电磁炉工作原理与故障分析下篇(多图)

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五、电压AD取样电路

作用：检测电路工作在什么电压段，高低压保护 AC220V由整流管整流成脉动直流电压，通过R4与RJ10、RJ11分压， D7二极管隔离AD检测口与输入端，EC2平滑后的直流电压送到CPU端口进行分解,不受输入端的影响，D8二极管让输入电压最钳位在5.7V，保护CPU端口不会被高电压击穿。正常电压下，输入电压比较稳定，如图5.1所示。 CPU检测输入电压信号后发出动作命令 1、判别输入的电压是否在充许的范围之内，否则停止加热，并发出报警信号。 2、判别输入电压是否高电压，根据输出功率是否为低功率（1300W以下），进行升功率，目的是为了减小IBGT在高压小功率时，出现硬导通，即IBGT提前导通，来减小IGBT的温升，根据高功率（1800W以上），配合炉面传感器是否检测到线盘温升高，如果温升高，可适当的降功率，从而保证线盘不会因为温升高而烧毁。 3、与电流检测电路形成实际工作功率，CPU智能的计算出功率的大小再与CPU内部设定的功率值作比较，去控制PMW脉宽调制的大小，稳定输出所需各档的大小功率。 4、通过电流AD配合，保持高压是恒定功率输出。 此电路异常出现：高低压无保护，间隙加热，功率上不去。

六、同步电路和自激电路




作用：跟踪谐振波形，提供合理的IGBT导通起点，提供脉冲检锅信号 原理：采用电阻分压及电容延时的方式跟踪谐振电路两端电压变化；自激振荡回路、启动工作OPEN口、检测合适锅具PAN口。 RJ1、RJ2和RJ3、RJ5、RJ52分别接到谐振电容与线盘两端，静态时A（－端）比B（＋端）电压要低（通常两端电压压差在0.2-0.4V比较理想），C点输出高电平。C16电容两端都是高电平，所以不起作用,D点由于接了RJ17上接电阻，也被拉高，在静态OPEN端口通常被MCU置为低电平，由于E点与OPEN端口接了二极管D15，当OPEN端口被置低时, E点电压钳位在0.7V,此时D（－端）电压比E（＋端）电压要高，导致I点（2脚）输出低电平，控制IGBT关闭,不能加热。
C18、C20电容是调节谐振电路的同步，减少燥音及温升过高的节用。C21是反馈电容，当14脚输出低电压时，反馈到9脚，使9脚电压拉低。加速14脚更快达到低电平。 如图6.1,在无锅开机启动时，图上为各个关键的检测波形。
1、先在G点发出一个十几US的高电平(检锅脉冲)，通常是每1秒钟发一次，E点由于二极管D15的反偏截止，由PWM端口输出的脉宽由电容平波后送到E点，E点电压也有十几US的变高宽度，由于OPEN口的瞬间高电平输出，电容C22耦合，A点（－端）相当瞬间加到5V，A点电压比B点（＋端）高，C点输出低电平。C16电容也起耦合作用，把D点电压拉低，所以E点电压比D点电压高，I点输出一个高电平，IGBT导通，LC组合开始产生振荡。
2、启动后，在C点产生一连串的脉冲波形，当放上锅具时，LC组合产生的振荡好似串上负载，很快就消耗完，在C点的产生脉冲个数也减小，CPU通过检测端口检测C点的脉冲个数来判断是否有锅或放入合适的锅具。因无锅或锅具不造合时谐振后波形衰减的很慢，检出来的脉冲个数会很多。另外，如果一直检测到高电平，说明线盘没接好或同步电路出问题。
3、当检测到有合适的锅具，因谐振后波形衰减的很快，检出的脉冲个数会很少。CUP让G点（open）一直输出高电平进行工作，E点的电压随PWM输出脉宽的大小所控制，最终控制功率输出的大小。各个工作波形如图6.2所示。
CPU通过PAN，OPEN检测控制脚输出控制信号。 1、OPEN口在工作过程中一直为高电平，有干扰中断信号时输出低电平，2S后回复高电平继续工作。关机时为低电平。在检锅时发出一个十几US的高电平后关断。 2、PAN口作用，在开机时检测是否有合适的锅具，通过检测脉冲个数来判定是否加热。此端口在这里一直作为输入口（也可用来启动工作及检测脉冲个数，双重作用。） 此电路异常现象：不检锅、IGBT温升过高、燥音大

七、反压保护与PWM控制电路

作用：决定IGBT的导通宽度，提供IGBT正常开通、关断。 RJ32、RJ21提供基准电压给LM339的11脚，10脚由同步谐振电路分压得出，抑制IGBT的C极反压不得超过1150V， 当提锅或移锅时，IGBT反压增大，当接近1150V时，同步端使LM339的10脚电压高过11脚，13脚输出低电平，然后比较器一直在切换，从而维持电压不超过限压，保护IGBT不损坏。如图7.1所示。 RJ34、RJ35、EC8、C8，R31组成PWM控制电路，当PWM输出的脉冲宽度越宽，经过EC8平波后输出给LM339的5脚电压也越高，与LM339的4脚比较反转的时间也越长，2脚输出高电平时间也越长，进而控制IGBT驱动脉宽，达到控制加热功率越大。反之越小，PWM脉宽输出波形如图7.1的D点所示。 正常电压上，当PWN调节最小时，当最小功率（800W）下不来时，原因是D点的电压点太高了，导致IGBT的开通占空比无法调小，此时可以调小R31电阻来实现。 CPU通过检测输出控制信号 [Page]
1、反压电路B点给LM339正端设置一个基准电压，当（A点）负端接收到谐振波形时，与B点作比较，当比较谐振脉冲高于基准电压时，比较器反转，抑制谐振电压不超过1150V，（这里用的IGBT耐压是1200V）。
2、抑制反压后，如果锅具有抬锅、偏锅时，输出功率会有变化，根据电流取样电路的电压值，调整PWM脉宽。 3、CPU通过控制PWM脉宽宽度，控制比较器的输出来控制IGBT的导通时间的长短，结果控制了输出功率的大小。
此电路异常易出现：爆机、检锅慢、检不到锅

八、炉面传感器与IGBT热敏电阻取样电路

作用：侦测炉子上锅具内部的温度、检测散热片发热情况
炉面传感器：炉面加热锅具的温度透过微晶玻璃板传至紧贴在微晶玻璃板底部的传感器，该传感器的阻值变化直接反映了锅具温度的变化，传感器与RJ36电阻分压电压的变化反映了传感器的阻值变化，就反映出加热锅具的温度变化。 IGBT热敏电阻：该热敏电阻放在紧贴着IGBT的正面。用导热硅脂涂在它们之间，并压在PCB板上，IGBT产生的温度直接传到了热敏电阻上，热敏电阻与RJ37电阻分压点的变化反映了热敏电阻的阻值变化。直接反映出IGBT的温度变化。 CPU通过检测两路AD值的变化作出指令控制。 炉面传感器：
1、定温控制，控制加热温度点，恒定加热物体温度恒定在设定的温度范围内。
2、自动功能及火锅控制，利用探测温度及结合时间，控制锅具内部的温度，达到出色的/卓越的/优异的/杰出的的烹煮效果。
3、自动功能工作时，锅具温度是否高过设定温度，立即停止工作，并关机。
4、锅具干烧时，立即停止工作，并关机。
5、传感器开路或短路时，开机后发出不工作信号（开路需要1分钟后再判断），并报知故障信息。
IGBT传感器：
1、当探测到IGBT结温>85℃时，根据当前工作情况，升功率或降功率，或间隙加热方式，让IGBT结温≤85℃。如果在不正常情况下温升还继续升高，高于110℃，则立即停止加热，并报知信息或不报知温升下降到60℃又再次加热，循环工作。
2、热敏电阻开路或短并报知故障信息。
3、在关机状态下，如果IGBT温升高于55℃，CPU则控制风度小于45℃后停止工作。靠前次上电时不作判断处理。
此电路异常易出现：炉面传感器失效，导致线盘过热烧线盘及爆机、无法达到正常的设定温度标准。IGBT热敏电阻失效，无法正常判断IGBT温升，导致烧IGBT。

九、风扇控制电路

作用：排出炉内热气 将IGBT及整流桥紧贴在散热片上，利用风扇运转，通过电磁炉外壳上的进、出风口形成的气流将散热片上的热及线盘等零件工作时所产生的热，加热锅具辐射进电磁炉内的热、及其电磁炉正常工作。
CPU控制FAN端口输出高电平，使Q3三极管导通，18V电压加在风扇两端经过Q3到地，使风扇运转，当FAN输出低电平时，Q3截止，风扇停止工作，D22是开关二极管，作用是吸收，平波，起到保护三极管不被击穿，同时也让风扇工作的更可靠。
CPU根据程序判断发出控制命令
1、结合炉面传感器与IGBT传感器取到的AD值，控制风扇工作。 此电路异常易出现：风扇长转，***
2、判断是否开机，风扇长转。
3、判断是否有特殊要求控制风扇工作

十、开关电源电路


作用：为电路工作提供可靠的DC18V及DC5V电压。
AC220V 50/60Hz电源电压通过全波整流后，脉动的直流电压经EC7平波，经变压器初级加到低频放大管（NPN）13003的C极及经过R3电阻加到三极管的B极。使变压器初级产生电流进而产生电压，当Q8导通后，经过ACT30B的2脚（DRV）给1脚电容EC41充电，当电容充到5V后，2脚与3脚接通，EC41放电，下降到4.6V后,2脚与3脚断开，周而复始的工作，最后在三极管的A点产生如图10.1的波形，ZD3、ZD4、D39组成反馈电路，控制输出电压稳定在18V与5V，R60，C5、D20构成RCD缓冲保护电路，用于抑制三极管关断后变压器产生过电压，减小关断损坏三极管。组成吸收电路，当变压器在受到浪涌后。因本身具有感应电动势及自身的漏感误差，使得与Q8相接的点电压会升高，通过吸收回路，电压通过78L05的输入此电路异常易出现：过流保护、死机、爆机、上电无反应[Page]

电磁炉显示板原理图整体框图

显示板分为3大部分：1、显示控制部分 2、蜂鸣器驱动电路 3、微电脑主控芯片IC

十一、显示控制部分

作用：指示电磁炉各种工作功能、不同功率档位、各种故障判断。
通用Q1、Q2、Q6、Q7三极管及164的串联移位送数扫描来控制LED灯及数码管的显示。扫描判断按键是否有CPU通按按键指令输出命令

此电路异常易出现：显示不良，按键无效。

十二、蜂鸣器驱动电路

作用：可做美音，即各种音调，也可以做成单调的声音， 单音调时：J1跳线接上，R31、R32、R35、EC1、Q3、Q6不接，BUZ端口输出8K频率。美音声调：J1跳线不接，MUISC输出一段时间。给EC1电容充电后关断，BUZ 输出不同的频率，可以听出不同的音调。

CPU在故障或按键操作或功能完成时提醒用户，通过发出音响来与用户交流。
此电路异常易出现：无声音

十三、微电脑主控芯片IC

作用：电磁炉微电脑智能控制与模糊控制的灵魂。

此电路异常易出现：上电无反映，显示不正常、按键无反映

第五章 电磁炉常见异常故障分析之“葵花宝典”


可以测试它的磁导率,主要还是外观的检测. 因为,磁快烧结后,材质轻微的好坏对磁导率好的筛选下来不用的,国内的大的影响不是很大,但是价格相差很大,差的都是都是这样的. 的表面光滑,颗粒细致均匀,差的相反! 9：电磁炉不加热从哪入手排除故障？
查查干扰电路是否有异常 好测试磁导率的市场有的卖的 从以下一步一步试试: 1、干扰原因造成。2、上电延时保护电路故障： 3、电源回路故障 4、电流检测电路故障
10：,电磁炉通电按面板键无任何反应？如何排除? 5、IGBT驱动电路故障 6、检锅电路 1、上电时是否显示灯有指示。如果有，面板按键是否有问题、芯片管脚坏还是辅助芯片坏（74HC164损坏） 2、反映，保险丝、整流桥、IGBT、压敏电阻等是否损坏，若IGBT、整流桥上电时无任何损坏则更换；检查传感器、散热器、线盘及其端子等之间是否有打火痕迹，机器内部是否进过水. 3、检测連接排线等接插件是否不良,再检查各组电源＋5V，＋18V是否正常；如不正常，开关电源损坏。
11：电磁炉晚间生产时，功率会压死，调可调电阻也调不上来，但一到白天，又好了，咋回事呢！ 功率压死跟很多因素有关，先看看锅具是否那种特别差的，430材质的要比304的低，再看反压电路上电阻是否变值，或反压值设计得太低；或线盘表面距离陶瓷表面太远？ 另一方面也要注意，可能晚上电网上干扰比较严重，引起反压波形上尖峰毛刺的出现，使反压电路提前动作从而引起功率下降。 也可能PWM电路因电阻或设计原因，使PWM转换电压余量不够，当5V又偏低时引起。
那间歇加热现象又跟那些因素有关呢？ 首先是否存在过强的电网干扰，在这种情况下属正常的电路保护， 再是否在小功率状态下，例如800W以下，这也是正常的工作方式 另检查下是否干扰电路出现问题 当同步电路异常时也会出现，特别是在使用国产的339，又当使用304锅，线盘距离陶瓷板很近时有时就会出现，这种情况下就要对同步电路进行良好的滤波设计。
那IGBT过热又跟那些因素有关呢？ 首先看使用哪种IGBT，西门子温升最低， 再看线盘表面距离陶瓷表面是否太近，往往线盘凸起，陶瓷板凹进会使IGBT温度升高。
另看风道是否太差，包括风扇电压不够引起转速变慢，散热片位置不对，或线盘紧压着散热片。 或使用锅具不当，有些锅具会使IGBT温度一路飙升，430要比304要好，且电压越高，功率越低，304的温度会越高，但304复底锅是在220V最大功率档时温度最高。
12：电磁炉工作一段时间后，出现间隙加热。 首先要看炉子热起来后器件是否受热影响，是停止2S后再启动工作，还是出现不规则的间判定是出现中断引起的， 隙，而且功率只掉一半又上来。 1、停止2S后又启动工作，而且停止的时间很有规律，可以首先是否存在过强的电网干扰，在这种情况下属正常的电路保护， 如果不是，那就是电压干扰或电源干扰信号器件出现问题 2、间隙不规则，功率没有完全掉完又回去了。应该是同步和自激电路器件出现问题，先看自激回路波形是否出现变异，同步接LM339两端电压是不是在0.2~0.4V之间，电阻有没有变阻，电容是否有漏电。 [Page]


附：一般故障检修流程
1、上电无任何反映

2、上电显示正常，有检锅信号，放上锅具检到锅不工作。

3、显示正常、开机只有检锅声，不工作。

4、显示正常，开机后“无锅报警声正常”放上锅具后，能工作，但功率出现间隙加热，由小变大，反复跳变。

5、正常显示，开机后功率上不来

6、风扇***

7、一上电就炸保险管，IGBT、整流桥。

8、无显示、按键无反应。

9、功率偏低，与额定功率偏差过大，或功率跳功频繁。



第七章 电磁炉上元器件的规格与作用简介
74HC164移位寄存器

稳压块 ACT30B

显示LED、DIG

比较器LM339

使用电压范围：
a) IGBT功率管、整流桥堆 I IGBT在大致相同工作电流下各品牌一般都可通用，2000W以下一般使用额定电流在20~25A的IGBT管。 IGBT管在工作过程中会发热，应加散热片进行散热。在装配过程中应均匀涂抹散热硅脂，并紧接触散热片进行安装。 IGBT是高阻抗器件，对静电特敏感。 整流桥，220V电源的，2000W内的，一般使用15~25A，600V规格，各品牌均可通用，目前市场上有很多种品牌，日本新电源、天津中环、乐山希尔，那些质量较差的，主要表现在耐压较差，或外表粗糙、不平、有凸起现象，在装配时，若不注意螺丝批的力度，就很容易使整流桥打裂。整流桥是微发热器件。
b) 谐振电容 谐振电容是指电磁炉电控板上与线盘相并联的高压电容，电容范围为0.15~0.4Uf/1200V，行业上最常用的品牌有顺德的创格、百明。 一般情况下，在同一规格线盘下，容值越大的，电磁炉工作中心频率就越低，430材质锅具功率就越易上来。但对304材质锅具的，就会使在最小连续档温升变大。 此电容在工作中需承受超过1000VDC的电压，且会发热，如果耐温耐压不过关，则在工作过程中极易损坏。 c) 平波、滤波电容 电磁炉电控板上在交流进线处一般放置一2Uf/275VAC的CBB电容，起滤波作用，在整流桥、扼流圈后面放置4~10Uf/275VAC的CBB电容，起直流平波作用，类似水桶原理，使后级的线盘，IGBT工作电流尽量平滑。
d) 扼流圈 在整流桥后级，主要起两个作用，一将外界来的干扰挡住门外，二将IGBT、线盘工作时自产生的干扰关在门内，不让给跑出到市电上，从而影响其它电器工作。自身会发热，当线径小于额定电流所需时，后磁芯质量太差，或破裂或磁饱和，均会使温升增加。一般耐温130~200度。如若出现绕线匝间短路，在工作中会使短路的绕线烧黑。
e) 电流互感器 电流互感器，起电流检测的作用，用于整机的功率控制。此器件主要是次极绕线容易断线，易容易引起整机功率波动、检不到锅，功率异常等故障。
f) 高压取样电阻 用于电压、IGBT工作波形的检测，由于工作在高压，大电流甚至高频的工作环境中，所以售后故障率较高。是不检锅、无功率输出、误报警的主要故障原因。故障主要表现为变值、开路。
g) 散热器 散热片用于IGBT、整流桥发热器件的降温。
h) 高频变压器 电源转换器件，如损坏，会使5V、18V等电压没有或偏差太大。
i) 快速反应二极管 主要用于开关电源中，主要特性为工作频率高，开关导通速度快，由于有些此管与1N4007外表像，使得两种容易混料、错插件，造成故障主要有无电压输出，或工作一段时间后器件损坏。一般反应速度越快的管，管的PN结压降越小。 或工作一段时间后器件损坏。一般反应速度越快的管，管的PN结压降越小。
j) 主芯片 用于电磁炉功能控制，类似人的大脑功能。用于电磁炉的主要有东芝、三星、HOLTEK、义隆，现代等品牌。如损坏，主要表现在无功率输出，或锅拿走依然有功率，或乱显示，炸机等。
k) 显示芯片74HC164 主要用于数码管类的电磁炉显示，是一移位送数寄存控制器。如若损坏，表现为乱显示、暗亮、按键操作失灵等。
l) 18V、5V 18V主要用于 IGBT管的驱动、339的工作电源、风扇的电源。18V电源高于20V时，会超过IGBT管的使用电压范围，会使风扇转速加快，噪因增加，电压过低，又会使IGBT管驱动不够，风扇转速不够。 5V主要用于主芯片的工作电源，比较器的电压基准。电压偏高时，会使高压保护电压偏高，430锅功率偏大，IGBT管反压点抬高。电压偏低时，就会使高压保护电压偏低，430锅功率容易上不去，IGBT反压点降低。 [Page]

完结...