电磁炉电路工作原理分析与讲解

电磁炉基本原理介绍

• 电磁炉加热和工作原理简介；

• 电磁炉主要元件介绍； 

• 电磁炉电路各模块原理讲解；

1.电磁炉加热和工作原理简介

v 1.1电磁炉加热和工作原理简介；

v1.2 电磁炉原理方框图；

v1.3 LC振荡电路；

2.电磁炉主要元件介绍

v 2.1 QF808单片机简介；

v2.2 RS2007M整流桥介绍；

v2.3 LM339集成电路介绍；

v2.4 IGBT简介；

v2.5 74HC164移位寄存器介绍；

2.1 QF808单片机简介

QF808为前锋和台湾中颖共同研发的一款单片机，存储器大小为64K bitsROM，里面集成5个比较器，6通道8位ADC转换，2个8位定时计数器，8位高速PWM脉冲输出，内部频率复合放大器，在线振荡时钟电路，在线看门狗定时器，采用低电压复位；

2.2 RS2007M整流桥介绍；

电压输入范围为50到1000V，承受电流最大为20A；特点为输出电流大，抗大电流冲击能力强，能承受较高的峰值反向电压；

2.3 LM339集成电路介绍

LM339内置四个翻转电压为6mV的电压比较器,当电压比较器输入端电压正向时(+输入端电压高于-入输端电压), 置于LM339内部控制输出端的三极管截止, 此时输出端相当于开路; 当电压比较器输入端电压反向时(-输入端电压高于+输入端电压), 置于LM339内部控制输出端的三极管导通, 将比较器外部接入输出端的电压拉低,此时输出端为0V。

2.4 IBGT简介

绝缘栅双极晶体管(Iusulated Gate Bipolar Transistor)简称IGBT,是一种集BJT的大电流密度和MOSFET等电压激励场控型器件优点于一体的高压高速大功率器件；IGBT有三个电极，分别称为栅极G(也叫控制极或门极) 、集电极C(亦称漏极)及发射极E(也称源极)，将场效应管作为推动管，大功率达林顿管作为输出级就构成了IGBT开关管；

2.5 74HC164移位寄存器介绍

74HC164为8位移位寄存器，现有电磁炉的面板显示项目较多，对单片机端口要求叫多，而现有单片机端口有限，为了达到显示电路的控制，现需要采用移位寄存器来扩展控制口；74HC164是8为串行输入并行输出单向移位寄存器；A，B为串行码输入端，MR为清零输入端，CLJ为时钟脉冲的输入端，IC紧接着时钟脉冲上升沿的到来，A，B相与后状态依次由Q0移向Q7；

3.电磁炉电路各模块原理讲解

3.1 EMC防护电路和整流电路

FUSE1为保险管，其规格为15A/250V,此款电磁的最高功率为2100W，AC220V其工作的最大电流为9.6A，正常状态下，不会超过保险管的正常值。电路发生异常时，如IGBT击穿，电流猛增，超过保险管的工作极限值，保管熔断，保护其他电路。C001电容的作用是EMC防护，该电容能防止电磁炉产生的高频干扰窜入电网我，干扰其他电器，又防止市电中的干扰脉冲窜入电磁炉电路，影响其工作。CNR002是压敏电阻只要外部输入电压峰值超过压敏电阻的标称耐压值，压敏电阻立即击穿，保险管熔断，保护后级电路免于过压损坏。整流桥的作用将AC220V整流成脉动直流。

3.2 高频谐振电路

市电经DR001整流后经L001加到由C003，IGBT，线盘QF-20FR，C005组成的高频谐振回路中，具体谐振过程参考谐振第一章谐振波形。ZD801为IGBT，G基电压保护稳压二极管，保证IGBT的驱动电压不超过稳压值。此电路选用16V稳压；

3.3 驱动电路

驱动方波直接由单片机的3脚输出，当单片机输出高电平时，Q803饱和导通Q801，Q802基极电压为低电平，Q801三极管截止，Q802为射随放大电路，基极为低，发射极为低。IGBT，G为低电平，IGBT截止;当单片机输低电平时Q803截止，+15V经R29加到Q801，Q802基极，Q802三极管截止，Q801三极管导通，15V电压经Q801加到IGBT，G极。单片机根据不同的功率，输出不同占空比的电压方波信号，Q803，Q802，Q801重复上述过程；

3.4 同步电路及反压保护电路

1. 同步：在不同功率状态下IGBT的驱动信号应当与加热线盘的状态保持协调（保持IGBT，C极为低电平时，IGBT才导通），完成协调任务的电路常称之为同步电路。当IGBT管饱和导通时加热线圈两端的电压极性为A1+，A2-，正电压经R005，与R301，R302分压后加到单片20脚，负电压经过R001，R003与R304分压后加到单片机19脚;IGBT截止时，线盘电流不能突变，给电容C3充电，线盘A2+，A1-，加在单片19脚，20脚电压反转，单片机根据19脚20脚电压的变化，输出PWM驱动信号；

2. 反压保护电路，当IGBT，C极电压高于IGBT极限值时（1200V）IGBT很容易损坏。电路在设计时加了保护电路。当C极过高时，通过R001，R305与R306分压后送给单片机，18脚的电压也紧接着升高，单片机检测到此信号时，PWM输出做调整（降功率或停止加热）以保护IGBT不会过压损坏。

3.5 温度检测电路