本文格式為Word版，下載可任意編輯——電磁爐器件內部結構工作原理電磁爐原理與維修

希望對象我這樣的初學者有所幫助。電磁爐原理與維修目錄一、簡介1.1電磁加熱原理1.2458系列簡介二、原理分析2.1特別零件簡介2.1.1LM339集成電路2.1.2IGBT2.2電路方框圖2.3主回路原理分析2.4振蕩電路2.5IGBT鼓舞電路2.6PWM脈寬調控電路2.7同步電路2.8加熱開關控制2.9VAC檢測電路2.10電流檢測電路2.11VCE檢測電路2.12浪涌電壓監測電路2.13過零檢測

2.14鍋底溫度監測電路2.15IGBT溫度監測電路2.16散熱系統2.17主電源2.18輔助電源2.19報警電路三、故障維修3.1故障代碼表3.2主板檢測標準3.2.1主板檢測表

3.2.2主板測試不合格對策3.3故障案例3.3.1故障現象1

一、簡介

1.1電磁加熱原理

電磁灶是一種利用電磁感應原理將電能轉換為熱能的廚房電器。在電磁灶內部，由整流電路將50/60Hz的交流電壓變成直流電壓，再經過控制電路將直流電壓轉換成頻率為20-40KHz的高頻電壓，高速變化的電流流過線圈會產生高速變化的磁場，當磁場內的磁力線通過金屬器皿(導磁又導電材料)底部金屬體內產生無數的小渦流，使器皿本身自行高速發熱，然后再加熱器皿內的東西。1.2458系列筒介

458系列是由建安電子技術開發制造廠設計開發的新一代電磁爐,介面有LED發光二極管顯示模式、LED數碼顯示模式、LCD液晶顯示模式、VFD瑩光顯示模式機種。操作功能有加熱火力調理、自動恒溫設定、定時關機、預約開/關機、預置操作模式、自動泡茶、自動煮飯、自動煲粥、自動煲湯及煎、炸、烤、火鍋等料理功能機種。額定加熱功率有700~3000W的不同機種,功率調理范圍為額定功率的85%,并且在全電壓范圍內功率自動恒定。200~240V機種電壓使用范圍為160~260V,100~120V機種電壓使用范圍為90~135V。全系列機種均適用于50、60Hz的電壓頻率。使用環境溫度為-23℃~45℃。電控功能有鍋具超溫保護、鍋具干燒保護、鍋具傳感器開/短路保護、2小時不按鍵(忘掉關機)保護、IGBT溫度限制、IGBT溫度過高保護、低溫環境工作模式、IGBT測溫傳感器開/短路保護、高低電壓保護、浪涌電壓保護、VCE抑制、VCE過高保護、過零檢測、小物檢測、鍋具材質檢測。

458系列須然機種較多,且功能繁雜,但不同的機種其主控電路原理一樣,區別只是零件參數的差異及CPU程序不同而己。電路的各項測控主要由一塊8位4K內存的單片機組成,外圍線路簡單且零件極少,并設有故障報警功能,故電路可靠性高,維修簡單,維修時根據故障報警指示,對應檢修相關單元電路,大部分均可輕易解決。二、原理分析

2.1特別零件簡介2.1.1LM339集成電路

LM339內置四個翻轉電壓為6mV的電壓比較器,當電壓比較器輸入端電壓正向時(+輸入端電壓高于-入輸端電壓),置于LM339內部控制輸出端的三極管截止,此時輸出端相當于開路;當電壓比較器輸入端電壓反向時(-輸入端電壓高于+輸入端電壓),置于LM339內部控制輸出端的三極管導通,將比較器外部接入輸出端的電壓拉低,此時輸出端為0V。2.1.2IGBT

絕緣柵雙極晶體管(IusulatedGateBipolarTransistor)簡稱IGBT,是一種集BJT的大電流密度和MOSFET等電壓鼓舞場控型器件優點于一體的高壓、高速大功率器件。

目前有用不同材料及工藝制作的IGBT,但它們均可被看作是一個MOSFET輸入跟隨一個雙極型晶體管放大的復合結構。

IGBT有三個電極(見上圖),分別稱為柵極G(也叫控制極或門極)、集電極C(亦稱漏極)及發射極E(也稱源極)。

從IGBT的下述特點中可看出,它戰勝了功率MOSFET的一個致命缺陷,就是于高壓大電流工作時,導通電阻大,器件發熱嚴重,輸出效率下降。IGBT的特點:

1.電流密度大,是MOSFET的數十倍。

2.輸入阻抗高,柵驅動功率微小,驅動電路簡單。

3.低導通電阻。在給定芯片尺寸和BVceo下,其導通電阻Rce(on)不大于MOSFET的Rds(on)的10%。

4.擊穿電壓高,安全工作區大,在瞬態功率較高時不會受損壞。

5.開關速度快,關斷時間短,耐壓1kV~1.8kV的約1.2us、600V級的約0.2us,約為GTR的10%,接近于功率MOSFET,開關頻率直達100KHz,開關損耗僅為GTR的30%。

IGBT將場控型器件的優點與GTR的大電流低導通電阻特性集于一體,是極佳的高速高壓半導體功率器件。

目前458系列因應不同機種采了不同規格的IGBT,它們的參數如下:

(1)SGW25N120西門子公司出品,耐壓1200V,電流容量25℃時46A,100℃時25A,內部不帶阻尼二極管,所以應用時須配套6A/1200V以上的快速恢復二極管(D11)使用,該IGBT配套6A/1200V以上的快速恢復二極管(D11)后可代用SKW25N120。

(2)SKW25N120西門子公司出品,耐壓1200V,電流容量25℃時46A,100℃時25A,內部帶阻尼二極管,該IGBT可代用SGW25N120,代用時將原配套SGW25N120的D11快速恢復二極管拆除不裝。(3)GT40Q321東芝公司出品,耐壓1200V,電流容量25℃時42A,100℃時23A,內部帶阻尼二極管,該IGBT可代用SGW25N120、SKW25N120,代用SGW25N120時請將原配套該IGBT的D11快速恢復二極管拆除不裝。

(4)GT40T101東芝公司出品,耐壓1500V,電流容量25℃時80A,100℃時40A,內部不帶阻尼二極管,所以應用時須配套15A/1500V以上的快速恢復二極管(D11)使用,該IGBT配套6A/1200V以上的快速恢復二極管(D11)后可代用SGW25N120、SKW25N120、GT40Q321,配套15A/1500V以上的快速恢復二極管(D11)后可代用GT40T301。

(5)GT40T301東芝公司出品,耐壓1500V,電流容量25℃時80A,100℃時40A,內部帶阻尼二極管,該IGBT可代用SGW25N120、SKW25N120、GT40Q321、GT40T101,代用SGW25N120和GT40T101時請將原配套該IGBT的D11快速恢復二極管拆除不裝。

(6)GT60M303東芝公司出品,耐壓900V,電流容量25℃時120A,100℃時60A,內部帶阻尼二極管。2.2電路方框圖

2.3主回路原理分析

時間t1~t2時當開關脈沖加至Q1的G極時,Q1飽和導通,電流i1從電源流過L1,由于線圈感抗不允許電流突變.所以在t1~t2時間i1隨線性上升,在t2時脈沖終止,Q1截止,同樣由于感抗作用,i1不能馬上變0,于是向C3充電,產生充電電流i2,在t3時間,C3電荷充滿,電流變0,這時L1的磁場能量全部轉為C3的電場能量,在電容兩端出現左負右正,幅度達到峰值電壓,在Q1的CE極間出現的電落實際為逆程脈沖峰壓+電源電壓,在t3~t4時間,C3通過L1放電完畢,i3達到最大值,電容兩端電壓消失,這時電容中的電能又全部轉為L1中的磁能,因感抗作用,i3不能馬上變0,于是L1兩端電動勢反向,即L1兩端電位左正右負,由于阻尼管D11的存在,C3不能繼續反向充電,而是經過C2、D11回流,形成電流i4,在t4時間,其次個脈沖開始到來,但這時Q1的UE為正,UC為負,處于反偏狀態,所以Q1不能導通,待i4減小到0,L1中的磁能放完,即到t5時Q1才開始其次次導通,產生i5以后又重復i1~i4過程,因此在L1上就產生了和開關脈沖f(20KHz~30KHz)一致的交流電流。t4~t5的i4是阻尼管D11的導通電流,

在高頻電流一個電流周期里,t2~t3的i2是線盤磁能對電容C3的充電電流,t3~t4的i3是逆程脈沖峰壓通過L1放電的電流,t4~t5的i4是L1兩端電動勢反向時,因D11的存在令C3不能繼續反向充電,而經過C2、D11回流所形成的阻尼電流,Q1的導通電流實際上是i1。

Q1的VCE電壓變化:在靜態時,UC為輸入電源經過整流后的直流電源,t1~t2,Q1飽和導通,UC接近地電位,t4~t5,阻尼管D11導通,UC為負壓(電壓為阻尼二極管的順向壓降),t2~t4,也就是LC自由振蕩的半個周期,UC上出現峰值電壓,在t3時UC達到最大值。

以上分析證明兩個問題:一是在高頻電流的一個周期里,只有i1是電源供給L的能量,所以i1的大小就決定加熱功率的大小,同時脈沖寬度越大,t1~t2的時間就越長,i1就越大,反之亦然,所以要調理加熱功率,只需要調理脈沖的寬度;二是LC自由振蕩的半周期時間是出現峰值電壓的時間,亦是Q1的截止時間,也是開關脈沖沒有到達的時間,這個時間關系是不能錯位的,如峰值脈沖還沒有消失,而開關脈沖己提前到來,就會出現很大的導通電流使Q1燒壞,因此必需使開關脈沖的前沿與峰值脈沖后沿一致步。2.4振蕩