电磁炉原理图和理论教程杂项Word文件下载.docx
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散热系统
主电源
辅助电源
报警电路
三、故障维修
故障代码表
主板检测标准
主板检测表
主板测试不合格对策
故障案例
故障现象
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,由整流电路将的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的高频电压,高速变化的电流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(导磁又导电材料)底部金属体内产生无数的小涡流,使器皿本身自行高速发热,然后再加热器皿内的东西。
系列是由建安电子技术开发制造厂设计开发的新一代电磁炉,界面有发光二极管显示模式、数码显示模式、液晶显示模式、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。
额定加热功率有的不同机种,功率调节范围为额定功率的,并且在全电压范围内功率自动恒定。
机种电压使用范围为,机种电压使用范围为。
全系列机种均适用于、的电压频率。
使用环境温度为℃℃。
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、小时不按键(忘记关机)保护、温度限制、温度过高保护、低温环境工作模式、测温传感器开短路保护、高低电压保护、浪涌电压保护、抑制、过高保护、过零检测、小物检测、锅具材质检测。
系列虽然机种较多,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程序不同而己。
电路的各项测控主要由一块位内存的单片机组成,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,大部分均可轻易解决。
内置四个翻转电压为的电压比较器,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。
绝缘栅双极晶体管()简称,是一种集的大电流密度和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一个输入跟随一个双极型晶体管放大的复合结构。
有三个电极(见上图),分别称为栅极(也叫控制极或门极)、集电极(亦称漏极)及发射极(也称源极)。
从的下述特点中可看出,它克服了功率的一个致命缺陷,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。
的特点:
.电流密度大,是的数十倍。
.输入阻抗高,栅驱动功率极小,驱动电路简单。
.低导通电阻。
在给定芯片尺寸和下,其导通电阻()不大于的()的。
.击穿电压高,安全工作区大,在瞬态功率较高时不会受损坏。
.开关速度快,关断时间短,耐压的约、级的约,约为的,接近于功率,开关频率直达,开关损耗仅为的。
将场控型器件的优点与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。
目前系列因应不同机种采了不同规格的,它们的参数如下:
()
西门子公司出品,耐压,电流容量℃时℃时,内部不带阻尼二极管,所以应用时须配套以上的快速恢复二极管()使用,该配套以上的快速恢复二极管()后可代用。
西门子公司出品,耐压,电流容量℃时℃时,内部带阻尼二极管,该可代用,代用时将原配套的快速恢复二极管拆除不装。
东芝公司出品,耐压,电流容量℃时℃时,内部带阻尼二极管,该可代用、,代用时请将原配套该的快速恢复二极管拆除不装。
东芝公司出品,耐压,电流容量℃时℃时,内部不带阻尼二极管,所以应用时须配套以上的快速恢复二极管()使用,该配套以上的快速恢复二极管()后可代用、、,配套以上的快速恢复二极管()后可代用。
东芝公司出品,耐压,电流容量℃时℃时,内部带阻尼二极管,该可代用、、、,代用和时请将原配套该的快速恢复二极管拆除不装。
东芝公司出品,耐压,电流容量℃时℃时,内部带阻尼二极管。
时间时当开关脉冲加至的极时饱和导通,电流从电源流过,由于线圈感抗不允许电流突变.所以在时间随线性上升,在时脉冲结束截止,同样由于感抗作用不能立即变,于是向充电,产生充电电流,在时间电荷充满,电流变,这时的磁场能量全部转为的电场能量,在电容两端出现左负右正,幅度达到峰值电压,在的极间出现的电压实际为逆程脉冲峰压电源电压,在时间通过放电完毕达到最大值,电容两端电压消失,这时电容中的电能又全部转为中的磁能,因感抗作用不能立即变,于是两端电动势反向,即两端电位左正右负,由于阻尼管的存在不能继续反向充电,而是经过、回流,形成电流,在时间,第二个脉冲开始到来,但这时的为正为负,处于反偏状态,所以不能导通,待减小到中的磁能放完,即到时才开始第二次导通,产生以后又重复过程,因此在上就产生了和开关脉冲()相同的交流电流。
的是阻尼管的导通电流,
在高频电流一个电流周期里的是线盘磁能对电容的充电电流的是逆程脉冲峰压通过放电的电流的是两端电动势反向时,因的存在令不能继续反向充电,而经过、回流所形成的阻尼电流的导通电流实际上是。
的电压变化:
在静态时为输入电源经过整流后的直流电源饱和导通接近地电位,阻尼管导通为负压(电压为阻尼二极管的顺向压降),也就是自由振荡的半个周期上出现峰值电压,在时达到最大值。
以上分析证实两个问题:
一是在高频电流的一个周期里,只有是电源供给的能量,所以的大小就决定加热功率的大小,同时脉冲宽度越大的时间就越长就越大,反之亦然,所以要调节加热功率,只需要调节脉冲的宽度;
二是自由振荡的半周期时间是出现峰值电压的时间,亦是的截止时间,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烧坏,因此必须使开关脉冲的前沿与峰值脉冲后沿相同步。
当点有输入时、时(),等于与的顺向压降,而当<
之后由转态为亦上升至,而则由、向充电。
当>
时转态为亦降至与的顺向压降,而则由经、放电。
放电至小于时,又重复()形成振荡。
“点输入的电压越高,处于的时间越长,电磁炉的加热功率越大,反之越小”。
振荡电路输出幅度约的脉冲信号,此电压不能直接控制()的饱和导通及截止,所以必须通过激励电路将信号放大才行,该电路工作过程如下:
()时()<
为高和
导通、和截止的极为截止。
()时()>
为低和截止、和导通通过、加至的极导通。
输出脉冲到由、、组成的积分电路,脉冲宽度越宽的电压越高的电压也跟着升高,送到振荡电路(点)的控制电压随着的升高而升高,而点输入的电压越高,处于的时间越长,电磁炉的加热功率越大,反之越小。
“通过控制脉冲的宽与窄,控制送至振荡电路的加热功率控制电压,控制了导通时间的长短,结果控制了加热功率的大小”。
、分压产生、分压产生,在高频电流的一个周期里,在时间(图),由于两端电压为左负右正,所以<
()振荡电路>
(),振荡没有输出,也就没有开关脉冲加至的极,保证了在时间不会导通,在时间电容两端电压消失,>
上升,振荡有输出,有开关脉冲加至的极。
以上动作过程,保证了加到极上的开关脉冲前沿与上产生的脉冲后沿相同步。
()当不加热时脚输出低电平(同时脚也停止输出),导通,将拉低,另>
使激励电路停止输出截止,则加热停止。
()开始加热时,脚输出高电平截止,同时脚开始间隔输出试探信号,同时通过分析电流检测电路和检测电路反馈的电压信息、检测电路反馈的电压波形变化情况,判断是否己放入适合的锅具,如果判断己放入适合的锅具脚转为输出正常的信号,电磁炉进入正常加热状态,如果电流检测电路、及电路反馈的信息,不符合条件会判定为所放入的锅具不符或无锅,则继续输出试探信号,同时发出指示无锅的报知信息(祥见故障代码表),如分钟内仍不符合条件,则关机。
由、整流的脉动直流电压通过、分压、平滑后的直流电压送入,根据监测该电压的变化会自动作出各种动作指令:
判别输入的电源电压是否在充许范围内,否则停止加热,并报知信息(祥见故障代码表)。
配合电流检测电路、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)。
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,调控的脉宽,令输出功率保持稳定。
“电源输入标准±
电压,不接线盘()测试第脚电压,标准为±
”。
电流互感器二次测得的电压,经组成的桥式整流电路整流、平滑,所获得的直流电压送至,该电压越高,表示电源输入的电流越大,根据监测该电压的变化,自动作出各种动作指令:
配合检测电路、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)。
配合检测电路反馈的信息及方波电路监测的电源频率信息,调控的脉宽,令输出功率保持稳定。
将()集电极上的脉冲电压通过、分压送至基极,在发射极上获得其取样电压,此反影了电压变化的信息送入,根据监测该电压的变化,自动作出各种动作指令:
配合检测电路、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)。
根据取样电压值,自动调整脉宽,抑制脉冲幅度不高于(此值适用于耐压的,耐压的抑制值为)。
当测得其它原因导至脉冲高于时((此值适用于耐压的,耐压的此值为)立即发出停止加热
指令(祥见故障代码表)。
电源电压正常时>
(约)截止,振荡电路可以输出振荡脉冲信号,当电源突然有浪涌电压输入时,此电压通过耦合,再经过、分压取样,该取样电压通过另升高,结果>
另比较器翻转()瞬间导通,将振荡电路输出的振荡脉冲电压拉低,电磁炉暂停加热,同时监测到信息,立即发出暂止加热指令,待浪涌电压过后、由转为时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、和整流桥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、分压的电压维持导通集电极电压变,当正弦波电源电压处于过零点时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通过监测该信号的变化,作出相应的动作指令。
2.14
2.15
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
2.16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,即加热锅具的温度变化,通过监测该电压的变化,作出相应的动作指令:
定温功能时,控制加热指令,另被加热物体温度恒定在指定范围内。
当锅具温度高于℃时,加热立即停止,并报知信息(祥见故障代码表)。
当锅具空烧时,加热立即停止,并报知信息(祥见故障代码表)。
当热敏电阻开路或短路时,发出不启动指令,并报知相关的信息(祥见故障代码表)。
产生的温度透过散热片传至紧贴其上的负温度系数热敏电阻,该电阻阻值的变化间接反影了的温度变化(温度阻值祥见热敏电阻温度分度表),热敏电阻与分压点的电压变化其实反影了热敏电阻阻值的变化,即的温度变化,通过监测该电压的变化,作出相应的动作指令:
结温高于℃时,调整的输出,令结温≤℃。
当结温由于某原因(例如散热系统故障)而高于℃时,加热立即停止,并报知信息(祥见故障代码表)。
关机时如温度>
℃发出风扇继续运转指令,直至温度<
℃(继续运转超过分钟如温度仍>
℃,风扇停转;
风扇延时运转期间,按次关机键,可关闭风扇)。
电磁炉刚启动时,当测得环境温度<
℃调用低温监测模式加热分钟,分钟后再转用正常监测模式,防止电路零件因低温偏离标准值造成电路参数改变而损坏电磁炉。
将及整流器紧贴于散热片上,利用风扇运转通过电磁炉进、出风口形成的气流将散热片上的热及线盘等零件工作时产生的热、加热锅具辐射进电磁炉内的热排出电磁炉外。
发出风扇运转指令时脚输出高电平,电压通过送至基极饱和导通电流流过风扇、至地,风扇运转;
发出风扇停转指令时脚输出低电平截止,风扇因没有电流流过而停转。
电源经保险丝,再通过由、、、共模线圈组成的滤波电路(针对传导问题而设置,祥见注解),再通过电流互感器至桥式整流器,产生的脉动直流电压通过扼流线圈提供给主回路使用、两端电压除送至辅助电源使用外,另外还通过印于板上的保险线.送至、整流得到脉动直流电压作检测用途。
注解:
由于中国大陆目前并未提出电磁炉须作强制性电磁兼容()认证,基于成本原因,内销产品大部分没有将、装上用跳线取代,但基本上不影响电磁炉使用性能。
电压接入变压器初级线圈,次级两绕组分别产生和交流电压。
交流电压由组成的桥式整流电路整流、滤波,在上获得的直流电压除供给散热风扇使用外,还经由三端稳压稳压、滤波,产生电压供控制电路使用。
交流电压由组成的桥式整流电路整流、滤波后,再通过由、、、、组成的串联型稳压滤波电路,产生电压供和激励电路使用。
电磁炉发出报知响声时脚输出幅度为、频率的脉冲信号电压至蜂鸣器,令发出报知响声。
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程序不同而己。
由于电磁炉工作时,主回路工作在高压、大电流状态中,所以对电路检查时必须将线盘()断开不接,否则极容易在测试时因仪器接入而改变了电路参数造成烧机。
接上线盘试机前,应根据<
<
主板检测表>
>
对主板各点作测试后,一切符合才进行。
上电不发出“”一声如果按开关键指示灯亮,则应为蜂鸣器不良,如果按开关键仍没任何反应,再测第脚是否正常,如不正常,按下面第()项方法查之,如正常,则测晶振频率应为左右(没测试仪器可换入另一个晶振试),如频率正常,则为不良。
电压低于如果确认输入电源电压高于时测得电压偏低,应为开路或容量下降,如果该点无电压,则检查整流桥交流输入两端有否,如有,则检查、,如没有,则检查互感器初级是否开路、电源入端至整流桥入端连线是否有断裂开路现象。
故障没有时,应先测变压器次级有否电压输出,如没有,测初级有否输入,如有则为变压器故障,如果变压器次级有电压输出,再测有否电压,如没有,则检查是否短路、是否不良、和这两零件是否都击穿,如果有电压,而很热,则为负载短路,应查、及推动电路,如果不是很热,则应为或开路、或短路。
偏高时,应检查、。
偏低时,应检查、、,另外,负载过流也会令偏低,但此时会很热。
故障没有时,应先测变压器次级有否电压输出,如没有,测初级有否输入,如有则为变压器故障,如果变压器次级有电压输出,再测有否电压,如没有,则检查、是否短路、是否不良,如果有电压,而很热,则为负载短路,应查及负载电路。
偏高时,应为不良。
偏低时,应为或负载过流,而负载过流会很热。
待机时点电压高于待机时测电压应高于(小于查、)电压应小于(脚待机时输出低电平将拉低),此时电压应为基极与发射极的顺向压降(约为),如果电压为,则查、、,如果此时电压正常,则查、、、、。
电压测比较器输入电压是否正向(>
为正向),如果是正向,断开第脚再测,如果恢复为以上,则为故障,断开第脚仍为,则检查、。
如果测比较器输入电压为反向,再测应为(低于查、),再测正极电压高于负极时,应检查、,如果正极电压低于负极,应检查、。
电压过高或过低过高检查,过低查、。
电压过高或过低过高检查、,过低查、。
基极电压过高或过低过高检查、,过低查、、。
正极电压过高或过低过高检查及接入的电阻,过低查、。
动检时极没有试探电压首先确认电路符合<
主板测试表>
中第测试步骤标准要求,如果不符则对应上述方法检查,如确认无误,测点如有间隔试探信号电压,则检查推动电路,如点没有间隔试探信号电压出现,再测发射极有否间隔试探信号电压,如有,则检查振荡电路、同步电路,如果发射极没有间隔试探信号电压,再测第脚有否间隔试探信号电压,如有,则检查、、、,如果第脚没有间隔试探信号电压出现,则为故障。
动检时极试探电压过高检查、、、。
动检时极试探电压过低检查、、。
动检时风扇不转测两端电压高于应为风扇不良,如两端没有电压,测第脚如没有电压则为不良,如有请检查、。
通过主板步骤测试合格仍不启动加热故障现象为每隔秒发出“嘟”一声短音(数显型机种显示),检查互感器次级是否开路、、是否漏电、有否不良,如这些零件没问题,请再小心测试极试探电压是否低于。
故障现象:
放入锅具电磁炉检测不到锅具而不启动,指示灯闪亮,每隔秒发出“嘟”一声短音(数显型机种显示),连续分钟后转入待机。
分
析:
根椐报警信息,此为判定为加热锅具过小(直经小于)或无锅放入或锅具材质不符而不加热,并作出相应报知。
根据电路原理,电磁炉启动时,先从第脚输出试探信号电压,该信号经过脉宽调控电路转换为控制振荡脉宽输出的电压加至点,振荡电路输出的试探信号电压再加至推动电路,通过该电路将试探信号电压转换为足己另工作的试探信号电压,另主回路产生试探工作电流,当主回路有试探工作电流流过互感器初级时次级随即产生反影试探工作电流大小的电压,该电压通过整流滤波后送至第脚通过监测该电压,再与电压、电压比较,判别是否己放入适合的锅具。
从上述过程来看,要产生足够的反馈信号电压另判定己放入适合的锅具而进入正常加热状态,关键条件有三个:
一是加入极的试探信号必须足够,通过测试极的试探电压可判断试探信号是否足够(正常为间隔出现),而影响该信号电压的电路有脉宽调控电路、振荡电路、推动电路。
二是互感器须流过足够的试探工作电流,一般可通测试是否正常可简单判定主回路是否正常,在主回路正常及加至极的试探信号正常前提下,影响流过互感器试探工作电流的因素有工作电压和锅具。
三是到达第脚的电压必须足够,影响该电压的因素是流过互感器的试探工作电流及电流检测电路。
以下是有关这种故障的案例:
测电压高于,按<
主板测试不合格对策>
第()项方法检查,结果发现击穿。
结论:
由于击穿,造成电压升高,另正输入端电压升高,导至加到负输入端的试探电压无法另比较器翻转,结果极无试探信号电压也就检测不到反馈电压而不发出正常加热指令。
测极没有试探电压,再测点也没有试探电压,再测点试探电压正常,证明脉宽调控电路正常,再测正极电压为(启动时应为高电平),结果发现第脚对地短路,更换后恢复正常。
结论:
由于第脚对地短路,造成加至负输入端的试探电压通过被拉低,结果极无试探信号电压也就检测不到反馈电压而不发出正常加热指令。
按<
测试到第步骤时发现为,再按<
第()项方法检查,结果发现第脚击穿,更换后恢复正常。
由于第脚击穿,造成振荡电路输出的试探信号电压通过被拉低,结果极无试探信号电压也就检测不到反馈电压而不发出正常加热指令。
测极没有试探电压,再测点也没有试探电压,再测点也没有试探电压,再测基极试探电压正常,再测发射极没有试探电压,结果发现开路。
由于开路导至没有试探电压加至振荡电路,结果极无试探信号电压也就检测不到反馈电压而不发出正常加热指令。
测极没有试探电压,再测点也没有试探电压,再测点也没有试探电压,再测基极也没有试探电压,再测第脚有试探电压输出,结果发现漏电。
由于漏电另通过向充电的脉宽电压被拉低,导至没有试探电压加至振荡电路,结果极无试探信号电压也就检测不到反馈电压而不发出正常加热指令。
测极试探电压偏低(推动电路正常时间隔输出),按<
第()项方法检查,结果发现漏电。
由于漏电,造成加至振荡电路的控制电压偏低,结果极上的平均电压偏低因检测到的反馈电压不足而不发出正常加热指令。
测试一切正常,再按<
第()项方法检查,结果发现互感器次级开路。
由于互感器次级开路,所以没有反馈电压加至电流检测电路,因检测到的反馈电压不足而不发出正常加热指令。
第()项方法检查,结果发现漏电。
由于漏电,造成加至第脚的反馈电压不足,因检测到的反馈电压不足而不发出正常加热指令。
第()项方法检查,结果发现开路。
由于开路,另比较器因输入两端电压反向(>
),输出,加至振荡电路的试探电压因比较器输出而为,振荡电路也就没有输出,也就检测不到反馈电压而不发出正常加热指令。
按启动指示灯指示正常,但不加热。
分
一般情况下检测不到反馈信号电压会自动发出报知信号,但当反馈信号电压处于足够与不足够之间的临界状态时发出的指令将会在试探→正常加热→试探循环动作,产生启动后指示灯指示正常,但不加热的故障。
原因为电流反馈信号电压不足(处于可启动的临界状态)。
处理方法:
参考<
故障现象>
第()、()案例检查。
开机电磁炉发出两长三短的“嘟”声((数显型机种显示),响两次后电磁炉转入待机。
此现象为检测到电压过低信息,如果此时输入电压正常,则为检测电路故障。
按<
第()项方法检查。
插入电源电磁炉发出两长四短的“嘟”声(数显型机种显示)。
此现象为检测到电压过高信息,如果此时输入电压正常,则为检测电路故障。
第(
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