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1、电磁炉电磁炉郝国勇1 一、电磁炉产品简介主要内容主要内容电磁炉产品简述电磁炉产品简述电磁炉特殊元器件介绍电磁炉特殊元器件介绍 应用电路组成应用电路组成各功能模块讲解各功能模块讲解2 一、电磁炉产品简介1、电磁炉的优点、电磁炉的优点电电磁磁炉炉煮煮食食的的热热效效率率要要比比所所有有炊炊具具的的效效率率均均高高出近出近1 1倍倍具具有有升升温温快快、热热效效率率高高、无无明明火火、无无烟烟尘尘、无无有有害害气气体体、对对周周围围环环境境不不产产生生热热辐辐射射、体体积积小小巧、安全性好和外观美观等优点巧、安全性好和外观美观等优点在在电电磁磁炉炉较较普普及及的的一一些些国国家家里里人人们们誉誉之之
2、为为“烹烹饪饪之神之神”和和“绿色炉具绿色炉具”3 一、电磁炉产品简介4 一、电磁炉产品简介2、电磁炉的加热原理、电磁炉的加热原理电磁炉是应用电磁感应原理对食品进行加热的电磁炉是应用电磁感应原理对食品进行加热的5 一、电磁炉产品简介电流电压经过整流器转换为直流电电流电压经过整流器转换为直流电使直流电变为超过音频的高频交流电使直流电变为超过音频的高频交流电将将高高频频交交流流电电加加在在感感应应加加热热线线圈圈上上，由由此此产产生生高高频频交交变磁场变磁场其其磁磁力力线线穿穿透透灶灶台台的的陶陶瓷瓷台台板板而而作作用用于于金金属属锅锅，在在烹烹饪锅体内因电磁感应就有强大的涡流产生。饪锅体内因电磁
3、感应就有强大的涡流产生。涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换2、高频电磁炉的加热原理、高频电磁炉的加热原理6 一、电磁炉产品简介3、电磁炉的分类电磁炉按感应线圈中的电流频率分为低频和高频电磁炉按感应线圈中的电流频率分为低频和高频两大类，相比较高频电磁灶受热效率高，比较省两大类，相比较高频电磁灶受热效率高，比较省电。按样式分类，可以分以下三种：电。按样式分类，可以分以下三种：1 1、台式电磁炉、台式电磁炉2 2、埋入式电磁炉、埋入式电磁炉3 3、嵌入式电磁炉、嵌入式电磁炉7二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍主要内容主要内容电磁炉产
4、品简述电磁炉产品简述电磁炉特殊元器件介绍电磁炉特殊元器件介绍 应用电路组成应用电路组成各功能模块讲解各功能模块讲解8二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍1、陶瓷板、陶瓷板陶瓷板是微晶陶瓷板的简称。陶瓷板的主要作陶瓷板是微晶陶瓷板的简称。陶瓷板的主要作用是承载加热锅。用是承载加热锅。陶瓷板的性能远高于普通陶瓷，它既有较好的陶瓷板的性能远高于普通陶瓷，它既有较好的机械强度，能完全承受锅体及食物的重量，又机械强度，能完全承受锅体及食物的重量，又具有一定的抗热冲击强度，还能经受温度的剧具有一定的抗热冲击强度，还能经受温度的剧烈变化。烈变化。9二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍
5、2、加热线圈、加热线圈 加热线圈是电磁炉中的一个重要元件，其外形较特殊加热线圈是电磁炉中的一个重要元件，其外形较特殊加热线圈又称发热线圈，它并不是发热源，而是高频加热线圈又称发热线圈，它并不是发热源，而是高频谐振回路中的一个电感，所以又称为高频谐振线圈谐振回路中的一个电感，所以又称为高频谐振线圈10二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍2、加热线圈、加热线圈 加热线圈直径加热线圈直径(除固定胶盘边沿，一般在除固定胶盘边沿，一般在16cm-22cm16cm-22cm之间，且电磁炉功率越大，加热线圈直径也越大之间，且电磁炉功率越大，加热线圈直径也越大 加热线圈是用粗铜线以同心圆方式由内到
6、外绕加热线圈是用粗铜线以同心圆方式由内到外绕27-27-3333匝匝(电磁炉功率越大，匝数越多电磁炉功率越大，匝数越多)，呈圆盘状固定，呈圆盘状固定于绝缘胶架上。加热线圈中的铜线直径较大，均为于绝缘胶架上。加热线圈中的铜线直径较大，均为2.2mm2.2mm，是由多股，是由多股(常为常为22-2622-26股股)直径直径0.4mm0.4mm的漆包铜的漆包铜丝绞合而成。丝绞合而成。11二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍2、加热线圈、加热线圈 加热线圈的中心安装有感加热线圈的中心安装有感温器支架，以便安装热敏温器支架，以便安装热敏电阻电阻加热线圈的背面安装有多加热线圈的背面安装有多根磁
7、条。安装磁条阵列是根磁条。安装磁条阵列是为了会聚吸收磁力线，减为了会聚吸收磁力线，减小磁力线外泄小磁力线外泄12二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍3、IGBT管管 在电磁炉电路中，开关管扮演着非常重要的角色。在电磁炉电路中，开关管扮演着非常重要的角色。当开关管导通时，当开关管导通时，+300V经加热线圈、开关管给经加热线圈、开关管给加热线圈充电，电能转化为加热线圈中的电磁能加热线圈充电，电能转化为加热线圈中的电磁能此时加在开关管上的电压约为此时加在开关管上的电压约为+250V，工作电流，工作电流在在20A40A之间之间13二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍3、IGB
8、T管管 普通的普通的MOS场效应管场效应管，虽然仅需微弱的驱动电压即，虽然仅需微弱的驱动电压即可工作，但工作在高电压和大电流状态时，因内阻可工作，但工作在高电压和大电流状态时，因内阻较大，管子发热快，难以长时间工作；较大，管子发热快，难以长时间工作；大功率达林顿管大功率达林顿管虽然可以在高电压、大电流状态下虽然可以在高电压、大电流状态下长时间工作，但需要较大的驱动电流长时间工作，但需要较大的驱动电流14二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍3、IGBT管管 将场效应管作为推动管，大功率管作为输出管。这样一个将场效应管作为推动管，大功率管作为输出管。这样一个组合集两者优点于一身，既具有
9、双极型晶体管能通过大电组合集两者优点于一身，既具有双极型晶体管能通过大电流密度的优点，同时在驱动电压下，又具备了场效应管用流密度的优点，同时在驱动电压下，又具备了场效应管用电压进行控制的特点。具有能实现电压控制以及大功率输电压进行控制的特点。具有能实现电压控制以及大功率输出的特点。输出功率可达出的特点。输出功率可达1000W以上。以上。15二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍称为绝缘栅型双极晶体管，其英文表示为称为绝缘栅型双极晶体管，其英文表示为iusulated Gate Bipolar TransistorIGBT管俗称门控管，它既有场效应管驱动电流管俗称门控管，它既有场效应管
10、驱动电流小的优点，又有双极型晶体管饱和压降小、电小的优点，又有双极型晶体管饱和压降小、电流密度大的优点，因此可以简单地把流密度大的优点，因此可以简单地把IGBT管理管理解为一只场效应管与双极型晶体管的复合器件。解为一只场效应管与双极型晶体管的复合器件。3、IGBT管管 16二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍 常见符号如图常见符号如图3、IGBT管管 17二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍带有阻尼二极管的带有阻尼二极管的N型型1GBT的电路符号是在上述符号的电路符号是在上述符号的的c、e极间添画一只二极管符号即可极间添画一只二极管符号即可,电磁炉线盘和电磁炉线盘和电容
11、产生振荡到截止的时候会有一个很高的脉冲，这电容产生振荡到截止的时候会有一个很高的脉冲，这个二极管就是用来阻止这个电压损坏功率管的个二极管就是用来阻止这个电压损坏功率管的3、IGBT管管 18二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍常见的常见的IGBT管的管脚排列顺序与常见的大功率二极管的管脚排列顺序与常见的大功率二极管一致，管一致，即管脚朝下，标注面向自己，从左到右依即管脚朝下，标注面向自己，从左到右依此是门极此是门极(G)、集电极、集电极(c)、发射极、发射极(e)。电磁炉中使。电磁炉中使用的用的IGBT管多为管多为N型型IGBT管管。3、IGBT管管 19二、电磁炉特殊元器件介绍二
12、、电磁炉特殊元器件介绍4、整流全桥、整流全桥整流全桥虽然在家电产品中随处可见其身影，但用整流全桥虽然在家电产品中随处可见其身影，但用在电磁炉中的整流全桥却要求其输出电流大、抗大在电磁炉中的整流全桥却要求其输出电流大、抗大电流抗击能力强、能承受较高的峰值反向电压。电流抗击能力强、能承受较高的峰值反向电压。例如：例如：RS1507整流全桥，该全桥能承受的最大峰值整流全桥，该全桥能承受的最大峰值反向电压为反向电压为1000V；最大输出电流；最大输出电流15A；峰值电流；峰值电流可达可达250A，最大正向压降，最大正向压降1V；工作温度范围是；工作温度范围是-55+150。20二、电磁炉特殊元器件介绍
13、二、电磁炉特殊元器件介绍4、整流全桥、整流全桥21二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍5、常见、常见ICLM339四电压比较器四电压比较器LM339内含四个相同的电内含四个相同的电压比较器，在电磁炉电路中压比较器，在电磁炉电路中主要用作检测信号的比较判主要用作检测信号的比较判断。断。22二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍5、常见、常见IC“”表示运算放大器的同相输入端；表示运算放大器的同相输入端；“”表示运表示运算放大器的反相输入端。算放大器的反相输入端。该该IC特点是，只要两相输入电压相差特点是，只要两相输入电压相差10mV，输出状，输出状态即可翻转。当其反相输入电
14、压比同相输入电压高时，态即可翻转。当其反相输入电压比同相输入电压高时，输出为低电平；当其反相输入电压比同向输入低时，输出为低电平；当其反相输入电压比同向输入低时，LM339输出端内部处于开路状态，要输出高电平，必输出端内部处于开路状态，要输出高电平，必须加上拉电阻，高电平的幅值大小取决于该上拉电阻须加上拉电阻，高电平的幅值大小取决于该上拉电阻的接法及其对地分压电阻的大小。的接法及其对地分压电阻的大小。23二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍5、常见、常见IC LM393双电压比较器双电压比较器 LM393是一种低功率、低偏置、高精度双电压是一种低功率、低偏置、高精度双电压比较器，其
15、偏置电压可低至比较器，其偏置电压可低至2mV，其工作电压范，其工作电压范围较宽，为围较宽，为2V36V。24二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍5、常见、常见ICLM324四运算放大器四运算放大器 LM324内含四个运算放大器及运算补偿电路，差内含四个运算放大器及运算补偿电路，差分输入，工作电压范围为分输入，工作电压范围为3V32V。25二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍5、常见、常见IC74HC164 8位移位寄存器位移位寄存器 现有电磁炉的面板显示项目较多、内容较丰富，现有电磁炉的面板显示项目较多、内容较丰富，与之对应的控制端口也较多，然而单片机的端口非与之对应的
16、控制端口也较多，然而单片机的端口非常有限。为了达到对显示电路的控制，电磁炉多采常有限。为了达到对显示电路的控制，电磁炉多采用用74HC164(移位寄存器移位寄存器)来扩展控制端口。来扩展控制端口。26二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍5、常见、常见IC74HC164的引脚的引脚A、B为串行码输入端；为串行码输入端；CLR为清为清零输入端；零输入端；CLK为时钟脉冲输入端。该为时钟脉冲输入端。该IC随着时钟随着时钟脉冲上升沿的到来，脉冲上升沿的到来，A、B相与后的状态依次由相与后的状态依次由QA移向移向QH。27二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍6、抗干扰电容、抗干扰
17、电容在电磁炉的市电输入线在电磁炉的市电输入线ACL、ACN之间之间接有电容接有电容C1（X电容），该电容既能防电容），该电容既能防止电磁炉产生的高频干扰脉冲窜入市入止电磁炉产生的高频干扰脉冲窜入市入电网，干扰其他电器，又防止市电网中电网，干扰其他电器，又防止市电网中的干扰脉冲窜入电磁炉电路，影响其工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作。该电容的容量通常为2uF。28二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍7、滤波电容、滤波电容 市电经全桥整流后，经过电容滤波，市电经全桥整流后，经过电容滤波，将脉动的直流电变为平滑的直流电，将脉动的直流电变为平滑的直流电，该电容称为
18、滤波电容，滤波电容的容该电容称为滤波电容，滤波电容的容量通常为量通常为5uF。29二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍注意：注意：由于电磁炉工作时，电流波动频率高，幅度大，因此由于电磁炉工作时，电流波动频率高，幅度大，因此上述抗干扰电容及滤波电容均不能采用普通电容器，上述抗干扰电容及滤波电容均不能采用普通电容器，而是选用而是选用MKP电容器。电容器。MKP电容器实为无极金属化聚丙烯膜电容器，这种电容器实为无极金属化聚丙烯膜电容器，这种电容具有无感、高频特性好、自愈能力强、稳定性好电容具有无感、高频特性好、自愈能力强、稳定性好等优点，并采用塑料防腐外壳环氧灌装，体积小，绝等优点，并采
19、用塑料防腐外壳环氧灌装，体积小，绝缘性能好，缘性能好，MKP电容器属于专用电容器，主要用于电容器属于专用电容器，主要用于电子、电器设备中电源部分抑制噪声的器件。电子、电器设备中电源部分抑制噪声的器件。30二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍8、高频谐振电容、高频谐振电容 31二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍8、高频谐振电容、高频谐振电容 电磁炉正常工作时，加热线圈与并联的电容谐电磁炉正常工作时，加热线圈与并联的电容谐振产生振产生15kHz30kHz高频交变电流高频交变电流高频谐振电容器工作在高频大电流状态高频谐振电容器工作在高频大电流状态高频谐振电容器选用高频谐振电
20、容器选用MKPH型电容器，该类型电容器，该类电容器具有高频特性好、过流能力强、频率特电容器具有高频特性好、过流能力强、频率特性优、自愈能力强等优点，在性优、自愈能力强等优点，在25105的环境中均能正常工作。的环境中均能正常工作。32二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍8、高频谐振电容、高频谐振电容 在电磁炉中，加热线圈与高频谐振电容的谐振频在电磁炉中，加热线圈与高频谐振电容的谐振频率是设计电磁炉电路及选择元器件的重要依据之率是设计电磁炉电路及选择元器件的重要依据之一。一。由于高频交变电流频率由于高频交变电流频率(f)由加热线圈的电感量由加热线圈的电感量(L)与高频谐振电容容量与高
21、频谐振电容容量(c)决定，即决定，即(2f)21LC，因此高频谐振电容容量选择非常重要。，因此高频谐振电容容量选择非常重要。33二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍8、高频谐振电容、高频谐振电容 常见电磁炉加热线圈的电感量在常见电磁炉加热线圈的电感量在0.13uH0.16uH之间；之间；高频谐振电容容量为高频谐振电容容量为0.2uF、0.3uF或或0.4uF。若高频谐振电容容量为若高频谐振电容容量为0.2uF，则高频交变电流频，则高频交变电流频率为率为28.13kHz31.22kHz；若高频谐振电容容量为若高频谐振电容容量为0.3uF，则高频交变电流的，则高频交变电流的频率为频率为
22、22.97kHz25.49kHz；若高频谐振电容容量为若高频谐振电容容量为0.4uF，则高频交变电流的，则高频交变电流的频率为频率为19.89kHz22.07kHz。34二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍9、压敏电阻、压敏电阻 35二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍为了防止外部输入电压过高损坏电磁炉，在市电进为了防止外部输入电压过高损坏电磁炉，在市电进线端并联有一只压敏电阻，其外形极像瓷片电容器。线端并联有一只压敏电阻，其外形极像瓷片电容器。该压敏电阻标注该压敏电阻标注般为般为TVR14391或或TVR10431，这表明其击穿电压为这表明其击穿电压为AC390V或或
23、AC430V。只要外。只要外部输入电压峰值超过压敏电阻的标称耐压值，压敏部输入电压峰值超过压敏电阻的标称耐压值，压敏电阻立即击穿，保险管熔断，保护后级电路免遭过电阻立即击穿，保险管熔断，保护后级电路免遭过压损坏。压损坏。9、压敏电阻、压敏电阻 36二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍正常时压敏电阻的两脚间电阻均为无穷大。其损正常时压敏电阻的两脚间电阻均为无穷大。其损坏后的现象较为直观，多为烧焦或炸裂。压敏电坏后的现象较为直观，多为烧焦或炸裂。压敏电阻属于一次性保护元件，一旦击穿便不能自动恢阻属于一次性保护元件，一旦击穿便不能自动恢复，应予以更换。复，应予以更换。9、压敏电阻、压敏电
24、阻 37二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍10、热敏电阻、热敏电阻1 38二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍10、热敏电阻、热敏电阻1发热线圈盘中心的感温器架上安装有热敏电阻，该热发热线圈盘中心的感温器架上安装有热敏电阻，该热敏电阻表面呈红色，其外形酷似二极管敏电阻表面呈红色，其外形酷似二极管1N4148。电磁炉的保温功能及防于烧保护功能的实现均靠此热电磁炉的保温功能及防于烧保护功能的实现均靠此热敏电阻来感知。热敏电阻紧靠陶瓷板并在两者之间涂敏电阻来感知。热敏电阻紧靠陶瓷板并在两者之间涂有导热硅脂，其目的是提高其感知灵敏度。有导热硅脂，其目的是提高其感知灵敏度。39
25、二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍10、热敏电阻、热敏电阻1热敏电阻多采用负温度系数电阻，即温度热敏电阻多采用负温度系数电阻，即温度升高，阻值减小。升高，阻值减小。热敏电阻的优劣直接影响整机的温控灵敏热敏电阻的优劣直接影响整机的温控灵敏度。度。40二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍11、热敏电阻、热敏电阻2 41二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍为了防止开关管过热损坏，在散热片上安装有为了防止开关管过热损坏，在散热片上安装有一只塑料封装的热敏电阻一只塑料封装的热敏电阻。11、热敏电阻、热敏电阻2 42二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍温控
26、器实为一只负温度系数的热敏电阻，温控器实为一只负温度系数的热敏电阻，即随着温度升高阻值不断减小。即随着温度升高阻值不断减小。11、热敏电阻、热敏电阻2 43二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍12、互感器、互感器 在电磁炉中常用互感器来检测电磁炉的工作电流，在电磁炉中常用互感器来检测电磁炉的工作电流，互感器实为一个小功率的升压变压器。互感器实为一个小功率的升压变压器。该互感器初次级匝数比多为该互感器初次级匝数比多为1：800，即初级铜线，即初级铜线线径粗、匝数少；次级铜线线径细、匝数多。线径粗、匝数少；次级铜线线径细、匝数多。正常的互感器初级直流电阻近似正常的互感器初级直流电阻近似
27、0，次级电阻约，次级电阻约为为455，初、次级绕组绝缘。，初、次级绕组绝缘。44二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍13、散热风扇、散热风扇 由于由于IGBT管、整流全桥在工作时通过的电流较大，因管、整流全桥在工作时通过的电流较大，因此会发出大量热量。为了保证这些元件安全可靠地工此会发出大量热量。为了保证这些元件安全可靠地工作，就必须加装散热装置，由于散热片远远不能满足作，就必须加装散热装置，由于散热片远远不能满足散热需求，因此电磁炉又增加风扇强制散热。散热需求，因此电磁炉又增加风扇强制散热。45二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍13、散热风扇、散热风扇 目前该散热所
28、用的电机有两类：一类是普通碳刷电目前该散热所用的电机有两类：一类是普通碳刷电机；一类是无刷霍尔电机机；一类是无刷霍尔电机碳刷电机，生产成本低，但噪音大、寿命短碳刷电机，生产成本低，但噪音大、寿命短无刷电机，内含转换电路，生产成本高，但可靠性无刷电机，内含转换电路，生产成本高，但可靠性高，寿命长高，寿命长散热风扇的规格主要有散热风扇的规格主要有80mmx80mnl、90mmx90mm、120mmxl20mm等几种，供电电压等几种，供电电压也有也有12V、18V、24V之分之分46二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍14、操作面板、操作面板 由于电磁炉的开关、定时、保温及炒、煮、煎由于
29、电磁炉的开关、定时、保温及炒、煮、煎等烹饪功能选择均需人工操作，因此每款电磁炉等烹饪功能选择均需人工操作，因此每款电磁炉均设有操作面板均设有操作面板操作面板主要包括操作操作面板主要包括操作按键及及功能显示器件部分电磁炉主板电路基本相同，但出于外观及生部分电磁炉主板电路基本相同，但出于外观及生产成本考虑面板设计却有较大变化，主要取决产成本考虑面板设计却有较大变化，主要取决于产品定位及实物外观，尽可能地吸引消费者。于产品定位及实物外观，尽可能地吸引消费者。47二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍14、操作面板、操作面板 按键：按键：为了防止水分及油烟渗入电路，电磁炉操作面板为了防止水分
30、及油烟渗入电路，电磁炉操作面板的按键不外露，而是采用全封闭型微动式或触摸的按键不外露，而是采用全封闭型微动式或触摸式按键电路。式按键电路。绝大多数中低档的电磁炉采用的是微动式按键，绝大多数中低档的电磁炉采用的是微动式按键，触摸式按键主要用于高档电磁炉。触摸式按键主要用于高档电磁炉。48二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍电磁炉的功能显示方式之一电磁炉的功能显示方式之一发光二极管指示，即功能、状态均靠对应的发光发光二极管指示，即功能、状态均靠对应的发光二极管亮灭来表示。这种显示方式在经济型电二极管亮灭来表示。这种显示方式在经济型电磁炉中使用得较多。磁炉中使用得较多。14、操作面板、操
31、作面板 49二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍14、操作面板、操作面板电磁炉的功能显示方式之二电磁炉的功能显示方式之二液晶显示显示内容直观清晰液晶显示显示内容直观清晰50二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍14、操作面板、操作面板电磁炉的功能显示方式之三电磁炉的功能显示方式之三数码显示，即通过数码管直观地显示设定的温度、数码显示，即通过数码管直观地显示设定的温度、时间及故障代码等信息。时间及故障代码等信息。51二、电磁炉特殊元器件介绍二、电磁炉特殊元器件介绍14、操作面板、操作面板电磁炉的功能显示方式之四电磁炉的功能显示方式之四荧光屏显示，亦称荧光屏显示，亦称VFD(
32、VACUum FLuorescent Display)显示。荧光显示以其高辉度、宽视角、动显示。荧光显示以其高辉度、宽视角、动态显示图案、清楚易懂等优点，加之其外观华丽富态显示图案、清楚易懂等优点，加之其外观华丽富贵、绚丽多彩，倍受消费者喜欢。目前，荧光显示贵、绚丽多彩，倍受消费者喜欢。目前，荧光显示用于高档电磁炉中。用于高档电磁炉中。52 三、应用电路组成三、应用电路组成主要内容主要内容电磁炉产品简述电磁炉产品简述电磁炉特殊元器件介绍电磁炉特殊元器件介绍 应用电路组成应用电路组成各功能模块讲解各功能模块讲解53 三、应用电路组成三、应用电路组成简化的方框图简化的方框图54 三、应用电路组成三
33、、应用电路组成AC 220VAC 220V市电经桥堆市电经桥堆D D整流、整流、L1L1与与C5C5滤波后得到滤波后得到+300V+300V左右的左右的直流电直流电此直流电经加热线圈和此直流电经加热线圈和IGBTIGBT管构成回路。当管构成回路。当IGBTIGBT导通时，导通时，+300V+300V给加热线圈充电，电能转换成电磁能储存在加热线圈中；给加热线圈充电，电能转换成电磁能储存在加热线圈中；IGBTIGBT截止时，加热线圈向截止时，加热线圈向C3C3充电，随即充电，随即C3C3又向加热线圈放电，又向加热线圈放电，周而复始，即加热线圈与周而复始，即加热线圈与C3C3构成并联谐振回路，其谐振
34、频率构成并联谐振回路，其谐振频率由加热线圈的电感量及由加热线圈的电感量及C3C3的容量决定的容量决定IGBTIGBT管在控制电路输出的管在控制电路输出的PWMPWM开关脉冲的驱动下以一定的频开关脉冲的驱动下以一定的频率工作，加热线圈中产生率工作，加热线圈中产生15kHz30kHz15kHz30kHz的高频交流电，于是铁的高频交流电，于是铁质平底锅底便产生了强大的涡流，锅底迅速发热，加热线圈质平底锅底便产生了强大的涡流，锅底迅速发热，加热线圈中的电磁能转化为热能中的电磁能转化为热能55 三、应用电路组成三、应用电路组成细化的方框图细化的方框图56 三、应用电路组成三、应用电路组成包括以下模块包括
35、以下模块+300V+300V整流滤波电路整流滤波电路EMCEMC防护防护+l8V+l8V、+5V+5V电源电路电源电路 LCLC振荡、同步模块振荡、同步模块功率控制功率控制高压保护高压保护电压、温度检测电压、温度检测电流保护模块电流保护模块风扇驱动风扇驱动57四、模块电路分析四、模块电路分析主要内容主要内容电磁炉产品简述电磁炉产品简述电磁炉特殊元器件介绍电磁炉特殊元器件介绍 应用电路组成应用电路组成各功能模块讲解各功能模块讲解58四、模块电路分析四、模块电路分析59四、模块电路分析四、模块电路分析1、EMC防护电路防护电路60四、模块电路分析四、模块电路分析EMCEMC防防护护模模块块主主要要
36、是是在在电电源源的的进进入入端端防防止止有有高高频频干干扰扰或或者者雷雷击击等等造造成成后后面面电电路路的的损损坏坏而而设设置置的的电电路路。主主要要是是由由CNRCNR、C1C1等等组组成成。压压敏敏电电阻阻的的电电压压敏敏感感特特性性是是它它的的电电阻阻值值随随着着外外加加电电压压变变化化而而变变化化。电电容容C1C1主主要要是是吸吸收收电源中的高频谐波。电源中的高频谐波。61四、模块电路分析四、模块电路分析2、+300V整流滤波电路整流滤波电路整整流流滤滤波波模模块块主主要要是是进进行行AC-DCAC-DC变变换换，其其核核心心元元件件是是整整流流桥桥。它它将将输输入入的的220220V
37、 V交交流流电电变变换换成成脉脉动动直直流流电电，然然后后经经过过L L型型滤滤波波电电路路（由由电电感感线线圈圈L1L1和和电电容容C5C5）进行滤波，输出平滑的直流电。进行滤波，输出平滑的直流电。62四、模块电路分析四、模块电路分析电感滤波的使用电感滤波的使用电电感感对对脉脉动动电电流流产产生生反反电电动动势势的的作作用用，它它对对交交流流阻阻值值很很大大，而而对对直直流流阻阻值值很很小小，如如果果我我们们把把较较大大的的电电感感串串接接在在整整流流电电路路里里，就就可可以以使使电电路路中中的的交交流流成成份份大大部部分分降降落落在在电电感感上上，而而直直流流部部分分则则从从电电感感线线圈
38、圈流流到到负负载载上上，起起到到滤滤波波的的作作用用。电电感感滤滤波波电电路路通通常常用用在负载电流很大，而对滤波效果要求不严的场合。在负载电流很大，而对滤波效果要求不严的场合。63四、模块电路分析四、模块电路分析市电经整流全桥整流、市电经整流全桥整流、L1L1与与C5C5滤波后输出滤波后输出+300V+300V直流直流电。正常工作时，电。正常工作时，C5C5两端电压低于两端电压低于+300V+300V且电磁炉且电磁炉功率调得越高，该电压下降得越多。该电磁炉功率调功率调得越高，该电压下降得越多。该电磁炉功率调在在1300W1300W时，时，C5C5两端电压约为两端电压约为260V260V。64
39、四、模块电路分析四、模块电路分析3、+l8V、+5V电源电路电源电路该电磁炉低压该电磁炉低压供电未采用普供电未采用普通变压器降压、通变压器降压、整流滤波、稳整流滤波、稳压输出方式，压输出方式，而是采用开关而是采用开关电源。此开关电源。此开关电源电路由电源电路由FSD200FSD200及少量及少量的外围元件组的外围元件组成。成。65四、模块电路分析四、模块电路分析采用采用FSD200FSD200设计的控设计的控制电源电路，为单端制电源电路，为单端反激式功率变换线路。反激式功率变换线路。稳压管稳压管D9D9与与Q9Q9组成了组成了常见的直接反馈电路，常见的直接反馈电路，Q9Q9的输出直接与的输出直
40、接与FSD200FSD200的反馈电压输的反馈电压输入端入端VfbVfb相连，省去相连，省去了反馈绕组。了反馈绕组。VstrVstr直直接与直流母线相连。接与直流母线相连。66四、模块电路分析四、模块电路分析FSD200芯片简介芯片简介采用采用FairchildFairchild公司推出的小功率单片开关电源公司推出的小功率单片开关电源FSD200FSD200，它在它在230V15%230V15%时输出功率为时输出功率为7W7W，双列直插封装，价格低，双列直插封装，价格低廉，外围线路十分简单。廉，外围线路十分简单。FSD200FSD200有这样一些显著特点：有这样一些显著特点：开关频率能在开关频
41、率能在4ms4ms内从内从130KHz130KHz变到变到138KHz138KHz，这种将开关，这种将开关频率在一定波段内抖动的方法，可将谐波能量分散，有效频率在一定波段内抖动的方法，可将谐波能量分散，有效抑制采用固定开关频率带来的高次谐波所产生的干扰。这抑制采用固定开关频率带来的高次谐波所产生的干扰。这不仅减少了不仅减少了EMIEMI，而且可用低成本的电感来代替开关电源，而且可用低成本的电感来代替开关电源通常使用的进线滤波器。通常使用的进线滤波器。不需反馈绕组。不需反馈绕组。FSD200FSD200通过与直流母线相连的通过与直流母线相连的VstrVstr引脚，引脚，将外部高压送入内部的高压调
42、节器变到将外部高压送入内部的高压调节器变到7V7V，作为芯片的控，作为芯片的控制电压，省去了反馈绕组。其他还有过负荷保护、过热关制电压，省去了反馈绕组。其他还有过负荷保护、过热关断、软起动、在待机状态时减少开关损耗的自举操作方式断、软起动、在待机状态时减少开关损耗的自举操作方式等。等。67四、模块电路分析四、模块电路分析得到两路输出得到两路输出5V、18V68四、模块电路分析四、模块电路分析4、LC谐振电路谐振电路69四、模块电路分析四、模块电路分析 LC谐振电路谐振电路是电磁炉的主要电路之一，主要是利用了是电磁炉的主要电路之一，主要是利用了LCLC并联谐振并联谐振的原理进行工作。的原理进行工
43、作。70四、模块电路分析四、模块电路分析LC谐振电路谐振电路当当IGBTIGBT的的C C极电压为极电压为0 0V V时，时，IGBTIGBT导通，此时的电感导通，此时的电感（线圈）进行储能（线圈）进行储能当当IGBTIGBT由导通到截止时，此时由于电感（线圈的作用）由导通到截止时，此时由于电感（线圈的作用），电流还会沿着先前的方向流动，由于，电流还会沿着先前的方向流动，由于IGBTIGBT关断，电关断，电感只能对电容感只能对电容C3C3充电，从而引起充电，从而引起C C极上电压升高，随极上电压升高，随充电电流变小直至为充电电流变小直至为0 0时，时，C C极电压最高极电压最高电容电容C3C3
44、开始从线圈放电，此时开始从线圈放电，此时C C极电压变低，当达到极电压变低，当达到接近接近0 0V V时，由控制电路检测（监控）到这个值，再次时，由控制电路检测（监控）到这个值，再次打开打开IBGTIBGT，又一循环开始又一循环开始71四、模块电路分析四、模块电路分析5、同步电路、同步电路72四、模块电路分析四、模块电路分析 电磁炉工作时，电磁炉工作时，IGBTIGBT管快速交替地工作在饱和与管快速交替地工作在饱和与截止状态间。设定不同火力截止状态间。设定不同火力(功率功率)时，时，IGBTIGBT管的管的饱和与截止时间的比例不相同。饱和与截止时间的比例不相同。为什么要同步？为什么要同步？73
45、四、模块电路分析四、模块电路分析 在在IGBTIGBT管饱和导通时，加热线圈管饱和导通时，加热线圈中感应电动势的极性为左中感应电动势的极性为左“+”右右“-”由于电感中电流不能突变，由于电感中电流不能突变，流过流过IGBTIGBT管管c c、e e极间电流逐渐增极间电流逐渐增大。当电流增大至某一值时，大。当电流增大至某一值时，IGBTIGBT应立即截止，以避免大电流应立即截止，以避免大电流击穿击穿IGBTIGBT管。管。为什么要同步？为什么要同步？74四、模块电路分析四、模块电路分析一旦一旦IGBTIGBT管截止，加热线圈管截止，加热线圈中的感应电动势极性立即变中的感应电动势极性立即变为左为左
46、“-”右右“+”，加热线，加热线圈给圈给C3C3充电，接着充电，接着C3C3又给加又给加热线圈放电，加热线圈与热线圈放电，加热线圈与C3C3产生阻尼谐振，即随着电磁产生阻尼谐振，即随着电磁能迅速转化为热能，其谐振能迅速转化为热能，其谐振幅度越来越小。幅度越来越小。为什么要同步？为什么要同步？75四、模块电路分析四、模块电路分析在谐振初期，加在在谐振初期，加在IGBTIGBT管管c c、e e极上的电压非常高，这期间极上的电压非常高，这期间应确保应确保IGBTIGBT管可靠地截止，管可靠地截止，否则高电压形成的大电流必否则高电压形成的大电流必将损坏将损坏IGBTIGBT管。管。综上所述，在不同功
47、率状态综上所述，在不同功率状态下，下，IGBTIGBT的工作状态应当与的工作状态应当与加热线圈的状态保持协调，加热线圈的状态保持协调，也就是也就是IGBTIGBT管的驱动信号应管的驱动信号应与加热线圈的状态保持协调，与加热线圈的状态保持协调，完成协调任务的电路常称之完成协调任务的电路常称之为同步电路。为同步电路。76四、模块电路分析四、模块电路分析当当加热线圈两端电压极性为左加热线圈两端电压极性为左“”右右“-”。正电压经。正电压经R7R7、R25R25分压后加到分压后加到U2:3U2:3的反相输入端；负电压经的反相输入端；负电压经R19R19、R20R20降压后加到降压后加到U2:3U2:3
48、的同相输入端，此时的同相输入端，此时U2:3U2:3的输出端为低电平状态的输出端为低电平状态,U2:4,U2:4输出输出高电平，高电平，Q3Q3导通，导通，DEVICE DEVICE 为高电平，为高电平，IGBTIGBT导通饱和。导通饱和。77四、模块电路分析四、模块电路分析78四、模块电路分析四、模块电路分析当当加热线圈两端电压极性为左加热线圈两端电压极性为左“-”右右“+”，此时，此时U2:3U2:3的输出端为高电平，的输出端为高电平，U2:4U2:4输出低电平，输出低电平，Q4Q4导通，导通，DEVICE DEVICE 为低电平，为低电平，IGBTIGBT可靠截止。可靠截止。79四、模块
49、电路分析四、模块电路分析6、电网电压检测电路、电网电压检测电路80四、模块电路分析四、模块电路分析7、过电流检测电路、过电流检测电路81四、模块电路分析四、模块电路分析8、浪涌检测、浪涌检测有浪涌时通过硬件产生中断有浪涌时通过硬件产生中断INTINT（高电平）（高电平）82四、模块电路分析四、模块电路分析83四、模块电路分析四、模块电路分析9、温度检测电路、温度检测电路84四、模块电路分析四、模块电路分析10、锅检电路、锅检电路85四、模块电路分析四、模块电路分析计计通电以后，给通电以后，给K K一短暂电平值，通过积分电路一短暂电平值，通过积分电路C2C2、R43R43得到一扰得到一扰动，动，
50、C34C34破坏原有平衡，经过功率整定与驱动电路，破坏原有平衡，经过功率整定与驱动电路，IGBTIGBT进行工进行工作，作，LCLC形成振荡，按照形成振荡，按照PANPAN高低电平变化的次数进行计数，根据高低电平变化的次数进行计数，根据次数的多少来判断有无放锅。次数的多少来判断有无放锅。86四、模块电路分析四、模块电路分析11、高压峰值检测电路与功率整定电路、高压峰值检测电路与功率整定电路检测到IGBT的输出87四、模块电路分析四、模块电路分析工作中，当工作中，当IGBTIGBT管截止瞬间，加在管截止瞬间，加在IGBTIGBT管管C C、e e极上的极上的电压最高。为了防上此时电压超过电压最高