电磁炉 电控原理图.doc

第一节 电磁炉的工作原理电磁炉主要是利用电磁感应原理，电流经过线盘产生变化磁场，磁场感应到炉面上的铁质锅具底部产生涡流，从而产生大量的热能，直接令锅具底部迅速发热，进而加热锅内食物。工作结构图整流滤波降压稳压（+5V +18V）输出IGBT（功率管）正常工作在截止/导通状态（快速）驱动IGBT（功率管）/风机/保护电路/集成电路工作线盘高频振荡产生涡流加热铁质锅具市电（交流220V）输入大电流整流滤波输出电路原理图(见附图1) 交流电输入部分市电220V经接插件L1、N1接入电路。电路开始通电。由于电磁炉工作电流较大，接插件N1、L1和保险管两端引脚焊接必须牢固，目的是避免接触不良。电磁炉的保险丝是个保护装置，在更换的过程中要选用同型号的更换。（过小电流不够过、易熔断。过大保护失去作用）。所以16A/250V的保险丝不能随意改动或代换（更不能直接短路）。RZ1是压敏电阻，作用是为了防止市电输入电压过高而损坏电磁炉，其外型像瓷片电容（蓝色）。压敏电阻标注一般为10D561K或10D471K，其最大允许使用电压为300V（AC），当电压超出其范围时，就会被炸裂。在维修过程中，更换时，要选合适的型号对号入座。压敏电阻是并联在电路中的,它对电压比较敏感(达到一定的异常高的电压),在正常工作电压的时候 它相当于绝缘体,在电压异常大的时候 电阻阻值瞬间变的很小,电流经过压敏电阻回流到前端 ,拉端保险丝 ,如果电压比较大时间比较长 自身也瞬间击穿,保护了后端电路.L1、N1之间有电容C1，该电容既能防止电磁炉工作产生的高频干扰脉冲窜入市电网干扰其他电器，又防止市电网的干扰脉冲窜入电磁炉电路影响其工作。该电容的容量通常为2uF5 uF。如图所示 大电流整流滤波输出部分 市电经过桥式整流器BG1（桥堆）整流出来再经过L1、C4滤波后输出300V直流电，为线盘高频振荡供电。BG1是个大电流高耐压器件，其规格为20A800V。当其烧坏后，不能随意用其它整流器代替。一定要用同型号或比它更大电流高耐压的整流器（外观、管脚、接口相同）替换。L1扼流圈、C4电容组成倒L型滤波电路。作用是把整流出来的直流脉动成分滤去，使输出波形更加平滑。当C4、 8uF/400V（DC）电容击穿短路时，保险丝会烧断，整流器也会因电流过大而烧坏。此电容容量变值时（变小），直流输出300V电压会明显下降，当C4没有容量时，也会导致烧IGBT，维修时要特别注意。如图所示 线盘高频振荡电路 CN3、CN4（接上线盘）与C5、IGBT1组成一个高频振荡电路（振荡频率一般为20KHz 40KHz之间）。高频交变电流是由线盘的电感量，与高频谐振电容的容量决定的。因此线盘的电感量和电容的容量要根据功率来确定（不能随意代换）。当IGBT击穿后，要对其进行检测，C5容量变值都会导致IGBT烧坏（特别是电容短路）。IGBT是电磁炉的核心部件，采用西门子公司公司H20R1202（型号），其击穿烧坏后维修一定要用同样的型号更换（因为参数、温升有些不同。可能会第二次出现故障）。R6是下拉电阻，DW1为限幅稳压管（二极管）作用是把驱动输入限制在0V18V之间。维修时，当IGBT击穿烧坏，也要对其进行检测，正常后才可以更换IGBT。R7为限流电阻。如图所示 开关电源部分 市电（交流220V）经D1、D2整流。D6二次整流E1滤波后出来300V左右的高压进入U2的5、6、7、8脚。当E2两端电压达到14.5V时（此电容是谐振电容），U2芯片开始工作，场效应管进入开关状态（场效应在芯片内部）。电路的稳压由U2的3脚（反馈输入）内接的控制电路与外接的稳压管DW2完成。C12是用于提高整流性能，以防高频干扰。实测数据如下：1脚2脚3脚4脚19.5V19.5V20.5V38.7V5脚6脚7脚8脚300V300V300V300V维修过程中用万用表直流电压档测。如有不符，查相应的元件。U2的1、2脚输出19.5V的电压（此电压有高频脉动成分）。经过高频变压器的初级绕组后（为+5V准备），L3、E5组成倒L型滤波电路（高频脉动成分滤去）输出相对平滑的直流电，为风机供电。再由R13降压E4、C10电容滤波输出+18V比较平滑的直流电。为IGBT驱动供电。D8为钳位二极管，把电位钳制在0V以上。D7为保护二极管。R22为限流电阻。如图所示由于变压器初级有高频脉动成分，次级耦合也有高频脉动成分。经D11半波整流E3滤波出来8.5V的直流电压。进入U3三端稳压集成输入端。三端稳压集成内部结构（略）。在输出端得到一个+5V的电压。经E6、C11滤波后为主芯片、保护电路、控制板供电。 同步电路的作用 电磁炉工作时，IGBT快速交替地工作在截止与导通状态之间。设定不同的火力时，IGBT的截止与导通时间比例不同。在IGBT导通时，线盘中感应电动势的极性为CN3“”CN4 “”。由于电感线圈中的电流不能突变，流过IGBT的C、E极间电流逐渐增大。当电流增大至某一值时IGBT立即截止，以避免大电流击穿IGBT。当IGBT截止时，线盘中的感应电动势极性立即变为CN3“”CN4 “”，线盘经C5充电，接着C5对线盘放电。线盘与C5电容产生阻尼谐振，电磁能迅速转化为热能。加在IGBT的C、E极上的电压非常高，在这个期间，要确保IGBT可靠截止。否则，高电压形成的大电流必将损坏IGBT。按以上的情况，要使IGBT工作状态与线盘的状态保持协调，也就是说要IGBT导通与截止，跟线盘状态保持一致。那么，就要设计一种电路来完成这种任务，这种电路就是同步控制电路。 IGBT导通时，线盘两端电压极性CN3“”CN4 “”正电位（正电压）。R3、R19、R17、R14分压后得3.0V电压到IC119脚，负电压经R4、R5、R32、R37、R15、R16、R24分压后得2.85V电压到IC120脚（以上是线盘没有工作情况下电压）。当IGBT烧坏或没有功率输出情况下，R3、R19、R17、R14 、R4、R5、R32、R37、R15、R16、R24都要进行检测，查看是否开路或变值。R18再分个电压1.03V出来进入IC118脚。用来检知线盘工作时的峰值。C8为滤波电容。如图所示 IGBT驱动波成型电路 在电路工作时（接上线盘）IC13脚发出一个脉冲信号控制Q4（在这里当数字电路中的开关作用）。Q4导通（短暂）输出低电平，来控制Q2。Q2基极因是低电平而截止，在集电极输出高电平，来控制Q1、Q3。Q1基极高电平，所以导通，18V通过了三极管进入IGBT的G脚（控制脚）。Q3因为是PNP型三极管，导通与截止跟NPN型相反。所以Q3基极虽然是高电平。其输出还是高电平。因IGBT的G极（控制极）有信号输入，开始导通（但很快就截止了。因为是脉冲信号，输入很快变为低电平了）。在线盘与C5之间产生了阻尼振荡。经同步电路分压后，又有一个信号（称为检锅信号）经C30电容（因电容通高频阻低频特性）进入Q2的基极。反复以上步骤。D5、D9是钳位二极管。R8、R9上拉电阻。R41为下拉电阻。如图所示 风扇驱动电路 R20、Q5构成风扇驱动电路。通电后按下开关键（在显示板上面），IC116脚就会输出高电平。通过R20进入Q5的基极，Q5开始导通，风扇开始工作。 IGBT、炉面温度检测电路R28、RT1、C24组成了IGBT温度检测电路。当IGBT温度升高时，RT1（热敏电阻）阻值下降把+5V电位拉低，进入IC19脚检测。当拉到一定程度时，IC1的3脚关闭脉冲输出（PWM），电磁炉停止工作，显示故障。从而保护IGBT因为温度过高而烧坏。R28为上拉电阻。C24的滤波电容。R27、C25组成炉面温度检知电路（热敏电阻NTC在另外的装置上。工作时插到CN9插座里）。当炉面温度升高时（热敏电阻）阻值下降把+5V电位拉高。进入IC1的10脚检测。拉高到一定程度时，IC1的3脚关闭脉冲输出（PWM），电磁炉停止工作，显示故障，达到保护线盘和微晶板的作用。（因有些功能需要，不显示故障。只是关闭PWM或降低功率来散热）。R27是下拉电阻。C25为滤波电容。如图所示 电源电压检知电路 市电（交流220V）经D1、D2整流后由R29、R26、R10、R12分压得到一个电压进入IC1的11脚进行检知。当电压变化（大于270V或低于140V）时，IC1就会关闭PWM，显示故障。起到保护元器件的作用。如图所示 电浪涌检知电路（略） 电流检知电路（略）附： IC1集成电路（CPU）各脚电压1脚2脚3脚4脚5脚0.97V4.35V0V5.0V0V6脚7脚8脚9脚10脚4.39V4.20V2.55V2.58V0.28V11脚12脚13脚14脚15脚3.00V0.03V5.00V1.80V0.30V16脚17脚18脚19脚20脚0.01VGND1.00V3.00V2.85V第二节 电磁炉常见故障与检修方法1） 不通电A、 插上插座电磁炉没反应。先检查插座上有没有交流220V电压。检查方法用万用表测量或拿其它电器插上，看是否正常。正常后查电路主板L1、N1之间有无交流220V电压。如果没有，就是电源线内部开路或者电源线端子与插片脱落。内部开路要更换电源线，脱落要把端子重新插到插片上去。B、 查看保险丝FUSE1有没有熔断，（如果熔断检修方法见C）。在不熔断情况下查D1、D2、D6、R22是否正常，R22为限流电阻（等于保险丝）。只要下级电路短路电流过大，就一定会把R22电阻烧坏。所以在更换后要查下级电路中的U2、E1、和D8有没有短路。如上述元件正常，还是不通电，就往下查U2的1、2脚有无19.5V电压（用万用表直流电压档测）。如没有19.5V电压，应该是E2电容变值或DW1、18V稳压失效了。有了19.5V电压还是没有反应，测E3的两端要有8.4V左右的电压。无则变压器、U3、D11坏。（变压器在线查初级绕组阻值在4左右，次级绕组在2.9左右。无阻值说明开路，阻值变小说明短路了）。U3、78L05不可在线查（须焊下来用电阻档红表笔接中间脚，黑表笔接输出端。正常在3K左右阻值。黑表笔再接输入端。阻值应该大于1M）以上元件全部正常，只有主芯片短路（击穿）才会没有反应。更换主芯片后故障解除。C、 保险丝FUSE1熔断，更换保险丝后不可以马上通电。在线测整流桥和IGBT是否烧坏。测量方法用数字万用表二极管档，红表笔接整流桥的“”端（也就是地线），黑表笔接整流桥的“+”端。整流桥的压降（读数）应该在950-1050之间，过小说明已击穿，过大说明已开路。 IGBT测量方法用数字型万用表二极管档，红表笔接IGBT的E极（地线）黑表笔接C极（IBGT的中间管脚），测量IGBT内部的阻尼二极管压降（读数）。应该啊450-480之间，过小说明参数已变化。万用表发出Bi、Bi声说明已经击穿了。两种情况都要把它更换。在更换过程中要检查滤波电容C4。同步电路R3、R19、R4、R5、R32、R37电阻阻值和驱动电路Q1、Q2、Q3、Q4三极管。上述元件正常后才可以通电试机。2） 电磁炉开机后不加热、又不显示故障代码出现此类原因有两个。一、300V高压不够，一般情况下是C4滤波电容无容量或者开路。检测方法把C4焊下来，给它放电。用二极管档量它两端。万用表发出Bi、Bi声说明已经短路了。反复更换表笔量它两端没发出声音说明已经开路了。（万用表有电容档更好，可以直接量它容量）。二、第二个原因就是同步电路的电阻变值。R3、R19、R14、R4、R5、R32、R37、R24这些电阻变值都会出现不加热情况。检测方法是把电阻的一端翘起（因为在线测量读数不准确）。用万用表电阻档量它的阻值。以上是连接高压元件，维修时要注意高压。3） 显示故障代码检修方法（故障代码见附图2）A、 显示E0：E0为线路故障，其检测范围较宽，整个电路板中的任一元器件的损坏都会提示E0故障。因其范围大，我们只有分析几个易损坏的电路。B、 线盘开路（断裂），C5、0.3UF电容变值，还有R3、R19、R14、R4、R5、R32、R37、R24同步电路电阻任一个烧坏（开路）都会显示E0。所以显示E0应该检查以上元件和线盘。C30、2A221J电容变值也会无脉冲输出而显示E0。C、查驱动电路Q1、Q2、Q3、Q4四个三极管和DW1、18V稳压管是否击穿短路。（测量方法用二极管档测其压降，正常在650-750之间，如过小或发出Bi、Bi声，则说明已经损坏）。D、 查Q1的进电极有无18V电压为其供电。无18V电压到这里会显示E0，要测量R13的两端电压。如果一边有一边无，就是R13开路了。（因为有了+5V控制板上能显示E0，所以确定前面部分无故障）。4）、显示E1 ，E1为无锅/锅具不符。首先检查所用的锅具是否符合要求（锅具要含有铁质，底部直径大于8CM）否则显示故障。A、 放下锅具到炉面上启动电磁炉。听下锅底部是否有响声，如果有，则重点查电流检知电路（R2、VR1、R40、R44、R43、C9、C31）。如果无响声，则重点检查C30、R31（检锅信号）与驱动电路Q1、Q2、Q3、Q4三极管。B、同步电路的电阻阻值改变，也会显示E1。要