美的MB-IH-P50B智能电饭煲电路原理与故障维修

美的IH系列电饭煲未采用加热管，而是采用电磁线盘，控制电路与普通电饭煲有很大不同。主要包括电源电路煮饭加热电路 、温度检测电路 、市电保护及功率管IGBT保护等电路，如图1所示。

一、电源电路
1、市电输入电路
220V交流市电经C131、L131、C132和CY131、CY132、R134、R135 Π型滤波，消除高频噪扰杂波后，分成两路:一是经D061、D062全波整流，为开关稳压电路、上盖和侧面加热器供电，并取出市电过压、欠压、过零、浪涌及供电等检测信号送CPU;二是
经桥堆BD101整流为主加热线盘及驱动电路供电。
RZ131为过压保护压敏电阻，当输入电压高于正常工作电压时相当于开路(阻值为无穷大)，达470V时，RZ131击穿短路，FU131熔断，切断市电输入，起过压保护作用。R131~R133为C131、C132的泄放电阻，确保C131、C132有效工作，并能在断电后将C131、C132储存的电荷泄放掉，防止电击伤人。
2、开关稳压电路
(1)开关振荡电路
该串联型开关电源由芯片SM70288(U091)、脉冲变压器T091等元件构成。U091内置基准电压源、60kHz振荡器、脉冲宽度调制器、R-S触发器、输出驱动器及开关管等电路，具有过流(OCP)、 过压(oVP)、欠压及过热保护(TSD)功能。300V 左右的VD电压经插件CNO91外接主温控器温度熔丝及D091 R091、T091初级①-③绕组加至U091④脚，为内置功率开关管D极供电，同时通过高压电流源对②脚外接EC096充电，当ECO96两端达到14.5V(典型值)时，内部电源产生电路开始工作，为芯片内部电路供电，由振荡器产生60kHz脉冲信号，控制调制器产生激励脉冲使开关管工作在开关状态。这时T091⑥-⑦绕组感应电压经R094限流D093半波整流和EC096平滑滤波后产生的电压，取代启动电压为U091②脚供电。
C091、R093、D092组成的反峰压吸收电路，在开关管截止时，为T091初级自感电压提供导通回路，防止开关管过压损坏。
(2)输出稳压电路
T091⑧-⑨绕组脉冲电压经D094整流，CO94、L092、ECO95、C096滤波后产生5V电压，为CPU、压电蜂鸣器、温度传感器及双向可控硅驱动电路供电;⑧-10绕组脉冲电压经DO095整流，ECO92、L091、ECO93、CO95滤波后产生的VFAN(18V/0.6A)为散热风扇电机供电，同时经R092限流后为IGBT管驱动电路供电。稳压电路由U092 (PC817C)、U093(CW431)、C092、C097、R095、R098、R099、R0910、R0911、R0912等组成。R0911、R0912分别对5V、VFAN两路输出电压进行取样，经U093处理后，将误差电压送至U091①脚，实现稳压。
(3)保护电路
OCP过流保护电路:当U091①脚电压高于0.23V时，保护起控，切断开关信号输出的电流值为0.9A。OVP 过压保护电路:当U091②脚电压高于32V时，保护电路动作。
欠压保护电路:当U091②脚电压在启动期间不足14.5V(最小13V)，或启动后工作电压低于9V时，保护电路动作。过热保护由U091内部TSD电路组成，当芯片基板温度高于150°C时动作。
3、市电检测及保护电路
(1)市电过零信号形成电路
300V的VD电压经R064、R065、R042、R041分压取样和C141高频滤波后，产生100Hz的检测信号，送至CPU 17脚，经CPU识别处理后，在市电过零输出触发信号，确保上盖侧面 加热器回路中的双向可控硅SCR161、SCR162在市电过零时导通，防止它们在导通瞬间过流损坏，实现低功耗的导通控制。
(2)供电信号检测电路
300V的VD电压先经R061~R065分压取样及EC061.C061滤波消噪，再经R103限流和U08高频滤波后加至CPU 20脚。一旦检测到市电供电异常，CPU将关断2、23脚加热信号输出，实现市电异常保护。
(3)市电欠压信号检测电路
300V的VD由R057、R058、R051、R055分压取样和CO52滤波后，加至CPU 16脚。一旦市电电压异常下降，CPU将关断各加热信号输出，实现市电欠压保护。
(4)浪涌信号检测电路
VD电压经R057 R058、R052、R054分压取样和C051高频滤波后，加至CPU 15脚。一旦市电中出现过大的浪涌电压或浪涌电流时，CPU将关断2、23脚加热信号输出，起浪涌保护作用。
(5)市电过压信号检测电路
VD市电由R056~R058、R053分压取样及C053高频滤波后，加至CPU 24脚。当市电异常升高时，CPU关断②、23脚加热信号输出，起过压保护作用。
二、煮饭加热电路
1、CPU简介

该机CPU型号是LC87F0K(U101)，这是一款集微处理器、同步控制、振荡、市电及加热保护等功能于一体的新型专用芯片，它不仅能输出IGBT管激励脉冲，还具有非常完善的控制、保护功能，其引脚功能见表1。

(1)CPU基本工作电路

5V电压经C201滤波后加在CPU⑥脚，其内部时钟电路起振，控制CPU各输入、输出端口及操作显示电路(经②脚)协调工作;R261、C261构成的RC积分电路，在每次上电时，为CPU3脚加一个由低电平到高电平的复位信号，将CPU内部RAM(随机存储器)清零，并将ROM(只读存储器)的程序指针复位到靠前执行单元，而后CPU开始工作。

(2)风扇电机/蜂鸣器驱动电路
开机后，CPU①脚输出风扇电机高电平驱动信号，经R081、R082分压和C081消噪后，使Q081导通，风扇转动。DO81 为保护二极管。
CPU①脚为复用端口，它还同时输出蜂鸣器驱动信号，在开机按操作键电路自动控制及进入保护状态时，经限流电阻R031使压电蜂鸣器BLO31发声。
2、煮饭控制电路
(1)内锅检测电路
按一下操作显示面板“煮饭”键，BL031响一声，LCD液晶屏显示工作状态，此时CPU②脚输出启动脉冲信号，经Q123倒相和Q121、Q122推挽放大，驱动IGBT管导通，加热线盘和C102并联谐振，由RC101~RC103对电流取样后，经R101送回CPU⑦脚。若旋转了内锅，IGBT管电流增加，RC101~RC103上的压降增大，被CPU检测后，从②脚输出受控的加热激励脉冲，进入煮饭加热状态。反之，若CPU判断未放内锅(或内锅不合适)，则关断②脚输出，停止加热，并显示相应的故障代码。
(2)浸泡控制电路
放好内锅并选择煮饭方式或定时后，CPU控制面板上煮饭指示灯亮，②脚输出加热信号，使加热线盘与C102处于谐振加热状态。当内锅水温升至40°C时，插件CN071上的锅底温度传感器(NTC热敏电阻)阻值减小，与R072分压取出温度信号，经R071传给13脚，CPU②脚停止输出加热信号，使水温保持40°C左右让米粒充分吸收水分。在此期间，CPU 23脚无输出，上盖和侧面加热器均不工作。

(3)煮饭控制电路
完成浸泡程序后，CPU②脚再次输出加热信号，23脚仍无输出，当内锅水温升高直至沸腾时，插件CNO72上的上盖温度传感器(NTC 热敏电阻)阻值变小，与R074分压后使11脚电压上升，CPU降低加热线盘温度，防止米汤溢出。这样微沸腾一段时间后，锅内水分减小，米饭与锅底形成热隔离层，当锅底温度快速上升到100°C时，锅底温度传感器阻值下降，使13脚电压上升，CPU判断饭已煮熟，开始执行焖饭程序。
(4)焖饭保温电路
焖饭开始后，CPU②脚关断加热信号，加热线盘停止加热。与此同时，CPU 23脚输出过零触发信号，该信号一路经R167限流使Q161导通，5V电源电压由R161、R162分压后，触发双向可控硅SCR161导通，插件CN161外接侧面加热器获300V的VD电源，饭锅侧面加热;另-路经D161、R160使Q163.Q162相继导通，5V电源电压由R163、R164分压后触发双向可控硅SCR162导通，插件CN162外接上盖加热器获300V的VD电压，对上盖水蒸气进行加热烘干处理，防止水气凝结而滴入锅内，影响米饭口感。焖饭结束后，CPU控制蜂鸣器BL031鸣响，并进入保温状态。在保温期间，CPU控制底部加热线盘、上盖和侧面加热器间歇工作，使饭锅温度保持在60°C左右，同时保温指示灯发光。
3、同步控制电路
为了保证加热线盘和C102并联谐振电路正常工作，电路设置了由CPU和取样电阻构成的同步检测控制电路。线盘左端产生的脉冲经R111~R114、R116分压取样加至CPU⑧脚，右端产生的脉冲经R117 ~R119、R1110 ~R1112、R1114与R1118、R1119分压取样加至CPU⑨脚。CPU内部同步控制电路通过对⑧、④脚输入脉冲信号的检测，确保加热线盘对C102充电期间，或C102对加:热线盘放电期间，②脚均输出低电平信号使IGBT管截止。只有加热线盘通过C102及IGBT管内置阻尼二极管放电结束后，②脚才输出高电平使IGBT管再次导通，避免IGBT因导通或关断损耗大而损坏。D111.D112为钳位二极管。若取样电阻异常导致CPU⑧、⑨脚电压超过5.4V时，D111、D112提供放电通路，防止CPU损坏，C112.C113是高频消噪滤波电容。
4、IGBT管保护电路
(1)过流保护电路
当IGBT工作正常时，CPU⑦脚电压低于设定值，电路正常工作。若因市电电压升高或负载加重，当⑦脚电压超过保护值时，CPU②脚停止输出，IGBT管截止，起到过流保护作用。
(2)过压保护电路
IGBT管集电极电压经R117~R119、R110~R112、R120、R127、R1116、R1117分压取样后，加至cPU 10脚。当IGBT管集电极电压在允许范围内时，②脚输出正常工作信号;当IGBT管集电极电压过低时，10脚电压随之升高，CPU关断②脚输出，IGBT管截止，起过压保护作用。
(3)过热保护电路
R076、R075、RT071、C073等元件组成IGBT温度检测电路，RTO71为负温度系数热敏电阻(NTC)，其阻值随IGBT管温度变化而变化。当IGBT管温度过高，RT071阻值急剧下降，CPU 12脚电压下降到设定值时，②脚停止输出加热信号，IGBT管截止，LCD上显示对应的故障代码。
5、温度传感器异常保护电路及故障代码
该锅设置了底部温度传感器(CN071)、上盖温度传感器( CN072)和IGBT温度传感器RT071，分别与CPU 13、11、12脚相连。CPU设有温度传感器异常保护功能，当某温度传感器发生短路(或漏电)、开路(或失效)故障时，CPU将关断②脚加热信号输出，并在LCD屏上显示出对应的故障代码，见表2。

三、常见故障分析与检修
故障现象1:整机不工作，且FU131熔断。分析检修:电流保险FU131熔断，说明负载存在短路现象，主要原因有:
(1)市电输入电路中压敏电阻RZ131或高频消噪电路C131、C132、CY131、CY132击穿、漏电。该锅消噪电容耐压为275V，若本地电网电压偏高时，建议采用400V或630V耐压的电容。
(2)开关稳压电路中的高压滤波电容ECO91(10uF/400V)漏电或U091内置开关管击穿。若为后者，进一步检查滤波电容ECO92~EC095、C095、co96，稳压管zD091及VFAN.18V、5V负载电路，还必须检查开关管反蜂电压保护元件D092、C091、R093。
(3)整流桥BD101、滤波电容C101、EC103，或IGBT管击穿，还需检查谐振电容C102、保护稳压管zD121、驱动管Q121-Q123及CPU，以免更换IGBT后再次烧坏。
故障现象2:整机不工作，但FU131完好。分析检修:该故障表明CPU未进入工作状态，主要原因有:(1)测得CPU⑥、④脚间无5V(50.5V)电压或电压异常时，说明开关电源电路工作异常。先测u091④脚电压，正常值为300V左右。若为OV，可能是CNO91所接温度熔丝熔断，D061、D062、D091、RO91、T091①-③绕组开路;若偏低，一般是ECO91漏电;若偏高则为电网供电异常。当U091④脚供电过低或过高时，芯片内部欠、超压保护电路动作，开关电源将停振不工作。如U091④脚供电正常而②脚无14.5V(典型值)电压，多因TO91⑥-⑦绕组断路，R094.D093开路失效或ECO96漏电造成的。接下来测18V、5V输出电压如18V输出异常，检查D095、ECO92、ECO93、L091、R092等。如5V输出异常，检查D094、ECO94、EC095、L092、CO96及保护管zD091等。如输出电压波动(超出CPU的5±0.5V供电范围)，检查U092.U093.R095、R098.R099、RO910、RO911、R0912等元件。
(2)CPU复位电路中的R261脱焊开路或c261击穿漏电，如这两个元件正常，可将CPU③脚快速对地短接一下，如CPU仍不能恢复工作，则为③脚内部电路损坏。
(3)时钟电路。有两种方法可以估判时钟电路是否起振: -是测时钟信号输出端⑦脚直流电压，正常时约为1/2VDD左右(2V~3V)， 若为0V或5V，说明时钟停振;二是用万用表“dB"挡测②脚输出情况，在进行按键操作时，②脚的“dB"指示值应有变化，否则时钟电路有故障。
(4)若电源、复位、时钟电路均正常，在确认CPU各引脚焊接良好时，可判断cPU损坏。
故障现象3:通电后不加热，显示“无内锅”故障代码。分析检修:在确认锅具及其放置正确后，则故障原因是内锅检测电路、低压电源300V供电谐振回路或电流检测电路异常。测得EC103两端无310V左右的电压，一般是整流桥BD101损坏，L101烧断开路，C101 EC103击穿漏电等引起的。如测得R126上端无18V电压，检查开关电源18V输出电路，可能是D095.L091.R092、T091⑧-①绕组开路或EC092、ECO093.C095漏电(此时18V输出偏低)。
(3)检查电流检测电路中的取样电阻RC101~RC103(0.592x3)、R101及电容C107、C105。检查Q121 ~Q123.R121 ~R126、ZD121及IGBT管是否损坏。开机瞬间用示波器观测CPU②脚输出是否正常(亦可用万用表“dB”挡粗测)，若不正常可能是CPU内部固化程序出了问题。
故障现象4:通电后不加热，显示IGBT管过热故障代码。分析检修:导致IGBT管过热的原因较多，主要有:
(1)CNO81接触不良或引线断脱， 保护管DO81击穿，Q081损坏或RO81.R082.C081异常引起风扇电机***。也有可能是电机本身不良，如电刷磨损接触不良、电机绕组断路、电机轴承缺油干涩卡滞等。
(2)VFAN电压(18V/0.6A)失常，检查开关电源中的D095、L091、EC092.EC093等元件。
(3)IGBT温度检测电路中的热敏电阻阻值变小，分压电阻R076阻值增大，C073漏电等，使CPU 12脚输入IGBT温度信号电压降低，CPU误判IGBT管过热而保护停机。
(4)加热线盘变形或局部短路、谐振电容C102不良或IGBT管本身性能变差。
(5)同步取样电路故障，导致CPU⑧、⑨脚电压异常，检查取样元件R117~R119、R1110~R1112、R1114等。
(6)CPU不良，通常是软件程序数据错乱。
故障现象5:通电后不加热，显示上盖温度传感器开路或短路故障代码。分析检修:传感器开路性故障，此时CPU 11脚电压偏低，检查CN072、R073及C072。传感器短路性故障，此时CPU 11脚信号电压偏高，具体原因有:CN072外接热敏电阻性能变差(阻值变小)或漏电，R074开路。
故障现象6:通电后不加热，显示底部温度传感器开路或短路故障代码。分析检修:(1)传感器开路性故障，此时CPU 13脚信号电压偏低，检查CNO71、R071、CO71、传感器短路性故障，此时CPU 13脚电压偏高，具体原因有:CN071外接热敏电阻阻值变小或漏电，R072开路。
故障现象7:通电后不加热，显示通讯异常故障代码分析检修:CN101接触故障，如:CN101接触不良或引线断脱，C209击穿漏电或5V供电线路断裂。
I2C总线元件不良，如CPU 21、22脚或R201、R202脱焊等。