美的电磁炉电路分析与检修

...v.美的电磁炉电路分析与检修

就以美的SH2147型电磁炉为例。其最大功率为2100W，且待机功耗小，并具有多项一键智能控制烹饪方式，因操作简单，一、电路概述该机电路采用了美的05标准板电路，具有较强的代表性，与该机电路一样的有SP2115,SP203,EH201,EP201,SP2112,EP1910,SY191等近两年的大局部产品。该电路同早期〔2005年前〕的非标准板电路相比，主要更改的地方有：1．供电方式由变压器方式改用开关电源；2．单片机安装在显示板上；3．增**步信号检测电路分压电阻阻值发降低分压电阻承受的高压；4．统一了主板关于电流、电压、温度检测电路的器件参数。与显示板的接口1各脚功能见表1。表1主板与显示板接口1各脚功能端口

标号

功能

说明

1Vcc+18v电源+18V电源供电，本机未安装此脚插件

2GND地线地线

3+5V5V电源5V电源供电

4BUZ蜂鸣器驱动4kHz的方波信号，驱动蜂鸣器

5FAN风扇驱动高电平开通风扇，低电平关断风扇

6PWMPWMPWM方波信号

7PAN起振信号和振荡脉冲数检测有两个作用：输出口作为振荡的起振信号，输入口作为振荡脉冲的信号检测

8

IGBT-EN

IGBT管使能控制IGBT管开关，高电平允许IGBT管开通，低电平那么制止IGBT管开通

9CURENT工作电流检测5V以下信号，用为单片机的A/D信号

10VIN电作电压检测5V以下信号，用为单片机的A/D信号

11TEMP-IGBTIGBT管温度检测5V以下信号，用为单片机的A/D信号

12TEMP-MAIN锅具温度检测5V以下信号，用为单片机的A/D信号

二、单元电路分析该机主板电路主要由以下单元电路组成：主电源回路、LC振荡电压保护电路、PWM脉宽调控电路、IGBT管驱动电路、浪涌保护电路、电流检测、电压检测、电源供电电路、蜂鸣器报警电路、锅具温度检测电路、IGBT管温度检测电路、风扇驱动电路。电输入电路该电路由EMC〔电磁兼容〕防护电路和整流滤波电路组成，EMC防护电路的作用上滤波除市电中的高频干扰，并防止雷电或其他强电损坏后级电路，同时抑制电磁炉工作时对市电的电磁辐射。C3为谐波吸收电容，R1为过压保护压敏电阻，当输入电压过高时，其阻值大辐下降，流过R1的电流陡增，保险管熔断，从而起到过压保护作用。全桥DB1、电感L1及电容C4将输入的市电变换成平滑的直流电，由整机工作电流较大，故对DB1、C4要求较高。一般来说，功率小于2000W的电磁炉应通常选用最大电流不小于15A的全桥；功率大于2000W的电磁炉通常选用最大电流为25A的全桥。C3、C4应选用MKP-X2型电容，不能换用普通电容。1．LC振荡电路LC振荡电路又称主回路，其作用是让加热线圈L与电容C5谐振，产生20kHz~30kHz的高频电磁波。电磁炉正常工作时，IGBT管工作在开关状态。当IGBT管导通时，+300V电压给L充电，电能转化成电磁能并储存在L中；当IGBT管截止时，L向C5充电，随后C又经L放电，如此反复形成谐振，其谐振频率由L及C5的值决定，通常为20kHz~30kHz。当高频电磁波穿过铁质锅底时，在锅底产生强大的涡流，锅底迅速发热，从而到达加热食物的目的。提示：C5为易损元件，代换时应选用同容量MKPH型电容，否那么易造成IGBT管损坏。2．同步及振荡电路该机同步及振荡电路运算放大器U2B、C6等元件组成，在IGBT管截止期间，由于L与C5谐振，IGBT管c会出现谐振峰值电压，U2B7脚电压高于6脚电压，U2B1脚内部三极管截止，输出高电平；当IGBT管导通时，L储能，U2B6脚电压高于7脚电压，U2B1脚内部三极管饱和导通，+18V电压经R28给C6充电，在U2B10脚形成锯齿波，与U2D11脚送来的功率电平比拟，然后从13脚送到IGBT管驱动脉冲。U2B1脚输出的同步脉冲还经R27送往单片机的PAN端，作为锅具检测信号。如果炉面上放有材质符合要求的锅具，由于谐振时的能量被锅具吸收，那么谐振时间短，脉冲个数少，否那么脉冲个数多，单片机便可根据PAN端输入的脉冲个数来判定炉面上是否放有锅具。另外，在启动加热时，单片机PAN端输出检锅脉冲，作为起振信号。3．IGBT管高压保护电路IGBT管高压保护电路又称为IGBT管Vce检测电路，其作用是防止IGBT管因c极电压过高而损坏。该电路由电压比拟器U2C、R13、R18~R20等元件组成。+5V经R21、R20分压后给U2C9脚提供参考电压，约为3.6V。假设IGBT管c极电压升高，当8脚电压高于9脚电压时，U2C14脚输出低电平，输往PWM脉宽调整电路U2D11脚的功率电平被拉低，那么U2D13脚无IGBT管驱动脉冲输出，IGBT管停顿工作，从而起到高压保护的作用。4．PWM脉宽调控电路该电路是将单片机输出的功率电平与同步振荡电路送来的锯齿波信号比拟，输出对应功率的IGBT管驱动方波信号。调节功率时，单片机PWM端输出相应占空比的方波信号〔即PWM信号〕，经R23、EC5平滑成直流电平〔即功率电平〕送往电压比拟器U2D11脚。与10脚输入的锯齿波信号进展比拟，假设功率电平越高，那么U2D13脚输出的驱动脉冲占空比就越大，即电磁炉的加热功率越大，反之那么越低。5．IGBT管驱动电路IGBT管是一种电压鼓励场控型高压、高速大功率器件，导通时需在G极与地间加上十几伏的电压才能可靠地导通，截止时需为G极提供放电回路。当U2D13脚输出高电平时，Q3导通，Q4截止，+18V电压经Q3的c-e结及R35、R37流向IGBT管G极，IGBT导通；当U2D13脚输出低电平时，Q3截止，Q4导通，IGBT管G极中储存的电荷R37及Q4的e-c结放电，为IGBT管的再次导通作好准备。6．浪涌保护电路为防止市电电压骤然升高损坏电磁炉，故设有浪涌保护电路。如图8所示，电压比拟器U2A4脚通过电阻R44直接与+5V相连，用为基准电压。正常时，U2A5脚电压〔约4.1V〕低于4脚电压，11脚输出低电平，Q6截止，不影响U2D13脚输出的驱动信号；假设市电骤升时，其浪涌电压经R40、C15、R41、D19送至U2A5脚，5脚电压高于4脚电压，那么2脚输高电平，Q6饱和导通，IGBT管截止，以防止IGBT管过压损坏。7．电流检测电路该电路是对电磁炉的工人电流进展实时监测，以便进展功率调节，并防止功率过大而损坏元器件。电磁炉工作时，电流互感器CT1次级线圈感应的电压先经R9、VR1降压，再由D11~D14整流、EC2滤波形成电流检测信号，送往单片机的CURRENT〔电流检测〕端。提示：功率调节电位器VR1对整机性能影响较大，大可随意调节，否那么易损坏IGBT管。8．电压检测电路该电路实时对市电进展检测，假设市电过高或过低，单片机均发出停机指令，以防止电路元件件〔尤其是IGBT管〕过压或在欠压状态大电流工作而损坏。AC220V市电先经D9、D10全波整流后，由R6、R8、分压，EC1滤波，得到电压检测信号，送往单片机的VIN端，与内部设定的基准电压相比拟，假设过高或过低，单片机均发出停机指令，并显示相应的故障代码或发出提示音。待市电电压正常后，即可自行恢复正常。通常，电磁炉的市电允许范围为AC160V~AC250V。10．温度检测电路电磁炉中的温度检测电路分为炉面及IGBT管温度检测两种。本机炉面温度检测电路由负温度系数热敏电阻及R1、R2、C2组成；IGBT管温度检测电路由负温度系数热敏电阻及R3、C1组成。温度升高时，热敏电阻阻值减小，那么R2或R3两端电压上升，即送给单片机TMAIN端或TIGBT端的电压升高，反之电压下降。单片机此与芯片内部预设值比拟，从机时发出相应动作指令，以保证整机正常平安工作。11．风扇驱动电路由于电磁炉工作时，IGBT管及整流全桥会发出大量的热量，为保证电磁炉平安可靠地工作，特增设风扇强制散热。开机后单片机FAN端输出高电平，Q1饱和导通，负扇动转。D15为钳位二极管，防止风扇电机线圈产生的感应电压过高损坏Q1。12．加热开/关控制电路在电磁炉的单片机端中均设有一个开/关功能输出端，以控制电磁炉是否进入加热状态。本机加热开/关控制电路如图13所示，其单片机控制端口标注为I-EN〔IGBT-EN的缩写，常称为IGBT管使能端〕。开机时，单片机I-EN端输出高电平，Q5导通，其c极为低电平，那么Q5截止、Q6导通，IGBT管驱动信号被Q6旁路到地，IGBT管不工作。提示：开机后，电磁炉要进入加热状态，不仅要求单片机I-EN端输出高电平开机信号，还要求各保护电路未进入保护状态。13．电源电路该机电源电路采用开关电源单芯片VIPer12A〔U92〕，接通电源后，+300V电压经开关变压器的初级绕组加到U92的5~8脚〔内部开关管漏极〕，在内部高压电流电路的作用下给4脚〔供电端〕外接电容EC95充电，当EC95两端电压到达14.5V，芯片内部电路工作，开关变压器次级输出相应电压。该电源稳压电路由U923脚〔反响输入端〕内部控制电路及外接的稳压管Z90的稳压作用，U923脚电压随之升高，在芯片内部的脉宽调整电路的作用下，开关脉冲占空比减小，即开关管在一个周期的导通时间缩短，输出电压下降。假设+18V电压降低，其控制过程与上述相反。三、常见故障维修流程1．保险丝烧断保险丝烧断的故障原因很多，且不可更换保险丝后贸然试机，通过灯泡判断电路是否仍存在故障，只有在上述检查正常的前提下，才可换上保险管试机。2．显示正常，能检锅但不加热该故障应主要检查功率驱动电路及同步振荡电路。3．风扇不转风扇不转故障检修相对简单，主要检查其电机及驱动电路。功率偏低此故障的具体表现为功率偏低或功率频繁变化。此故障涉及的电路主要有电流检测及功率调节电路。4．检不到锅显示正常，开机后有无锅报警声，但入上符合要求的锅具后，仍发出无锅报警音。该故障应主要检查电流、电压检测电路