两款极高性价比的电磁炉系统设计方案

1、【Word版本下载可任意编辑】 两款极高性价比的电磁炉系统设计方案 本文为大家介绍基于SC91F738和SC91F832的两款电磁炉系统设计方案， SC91F738高度集成了电磁加热应用的各种功能模块，SC91F832将面板上的触摸与LED显示共用，具有超低的成本且工作可靠；同时完善可靠的触摸按键库使得开发周期大大缩短。 一、电磁炉的基本工作原理 一般厨具是通过本身发热，热量再传导到锅具，电磁炉不是由本身产生热量对食物开展加热，电磁炉将交流电转换成直流电压，再通过励磁线圈加到IGBT 上，IGBT受驱动控制导通和截止，励磁线圈有频率为2050KHz的电流流过，励磁线圈产生高频磁场，若有铁锅置于

2、炉面上，则锅底产生涡流，涡流克服 锅内阻而转换成热能。 由于电磁炉是采用这种磁场感应电流的加热原理，它的关键元器件是大功率IGBT高速交替开关，IGBT的保护是电磁炉的重点和难点，针对电磁炉工作过程中，遇任任何情况都要快速保护的特点，赛元推出了电磁加热专用微控制器SC91F738，内置16MHz RC可提供MCU 16MHz工作频率，8K Flash ROM，256RAM，4路比较器，1路运算放大器，3+1通道ADC，蜂鸣器Buzzer，IGBT控制 PPG，把过流保护，过流保护，反压调节，同步等等功能模块都集成到MCU内部。 二、电磁炉系统方案原理框图 基于赛元SC91F738电磁加热专用M

3、CU和赛元SC91F832触摸按键MCU的电磁炉系统原理框图 三、电磁炉方案主要功能 1、无锅检测 自动侦测炉台有无锅，只在有锅时，才能开启功率器件IGBT。 2、功率控制 赛元SC91F738的PPG输出不同的PWM信号，所形成的负荷电流的大小是不同的。根据所设的档位的功率大小，由SC91F738测试到的市电电压值、电流值，PPG输出合适的PPG占空比，以到达功率的自动控制。使功率不受市的影响。 3、温度控制 在微晶板的锅底下方设置了温度传感器，可实现对温度的自动控制，用户可选适合的温度档。 4、定时 预约开机，定时关机 5、报警 市电过压、欠压，IGBT温度过高，锅底温度过高、电流过大、传

4、感器故障等等都要报警。 四、电磁炉功能模块说明 1、主回路，功率控制PPG 如框图，IGBT受脉冲驱动，当IGBT导通时，励磁线圈电流迅速增加，当IGBT截止时，L、C回路发生谐振，IGBT集电极产生脉冲高压，当高压降至近0 时，驱动使IGBT再次导通，驱动脉宽决定了电磁炉负载的大小，通常IGBT由振荡电路、脉宽控制电路等外围电路完成。 赛元SC91F738 把这些外围电路集成到内MCU部，叫PPG（可编程脉冲产生器）。SC91F738内部有16MHz高速RC时钟源，11Bits可调脉宽，在0.0625s128s范围，步进单位为0.0625s, 2K级可调，使脉宽调节更别细腻平滑。 SC91F

5、738的PPG，除反压保护的自减功能外，它集成了活灵的自动追踪目标值的功能。 SC91F738的PPG采用反向占空比的开漏输出，把IGBT驱动电路一减再减。 2、同步检测 同步电路监视主回路的工作状况，当IGBT电压下降接近0V时，输出一个触发脉冲，使IGBT导通。这样可防止励磁线圈中的电流瞬间变化太大，保护了功率器件IGBT。 赛元SC91F738集成了同步检测功能，并自动触发PPG输出，使外部电路大大简省，同时，SC91F738 PPG的延时功能，直接通过软件设置不同的延时输出时间，到达移相的效果，与用外部硬件移相比较，软件设置更加灵活。 3、反压自动调节 当IGBT关断时，励磁线圈产生反

6、压，为了保护IGBT，都要严密监视IGBT集电极电压，一旦电压过高，一般通过外围电路立即关断驱动脉冲，再通过软件重新开启，普通做法由于重启较慢，正弦的包洛就会被削掉部分，降低电源利用率。 赛元SC91F738内部集成反压自动调节模块，不但反压过大时，会自动按你程式预设减小脉冲宽度，还会根据反压过压次数，自动灵活调节，该模块更特别的是 它会自动跟踪目标值功能，MCU硬件帮你做到动态平衡在效率，让包洛更加接近正弦波，相同的外部元器件，能做到更高的电磁炉功率。 4、过压保护 当电源本身或干扰而电压过高时。如电机、电风扇、日光灯等开关时，电源都会被干扰而产生电压浪涌，为了保护功率管IGBT不被烧坏，微

7、控制器都要立即进入保护状态。 赛元SC91F738 内部集成了一个过压保护比较器。 5、过流保护 一般电磁炉只做电压浪涌保护功能，但赛元SC91F738特别增加了一个电流浪涌保护比较器，具有电压浪涌、电流浪涌双重保护，使产品更加安全可靠。 6、电压电流温度测试 赛元SC91F738 有3+1通道ADC，提供炉面温测试、IGBT温度测试、电压测试，另一通道ADC连接到内部放大器，提供电流放大测试。 7、与面板的通讯接口 赛元SC91F738提供类IIC的高速通讯接口，使之与面板连接排线减到少，只有两根通讯线，既可以与慢速的IO通讯，还能与具有IIC接口的MCU高速通讯，如赛元SC91F832触摸

8、按键MCU。 五、赛元SC91F832电磁炉面板方案 电磁炉面板方案 触摸Key与LED共用IO 在本解决方案中采用28pin的SC91F832做按键显示板的主控芯片，16个触摸按键，24个LED + 4位数码管显示、与主板IIC通讯，同时类IIC接口也是工程师调试接口。相对触摸按键IC加显示IC方案，赛元SC91F832的优点是触摸按键IO与 LEDSEG可以共用，使整个显示面板简单到只有电阻，以单IC完成多按键多LED及应用功能控制。 SC91F832,工作电压2.55.5V，内部高速RC振荡电路可提供MCU 16MHz工作频率，提供外设时钟，共有25个I/O可用，16个电荷转移实现的触摸

9、按键。512B的RAM和8KB的FLASH，还有10万次擦写次数 的256B EEPROM数据存储器,可单Byte读写。 六、触摸按键的工作原理框图 触摸按键原理 1、 稳压电源（或VDD）通过CTIME的频率设置的频率向外部的分布电容Cxn和基准电容Cadj充电。 2、 Cadj电压会逐步上升至充电电路的设置值后，经过滤波电路 后给出信号。 3、 TKCNT会记录从充电开始到看到信号的时间。 4、 如果有手触摸到按键时，Cxn的值会增加，则Cadj电压上升的时间会减小，也就是TKCN的值会减小。 5、 用户便可以通过TKCNT的扫描值来确认是否有触摸按键被按下。 七、触摸按键干扰解决方案赛元

10、触摸按键库 相较于机械式按键和电阻式触摸按键，电容式触摸按键不仅耐用，造价低廉，机构简单易于安装，防水防污，而且还能提供如滚轮、滑动条的功能。但是电容式触摸按 键也存在很多的问题，因为没有机械构造，所有的检测都是电量的微小变化，所以对各种干扰敏感得多。赛元提供了完善的解决方案库，无需用户软件处理触摸按 键，只要简单调用赛元库文件，就能轻易读取按键状态，其复杂的判键过程，完全由赛元库文件处理： 1、电磁干扰 电磁炉工作时，产生电磁场，从而干扰触摸按键的变化值，赛元受益于对电磁炉功率控制的熟悉，触摸按键库作了相应的软件算法处理，使触摸按键更加可靠。 2、溅水、溅油的影响 在电磁炉的使用当中，常常会出现水或油溅到触摸面板上，它可能导致按键误触发，赛元触摸按键库文件采用特殊软件算法可靠地将覆水溅油与手指按