电磁炉的工作原理与维修

1、电磁炉工作原理与故障分析讲座主讲人：徐向华临清工业学校临清残联顺芯科 商用电磁炉机芯 / wenku1 电磁炉又称电磁灶，分为工频（低频）和高频两种。其中，工频电磁炉工作简单可靠，但躁声大，热效率低，应用较少。 一般家庭使用的电磁炉是指高频电磁炉，利用电磁感应原理将电能转换为热能的工作原理。由整流电路将50/60Hz的交流电压转换成直流电压（AC-DC-AC、交流-直流-交流），再经过控制电路将直流电压转换成频率为2035KHz的高频电压，高速变化的电流流过线圈产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿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，达到用户

2、使用的结果。如下图 电磁感应加热的基本过程，至少需要整流单元、功率开关管、功率开关管驱动控制单元、加热线圈单元及锅具等部件。电磁炉是运用高频电磁感应原理加热。它将市电整流滤波后得到的脉动直流转换为高频电流，通过加热线圈建立高频磁场，磁力线经线圈与金属器皿底部构成的磁回路穿透炉面作用于锅底，利用小电阻大电流的短路热效应产生热量，在锅底形成涡流而发热，起到加热器皿中的食物的作用。 一般来讲,器皿一般是用钢质、铁质材料来加热，铝、铜由于表面电阻率太小，而不易被加热，陶瓷、木等又由于表面电阻率太大，使产生电流太小，所以也不易被加热。 高频电磁灶一般为厚度小于80mm的薄形台式结构。 其内部结构示意图如

3、右，主要由灶面板、加热线圈、印制电路板、大功率输出管及散热器、排气扇等组成。 电磁炉整机零件一般包括如下：1、陶瓷板： 又叫微晶玻璃板，位于电磁炉顶部，用于锅具的垫放，具有足够机械强度，耐酸碱腐蚀，耐高低温冲击。2、上 盖： 用耐温塑料制成，作为电器的外保护壳。3、面 膜： 用塑料薄膜制成，用于功能显示及按键操作指示。4、灯 板： 又叫显示控制板，位于壳内，进行功能显示及功能按键操作。5、炉面传感器组件：位于壳内，嵌在发热盘的中间，用橡胶头或其它方式顶住陶瓷板，用于控制炉面锅具的温度。6、加热线盘：位于壳内，主工作器件，发射磁力 线，自身也会发热。7、主控板：又叫电源板、主板，位于壳内，作为电

4、转换的控制的主工作部分。8、电源线及线卡：连接市电与电磁炉，提供电源通道。9、电风扇：位于壳内，通过吸风将炉内热量带出壳外，起降温作用。10、下盖： 用耐温塑料制成，作为电器的下保护壳，及支撑内部器件及锅具作用。 电磁炉主板原理方框图如下主板分成10大部分： 1、主回路的主谐振电路分析 2、IGBT驱动电路分析：(推挽式电路，高电平 驱动有效) 3、电流取样电路 4、干扰保护电路 5、电压AD取样电路 6、同步电路和压控/自激电路 7、反压保护与PWM控制电路 8、炉面传感器与IGBT热敏电阻取样电路 9、风扇控制电路 10、开关电源电路主回路的主谐振电路 电磁感应加热的基本过程，至少需要整流

5、单元、功率开关管、功率开关管驱动控制单元、加热线圈单元及锅具等部件，运用高频电磁感应原理加热，将市电整流滤波后得到的脉动直流转换为高频电流，通过加热线圈建立高频磁场，磁力线经线圈与金属器皿底部构成的磁回路穿透炉面作用于锅底，利用小电阻大电流的短路热效应产生热量，在锅底形成涡流而发热，起到加热器皿中的食物的作用。 显示板分成3大部分： 1、显示控制部分 2、蜂鸣器驱动电路 3、微电脑主控芯片IC 电路图如下电磁炉显示板原理图整体框图一般电路故障检修流程第1条：上电无任何反映第2条：上电显示正常，有检锅信号，放上锅具检到锅不工作。第3条：显示正常、开机只有检锅声，不工作。第4条：显示正常，开机后“

6、无锅报警声正常”放上锅具后，能工作，但功率出现间隙加热，由小变大，反复跳变第5条：正常显示，开机后功率上不来第6条：风扇不转第7条：一上电就炸保险管，IGBT、整流桥。第8条：无显示、按键无反应第9条：功率偏低，与额定功率偏差过大，或功率跳功频繁。上电无反映检查保险管是否烧断或虚焊、整流桥是否不正常Y换保险管、整流桥NY查5V、18V电压正常否查显示板连接线是否接好或接触不良，芯片电源脚是否有5V电压，把线接好或者需要更换芯片检查D1、D2整流二极管是否击穿。R50电阻有没有变值高频变压器初次级是否有断路、异样。开关电源部分器件有没有虚焊，脱焊。更换变压器、重新把虚焊，脱焊加锡后面电路有短路或

7、者器件把电压拉低断开所有18V连接的电路，和5V后面的电路，测是否电压正常OKNNNY完成改换器件电源线或插座是否接触良？插好电源线NYN显示正常，开机有检锅信号放锅后不检锅，也不加热，判定中断出问题断开D17、D18二极管，是否问题解决芯片外上拉电阻没接好，或芯片已损坏换上拉电阻或芯片接回D17、D18，再断开电流浪涌的LM339的6脚(负端)的RJ25上接电阻。及电压保护的R54电阻，是否能工作LM339的1脚瓷片电容C19有漏电，或R19电阻没有接好，更换即好。接回R54电阻，是否能工作电压保护电路出问题，测量并更换电阻，电容接回6脚的上拉电阻RJ25，测量LM339正负端的电阻是否有变

8、阻，（这里的电阻一般不会有问题），更换正端接地的瓷片电容，（有漏电，可能性最大）NYNYNY完成LM339坏更改LM339上电显示正常，有检锅信号，放上锅具检到锅不工作。 开机不工作，一直在检锅线盘是否接好？按好线盘同步接LM339电压8脚(负端)比9(正端)脚电压低0.2v0.4v之间接线盘两端电阻有问题推挽电路坏？检查推挽电路是否有问题LM339坏？换LM339完成YNNNNYY显示正常、开机只有检锅声，不工作。 开机后有功率输出，但间隙加热检查电流检测电路是否有问题检查电压检测电路是否有问题查电流取样器件或电流互感器检查电压取样电路器件YN完成Y显示正常，开机后“无锅报警声正常”放上锅具

9、后，能工作，但功率出现间隙加热，由小变大，反复跳变。显示正常，开机后功率上不来工作一段时间后，是否进入超温保护，或过不了一会温升奇高电流取样电路有问题，电阻变值，瓷片有问题，钳位二极管D13出问题同步电容C18、C20出问题，最大可能是C20有问题完成正常显示，开机后功率上不来风扇不转风扇插座是否插好风扇插座插好风扇电机是否损坏换风扇风扇是否有接上18V检查风扇与18V之间的连线风扇驱动电路是否正常在检查电路时具体电路作具休的分析检测芯片控制端口是否有高电平输出(5V)检查是否连接是否断开，或芯片坏完成YNYNYNYNYN风扇不转上电炸机测量整流桥和IGBT是否有坏最好串上60W的白织灯在电源

10、输入端，观查是微亮还是很亮很亮，像正常把灯接到电源上面IGBT导通，驱动电路有问题查驱动电路及同步这个环节，先从驱动电路查起更改保险管，整流桥，IGBT完成去灯泡，可以正常上电YNYNYN一上电就炸保险管，IGBT、整流桥。 上电无显示，按键无反应电源线、电源板与显示板的连接线是否插好？接好各个连接线再上电进入芯片5V电源是否正常检查5V电源电路数码管或LED灯是否坏？驱动三极管是否坏？显示板74LS164是否坏单片机损坏？换数码管，LED灯换三极管换74LS164换单片机完成显示正常后按键还是无反应更换按键按键是否损坏或顶死YNYYYYYYNNNNNN无显示、按键无反应。功率偏低锅具是否符合

11、要求？变形？放正？更换锅具/放正锅具电流/电压检测电路坏？PWM电路正常？同步电路是否正常？检查反压电路是否正常？检查取样电路检查PWM电路器件检查同步电路电压检查反压电路LM339的输出电压完成YNNNNYYYY功率偏低，与额定功率偏差过大，或功率跳功频繁。 电磁炉常见异常故障分析之“葵花宝典”1：电磁炉在加热3060分钟功率就会下降50100W! 电磁炉电路有没有PWM自动调节功率？若没有功率一定会下降！ 若有PWM自动调节功率还存在功率下降。可能存在以下几点问题： （1）线圈盘表面离锅底太远导致PWM调满了。 （2）IGBT高压峰值压得太低，或加热后取样电阻阻值发生变化。 （3）线圈盘Q

12、值太低。2：电磁炉IGBT振荡频率与L,C有关以外,还和哪几个因素有关?还有锅具材质及锅具距线盘的高度！还有其它因素吗?锅具离线圈盘最好为多高?11mm （10.5mm11.5mm之间）3：电磁炉一工作就发出吱吱的振荡声是怎么回事？可能有以下几种情况： 1、振荡频率过低， 例如使用430材料锅或锅底特薄都会引起，1）：注一般情况下如430锅具加热时其频率低于20KHz2）：锅具的材质经过长时间的使用产生变异3）：LC配合参数有些偏移A、线盘的磁芯断裂B、线盘Q值偏低C、绕线与PBT支架粘贴不牢2、220V整流滤波电容（5uF）的容量过小。 3、调制脉宽电平不稳定。 4、同步跟踪电路有问题，可能

13、使振荡不同步。 5、布板不合理也会引起。6、用线型变压器作电源变压器的材质变异7、风扇叶片开裂、断裂。风扇驱动电路元件变质现的电磁炉技术发展比以前较成熟多了，但是有的厂家这种问题以极少数部分依然存在。4：电磁炉对锅具的检测是怎样进行的?一般检测电流和脉冲个数。所谓检测电流就是让IGBT工作一段时间，一般取数十mS，互感器便感应出电压来，在无锅情况下，线圈盘能量消耗小，故互感器感应出电压也小；有锅时线圈盘能量消耗大，故互感器感器消耗能量也大，互感器感应出电压也大，通能判断互感器感应的电压大小就可以知道有没有锅。 所谓检测脉搏冲个数，就是让IGBT工作一个数个uS，（即一个脉冲），线圈盘就和谐振电

14、容发生振荡，无锅时振荡时间长，有锅时线圈盘能量很快消耗完，故振荡也快，然后再能过取样判断振荡的长短来决定有没有锅。5：电磁炉上电后烧IGBT。 一上电就烧，还是开机几秒钟烧，两者原因完全不同。A、一开机就烧是什么原因？查同步跟踪电路部分。是这部分出了问题致使不同步故烧了。查查电阻是否变质，同步电压是否异常，正确是正端比负端高0.2V以上B、一上电就烧是什么原因？上电烧一般是驱动IGBT电路输出个高电平，才把它烧坏。排除这样的故障一般是顺藤摸瓜啦！C、工作一段时间后被干掉是怎么回事?首先看是否IGBT过热未能保护引起,再看干扰保护是否太迟钝引起6：电磁炉可以加热，但速度很慢，加热一段时间后就发出

15、嘀嘀的报警声。而且IGBT发热异常，这是什么故障？驱动波形不正常，占空比过小，造成IGBT非零压时开关，从而发热严重。 建议挂示波器看看波形一般是什么因素会导致波形异常。出厂前厂家一定是做过检测，到市面上的一般是器件变值、老化影响。7：IGBT工作在1800W其工作频率为多大?导通时间为多少?线圈盘电感量为多大?振荡电容为多少?温度为多高才合适?.电磁炉最佳工作频率在20-30KHz范围内,IGBT性能现在已经最高达到150KHz(硬开关)以上,和MOSFET基本相当.通常;IGBT温度控制在85度左右.寿命控制在10年以上(比较保守)短期结温控制在110度.线盘电感量现在各个厂家做的最多是1

16、10UH125uH之间，配用0.27uF/1200V、0.3uF/1200V、0.33uF/1200V谐振电容几个参数，功率最大做到2100W，极少数做到2200W! 据单管实验、配430锅，做2000W时，锅放正中间，IGBT工作在25KHz时，温度由壳内的通道、风量及散热片大小决定，导通时间约为23uS。占空比为1/2。 在相同的条件下，但在28KHz时工作温度为85度至90度！(即谐振电路越小，频率越高) 8：电磁炉线圈盘用的磁条，如何判断其好坏？主要是材料的质量! 虽然材料的质量和产生的频率没有什么影响,但是在一定的情况下会直接影响到频率的高低,会产生不稳定的频率,很简单的例子:劣质的

17、电磁路的噪音很大的因素与它有关.若给你两块：一块是好的。一块是差的，你是如何判断呢？使用什么仪器测量呢？可以测试它的磁导率,主要还是外观的检测.因为,磁快烧结后,材质轻微的好坏对磁导率的影响不是很大,但是价格相差很大,差的都是好的筛选下来不用的,国内的大都是这样的，好的表面光滑,颗粒细致均匀,差的相反! 测试磁导率的市场有的卖的。 9：电磁炉不加热从哪入手排除故障？从以下一步一步试试:1、干扰原因造成。查查干扰电路是否有异常2、上电延时保护电路故障：3、电源回路故障4、电流检测电路故障5、IGBT驱动电路故障6、检锅电路10：,电磁炉通电按面板键无任何反应？如何排除?1、上电时是否显示灯有指示

18、。如果有，面板按键是否有问题、芯片管脚坏还是辅助芯片坏（74HC164损坏）2、上电时无任何反映，保险丝、整流桥、IGBT、压敏电阻等是否损坏，若IGBT、整流桥损坏则更换；检查传感器、散热器、线盘及其端子等之间是否有打火痕迹，机器内部是否进过水. 3、检测連接排线等接插件是否不良,再检查各组电源5V，18V是否正常；如不正常，开关电源损坏。11：电磁炉晚间生产时，功率会压死，调可调电阻也调不上来，但一到白天，又好了，咋回事呢！功率压死跟很多因素有关，先看看锅具是否那种特别差的，430材质的要比304的低，再看反压电路上电阻是否变值，或反压值设计得太低；或线盘表面距离陶瓷表面太远？另一方面也要注意，可能晚上电网上干扰比较严重，引起反压波形上尖峰毛刺的出现，使反压电路提前动作从而引起功率下降。也可能PWM电路因电阻或设计原因，使PWM转换电压余量不够，当5V又偏低时引起。那间歇加热现象又跟那些因素有关呢？ 首先是否存在