜂鸣器每隔15鸣叫一声，一会儿自动关机。(3)功率管IGBT温度检测电路紧贴功率管散热片的负温度系数热敏电阻RT201和电阻R4串联对5V电压分压后，将功率管温度变化转换为电压变化后，输入到CPU的15脚TIGBT功能检测端口，为CPU提供功率管IGBT温度检测取样电压，实现CPU对功率管IGBT温度的实时监控。1)当CPU检测功率管IGBT过热时，CPU将减少28脚输出的功率调整PWM脉冲的占空比，减少功率输出，使功率管IGBT上的温度下降，面板显示故障代码"E9"，蜂鸣器每隔15鸣叫一声，提醒用户功率管IGBT过热，一会儿自动关机。2)当CPU检测功率管IGBT上的温度传感器RT201开路时，便执行停止加热指令，面板显示故障代码"E7"，蜂鸣器每隔15鸣叫一声，一会儿自动关机。3)当CPU检测功率管IGBT温度传感器RT201短路时，便执行停止加热指令，面板显示故障代码"E8"，蜂鸣器每隔15鸣叫一声，一会儿自动关机。4)当CPU检测功率管IGBT超温时，便执行停止加热指令，面板显示故障代码"E1",蜂鸣器每隔Is鸣叫一声，一会儿自动关机。4.凤机驱动电路当CPU执行风机运转指令后，从17脚输出高电平经插件CN1，隔离电阻胆，加到驱动管Q7基极，其集电极对地导通，使风机运转，将机内热量强行排出。因风机是感性器件，易在驱动管Q7集电极产生反峰脉冲威胁Q7的安全，该反峰脉冲经二极管D7吸收到+18V电源内。5.蜂鸣器驱动电路当CPU执行蜂鸣指令时，从18脚输出驱动信号，经驱动管制放大，驱动蜂呜器BUZ1鸣叫。 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