美的電磁爐電路分析與檢修

1、美的電磁爐電路分析與檢修就以美的sh2147 型電磁爐為例。其最大功率為2100w，且待機(jī)功耗小，并具有多項(xiàng)一鍵智能控制烹飪方式，因操作簡單，一、電路概述該機(jī)電路采用了美的05 標(biāo)準(zhǔn)板電路，具有較強(qiáng)的代表性， 與該機(jī)電路相同的有sp2115,sp203,eh201,ep201,sp2112,ep1910,sy191等近兩年的大部分產(chǎn)品。該電路同早期（2005 年前）的非標(biāo)準(zhǔn)板電路相比，主要更改的地方有：1 供電方式由變壓器方式改用開關(guān)電源；2 單片機(jī)安裝在顯示板上；3 增* 步信號檢測電路分壓電阻阻值發(fā)降低分壓電阻承受的高壓；4 統(tǒng)一了主板關(guān)于電流、電壓、溫度檢測電路的器件參數(shù)。與顯示板的接口

2、1 各腳功能見表1。 表 1 主板與顯示板接口 1 各腳功能端口標(biāo)號功能說明1 vcc +18v 電源+18v 電源供電，本機(jī)未安裝此腳插件2 gnd 地線地線3 +5v 5v 電源5v 電源供電4 buz 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)4khz 的方波信號，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器5 fan 風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)高電平開通風(fēng)扇，低電平關(guān)斷風(fēng)扇6 pwm pwm pwm方波信號7 pan 起振信號和振蕩脈沖數(shù)檢測有兩個(gè)作用：輸出口作為振蕩的起振信號，輸入口作為振蕩脈沖的信號檢測8 igbt-en igbt 管使能控制 igbt 管開關(guān)，高電平允許igbt 管開通，低電平則禁止igbt 管開通9 curent 工作電流檢測5v 以下信號，用

3、為單片機(jī)的a/d 信號10 vin 電作電壓檢測5v 以下信號，用為單片機(jī)的a/d 信號11 temp-igbt igbt管溫度檢測5v 以下信號，用為單片機(jī)的a/d 信號12 temp-main 鍋具溫度檢測5v 以下信號，用為單片機(jī)的a/d 信號二、單元電路分析該機(jī)主板電路主要由以下單元電路組成：主電源回路、 lc 振蕩電壓保護(hù)電路、 pwm 脈寬調(diào)控電路、igbt 管驅(qū)動(dòng)電路、浪涌保護(hù)電路、電流檢測、電壓檢測、電源供電電路、 蜂鳴器報(bào)警電路、鍋具溫度檢測電路、igbt 管溫度檢測電路、風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路。電輸入電路該電路由 emc（電磁兼容）防護(hù)電路和整流濾波電路組成，emc 防護(hù)電路的作用上

4、濾波除市電中的高頻干擾，并防止雷電或其他強(qiáng)電損壞后級電路，同時(shí)抑制電磁爐工作時(shí)對市電的電磁輻射。c3 為諧波吸收電容， r1 為過壓保護(hù)壓敏電阻，當(dāng)輸入電壓過高時(shí)，其阻值大輻下降，流過r1 的電流陡增，保險(xiǎn)管熔斷，從而起到過壓保護(hù)作用。全橋 db1、電感 l1 及電容 c4 將輸入的市電變換成平滑的直流電，由整機(jī)工作電流較大，故對db1 、c4 要求較高。一般來說，功率小于2000w 的電磁爐應(yīng)通常選用最大電流不小于15a 的全橋；功率大于2000w 的電磁爐通常選用最大電流為25a 的全橋。 c3、c4 應(yīng)選用 mkp-x2型電容，不能換用普通電容。1 lc 振蕩電路lc 振蕩電路又稱主回路

5、，其作用是讓加熱線圈 l 與電容c5 諧振，產(chǎn)生20khz30khz 的高頻電磁波。電磁爐正常工作時(shí)，igbt管工作在開關(guān)狀態(tài)。當(dāng) igbt 管導(dǎo)通時(shí)， +300v 電壓給 l 充電， 電能轉(zhuǎn)化成電磁能并儲(chǔ)存在l 中；當(dāng) igbt 管截止時(shí)， l 向 c5 充電，隨后c 又經(jīng) l 放電，如此反復(fù)形成諧振，其諧振頻率由 l 及 c5 的值決定， 通常為 20khz30khz 。當(dāng)高頻電磁波穿過鐵質(zhì)鍋底時(shí)，在鍋底產(chǎn)生強(qiáng)大的渦流，鍋底迅速發(fā)熱，從而達(dá)到加熱食物的目的。提示： c5 為易損元件，代換時(shí)應(yīng)選用同容量mkph 型電容，否則易造成igbt 管損壞。2 同步及振蕩電路該機(jī)同步及振蕩電路運(yùn)算放大

6、器u2b、 c6 等元件組成， 在 igbt 管截止期間，由于 l 與 c5 諧振，igbt管 c 會(huì)出現(xiàn)諧振峰值電壓，u2b 7 腳電壓高于6 腳電壓， u2b 1 腳內(nèi)部三極管截止，輸出高電平；當(dāng)igbt 管導(dǎo)通時(shí)， l 儲(chǔ)能， u2b 6 腳電壓高于7 腳電壓， u2b 1 腳內(nèi)部三極管飽和導(dǎo)通， +18v 電壓經(jīng) r28 給 c6 充電，在 u2b 10 腳形成鋸齒波，與u2d 11 腳送來的功率電平比較， 然后從 13 腳送到 igbt 管驅(qū)動(dòng)脈沖。u2b 1 腳輸出的同步脈沖還經(jīng)r27 送往單片機(jī)的 pan 端，作為鍋具檢測信號。如果爐面上放有材質(zhì)符合要求的鍋具，由于諧振時(shí)的能量被

7、鍋具吸收，則諧振時(shí)間短，脈沖個(gè)數(shù)少，否則脈沖個(gè)數(shù)多，單片機(jī)便可根據(jù)pan 端輸入的脈沖個(gè)數(shù)來判定爐面上是否放有鍋具。另外， 在啟動(dòng)加熱時(shí)，單片機(jī)pan 端輸出檢鍋脈沖，作為起振信號。3 igbt 管高壓保護(hù)電路igbt 管高壓保護(hù)電路又稱為igbt 管vce 檢測電路，其作用是防止igbt 管因 c 極電壓過高而損壞。該電路由電壓比較器u2c、r13、 r18r20 等元件組成。+5v 經(jīng) r21、 r20 分壓后給u2c 9 腳提供參考電壓， 約為 3.6v。若 igbt 管 c 極電壓升高，當(dāng)8 腳電壓高于9 腳電壓時(shí)， u2c 14 腳輸出低電平，輸往pwm脈寬調(diào)整電路u2d 11 腳的

8、功率電平被拉低，則u2d 13 腳無 igbt 管驅(qū)動(dòng)脈沖輸出，igbt管停止工作，從而起到高壓保護(hù)的作用。4 pwm 脈寬調(diào)控電路該電路是將單片機(jī)輸出的功率電平與同步振蕩電路送來的鋸齒波信號比較，輸出對應(yīng)功率的igbt管驅(qū)動(dòng)方波信號。調(diào)節(jié)功率時(shí)，單片機(jī)pwm 端輸出相應(yīng)占空比的方波信號（即pwm 信號），經(jīng) r23、ec5 平滑成直流電平（即功率電平）送往電壓比較器u2d 11 腳。與 10 腳輸入的鋸齒波信號進(jìn)行比較，若功率電平越高，則u2d 13 腳輸出的驅(qū)動(dòng)脈沖占空比就越大，即電磁爐的加熱功率越大，反之則越低。5 igbt 管驅(qū)動(dòng)電路igbt 管是一種電壓激勵(lì)場控型高壓、高速大功率器件

9、，導(dǎo)通時(shí)需在g 極與地間加上十幾伏的電壓才能可靠地導(dǎo)通，截止時(shí)需為g 極提供放電回路。當(dāng)u2d 13 腳輸出高電平時(shí)，q3 導(dǎo)通， q4 截止， +18v 電壓經(jīng) q3 的c-e 結(jié)及 r35、 r37 流向 igbt 管 g 極， igbt 導(dǎo)通；當(dāng)u2d 13 腳輸出低電平時(shí)，q3 截止，q4 導(dǎo)通， igbt 管 g 極中儲(chǔ)存的電荷r37 及 q4 的 e-c 結(jié)放電，為igbt 管的再次導(dǎo)通作好準(zhǔn)備。6 浪涌保護(hù)電路為防止市電電壓驟然升高損壞電磁爐，故設(shè)有浪涌保護(hù)電路。如圖 8 所示，電壓比較器u2a 4 腳通過電阻r44 直接與 +5v 相連，用為基準(zhǔn)電壓。正常時(shí)，u2a 5 腳電壓

10、（約4.1v）低于 4腳電壓， 11 腳輸出低電平，q6 截止，不影響u2d 13 腳輸出的驅(qū)動(dòng)信號；若市電驟升時(shí)，其浪涌電壓經(jīng)r40、c15、r41、d19 送至 u2a 5 腳， 5 腳電壓高于4 腳電壓，則2 腳輸高電平， q6 飽和導(dǎo)通， igbt 管截止，以防止igbt 管過壓損壞。7 電流檢測電路該電路是對電磁爐的工人電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，以便進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，并防止功率過大而損壞元器件。電磁爐工作時(shí)，電流互感器ct1 次級線圈感應(yīng)的電壓先經(jīng)r9、 vr1 降壓，再由 d11d14 整流、ec2 濾波形成電流檢測信號，送往單片機(jī)的current（電流檢測）端。提示：功率調(diào)節(jié)電位器vr1 對

11、整機(jī)性能影響較大，大可隨意調(diào)節(jié)，否則易損壞 igbt 管。 8 電壓檢測電路該電路實(shí)時(shí)對市電進(jìn)行檢測，若市電過高或過低，單片機(jī)均發(fā)出停機(jī)指令，以防止電路元件件（尤其是igbt 管）過壓或在欠壓狀態(tài)大電流工作而損壞。ac220v 市電先經(jīng)d9、d10 全波整流后，由r6、 r8、分壓， ec1 濾波，得到電壓檢測信號，送往單片機(jī)的vin 端，與內(nèi)部設(shè)定的基準(zhǔn)電壓相比較，若過高或過低，單片機(jī)均發(fā)出停機(jī)指令，并顯示相應(yīng)的故障代碼或發(fā)出提示音。待市電電壓正常后，即可自行恢復(fù)正常。 通常，電磁爐的市電允許范圍為ac160vac250v 。 10溫度檢測電路電磁爐中的溫度檢測電路分為爐面及igbt 管溫度

12、檢測兩種。 本機(jī)爐面溫度檢測電路由負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻及 r1、r2、c2 組成； igbt 管溫度檢測電路由負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻及r3、c1 組成。溫度升高時(shí)，熱敏電阻阻值減小，則r2 或 r3 兩端電壓上升，即送給單片機(jī)tmain端或tigbt端的電壓升高，反之電壓下降。單片機(jī)此與芯片內(nèi)部預(yù)設(shè)值比較，從機(jī)時(shí)發(fā)出相應(yīng)動(dòng)作指令，以保證整機(jī)正常安全工作。11風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路由于電磁爐工作時(shí)，igbt 管及整流全橋會(huì)發(fā)出大量的熱量，為保證電磁爐安全可靠地工作，特增設(shè)風(fēng)扇強(qiáng)制散熱。開機(jī)后單片機(jī) fan 端輸出高電平， q1 飽和導(dǎo)通，負(fù)扇動(dòng)轉(zhuǎn)。d15 為鉗位二極管，防止風(fēng)扇電機(jī)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓過高損壞q1

13、。 12加熱開 /關(guān)控制電路在電磁爐的單片機(jī)端中均設(shè)有一個(gè)開 /關(guān)功能輸出端，以控制電磁爐是否進(jìn)入加熱狀態(tài)。本機(jī)加熱開 /關(guān)控制電路如圖13 所示，其單片機(jī)控制端口標(biāo)注為i-en （igbt-en 的縮寫，常稱為igbt 管使能端）。開機(jī)時(shí)，單片機(jī) i-en 端輸出高電平，q5 導(dǎo)通，其c 極為低電平，則q5 截止、 q6 導(dǎo)通， igbt 管驅(qū)動(dòng)信號被 q6 旁路到地， igbt 管不工作。提示：開機(jī)后，電磁爐要進(jìn)入加熱狀態(tài)，不僅要求單片機(jī)i-en 端輸出高電平開機(jī)信號，還要求各保護(hù)電路未進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。13電源電路該機(jī)電源電路采用開關(guān)電源單芯片viper12a （ u92） ，接通電源后，+

14、300v 電壓經(jīng)開關(guān)變壓器的初級繞組加到u92 的 58 腳（內(nèi)部開關(guān)管漏極） ，在內(nèi)部高壓電流電路的作用下給4 腳（供電端）外接電容ec95 充電，當(dāng)ec95 兩端電壓達(dá)到14.5v，芯片內(nèi)部電路工作，開關(guān)變壓器次級輸出相應(yīng)電壓。該電源穩(wěn)壓電路由u92 3 腳（反饋輸入端）內(nèi)部控制電路及外接的穩(wěn)壓管z90 的穩(wěn)壓作用， u92 3 腳電壓隨之升高， 在芯片內(nèi)部的脈寬調(diào)整電路的作用下，開關(guān)脈沖占空比減小，即開關(guān)管在一個(gè)周期的導(dǎo)通時(shí)間縮短，輸出電壓下降。若+18v 電壓降低，其控制過程與上述相反。三、常見故障維修流程1 保險(xiǎn)絲燒斷保險(xiǎn)絲燒斷的故障原因很多， 且不可更換保險(xiǎn)絲后貿(mào)然試機(jī)，通過燈泡判斷電路是否仍存在故障，只有在上述檢查正常的前提下，才可換上保險(xiǎn)管試機(jī)。2 顯示正常， 能檢鍋但不加熱該故障應(yīng)主要檢查功率驅(qū)動(dòng)電路及同步振蕩電路。3 風(fēng)扇不轉(zhuǎn)風(fēng)扇不轉(zhuǎn)故障檢修相對簡單，主要檢查其電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路。功率偏低此故障的具體表現(xiàn)為功率偏低或功率頻繁變化。此故障涉及的電路主要有電流檢測及功率調(diào)節(jié)電路。4 檢不到鍋顯示正常， 開機(jī)后有無鍋報(bào)警聲，但入上符合要求的鍋具后，仍發(fā)出無鍋報(bào)警音。該故障應(yīng)主要檢查電流、電壓檢測電路。5 操作無反應(yīng)此故障的檢