SUPOR电磁炉标准主板电路分析(修正版)

.,SUPOR电磁炉标准板电路分析,浙江绍兴苏泊尔生活电器有限公司,品管部售后：向阳,Eail:XYang,.,温馨提示,为了维护会场秩序，敬请您在会议期间将手机调为振动或关机状态,谢谢您的合作！绍兴基地市场品管技术支持部,.,目录,.,一、电磁炉产品工作原理（）,电磁炉是一种利用法拉第电磁感应原理将电能转换为热能的厨房电器。在电磁炉内部，由整流电路将50/60Hz的市电交流电压整流为直流电压，再经控制电路将直流电压转变为20-40KHz的高频电压，高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿(导磁又导电材料)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。,.,电磁炉产品工作原理（）,电磁感应加热的基本过程，可以看出实现电磁感应加热至少需要整流单元、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。当电磁炉在正常工作时，电磁炉线盘上的线圈产生的交变磁场在锅具底部反复切割变化使锅具底部产生环状电流（涡流），并利用小电阻大电流的短路热效应产生热量。,.,电磁炉产品工作原理（）,EMC防护及整流电路,AC220,高频谐振,驱动电路,振荡电路,单片机,按键显示电路,同步电路,电源电路,风扇，温度检测,高低压监测电路,功率控制,浪涌保护电路,.,二、电磁炉产品的命名原则,1、电磁炉的命名方法根据QB/T1236-91电磁灶，对电磁炉的产品型号命名方法如下：CC表示电磁炉为型式代号：单加热单元不用符号双加热单元用“S”表示为最大输入功率的1/100；显示特征代号：用大写英文字母表示例如：S表示数码显示Y表示液晶显示；V表示VFD大屏幕液晶显示A表示按键式无液晶数码显示；K表示线控为设计序号：二位阿拉伯数字表示以C19S04为例：(C19S04-AC19S04-B)C表示电磁炉19表示最大输入功率1900WS表示数码显示04表示1900W数码显示第四款,.,型号新命名规则,.,一、电磁炉产品生产装配工艺流程（示例）,.,续上表：（示例）,.,二、电磁炉产品质量检测工艺流程（示例）,.,二、电磁炉产品质量检测工艺流程（示例）,.,EMI,雷击浪涌,电压浪涌,复杂电网寿命测试,续上表：（示例）,.,目录,.,目录,.,1.1电路方块图1.9掉电保护电路1.2EMC和整流电路1.10电压监测电路1.3高频谐振电路1.11电流检测电路1.4IGBT驱动电路1.12电压浪涌保护电路1.5同步电路1.13电流浪涌保护电路1.6锯齿波产生电路1.14电源电路1.7PWM积分电路1.15风扇驱动电路1.8反压保护电路附：电路控制板原理图,一、各单元电路讲析,.,1.1电路方块图,.,1.2EMC和整流电路,解释：220V交流电经过整流桥堆，变为脉动直流电，再通过扼流电感提供给主回路使用。F101为保险管，规格为15A/250V。当电磁炉内部异常短路时，电流激增，超过保险管的承受极限而熔断，阻止其他部件的进一步损坏。ZMR101为压敏电阻。在额定电压范围内，压敏电阻呈现高阻状态，流过ZMR101的电流很小；当外加电压达到或者超过ZMR101的额定耐压时，阻值大大降低，流过ZMR101的电流陡增，以吸收瞬间高压。C112的作用为EMC防护，防止电磁炉中的高频干扰窜入电网，也防止电网中的干扰脉冲影响电磁炉的正常工作。R108为C112电容残留电压放电电阻。,.,1.3高频谐振电路,解释：C300为高压谐振电容，L1为线盘，二者组成LC并联谐振电路。具体工作过程请参照高压谐振原理章节。,.,1.4IGBT驱动电路,解释：ON/OFF为保护电路的开关；当V6V7时，1脚电压为低电平，Q303导通，Q302截止，IGBT-G极电压为低，IGBT不能导通。当V6V7时，1脚电压为高电平，Q302导通，Q303截止，IGBT-G极电压为高，IGBT导通。,.,1.5同步电路,解释：R350/3+R350/2+R350/1、R357产生分压加在IC5A（LM339）的第4脚，R352/1+R352/3+R352/2+R352/4、R301产生分压加在IC5A的第5脚，当主回路产生振荡，IC5A的第2脚产生和IGBT的G极驱动波形同相的矩形波。具体工作过程请参照高压谐振原理章节。,.,1.6锯齿波振荡电路,解释：LM339的2脚输出的矩形波，通过对电容C301的充放电，在6脚形成锯齿波或类似于锯齿的波形。,.,1.7PWM积分电路,解释：PWM的矩形波经过二阶RC积分电路，在LM339的7脚形成一个稳定的直流电压信号，这个信号随PWM占空比的变化而变大或变小。,.,1.8反压保护电路,解释：R352/1+R352/3+R352/2+R351、R305在LM339的8脚形成分压，正常工作状态下8脚电压9脚电压Vref，14脚电压为低，通过电阻R327降低PWM积分电压，从而减少IGBT的导通时间，减小功率输出，降低C级电压。,.,1.9掉电保护电路,解释：电源电压正常时，LM358的5脚电压6脚电压，7脚为高电平，关断IGBT驱动电路，防止掉电时，电路误动作导通IGBT。,.,1.10电压监测电路,解释：MCU通过对R401/2+R401/1、R402的分压进行AD采样，以检测市电电压。,.,1.11电流检测电路,解释：电流信号经康铜丝J320转为电压信号。J320上的微弱电压经LM358放大，经R328、R326进行AD采样，以检测工作电流。,8,.,1.12电压浪涌保护电路,解释：当市电电压正常时，LM339的11脚电压Vref，Q301导通，关断IGBT驱动。待浪涌过后，电压恢复正常，11脚电压10脚电压，Q301导通，关断IGBT的驱动电路。,8,.,1.14电源电路,解释：开关电源电路主要产生+18V和+5V的直流电源。+18V主要供给风扇、IGBT驱动、比较器（LM339）、放大器（LM358）使用；+5V供给MCU控制电路。,.,1.15风扇驱动电路,解释：MCU控制信号为高电平时，Q701导通，风扇中有电流流过，开始转动。MCU控制信号为低时，Q701截止，风扇失去电流，停止转动。,.,目录,.,第二章引线接口功能分析,此通用主板与控制板之间共有11个引线接口。主板标识为CON3A。各接口依主板标识次序具体功能分析如下：1：GND，公共地；2：+5V，+5V电源；3：CUR，电流监测AD采样；4：VOL，电压监测AD采样；5：MIAN，主传感器，即锅底传感器AD采样；6：IGBT，IGBT传感器AD采样；7：TRIG，发出占空比很小、周期较大的试探脉冲，用于锅具检知和检测主回路是否正常。8：H-EN，IGBT驱动电路开关。在无功率输出时，为高，使Q301导通，关断IGBT驱动；需要输出功率时，为低，截止Q301，允许驱动IGBT；9：PWM，脉宽调制输出。MCU输出不同占空比PWM信号，控制输出功率的大小10：FAN，风机驱动控制端；11：+18V，+18V电源，控制板备用电源，留待后用。,.,目录,.,标准板各个测试点的电压,在220V待机状态下测试LM339各个脚电压：,.,LM339内部结构图,.,连接口各脚电压,.,目录,.,一、显示故障代码,1.1E0：电路故障电路自检功能，当主回路不能正常工作时，比如线盘开路等，显示E0故障，此时仅响应开关键，须手动关机退出故障状态。出现此故障时，主要检修：驱动电路、谐振电容、线盘、同步电路、保护电路三极管是否动作。1.2E1：无锅具锅具检知功能，无锅或锅具不符合时，显示E1故障，此时仅响应开关键，1MIN后自动退出到关机状态出现此故障时，主要检修：同步电路、锯齿波振荡电路。1.3E2：IGBT过热IGBT过温保护电路，当MCU检测到IGBT温度过高（11010）时，电磁炉关闭功率输出，显示E2故障，须手动关机退出故障状态。出现此故障时，主要检修：风机、风机驱动电路、IGBT温度采样电路、电源电路,.,1.4E3、E4：市电电压异常当市电电压高于265V285V时，电磁炉关闭功率输出，显示E3故障，待电压降到265V253V时，电磁炉恢复正常工作、显示正常。当市电电压低于165V140V时，电磁炉关闭功率输出，显示E4故障，待电压升到165V178V时，电磁炉恢复正常工作、显示正常。若市电超出电磁炉工作电压范围，电磁炉应产生保护。当确认工作电压正常后，主要检测：电压监测电路、电源电路。1.5E5：主传感器开路当锅底传感器开路时，电磁炉工作1分钟后，关闭功率输出，显示E5故障，需手动关机退出故障状态。出现此故障时，主要检修：主传感器采样电路。1.6E6：主传感器短路或炉面过热当锅底传感器短路或炉面温度过高（约30020）时，电磁炉关闭功率输出，显示E6故障，需手动关机退出故障状态。若因炉面过热出现保护，待温度降低后，可正常使用。若传感器短路，主要检修：主传感器采样电路。,.,电磁炉在加热过程中频繁地停止然后再启动，我们称之为间歇。在保温或功率低于800W时，多用此模式来降低输出功率。但如果正常的工作状态(高于800W以上的加热)在未显示故障代码的情况下，出现间歇时，可判定为电路故障。出现此故障的原因有以下几种：1.IGBT过热MCU检测到温度过高，会采用间歇加热的方法来降低IGBT温度。出现此问题，请参照E2故障排除方法。2.浪涌保护电路误动作当电源回路中有瞬间高压或过流时，易造成IGBT的损坏。浪涌保护电路，在浪涌发生时，迅速关断IGBT驱动电路，以保护IGBT，浪涌过后，电磁炉恢复正常工作。但当浪涌保护过于敏感时，就会出现间歇现象。我们可通过断开此部分电路（电压浪涌断开D402，电流浪涌断开D401）来判断是否是浪涌保护电路出现问题。（注意：断开浪涌后，电磁炉可正常加热，但不可做冲击试验。维修后，也一定要重新接上保护电路。）,二、间隙加热,.,3.同步电路故障当同步电路有元器件出现偏差时，会造成同步不能翻转，后级锯齿波产生电路就收不到同步信号，造成停振，表现为间歇加热。此时可直接更换同步电阻、电容。,三、显示正常不加热，一直检锅电磁炉显示正常，表明MCU可正常工作，温度、工作电压、主回路等也未达到产生故障报警的条件，MCU发出脉冲检锅，可以检到锅具，然后PWM输出功率，这时却检测不到功率电流的上升，然后MCU再次发出脉冲检锅；这样电磁炉就处于一直循环检锅