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電磁爐憑借外表美觀、熱效率高、體積小、重量輕、安全環(huán)保、操作簡潔等優(yōu)點(diǎn),被許多人稱為“烹飪之神”和“綠色爐具”。目前,電磁爐在發(fā)達(dá)國家的家庭普及率已超過80%。隨著我國人民生活水平的提高,以及對健康環(huán)保的認(rèn)識越來越多,電磁爐必然會走進(jìn)千家萬戶。
以美的SY191型電磁爐為例,該機(jī)由300V供電電路、主回路(L、C諧振回路)、驅(qū)動電路、電源電路、保護(hù)電路、操作與控制電路等構(gòu)成,如圖12-2所示。
1.市電變換電路
如圖12-2所示,該機(jī)輸入的市電電壓通過高頻濾波電容C1抑制高頻干擾脈沖后,一路利用整流堆DB1橋式整流,L1和C2濾波,在C2兩端產(chǎn)生300V左右的直流電壓,為功率變換器(主回路)供電;另一路送到低壓電源電路。市電輸入回路的壓敏電阻CNR1用于市電過壓保護(hù)。
送到低壓電源電路的市電電壓首先通過電源變壓器降壓后,從它的2個次級繞組分別輸出8V和16V(與市電電壓高低有關(guān))左右的交流電壓。其中,8V交流電壓通過D4~D7橋式整流,EC1、C4濾波產(chǎn)生11.2V左右的直流電壓。該電壓經(jīng)三端穩(wěn)壓器U3(7805)穩(wěn)壓,EC2、C5濾波獲得5V直流電壓,為CPU、操作鍵電路、指示燈等供電;16V交流電壓通過D8~D11橋式整流,EC7濾波產(chǎn)生23V左右的直流電壓。該電壓通過調(diào)整管Q5、18V穩(wěn)壓管Z2和電阻R32組成的線性穩(wěn)壓電源產(chǎn)生17.3V左右的直流電壓(圖標(biāo)為18V),通過EC8、C13濾波后為功率管驅(qū)動電路、振蕩器、風(fēng)扇電機(jī)、保護(hù)電路等供電。
2.開機(jī)延遲電路
Q5的b極所接的Q6等元件組成的電路是開機(jī)延遲(通電延遲)電路。開機(jī)瞬間因EC6需要充電,充電過程使Q6的b極電位由低到高逐漸上升,使Q6在EC6充電初期導(dǎo)通,充電結(jié)束后截止,從而使Q6的e極電位由低逐漸升高到正常,致使Q5的e極輸出的17.3V電壓滯后于穩(wěn)壓器U3輸出的5V電壓,使功率管驅(qū)動電路開始工作的時(shí)間滯后于微處理器電路,從而避免了微處理器等電路未工作前,功率管的驅(qū)動電路已開始工作可能導(dǎo)致功率管損壞的現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)了開機(jī)通電延遲功能(即軟啟動功能)。
3.系統(tǒng)控制電路
如圖11-所示,該機(jī)的系統(tǒng)控制電路由微處理器TMP86C807M/N為核心構(gòu)成。
(1)微處理器TMP86C807M/N的實(shí)用資料
微處理器TM86C807MN的引腳功能如表12-1所示。
(2)微處理器工作條件
供電:低壓電源輸出的5V電壓加到微處理器U1(TMP86C807M/N)供電端[5]腳,為U1內(nèi)部電路供電。
復(fù)位:開機(jī)瞬間5V電源電壓在濾波電容的作用下是從0V逐漸升高到5V的,當(dāng)該電壓低于3.3V時(shí),Q11截止,U1的復(fù)位信號輸入端[8]腳輸入低電平復(fù)位信號,使U1內(nèi)部的存儲器、寄存器等電路開始復(fù)位,當(dāng)5V電源超過3.3V后,Q11導(dǎo)通,由它的c極輸出高電平電壓加到U1[8]腳,U1內(nèi)部電路復(fù)位結(jié)束開始工作。
時(shí)鐘信號:U1獲得供電后,它內(nèi)部的振蕩器開始工作,與[2]、[3]腳外接的晶振XL200通過振蕩產(chǎn)生時(shí)鐘信號。
(3)待機(jī)控制
U1獲得以上3個基本工作條件后輸出自檢脈沖,確認(rèn)電路正常后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。待機(jī)期間,U1[24]腳輸出的功率管使能控制信號為低電平。該低電平通過D17使比較器U2D[11]腳為低電平,于是U2D的輸出端[13]腳電位變?yōu)榈碗娖剑跪?qū)動電路的Q8導(dǎo)通、Q9截止,功率管IGBT1截止,該機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)。
4.開機(jī)與鍋具檢測電路
電磁爐在待機(jī)期間,按下“開/關(guān)”鍵后,微處理器U1從存儲器內(nèi)調(diào)出軟件設(shè)置的默認(rèn)工作狀態(tài)數(shù)據(jù),控制面板上的顯示屏、指示燈顯示電磁爐的工作狀態(tài),由[24]腳輸出的功率管使能控制信號變?yōu)楦唠娖?,使二極管D17截止,解除對功率管驅(qū)動電路的關(guān)閉控制,同時(shí)通過C9加到同步、振蕩電路的比較器U2C(LM339)的反相輸入端[8]腳,使U2C[14]腳為低電平,致使C11短時(shí)間放電。隨后U1通過PAN端子[18]腳輸出啟動脈沖。該脈沖通過C11耦合到U2D[10]腳,經(jīng)U2D比較放大后從它的[13]腳輸出,再通過Q9、Q8推挽放大,經(jīng)R13限流后驅(qū)動功率管IGBT1導(dǎo)通。IGBT1導(dǎo)通后,線盤和諧振電容C3進(jìn)入電壓諧振狀態(tài)。主回路工作后,市電輸入回路產(chǎn)生的電流被電流互感器CT1檢測并耦合到次級繞組后,通過C6抑制干擾脈沖,再通過R2和可調(diào)電阻VER進(jìn)行限壓,利用D20~D23組成整流堆進(jìn)行整流產(chǎn)生取樣電壓。該電壓通過R59和R21取樣,再通過EC5濾波產(chǎn)生直流取樣電壓CUR,加到U1[27]腳。同時(shí),由于主回路工作后,C3左端產(chǎn)生的脈沖電壓通過R23、R26取樣后加到U2C[8]腳,它右端產(chǎn)生的脈沖通過R24、R27加到U2C[9]腳,于是U2C[14]腳便可輸出PAN脈沖,該脈沖加到U1的[18]腳。
當(dāng)爐面上放置了合適的鍋具時(shí),因有負(fù)載,流過功率管的電流增大,電流檢測電路產(chǎn)生的取樣電壓CUR較高。該電壓被U1檢測后,U1的PWM端子[22]腳輸出的功率調(diào)整信號的占空比增大,使功率管導(dǎo)通時(shí)間延長,所以主回路的工作頻率降低,此時(shí)U2C輸出的PAN脈沖在單位時(shí)間內(nèi)降低到3~8個,該頻率變化被U1檢測后判斷爐面已放置了合適的鍋具,于是控制PWM端輸出可調(diào)整的功率調(diào)整信號,電磁爐進(jìn)入加熱狀態(tài)。反之,判斷爐面未放置鍋具或放置的鍋具不合適時(shí),控制電磁爐停止加熱,U1[17]腳輸出報(bào)警信號,該信號通過Q2放大后使蜂鳴器BZ1鳴叫報(bào)警,同時(shí)U1還控制顯示屏顯示故障代碼“E0”,提醒用戶未放置鍋具或放置的鍋具不合適。
5.同步控制、振蕩電路
該機(jī)同步控制、振蕩電路由主回路脈沖取樣電路、比較器U2C(LM339)、定時(shí)電容C11和定時(shí)電阻等構(gòu)成。
線盤左端電壓通過R23、R26取樣產(chǎn)生的取樣電壓加到比較器U2C的反相輸入端[8]腳,同時(shí)它右端產(chǎn)生的電壓通過R24、R27~R29取樣產(chǎn)生的取樣電壓加到U2C同相輸入端[9]腳。開機(jī)后,CPU輸出的啟動脈沖(檢測脈沖)通過驅(qū)動電路放大,使功率管IGBT1導(dǎo)通,線盤產(chǎn)生左正、右負(fù)的電動勢,使U2C[8]腳電位高于它的[9]腳電位,經(jīng)U2C比較后使它的[14]腳輸出低電平,致使U2D[10]腳輸入的低電平電壓低于U2D[11]腳輸入的直流電壓(功率調(diào)整電壓),于是U2D[13]腳輸出高電平電壓,使Q9導(dǎo)通、Q8截止,從Q9的e極輸出的電壓通過R43、R13限流使IGBT1繼續(xù)導(dǎo)通,同時(shí)5V電壓通過R31、C11和U2C[14]腳內(nèi)部電路構(gòu)成的充電回路為C11充電。當(dāng)C11右端電位高于U2D[11]腳電位后,U2D1[13]腳輸出低電平電壓,Q9截止、Q8導(dǎo)通,通過R13使IGBT1迅速截止,流過線盤的導(dǎo)通電流消失。于是線盤通過自感產(chǎn)生右正、左負(fù)的電動勢,使U2C[9]腳電位高于[8]腳電位,致使U2C[14]腳輸出高電平。該電平通過C11使U2D[10]腳電位高于[11]腳電位,確保IGBT1截止。隨后,無論線盤對諧振電容C3充電期間,還是C3對線盤放電期間,線盤的右端電位都會高于左端電位,IGBT1都不會導(dǎo)通。因此,只有線盤通過C2、IGBT1內(nèi)的阻尼管放電期間,U2C[8]腳電位高于[9]腳電位,使U2C[14]腳電位變?yōu)榈碗娖?,由于電容兩端電壓不能突變,所以C11兩端電壓通過D16、R30構(gòu)成的回路放電。當(dāng)線盤通過阻尼管放電結(jié)束,并且C11通過D16、R30放電使U2D[10]腳電位低于[11]腳電位后,U2D的[13]腳再次輸出高電平電壓,通過驅(qū)動電路放大后使功率管IGBT1再次導(dǎo)通,從而實(shí)現(xiàn)同步控制。因此,該電路不僅實(shí)現(xiàn)了功率管的零電壓開關(guān)控制,而且為PWM電路提供了鋸齒波脈沖。該脈沖由C11通過充放電產(chǎn)生。
提示 由于C11不僅充電需要采用5V電壓通過電阻完成,而且放電也需要通過5V電源構(gòu)成的回路,所以會對鋸齒波產(chǎn)生一些不良影響,增加了功率管的故障率。
6.功率調(diào)整電路
該機(jī)的功率調(diào)整電路由微處理器U1和PWM比較器U2D(LM339)等構(gòu)成。需要增大輸出功率時(shí),微處理器U1[22]腳輸出的功率調(diào)整信號PWM的占空比增大,通過R36、EC9和C14平滑濾波產(chǎn)生的直流控制電壓升高。該電壓通過R41加到比較器U2D的同相輸入端[11]腳,而U2D的反相輸入端[10]腳輸入的是鋸齒波信號,于是U2D[13]腳輸出激勵脈沖的高電平時(shí)間延長。通過Q8、Q9推挽放大后,使功率管IGBT1導(dǎo)通時(shí)間延長,為線盤提供的能量增加,功率增大,加熱溫度升高。反之,當(dāng)U1[22]腳輸出的功率調(diào)整信號占空比減小時(shí),電磁爐的輸出功率減小,加熱溫度低。
7.風(fēng)扇散熱系統(tǒng)
開機(jī)后,微處理器U1的風(fēng)扇控制端[23]腳輸出的風(fēng)扇控制信號為高電平,通過R49限流,再通過Q10放大,驅(qū)動風(fēng)扇電機(jī)旋轉(zhuǎn),對散熱片進(jìn)行強(qiáng)制散熱,以免功率管、整流堆過熱損壞。
D18是用于保護(hù)Q10的鉗位二極管。Q10截止后,電機(jī)繞組將在Q10的c極上產(chǎn)生較高的反峰電壓,該電壓通過D18泄放到18V電源電路中,避免了Q10過壓損壞。
8.保護(hù)電路
該機(jī)為了防止功率管因過壓、過流、過熱等原因損壞,設(shè)置了多種保護(hù)電路。保護(hù)電路通過兩種方式來實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能:一種是通過PWM電路切斷激勵脈沖輸出,使功率管停止工作;另一種是通過CPU控制功率調(diào)整信號的占空比為0,使功率管截止。
(1)浪涌保護(hù)電路
該保護(hù)電路由取樣電路和比較器U2A(LM339)為核心構(gòu)成。5V電壓通過構(gòu)成的R22、R52取樣電路取樣后產(chǎn)生3.5V左右的參考電壓,加到U2A的同相輸入端[5]腳,同時(shí)市電電壓通過整流管D1、D2全波整流產(chǎn)生的電壓通過R34、R33、R45分壓后,再通過D14加到U2A的反相輸入端[4]腳。當(dāng)市電電壓沒有干擾脈沖時(shí),U2A[5]腳電位高于[4]腳電位,于是U2A[2]腳內(nèi)部電路為開路狀態(tài),D19截止,不影響U2D[11]腳電位,電磁爐正常工作。一旦市電竄入干擾脈沖,D1、D2整流后的電壓內(nèi)疊加了大量尖峰脈沖,通過取樣使U2A[4]腳電位超過[5]腳電位,于是U2A[2]腳內(nèi)部電路導(dǎo)通,通過D19將U2D[11]腳電位鉗位到低電平,于是U2D[13]腳輸出的激勵電壓占空比降為0,功率管IGBT1截止,避免了過壓損壞。待市電的干擾脈沖消失后,U2A[2]腳電位變?yōu)楦唠娖?,使D19截止,電路恢復(fù)正常工作。
D13是防止取樣電壓過高而設(shè)置的鉗位二極管,確保C22兩端電壓不超過5.5V。C28和R6是為了防止該電路在開機(jī)瞬間誤動作而設(shè)置的加速電路,因C28在開機(jī)瞬間需要充電,充電電流使U2A[2]腳電位為高電平,確保PWM電路在開機(jī)瞬間能夠正常工作。
(2)功率管c極過壓保護(hù)
該保護(hù)電路由取樣電路和比較器U2B(LM339)為核心構(gòu)成。5V電壓通過R39、R35構(gòu)成的取樣電路取樣后產(chǎn)生4.1V左右的參考電壓加到U2B的同相輸入端[7]腳,同時(shí)功率管IGBT1的c極產(chǎn)生的反峰電壓通過R24、R27~R29分壓后加到U2B的反相輸入端[6]腳。當(dāng)IGBT1的c極產(chǎn)生的反峰電壓在正常范圍內(nèi)時(shí),U2B[6]腳的電位低于[7]腳電位,于是U2B[1]腳內(nèi)部電路為開路狀態(tài),不影響U2D的[11]腳電位,電磁爐正常工作。一旦IGBT1的c極產(chǎn)生的反峰電壓過高時(shí),通過取樣使U2B[6]腳電位超過[7]腳電位,于是U2B[1]腳內(nèi)部電路導(dǎo)通,通過R40將U2D[11]腳電位鉗位到低電平,于是U2D[13]腳輸出的激勵電壓占空比降為0,IGBT1截止,避免了過壓損壞。待IGBT1的c極的反峰電壓恢復(fù)正常后,U2B[6]腳電位低于[7]腳電位,U2B的[1]腳內(nèi)部恢復(fù)開路,IGBT1又重新進(jìn)入工作狀態(tài)。
(3)市電異常保護(hù)
該保護(hù)電路由整流電路、取樣電路和CPU構(gòu)成。220V市電電壓通過D1、D2全波整流產(chǎn)生脈動電壓,再通過R14、R15取樣,利用EC3濾波產(chǎn)生市電取樣電壓VOL并加到微處理器U1[28]腳。當(dāng)市電電壓高于260V或低于160V時(shí),相應(yīng)升高或降低的VOL信號被U1檢測后,判斷市電異常,輸出停止加熱的控制信號,電磁爐停止工作,避免了功率管等元件因市電異常而損壞。同時(shí),驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警,控制顯示屏顯示故障代碼,提醒用戶該機(jī)進(jìn)入市電異常保護(hù)狀態(tài)。
市電低時(shí)顯示的故障代碼為“E7”,市電高時(shí)顯示的故障代碼為“E8”。
(4)爐面過熱保護(hù)
負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻RT1(筆者加注)緊貼在爐面下面,它通過連接器接到系統(tǒng)控制電路,一端接5V供電,另一端接到微處理器U1的TMAIN信號輸入端[25]腳。U1通過監(jiān)測[25]腳電壓的變化情況,對爐面溫度進(jìn)行判斷。當(dāng)爐面的溫度高于220℃時(shí),RT1的阻值急劇減小,5V電壓通過RT1與R47分壓后的電壓升高。該電壓變化通過EC11濾波后加到U1[25]腳,被U1檢測后判斷爐面溫度過高,輸出停止加熱信號,功率管停止工作,同時(shí)驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E3”,提醒用戶該機(jī)進(jìn)入爐面溫度過高保護(hù)狀態(tài)。
提示 由于熱敏電阻RT1損壞后就不能實(shí)現(xiàn)爐面溫度檢測,這樣容易擴(kuò)大故障范圍,為此該機(jī)還設(shè)置了RT1異常檢測功能。
若連接器、RT1開路或EC11擊穿,使UI[25]腳輸入的電壓為0,U1則判斷RT1開路,不僅不發(fā)出加熱指令,而且驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E1”,提醒該機(jī)的爐面溫度傳感器開路;若RT1擊穿,使UI[25]腳輸入的電壓為高電平,U1則判斷RT1擊穿,不僅不輸出加熱指令,而且驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E2”,提醒該機(jī)的爐面溫度傳感器擊穿。
(5)功率管過熱保護(hù)
負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻RT2(筆者加注)緊貼在IGBT的散熱片上,它通過連接器接到系統(tǒng)控制電路,再通過EC10濾波后,接到微處理器U1的TIGBT信號輸入端[26]腳。當(dāng)功率管的散熱片的溫度高于85℃時(shí),RT2的阻值減小,使U1[26]腳輸入的電壓升高。該電壓被U1檢測后判斷散熱片溫度過高,U1則減小功率調(diào)整信號的占空比,使功率管導(dǎo)通時(shí)間縮短,電流下降,將功率管的工作溫度限制在85℃以內(nèi);當(dāng)散熱片的溫度因風(fēng)扇異常等原因而高于95℃時(shí),RT2的阻值進(jìn)一步減小,U1[26]腳輸入的電壓進(jìn)一步升高。該電壓被U1檢測后判斷功率管過熱,U1立即輸出停止加熱信號,使功率管停止工作,以免功率管過熱損壞,同時(shí)驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲,并控制顯示屏顯示“E6”的故障代碼,提醒用戶該機(jī)進(jìn)入功率管過熱保護(hù)狀態(tài)。
提示 由于熱敏電阻RT2損壞后就不能實(shí)現(xiàn)功率管溫度檢測,這樣容易擴(kuò)大故障范圍,為此該機(jī)還設(shè)置了RT2異常檢測功能。
當(dāng)熱敏電阻RT2開路或?yàn)V波電容EC10短路時(shí),U1[26]腳無電壓輸入,被U1識別后不僅不輸出加熱指令,而且驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E4”,提醒該機(jī)的功率管溫度檢測電阻開路;當(dāng)熱敏電阻RT2擊穿時(shí),U1[26]腳輸入高電平信號,該信號被U1識別后不僅不能輸出加熱指令,而且驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E5”,提醒用戶該機(jī)的功率管溫度檢測電阻擊穿。當(dāng)熱敏電阻RT2失效被U1識別后,該機(jī)不能加熱,并且顯示屏顯示故障代碼“ED”,表明該機(jī)的功率管溫度檢測電阻失效。
9.常見故障檢修
(1)整機(jī)不工作
該故障確認(rèn)有正常的市電電壓輸入后,可根據(jù)熔斷器是否熔斷進(jìn)行檢修,熔斷器熔斷故障檢修流程如圖12-3所示,熔斷器正常故障檢修流程如圖12-4所示。
(2)顯示故障代碼E0,保護(hù)性關(guān)機(jī)
該故障主要是300V供電、低壓電源、電流控制電路、驅(qū)動電路、浪涌保護(hù)電路等相關(guān)電路異常,不能形成鍋具檢測信號所致,檢修流程如圖12-5所示。
提示 許多資料保護(hù)性關(guān)機(jī)故障是按照開機(jī)復(fù)位來介紹的,這是錯誤的。因?yàn)殚_機(jī)復(fù)位是指CPU電路在開機(jī)瞬間清零復(fù)位。
(3)顯示故障代碼E1、E2或E3,保護(hù)性關(guān)機(jī)
該故障說明鍋具干燒、爐面溫度檢測電路異常或CPU損壞,檢修流程如圖12-6所示。
(4)顯示故障代碼E4或E5,保護(hù)性關(guān)機(jī)
該故障說明功率管溫度檢測系統(tǒng)或CPU異常使功率管溫度異常保護(hù)電路動作,或功率管溫度檢測電路誤動作,檢修流程如圖12-7所示。
(5)顯示故障代碼E6,保護(hù)關(guān)機(jī)
該故障說明300V供電、低壓電源、同步控制電路、電流控制電路、驅(qū)動電路等異常使功率管過熱,引起功率管過熱保護(hù)電路動作所致,或功率管溫度檢測電路異常使過熱保護(hù)電路誤動作,檢修流程如圖12-8所示。
(6)顯示故障代碼E7,保護(hù)性關(guān)機(jī)
該故障說明該機(jī)進(jìn)入市電電壓低保護(hù)狀態(tài)。主要原因有2個:一個是市電電壓低或供電線路、插座系統(tǒng)故障引起市電異常保護(hù)電路動作;第二個是市電取樣電路故障引起保護(hù)電路誤動作,檢修流程如圖12-9所示。
(7)顯示故障代碼E8,保護(hù)性關(guān)機(jī)
該故障說明市電電壓高、市電檢測電路或CPU異常,檢修流程如圖12-10所示。
(8)加熱溫度低(功率不足)
該故障主要是由于300V供電、主回路、低壓電源、電流控制電路、功率調(diào)整電路、驅(qū)動電路、保護(hù)電路等異常,導(dǎo)致線盤產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度不足所致,檢修流程如圖12-11所示。
提示 能檢鍋,但不能加熱的故障也可參考該流程進(jìn)行檢修。
以奔騰采用“迅磁”小板構(gòu)成的電磁爐為例,電路如圖12-12所示。
1.電源電路
該機(jī)的電源電路是由新型綠色電源模塊VIPER12A(IC1)為核心構(gòu)成的并聯(lián)型開關(guān)電源。VIPER12A的內(nèi)部構(gòu)成如圖12-13所示,它的引腳功能和電壓數(shù)據(jù)如表12-2所示。
提示 部分電磁爐采用VIPER12A構(gòu)成的是串聯(lián)型開關(guān)電源,所以它的[1]、[2]腳并未直接接地,而是接在18V供電的續(xù)流二極管(整流管)的負(fù)極上,所以它的[1]、[2]腳電位為18V,這樣它的[4]腳電位為40V左右。
(1)300V供電
該機(jī)通上市電電壓后,市電電壓經(jīng)保險(xiǎn)管F1輸入到主板,利用高頻濾波電容C1濾除高頻干擾脈沖,經(jīng)整流堆橋式整流產(chǎn)生的電壓一路為開關(guān)電源供電;另一路通過扼流圈L1、電容C15、濾波后,為功率變換器(主回路)供電。市電輸入回路的壓敏電阻ZMR1用于市電過壓保護(hù)。
(2)功率變換
整流堆輸出的電壓通過D10輸入到開關(guān)電源,由濾波電容C11濾波產(chǎn)生300V電壓。該電壓通過開關(guān)變壓器T1的初級繞組加到IC1(VIPER12A)的[5]~[8]腳,不僅為它內(nèi)部的開關(guān)管供電,而且通過高壓電流源對[4]腳外接的濾波電容C6充電。當(dāng)C6兩端建立的電壓達(dá)到14.5V后,IC1內(nèi)的60?調(diào)制控制器等電路開始工作,由該電路產(chǎn)生的激勵脈沖使開關(guān)管工作在開關(guān)狀態(tài)。
開關(guān)電源工作后,T1的次級繞組輸出的脈沖電壓通過整流、濾波便獲得直流電壓:通過D1整流,C3濾波產(chǎn)生20V電壓,該電壓不僅通過R6、D4加到IC1[4]腳,取代啟動電路為它供電,而且為功率管的驅(qū)動電路、風(fēng)扇電機(jī)等電路供電;通過D2整流,C4濾波產(chǎn)生5V電壓,為芯片IC3(HT46R12)、蜂鳴器、溫度取樣等電路供電。
為了防止IC1內(nèi)的開關(guān)管在截止瞬間被過高的反峰電壓擊穿,本電路在開關(guān)變壓器T1的初級繞組兩端設(shè)置了R5、D3和C5組成了尖峰脈沖吸收回路。
(3)穩(wěn)壓控制
當(dāng)市電電壓升高或負(fù)載變輕引起開關(guān)電源輸出電壓升高時(shí),濾波電容C46兩端升高的電壓通過R9、R10取樣的電壓超過2.5V,再經(jīng)IC2放大后,使Q1導(dǎo)通加強(qiáng),從它c(diǎn)極輸出的電壓升高,通過R8為IC1[3]腳提供的誤差電壓升高,被IC1內(nèi)部電路處理后,使開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間縮短,開關(guān)變壓器T1存儲的能量下降,開關(guān)電源輸出電壓下降到正常值,反之,穩(wěn)壓控制過程相反。因此,通過該電路的控制確保開關(guān)電源輸出電壓的穩(wěn)定。
表12-2 VIPER12A的引腳功能和電壓數(shù)據(jù)
(4)欠壓保護(hù)
當(dāng)C6漏電使IC1[4]腳在開機(jī)瞬間不能建立14.5V以上的電壓時(shí),IC1內(nèi)部的電路不能啟動;若R6、D4、D3開路或T1異常為IC1提供啟動后的工作電壓低于8V時(shí),IC1內(nèi)的欠壓保護(hù)電路動作,避免了開關(guān)管因激勵不足而損壞。另外,IC1還具有過壓和過流保護(hù)電路。
2.專用芯片HT46R12的簡介
專用芯片HT46R12不僅具有完善的控制功能,還能產(chǎn)生功率管激勵脈沖。
(1)HT46R12的引腳功能
專用芯片HT46R12的引腳功能如表12-3所示。
(2)芯片啟動
低壓電源輸出的5V電壓加到芯片IC3(HT46R12)[16]腳,為它供電。IC3獲得供電后,它內(nèi)部的振蕩器與外接的晶振XTAL1通過振蕩產(chǎn)生8MHz時(shí)鐘信號。隨后IC3在內(nèi)部復(fù)位電路的作用下開始工作,并輸出自檢脈沖,確認(rèn)電路正常后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。待機(jī)期間,IC3[14]腳輸出功率管激勵信號為低電平,使推挽放大器的Q4導(dǎo)通、Q3截止,功率管IGBT截止。
3.鍋具檢測電路
電磁爐在待機(jī)期間,按下“開/關(guān)”鍵后,IC3內(nèi)的CPU從存儲器內(nèi)調(diào)出軟件設(shè)置的默認(rèn)工作狀態(tài)數(shù)據(jù),控制操作顯示屏顯示電磁爐的工作狀態(tài),由[14]腳輸出的啟動脈沖通過Q3、Q4推挽放大,利用R33限流使功率管IGBT導(dǎo)通。IGBT導(dǎo)通后,線盤和諧振電容C16產(chǎn)生電壓諧振。主回路工作后,市電輸入回路產(chǎn)生的電流被電流互感器CT1檢測并耦合到次級繞組,通過C10、R15抑制干擾脈沖,通過D5半波整流,再通過R2和R4取樣產(chǎn)生取樣電壓CURRENT,加到IC3的[5]腳。當(dāng)爐面上放置了合適的鍋具時(shí),因有負(fù)載使流過功率管的電流增大,電流檢測電路產(chǎn)生的取樣電壓CURRENT較高。該電壓被IC3檢測后,判斷爐面已放置了合適的鍋具,控制電磁爐進(jìn)入加熱狀態(tài)。反之,判斷爐面未放置鍋具或放置的鍋具不合適,控制電磁爐停止加熱,IC3[3]腳輸出報(bào)警信號,驅(qū)動蜂鳴器BUZZER1鳴叫報(bào)警,提醒用戶未放置鍋具或放置的鍋具不合適。
4.同步控制電路
該機(jī)同步控制電路由主回路脈沖取樣電路、芯片IC3和取樣電路等構(gòu)成。線盤右端電壓通過R35~R41、R43、R44取樣產(chǎn)生取樣電壓SYN-A,加到IC3(HT46R12)的[8]腳,它左端電壓通過R26~R28取樣產(chǎn)生的取樣電壓SYN-B,加到IC3的[4]腳。IC3通過對[4]、[8]腳輸入的脈沖進(jìn)行判斷,確保線盤對諧振電容C16充電期間,以及C16對線盤放電期間,[14]腳均輸出低電平脈沖,使功率管IGBT截止。只有線盤通過C15、功率管內(nèi)的阻尼管放電結(jié)束后,IC3的[14]腳才能輸出高電平電壓,該電壓通過驅(qū)動電路放大后使功率管IGBT再次導(dǎo)通。因此,通過同步控制實(shí)現(xiàn)了功率管的零電壓開關(guān)控制。
5.電流自動調(diào)整電路
該機(jī)的電流自動調(diào)整電路由電流取樣電路、IC3內(nèi)的CPU為核心構(gòu)成。主回路工作后,市電輸入回路產(chǎn)生的電流被電流互感器CT1檢測并耦合到次級繞組后,通過C10、R15抑制干擾脈沖,通過D5半波整流,再通過R2和R4取樣產(chǎn)生取樣電壓CURRENT,加到IC3[5]腳。若主回路的電流較大,CT1輸出電壓升高,CURRENT增大。CURRENT被CPU檢測后,IC3使功率調(diào)整信號的占空比減小,功率管導(dǎo)通時(shí)間縮短,主回路的電流減小。反之控制過程相反,從而實(shí)現(xiàn)了電流的自動調(diào)整。
6.風(fēng)扇散熱系統(tǒng)
開機(jī)后,IC3[6]腳輸出的風(fēng)扇控制信號FAN為高電平,通過R13限流使驅(qū)動管Q2導(dǎo)通,風(fēng)扇電機(jī)的繞組得到供電,于是風(fēng)扇電機(jī)開始旋轉(zhuǎn),對散熱片進(jìn)行強(qiáng)制散熱,以免功率管、整流堆過熱損壞。
7.保護(hù)電路
該機(jī)為了防止功率管因過壓、過流、過熱等原因損壞,設(shè)置了多種保護(hù)電路。保護(hù)電路通過兩種方式來實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能:一種是通過PWM電路切斷激勵脈沖輸出,使功率管停止工作;另一種是通過CPU控制功率調(diào)整信號的占空比,也同樣使功率管截止。
(1)功率管c極過壓保護(hù)電路
功率管c極電壓通過R34、R37、R39、R40、R43取樣后產(chǎn)生取樣電IG-OV,通過隔離二極管D15加到芯片IC3[13]腳。當(dāng)功率管c極產(chǎn)生的反峰電壓在正常范圍內(nèi)時(shí),IC3[13]腳輸入的電壓也在正常范圍內(nèi),IC3[14]腳輸出正常的激勵脈沖,電磁爐正常工作。一旦功率管c極產(chǎn)生的反峰電壓過高,通過取樣使IC3[13]腳輸入的電壓達(dá)到保護(hù)電路動作的閾值時(shí),IC3內(nèi)的保護(hù)電路動作,使它的[14]腳不再輸出激勵脈沖,功率管截止,避免了過壓損壞。
(2)市電檢測電路
市電電壓通過D8、D9全波整流產(chǎn)生脈動電壓,再通過R19、R20、R24取樣產(chǎn)生市電取樣電壓SYS_V,該電壓加到微處理器IC3[2]腳。當(dāng)市電電壓過高或過低時(shí),相應(yīng)升高或降低的SYS_V信號被IC3檢測后,IC3判斷市電異常不再輸出激勵脈沖,功率管截止,避免了功率管等元件因市電異常而損壞。同時(shí),驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警,并控制顯示屏顯示故障代碼,提醒用戶該機(jī)進(jìn)入市電異常保護(hù)狀態(tài)。
(3)浪涌保護(hù)電路
市電電壓通過整流管D8、D9全波整流產(chǎn)生的電壓通過R17、R18、R22取樣,再通過C12濾波產(chǎn)生取樣電壓line OV,該電壓通過D14加到IC3[13]腳。當(dāng)市電電壓沒有干擾脈沖時(shí),IC3[13]腳輸入的電壓較低,不影響IC3輸出的激勵脈沖,電磁爐正常工作。一旦市電竄入干擾脈沖,IC3[13]腳輸入的電壓升高,該電壓被IC3檢測后判斷浪涌電壓過高,使[14]腳不再輸出激勵脈沖,功率管截止,避免了過壓損壞。D11是防止取樣電壓過高而設(shè)置的鉗位二極管,確保IC3[13]腳電位不超過5.5V。
(4)過流保護(hù)電路
主回路產(chǎn)生的電流被電流互感器CT1檢測并耦合到次級繞組后,通過C10、R15抑制干擾脈沖,D5半波整流,再通過可調(diào)電阻VR1和R3取樣產(chǎn)生取樣電壓OC。OC通過D16加到IC3[13]腳。若主回路的電流較大,CT1輸出的電壓升高,OC電壓增大,被IC3檢測后判斷主回路過流,切斷[14]腳輸出的激勵脈沖,功率管截止,避免了過流損壞。
提示 VR1是用于設(shè)置最大取樣電流的可調(diào)電阻,調(diào)整它就可改變輸入到IC3[13]腳的取樣電壓OC的高低,實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)啟控點(diǎn)的設(shè)置。
(5)爐面過熱保護(hù)電路
負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻RT2緊貼在爐面下面,它與R31分壓產(chǎn)生的檢測信號PAN_T加到IC3[19]腳,送給IC3內(nèi)部的CPU進(jìn)行檢測。當(dāng)爐面的溫度高于220℃時(shí),RT2的阻值急劇減小,5V電壓通過RT2與R31分壓后使檢測信號PAN_T的電壓升高,被IC3檢測后判斷爐面溫度過高,輸出停止加熱信號,同時(shí)驅(qū)動蜂鳴器BUZZER報(bào)警,并控制顯示屏顯示故障代碼E7,提醒用戶該機(jī)進(jìn)入爐面溫度過熱保護(hù)狀態(tài)。
提示 由于熱敏電阻RT2損壞后就不能實(shí)現(xiàn)爐面溫度檢測,這樣容易擴(kuò)大故障范圍,為此該機(jī)還設(shè)置了RT2異常檢測功能。
若RT2開路或C13擊穿使檢測信號PAN_T為低電平,IC3則判斷RT2開路,不僅不發(fā)出加熱指令,而且驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E1”,提醒該機(jī)的爐面溫度傳感器開路;若RT2擊穿或R31開路,使IC3輸入的PAN_T電壓為高電平,IC3則判斷RT2擊穿,不僅不發(fā)出加熱指令,而且驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E2”,提醒該機(jī)的爐面溫度傳感器擊穿。
(6)功率管過熱保護(hù)電路
負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻RT1緊貼在功率管、整流堆的散熱片上,它與R32取樣后產(chǎn)生檢測信號IGBT_T送到IC3[24]腳,送給IC3內(nèi)部的CPU進(jìn)行檢測。當(dāng)散熱片的溫度高于85℃時(shí),RT1的阻值急劇減小,5V電壓通過RT1和R32分壓使檢測信號IGBT_T的電壓升高,被CPU檢測后減小功率調(diào)整信號的占空比,使功率管導(dǎo)通時(shí)間縮短,電流下降,將功率管的工作溫度限制在85℃以內(nèi);當(dāng)散熱片的溫度高于95℃時(shí),IGBT_T電壓進(jìn)一步升高,被CPU檢測后立即輸出停止加熱的控制信號,使功率管停止工作,同時(shí)驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲,并讓顯示屏顯示“E4”的故障代碼,提醒用戶該機(jī)進(jìn)入功率管過熱保護(hù)狀態(tài)。
提示 由于熱敏電阻RT1損壞后就不能實(shí)現(xiàn)功率管溫度檢測,這樣容易擴(kuò)大故障范圍,為此該機(jī)還設(shè)置了RT1異常檢測功能。
若RT1開路或C14擊穿使檢測信號IGBT_T為低電平,被IC3檢測后判斷RT1開路,不僅不發(fā)出加熱指令,而且驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E3”,提醒該機(jī)的爐面溫度傳感器開路;若RT1擊穿或R32開路使IGBT_T電壓為高電平,被IC3檢測后判斷RT1擊穿,不僅不發(fā)出加熱指令,而且驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E4”,提醒用戶該機(jī)的爐面溫度傳感器擊穿。
8.常見故障檢修
該機(jī)的電源電路檢修方法可參考美的SY191型電磁爐。而其他故障由于電路元件較少,比較好檢修。在確認(rèn)外接元件正常后,可代換檢查芯片HT46R12。
電磁爐憑借外表美觀、熱效率高、體積小、重量輕、安全環(huán)保、操作簡潔等優(yōu)點(diǎn),被許多人稱為“烹飪之神”和“綠色爐具”。目前,電磁爐在發(fā)達(dá)國家的家庭普及率已超過80%。隨著我國人民生活水平的提高,以及對健康環(huán)保的認(rèn)識越來越多,電磁爐必然會走進(jìn)千家萬戶。
以美的SY191型電磁爐為例,該機(jī)由300V供電電路、主回路(L、C諧振回路)、驅(qū)動電路、電源電路、保護(hù)電路、操作與控制電路等構(gòu)成,如圖12-2所示。
1.市電變換電路
如圖12-2所示,該機(jī)輸入的市電電壓通過高頻濾波電容C1抑制高頻干擾脈沖后,一路利用整流堆DB1橋式整流,L1和C2濾波,在C2兩端產(chǎn)生300V左右的直流電壓,為功率變換器(主回路)供電;另一路送到低壓電源電路。市電輸入回路的壓敏電阻CNR1用于市電過壓保護(hù)。
送到低壓電源電路的市電電壓首先通過電源變壓器降壓后,從它的2個次級繞組分別輸出8V和16V(與市電電壓高低有關(guān))左右的交流電壓。其中,8V交流電壓通過D4~D7橋式整流,EC1、C4濾波產(chǎn)生11.2V左右的直流電壓。該電壓經(jīng)三端穩(wěn)壓器U3(7805)穩(wěn)壓,EC2、C5濾波獲得5V直流電壓,為CPU、操作鍵電路、指示燈等供電;16V交流電壓通過D8~D11橋式整流,EC7濾波產(chǎn)生23V左右的直流電壓。該電壓通過調(diào)整管Q5、18V穩(wěn)壓管Z2和電阻R32組成的線性穩(wěn)壓電源產(chǎn)生17.3V左右的直流電壓(圖標(biāo)為18V),通過EC8、C13濾波后為功率管驅(qū)動電路、振蕩器、風(fēng)扇電機(jī)、保護(hù)電路等供電。
2.開機(jī)延遲電路
Q5的b極所接的Q6等元件組成的電路是開機(jī)延遲(通電延遲)電路。開機(jī)瞬間因EC6需要充電,充電過程使Q6的b極電位由低到高逐漸上升,使Q6在EC6充電初期導(dǎo)通,充電結(jié)束后截止,從而使Q6的e極電位由低逐漸升高到正常,致使Q5的e極輸出的17.3V電壓滯后于穩(wěn)壓器U3輸出的5V電壓,使功率管驅(qū)動電路開始工作的時(shí)間滯后于微處理器電路,從而避免了微處理器等電路未工作前,功率管的驅(qū)動電路已開始工作可能導(dǎo)致功率管損壞的現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)了開機(jī)通電延遲功能(即軟啟動功能)。
3.系統(tǒng)控制電路
如圖11-所示,該機(jī)的系統(tǒng)控制電路由微處理器TMP86C807M/N為核心構(gòu)成。
(1)微處理器TMP86C807M/N的實(shí)用資料
微處理器TM86C807MN的引腳功能如表12-1所示。
(2)微處理器工作條件
供電:低壓電源輸出的5V電壓加到微處理器U1(TMP86C807M/N)供電端[5]腳,為U1內(nèi)部電路供電。
復(fù)位:開機(jī)瞬間5V電源電壓在濾波電容的作用下是從0V逐漸升高到5V的,當(dāng)該電壓低于3.3V時(shí),Q11截止,U1的復(fù)位信號輸入端[8]腳輸入低電平復(fù)位信號,使U1內(nèi)部的存儲器、寄存器等電路開始復(fù)位,當(dāng)5V電源超過3.3V后,Q11導(dǎo)通,由它的c極輸出高電平電壓加到U1[8]腳,U1內(nèi)部電路復(fù)位結(jié)束開始工作。
時(shí)鐘信號:U1獲得供電后,它內(nèi)部的振蕩器開始工作,與[2]、[3]腳外接的晶振XL200通過振蕩產(chǎn)生時(shí)鐘信號。
(3)待機(jī)控制
U1獲得以上3個基本工作條件后輸出自檢脈沖,確認(rèn)電路正常后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。待機(jī)期間,U1[24]腳輸出的功率管使能控制信號為低電平。該低電平通過D17使比較器U2D[11]腳為低電平,于是U2D的輸出端[13]腳電位變?yōu)榈碗娖?,使?qū)動電路的Q8導(dǎo)通、Q9截止,功率管IGBT1截止,該機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)。
4.開機(jī)與鍋具檢測電路
電磁爐在待機(jī)期間,按下“開/關(guān)”鍵后,微處理器U1從存儲器內(nèi)調(diào)出軟件設(shè)置的默認(rèn)工作狀態(tài)數(shù)據(jù),控制面板上的顯示屏、指示燈顯示電磁爐的工作狀態(tài),由[24]腳輸出的功率管使能控制信號變?yōu)楦唠娖?,使二極管D17截止,解除對功率管驅(qū)動電路的關(guān)閉控制,同時(shí)通過C9加到同步、振蕩電路的比較器U2C(LM339)的反相輸入端[8]腳,使U2C[14]腳為低電平,致使C11短時(shí)間放電。隨后U1通過PAN端子[18]腳輸出啟動脈沖。該脈沖通過C11耦合到U2D[10]腳,經(jīng)U2D比較放大后從它的[13]腳輸出,再通過Q9、Q8推挽放大,經(jīng)R13限流后驅(qū)動功率管IGBT1導(dǎo)通。IGBT1導(dǎo)通后,線盤和諧振電容C3進(jìn)入電壓諧振狀態(tài)。主回路工作后,市電輸入回路產(chǎn)生的電流被電流互感器CT1檢測并耦合到次級繞組后,通過C6抑制干擾脈沖,再通過R2和可調(diào)電阻VER進(jìn)行限壓,利用D20~D23組成整流堆進(jìn)行整流產(chǎn)生取樣電壓。該電壓通過R59和R21取樣,再通過EC5濾波產(chǎn)生直流取樣電壓CUR,加到U1[27]腳。同時(shí),由于主回路工作后,C3左端產(chǎn)生的脈沖電壓通過R23、R26取樣后加到U2C[8]腳,它右端產(chǎn)生的脈沖通過R24、R27加到U2C[9]腳,于是U2C[14]腳便可輸出PAN脈沖,該脈沖加到U1的[18]腳。
當(dāng)爐面上放置了合適的鍋具時(shí),因有負(fù)載,流過功率管的電流增大,電流檢測電路產(chǎn)生的取樣電壓CUR較高。該電壓被U1檢測后,U1的PWM端子[22]腳輸出的功率調(diào)整信號的占空比增大,使功率管導(dǎo)通時(shí)間延長,所以主回路的工作頻率降低,此時(shí)U2C輸出的PAN脈沖在單位時(shí)間內(nèi)降低到3~8個,該頻率變化被U1檢測后判斷爐面已放置了合適的鍋具,于是控制PWM端輸出可調(diào)整的功率調(diào)整信號,電磁爐進(jìn)入加熱狀態(tài)。反之,判斷爐面未放置鍋具或放置的鍋具不合適時(shí),控制電磁爐停止加熱,U1[17]腳輸出報(bào)警信號,該信號通過Q2放大后使蜂鳴器BZ1鳴叫報(bào)警,同時(shí)U1還控制顯示屏顯示故障代碼“E0”,提醒用戶未放置鍋具或放置的鍋具不合適。
5.同步控制、振蕩電路
該機(jī)同步控制、振蕩電路由主回路脈沖取樣電路、比較器U2C(LM339)、定時(shí)電容C11和定時(shí)電阻等構(gòu)成。
線盤左端電壓通過R23、R26取樣產(chǎn)生的取樣電壓加到比較器U2C的反相輸入端[8]腳,同時(shí)它右端產(chǎn)生的電壓通過R24、R27~R29取樣產(chǎn)生的取樣電壓加到U2C同相輸入端[9]腳。開機(jī)后,CPU輸出的啟動脈沖(檢測脈沖)通過驅(qū)動電路放大,使功率管IGBT1導(dǎo)通,線盤產(chǎn)生左正、右負(fù)的電動勢,使U2C[8]腳電位高于它的[9]腳電位,經(jīng)U2C比較后使它的[14]腳輸出低電平,致使U2D[10]腳輸入的低電平電壓低于U2D[11]腳輸入的直流電壓(功率調(diào)整電壓),于是U2D[13]腳輸出高電平電壓,使Q9導(dǎo)通、Q8截止,從Q9的e極輸出的電壓通過R43、R13限流使IGBT1繼續(xù)導(dǎo)通,同時(shí)5V電壓通過R31、C11和U2C[14]腳內(nèi)部電路構(gòu)成的充電回路為C11充電。當(dāng)C11右端電位高于U2D[11]腳電位后,U2D1[13]腳輸出低電平電壓,Q9截止、Q8導(dǎo)通,通過R13使IGBT1迅速截止,流過線盤的導(dǎo)通電流消失。于是線盤通過自感產(chǎn)生右正、左負(fù)的電動勢,使U2C[9]腳電位高于[8]腳電位,致使U2C[14]腳輸出高電平。該電平通過C11使U2D[10]腳電位高于[11]腳電位,確保IGBT1截止。隨后,無論線盤對諧振電容C3充電期間,還是C3對線盤放電期間,線盤的右端電位都會高于左端電位,IGBT1都不會導(dǎo)通。因此,只有線盤通過C2、IGBT1內(nèi)的阻尼管放電期間,U2C[8]腳電位高于[9]腳電位,使U2C[14]腳電位變?yōu)榈碗娖剑捎陔娙輧啥穗妷翰荒芡蛔?,所以C11兩端電壓通過D16、R30構(gòu)成的回路放電。當(dāng)線盤通過阻尼管放電結(jié)束,并且C11通過D16、R30放電使U2D[10]腳電位低于[11]腳電位后,U2D的[13]腳再次輸出高電平電壓,通過驅(qū)動電路放大后使功率管IGBT1再次導(dǎo)通,從而實(shí)現(xiàn)同步控制。因此,該電路不僅實(shí)現(xiàn)了功率管的零電壓開關(guān)控制,而且為PWM電路提供了鋸齒波脈沖。該脈沖由C11通過充放電產(chǎn)生。
提示 由于C11不僅充電需要采用5V電壓通過電阻完成,而且放電也需要通過5V電源構(gòu)成的回路,所以會對鋸齒波產(chǎn)生一些不良影響,增加了功率管的故障率。
6.功率調(diào)整電路
該機(jī)的功率調(diào)整電路由微處理器U1和PWM比較器U2D(LM339)等構(gòu)成。需要增大輸出功率時(shí),微處理器U1[22]腳輸出的功率調(diào)整信號PWM的占空比增大,通過R36、EC9和C14平滑濾波產(chǎn)生的直流控制電壓升高。該電壓通過R41加到比較器U2D的同相輸入端[11]腳,而U2D的反相輸入端[10]腳輸入的是鋸齒波信號,于是U2D[13]腳輸出激勵脈沖的高電平時(shí)間延長。通過Q8、Q9推挽放大后,使功率管IGBT1導(dǎo)通時(shí)間延長,為線盤提供的能量增加,功率增大,加熱溫度升高。反之,當(dāng)U1[22]腳輸出的功率調(diào)整信號占空比減小時(shí),電磁爐的輸出功率減小,加熱溫度低。
7.風(fēng)扇散熱系統(tǒng)
開機(jī)后,微處理器U1的風(fēng)扇控制端[23]腳輸出的風(fēng)扇控制信號為高電平,通過R49限流,再通過Q10放大,驅(qū)動風(fēng)扇電機(jī)旋轉(zhuǎn),對散熱片進(jìn)行強(qiáng)制散熱,以免功率管、整流堆過熱損壞。
D18是用于保護(hù)Q10的鉗位二極管。Q10截止后,電機(jī)繞組將在Q10的c極上產(chǎn)生較高的反峰電壓,該電壓通過D18泄放到18V電源電路中,避免了Q10過壓損壞。
8.保護(hù)電路
該機(jī)為了防止功率管因過壓、過流、過熱等原因損壞,設(shè)置了多種保護(hù)電路。保護(hù)電路通過兩種方式來實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能:一種是通過PWM電路切斷激勵脈沖輸出,使功率管停止工作;另一種是通過CPU控制功率調(diào)整信號的占空比為0,使功率管截止。
(1)浪涌保護(hù)電路
該保護(hù)電路由取樣電路和比較器U2A(LM339)為核心構(gòu)成。5V電壓通過構(gòu)成的R22、R52取樣電路取樣后產(chǎn)生3.5V左右的參考電壓,加到U2A的同相輸入端[5]腳,同時(shí)市電電壓通過整流管D1、D2全波整流產(chǎn)生的電壓通過R34、R33、R45分壓后,再通過D14加到U2A的反相輸入端[4]腳。當(dāng)市電電壓沒有干擾脈沖時(shí),U2A[5]腳電位高于[4]腳電位,于是U2A[2]腳內(nèi)部電路為開路狀態(tài),D19截止,不影響U2D[11]腳電位,電磁爐正常工作。一旦市電竄入干擾脈沖,D1、D2整流后的電壓內(nèi)疊加了大量尖峰脈沖,通過取樣使U2A[4]腳電位超過[5]腳電位,于是U2A[2]腳內(nèi)部電路導(dǎo)通,通過D19將U2D[11]腳電位鉗位到低電平,于是U2D[13]腳輸出的激勵電壓占空比降為0,功率管IGBT1截止,避免了過壓損壞。待市電的干擾脈沖消失后,U2A[2]腳電位變?yōu)楦唠娖?,使D19截止,電路恢復(fù)正常工作。
D13是防止取樣電壓過高而設(shè)置的鉗位二極管,確保C22兩端電壓不超過5.5V。C28和R6是為了防止該電路在開機(jī)瞬間誤動作而設(shè)置的加速電路,因C28在開機(jī)瞬間需要充電,充電電流使U2A[2]腳電位為高電平,確保PWM電路在開機(jī)瞬間能夠正常工作。
(2)功率管c極過壓保護(hù)
該保護(hù)電路由取樣電路和比較器U2B(LM339)為核心構(gòu)成。5V電壓通過R39、R35構(gòu)成的取樣電路取樣后產(chǎn)生4.1V左右的參考電壓加到U2B的同相輸入端[7]腳,同時(shí)功率管IGBT1的c極產(chǎn)生的反峰電壓通過R24、R27~R29分壓后加到U2B的反相輸入端[6]腳。當(dāng)IGBT1的c極產(chǎn)生的反峰電壓在正常范圍內(nèi)時(shí),U2B[6]腳的電位低于[7]腳電位,于是U2B[1]腳內(nèi)部電路為開路狀態(tài),不影響U2D的[11]腳電位,電磁爐正常工作。一旦IGBT1的c極產(chǎn)生的反峰電壓過高時(shí),通過取樣使U2B[6]腳電位超過[7]腳電位,于是U2B[1]腳內(nèi)部電路導(dǎo)通,通過R40將U2D[11]腳電位鉗位到低電平,于是U2D[13]腳輸出的激勵電壓占空比降為0,IGBT1截止,避免了過壓損壞。待IGBT1的c極的反峰電壓恢復(fù)正常后,U2B[6]腳電位低于[7]腳電位,U2B的[1]腳內(nèi)部恢復(fù)開路,IGBT1又重新進(jìn)入工作狀態(tài)。
(3)市電異常保護(hù)
該保護(hù)電路由整流電路、取樣電路和CPU構(gòu)成。220V市電電壓通過D1、D2全波整流產(chǎn)生脈動電壓,再通過R14、R15取樣,利用EC3濾波產(chǎn)生市電取樣電壓VOL并加到微處理器U1[28]腳。當(dāng)市電電壓高于260V或低于160V時(shí),相應(yīng)升高或降低的VOL信號被U1檢測后,判斷市電異常,輸出停止加熱的控制信號,電磁爐停止工作,避免了功率管等元件因市電異常而損壞。同時(shí),驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警,控制顯示屏顯示故障代碼,提醒用戶該機(jī)進(jìn)入市電異常保護(hù)狀態(tài)。
市電低時(shí)顯示的故障代碼為“E7”,市電高時(shí)顯示的故障代碼為“E8”。
(4)爐面過熱保護(hù)
負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻RT1(筆者加注)緊貼在爐面下面,它通過連接器接到系統(tǒng)控制電路,一端接5V供電,另一端接到微處理器U1的TMAIN信號輸入端[25]腳。U1通過監(jiān)測[25]腳電壓的變化情況,對爐面溫度進(jìn)行判斷。當(dāng)爐面的溫度高于220℃時(shí),RT1的阻值急劇減小,5V電壓通過RT1與R47分壓后的電壓升高。該電壓變化通過EC11濾波后加到U1[25]腳,被U1檢測后判斷爐面溫度過高,輸出停止加熱信號,功率管停止工作,同時(shí)驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E3”,提醒用戶該機(jī)進(jìn)入爐面溫度過高保護(hù)狀態(tài)。
提示 由于熱敏電阻RT1損壞后就不能實(shí)現(xiàn)爐面溫度檢測,這樣容易擴(kuò)大故障范圍,為此該機(jī)還設(shè)置了RT1異常檢測功能。
若連接器、RT1開路或EC11擊穿,使UI[25]腳輸入的電壓為0,U1則判斷RT1開路,不僅不發(fā)出加熱指令,而且驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E1”,提醒該機(jī)的爐面溫度傳感器開路;若RT1擊穿,使UI[25]腳輸入的電壓為高電平,U1則判斷RT1擊穿,不僅不輸出加熱指令,而且驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E2”,提醒該機(jī)的爐面溫度傳感器擊穿。
(5)功率管過熱保護(hù)
負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻RT2(筆者加注)緊貼在IGBT的散熱片上,它通過連接器接到系統(tǒng)控制電路,再通過EC10濾波后,接到微處理器U1的TIGBT信號輸入端[26]腳。當(dāng)功率管的散熱片的溫度高于85℃時(shí),RT2的阻值減小,使U1[26]腳輸入的電壓升高。該電壓被U1檢測后判斷散熱片溫度過高,U1則減小功率調(diào)整信號的占空比,使功率管導(dǎo)通時(shí)間縮短,電流下降,將功率管的工作溫度限制在85℃以內(nèi);當(dāng)散熱片的溫度因風(fēng)扇異常等原因而高于95℃時(shí),RT2的阻值進(jìn)一步減小,U1[26]腳輸入的電壓進(jìn)一步升高。該電壓被U1檢測后判斷功率管過熱,U1立即輸出停止加熱信號,使功率管停止工作,以免功率管過熱損壞,同時(shí)驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲,并控制顯示屏顯示“E6”的故障代碼,提醒用戶該機(jī)進(jìn)入功率管過熱保護(hù)狀態(tài)。
提示 由于熱敏電阻RT2損壞后就不能實(shí)現(xiàn)功率管溫度檢測,這樣容易擴(kuò)大故障范圍,為此該機(jī)還設(shè)置了RT2異常檢測功能。
當(dāng)熱敏電阻RT2開路或?yàn)V波電容EC10短路時(shí),U1[26]腳無電壓輸入,被U1識別后不僅不輸出加熱指令,而且驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E4”,提醒該機(jī)的功率管溫度檢測電阻開路;當(dāng)熱敏電阻RT2擊穿時(shí),U1[26]腳輸入高電平信號,該信號被U1識別后不僅不能輸出加熱指令,而且驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E5”,提醒用戶該機(jī)的功率管溫度檢測電阻擊穿。當(dāng)熱敏電阻RT2失效被U1識別后,該機(jī)不能加熱,并且顯示屏顯示故障代碼“ED”,表明該機(jī)的功率管溫度檢測電阻失效。
9.常見故障檢修
(1)整機(jī)不工作
該故障確認(rèn)有正常的市電電壓輸入后,可根據(jù)熔斷器是否熔斷進(jìn)行檢修,熔斷器熔斷故障檢修流程如圖12-3所示,熔斷器正常故障檢修流程如圖12-4所示。
(2)顯示故障代碼E0,保護(hù)性關(guān)機(jī)
該故障主要是300V供電、低壓電源、電流控制電路、驅(qū)動電路、浪涌保護(hù)電路等相關(guān)電路異常,不能形成鍋具檢測信號所致,檢修流程如圖12-5所示。
提示 許多資料保護(hù)性關(guān)機(jī)故障是按照開機(jī)復(fù)位來介紹的,這是錯誤的。因?yàn)殚_機(jī)復(fù)位是指CPU電路在開機(jī)瞬間清零復(fù)位。
(3)顯示故障代碼E1、E2或E3,保護(hù)性關(guān)機(jī)
該故障說明鍋具干燒、爐面溫度檢測電路異?;駽PU損壞,檢修流程如圖12-6所示。
(4)顯示故障代碼E4或E5,保護(hù)性關(guān)機(jī)
該故障說明功率管溫度檢測系統(tǒng)或CPU異常使功率管溫度異常保護(hù)電路動作,或功率管溫度檢測電路誤動作,檢修流程如圖12-7所示。
(5)顯示故障代碼E6,保護(hù)關(guān)機(jī)
該故障說明300V供電、低壓電源、同步控制電路、電流控制電路、驅(qū)動電路等異常使功率管過熱,引起功率管過熱保護(hù)電路動作所致,或功率管溫度檢測電路異常使過熱保護(hù)電路誤動作,檢修流程如圖12-8所示。
(6)顯示故障代碼E7,保護(hù)性關(guān)機(jī)
該故障說明該機(jī)進(jìn)入市電電壓低保護(hù)狀態(tài)。主要原因有2個:一個是市電電壓低或供電線路、插座系統(tǒng)故障引起市電異常保護(hù)電路動作;第二個是市電取樣電路故障引起保護(hù)電路誤動作,檢修流程如圖12-9所示。
(7)顯示故障代碼E8,保護(hù)性關(guān)機(jī)
該故障說明市電電壓高、市電檢測電路或CPU異常,檢修流程如圖12-10所示。
(8)加熱溫度低(功率不足)
該故障主要是由于300V供電、主回路、低壓電源、電流控制電路、功率調(diào)整電路、驅(qū)動電路、保護(hù)電路等異常,導(dǎo)致線盤產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度不足所致,檢修流程如圖12-11所示。
提示 能檢鍋,但不能加熱的故障也可參考該流程進(jìn)行檢修。
以奔騰采用“迅磁”小板構(gòu)成的電磁爐為例,電路如圖12-12所示。
1.電源電路
該機(jī)的電源電路是由新型綠色電源模塊VIPER12A(IC1)為核心構(gòu)成的并聯(lián)型開關(guān)電源。VIPER12A的內(nèi)部構(gòu)成如圖12-13所示,它的引腳功能和電壓數(shù)據(jù)如表12-2所示。
提示 部分電磁爐采用VIPER12A構(gòu)成的是串聯(lián)型開關(guān)電源,所以它的[1]、[2]腳并未直接接地,而是接在18V供電的續(xù)流二極管(整流管)的負(fù)極上,所以它的[1]、[2]腳電位為18V,這樣它的[4]腳電位為40V左右。
(1)300V供電
該機(jī)通上市電電壓后,市電電壓經(jīng)保險(xiǎn)管F1輸入到主板,利用高頻濾波電容C1濾除高頻干擾脈沖,經(jīng)整流堆橋式整流產(chǎn)生的電壓一路為開關(guān)電源供電;另一路通過扼流圈L1、電容C15、濾波后,為功率變換器(主回路)供電。市電輸入回路的壓敏電阻ZMR1用于市電過壓保護(hù)。
(2)功率變換
整流堆輸出的電壓通過D10輸入到開關(guān)電源,由濾波電容C11濾波產(chǎn)生300V電壓。該電壓通過開關(guān)變壓器T1的初級繞組加到IC1(VIPER12A)的[5]~[8]腳,不僅為它內(nèi)部的開關(guān)管供電,而且通過高壓電流源對[4]腳外接的濾波電容C6充電。當(dāng)C6兩端建立的電壓達(dá)到14.5V后,IC1內(nèi)的60?調(diào)制控制器等電路開始工作,由該電路產(chǎn)生的激勵脈沖使開關(guān)管工作在開關(guān)狀態(tài)。
開關(guān)電源工作后,T1的次級繞組輸出的脈沖電壓通過整流、濾波便獲得直流電壓:通過D1整流,C3濾波產(chǎn)生20V電壓,該電壓不僅通過R6、D4加到IC1[4]腳,取代啟動電路為它供電,而且為功率管的驅(qū)動電路、風(fēng)扇電機(jī)等電路供電;通過D2整流,C4濾波產(chǎn)生5V電壓,為芯片IC3(HT46R12)、蜂鳴器、溫度取樣等電路供電。
為了防止IC1內(nèi)的開關(guān)管在截止瞬間被過高的反峰電壓擊穿,本電路在開關(guān)變壓器T1的初級繞組兩端設(shè)置了R5、D3和C5組成了尖峰脈沖吸收回路。
(3)穩(wěn)壓控制
當(dāng)市電電壓升高或負(fù)載變輕引起開關(guān)電源輸出電壓升高時(shí),濾波電容C46兩端升高的電壓通過R9、R10取樣的電壓超過2.5V,再經(jīng)IC2放大后,使Q1導(dǎo)通加強(qiáng),從它c(diǎn)極輸出的電壓升高,通過R8為IC1[3]腳提供的誤差電壓升高,被IC1內(nèi)部電路處理后,使開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間縮短,開關(guān)變壓器T1存儲的能量下降,開關(guān)電源輸出電壓下降到正常值,反之,穩(wěn)壓控制過程相反。因此,通過該電路的控制確保開關(guān)電源輸出電壓的穩(wěn)定。
表12-2 VIPER12A的引腳功能和電壓數(shù)據(jù)
(4)欠壓保護(hù)
當(dāng)C6漏電使IC1[4]腳在開機(jī)瞬間不能建立14.5V以上的電壓時(shí),IC1內(nèi)部的電路不能啟動;若R6、D4、D3開路或T1異常為IC1提供啟動后的工作電壓低于8V時(shí),IC1內(nèi)的欠壓保護(hù)電路動作,避免了開關(guān)管因激勵不足而損壞。另外,IC1還具有過壓和過流保護(hù)電路。
2.專用芯片HT46R12的簡介
專用芯片HT46R12不僅具有完善的控制功能,還能產(chǎn)生功率管激勵脈沖。
(1)HT46R12的引腳功能
專用芯片HT46R12的引腳功能如表12-3所示。
(2)芯片啟動
低壓電源輸出的5V電壓加到芯片IC3(HT46R12)[16]腳,為它供電。IC3獲得供電后,它內(nèi)部的振蕩器與外接的晶振XTAL1通過振蕩產(chǎn)生8MHz時(shí)鐘信號。隨后IC3在內(nèi)部復(fù)位電路的作用下開始工作,并輸出自檢脈沖,確認(rèn)電路正常后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。待機(jī)期間,IC3[14]腳輸出功率管激勵信號為低電平,使推挽放大器的Q4導(dǎo)通、Q3截止,功率管IGBT截止。
3.鍋具檢測電路
電磁爐在待機(jī)期間,按下“開/關(guān)”鍵后,IC3內(nèi)的CPU從存儲器內(nèi)調(diào)出軟件設(shè)置的默認(rèn)工作狀態(tài)數(shù)據(jù),控制操作顯示屏顯示電磁爐的工作狀態(tài),由[14]腳輸出的啟動脈沖通過Q3、Q4推挽放大,利用R33限流使功率管IGBT導(dǎo)通。IGBT導(dǎo)通后,線盤和諧振電容C16產(chǎn)生電壓諧振。主回路工作后,市電輸入回路產(chǎn)生的電流被電流互感器CT1檢測并耦合到次級繞組,通過C10、R15抑制干擾脈沖,通過D5半波整流,再通過R2和R4取樣產(chǎn)生取樣電壓CURRENT,加到IC3的[5]腳。當(dāng)爐面上放置了合適的鍋具時(shí),因有負(fù)載使流過功率管的電流增大,電流檢測電路產(chǎn)生的取樣電壓CURRENT較高。該電壓被IC3檢測后,判斷爐面已放置了合適的鍋具,控制電磁爐進(jìn)入加熱狀態(tài)。反之,判斷爐面未放置鍋具或放置的鍋具不合適,控制電磁爐停止加熱,IC3[3]腳輸出報(bào)警信號,驅(qū)動蜂鳴器BUZZER1鳴叫報(bào)警,提醒用戶未放置鍋具或放置的鍋具不合適。
4.同步控制電路
該機(jī)同步控制電路由主回路脈沖取樣電路、芯片IC3和取樣電路等構(gòu)成。線盤右端電壓通過R35~R41、R43、R44取樣產(chǎn)生取樣電壓SYN-A,加到IC3(HT46R12)的[8]腳,它左端電壓通過R26~R28取樣產(chǎn)生的取樣電壓SYN-B,加到IC3的[4]腳。IC3通過對[4]、[8]腳輸入的脈沖進(jìn)行判斷,確保線盤對諧振電容C16充電期間,以及C16對線盤放電期間,[14]腳均輸出低電平脈沖,使功率管IGBT截止。只有線盤通過C15、功率管內(nèi)的阻尼管放電結(jié)束后,IC3的[14]腳才能輸出高電平電壓,該電壓通過驅(qū)動電路放大后使功率管IGBT再次導(dǎo)通。因此,通過同步控制實(shí)現(xiàn)了功率管的零電壓開關(guān)控制。
5.電流自動調(diào)整電路
該機(jī)的電流自動調(diào)整電路由電流取樣電路、IC3內(nèi)的CPU為核心構(gòu)成。主回路工作后,市電輸入回路產(chǎn)生的電流被電流互感器CT1檢測并耦合到次級繞組后,通過C10、R15抑制干擾脈沖,通過D5半波整流,再通過R2和R4取樣產(chǎn)生取樣電壓CURRENT,加到IC3[5]腳。若主回路的電流較大,CT1輸出電壓升高,CURRENT增大。CURRENT被CPU檢測后,IC3使功率調(diào)整信號的占空比減小,功率管導(dǎo)通時(shí)間縮短,主回路的電流減小。反之控制過程相反,從而實(shí)現(xiàn)了電流的自動調(diào)整。
6.風(fēng)扇散熱系統(tǒng)
開機(jī)后,IC3[6]腳輸出的風(fēng)扇控制信號FAN為高電平,通過R13限流使驅(qū)動管Q2導(dǎo)通,風(fēng)扇電機(jī)的繞組得到供電,于是風(fēng)扇電機(jī)開始旋轉(zhuǎn),對散熱片進(jìn)行強(qiáng)制散熱,以免功率管、整流堆過熱損壞。
7.保護(hù)電路
該機(jī)為了防止功率管因過壓、過流、過熱等原因損壞,設(shè)置了多種保護(hù)電路。保護(hù)電路通過兩種方式來實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能:一種是通過PWM電路切斷激勵脈沖輸出,使功率管停止工作;另一種是通過CPU控制功率調(diào)整信號的占空比,也同樣使功率管截止。
(1)功率管c極過壓保護(hù)電路
功率管c極電壓通過R34、R37、R39、R40、R43取樣后產(chǎn)生取樣電IG-OV,通過隔離二極管D15加到芯片IC3[13]腳。當(dāng)功率管c極產(chǎn)生的反峰電壓在正常范圍內(nèi)時(shí),IC3[13]腳輸入的電壓也在正常范圍內(nèi),IC3[14]腳輸出正常的激勵脈沖,電磁爐正常工作。一旦功率管c極產(chǎn)生的反峰電壓過高,通過取樣使IC3[13]腳輸入的電壓達(dá)到保護(hù)電路動作的閾值時(shí),IC3內(nèi)的保護(hù)電路動作,使它的[14]腳不再輸出激勵脈沖,功率管截止,避免了過壓損壞。
(2)市電檢測電路
市電電壓通過D8、D9全波整流產(chǎn)生脈動電壓,再通過R19、R20、R24取樣產(chǎn)生市電取樣電壓SYS_V,該電壓加到微處理器IC3[2]腳。當(dāng)市電電壓過高或過低時(shí),相應(yīng)升高或降低的SYS_V信號被IC3檢測后,IC3判斷市電異常不再輸出激勵脈沖,功率管截止,避免了功率管等元件因市電異常而損壞。同時(shí),驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警,并控制顯示屏顯示故障代碼,提醒用戶該機(jī)進(jìn)入市電異常保護(hù)狀態(tài)。
(3)浪涌保護(hù)電路
市電電壓通過整流管D8、D9全波整流產(chǎn)生的電壓通過R17、R18、R22取樣,再通過C12濾波產(chǎn)生取樣電壓line OV,該電壓通過D14加到IC3[13]腳。當(dāng)市電電壓沒有干擾脈沖時(shí),IC3[13]腳輸入的電壓較低,不影響IC3輸出的激勵脈沖,電磁爐正常工作。一旦市電竄入干擾脈沖,IC3[13]腳輸入的電壓升高,該電壓被IC3檢測后判斷浪涌電壓過高,使[14]腳不再輸出激勵脈沖,功率管截止,避免了過壓損壞。D11是防止取樣電壓過高而設(shè)置的鉗位二極管,確保IC3[13]腳電位不超過5.5V。
(4)過流保護(hù)電路
主回路產(chǎn)生的電流被電流互感器CT1檢測并耦合到次級繞組后,通過C10、R15抑制干擾脈沖,D5半波整流,再通過可調(diào)電阻VR1和R3取樣產(chǎn)生取樣電壓OC。OC通過D16加到IC3[13]腳。若主回路的電流較大,CT1輸出的電壓升高,OC電壓增大,被IC3檢測后判斷主回路過流,切斷[14]腳輸出的激勵脈沖,功率管截止,避免了過流損壞。
提示 VR1是用于設(shè)置最大取樣電流的可調(diào)電阻,調(diào)整它就可改變輸入到IC3[13]腳的取樣電壓OC的高低,實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)啟控點(diǎn)的設(shè)置。
(5)爐面過熱保護(hù)電路
負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻RT2緊貼在爐面下面,它與R31分壓產(chǎn)生的檢測信號PAN_T加到IC3[19]腳,送給IC3內(nèi)部的CPU進(jìn)行檢測。當(dāng)爐面的溫度高于220℃時(shí),RT2的阻值急劇減小,5V電壓通過RT2與R31分壓后使檢測信號PAN_T的電壓升高,被IC3檢測后判斷爐面溫度過高,輸出停止加熱信號,同時(shí)驅(qū)動蜂鳴器BUZZER報(bào)警,并控制顯示屏顯示故障代碼E7,提醒用戶該機(jī)進(jìn)入爐面溫度過熱保護(hù)狀態(tài)。
提示 由于熱敏電阻RT2損壞后就不能實(shí)現(xiàn)爐面溫度檢測,這樣容易擴(kuò)大故障范圍,為此該機(jī)還設(shè)置了RT2異常檢測功能。
若RT2開路或C13擊穿使檢測信號PAN_T為低電平,IC3則判斷RT2開路,不僅不發(fā)出加熱指令,而且驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E1”,提醒該機(jī)的爐面溫度傳感器開路;若RT2擊穿或R31開路,使IC3輸入的PAN_T電壓為高電平,IC3則判斷RT2擊穿,不僅不發(fā)出加熱指令,而且驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E2”,提醒該機(jī)的爐面溫度傳感器擊穿。
(6)功率管過熱保護(hù)電路
負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻RT1緊貼在功率管、整流堆的散熱片上,它與R32取樣后產(chǎn)生檢測信號IGBT_T送到IC3[24]腳,送給IC3內(nèi)部的CPU進(jìn)行檢測。當(dāng)散熱片的溫度高于85℃時(shí),RT1的阻值急劇減小,5V電壓通過RT1和R32分壓使檢測信號IGBT_T的電壓升高,被CPU檢測后減小功率調(diào)整信號的占空比,使功率管導(dǎo)通時(shí)間縮短,電流下降,將功率管的工作溫度限制在85℃以內(nèi);當(dāng)散熱片的溫度高于95℃時(shí),IGBT_T電壓進(jìn)一步升高,被CPU檢測后立即輸出停止加熱的控制信號,使功率管停止工作,同時(shí)驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲,并讓顯示屏顯示“E4”的故障代碼,提醒用戶該機(jī)進(jìn)入功率管過熱保護(hù)狀態(tài)。
提示 由于熱敏電阻RT1損壞后就不能實(shí)現(xiàn)功率管溫度檢測,這樣容易擴(kuò)大故障范圍,為此該機(jī)還設(shè)置了RT1異常檢測功能。
若RT1開路或C14擊穿使檢測信號IGBT_T為低電平,被IC3檢測后判斷RT1開路,不僅不發(fā)出加熱指令,而且驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E3”,提醒該機(jī)的爐面溫度傳感器開路;若RT1擊穿或R32開路使IGBT_T電壓為高電平,被IC3檢測后判斷RT1擊穿,不僅不發(fā)出加熱指令,而且驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警,并控制顯示屏顯示故障代碼“E4”,提醒用戶該機(jī)的爐面溫度傳感器擊穿。
8.常見故障檢修
該機(jī)的電源電路檢修方法可參考美的SY191型電磁爐。而其他故障由于電路元件較少,比較好檢修。在確認(rèn)外接元件正常后,可代換檢查芯片HT46R12。
當(dāng)電磁爐出現(xiàn)“斷續(xù)加熱”故障時(shí),故障范圍有:電網(wǎng)電壓過高、電源高壓供電電路、電流檢測電路、同步電壓比較電路、及電磁爐控制板電路、等元器件受損時(shí),均會導(dǎo)致出現(xiàn)“斷續(xù)加熱”故障。在有條件下可先更新?lián)Q上控制板進(jìn)行試機(jī),若電磁爐試機(jī)正常,則控制板損壞,應(yīng)維修或更換。若電磁爐試機(jī)后故障存在,則故障在主電路板電路,應(yīng)繼續(xù)維修、或更換。為了分清、和縮小、故障潛在范圍、故采用以上替代法進(jìn)行替代維修。
1、電源供電電路維修;用500型“三用表”電壓500V檔,測試整流橋直流脈動電源對地+305V電壓為正常。若電壓偏低,為+250V至+280V時(shí)。則濾波電容器C4(5μF/275V)失效、或開路。當(dāng)整流橋正向電阻變大時(shí),均會造成電磁爐加熱時(shí)出現(xiàn)“斷續(xù)加熱”故障,更換損壞元件后整機(jī)恢復(fù)正常。
2、電流檢測電路維修;用500型“三用表”電阻X100Ω檔,首先測試電流互感器WX22006A次級繞組,電阻值開路測試正常為500Ω。 若小于450Ω時(shí),則電流互感器次級繞組存在匝間短路。在路測試300Ω為正常,若大于500Ω時(shí),則貼片電阻R9開路、受損。 1)、當(dāng)測試CTI電阻值均正常時(shí),先更換上高阻抗E1930006A的電流互感器上電試機(jī)10分鐘,若正常時(shí)。故障為貼片二極管D11、D12、D13、D14受損。應(yīng)全部更新,更新后故障排除。同時(shí)應(yīng)再換上原機(jī)的電流互感器(CTI)整機(jī)恢復(fù)正常。 2)、當(dāng)故障未排除時(shí),將原CTI、WX22006A重焊上主電路板上。應(yīng)再檢查電容器C19、EC2、是否漏電、受損,當(dāng)以上元件受損時(shí),均會造成“斷續(xù)加熱”故障。更新受損元器件后整機(jī)恢復(fù)正常。
3、同步電壓比較電路維修;用500型“三用表”直流電壓10V檔,測試比較器U2B第6腳反相輸入端對地電壓+3.8V為正常,測第7腳同相輸入端對地電壓+4V為正常。由于電壓同步比較電路中取樣對地分壓貼片電阻R52、R18、長時(shí)間待機(jī)等原因,會造成阻值不同程度變大。當(dāng)U2B第6腳反相輸入端,對地電壓與第7腳同相輸入端,對地電壓相近時(shí)。均會導(dǎo)致電磁爐出現(xiàn)“斷續(xù)加熱”、有時(shí)甚至還出現(xiàn)“檢不到鍋具”故障。 維修方法:1)、將比較器(U2B)第7腳同相輸入端同步電壓比較電路,取樣分壓電阻R13(240KΩ/1W)拆下。在電阻R13位置上焊上電阻(150KΩ/2W)后上電試機(jī)10分鐘,若正常故障排除,可以正常使用。若試機(jī)后,故障未排除。應(yīng)把改動元件R13(240KΩ/1W)按原電路進(jìn)行恢復(fù)。2)、將比較器(U2A)第6腳反相輸入端電壓同步比較電路,取樣分壓電阻R11(240KΩ/1W)與加熱線盤OUT2電路相連處斷開。斷開后電阻R11用跨接線與電壓檢測電路,整流二極管D10正極電路相連接。連接后上電試機(jī)10分鐘,若正常,故障排除可以使用。(該方法僅供美的MC-SH2115、MC-EP186電磁爐出“現(xiàn)斷加熱”故障維修用)
4、同步電壓比較檢測電路、浪涌保護(hù)電路、脈寬調(diào)控電路、驅(qū)動開關(guān)電路維修; 1)、在美的MC-SH2112電磁爐中,當(dāng)同步電壓檢測電路,取樣電阻R6(240KΩ/1W)、R7(240KΩ/1W)開路受損時(shí),均會導(dǎo)致出現(xiàn)“斷續(xù)加熱”故障。 2)、當(dāng)浪涌保護(hù)電路取樣分壓貼片電阻R42焊點(diǎn)接觸不良時(shí),會造成比較器U2A第5腳同相輸入端對地電壓上升,迫使U2A翻轉(zhuǎn)由低電平變?yōu)楦唠娖?,?dǎo)致電磁爐加熱時(shí)出現(xiàn)“斷續(xù)加熱”故障。 3)、當(dāng)脈寬調(diào)控電路中電容器C11(104)漏電、及開關(guān)電路中三極管Q6(8050)參數(shù)失常,均會導(dǎo)致電磁爐加熱時(shí)出現(xiàn)“斷續(xù)加熱”故障。
一、原理簡介
電磁爐是應(yīng)用電磁感應(yīng)加熱原理,利用電流通過線圈產(chǎn)生磁場,該磁場的磁力線通過鐵質(zhì)鍋底部的磁條形成閉合回路時(shí)會產(chǎn)生無數(shù)小渦流,使鐵質(zhì)鍋體的鐵分子高速動動產(chǎn)生熱量,然后加熱鍋中的食物。
二、電磁爐的原理方塊圖
三、電磁爐工作原理說明
1. 主回路
圖中整流橋DB1將工頻(50HZ)電流變成直流電流,L1為扼流圈,L2是電磁線圈,IGBT由控制電路發(fā)出的矩形脈沖驅(qū)動,IGBT導(dǎo)通時(shí),流過L2的電流迅速增加。IGBT截止時(shí),L2、C12發(fā)生串聯(lián)諧振,IGBT的C極對地產(chǎn)生高壓脈沖。當(dāng)該脈沖降至為零時(shí),驅(qū)動脈沖再次加到IGBT上使之導(dǎo)通。上述過程周而復(fù)始,最終產(chǎn)生25KHZ左右的主頻電磁波,使陶瓷板上放置的鐵質(zhì)鍋底感應(yīng)出渦流并使鍋發(fā)熱。串聯(lián)諧振的頻率取之L2、C12的參數(shù)。
C11為電源濾波電容,CNR1為壓敏電阻(突波吸收器)。當(dāng)AC電源電壓因故突然升在時(shí),即瞬間短路,使保險(xiǎn)絲迅速熔斷,以保護(hù)電路。
2. 副電源
開關(guān)電源式主板共有+5V,+18V兩種穩(wěn)壓回路,其中橋式整流后的+18V供IGBT的驅(qū)動回路和供主控IC LM339和風(fēng)扇驅(qū)動回路使用,由三端穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓后的+5V供主控MCU使用。
3. 冷卻風(fēng)扇
主控IC發(fā)出風(fēng)扇驅(qū)動信號(FAN),使風(fēng)扇持續(xù)轉(zhuǎn)動,吸入外冷空氣至機(jī)體內(nèi),再從機(jī)體后側(cè)排出熱空氣,以達(dá)到機(jī)內(nèi)散熱目的,避免零件因高溫工作環(huán)境造成損壞故障。當(dāng)風(fēng)扇停轉(zhuǎn)或散熱不良,IGBT表貼熱敏電阻將超溫信號傳送到CPU,停止加熱,實(shí)現(xiàn)保護(hù)。通電瞬間CPU會發(fā)出一個風(fēng)扇檢測信號,以后整機(jī)正常運(yùn)行時(shí)CPU發(fā)出風(fēng)扇驅(qū)動信號使其工作。
4. 定溫控制及過熱保護(hù)電路
該電路主要功能為依據(jù)置于陶板下方的熱敏電阻(RT1)和IGBT上的熱敏電阻(負(fù)溫度系數(shù))探測溫度而改變電阻的一隨溫度變化的電壓單位傳送至主控IC(CPU),CPU經(jīng)A/D轉(zhuǎn)后對照溫度設(shè)定值比較而做出運(yùn)行或停止運(yùn)行信號。
5.燈板排線引腳功能
6.負(fù)載電流檢知電路
該電路中T2(互感器)串接在DB1(橋式整流器)前的線路上,因此T2二次側(cè)的AC電壓可反映輸入電流的變化,此AC電壓再經(jīng)D6-D9全波整流為DC電壓,該電壓經(jīng)R42分壓后直接送到CPU的AD腳,CPU根據(jù)轉(zhuǎn)換后的AD值判斷電流大小結(jié)合軟件計(jì)算功率,并控制PWM輸出大小來控制功率及檢知負(fù)載。
7.驅(qū)動電路
該電路將來自脈寬調(diào)整電路輸出的脈沖信號放大到足以驅(qū)動IGBT開啟和關(guān)閉的信號強(qiáng)度,輸入脈沖寬度愈寬IGBT開啟時(shí)間愈長,線盤鍋具輸出功率愈大,即火力愈高。
8.同步振蕩回路
由R4、R5 、R7、R19、R20、R22、R23、C1、C2 、C13與339組成同步檢測回路; 由D3、R8、R15、R9、C7組成的振蕩電路(鋸齒波發(fā)生器),振蕩頻率在PWM的調(diào)制下 下與鍋具工作頻率實(shí)現(xiàn)同步,經(jīng)339第13腳輸出同步脈沖至驅(qū)動實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)運(yùn)行。
9.浪涌保護(hù)電路
由R45、R13、R16、R47、R39、R40、C20、C18組成浪涌保護(hù)電路。當(dāng)浪涌到來時(shí),通過互感器傳遞在R45 上形成同幅度的負(fù)壓,使339比較端翻轉(zhuǎn),2腳輸出低電平,一方面通知MUC停功率,另一方面通過D4把K信號關(guān)斷,關(guān)閉驅(qū)動輸出。
10.動態(tài)電壓檢測電路
D13、D14 R18、R2、R52、D8、EC2和DB的另兩端組成電壓檢測電路,由CPU直接將整流脈動波AD轉(zhuǎn)后,檢測電源電壓是否在145V~270V范圍。
11.瞬間高壓控制
R22、R23、R24、R26和339組成,電壓正常時(shí)該電路不起作用,當(dāng)反壓瞬間高壓超過1100V 時(shí),339輸出低電平,拉低PWM,降低輸出功率,控制反壓,保護(hù)IGBT不會過壓擊穿。
四、故障與維修
故障1.不通電和按鍵無反應(yīng)
故障2.不啟動(啟動一會關(guān)機(jī),蜂鳴器隔幾秒響一次)
故障3.自動關(guān)機(jī)(開幾分鐘關(guān)機(jī),或者不定期關(guān)機(jī))
故障4.加熱慢、加熱斷斷續(xù)續(xù)或火力過低
故障5.噪聲大
故障6. 風(fēng)扇故障
(1)風(fēng)扇有異響
(2)風(fēng)扇不轉(zhuǎn)
(3)風(fēng)扇上電自轉(zhuǎn)失控
故障7.蜂鳴器長鳴或者不響。
(1) 長鳴,是否伴隨有其它故障,單片機(jī)失控;
(2) 不響,蜂鳴器損壞;R29是否開路,虛焊;單片機(jī)控制蜂鳴I/0口損壞。
故障8.功率不可調(diào),偏大或偏小
(1) 功率“加,減”按鍵是否失控,而其它功能檔可調(diào)節(jié),換按鍵;
(2) 檢查功率調(diào)節(jié)電位器VR1是否接觸不良/開路;
(3) 檢查電流互感器T2是否變質(zhì)/漏電;
(4) 檢查D6、D7、D8、D9、 四個IN4148其中是否開路或短路;
(5) 檢查微晶板表面與線盤表面之間間距是否在正常范圍10—11mm。
(6) 檢查線盤是否變形,表面是否變黑。
(7) 檢查PWM濾波電容EC8是否漏電。
(8) 檢查C11 (5uF)高壓濾波電容容量是否變小。
(9) 查電壓檢測回路EC2是否漏電,R2、R52阻值是否變大,D2是否擊穿。
故障9.功率不穩(wěn)定(開開停停)
(1)用萬用表測電網(wǎng)是否波動太大,使浪涌保護(hù)工作;
(2)檢查C12、C11高壓電容引腳是否虛焊打火,線盤接線端是否松動打火,造成單片機(jī)保護(hù)。
(3)檢查插座插頭是否松動打火。
(4)查C11(5Uf)高壓電容容量是否減小。
(5) 查供電 18V、5V是否正常,代換LM339。
(6)查互感器次級是否開路,D6、D7、D8、D9是否擊穿,EC7是否漏電。
故障10.工作過程中鍋底有異響
(1) 檢查鍋具是否太薄,使加熱過程中振動太大。
(2) 檢查電網(wǎng)雜波是否太大,使電磁爐工作受到調(diào)制。
(3) 檢查18V、5V濾波電容EC6、EC13、C10、C8、EC5是否失效;
(4) 檢查PWM電容EC8容量是否有變小。
故障11. 顯示操作正常,無E0,無功率輸出。
(1)電網(wǎng)干擾太大,使沖擊保護(hù)電路一直功作。
(2)查過流/沖擊保護(hù)電路是否誤工作,C6、C20、C18是否失效,R15阻值是否變大。單片機(jī)中斷腳(INT)是否為低電平。
(3)檢查互感器是否漏電,使單片機(jī)電流檢測腳在待機(jī)狀態(tài)電平高于0.5V;
(4)檢查C11與C12高壓電容是否失效;
(5)代換LM339,燈板排插是否有接觸不良。
故障12 .開機(jī)顯E0
(1)檢查鍋的材質(zhì)和尺寸>10cm是否規(guī)定范圍;
(2)檢查燈板排插是否有氧化接觸不良;
(3) 查Z1是否漏電,擊穿。
(4)檢查振蕩回路C3、D3是否已損壞。
(5)查同步回路R19、R20、R22、R23、R4、R5、R7是否開路,C1、C2、C13是否漏電,代換339。
(6)查Q2、Q3是否損壞,R49是否開路使驅(qū)動無18V。
故障13.不開機(jī),上電有鳴叫
(1) 檢查燈板排插是否氧化接觸不良;
(2) 檢查開機(jī)按鍵是否良好;檢查其它按鍵是否有短路現(xiàn)象。
故障14.上電無聲、無反應(yīng)
(1)檢查220伏電源線是否正常,插頭是否燒黑;
(2)檢查電源接插件,保險(xiǎn)是否虛焊。
(3)檢查主板是否有斷裂;
(4)查開關(guān)電源供電是否正常,D5、L4,Z3,IC1是否正常。
(5)單片機(jī)5V供電是否正常,查IC2(78L05),代換Y1 晶振,單片機(jī);
(6)檢查燈板排線是否氧化、松脫;
故障15.工作正常,只是數(shù)碼管顯示缺筆少畫
(1)數(shù)碼管是否損壞;
(2)164是否正常;
(3)發(fā)光二極管是否有漏電短路損壞現(xiàn)象;
(4)線路板是否有虛焊、裂痕、進(jìn)水;
(5)單片機(jī)是否正常。
故障16.炸機(jī)
(1)只燒保險(xiǎn),查壓敏電阻ZNR或保險(xiǎn)質(zhì)量不良,直接更換。
(2)燒IGBT、橋堆、保險(xiǎn) 查無原因,元器件質(zhì)量問題或電網(wǎng)沖擊太大,直接更換。(3) 炸機(jī)存在以下原因:
五、一般故障顯示代碼
1. 無鍋 E0
2. 電壓過低(<150V) E1
3. 電壓過高(>270V) E2
4. 爐面?zhèn)鞲衅鞫搪坊蚋蔁收?E3
5. 爐面?zhèn)鞲衅鏖_路 E4
6. IGBT超溫(90oC)或傳感器短路 E5
7. IGBT傳感器開路故障 E6
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