电磁加热原理.docx
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电磁加热原理
一简介
1.1电磁加热原理1.2B700K系列简介
二原理分析
2.1特殊零件简介2.1.1
2.4振荡电路2.5IGBT
2.9VAC检测电路2.10
LM339集成电路2.1.2IGBT2.2
激励电路2.6PWM脉宽调控电路电流检测电路2.11VCE检测电路
电路方框图2.3主回路原理分析
2.7同步电路2.8加热开关控制
2.12浪涌电压监测电路
2.16散热系统2.17
2.13
主电源
3.2.1
零检测2.14锅底温度监测电路2.15IGBT温度监测电路
2.18辅助电源2.19报警电路三故障维修3.1故障代码表3.2主板检测标准
板检测表3.2.2主板测试不合格对策3.3故障案例3.3.1故障现象1
一简介
1.1电磁加热原理
电磁灶是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的厨房电器在电磁灶内部由整流电路将
交流电压变成直流电压再经过控制电路将直流电压转换成频率为
流过线圈会产生高速变化的磁场当磁场内的磁力线通过金属器皿
无数的小涡流使器皿本身自行高速发热然后再加热器皿内的东西
1.2458系列筒介
B700K系列是由广州蓝欣电子公司设计开发的新一代电磁炉主控制芯片,介面有LED发光二极管显示模
式LED数码显示模式LCD液晶显示模式VFD莹光显示模式机种操作功能有加热火力调节自动恒温设定定时关机预约开/关机预置操作模式自动泡茶自动煮饭自动煲粥自动煲汤及煎炸烤火锅等料理功能机种额定加热功率有700~3000W的不同机种,功率调节范围为额定功率的85%并且在全电压
的
20-40KHZ的高频电压高速变化的电流(导磁又导电材料)底部金属体内产生
50/60HZ
大部分均可轻易解决
范围内功率自动恒定200~240V机种电压使用范围为160~260V,100~120V机种电压使用范围为90~135V全系列机种均适用于5060Hz的电压频率使用环境温度为-23~45电控功能有锅具超温保护锅具干烧保护锅具传感器开/短路保护2小时不按键(忘记关机)保护IGBT温度限制IGBT温度过高保护低温环境工作模式IGBT测温传感器开/短路保护高低电压保护浪涌电压保护VCE抑制VCE过高保
护过零检测小物检测锅具材质检测B700K系列须然机种较多,且功能复杂,但不同的机种其主控电路原理一样,区别只是零件参数的差异及CPI程序不同而己电路的各项测控主要由一块8位4K内存的单片
机组成,外围线路简单且零件极少,并设有故障报警功能,故电路可靠性高,维修容易,维修时根据故障报警指示,对应检修相关单元电路二原理分析2.1特殊零件简介
2.1.1LM339集成电路
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
2.1.2
IGBT
绝缘栅双极晶体管(lusulatedGateBipolarTransistor)
MOSFE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目前有用不同材料及工艺制作的但它们均可被看作是
图),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)从IGBT的下述特点中可看出,它克服了功率MOSFE■的—个致命缺陷,就是于高压大电流工作时,导通电阻大,器件发热严重,输出效率下降
IGBT的特点:
1.电流密度大,是MOSFET勺数十倍
2.输入阻抗高,栅驱动功率极小,驱动电路简单
3.低导通电阻在给定芯片尺寸和BVceo下,其导通电阻Rce(on)不大于MOSFET勺Rds(on)的10%
4.击穿电压高,安全工作区大,在瞬态功率较高时不会受损坏
5.开关速度快,关断时间短,耐压1kV~1.8kV的约1.2us600V级的约0.2us,约为GTR的10%接近于功率MOSFET开关频率直达100KHz,开关损耗仅为GTR的30%IGBT将场控型器件的优点与GTR的大电流低导通电阻特性集于一体,是极佳的高速高压半导体功率器件
目前458系列因应不同机种采了不同规格的IGBT,它们的参数如下:
⑴SGW25N120----西门子公司出品,耐压1200V,电流容量25时46A,100时25A,内部不带阻尼二极管,所以应用时须配套6A/1200V以上的快速恢复二极管(D11)使用,该IGBT配套6A/1200V以上的快速恢复二极管(D11)后可代用SKW25N120
⑵SKW25N120----西门子公司出品,耐压1200V,电流容量25时46A,100时25A,内部带阻尼二极管,该IGBT可代用SGW25N12代用时将原配套SGW25N12的D11快速恢复二极管拆除不装
⑶GT40Q321----东芝公司出品,耐压1200V,电流容量25时42A,100时23A,内部带阻尼二极管,该
IGBT可代用SGW25N120KW25N120,代用SGW25N120时请将原配套该IGBT的D11快速恢复二极管拆除不装
⑷GT40T101----东芝公司出品,耐压1500V,电流容量25时80A,100时40A,内部不带阻尼二极管,所以
应用时须配套15A/1500V以上的快速恢复二极管
(D11)使用,该IGBT配套6A/1200V以上的快速恢复二极管(D11)后可代用SGW25N120SKW25N120GT40Q321,配套15A/1500V以上的快速恢复二极管(D11)后可代用GT40T301
(5)GT40T301----东芝公司出品,耐压1500V,电流容量25时80A,100时40A,内部带阻尼二极管,该
IGBT可代用SGW25N120SKW25N120GT40Q321
GT40T101,代用SGW25N12和GT40T101时请将原配套该IGBT的D11快速恢复二极管拆除不装
⑹GT60M303----东芝公司出品,耐压900V,电流容量25时120A,100时60A,内部带阻尼二极管
2.2电路方框图
C2D11回流,形成电流i4,在t4时间,第二个脉冲开始到来,但这时Q1的UE为正,UC为负,处于反偏状态,所以Q1不能导通,待i4减小到0,L1中的磁能放完,即到t5时Q1才开始第二次导通,产生i5以后又重复i1~i4过程,因此在L1上就产生了和开关脉冲f(20KHz~30KHz)相同的交流电流t4~t5的i4是阻尼管D11的导通电流,在高频电流一个电流周期里,t2~t3的i2是线盘磁能对电容C3的充电电流,t3~t4的i3是逆程脉冲峰压通过L1放电的电流,t4~t5的i4是L1两端电动势反向时,因D11的存在令C3不能继续反向充电,而经过C2\D11回流所形成的阻尼电流,Q1的导通电流实际上是i1Q1的VCE电压变化:
在静态时,UC为输入电源经过整流后的直流电源,t1~t2,Q1饱和导通,UC接近地电位,t4~t5,阻尼管D11导通,UC为负压(电压为阻尼二极管的顺向压降),t2~t4,也就是LC自由振荡的半个周期,UC上出现峰值电压,在t3时UC达到最大值
以上分析证实两个问题:
一是在高频电流的一个周期里,只有i1是电源供给L的能量,所以i1的大小就决定加热功率的大小,同时脉冲宽度越大,t1~t2的时间就越长,i1就越大,反之亦然,所以要调节加热功率,只需要调节脉冲的宽度;
二是LC自由振荡的半周期时间是出现峰值电压的时间,亦是Q1的截止时间,也是开关脉冲没有到达的时间,这个时间关系是不能错位的,如峰值脉冲还没有消失,而开关脉冲己提前到来,就会出现很大的导通电流使Q1烧坏,因此必须使开关脉冲的前沿与峰值脉冲后沿相同步
2.4振荡电路
冲宽度越宽,C33的电压越高,C20的电压也跟着升高,送到振荡电路(G点)的控制电压随着C20的升高而升高,而G点输入的电压越高,V7处于ON的时间越长,电磁炉的加热功率越大,反之越小CPU通过控制PWM脉冲的宽与窄,控制送至振荡电路G的加热功率控制电压控制了IGBT导通时间的长短,结果控制了加热功率的大小
2.7同步电路
电流检测电路VAC及VCE电路反馈的信息,不符合条件,CPU会判定为所放入的锅具不符或无锅,则继续输出PWM式探信号,同时发出指示无锅的报知信息(祥见故障代码表),如1分钟内仍不符合条件,则关机
知信息(祥见故障代码表)
(2)配合电流检测电路VCE电路反馈的信息,判别是否己放入适合的锅具,作出相应的动作指令(祥见加
热开关控制及试探过程一节)
(3)配合电流检测电路反馈的信息及方波电路监测的电源频率信息,调控PWM的脉宽,令输出功率保持
稳定.电源输入标准220V1V电压,不接线盘(L1)测试CPU第7脚电压,标准为1.95V0.06V
©CT;
[C3
CPU
2.10电流检测电路
电流互感器CT二次测得的AC电压,经D20~D23组成的桥式整流电路整流C31平滑,所获得的直流电压送至CPU该电压越高,表示电源输入的电流越大,CPU根据监测该电压的变化,自动作出各种动作指令:
(1)配合VAC检测电路VCE电路反馈的信息,判别是否己放入
适合的锅具,作出相应的动作指令(祥见加热开关控制及试探过程一节)
(2)配合VAC检测电路反馈的信息及方波电路监测的电源频率信息,调控PWM的脉宽,令输出功率保持
稳定
2.11VCE检测电路
将IGBT(Q1)集电极上的脉冲电压通过R76+R77R53分压送至Q6基极,在发射极上获得其取样电压,此反影了Q1VCE电压变化的信息送入CPU,CPU根据监测该电压的变化,自动作出各种动作指令:
(1)配合VAC检测电路电流检测电路反馈的信息,判别是否己放入适合的锅具,作出相应的动作指令(祥见加热开关控制及试探过程一节)
(2)根据VCE取样电压值,自动调整PWM脉宽,抑制VCE脉冲幅度不高于1100V(此值适用于耐压1200V的IGBT,耐压1500V的IGBT抑制值为1300V)
⑶当测得其它原因导至VCE脉冲高于1150V时((此值适用于耐压1200V的IGBT,耐压1500V的IGBT
此值为1400V),CPU立即发出停止加热指令(祥见故障代码表)
2.12浪涌电压监测电路
另IC2C比较器翻转,V16OFF(V16=OV),D17瞬间导通,将振荡电路输出的振荡脉冲电压V7拉低,电磁炉暂停加热,同时,CPU监测到V16OFF信息,立即发出暂止加热指令,待浪涌电压过后V16由OFF转为ON时,CPU再重新发出加热指令
2.13过零检测
当正弦波电源电压处于上下半周时,由D1D2和整流桥DB内部交流两输入端对地的两个二极管组成的桥式整流电路产生的脉动直流电压通过R73R14分压的电压维持Q11导通,Q11集电极电压变0,当正弦波电源电压处于过零点时,Q11因基极电压消失而截止,集电
极电压随即升高,在集电极则形成了与电源过零点相同步的方波信号,CPU通过监测该信号的变化,作出
相应的动作指令
2.14锅底温度监测电路
1C1
加热锅具底部的温度透过微晶玻璃板传至紧贴玻璃板底的负温度系数热敏
电阻,该电阻阻值的变化间接反影了加热锅具的温度变化(温度/阻值祥见热敏电阻温度分度表),热敏电阻与R58分压点的电压变化其实反影了热敏电阻阻值的变化,即加热锅具的温
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- 电磁 加热 原理
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