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電陶爐溫度控制工作原理圖解

生活 更新时间:2024-07-08 12:51:04

近幾年,電陶爐走入家庭,受到歡迎。相對于老式電爐,電陶爐加熱快、電熱效高、火力可控範圍大、輕便、安全,一些公司實驗室也開始應用。相應地,由于電陶爐使用的電子元件多,線路複雜,帶來維修技術及修理費比維修普通電爐高的問題。目前,網上關于電陶爐的電路資料不多。廠家銷售電陶爐也不會附電路圖,給自己維修帶來不便。下面通過拆解一台電陶爐,分析電路原理,繪制電路圖,為用戶自己維修提供幫助。

一、外觀及技術指标

這台電陶爐是粵西半角牌BJ-D1型,電源220V,最大功率2400W:

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)1

采用觸摸屏控制。這是插電後,待機狀态:

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)2

加熱功率可從100W~2400W無級調節(見下圖),範圍廣泛:

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)3

采用三環加熱方式(外環、内環、全環),适用更多的器皿、鍋具:

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)4

二、拆解及認識元件

卸下底殼四周的固定螺絲:

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)5

很容易将爐具的面闆與主體分開:

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)6

爐具的面闆采用黑晶面闆,耐高溫、抗壓力、遇水不炸裂,定向傳導熱量效果好:

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)7

主體部分有爐盤、電源闆、主控闆及顯示電路闆:

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)8

電陶爐的發熱元件是兩根扁寬且多道彎曲狀的鎳鉻電熱帶(每根電阻約48歐姆),鑲嵌在耐高溫爐盤中,構成外環、内環、全環三種發熱方式。該電熱盤具有發熱快、聚熱效率高、經久耐用不易損壞的特點:

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)9

爐盤中心是熱電偶溫度傳感器。當前室溫為26.5℃,拔掉熱電偶插線,交換萬用表表筆分别測得熱電偶引線端的電阻2.6歐姆及3.5歐姆,可供以後檢測熱電偶好壞時參考:

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)10

主控及顯示電路闆(控制闆):

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)11

觸摸開關上的觸摸彈簧,中心是紅色LED狀态燈,當觸摸選中後,紅LED接通發光:

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)12

控制闆上的這片IC被隐去了型号,根據電路分析,應該是Flash微控制器,估計是小家電采用較多的SC91F731之類的電容觸摸按鍵控制MCU,用于觸摸電路及本機程序控制:

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)13

小貼士:SC91F731之類MCU内部,集成有8KBFlash ROM(包含256Byte EEPROM)、256BSRAM、最多18GP I/O(包含8個大電流LED 驅動口)、5路外部中斷、2個16位定時器、8路10位高精度ADC、1路8位可分時輸出至2路的PWM、1路12位Buzzer、1個串口通訊接口(SIF)、1個32K Basetimer、内部高精度16M/8M Hz振蕩器等資源。

顯示器采用四位LED組件(SG420561K-0):

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)14

取下控制闆,下方是18V直流散熱風扇:

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)15

控制闆背面,有一片IC:

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)16

這片IC是合泰公司的HT1628B,是一種帶鍵盤掃描接口的LED顯示器驅動控制專用電路,内部集成有MCU數字接口、數據鎖存器、LED高壓驅動、鍵盤掃描等電路:

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)17

下面是電源電路闆(電源闆),裝鋁散熱器的元件是兩隻雙向可控矽:

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)18

雙向可控矽采用HSDQ(黃山電器)的BTB16-800(16A/800V):

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)19

電源闆上的其它主要元件:

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)20

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)21

電源闆背面:

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)22

增減加熱功率、定時時間設置,采用機械旋轉編碼器:

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)23

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)24

将爐盤翻轉,看殼體上的logo,使用廣州中山愛卡(eika)公司的雙電熱帶發熱盤:

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)25

三、電路原理及電路圖

1、電路原理

根據實物,電路原理框圖如下:

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)26

電路原理:開關電源将220伏交流轉變為一路18V直流,為散熱風扇提供電源;另一路經過78L05線性三端穩壓器,為電路闆上的各個元件提供5V直流工作電源。MCU按照預置的程序,進行爐溫檢測、控制面闆按鍵觸摸掃描、啟動散熱風扇,通過程序,接通雙向可控矽的驅動電路并控制導通角(即控制加熱功率),LED顯示器顯示當前加熱功率。當電陶爐出現故障,将顯示故障碼、停止加熱、蜂鳴器(FMQ)發出訊響。當按下面闆停止鍵,機器停止加熱,但MCU内部程序會控制散熱風扇繼續運行,大約10多分鐘後,才停止運行,确保餘溫不傷人。

2、電陶爐電路圖

為方便大家維修三環加熱電陶爐,對照實物,繪制電路圖如下。分别是電源闆電路圖、控制闆電路圖。各元件參數标示在電路圖上,供大家維修時參考。

⑴電源闆電路圖如下:

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)27

在電源闆上,IC1(AP8012H)構成開關電源,變壓器次級為有中心抽頭雙線并繞,一路整流後為18V,提供風扇電源;另一路整流後,經三端線性穩壓器IC2(78L05)構成5V穩壓電源,為其它電子元件提供電源;Q1、Q3是雙向可控矽的驅動三極管,SCE1及SCE2是雙向可控矽,根據MCU的控制信号,調節電熱帶的電流,控制加熱功率;Q2是散熱風扇的驅動三極管;IC3(LM358)構成熱電偶的前置電路;FMQ是蜂鳴器,機器有故障時,發出訊響。本電路闆通過CN2插座,與控制闆進行電信号傳遞。

⑵控制闆電路圖如下:

電陶爐溫度控制工作原理圖解(詳細拆解加熱新寵電陶爐)28

在控制闆上,電路元件不多,比較簡潔。主要有電容觸摸按鍵控制MCU(flash微控制器)、功能選擇觸摸彈簧及LED狀态燈、顯示器IC(HT1628B)及四位LED顯示組件。觸摸功能選擇鍵,MCU發出控制電熱帶的不同指令;增減調節旋鈕(編碼器)固定在機殼上,通過三針插座與控制闆連接,MCU接收到旋轉調節旋鈕(編碼器)的信号後,向驅動電熱帶的雙向可控矽發出控制脈沖信号,調節加熱功率。關掉加熱後(加熱帶斷電),該機電源及控制電路并沒有斷電,MCU繼續控制風扇運轉一段時間,使黑晶面闆的溫度降到安全溫度後才停機,然後,才可以拔掉電源插頭。

四、結束語

通過拆解,可以看出,電陶爐實質是老式電爐的升級換代産品。電陶爐電路元件在電子市場上貨源充足,價格便宜,隻要熟悉了電路原理,維修并不困難(當然,如果MCU損壞,由于其程序内置,隻能向廠家訂購元件或返廠維修)。電陶爐的安全使用,與使用電爐的許多注意事項相同,特别要注意的是,電陶爐有黑晶面闆,容易忽視餘留高溫燙傷人的問題,關機後,一定要待散熱風扇停止運轉,才能拔去電源插頭。對于實驗室而言,更新換代後,最好不要扔掉老式的電加熱器,留在那兒作為應急備用。(該文系作者原創,現完善後發至本壇,希望對壇友們有幫助)

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