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浩特产品维修指导----电磁炉原理分析
t3时间,C3电荷充满,电流变0,这时L1的磁场能量全部转为C3的电场能量,在电容两端出现左负右正,幅度达到峰值电压,在Q1的CE极间出现的电压实际为逆程脉冲峰压+电源电压,在t3~t4时间,C3通过L1放电完毕,i3达到最大值,电容两端电压消失,这时电容中的电能又全部转为L1中的磁能,因感抗作用,i3不能立即变0,于是L1两端电动势反向,即L1两端电位左正右负,由于阻尼管D11的存在,C3不能继续反向充电,而是经过C2、D11回流,形成电流i4,在t4时间,第二个脉冲开始到来,但这时Q1的UE为正,UC为负,处于反偏状态,所以Q1不能导通,待i4减小到0,L1中的磁能放完,即到t5时Q1才开始第二次导通,产生i5以后又重复i1~i4过程,因此在L1上就产生了和开关脉冲f(20KHz~30KHz)相同的交流电流。t4~t5的i4是阻尼管D11的导通电流,
在高频电流一个电流周期里,t2~t3的i2是线盘磁能对电容C3的充电电流,t3~t4的i3是逆程脉冲峰压通过L1放电的电流,t4~t5的i4是L1两端电动势反向时, 因D11的存在令C3不能继续反向充电, 而经过C2、D11回流所形成的阻尼电流,Q1的导通电流实际上是i1。
Q1的VCE电压变化:在静态时,UC为输入电源经过整流后的直流电源,t1~t2,Q1饱和导通,UC接近地电位,t4~t5,阻尼管D11导通,UC为负压(电压为阻尼二极管的顺向压降),t2~t4,也就是LC自由振荡的半个周期,UC上出现峰值电压,在t3时UC达到最大值。
以上分析证实两个问题:一是在高频电流的一个周期里,只有i1是电源供给L的能量,所以i1的大小就决定加热功率的大小,同时脉冲宽度越大,t1~t2的时间就越长,i1就越大,反之亦然,所以要调节加热功率,只需要调节脉冲的宽度;二是LC自由振荡的半周期时间是出现峰值电压的时间,亦是Q1的截止时间,也是开关脉冲没有到达的时间,这个时间关系是不能错位的,如峰值脉冲还没有消失,而开关脉冲己提前到来,就会出现很大的导通电流使Q1烧坏,因此必须使开关脉冲的前沿与峰值脉冲后沿相同步。
2.4.2
过欠压检测电路（E3、E4）
C4D11N4007102/500VR1220k/0.5WR2120kC5561R4100kR33.9kF220VAC++--D21N4007C6105至IC2的15脚220V电源电压时此点电压2.2V
220VAC电源电压经D1、D2整流，脉动直流电压通过R1,R2，R3分压。R4、
C6滤波后的直流电压送入CPU,根据监测该电压的变化,CPU会自动作出各种动作指令:
(1) 判别输入的电源电压是否在允许范围内,否则停止加热,并报知信息(E3或E4)。 (2) 配合总电流检测电路、IGBT反压检测电路反馈的信息,判别是否己放入适合的锅具,作出相应的动 作指令。
(3) 配合总电流检测电路反馈的信息,调控PWM的脉宽,令输出功率保持稳定。
“电源输入标准220V±1V电压,不接线盘(L1)测试CPU第15脚电压,标准为2.2V”。
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2.4.3 IGBT及灶面温度检测电路（E2、E5）
IC412345678910VSSxin/p1.0xin/p1.1RESET/P1.2P2.0/T0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5S3F9454VDD20P0.0/ADC0/INT019P0.1/ADC1/INT118P0.2/ADC217P0.3/ADC316P0.3/ADC415P0.3/ADC514P0.6/ADC6/PWM13P0.7/ADC712P2.6/ADC8/CLO11C8104C7104R66.2kF+5VCN2炉面传感器21RT13990/100kRTIGBT传感器+5VR73990/100k6.2kF A、 加热锅具底部的温度透过微晶玻璃板传至紧贴玻璃板底的负温度系数热敏电阻,该电阻阻值的变化间接反影了加热锅具的温度变化,热敏电阻RT1与R6分压点的电压变化其实反影了热敏电阻阻值的变化,即加热锅具的温度变化, CPU通过监测该电压的变化,作出相应的动作指令:
(1) 定温功能时,控制加热,让被加热物体温度恒定在指定范围内。 (2) 当锅具温度高于250℃时,加热立即停止, 并报知信息(E5)。 (3) 当锅具空烧时, 加热立即停止, 并报知信息(E5)。
(4) 当热敏电阻开路或短路时, 发出不启动指令,并报知信息(E2)。
B、 IGBT产生的温度透过散热片传至紧贴其上的负温度系数热敏电阻RT,该电阻阻值的变化间接反影了IGBT的温度变化,热敏电阻与R5分压点的电压变化其实反影了热敏电阻RT1阻值的变化,即IGBT的温度变化, CPU通过监测该电压的变化,作出相应的动作指令: (1) IGBT结温高于85℃时,调整PWM的输出,令IGBT结温≤85℃。
(2) 当IGBT结温由于某原因(例如散热系统故障)而高于95℃时, 加热立即停止, 并报知信息(E6)。
(3) 当热敏电阻RT开路或短路时, 发出不启动指令,并报知相关的信息(E2)。 2.4.4 脉冲保护电路
+5V至IC4的18脚+18VR231k24D6R2233kC4D3D11N4007102/500VR1220k/0.5WR2120kC55611N4148R4100kR33.9kFR2155V3至IC3的13脚+-D21N4007 1. 经D1、D2整流的脉动直流电压通过C4耦合,R1,R2,R3分压、再经过D3耦合送入IC3比较器第4脚。
2. 当IC3第4脚电压高于第5脚时，第2脚输出低电平，切断IGBT的驱动信号，
同时反馈到CPU第18脚，CPU发出相应的保护指令。
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12+-C6105 1M2.3VLM339IC3A1N4148浩特产品维修指导----电磁炉原理分析
2.4.5 IGBT反压检测
L2100uHC30.3μF/DC1200VIGBTR16130k/2WR17130k/2WR181.3k+5V+5VIC3B716R36100LM339R252.2KR24220kC1710uF/16VC18105IC3D101311LM339R263.3k1.5VR201.3kFC12104R312.2k至IC4的13脚 将IGBT集电极上的脉冲电压通过R16,R17、R18、R20分压,送至IC3第6脚。
当IGBT集电极电压低于1100V时，IC3第6脚电压低于第7脚电压，IC3第1脚输出高电位，不应响IC3第11脚电位；当IGBT集电极电压高于1100V时，IC3第6脚电压高于第7脚电压，IC3第1脚输出第电位，C18通过R36放电，IC3第11脚电压降低，IGBT导通时间减小，IGBT集电极电压减小。 2.4.6 脉冲同步信号电路
R15130k/2WL2100uHC30.3μF/DC1200VIGBTR181.3kC14102R16130k/2WR17130k/2W+5V3V98IC3C14R331kC15D10R141N414810k2.8V2A272JLM339R312.2kR201.3kFR321.2k 1. 脉冲直流电压经R16、R17、R18、R20分压送入IC3第9脚,脉冲直流电压经
R15,R32分压送入IC3第8脚, 在高频电流的一个周期里,在t2~t4时间,由于C3两端电压为左负右正,所以V8 2. 在t4~t6时间,C3电容两端电压消失, V8>V9 IC3第14脚输出为第电平,振荡有输出,有开关脉冲加至IGBT的G极。以上动作过程,保证了加到IGBT G极上的开关脉冲前沿与IGBT上产生的IGBT反压脉冲后沿相同步。 2.4.7 电流检测 IGBT2R312.2kR8100kRJ0.025C9104R91k5IC1BLM358D4761N4148C10C112.2uF/16V2W3VOL110kC*CAP至IC4的12脚1R123k561R1051k 流过IGBT的电流通过RJ取样，经R8、C9滤波后的直流电压,送至运算放大 7 1浩特产品维修指导----电磁炉原理分析 器放大再送至CPU,该电压越高,表示电源输入的电流越大, CPU根据监测该电压的变化,自动作出各种动作指令: (1) 配合过欠压检测电路、IGBT反压检测电路反馈的信息,判别是否己放入适合的锅具,作出相应的动作指令。 (2) 配合过欠压检测电路反馈的信息,调控PWM的脉宽,令输出功率保持稳定。 2.4.8 PWM脉宽调控电路 +5V5.2V10IC3D13R263.3k至IC4的13脚2R25212.2k1C1710uF/16VR24220kC1810511LM339 CPU输出PWM脉冲到由R25、C17、R24、C18组成的积分电路, PWM脉冲宽度越宽,C17的电压越高,C18的电压也跟着升高,送到振荡电路的控制电压随着C18的升高而升高, 电磁炉的加热功率越大,反之越小。CPU通过控制PWM脉冲的宽与窄, 控制送至振荡电路的加热功率控制电压，控制了IGBT导通时间的长短,结果控制了加热功率的大小。 2.4.9 振荡电路 +5VR15130k/2WL2100uHR16R17C1481029143VIC3CR331kC15D101N4148R1410k+5VC30.3μF/DC1200VIGBT130k/2W130k/2WR181.3k2.8V2A272JLM339R25R24220kC1710uF/16VC18105IC3D101311LM339R263.3k5.2V至IC4的13脚R312.2kRJ0.25RR201.3kFR321.2k2.2k至D6和ZD02 当电磁炉开机后，IC3第11脚电位高于第10脚电位，第13脚输出高电平，送至IGBT驱 动电路，驱动IGBT导通，主回路正常工作，在IGBT导通的时段内，IC3第8脚电位高于第9脚电位，第14脚输出低电位，这时+5V直流电源通过R14对C15充电，IC3第10脚电位随之上升，当上升到高于11脚电位时，第13脚输出低电位，IGBT的驱动电压也为低电位，IGBT由导通转为关闭。由于线圈的续流作用，线圈对电容C3充电，IGBT的集电极电位随之大大升高，使IC3第9脚电位高于第8脚电位，第14脚输出高电位。电容C15通过R33、R14、D10放电；当线圈磁能全部转换成电场能时，线圈对电容C3充电结束，随之电容C3通过线圈放电。两端电压下降，IC3第9、8脚电位差也随之下降，当下降到IC3第9脚电位低于第8脚电位时，IC3第14脚输出低电位，这时IC3第11脚电位又高于第10脚电位，第13脚又输出高电平，这样就会到了起始状态，进行周而复始的振荡工作。 从振荡过程可以看出，当PWM的脉宽越大，IC3第11脚电位越高，第13脚输出高电位的时间越长，IGBT导通时间也越长，加热功率也就越大。反之亦然。 8 浩特产品维修指导----电磁炉原理分析 2.4.10 IGBT驱动电路 +18VC19104R273kR283kR29150/0.5WQ58050R30Q48050Q6855010RR312.2kZD022.7V/1WQ38050R351MIGBT 振荡电路输出的脉冲信号,此电压不能直接控制IGBT的饱和导通及截止,所以 必须通过IGBT驱动电路将信号放大。 2.4.11 电源电路 D1IN4007D01IN4007D3SF24400VVddR03100/0.5W+183C02102T1152D04IN4007ZD0118VC032.2U/25V4321R103120R1U178L05+5Vout3D2IN4007R1220KR02100K/2WC014.7u/400VD02UF40074IC2VIP12A5678DDDDGNDVinC06220U/25VC05100U/25VC07220uF/16V2VDDFBSSC04473本电路采用开关电源电路提供稳定的+18V及+5V电压,电网电压经D1、D2整流、C01滤波后以310V左右的直流电压输入开关电源电路模块IC2（VIPer12ADIP），电压经VIPER12ADIP高频斩波，开关变压器T1变压，D3整流，C03、C05滤波，ZD01稳压，得到低功耗稳定18V直流电源。输出电压的大小由稳压二极管ZD01的稳压值决定。 9