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電磁爐電路詳細圖

生活 更新时间:2024-08-24 08:15:00
LM339構成的電磁爐

下面以美的PSY18B/18C型電磁爐為例,介紹由LM339為核心構成的電磁爐電路的識圖方法。美的PSY18B/18C型電磁爐由300V供電電路、主回路(LC諧振回路)、驅動電路、電源電路、保護電路、操作與控制電路等構成,如圖4-43和圖4-44所示。

提示

美的PVY22A與PSY18B電磁爐的主闆構成基本相同,所以維修PVY22A型電磁爐時也可參考本部分内容。

電磁爐電路詳細圖(典型電磁爐電路的識圖方法)1

圖4-43 美的PSY18B/18C型電磁爐主闆電路

電磁爐電路詳細圖(典型電磁爐電路的識圖方法)2

圖4-44 美的PSY18B/18C型電磁爐操作、顯示闆電路

1.市電輸入電路

市電輸入電路的核心元器件是熔斷器FUSE300、濾波電容C300、整流堆DB1、濾波電容C14,輔助元器件有電流互感器CT300、壓敏電阻ZNR300,如圖4-43所示。

該機輸入的市電電壓通過FUSE300輸入,利用C300抑制高頻幹擾脈沖後,第一路送到電壓檢測電路和市電過零檢測電路;第二路通過CT300的一次繞組加到DB1的交流輸入端,市電經DB1、L1和C14構成的橋式整流、濾波電路整流和濾波,在C14兩端産生300V左右直流電壓。該電壓不僅為功率變換器(主回路)供電,而且為低壓電源電路供電。市電輸入回路的ZNR300用于市電過電壓保護。當市電電壓過高時,ZNR300擊穿,使FUSE300過電流熔斷,切斷市電輸入回路,以免C14、功率管和開關電源的元器件過電壓損壞。

2.電源電路

該機的電源電路是以電源模塊IC1(VIPer12A)、開關變壓器L101為核心構成的串聯型開關電源。

(1)功率變換電路

功率變換電路的核心元器件是電源模塊IC1、開關變壓器L101、續流二極管D33、濾波電容EC22、穩壓器U2,如圖4-43所示。

300V電壓通過D101隔離、R101限流,再經濾波電容EC101濾波後,加到IC1的供電端⑤~⑧腳,該電壓不僅加到開關管的D極為它供電,而且通過高壓電流源對IC1④腳外接的濾波電容EC20充電。當EC20兩端建立的電壓使IC1的④腳電壓達到14.5V後,它内部的60kHz脈寬調制器等電路開始工作,由該電路産生的激勵脈沖使開關管工作在開關狀态。開關管導通期間,兩端的電壓通過開關管D/S極、開關變壓器L101的一次繞組、EC22構成充電回路,不僅為EC22充電,而且在L101一次繞組上産生左正、右負的電動勢。開關管截止期間,流過一次繞組的導通電流消失,由于電感中的電流不能突變,所以一次繞組通過自感産生右正、左負的電動勢。該電動勢第一路通過D30整流、EC20濾波後産生40V左右的電壓,取代啟動電路為IC1供電;第二路通過EC22、D33構成放電回路為EC22繼續補充能量,使 EC22 在一個振蕩器周期都可以得到能量,所以該開關電源不僅效率高于并聯型開關電源,而且由于開關管D、S極間電壓相對較低,所以該電源未設置尖峰脈沖吸收回路。

該電源工作後,EC22兩端産生的18V電壓為功率管驅動電路、振蕩器、保護電路等供電。同時,L101的二次繞組輸出的脈沖電壓通過D31整流,EC21、EC24濾波産生12V電壓,該電壓不僅為風扇電動機供電,而且經三端穩壓器U2(7805)穩壓獲得5V直流電壓,為微處理器(CPU)、操作鍵電路、指示燈等供電。

(2)穩壓控制電路

穩壓控制電路的核心元器件是電源模塊IC1、開關變壓器L101、穩壓管Z10、濾波電容EC20。

當市電電壓升高或負載變輕引起開關電源輸出電壓升高時,濾波電容 EC20 兩端升高的電壓使穩壓管Z10擊穿導通程度加強,為IC1③腳提供的誤差電壓升高,被它内部的電路處理後,使開關管導通時間縮短,開關變壓器 L101 存儲的能量下降,開關電源輸出電壓下降到正常值。反之,穩壓控制過程相反。因此,通過該電路的控制可保證開關電源輸出電壓不受市電高低和負載輕重的影響,實現穩壓控制。

(3)欠電壓保護電路

當D30或EC22擊穿使IC1的④腳不能建立14.5V以上的電壓時,它内部的電路不能啟動;若D30開路或L101異常,為EC20兩端提供的電壓低于8V時,U1内的欠電壓保護電路動作,避免了開關管因激勵不足而損壞。

3.系統控制電路

參見圖4-43,該機的系統控制電路以微處理器U1(TMP86C807M/N)為核心構成。

微處理器的基本工作條件電路主要包括供電、複位和時鐘振蕩電路。該電路的核心元器件是微處理器U1(TMP86C807M/N)、三極管Q3、穩壓管Z1、晶體振蕩器XL200。

① 供電。低壓電源輸出的5V電壓經EC16濾波後,加到微處理器U1供電端⑤腳,為U1内部電路供電。

② 複位。複位電路由Q3、Z1等元器件組成。開機瞬間5V電源電壓在濾波電容的作用下是從0逐漸升高到5V的。當該電壓低于3.4V時,Q3的發射極電位不能超過基極電位0.7V,所以Q3截止,它的集電極電位為低電平,使U1的複位信号輸入端⑧腳輸入低電平複位信号,U1内部的存儲器、寄存器等電路開始複位。當5V電源電壓超過3.4V後,Q3導通,由它的c極輸出的高電平電壓經C7濾波後加到U1⑧腳,使U1内部電路複位結束後開始工作。

③ 時鐘信号。U1獲得供電後,它内部的振蕩器開始工作,與②、③腳外接的晶體振蕩器XL200通過振蕩産生8MHz時鐘信号。該信号經分頻後作為U1工作的基準頻率。

4.待機/開機控制電路

待機、開機控制電路的核心元器件是微處理器U1、控制管Q6,輔助元器件有Q1、Q2、風扇電動機、蜂鳴器。

(1)待機控制

U1獲得以上 3 個基本工作條件後開始工作,U1輸出自檢脈沖,确認電路正常後進入待機狀态。U1 21 腳輸出蜂鳴器驅動信号,該信号驅動蜂鳴器BUZ1鳴叫一聲,而且控制指示燈和顯示屏發光,同時從 U1 27 腳輸出高電平的功率管使能控制信号。該控制信号通過 R22 限流,使Q6導通,緻使比較器IC3C的⑧腳和IC3D 10 腳電位為低電平。IC3C的⑧腳為低電平後IC3C的 14 腳輸出高電平使Q8導通,而IC3D的 10 腳電位為低電平後,IC3D的 13 腳輸出高電平控制信号使Q9截止。Q8導通、Q9截止後,功率管IGBT1截止,該機處于待機狀态。

(2)開機控制

電磁爐在待機期間,按下開/關機鍵後,U1 從存儲器内調出軟件設置的默認工作狀态數據:一是控制面闆上的指示燈顯示電磁爐的工作狀态;二是U1 27 腳輸出低電平控制信号,使Q6截止,解除對驅動電路關斷的控制;三是U1的風扇控制端 28 腳輸出高電平控制信号,該信号通過R3限流,再通過Q2射随放大、Q1倒相放大,為風扇電動機的繞組供電,使風扇電動機帶動風扇旋轉,對散熱片進行強制散熱,以免功率管過熱而不能正常使用。

D1是用于保護Q1的鉗位二極管。Q1截止後,電動機繞組将在Q1的集電極上産生較高的反峰電壓,該電壓通過D1洩放到12V電源,避免了Q1過電壓損壞。

5.鍋具檢測電路

鍋具檢測電路的核心元器件是微處理器U1、諧振線圈(線盤)、諧振電容C15、比較器IC2及R37、R7,輔助元器件是Q6、Q8、Q9,如圖4-43所示。

開機後,由于U1的 27 腳輸出的功率管使能控制信号為低電平,Q6截止,它的集電極電位為高電平,經 IC3C、IC3D 比較放大後,從 13 、 14 腳輸出高電平電壓。該高電平信号通過Q9、Q8推挽放大,再利用R58、R59限流後驅動功率管IGBT1導通。IGBT1導通後,諧振線圈(線盤)和C15進入電壓諧振狀态,C15右端産生的脈沖電壓通過R35、R36限流,再通過C17濾波後加到IC2A的⑤腳,它左端産生的脈沖通過R37、R7分壓後加到IC2A的④腳,于是IC2A的②腳輸出PAN脈沖,該脈沖加到U1的 19 腳。當爐面上放置了合适的鍋具,因有負載使流過功率管的電流增大,諧振回路的工作頻率降低,IC2A輸出的PAN脈沖在單位時間内降低到3~8個,被U1檢測後判斷爐面已放置了合适的鍋具,于是控制PWM端輸出功率調整信号,使電磁爐進入加熱狀态。反之,判斷爐面未放置鍋具或放置的鍋具不合适,控制電磁爐停止加熱,U1 21 腳輸出報警信号,該信号驅動蜂鳴器 BUZ1 鳴叫報警,同時 U1還控制顯示屏顯示故障代碼,提醒用戶未放置鍋具或放置的鍋具不合适。

6.同步控制、鋸齒波脈沖形成電路

同步控制、鋸齒波脈沖形成電路的核心元器件是諧振脈沖取樣電路(限流電阻)、IC2 (LM339)内的兩個比較器(IC2C、IC2D)、定時電容C32,如圖4-43所示。

諧振線圈右端的脈沖電壓通過R35、R36限流,C17濾波後加到比較器IC2D的反相輸入端⑩腳,同時它左端産生的電壓通過R37、R7取樣産生的取樣電壓加到IC2D的同相輸入端 11 腳。開機後,U1輸出的啟動脈沖使功率管IGBT1導通,諧振線圈産生左正、右負的電動勢,使IC2D的 11 腳電位高于它的⑩腳電位,經IC2D比較後使它的 13 腳電位為高電平電壓,該電壓加到IC2C的⑨腳後,IC2C的 14 腳輸出高電平電壓。 14 腳輸出的高電平電壓一路加到IC3C的⑧腳和IC3D的⑩腳。因IC3C的⑨腳和IC3D的 11 腳輸入的是2.2V參考電壓,所以IC3D的 13 腳輸出低電平電壓,IC3C的 14 腳輸出低電平電壓,緻使Q9導通、Q8截止。此時,從Q9的發射極輸出的電壓通過R58、R59限流使IGBT1繼續導通,同時5V電壓通過R46、R45、C32構成的充電回路為C32充電。當C32所充電壓使IC2C的⑧腳電位超過它的⑨腳電位後,IC2C的 14 腳輸出低電平電壓, 14 腳電位為低電平後,不僅使C32兩端電壓通過R45、D11和IC2C 腳内部電路放電,使C32兩端産生鋸齒波脈沖,而且通過IC2C、IC2D比較放大後使Q9截止、Q8導通,通過R59使IGBT1迅速截止,流過諧振線圈的導通電流消失,于是諧振線圈通過自感産生左負、右正的電動勢,使IC2D的⑩腳電位高于 11 腳電位,緻使IC2D的 13 腳輸出低電平電壓,經IC2C比較放大後使IC2C的 14 腳輸出低電平,确保IGBT1截止。随後,無論諧振線圈對諧振電容C15充電期間,還是C15對諧振線圈放電期間,諧振線圈的右端電位都會高于左端電位,IGBT1都不會導通。因此,隻有諧振線圈通過C14、IGBT1内的阻尼管放電期間,IC2D的 11 腳電位高于⑩腳電位,使IC2D的 13 腳電位變為高電平,并且C32通過R45、D11放電使IC2C的⑧腳電位低于⑨腳電位後,IC2C的 14 腳才能再次輸出高電平電壓,通過驅動電路放大後使功率管IGBT1再次導通,不僅實現了同步控制,而且通過控制C32充、放電,産生了鋸齒波脈沖,即振蕩脈沖。

7.功率調整電路

該機的功率調整電路包括手動調整和自動調整兩部分。

(1)手動調整

手動功率調整電路的核心元器件是微處理器U1、比較器IC2C(LM339)、電容EC3、電阻R50,如圖4-43所示。

需要增大輸出功率時,U1 22 腳輸出的功率調整信号PWM的占空比增大,通過R50、EC3和C9平滑濾波産生的直流控制電壓升高。該電壓通過R40加到比較器IC2C的同相輸入端⑨腳,而IC2C的反相輸入端⑧腳輸入的是鋸齒波信号,于是IC2C的 14 腳輸出激勵脈沖的高電平時間延長,通過 IC3C、IC3D 比較放大後,再通過 Q8、Q9 推挽放大,使功率管 IGBT1導通時間延長,為諧振線圈(線盤)提供的能量增大,功率增大,加熱溫度高。反之,若U1 22 腳輸出的功率調整信号占空比減小時,為諧振線圈提供的能量減小,加熱溫度低。

(2)自動調整

自動功率調整電路的核心元器件是電流互感器 CT300、微處理器 U1、電位器 VR1、整流管D4~D7,如圖4-43所示。

當市電降低等原因引起加熱功率減小時,流過功率管的導通電流減小,使CT300二次繞組的輸出電壓減小,通過C13濾波、R24與電位器VR1限壓、D4~D7整流得到的取樣電壓(脈動直流電壓)減小。該電壓一路送到功率管過電流保護電路;另一路通過R38限流、EC2濾波産生的直流取樣電壓升高,被U1 26 腳内部電路識别後,U1的 22 腳輸出的功率調整信号的占空比減小,如上所述,功率管IGBT1導通時間縮短,流過諧振線圈的電流減小,加熱功率減小。反之控制過程相反,從而實現電流自動調整。

提示

VR1是用于設置最大取樣電流的電位器,調整它就可改變輸入到U1的 26 腳的電壓高低,也就可改變U1輸出的功率調整信号的占空比的大小。

8.市電過零檢測電路

該機的市電過零檢測電路(市電瞬間斷電保護電路)的核心元器件是D301、R308、R71、Q4和微處理器U1,如圖4-43所示。

市電電壓通過D301半波整流産生脈動直流電壓,再通過R308、R71取樣,利用C40濾波後加到Q4的基極,經其放大後,在它的集電極輸出倒相後的電壓就是過零檢測信号。該信号加到U1的 17 腳。若U1識别出 17 腳輸入的過零檢測信号正常,U1則輸出正常的控制信号,使電磁爐正常工作;若 17 腳輸入的過零檢測信号異常,U1則輸出控制信号,使電磁爐停止工作,實現市電瞬間斷電保護。

當市電異常或該電路異常,使U1的 17 腳不能輸入正常的市電過零檢測信号時,U1會控制電磁爐停止工作,同時驅動蜂鳴器發出警報聲,并控制顯示屏顯示“E1”的故障代碼,表明該機進入市電過零異常的保護狀态。

9.18V供電電壓低保護電路

18V供電電壓低保護電路的核心元器件是R28、穩壓管Z4、LM339内的一個比較器IC3B,如圖4-43所示。

18V電壓一路通過R28限流、穩壓管Z4穩壓産生10V電壓,該電壓作為參考電壓加到IC3B的⑥腳和IC3A的⑤腳;另一路通過R21、R63取樣後産生的電壓超過10V,該電壓加到IC3B的⑦腳。當18V電壓正常時,IC3B的⑦腳電位高于⑥腳輸入的參考電壓,于是IC3B的①腳内部電路為開路狀态,5V電壓通過R15不僅使D20截止,不影響IC3C的⑧腳、IC3D腳電位,而且加到U1的 18 腳,被U1識别後控制電磁爐正常工作。開關電源或18V供電電路異常,導緻18V電壓下降,經R21、R63取樣後的電壓低于10V,經IC3B比較後使IC3B的①腳内部電路導通。一方面通過D20将IC3C的⑧腳和IC3D的⑩腳電位鉗位到低電平,通過IC3C、IC3D處理後使驅動管Q9截止、Q8導通,功率管IGBT1截止,避免了功率管可能因激勵不足而損壞;另一方面還使U1的 18 腳電位為低電平,U1識别後使其輸出的功率管調整信号的占空比為0,實現了18V供電低保護。

10.市電電壓異常保護電路

市電電壓異常保護電路的核心元器件是D300、R309、R8、Q7和微處理器U1,如圖4-43所示。

市電電壓通過D300半波整流,經R309、R8分壓限流,再通過Q7射随放大,從它的發射極輸出的電壓經EC4濾波後加到U1的 23 腳。當市電電壓正常時,U1的 23 腳輸入的電壓也正常,被U1識别後控制電磁爐正常工作。當市電電壓異常時,必然導緻U1的 23 腳輸入的電壓異常,被U1識别後,U1控制功率管等停止工作,以免功率管等元器件因市電異常而損壞。同時,驅動蜂鳴器報警,并控制顯示屏顯示故障代碼,表明該機進入市電異常保護狀态。市電低于170V時顯示的故障代碼為“E7”,市電高于250V時顯示的故障代碼為“E8”。

11.浪湧保護電路

浪湧保護電路的核心元器件是取樣電阻R39、R27、R2以及比較器IC3A(LM339),如圖4-43所示。

市電電壓通過整流堆DB1橋式整流産生的電壓通過R39、R27、R2分壓後,加到IC3A的反相輸入端④腳,而IC3A的同相輸入端⑤腳輸入的是10V參考電壓。當市電正常時,IC3A的⑤腳電位高于④腳輸入的參考電壓,于是IC3A的②腳内部電路為開路狀态,如18V供電電壓低保護電路所述,電磁爐正常工作。當市電出現浪湧脈沖,使IC3A的④腳電位超過10V時,經IC3A比較後使IC3B的②腳内部電路導通,如上所述,電磁爐停止工作,實現了浪湧脈沖保護。待浪湧脈沖消失後,電磁爐會再次工作。

12.功率管集電極過電壓保護電路

該機的功率管集電極過電壓保護電路的核心元器件是取樣電阻R35、R36、R42、R20、R56、R51和比較器IC2B,如圖4-43所示。

5V電壓通過取樣電阻R56、R51取樣後産生4V左右的參考電壓加到IC2B的同相輸入端⑦腳,同時功率管IGBT1的集電極産生的反峰電壓通過R35、R36、R42、R20分壓後加到IC2B的反相輸入端⑥腳。當IGBT1的集電極産生的反峰電壓正常時,IC2B⑥腳輸入的電壓低于⑦腳電位,IC2B①腳内部電路為開路狀态,不影響IC2C的⑨腳電位,電磁爐正常工作。當IGBT1的集電極産生的反峰電壓過高時,通過取樣使IC2B⑥腳電位超過⑦腳電位,于是IC2B①腳内部電路導通,通過R49将功率調整電壓鉗位到低電平,于是IC2C的 14 腳輸出的激勵電壓占空比降為0,IGBT1截止,避免了過電壓損壞。待IGBT1集電極的反峰電壓恢複正常,IC2B⑥腳電位低于⑦腳電位後,IC2B的①腳内部恢複開路,IGBT1又重新進入工作狀态。

13.功率管過電流保護電路

功率管過電流保護電路的核心元器件是電流互感器 CT300、微處理器 U1、EC6、Z6、Q5,如圖4-43所示。

當諧振回路電流增大使CT300二次繞組輸出電壓升高後,通過C13濾波、R24與電位器VR1限壓、D4~D7整流得到的取樣電壓(脈動直流電壓)升高。該電壓一路送到功率調整電路;另一路通過EC6、Z6加到Q5的基極,通過Q5放大後,使穩壓管Z2導通加強,通過R49使EC3兩端的功率調整電壓為0,功率管截止,以免功率管等元器件過電流損壞。

14.功率管過熱保護電路

功率管過熱保護電路的核心元器件是功率管溫度傳感器RT1、R6、C5和微處理器U1,輔助元器件是連接器CN2,如圖4-43所示。

RT1 是負溫度系數熱敏電阻,它安裝在 IGBT1 的散熱片上,它的引腳通過連接器 CN2接到主闆。當功率管散熱片的溫度高于85℃時,RT1的阻值減小,5V電壓通過RT1、R6取樣後的電壓升高,該電壓經C5濾波後加到U1的TIGBT信号輸入端 25 腳,被U1檢測後判斷散熱片溫度過高,減小 22 腳輸出的功率調整信号的占空比,使功率管IGBT1導通時間縮短,電流下降,将功率管的工作溫度限制在85℃以内;當散熱片的溫度因風扇異常等原因而高于95℃時,RT1的阻值進一步減小,U1 25 腳輸入的電壓進一步升高,被U1檢測後判斷功率管過熱,U1立即輸出停止加熱信号,使功率管停止工作,以免功率管過熱損壞,同時驅動蜂鳴器鳴叫報警,并控制顯示屏顯示“E6”的故障代碼,表明該機進入功率管過熱保護狀态。

提示

由于溫度傳感器RT1損壞後就不能實現對功率管的溫度檢測,這樣容易導緻功率管過熱損壞。為了防止這種危害,該機還設置了RT1異常保護功能。

當RT1、連接器CN2開路或濾波電容C5短路時,U1 25 腳無電壓輸入,被U1識别後不僅不輸出加熱指令,而且驅動蜂鳴器報警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E4”,表明該機進入功率管溫度傳感器開路保護狀态;當RT1擊穿或R6開路使U1 25 腳輸入高電平信号時,被 U1 識别後不再輸出加熱指令,而且驅動蜂鳴器報警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E5”,表明該機進入功率管溫度傳感器擊穿保護狀态。

15.爐面過熱保護電路

爐面過熱保護電路的核心元器件是爐面溫度傳感器RT2、R9、C6和微處理器U1,輔助元器件是連接器CN3,如圖4-43所示。

RT2是負溫度系數熱敏電阻,它安裝在諧振線圈的中部,并緊貼爐面底部,它的引腳通過連接器CN3接主闆。當爐面的溫度高于220℃時,RT2的阻值急劇減小,5V電壓通過RT2與R9分壓後的電壓升高,通過C6濾波後加到U1 24 腳,被U1檢測後判斷爐面溫度過高,輸出停止加熱信号,功率管停止工作,進入爐面溫度過熱保護狀态。

提示

由于溫度傳感器RT2損壞後就不能實現爐面溫度檢測,這樣容易擴大故障範圍,為此該機還設置了RT2異常保護電路。

當RT2擊穿、R9開路,使U1 24 腳輸入的電壓為高電平時,U1判斷RT2擊穿,輸出停止加熱指令,而且驅動蜂鳴器報警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E2”,提醒該機的爐面溫度傳感器擊穿;當連接器CN2、RT2開路或C6擊穿,使U1 24 腳輸入的電壓為0,U1則判斷RT2開路,輸出停止加熱指令,而且驅動蜂鳴器報警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E3”,提醒該機的爐面溫度傳感器開路。

專用芯片構成的電磁爐電路

下面以奔騰采用“迅磁”小闆構成的電磁爐為例,介紹專用芯片構成的電磁爐電路的識圖方法。該機由300V供電電路、主回路(L、C諧振回路)、驅動電路、電源電路、保護電路、操作與控制電路等構成,如圖4-45所示。

電磁爐電路詳細圖(典型電磁爐電路的識圖方法)3

圖4-45 奔騰采用“迅磁”小闆構成的電磁爐電路

1.電源電路

該機的電源電路是以新型綠色電源模塊VIPer12A(IC1)為核心構成的并聯型開關電源。

提示

部分電磁爐采用VIPer12A構成的是串聯型開關電源,所以它的①、②腳并未直接接地,而是接在18V供電的續流二極管(整流管)的負極上,所以它的①、②腳電位為18V,這樣它的④腳電位為40V左右。

(1)300V供電

該機通上市電電壓後,市電電壓經熔斷器F1輸入到主闆,利用高頻濾波電容C1濾除高頻幹擾脈沖,經整流橋堆整流産生的300V電壓一路為開關電源供電;另一路通過扼流圈L1、電容C15濾波後,為功率變換器(主回路)供電。市電輸入回路的壓敏電阻ZMR1用于市電過壓保護,以免市電過壓導緻300V供電、電源電路和功率管等元器件過壓損壞。

(2)功率變換

300V電壓通過D10輸入到開關電源,由濾波電容C11濾波後,通過開關變壓器T1的初級繞組加到 IC1(VIPer12A)的⑤~⑧腳,不僅為它内部的開關管供電,而且通過高壓電流源對④腳外接的濾波電容C6充電。當C6兩端建立的電壓達到14.5V後,IC1内的60kHz調制控制器等電路開始工作,由該電路産生的激勵脈沖使開關管工作在開關狀态。

開關電源工作後,T1的次級繞組輸出的脈沖電壓通過整流、濾波便獲得直流電壓:通過D1整流、C3濾波産生20V電壓,該電壓不僅通過R6、D4加到IC1④腳,取代啟動電路為它供電,而且為功率管的驅動電路、風扇電機等電路供電;通過D2 整流、C4 濾波産生5V電壓,為芯片IC3(HT46R12)、蜂鳴器、溫度取樣等電路供電。

為了防止 IC1 内的開關管在截止瞬間被過高的反峰電壓擊穿,本電路在開關變壓器 T1的初級繞組兩端設置了R5、D3和C5組成的尖峰脈沖吸收回路。

(3)穩壓控制

當市電電壓升高或負載變輕引起開關電源輸出電壓升高時,濾波電容C46兩端升高的電壓通過R9、R10取樣的電壓超過2.5V,再經IC2放大後,使Q1導通加強,從它c極輸出的電壓升高,通過R8為IC1③腳提供的誤差電壓升高,被IC1内部電路處理後,使開關管導通時間縮短,開關變壓器 T1 存儲的能量下降,開關電源輸出電壓下降到正常值,反之,穩壓控制過程相反。因此,通過該電路的控制可确保開關電源輸出電壓的穩定。

(4)欠壓保護

當C6漏電使IC1④腳在開機瞬間不能建立14.5V以上的電壓時,IC1内部的電路不能啟動;若R6、D4、D3開路或T1異常,為IC1提供啟動後的工作電壓低于8V時,IC1内的欠壓保護電路動作,避免了開關管因激勵不足而損壞。另外,IC1還具有過壓和過流保護電路。

2.芯片HT46R12啟動

低壓電源輸出的5V電壓加到芯片IC3(HT46R12) 16 腳,為它供電。IC3獲得供電後,它内部的振蕩器與外接的晶振XTAL1通過振蕩産生8MHz時鐘信号。随後IC3在内部複位電路的作用下開始工作,并輸出自檢脈沖,确認電路正常後進入待機狀态。待機期間,IC3 14 腳輸出功率管激勵信号為低電平,使推挽放大器的Q4導通、Q3截止,功率管IGBT截止。

3.鍋具檢測電路

電磁爐在待機期間,按下開/關鍵後,IC3内的CPU從存儲器内調出軟件設置的默認工作狀态數據,控制操作顯示屏顯示電磁爐的工作狀态,由 14 腳輸出的啟動脈沖通過Q3、Q4推挽放大,利用R33限流使功率管IGBT導通。IGBT導通後,線盤和諧振電容C16産生電壓諧振。主回路工作後,市電輸入回路産生的電流被電流互感器CT1檢測并耦合到次級繞組,利用 C10、R15 抑制幹擾脈沖,通過 D5 半波整流,再通過 R2 和 R4 取樣産生取樣電壓CURRENT,加到 IC3 的⑤腳。當爐面上放置了合适的鍋具時,因有負載使流過功率管的電流增大,電流檢測電路産生的取樣電壓CURRENT較高。該電壓被IC3檢測後,判斷爐面已放置了合适的鍋具,控制電磁爐進入加熱狀态。反之,判斷爐面未放置鍋具或放置的鍋具不合适,控制電磁爐停止加熱,IC3③腳輸出報警信号,驅動蜂鳴器BUZZER1鳴叫報警,提醒用戶未放置鍋具或放置的鍋具不合适。

4.同步控制電路

該機同步控制電路由主回路脈沖取樣電路、芯片IC3和取樣電路等構成。線盤右端電壓通過R35~R41、R43、R44取樣産生取樣電壓SYN-A,加到IC3(HT46R12)的⑧腳,它左端的電壓通過R26~R28取樣産生的取樣電壓SYN-B,加到IC3的④腳。IC3通過對④、⑧腳輸入的脈沖進行判斷,确保線盤對諧振電容C16充電期間,以及C16對線盤放電期間, 14 腳均輸出低電平脈沖,使功率管IGBT截止。隻有線盤通過C15、功率管内的阻尼管放電結束後,IC3 的 14 腳才能輸出高電平電壓,該電壓通過驅動電路放大後使功率管 IGBT 再次導通。因此,通過同步控制實現了功率管的零電壓開關控制。

5.電流自動調整電路

該機的電流自動調整電路以電流取樣電路、IC3内的CPU為核心構成。如上所述,主回路工作後,IC3⑤腳就會有取樣電壓CURRENT輸入。若主回路的電流較大,CPU就會檢測到CURRENT增大,于是IC3輸出的功率調整信号的占空比減小,功率管導通時間縮短,主回路的電流減小。反之控制過程相反,從而實現了電流的自動調整。

6.風扇散熱系統

開機後,IC3⑥腳輸出的風扇控制信号FAN為高電平,通過R13限流使驅動管Q2導通,風扇電機的繞組得到供電,于是風扇電機開始旋轉,對散熱片進行強制散熱,以免功率管、整流橋堆過熱損壞。

7.保護電路

該機為了防止功率管因過壓、過流、過熱等原因損壞,設置了多種保護電路。保護電路通過兩種方式來實現保護功能:一種是通過PWM電路切斷激勵脈沖輸出,使功率管停止工作;另一種是通過CPU控制功率調整信号的占空比,同樣可使功率管截止。

(1)功率管c極過壓保護電路

功率管c極電壓通過R34、R37、R39、R40、R43取樣後産生取樣電壓IG-OV,該電壓經隔離二極管D15加到芯片IC3 13 腳。當功率管c極産生的反峰電壓在正常範圍内時,IC3 13 腳輸入的電壓也在正常範圍内,IC3 14 腳就能輸出正常的激勵脈沖,該機可正常工作。一旦功率管c極産生的反峰電壓過高,通過取樣使IC3 13 腳輸入的電壓達到保護電路動作的阈值時,IC3内的保護電路動作,使它的 14 腳不再輸出激勵脈沖,功率管截止,避免了過壓損壞。

(2)市電檢測電路

市電電壓通過D8、D9全波整流産生脈動電壓,再通過R19、R20、R24取樣産生市電取樣電壓SYS_V,該電壓加到微處理器IC3②腳。當市電電壓過高或過低時,相應升高或降低的SYS_V信号被IC3檢測後,IC3判斷市電異常不再輸出激勵脈沖,功率管截止,避免了功率管等元器件因市電異常而損壞。同時,驅動蜂鳴器報警,并控制顯示屏顯示故障代碼,提醒用戶該機進入市電異常保護狀态。

(3)浪湧保護電路

市電電壓通過整流管 D8、D9全波整流産生的電壓通過 R17、R18、R22取樣,再通過C12濾波産生取樣電壓Line OV,該電壓通過D14加到IC3 13 腳。當市電電壓沒有幹擾脈沖時,IC3 13 腳輸入的電壓較低,不影響IC3輸出的激勵脈沖,電磁爐正常工作。一旦市電竄入幹擾脈沖,IC3 13 腳輸入的電壓升高,該電壓被IC3檢測後判斷浪湧電壓過高,使 14 腳不再輸出激勵脈沖,功率管截止,避免了過壓損壞。D11是防止取樣電壓過高而設置的鉗位二極管,确保IC3 13 腳電位不超過5.5V。

(4)過流保護電路

主回路産生的電流被電流互感器CT1檢測并耦合到次級繞組後,通過C10、R15抑制幹擾脈沖,D5半波整流,再通過可調電阻VR1和R3取樣産生取樣電壓OC。OC通過D16加到IC3 13 腳。若主回路的電流較大,CT1輸出的電壓升高,OC電壓增大,被IC3檢測後判斷主回路過流,切斷 14 腳輸出的激勵脈沖,功率管截止,避免了過流損壞。

提示

VR1是用于設置最大取樣電流的可調電阻,調整它就可改變輸入到IC3 13 腳的取樣電壓OC的高低,實現過流保護啟控點的設置。

(5)爐面過熱保護電路

爐面溫度傳感器(負溫度系數熱敏電阻)RT2緊貼在爐面下面,它與R31分壓産生的檢測信号PAN_T加到IC3 19 腳,送給IC3内部的CPU進行檢測。當爐面的溫度高于220℃時,RT2的阻值急劇減小,5V電壓通過RT2與R31分壓後使檢測信号PAN_T的電壓升高,被IC3檢測後判斷爐面溫度過高,輸出停止加熱信号,同時驅動蜂鳴器BUZZER1報警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E7”,提醒用戶該機進入爐面溫度過熱保護狀态。

提示

由于爐面溫度傳感器RT2損壞後就不能實現爐面溫度檢測,這樣容易擴大故障範圍,因此該機還設置了RT2異常檢測功能。

若RT2開路或C13擊穿使檢測信号PAN_T為低電平,IC3則判斷RT2開路,不僅不發出加熱指令,而且驅動蜂鳴器報警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E1”,提醒該機的爐面溫度傳感器開路;若RT2擊穿或R31開路,使IC3輸入的PAN_T電壓為高電平,IC3則判斷RT2擊穿,不僅不發出加熱指令,而且驅動蜂鳴器報警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E2”,提醒該機的爐面溫度傳感器擊穿。

(6)功率管過熱保護電路

功率管溫度傳感器(負溫度系數熱敏電阻)RT1緊貼在功率管、整流橋堆的散熱片上,它與R32取樣後産生檢測信号IGBT_T送到IC3 24 腳,送給IC3内部的CPU進行檢測。當散熱片的溫度高于 85℃時,RT1 的阻值急劇減小,5V 電壓通過 RT1 和 R32 分壓使檢測信号IGBT_T的電壓升高,被CPU檢測後減小功率調整信号的占空比,使功率管導通時間縮短,電流下降,将功率管的工作溫度限制在85℃以内;當散熱片的溫度高于95℃時,IGBT_T電壓進一步升高,被CPU檢測後立即輸出停止加熱的控制信号,使功率管停止工作,同時驅動蜂鳴器發出警報聲,并控制顯示屏顯示“E4”的故障代碼,提醒用戶該機進入功率管過熱保護狀态。

提示

由于功率管溫度傳感器RT1損壞後就不能實現功率管溫度檢測,這樣容易擴大故障範圍,因此該機還設置了RT1異常檢測功能。

若RT1開路或C14擊穿使檢測信号IGBT_T為低電平,被IC3檢測後判斷RT1開路,不僅不發出加熱指令,而且驅動蜂鳴器報警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E3”,提醒該機的功率管溫度傳感器開路;若RT1擊穿或R32開路使IGBT_T電壓為高電平,被IC3檢測後判斷RT1擊穿,不僅不發出加熱指令,而且驅動蜂鳴器報警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E4”,提醒用戶該機的功率管溫度傳感器擊穿。

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