家用電磁爐工作原理

1、目錄一、簡介1.1  電磁加熱原理1.2  458系列簡介二、原理分析2.1  特殊零件簡介2.1.1  LM339集成電路2.1.2  IGBT2.2  電路方框圖2.3  主回路原理分析2.4  振蕩電路2.5  IGBT激勵電路2.6  PWM脈寬調(diào)控電路2.7  同步電路2.8  加熱開關(guān)控制2.9  VAC檢測電路2.10  電流檢測電路2.11  VCE檢測電路2.12  浪涌電壓監(jiān)測電路2.13  過零檢測2.1

2、4  鍋底溫度監(jiān)測電路2.15  IGBT溫度監(jiān)測電路2.16  散熱系統(tǒng)2.17  主電源2.18輔助電源2.19  報警電路三、故障維修3.1  故障代碼表3.2 主板檢測標(biāo)準(zhǔn)3.2.1主板檢測表3.2.2主板測試不合格對策3.3  故障案例3.3.1 故障現(xiàn)象1一、簡介1.1  電磁加熱原理電磁灶是一種利用電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)換為熱能的廚房電器。在電磁灶內(nèi)部，由整流電路將50/60Hz的交流電壓變成直流電壓，再經(jīng)過控制電路將直流電壓轉(zhuǎn)換成頻率為20-40KHz的高頻電壓，高速變化的電流流過線圈會產(chǎn)生高速變化的

3、磁場，當(dāng)磁場內(nèi)的磁力線通過金屬器皿(導(dǎo)磁又導(dǎo)電材料)底部金屬體內(nèi)產(chǎn)生無數(shù)的小渦流，使器皿本身自行高速發(fā)熱，然后再加熱器皿內(nèi)的東西。1.2  458系列簡介458系列是由建安電子技術(shù)開發(fā)制造廠設(shè)計開發(fā)的新一代電磁爐,界面有LED發(fā)光二極管顯示模式、LED數(shù)碼顯示模式、LCD液晶顯示模式、VFD瑩光顯示模式機(jī)種。操作功能有加熱火力調(diào)節(jié)、自動恒溫設(shè)定、定時關(guān)機(jī)、預(yù)約開/關(guān)機(jī)、預(yù)置操作模式、自動泡茶、自動煮飯、自動煲粥、自動煲湯及煎、炸、烤、火鍋等料理功能機(jī)種。額定加熱功率有7003000W的不同機(jī)種,功率調(diào)節(jié)范圍為額定功率的85%,并且在全電壓范圍內(nèi)功率自動恒定。200240V機(jī)種電壓使用

4、范圍為160260V, 100120V機(jī)種電壓使用范圍為90135V。全系列機(jī)種均適用于50、60Hz的電壓頻率。使用環(huán)境溫度為-2345。電控功能有鍋具超溫保護(hù)、鍋具干燒保護(hù)、鍋具傳感器開/短路保護(hù)、2小時不按鍵(忘記關(guān)機(jī)) 保護(hù)、IGBT溫度限制、IGBT溫度過高保護(hù)、低溫環(huán)境工作模式、IGBT測溫傳感器開/短路保護(hù)、高低電壓保護(hù)、浪涌電壓保護(hù)、VCE抑制、VCE過高保護(hù)、過零檢測、小物檢測、鍋具材質(zhì)檢測。458系列雖然機(jī)種較多,且功能復(fù)雜,但不同的機(jī)種其主控電路原理一樣,區(qū)別只是零件參數(shù)的差異及CPU程序不同而己。電路的各項(xiàng)測控主要由一塊8位4K內(nèi)存的單片機(jī)組成,外圍線路簡單且零件極少,

5、并設(shè)有故障報警功能,故電路可靠性高,維修容易,維修時根據(jù)故障報警指示,對應(yīng)檢修相關(guān)單元電路,大部分均可輕易解決。二、原理分析2.1  特殊零件簡介2.1.1  LM339集成電路 LM339內(nèi)置四個翻轉(zhuǎn)電壓為6mV的電壓比較器,當(dāng)電壓比較器輸入端電壓正向時(+輸入端電壓高于-入輸端電壓), 置于LM339內(nèi)部控制輸出端的三極管截止, 此時輸出端相當(dāng)于開路; 當(dāng)電壓比較器輸入端電壓反向時(-輸入端電壓高于+輸入端電壓), 置于LM339內(nèi)部控制輸出端的三極管導(dǎo)通, 將比較器外部接入輸出端的電壓拉低,此時輸出端為0V。2.1.2  IGBT絕緣柵雙極晶體管(

6、Iusulated Gate Bipolar Transistor)簡稱IGBT,是一種集BJT的大電流密度和MOSFET等電壓激勵場控型器件優(yōu)點(diǎn)于一體的高壓、高速大功率器件。目前有用不同材料及工藝制作的IGBT, 但它們均可被看作是一個MOSFET輸入跟隨一個雙極型晶體管放大的復(fù)合結(jié)構(gòu)。IGBT有三個電極(見上圖), 分別稱為柵極G(也叫控制極或門極) 、集電極C(亦稱漏極) 及發(fā)射極E(也稱源極) 。    從IGBT的下述特點(diǎn)中可看出, 它克服了功率MOSFET的一個致命缺陷, 就是于高壓大電流工作時, 導(dǎo)通電阻大, 器件發(fā)熱嚴(yán)重, 輸出效率下降。IGBT的

7、特點(diǎn):1.電流密度大, 是MOSFET的數(shù)十倍。2.輸入阻抗高, 柵驅(qū)動功率極小, 驅(qū)動電路簡單。3.低導(dǎo)通電阻。在給定芯片尺寸和BVceo下, 其導(dǎo)通電阻Rce(on) 不大于MOSFET的Rds(on) 的10%。4.擊穿電壓高, 安全工作區(qū)大, 在瞬態(tài)功率較高時不會受損壞。5.開關(guān)速度快, 關(guān)斷時間短,耐壓1kV1.8kV的約1.2us、600V級的約0.2us, 約為GTR的10%,接近于功率MOSFET, 開關(guān)頻率直達(dá)100KHz, 開關(guān)損耗僅為GTR的30%。     IGBT將場控型器件的優(yōu)點(diǎn)與GTR的大電流低導(dǎo)通電阻特性集于一體, 是極佳

8、的高速高壓半導(dǎo)體功率器件。目前458系列因應(yīng)不同機(jī)種采了不同規(guī)格的IGBT,它們的參數(shù)如下:(1) SGW25N120-西門子公司出品,耐壓1200V,電流容量25時46A,100時25A,內(nèi)部不帶阻尼二極管,所以應(yīng)用時須配套6A/1200V以上的快速恢復(fù)二極管(D11)使用,該IGBT配套6A/1200V以上的快速恢復(fù)二極管(D11)后可代用SKW25N120。(2) SKW25N120-西門子公司出品,耐壓1200V,電流容量25時46A,100時25A,內(nèi)部帶阻尼二極管,該IGBT可代用SGW25N120,代用時將原配套SGW25N120的D11快速恢復(fù)二極管拆除不裝

9、。(3) GT40Q321-東芝公司出品,耐壓1200V,電流容量25時42A,100時23A, 內(nèi)部帶阻尼二極管, 該IGBT可代用SGW25N120、SKW25N120, 代用SGW25N120時請將原配套該IGBT的D11快速恢復(fù)二極管拆除不裝。(4) GT40T101-東芝公司出品,耐壓1500V,電流容量25時80A,100時40A,內(nèi)部不帶阻尼二極管,所以應(yīng)用時須配套15A/1500V以上的快速恢復(fù)二極管(D11)使用,該IGBT配套6A/1200V以上的快速恢復(fù)二極管(D11)后可代用SGW25N120、SKW25N120、GT40Q321, 配套15A/15

10、00V以上的快速恢復(fù)二極管(D11)后可代用GT40T301。(5) GT40T301-東芝公司出品,耐壓1500V,電流容量25時80A,100時40A, 內(nèi)部帶阻尼二極管, 該IGBT可代用SGW25N120、SKW25N120、GT40Q321、 GT40T101, 代用SGW25N120和GT40T101時請將原配套該IGBT的D11快速恢復(fù)二極管拆除不裝。(6) GT60M303 -東芝公司出品,耐壓900V,電流容量25時120A,100時60A, 內(nèi)部帶阻尼二極管。2.2  電路方框圖2.3  主回路原理分析時間t1t2時當(dāng)開關(guān)脈沖加至Q1

11、的G極時,Q1飽和導(dǎo)通,電流i1從電源流過L1,由于線圈感抗不允許電流突變.所以在t1t2時間i1隨線性上升,在t2時脈沖結(jié)束,Q1截止,同樣由于感抗作用,i1不能立即變0,于是向C3充電,產(chǎn)生充電電流i2,在t3時間,C3電荷充滿,電流變0,這時L1的磁場能量全部轉(zhuǎn)為C3的電場能量,在電容兩端出現(xiàn)左負(fù)右正,幅度達(dá)到峰值電壓,在Q1的CE極間出現(xiàn)的電壓實(shí)際為逆程脈沖峰壓+電源電壓,在t3t4時間,C3通過L1放電完畢,i3達(dá)到最大值,電容兩端電壓消失,這時電容中的電能又全部轉(zhuǎn)為L1中的磁能,因感抗作用,i3不能立即變0,于是L1兩端電動勢反向,即L1兩端電位左正右負(fù),由于阻尼管D11的存在,C

12、3不能繼續(xù)反向充電,而是經(jīng)過C2、D11回流,形成電流i4,在t4時間,第二個脈沖開始到來,但這時Q1的UE為正,UC為負(fù),處于反偏狀態(tài),所以Q1不能導(dǎo)通,待i4減小到0,L1中的磁能放完,即到t5時Q1才開始第二次導(dǎo)通,產(chǎn)生i5以后又重復(fù)i1i4過程,因此在L1上就產(chǎn)生了和開關(guān)脈沖f(20KHz30KHz)相同的交流電流。t4t5的i4是阻尼管D11的導(dǎo)通電流,在高頻電流一個電流周期里,t2t3的i2是線盤磁能對電容C3的充電電流,t3t4的i3是逆程脈沖峰壓通過L1放電的電流,t4t5的i4是L1兩端電動勢反向時, 因D11的存在令C3不能繼續(xù)反向充電, 而經(jīng)過C2、D11回流所形成的阻尼

13、電流,Q1的導(dǎo)通電流實(shí)際上是i1。Q1的VCE電壓變化:在靜態(tài)時,UC為輸入電源經(jīng)過整流后的直流電源,t1t2,Q1飽和導(dǎo)通,UC接近地電位,t4t5,阻尼管D11導(dǎo)通,UC為負(fù)壓(電壓為阻尼二極管的順向壓降),t2t4,也就是LC自由振蕩的半個周期,UC上出現(xiàn)峰值電壓,在t3時UC達(dá)到最大值。以上分析證實(shí)兩個問題:一是在高頻電流的一個周期里,只有i1是電源供給L的能量,所以i1的大小就決定加熱功率的大小,同時脈沖寬度越大,t1t2的時間就越長,i1就越大,反之亦然,所以要調(diào)節(jié)加熱功率,只需要調(diào)節(jié)脈沖的寬度;二是LC自由振蕩的半周期時間是出現(xiàn)峰值電壓的時間,亦是Q1的截止時間,也是開關(guān)脈沖沒有

14、到達(dá)的時間,這個時間關(guān)系是不能錯位的,如峰值脈沖還沒有消失,而開關(guān)脈沖己提前到來,就會出現(xiàn)很大的導(dǎo)通電流使Q1燒壞,因此必須使開關(guān)脈沖的前沿與峰值脈沖后沿相同步。2.4  振蕩電路(1) 當(dāng)G點(diǎn)有Vi輸入時、V7 OFF時(V7=0V), V5等于D12與D13的順向壓降, 而當(dāng)V6<V5之后,V7由OFF轉(zhuǎn)態(tài)為ON,V5亦上升至Vi, 而V6則由R56、R54向C5充電。(2) 當(dāng)V6>V5時,V7轉(zhuǎn)態(tài)為OFF,V5亦降至D12與D13的順向壓降, 而V6則由C5經(jīng)R54、D29放電。(3) V6放電至小于V5時, 又重復(fù)(1) 形成振蕩。

15、“G點(diǎn)輸入的電壓越高, V7處于ON的時間越長, 電磁爐的加熱功率越大,反之越小”。2.5  IGBT激勵電路振蕩電路輸出幅度約4.1V的脈沖信號,此電壓不能直接控制IGBT(Q1)的飽和導(dǎo)通及截止,所以必須通過激勵電路將信號放大才行,該電路工作過程如下:(1) V8 OFF時(V8=0V),V8<V9,V10為高,Q8和Q3   導(dǎo)通、Q9和Q10截止,Q1的G極為0V,Q1截止。(2) V8 ON時(V8=4.1V),V8>V9,V10為低,Q8和Q3截止、Q9和Q10導(dǎo)通,+22V通過R71、Q10加至Q1的G極,Q1導(dǎo)通。2.6  P

16、WM脈寬調(diào)控電路   CPU輸出PWM脈沖到由R6、C33、R16組成的積分電路, PWM脈沖寬度越寬,C33的電壓越高,C20的電壓也跟著升高,送到振蕩電路(G點(diǎn))的控制電壓隨著C20的升高而升高, 而G點(diǎn)輸入的電壓越高, V7處于ON的時間越長, 電磁爐的加熱功率越大,反之越小?！癈PU通過控制PWM脈沖的寬與窄, 控制送至振蕩電路G的加熱功率控制電壓，控制了IGBT導(dǎo)通時間的長短,結(jié)果控制了加熱功率的大小”。2.7  同步電路R78、R51分壓產(chǎn)生V3,R74+R75、R52分壓產(chǎn)生V4, 在高頻電流的一個周期里,在t2t4時間 (圖1),由于C3兩端電壓為

17、左負(fù)右正,所以V3<V4,V5OFF(V5=0V) 振蕩電路V6>V5,V7 OFF(V7=0V),振蕩沒有輸出,也就沒有開關(guān)脈沖加至Q1的G極,保證了Q1在t2t4時間不會導(dǎo)通, 在t4t6時間,C3電容兩端電壓消失, V3>V4, V5上升,振蕩有輸出,有開關(guān)脈沖加至Q1的G極。以上動作過程,保證了加到Q1 G極上的開關(guān)脈沖前沿與Q1上產(chǎn)生的VCE脈沖后沿相同步。2.8  加熱開關(guān)控制(1)當(dāng)不加熱時,CPU 19腳輸出低電平(同時13腳也停止PWM輸出), D18導(dǎo)通,將V8拉低,另V9>V8,使IGBT激勵電路停止輸出,IGBT截止,則加熱停止。(2)

18、開始加熱時, CPU 19腳輸出高電平,D18截止,同時13腳開始間隔輸出PWM試探信號,同時CPU通過分析電流檢測電路和VAC檢測電路反饋的電壓信息、VCE檢測電路反饋的電壓波形變化情況,判斷是否己放入適合的鍋具,如果判斷己放入適合的鍋具,CPU13腳轉(zhuǎn)為輸出正常的PWM信號,電磁爐進(jìn)入正常加熱狀態(tài),如果電流檢測電路、VAC及VCE電路反饋的信息,不符合條件,CPU會判定為所放入的鍋具不符或無鍋,則繼續(xù)輸出PWM試探信號,同時發(fā)出指示無鍋的報知信息(祥見故障代碼表),如1分鐘內(nèi)仍不符合條件,則關(guān)機(jī)。2.9  VAC檢測電路AC220V由D1、D2整流的脈動直流電壓通過R79、R55

19、分壓、C32平滑后的直流電壓送入CPU,根據(jù)監(jiān)測該電壓的變化,CPU會自動作出各種動作指令:(1) 判別輸入的電源電壓是否在充許范圍內(nèi),否則停止加熱,并報知信息(祥見故障代碼表)。(2) 配合電流檢測電路、VCE電路反饋的信息,判別是否己放入適合的鍋具,作出相應(yīng)的動作指令(祥見加熱開關(guān)控制及試探過程一節(jié))。(3) 配合電流檢測電路反饋的信息及方波電路監(jiān)測的電源頻率信息,調(diào)控PWM的脈寬,令輸出功率保持穩(wěn)定。“電源輸入標(biāo)準(zhǔn)220V±1V電壓,不接線盤(L1)測試CPU第7腳電壓,標(biāo)準(zhǔn)為1.95V±0.06V”。2.10  電流檢測電路電

20、流互感器CT二次測得的AC電壓,經(jīng)D20D23組成的橋式整流電路整流、C31平滑,所獲得的直流電壓送至CPU,該電壓越高,表示電源輸入的電流越大, CPU根據(jù)監(jiān)測該電壓的變化,自動作出各種動作指令:(1) 配合VAC檢測電路、VCE電路反饋的信息,判別是否己放入適合的鍋具,作出相應(yīng)的動作指令(祥見加熱開關(guān)控制及試探過程一節(jié))。(2) 配合VAC檢測電路反饋的信息及方波電路監(jiān)測的電源頻率信息,調(diào)控PWM的脈寬,令輸出功率保持穩(wěn)定。2.11  VCE檢測電路將IGBT(Q1)集電極上的脈沖電壓通過R76+R77、R53分壓送至Q6基極,在發(fā)射極上獲得其取樣電壓,此反影

21、了Q1 VCE電壓變化的信息送入CPU, CPU根據(jù)監(jiān)測該電壓的變化,自動作出各種動作指令:(1) 配合VAC檢測電路、電流檢測電路反饋的信息,判別是否己放入適合的鍋具,作出相應(yīng)的動作指令(祥見加熱開關(guān)控制及試探過程一節(jié))。(2) 根據(jù)VCE取樣電壓值,自動調(diào)整PWM脈寬,抑制VCE脈沖幅度不高于1100V(此值適用于耐壓1200V的IGBT,耐壓1500V的IGBT抑制值為1300V)。(3) 當(dāng)測得其它原因?qū)е罺CE脈沖高于1150V時(此值適用于耐壓1200V的IGBT,耐壓1500V的IGBT此值為1400V),CPU立即發(fā)出停止加熱指令(祥見故障代碼表)

22、。2.12  浪涌電壓監(jiān)測電路電源電壓正常時,V14>V15,V16 ON(V16約4.7V),D17截止,振蕩電路可以輸出振蕩脈沖信號,當(dāng)電源突然有浪涌電壓輸入時,此電壓通過C4耦合,再經(jīng)過R72、R57分壓取樣,該取樣電壓通過D28另V15升高,結(jié)果V15>V14另 IC2C比較器翻轉(zhuǎn),V16 OFF(V16=0V),D17瞬間導(dǎo)通,將振蕩電路輸出的振蕩脈沖電壓V7拉低,電磁爐暫停加熱,同時,CPU監(jiān)測到V16 OFF信息,立即發(fā)出暫止加熱指令,待浪涌電壓過后、V16由OFF轉(zhuǎn)為ON時,CPU再重新發(fā)出加熱指令。2.13  過零檢測當(dāng)正弦波電源電壓處于上下半

23、周時, 由D1、D2和整流橋DB內(nèi)部交流兩輸入端對地的兩個二極管組成的橋式整流電路產(chǎn)生的脈動直流電壓通過R73、R14分壓的電壓維持Q11導(dǎo)通,Q11集電極電壓變0, 當(dāng)正弦波電源電壓處于過零點(diǎn)時,Q11因基極電壓消失而截止,集電極電壓隨即升高,在集電極則形成了與電源過零點(diǎn)相同步的方波信號,CPU通過監(jiān)測該信號的變化,作出相應(yīng)的動作指令。2.14  鍋底溫度監(jiān)測電路加熱鍋具底部的溫度透過微晶玻璃板傳至緊貼玻璃板底的負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻,該電阻阻值的變化間接反影了加熱鍋具的溫度變化(溫度/阻值祥見熱敏電阻溫度分度表),熱敏電阻與R58分壓點(diǎn)的電壓變化其實(shí)反影了熱敏電阻阻值的變化,即加熱鍋

24、具的溫度變化, CPU通過監(jiān)測該電壓的變化,作出相應(yīng)的動作指令:(1) 定溫功能時,控制加熱指令,另被加熱物體溫度恒定在指定范圍內(nèi)。(2) 當(dāng)鍋具溫度高于220時,加熱立即停止, 并報知信息(祥見故障代碼表)。(3) 當(dāng)鍋具空燒時, 加熱立即停止, 并報知信息(祥見故障代碼表)。(4) 當(dāng)熱敏電阻開路或短路時, 發(fā)出不啟動指令,并報知相關(guān)的信息(祥見故障代碼表)。2.15  IGBT溫度監(jiān)測電路IGBT產(chǎn)生的溫度透過散熱片傳至緊貼其上的負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻TH,該電阻阻值的變化間接反影了IGBT的溫度變化(溫度/阻值祥見熱敏電阻溫度分度表),熱敏

25、電阻與R59分壓點(diǎn)的電壓變化其實(shí)反影了熱敏電阻阻值的變化,即IGBT的溫度變化, CPU通過監(jiān)測該電壓的變化,作出相應(yīng)的動作指令:(1) IGBT結(jié)溫高于85時,調(diào)整PWM的輸出,令I(lǐng)GBT結(jié)溫85。(2) 當(dāng)IGBT結(jié)溫由于某原因(例如散熱系統(tǒng)故障)而高于95時, 加熱立即停止, 并報知信息(祥見故障代碼表)。(3) 當(dāng)熱敏電阻TH開路或短路時, 發(fā)出不啟動指令,并報知相關(guān)的信息(祥見故障代碼表)。(4) 關(guān)機(jī)時如IGBT溫度>50,CPU發(fā)出風(fēng)扇繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)指令,直至溫度<50(繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)超過4分鐘如溫度仍>50, 風(fēng)扇停轉(zhuǎn);風(fēng)扇延時運(yùn)轉(zhuǎn)

26、期間,按1次關(guān)機(jī)鍵,可關(guān)閉風(fēng)扇)。(5) 電磁爐剛啟動時,當(dāng)測得環(huán)境溫度<0,CPU調(diào)用低溫監(jiān)測模式加熱1分鐘, 1分鐘后再轉(zhuǎn)用正常監(jiān)測模式,防止電路零件因低溫偏離標(biāo)準(zhǔn)值造成電路參數(shù)改變而損壞電磁爐。2.16  散熱系統(tǒng)將IGBT及整流器DB緊貼于散熱片上,利用風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)通過電磁爐進(jìn)、出風(fēng)口形成的氣流將散熱片上的熱及線盤L1等零件工作時產(chǎn)生的熱、加熱鍋具輻射進(jìn)電磁爐內(nèi)的熱排出電磁爐外。CPU發(fā)出風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)指令時,15腳輸出高電平,電壓通過R5送至Q5基極,Q5飽和導(dǎo)通,VCC電流流過風(fēng)扇、Q5至地,風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn); CPU發(fā)出風(fēng)扇停轉(zhuǎn)指令時,15腳輸出低電平,Q5截止,風(fēng)扇因沒

27、有電流流過而停轉(zhuǎn)。2.17  主電源AC220V 50/60Hz電源經(jīng)保險絲FUSE,再通過由CY1、CY2、C1、共模線圈L1組成的濾波電路(針對EMC傳導(dǎo)問題而設(shè)置,祥見注解),再通過電流互感器至橋式整流器DB,產(chǎn)生的脈動直流電壓通過扼流線圈提供給主回路使用;AC1、AC2兩端電壓除送至輔助電源使用外,另外還通過印于PCB板上的保險線P.F.送至D1、D2整流得到脈動直流電壓作檢測用途。      注解 : 由于中國大陸目前并未提出電磁爐須作強(qiáng)制性電磁兼容(EMC)認(rèn)證,基于成本原因,內(nèi)銷產(chǎn)品大部分沒有將CY1、CY2裝上,L1用

28、跳線取代,但基本上不影響電磁爐使用性能。2.18輔助電源AC220V 50/60Hz電壓接入變壓器初級線圈,次級兩繞組分別產(chǎn)生13.5V和23V交流電壓。13.5V交流電壓由D3D6組成的橋式整流電路整流、C37濾波,在C37上獲得的直流電壓VCC除供給散熱風(fēng)扇使用外,還經(jīng)由IC1三端穩(wěn)壓IC穩(wěn)壓、C38濾波,產(chǎn)生+5V電壓供控制電路使用。23V交流電壓由D7D10組成的橋式整流電路整流、 C34濾波后, 再通過由Q4、R7、ZD1、C35、C36組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓濾波電路,產(chǎn)生+22V電壓供IC2和IGBT激勵電路使用。2.19  報警電路電磁爐發(fā)出報知響聲時,CPU14腳輸出幅度為

29、5V、頻率3.8KHz的脈沖信號電壓至蜂鳴器ZD,令ZD發(fā)出報知響聲。 三、故障維修458系列須然機(jī)種較多,且功能復(fù)雜,但不同的機(jī)種其主控電路原理一樣,區(qū)別只是零件參數(shù)的差異及CPU程序不同而己。電路的各項(xiàng)測控主要由一塊8位4K內(nèi)存的單片機(jī)組成,外圍線路簡單且零件極少,并設(shè)有故障報警功能,故電路可靠性高,維修容易,維修時根據(jù)故障報警指示,對應(yīng)檢修相關(guān)單元電路,大部分均可輕易解決。3.2 主板檢測標(biāo)準(zhǔn)由于電磁爐工作時,主回路工作在高壓、大電流狀態(tài)中,所以對電路檢查時必須將線盤(L1)斷開不接,否則極容易在測試時因儀器接入而改變了電路參數(shù)造成燒機(jī)。接上線盤試機(jī)前,應(yīng)根據(jù)3.2.1<

30、<主板檢測表>>對主板各點(diǎn)作測試后,一切符合才進(jìn)行。3.2.1主板檢測表3.2.2主板測試不合格對策(1) 上電不發(fā)出“B”一聲-如果按開/關(guān)鍵指示燈亮,則應(yīng)為蜂鳴器BZ不良, 如果按開/關(guān)鍵仍沒任何反應(yīng),再測CUP第16腳+5V是否正常,如不正常,按下面第(4)項(xiàng)方法查之,如正常,則測晶振X1頻率應(yīng)為4MHz左右(沒測試儀器可換入另一個晶振試),如頻率正常,則為IC3 CPU不良。(2) CN3電壓低于305V-如果確認(rèn)輸入電源電壓高于AC220V時,CN3測得電壓偏低,應(yīng)為C2開路或容量下降,如果該點(diǎn)無電壓,則檢查整流橋DB交流輸入兩端有否AC220V

31、,如有,則檢查L2、DB,如沒有,則檢查互感器CT初級是否開路、電源入端至整流橋入端連線是否有斷裂開路現(xiàn)象。(3) +22V故障-沒有+22V時,應(yīng)先測變壓器次級有否電壓輸出,如沒有,測初級有否AC220V輸入,如有則為變壓器故障, 如果變壓器次級有電壓輸出,再測C34有否電壓,如沒有,則檢查C34是否短路、D7D10是否不良、Q4和ZD1這兩零件是否都擊穿, 如果C34有電壓,而Q4很熱,則為+22V負(fù)載短路,應(yīng)查C36、IC2及IGBT推動電路,如果Q4不是很熱,則應(yīng)為Q4或R7開路、ZD1或C35短路。+22V偏高時,應(yīng)檢查Q4、ZD1。+22V偏低時,應(yīng)檢查ZD1、C38、R

32、7,另外, +22V負(fù)載過流也會令+22V偏低,但此時Q4會很熱。(4) +5V故障-沒有+5V時,應(yīng)先測變壓器次級有否電壓輸出,如沒有,測初級有否AC220V輸入,如有則為變壓器故障, 如果變壓器次級有電壓輸出,再測C37有否電壓,如沒有,則檢查C37、IC1是否短路、D3D6是否不良, 如果C37有電壓,而IC4很熱,則為+5V負(fù)載短路, 應(yīng)查C38及+5V負(fù)載電路。+5V偏高時,應(yīng)為IC1不良。+5V偏低時,應(yīng)為IC1或+5V負(fù)載過流,而負(fù)載過流IC1會很熱。(5) 待機(jī)時V.G點(diǎn)電壓高于0.5V-待機(jī)時測V9電壓應(yīng)高于2.9V(小于2.9V查R11、+22V),V8

33、電壓應(yīng)小于0.6V(CPU 19腳待機(jī)時輸出低電平將V8拉低),此時V10電壓應(yīng)為Q8基極與發(fā)射極的順向壓降(約為0.6V),如果V10電壓為0V,則查R18、Q8、IC2D, 如果此時V10電壓正常,則查Q3、Q8、Q9、Q10、D19。(6) V16電壓0V-測IC2C比較器輸入電壓是否正向(V14>V15為正向),如果是正向,斷開CPU第11腳再測V16,如果V16恢復(fù)為4.7V以上,則為CPU故障, 斷開CPU第11腳V16仍為0V,則檢查R19、IC2C。如果測IC2C比較器輸入電壓為反向,再測V14應(yīng)為3V(低于3V查R60、C19),再測D28正極電壓高于負(fù)極時,

34、應(yīng)檢查D27、C4,如果D28正極電壓低于負(fù)極,應(yīng)檢查R20、IC2C。(7) VAC電壓過高或過低-過高檢查R55,過低查C32、R79。(8) V3電壓過高或過低-過高檢查R51、D16, 過低查R78、C13。(9) V4電壓過高或過低-過高檢查R52、D15, 過低查R74、R75。(10) Q6基極電壓過高或過低-過高檢查R53、D25, 過低查R76、R77、C6。(11) D24正極電壓過高或過低-過高檢查D24及接入的30K電阻, 過低查R59、C16。(12) D26正極電壓過高或過低-過高檢查D26及接入的30K電

35、阻, 過低查R58、C18。(13) 動檢時Q1 G極沒有試探電壓-首先確認(rèn)電路符合<<主板測試表>>中第112測試步驟標(biāo)準(zhǔn)要求,如果不符則對應(yīng)上述方法檢查,如確認(rèn)無誤,測V8點(diǎn)如有間隔試探信號電壓,則檢查IGBT推動電路,如V8點(diǎn)沒有間隔試探信號電壓出現(xiàn),再測Q7發(fā)射極有否間隔試探信號電壓,如有,則檢查振蕩電路、同步電路,如果Q7發(fā)射極沒有間隔試探信號電壓,再測CPU第13腳有否間隔試探信號電壓, 如有, 則檢查C33、C20、Q7、R6,如果CPU第13腳沒有間隔試探信號電壓出現(xiàn),則為CPU故障。(14) 動檢時Q1 G極試探電壓過高-檢查R56

36、、R54、C5、D29。(15) 動檢時Q1 G極試探電壓過低-檢查C33、C20、Q7。(16) 動檢時風(fēng)扇不轉(zhuǎn)-測CN6兩端電壓高于11V應(yīng)為風(fēng)扇不良,如CN6兩端沒有電壓,測CPU第15腳如沒有電壓則為CPU不良,如有請檢查Q5、R5。(17) 通過主板114步驟測試合格仍不啟動加熱-故障現(xiàn)象為每隔3秒發(fā)出“嘟”一聲短音(數(shù)顯型機(jī)種顯示E1),檢查互感器CT次級是否開路、C15、C31是否漏電、D20D23有否不良,如這些零件沒問題,請?jiān)傩⌒臏y試Q1 G極試探電壓是否低于1.5V。3.3  故障案例3.3.1 故障現(xiàn)象1 : 放入鍋具電磁爐檢測不到

37、鍋具而不啟動,指示燈閃亮,每隔3秒發(fā)出“嘟”一聲短音(數(shù)顯型機(jī)種顯示E1), 連續(xù)1分鐘后轉(zhuǎn)入待機(jī)。     分    析 : 根椐報警信息,此為CPU判定為加熱鍋具過小(直經(jīng)小于8cm)或無鍋放入或鍋具材質(zhì)不符而不加熱,并作出相應(yīng)報知。根據(jù)電路原理,電磁爐啟動時, CPU先從第13腳輸出試探PWM信號電壓,該信號經(jīng)過PWM脈寬調(diào)控電路轉(zhuǎn)換為控制振蕩脈寬輸出的電壓加至G點(diǎn),振蕩電路輸出的試探信號電壓再加至IGBT推動電路,通過該電路將試探信號電壓轉(zhuǎn)換為足己另IGBT工作的試探信號電壓,另主回路產(chǎn)生試探工作電流,當(dāng)主回路有試探

38、工作電流流過互感器CT初級時,CT次級隨即產(chǎn)生反影試探工作電流大小的電壓,該電壓通過整流濾波后送至CPU第6腳,CPU通過監(jiān)測該電壓,再與VAC電壓、VCE電壓比較,判別是否己放入適合的鍋具。從上述過程來看,要產(chǎn)生足夠的反饋信號電壓另CPU判定己放入適合的鍋具而進(jìn)入正常加熱狀態(tài),關(guān)鍵條件有三個 : 一是加入Q1 G極的試探信號必須足夠,通過測試Q1 G極的試探電壓可判斷試探信號是否足夠(正常為間隔出現(xiàn)12.5V),而影響該信號電壓的電路有PWM脈寬調(diào)控電路、振蕩電路、IGBT推動電路。二是互感器CT須流過足夠的試探工作電流,一般可通測試Q1是否正?？珊唵闻卸ㄖ骰芈肥欠裾?在主回路正常及加至Q

39、1 G極的試探信號正常前提下,影響流過互感器CT試探工作電流的因素有工作電壓和鍋具。三是到達(dá)CPU第6腳的電壓必須足夠,影響該電壓的因素是流過互感器CT的試探工作電流及電流檢測電路。以下是有關(guān)這種故障的案例：(1) 測+22V電壓高于24V,按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(3)項(xiàng)方法檢查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)Q4擊穿。 結(jié)論 : 由于Q4擊穿,造成+22V電壓升高,另IC2D正輸入端V9電壓升高,導(dǎo)至加到IC2D負(fù)輸入端的試探電壓無法另IC2D比較器翻轉(zhuǎn),結(jié)果Q1 G極無試探信號電壓,CPU也就檢測不到反饋電壓而不發(fā)出正常加熱指令。(2) 測Q1 G極

40、沒有試探電壓,再測V8點(diǎn)也沒有試探電壓, 再測G點(diǎn)試探電壓正常,證明PWM脈寬調(diào)控電路正常, 再測D18正極電壓為0V(啟動時CPU應(yīng)為高電平),結(jié)果發(fā)現(xiàn)CPU第19腳對地短路,更換CPU后恢復(fù)正常。結(jié)論 : 由于CPU第19腳對地短路,造成加至IC2C負(fù)輸入端的試探電壓通過D18被拉低, 結(jié)果Q1 G極無試探信號電壓,CPU也就檢測不到反饋電壓而不發(fā)出正常加熱指令。(3) 按3.2.1<<主板檢測表>>測試到第6步驟時發(fā)現(xiàn)V16為0V,再按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(6)項(xiàng)方法檢查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)CPU第11腳擊穿, 更換CPU

41、后恢復(fù)正常。結(jié)論 : 由于CPU第11腳擊穿, 造成振蕩電路輸出的試探信號電壓通過D17被拉低, 結(jié)果Q1 G極無試探信號電壓,CPU也就檢測不到反饋電壓而不發(fā)出正常加熱指令。(4) 測Q1 G極沒有試探電壓,再測V8點(diǎn)也沒有試探電壓, 再測G點(diǎn)也沒有試探電壓,再測Q7基極試探電壓正常, 再測Q7發(fā)射極沒有試探電壓,結(jié)果發(fā)現(xiàn)Q7開路。結(jié)論 : 由于Q7開路導(dǎo)至沒有試探電壓加至振蕩電路, 結(jié)果Q1 G極無試探信號電壓,CPU也就檢測不到反饋電壓而不發(fā)出正常加熱指令。(5) 測Q1 G極沒有試探電壓,再測V8點(diǎn)也沒有試探電壓, 再測G點(diǎn)也沒有試探電壓,再測Q7基極也沒有試探電壓

42、, 再測CPU第13腳有試探電壓輸出,結(jié)果發(fā)現(xiàn)C33漏電。結(jié)論 : 由于C33漏電另通過R6向C33充電的PWM脈寬電壓被拉低,導(dǎo)至沒有試探電壓加至振蕩電路, 結(jié)果Q1 G極無試探信號電壓,CPU也就檢測不到反饋電壓而不發(fā)出正常加熱指令。(6) 測Q1 G極試探電壓偏低(推動電路正常時間隔輸出12.5V), 按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(15)項(xiàng)方法檢查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)C33漏電。結(jié)論 : 由于C33漏電,造成加至振蕩電路的控制電壓偏低,結(jié)果Q1 G極上的平均電壓偏低,CPU因檢測到的反饋電壓不足而不發(fā)出正常加熱指令。(7) 按3.2.1<

43、;<主板檢測表>>測試一切正常, 再按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(17) 項(xiàng)方法檢查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)互感器CT次級開路。結(jié)論 : 由于互感器CT次級開路,所以沒有反饋電壓加至電流檢測電路, CPU因檢測到的反饋電壓不足而不發(fā)出正常加熱指令。(8) 按3.2.1<<主板檢測表>>測試一切正常, 再按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(17) 項(xiàng)方法檢查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)C31漏電。結(jié)論 : 由于C31漏電,造成加至CPU第6腳的反饋電壓不足, CPU因檢測到的反饋電壓不足而不發(fā)出正常加熱指令。(

44、9) 按3.2.1<<主板檢測表>>測試到第8步驟時發(fā)現(xiàn)V3為0V,再按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(8)項(xiàng)方法檢查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)R78開路。結(jié)論 : 由于R78開路, 另IC2A比較器因輸入兩端電壓反向(V4>V3),輸出OFF,加至振蕩電路的試探電壓因IC2A比較器輸出OFF而為0,振蕩電路也就沒有輸出, CPU也就檢測不到反饋電壓而不發(fā)出正常加熱指令。3.3.2  故障現(xiàn)象2 : 按啟動指示燈指示正常,但不加熱。分     析 : 一般情況下,CPU檢測不到反饋信號電壓

45、會自動發(fā)出報知信號,但當(dāng)反饋信號電壓處于足夠與不足夠之間的臨界狀態(tài)時,CPU發(fā)出的指令將會在試探正常加熱試探循環(huán)動作,產(chǎn)生啟動后指示燈指示正常, 但不加熱的故障。原因?yàn)殡娏鞣答佇盘栯妷翰蛔?處于可啟動的臨界狀態(tài))。處理 方法 : 參考3.3.1 <<故障現(xiàn)象1>>第(7)、(9)案例檢查。3.3.3  故障現(xiàn)象3 : 開機(jī)電磁爐發(fā)出兩長三短的“嘟”聲(數(shù)顯型機(jī)種顯示E2),響兩次后電磁爐轉(zhuǎn)入待機(jī)。分     析 : 此現(xiàn)象為CPU檢測到電壓過低信息,如果此時輸入電壓正常,則為VAC檢測電路故障。處理 方法 : 按3.2.

46、2<<主板測試不合格對策>>第(7)項(xiàng)方法檢查。3.3.4  故障現(xiàn)象4 : 插入電源電磁爐發(fā)出兩長四短的“嘟”聲(數(shù)顯型機(jī)種顯示E3)。分     析 : 此現(xiàn)象為CPU檢測到電壓過高信息,如果此時輸入電壓正常,則為VAC檢測電路故障。處理 方法 : 按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(7)項(xiàng)方法檢查。3.3.5  故障現(xiàn)象5 : 插入電源電磁爐連續(xù)發(fā)出響2秒停2秒的“嘟”聲,指示燈不亮。分     析 : 此現(xiàn)象為CPU檢測到電源波形異常

47、信息,故障在過零檢測電路。處理 方法 : 檢查零檢測電路R73、R14、R15、Q11、C9、D1、D2均正常,根據(jù)原理分析,提供給過零檢測電路的脈動電壓是由D1、D2和整流橋DB內(nèi)部交流兩輸入端對地的兩個二極管組成橋式整流電路產(chǎn)生,如果DB內(nèi)部的兩個二極管其中一個順向壓降過低,將會造成電源頻率一周期內(nèi)產(chǎn)生的兩個過零電壓其中一個并未達(dá)到0V(電壓比正常稍高),Q11在該過零點(diǎn)時間因基極電壓未能消失而不能截止,集電極在此時仍為低電平,從而造成了電源每一頻率周期CPU檢測的過零信號缺少了一個?；谝陨戏治?先將R14換入3.3K電阻(目的將Q11基極分壓電壓降低,以抵消比正常稍高的過零點(diǎn)脈動電壓)

48、,結(jié)果電磁爐恢復(fù)正常。雖然將R14換成3.3K電阻電磁爐恢復(fù)正常,但維修時不能簡單將電阻改3.3K能徹底解決問題,因?yàn)楫a(chǎn)生本故障說明整流橋DB特性已變,快將損壞,所己必須將R14換回10K電阻并更換整流橋DB。3.3.6  故障現(xiàn)象6 : 插入電源電磁爐每隔5秒發(fā)出三長五短報警聲(數(shù)顯型機(jī)種顯示E9)。分     析 : 此現(xiàn)象為CPU檢測到按裝在微晶玻璃板底的鍋傳感器(負(fù)溫系數(shù)熱敏電阻)開路信息,其實(shí)CPU是根椐第8腳電壓情況判斷鍋溫度及熱敏電阻開、短路的,而該點(diǎn)電壓是由R58、熱敏電阻分壓而成,另外還有一只D26作電壓鉗位之用(防止由線盤感

49、應(yīng)的電壓損壞CPU) 及一只C18電容作濾波。處理 方法 : 檢查D26是否擊穿、鍋傳感器有否插入及開路(判斷熱敏電阻的好壞在沒有專業(yè)儀器時簡單用室溫或體溫對比<<電阻值-溫度分度表>>阻值)。3.3.7  故障現(xiàn)象7 : 插入電源電磁爐每隔5秒發(fā)出三長四短報警聲(數(shù)顯型機(jī)種顯示EE)。分     析 : 此現(xiàn)象為CPU檢測到按裝在微晶玻璃板底的鍋傳感器(負(fù)溫系數(shù)熱敏電阻)短路信息,其實(shí)CPU是根椐第8腳電壓情況判斷鍋溫度及熱敏電阻開/短路的,而該點(diǎn)電壓是由R58、熱敏電阻分壓而成,另外還有一只D26作電壓鉗位之用(防止

50、由線盤感應(yīng)的電壓損壞CPU)及一只C18電容作濾波。處理 方法 : 檢查C18是否漏電、R58是否開路、鍋傳感器是否短路(判斷熱敏電阻的好壞在沒有專業(yè)儀器時簡單用室溫或體溫對比<<電阻值-溫度分度表>>阻值)。3.3.8  故障現(xiàn)象8 : 插入電源電磁爐每隔5秒發(fā)出四長五短報警聲(數(shù)顯型機(jī)種顯示E7)。分     析 : 此現(xiàn)象為CPU檢測到按裝在散熱器的TH傳感器(負(fù)溫系數(shù)熱敏電阻)開路信息,其實(shí)CPU是根椐第4腳電壓情況判斷散熱器溫度及TH開/短路的,而該點(diǎn)電壓是由R59、熱敏電阻分壓而成,另外還有一只D24作電壓鉗

51、位之用(防止TH與散熱器短路時損壞CPU) ,及一只C16電容作濾波。處理 方法 : 檢查D24是否擊穿、TH有否開路(判斷熱敏電阻的好壞在沒有專業(yè)儀器時簡單用室溫或體溫對比<<電阻值-溫度分度表>>阻值)。3.3.9  故障現(xiàn)象9 : 插入電源電磁爐每隔5秒發(fā)出四長四短報警聲(數(shù)顯型機(jī)種顯示E8)。分     析 : 此現(xiàn)象為CPU檢測到按裝在散熱器的TH傳感器(負(fù)溫系數(shù)熱敏電阻) 短路信息,其實(shí)CPU是根椐第4腳電壓情況判斷散熱器溫度及TH開/短路的,而該點(diǎn)電壓是由R59、熱敏電阻分壓而成,另外還有一只D24作電壓鉗

52、位之用(防止TH與散熱器短路時損壞CPU) 及一只C16電容作濾波。處理 方法 : 檢查C16是否漏電、R59是否開路、TH有否短路(判斷熱敏電阻的好壞在沒有專業(yè)儀器時簡單用室溫或體溫對比<<電阻值-溫度分度表>>阻值)。3.3.10 故障現(xiàn)象10 : 電磁爐工作一段時間后停止加熱, 間隔5秒發(fā)出四長三短報警聲, 響兩次轉(zhuǎn)入待機(jī)(數(shù)顯型機(jī)種顯示E0)。分     析 : 此現(xiàn)象為CPU檢測到IGBT超溫的信息,而造成IGBT超溫通常有兩種,一種是散熱系統(tǒng),主要是風(fēng)扇不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速低,另一種是送至IGBT G極的脈沖關(guān)斷速度慢(脈沖的下降沿時間過長),造成IGBT功耗過大而產(chǎn)生高溫。處理 方法 : 先檢查風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常,如果不正常則檢查Q5、R5、風(fēng)扇, 如果風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)正常,則檢查