电磁炉工作原理

1、电磁炉工作原理详细介绍电磁炉是应用电磁感应原理对食品进行加热的。电磁炉的炉面是耐热陶瓷板，交变电流通过陶瓷板下方的线圈产生磁场，磁场内的磁力线穿过铁锅、不锈钢锅等底部时，产生涡流，令锅底迅速发热，达到加热食品的目的。电磁炉加热原理如图所示，灶台台面是一块高强度、耐冲击的陶瓷平板（结晶玻璃），台面下边装有高频感应加热线圈（即励磁线圈）、高频电力转换装置及相应的控制系统，台面的上面放有平底烹饪锅。其 工作过程如下：电流电压经过整流器转换为直流电，又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电，将高频交流电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈 上，由此产生高频交变磁场。其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而

2、作用于金属锅。在烹饪锅体内因电磁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，所产生的焦耳热就是烹调的热源。1、概述电磁灶是应用电磁感应原理进行加热工作的，是现代家庭烹饪食物的先进电 子炊具。它使用起来非常方便，可用来进行煮、炸、煎、蒸、炒等各种烹调操作。特点：效率高、体积小、重量轻、噪音小、省电节能、不污染环境、安全卫生，烹 饪时加热均匀、能较好地保持食物的色、香、味和营养素，是实现厨房现代化不可缺少的新型电子炊具。电磁灶的功率一般在700-1800W左右。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，比较省电。按样式分类，可以分以下

3、三种。 台式电磁炉：分为单头和双头两种，具有摆放方便、可移动性强等优点。因为价格低较受欢迎。 埋入式电磁炉：是将整个电磁炉放入橱柜面内，然后在台面上挖个洞，使灶面与橱柜台面成一个平面。业内专家认为这种安装方法只求美观，但不科学，很大一部分消费群体把电磁炉当做火锅，埋入式炒菜并不方便。 嵌入式电磁炉：可适应不同锅具的需要，不再对锅具有特殊要求。本文主要介绍利用SPMC65P2404芯片来实现电磁炉的设计。SPMC65P2404是凌阳推出的一款工业控制8位单片机，具有很高的性价比，抗干扰能力强，非常适合应用于工业控制类、家电类产品的设计。使用SPMC65P2404设计的电磁炉具有如下性能：六种加热

4、模式：火锅、煎炸、炒菜、烧烤、蒸煮、烧焖；一种自动工作模式：烧水；最大720分钟的定时开机功能；2小时自动关机保护功能；小物件检测功能，对不合适的物件不进行加热；系统采用过流、过压、超温等多种保护措施；采用开关电源，使系统能够在180250V的电压范围内正常工作；系统设置了故障报警功能，方便故障查找及检修；系统含有自检程序，方便生产测试。2、电磁炉设计要求电磁炉作为一种普遍的家用产品，除了要具有基本的加热功能外，它的安全性能及稳定性能是设计的关键。电磁炉设有多种保护装置，包括小物件检测、过热自动停机保护、过压或欠压自动停机保护、空烧自动停止加热保护、2小时断电保护、12分钟自动停机保护以及声光

5、报警显示等。综合起来，电磁炉可由下述技术特性参数考核： （1） 自身保护特性。输出开关管是电磁炉的关键元件，工作于高电压、大功率状态，受成本和器件参数限制，设计时不可能有很大的富裕量，故在工作过程中，若电源电 压过高、工作状态切换时产生瞬间冲击、电流增大、机内温升过高、铁锅挪离灶板或空载，开关管都可能损坏。因此，应保证过压、过流、过温、锅检测等保护装置 正常； （2）锅底温度控制特征。锅底发热直接传至灶板（陶瓷玻璃），灶板是导热材料，故一般都将热敏元件安装在灶板底部，探测锅底的温度； （3）功率稳定性。电磁炉应具有输出功率自动调整功能，以改善电源适应性和负载适应性； （4）电磁兼容性。该性能涉

6、及对其余家电的干扰和对人体的危害。电磁炉均在电源回路中设有LC滤波电路并用金属围框吸收漏磁通，同时采用脉冲方式，使平均辐射功率控制在最小限度；在实现以上电磁炉的性能规格的基础上，我们设计的电磁炉还具有以下的功能规格：手动控制火力，从300W1800W 的范围，共分为14 档火力，每档均有稳定的功率；手动定温选择，从70 240的范围，共分为6 档定温选择，每档都能达到精确定温；自动烹调功能，内部自带1 自动烹调功能：烧水。6 种自选功能：火锅，炒菜，蒸煮，炖焖，煎炸，烧烤，其中火锅，炒菜可以调节不同的火力档位；蒸煮，炖焖，煎炸，烧烤4 种功能可以选择不同的温度。可以实现1720 分钟预约开机功

7、能，1180 分钟的定时关机功能。系统提供2 小时自动关机的保护功能。3、系统硬件设计系统采用SPMC65P2404 作为主控MCU，主要模式有：键盘扫描，锅体温度检测，IGBT温度检测，电流过流检测，超压欠压检测，振荡信号检测，风扇控制，数码管显示控制，LED 控制，蜂鸣器控制，系统启动控制。功率板电路分析 交流电220V 经过前端滤波处理，通过整流桥，变成大约310v 左右的直流电，通过MCU控制IGBT 的导通和关闭，来控制加热线圈的工作状态。开关电源部分采用TI 公司最新推出的集成电路VIPer12A，来实现不同电压的输出，AC 接入后经过半波整流，接到VIPer12A 的电压输入脚，

8、输出端通过稳压变压的方式来得到18V 和5V 直流电，为IC 和其他外围元件提供电源。电路中包含有电流检测部分，通过电流互感器将总回路的电流按比较缩小后，通过整流，变成直流，连接电阻到地，系统通过检查电阻端的电压来判断回路的电流大 小。同时回路电流若超过一定值后，通过另一端的保护信号反馈到IGBT 的控制端，将控制信号拉低，使IGBT 停止工作，同时送到MCU，让系统停止工作，并产生报警信号。控制板电路分析主控板中主要由MCU，数码管，发光二极管，按键，复位电路组成，数码管采用共阳型的，发光二极管驱动方法为动态扫描，按键与SEG 线复用，控制COM 口，回读SEG 数据的I/O 来扫描按键。复

9、位电路为低电压复位电路，当电压低于2.6V 时，系统产生复位。4、系统软件设计主流程采用分时结构，在每个不同的时间片进行不同的工作，时间片可以对动态扫描的LED进行定时刷新和扫描，方便程序控制。工作时采用时间轮循的方式，能有效的利用时间资源。过程中主要通过标志的方式将信息传递到其他模块。中断程序电流过流中断是整个系统唯一的中断，当产生中断时，系统马上停止控制信号，然后置电流过流标志，让系统在其他地方检测过流的状态是否持续3 秒，若是，则产生电流过流的报警信号，系统停止工作。功率调节模块系统需要根据外部电压和电流的大小，来计算是否已经达到了设定的功率值，通过比较后的功率大小关系来调整PWM 值，

10、以输出比较恒定的功率。假设外部电压为V1，MCU 检测到的电压值V2，根据电路计算得：V2=5.1*V1/（330+5.1）得到的A/D 值DATA 为：DATA=V2*256/5外部电流和MCU 通过转换的电压的测试值的关系为：外部电流值/转换后的电压=2.4根据上述关系来换算功率值的大小：P=V*I=0.06*AD（V）*AD（I）推出：AD（I）=100*P/（6*AD（V）确定AD（I）后，再通过调整PWM 值，以使AD（I）达到计算的值。电磁炉的工作原理         电磁炉的加热原理:电磁炉是采用磁场

11、感应涡流原理，它利用高频的电流通过环形线圈，从而产生无数封闭磁场力，当磁场那磁力线通过导磁(如:铁质锅)的底部，既会产生无数小涡流(一种交变电流，家用电磁炉使用的是1530KHZ的高频电流)，使锅体本生自行高速发热，然后再加热锅内食物。 对于电磁炉的发热原理我们可以这样简单的理解： 锅和电磁炉内部发热线圈盘组成一个高频变压器，内部线圈是变压器初级，次级是锅。当内部初级发热线圈盘有交变电压输出后，必然在次级锅体上产生感应电 流，感应电流通过锅体自身的电阻发热（所以锅本身也是负载），产生热量。假如：当内部初级发热盘有交变电压输出，若次级及负载（锅）不存在，则输出功率将 非常低。

12、当然在实际电路中，我们必须要很快的检测到此功率的变化，并将输出到发热线圈盘的交变电流关断。 由于非导磁性材料不能有效汇聚磁力线，几乎不能形成涡流（就像一个普通变压器如果没有硅钢片铁心，而只有两个绕组是不能有效传送能量的），所以基本上 不加热；另外，导电能力特别差的磁性材料由于其电阻率太高，产生的涡流电流也很小，也不能很好产生热量。所以：电磁炉使用的锅体材料是导电性能相对较好， 铁磁性材料的金属或者合金以及它们的复合体。一般采用的锅有：铸铁锅，生铁锅，不锈铁锅。纯不锈铁锅材料由于其导磁性能非常低，所以在电磁炉上并不能正常 工作。 电磁炉是采用磁场感应涡流加热原理，它利用电流通

13、过线圈产生磁场，当磁场内之磁力通过含铁质锅底部时，即会产生无数之小涡流，使锅体本身自行高速发 热，然后再加热于锅内食物。电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康绝对无危害。适用的锅类容器1、铁系（珐琅、铸锅、不锈铁）锅，不锈钢锅注:复合底锅必须是电磁炉专用。2、底部直径12CM以下，根据不同的功能使用，如煎炒烤炸类要离空1CM为最佳蒸煮       类平底为最佳。 不适用的锅类容器：1、铝、铜为材料之容器、锅。2、容器底部直径不超过12CM者。3、容器底部凸凹高

14、度大于2CM者。4、不锈钢双层复合底锅（非电磁炉专用）。如何安全使用电磁炉一、使用之前注意：1、应使用质量好的插座，插座接触不良会导致烧机或电磁炉无法正常工作。2、在插头电线损坏电线或电源插头未牢固地插入插座时，切勿使用电磁炉。3、切勿弯曲、捆扎电线或对其施力过度，这会引起损坏。4、切勿使任何障碍物附在本机插头或电源插座上。5、切勿将插头插入己插有几个其它电器装置的插座，电流不得超出插座的极限(本装置的使用电流约为10A)。6、切勿在可能受潮或靠近火焰的地方使用电磁炉。7、电磁炉在放置了一段时间后，若重新使用电磁炉，请先通电10分钟，使电磁炉内部电子元件稳定后，再开机进行功能操作。二、使用时注

15、意：1、切勿放置在不平稳的平面上。2、切勿阻塞吸气口或排气口、避免炉内超温。3、切勿在儿童可触及电磁炉、或儿童能自行使用的地方使用电磁炉。4、切勿对空锅加热或加热过度。5、切勿将诸如刀、叉、勺子、锅盖与铝箔等金属物品放置在顶板上，因为它们会受热。6、切勿在盛放锅具的状态下搬运电磁炉。7、切勿在四周空间不足的地方使用电磁炉、应使电磁炉的前部与左右两侧保持干净。8、切勿使用金属丝和异物进入吸气或排气口的缝隙内。9、切勿使物品跌落在顶板上。如表面出现裂纹，应立即关掉电源，拔出插头并送往修理。三、使用之后注意：1、炒菜锅在使用后不要置于炉面上，避免下次使用时难以启动。2、烹调结束，锅具产生的高温热量会

16、传导至电磁炉顶板，切勿立即触摸该顶板。3、切勿用拉扯电线的方法拔出插头。4、在确认不用电磁炉时，切勿使电源线续处于接通状态。电磁炉的保养A 电源要求（1）使用电磁炉必须使用各项技术指标符合标准带地线的三孔插座（最好选用有CCC标志的产品），绝对不可自行换用没有地线的两孔插座，因为两孔插座插头插上后易松动、不牢固且不符和国家标准，这样易产生瞬时打火，电流增大，较危险。（2）插座不要位于电磁炉的正上方，防止热量上升烧烫电源。（3）若有易使电流发生骤变且较为频繁的电器，如电焊机、冲击钻、电锤等或其它高功率用电器，如冰箱、洗衣机、热水器等与电磁炉同时使用，则较易损坏电磁 炉，应引起注意，最好

17、使用带有过流保护装置的插线板或选用稳定电源。最好不同时使用或尽量不在电磁炉工作的同时开关其它用电器，以免损坏电磁炉。B 电磁炉的散热电磁炉工作时机体内部存有一定的温度，为使电磁炉发挥更好的作用，并正常工作，延长其使用寿命，这部分热量要及时的排放出去，所以尽量使电磁炉放置的位置有利于空气流通及散热。C 电磁炉的清洗1，擦洗前请先拔掉电源线。2，面板脏时或油污导致变色时，请用去污粉，牙膏或汽车车蜡擦磨，再用毛巾擦干净。机体和控制面板脏时以柔软的湿抹布擦拭，不易擦拭的油污，可用中性洗洁剂擦拭后，再用柔软的湿抹布擦拭至不留残渣。3，且勿直接用水冲洗或浸入水中刷洗。4，经常保持机体的

18、清洁，以免蟑螂，昆虫等进入炉内，影响机体失灵。5，吸气/排气罩可拆卸用水直接清洗或用棉花棒将灰尘除去，也可用牙刷加少许清洁剂清除。D 出现意外情况如果使用电磁炉的过程中发现不正常停机或报警等异常情况，一定要马上停止使用，及时与厂家维修部进行联系和咨询，如确定有问题，请专业维修人员进行处理，千万不可自行拆卸。E 电磁炉的收藏在长时间不需使用电磁炉时，首先要擦洗干净、晾干机体后收藏起来，不要放在潮湿环境中保存，要放于干燥处且包装内尽量放一些干燥剂和蟑螂药，避免挤压，以备再用。 电磁炉的原理与维修，内容中以PD16为模板，着重分析了电磁炉的原理，希望大家能够自己通过原理来分析故障

19、，从而起到举一反三的目的。 第一章 电磁炉的工作原理 1、电磁炉的工作原理概述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。2、PD16电磁炉电原理图  3、PD16电磁炉的工作方框图 第二章 电磁炉主要部件功能1、陶瓷板：进口高级耐热晶化陶瓷板。2、高压主基板：构成主电流回路。 3、低压主基板：电脑控制功能。4、LED线路板：显示工作状态和传递操作指令。5、线盘：将高频交变电流转换成交变磁场（ PAN）

20、。6、风扇组件：散热辅助元件（FAN）。7、IGBT：通过低电流信号、控制大电流的通断（IGBT）。8、桥式整流块：将交流电源转换为直流电源（BD101）。9、热敏电阻件：将热量信号传递到控制电路。10、热开关组件：感应IGBT工作温度，从而保护IGBT由于过热损坏。第三章 电磁炉集成块功能1、C80C49-143A：中央处理器集成快（Ic1）。2、SN7407N：高压输出缓冲器/驱动器（Ic2）。3、HD74LS145：四十线译码器/驱动器（Ic4）。4、LM339：低功耗、低失调电压比较器（Ic5、IC6）。5、TA8316S：驱动器（Ic3）。 第四章 电磁

21、炉的工作原理（PD16）电 磁炉220v工频交流由AC IN插口接入，通过保险丝F101防止内部电路的过载及短路。VA为并联压敏电路，防止外部供电电压过高，往往为烧毁自身来 保护后级电路的安全。C101为滤波电容，容量为2UF。C101后级为大功率桥式整流块，可将前级的220v工频交流电整流为脉动直流电，脉动直流电通 过扼流圈和C102的平滑滤波，将相对平稳的直流电供向下级PAN电磁线盘，PAN线盘与C103振荡电容组成LC振荡电路，从而在线盘上产生交变磁 场。 PAN电磁线盘的后级为T102电流取样变压器，通过T102次级将电流信号传递给电压比较器LM339进行检测。&#

22、160;T102的后级为高压保护二极 D，作用为保护IGBT，防止反向高压击穿IGBT。IGBT的控制极由驱动器TA8316S驱动，TA8316S输出14KHz频率的脉冲，根据 TA8316S输出的脉宽来调整IGBT通断时间的长短，从而达到调整功率的要求。 LM339为电压比较器，PD16使用两块LM339：一块为 IC5，主要功能为锅具检测、温度检测；另一块为IC6，主要功能为电流检测，电压检测。IC5、IC6两个LM339比较器都将检测信号反馈到 TA8316S驱动器上，从而达到调整功率的要求。线盘中间的热敏利电阻RT通过热量变化转换为电平变化，然后通过Q601三极管推动将信号传

23、递到 TA8316S，从而调整功率的大小，以达到调整锅具的温度。 IGBT散热铝块上固定有温度开关K1，当IGBT过热时，温度开关K1的通断状态发生变 化，从而接通IC1集成块脚，通过脚电平的高低变化，从而使IC1集成块脚复位停机。风扇的电源控制由IC4的第脚输出高电平至三极管Q703， 从而使Q703导通，风扇通过12V直流运转。控制电路的电源主要由T101变压器的初级接入，次级输出连接有三组串联稳压电路。一组通过ZD204、 C207、R204、Q203形成+5V电压，主要供给集成块IC1供电；一组通过ZD201、C203、R203、Q201形成+24V电压，主要供给 集成IC3供电。另一组通过ZD203、C205、R203、Q202、R202形成+12V、+10V电源，+12V电源主要供给风扇，+10V主要供 给IC6、Q301、ICS、Q602、Q601、Q501供电。第五章 故障分析及维修方法 现象1、开机烧保险。首先将电磁线盘的接线脚断开换上保险管，测量电容C102两端电压，一般桥式整流的直流输出电压为220V-300V，如无电压或继续烧保险，判断为桥式整流块坏。分