美的电磁炉电路分析与检修

1、美的电磁炉电路分析与检修美的电磁炉电路分析与检修就以美的 SH2147 型电磁炉为例。其最大 功率为210OW，且待机功耗小，并具有多项一 键智能控制烹饪方式，因操作简单， 一、电路 概述 该机电路采用了美的 05 标准板电路，具有 较 强 的 代 表 性 ， 与 该 机 电 路 相 同 的 有 SP2115,SP203,EH201,EP201,SP2112,EP1910,SY 191 等近两年的大部分产品。 该电路同早期（ 2005 年前）的非标准板电路相比， 主要更改的地方有： 1 供电方式由变压器方式改用开关电源； 2 单片机安装在显示板上； 3 增大同步信 号检测电路分压电阻阻值发降低

2、分压电阻承受 的高压； 4 统一了主板关于电流、电压、温 度检测电路的器件参数。与显示板的接口 CN1 各脚功能见表 1。 表 1 主板与显示板接口 CN1 各脚功能 端口 标号 功能 说明1 Vcc +18v电源+18V电源供电，本机未安装此 脚插件2 GND 地线 地线3 +5V 5V 电源 5V 电源供电4 BUZ 蜂鸣器驱动 4kHz 的方波信号，驱动蜂 鸣器5 FAN 风扇驱动 高电平开通风扇，低电平关断 风扇6 PWM PWM PWM 方波信号7 PAN 起振信号和振荡脉冲数检测 有两个作 用：输出口作为振荡的起振信号， 输入口作为振 荡脉冲的信号检测8IGBT-ENIGBT 管使

3、能 控制 IGBT 管开关，高电平允许 IGBT 管开通，低电平则禁止 IGBT 管开通 9 CURENT 工作电流检测 5V 以下信号，用为 单片机的 A/D 信号10 VIN 电作电压检测 5V 以下信号，用为单片 机的 A/D 信号11 TEMP-IGBT IGBT 管温度检测 5V 以下信 号，用为单片机的 A/D 信号12 TEMP-MAIN 锅具温度检测 5V 以下信号，用为单片机的 A/D 信号二、单元电路分析 该机主板电路主要由以下单 元电路组成：主电源回路、 LC 振荡电压保护电 路、 PWM 脉宽调控电路、 IGBT 管驱动电路、 浪涌保护电路、电流检测、电压检测、电源供电

4、 电路、蜂鸣器报警电路、锅具温度检测电路、 IGBT 管温度检测电路、风扇驱动电路。电输入 电路该电路由EMC （电磁兼容）防护电路和整 流滤波电路组成， EMC 防护电路的作用上滤波 除市电中的高频干扰， 并防止雷电或其他强电损 坏后级电路，同时抑制电磁炉工作时对市电的电 磁辐射。 C3 为谐波吸收电容， CNR1 为过压保 护压敏电阻， 当输入电压过高时， 其阻值大辐下 降，流过 CNR1 的电流陡增， 保险管熔断， 从而 起到过压保护作用。 全桥DB1、电感L1及电 容 C4 将输入的市电变换成平滑的直流电，由整 机工作电流较大，故对 DB1、 C4 要求较高。一 般来说，功率小于 20

5、00W 的电磁炉应通常选用 最大电流不小于 15A 的全桥；功率大于 2000W 的电磁炉通常选用最大电流为 25A 的全桥。 C3、 C4 应选用 MKP-X2 型电容，不能换用普通电容。 1 LC 振荡电路 LC 振荡电路又称主回路，其 作用是让加热线圈 L 与电容 C5 谐振，产生 20kHz30kHz 的高频电磁波。 电磁炉正常工作 时， IGBT 管工作在开关状态。当 IGBT 管导通 时， +300V 电压给 L 充电，电能转化成电磁能 并储存在 L 中；当 IGBT 管截止时， L 向 C5 充 电，随后 C 又经 L 放电，如此反复形成谐振， 其谐振频率由 L 及 C5 的值决

6、定，通常为 20kHz30kHz 。当高频电磁波穿过铁质锅底时， 在锅底产生强大的涡流， 锅底迅速发热， 从而达 到加热食物的目的。 提示： C5 为易损元件，代 换时应选用同容量 MKPH 型电容，否则易造成 IGBT 管损坏。 2 同步及振荡电路 该机同步 及振荡电路运算放大器 U2B、 C6 等元件组成， 在IGBT管截止期间，由于L与C5谐振，IGBT 管 c 会出现谐振峰值电压， U2B 7 脚电压高于 6 脚电压， U2B 1 脚内部三极管截止， 输出高电平； 当 IGBT 管导通时， L 储能， U2B 6 脚电压高于 7 脚电压， U2B 1 脚内部三极管饱和导通， +18V

7、电压经 R28 给 C6 充电，在 U2B 10 脚形成锯齿 波，与 U2D 11 脚送来的功率电平比较，然后从 13 脚送到 IGBT 管驱动脉冲。 U2B 1 脚输出的 同步脉冲还经 R27 送往单片机的 PAN 端，作为锅具检测信号。 如果炉面上放有材质符合要求的 锅具，由于谐振时的能量被锅具吸收， 则谐振时 间短，脉冲个数少，否则脉冲个数多，单片机便 可根据 PAN 端输入的脉冲个数来判定炉面上是 否放有锅具。 另外，在启动加热时， 单片机 PAN 端输出检锅脉冲，作为起振信号。3 IGBT管高压保护电路 IGBT 管高压保护电路又称为 IGBT 管 Vce 检测电路， 其作用是防止

8、IGBT 管 因 c 极电压过高而损坏。该电路由电压比较器 U2C 、R13、R18R20 等元件组成。 +5V 经 R21、 R20 分压后给 U2C 9 脚提供参考电压，约为 3.6V。若IGBT管c极电压升高，当8脚电压高 于 9 脚电压时， U2C 14 脚输出低电平，输往 PWM 脉宽调整电路 U2D 11脚的功率电平被拉 低，则U2D 13脚无IGBT管驱动脉冲输出，IGBT 管 停 止 工 作 ， 从 而 起到 高 压 保 护 的作 用 。 4 PWM 脉宽调控电路 该电路是将单片机输 出的功率电平与同步振荡电路送来的锯齿波信 号比较，输出对应功率的 IGBT 管驱动方波信 号。

9、 调节功率时，单片机 PWM 端输出相应占 空比的方波信号 （即 PWM 信号），经 R23、EC5 平滑成直流电平 （即功率电平） 送往电压比较器U2D 11脚。与 10脚输入的锯齿波信号进行比较， 若功率电平越高，则 U2D 13 脚输出的驱动脉冲 占空比就越大， 即电磁炉的加热功率越大， 反之 则越低。 5 IGBT 管驱动电路 IGBT 管是一 种电压激励场控型高压、 高速大功率器件， 导通 时需在 G 极与地间加上十几伏的电压才能可靠 地导通，截止时需为 G 极提供放电回路。 当 U2D 13 脚输出高电平时， Q3 导通， Q4 截止， +18V 电压经Q3的c-e结及R35、R3

10、7流向IGBT管 G极，IGBT导通；当U2D 13脚输出低电平时， Q3 截止， Q4 导通， IGBT 管 G 极中储存的电荷 R37及Q4的e-c结放电，为IGBT管的再次导 通作好准备。 6 浪涌保护电路 为防止市电电 压骤然升高损坏电磁炉，故设有浪涌保护电路。 如图 8 所示，电压比较器 U2A 4 脚通过电阻 R44 直接与 +5V 相连，用为基准电压。正常时， U2A 5脚电压（约4.1V）低于4脚电压，11脚输出低 电平， Q6 截止，不影响 U2D 13 脚输出的驱动 信号；若市电骤升时， 其浪涌电压经 R40、 C15、 R41、 D19 送至 U2A 5 脚， 5 脚电压

11、高于 4 脚电 压，则 2 脚输高电平， Q6 饱和导通， IGBT 管 截止，以防止 IGBT 管过压损坏。 7 电流检 测电路 该电路是对电磁炉的工人电流进行实时 监测，以便进行功率调节， 并防止功率过大而损 坏元器件。 电磁炉工作时，电流互感器 CT1 次 级线圈感应的电压先经 R9、 VR1 降压，再由 D11D14 整流、 EC2 滤波形成电流检测信号， 送往单片机的 CURRENT （电流检测）端。 提 示：功率调节电位器 VR1 对整机性能影响较大， 大可随意调节，否则易损坏 IGBT 管。 8 电 压检测电路 该电路实时对市电进行检测，若市 电过高或过低， 单片机均发出停机指令

12、， 以防止 电路元件件 （尤其是 IGBT 管）过压或在欠压状 态大电流工作而损坏。 AC220V 市电先经 D9、 D10全波整流后，由R6、R8、分压，EC1滤波， 得到电压检测信号，送往单片机的 VIN 端，与 内部设定的基准电压相比较， 若过高或过低， 单 片机均发出停机指令， 并显示相应的故障代码或 发出提示音。 待市电电压正常后， 即可自行恢复 正 常 。 通 常 ， 电 磁 炉 的 市 电 允 许 范 围 为 AC160VAC250V 。 10温度检测电路 电磁炉 中的温度检测电路分为炉面及 IGBT 管温度检 测两种。本机炉面温度检测电路由负温度系数热 敏电阻及 R1、 R2、

13、 C2 组成； IGBT 管温度检测电路由负温度系数热敏电阻及 R3、C1 组成。 温 度升高时，热敏电阻阻值减小，则 R2 或 R3 两 端电压上升，即送给单片机 TMAIN 端或 TIGBT 端的电压升高， 反之电压下降。 单片机此与芯片 内部预设值比较， 从机时发出相应动作指令， 以 保证整机正常安全工作。 11风扇驱动电路 由 于电磁炉工作时， IGBT 管及整流全桥会发出大 量的热量， 为保证电磁炉安全可靠地工作， 特增 设风扇强制散热。开机后单片机 FAN 端输出高 电平，Q1饱和导通，负扇动转。D15为钳位二 极管，防止风扇电机线圈产生的感应电压过高损 坏 Q1。12加热开 /关

14、控制电路 在电磁炉的单片机端中均设有一个开 /关功能输出端，以控制 电磁炉是否进入加热状态。本机加热开 / 关控制电路如图 13 所示，其单片机控制端口标注为 I-EN （IGBT-EN 的缩写，常称为 IGBT 管使能 端）。开机时，单片机 I-EN 端输出高电平， Q5 导通，其c极为低电平，则Q5截止、Q6导通， IGBT 管驱动信号被 Q6 旁路到地， IGBT 管不 工作。 提示：开机后，电磁炉要进入加热状态， 不仅要求单片机 I-EN 端输出高电平开机信号， 还要求各保护电路未进入保护状态。13电源 电 路 该 机 电 源 电 路 采 用 开 关 电 源 单 芯 片 VIPer12

15、A （U92）,接通电源后，+3O0V电压经 开关变压器的初级绕组加到 U92 的 58 脚（内 部开关管漏极），在内部高压电流电路的作用下 给 4 脚（供电端）外接电容 EC95 充电，当 EC95 两端电压达到14.5V，芯片内部电路工作，开关 变压器次级输出相应电压。 该电源稳压电路由 U92 3 脚（反馈输入端）内部控制电路及外接的 稳压管 Z90 的稳压作用， U92 3 脚电压随之升高， 在芯片内部的脉宽调整电路的作用下， 开关脉冲 占空比减小， 即开关管在一个周期的导通时间缩 短，输出电压下降。若 +18V 电压降低，其控制 过程与上述相反。 三、常见故障维修流程 1保 险丝烧断 保险丝烧断的故障原因很多，且不可 更换保险丝后贸然试机， 通过灯泡判断电路是否 仍存在故障， 只有在上述检查正常的前提下， 才 可换上保险管试机。 2 显示正常，能检锅但 不加热 该故障应主要检查功率驱动电路及同步 振荡电路。 3 风扇不转 风扇不转故障检修相 对简单， 主要检查其电机及驱动电路。 功率偏低 此故障的具体表现为功率偏低或功率频繁变化。 此故障涉及的电路主要有电流检测及功率调节电路。 4 检不到锅 显示正常，开机后有无锅 报警声， 但入上符合要求的锅具后， 仍发出无锅 报警音。该故障应主要检查电流、 电压检测电路。 5 操作无反