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      電磁爐原理技術分析與故障檢修方法教程

      2016-1-30 13:03| 發布者: 虹舞電子| 查看: 1655| 評論: 0

      一、電磁爐典型元器件識別與檢測
            1 .IGBT
          IGBT由場效應管和大功率雙極型三極管構成,IGBT將場效應管的開關速度快、高頻特性好、熱穩定性好、功率增益大及噪聲小等優點與雙極型大功率三極管的大電流低導通電阻特性集于一體,是性能較高的高速、高壓半導體功率器件。
          (1)特點IGBT具有的特點:一是電流密度大,是場效應管的數十倍;;二是輸入阻抗高,柵極驅動功率極小,驅動電路簡單;三是低導通電阻;四是擊穿電壓 高,安全工作區大,在瞬態功率較大時不容易損壞;五是開關速度快,關斷時間短。所以IGBT廣泛應用在電磁爐等電子產品中。它的實物外形和電路符號如圖 18所示。

          參見圖18 (b)、IGBT的G極和場效應管一樣,是柵極或控制極,C、E極和普通三極管一樣,C極是集電極,E極是發射極。
          (2) IGBT的主要參數IGBT的主要參數和大功率三極管基本相同,主要的參數是βνCEO、I CM、P CM和β。其中,βνCEO是最高反向電壓,它表示IGBT的集電極與發射極之間最高反向擊穿電壓;Icm是最大電流,它表示IGBT的集電極最大輸出電 流;P Cm是最大耗散功率,它表示IGBT的集電極最大耗散功率;β是IGBT的放大倍數。
          【提示】電磁爐的功率逆變管應選取βνCEO≥1000V、ICM≥7A、PCM≥100W、β≥40的IGBT。
          (3) IGBT的檢測測量IGBT時需使用數字萬用表的二極管擋。下面以GT40Q321為例介紹IGBT的檢測方法。
      ① 在路測量。懷疑電路板上的IGBT異常時,可利用萬用表的二極管擋在路測量它的三個極間的導通壓降進行判斷,測量方法如圖19所示。

          【提示】由于GT40Q321內置阻尼管,所以 測量它的C、E極間電阻的阻值和測量二極管一樣。而測量不含阻尼管的  的IGBT時,它的三個極間導通壓降均應 為無窮大。若3個極間的導通壓降都不正常,說明功率管異常;若C、E兩個極間導通壓降異常,說明300V供電的濾波電容異常。
          ②非在路測量。在路檢測后懷疑IGBT異;蛸徺IIGBT時需要對IGBT采用非在路檢測。下面以常見的GT40Q321為例進行介紹。由于 GT40Q321內置阻尼管,所以測量它的C、E極間的正向導通壓降為0. 464V,如 下圖20 (a)所示;C、E極間的反向導通壓降或其他極間的正、反向導通壓降都為無窮大,如圖20 (b)所示。

          【提示】測量不含阻尼管的IGBT時,它的三個極間電阻均應為無窮大。若三個極間的阻值都不正常,說明功率管異常;若C、E兩個極間阻值異常,說明外接元 件異常。部分資料介紹N溝道型場效應管和大功率雙極型  三極管構成的IGBT也可采用和N溝道型場效應管一樣的觸發導通方法進行測試,實際驗證該方法行不 通。
          (4) IGBT的更換維修中,IGBT的代換應選相同品牌、相同型號的IGBT管,若沒有相同型號的IGBT,要選用參數、外形及引腳相同或相近的IGBT管代 換。另外,采用有二極管(阻尼管)的IGBT代換沒有阻尼管的IGBT時應拆除電路板上的阻尼管,而采用沒用阻尼管的IGBT代換有阻尼管的IGBT時應 在它的C、E極的引腳上加裝一只阻尼管。
          2.電磁線盤
          電磁線盤也叫加熱線圈、線盤。電磁線盤的作用就是產生磁場,當磁場內的磁力線通過鐵質鍋底時,會產生無數的渦流,從而使鍋具本身快速發熱對鍋內食物進行加熱。
          (1)構成電磁爐的加熱線盤由線圈、圓盤骨架和磁條3部分構成,如圖21所示。圓盤骨架采用塑料注塑而成,它的外形與車輪相似,有6條輪輻,每條輪輻上有 安裝鐵氧體磁條的通槽。磁條的 作用是用來會聚磁力~線,以免磁力線外泄而產生輻射。線圈采用高強度漆包線組成的絞合線,在圓盤骨架上由內至外順時針平繞32 匝,形成橫截面為2mm,電感量為137μH、140μH、210μH等多種的線圈。

          (2)檢測檢測諧振線圈時,將萬用表置于200Ω電阻擋,表筆~接在線圈的兩個引腳上,就可以測出線圈的阻值,如圖22所示。若阻值過大,說明線圈開路;若阻值過小,說明線圈短路。而匝間短路用萬用表的電阻擋一般測不出來,最好采用代換法進行判斷。

          【提示】雖然檢測時,數字萬用表顯 示的數值是l. 3Ω,但實際的阻值是0。這也是數字萬用表的缺陷之一,即使測量導線時,也會顯示一定數值。另外,打火的電磁線盤多有變色或損傷的痕跡。
          【注意】更換電磁線盤時不僅要采用相同參數的電磁線盤更換,而且引出線要連接正確、、否則不僅可能會影響加熱速度,而且可能會產生檢鍋不正常等故障
       二、以LM339為核心構成的電磁爐
          下面以富士寶IH-P190B型電磁爐為例介紹LM339構成的電磁爐原理與故障的檢修方法與技巧該機電路由市電濾波、300V 供電電路、低壓電源電路、主回路(諧振回路)、功率管驅動電路保護電路、操作與控制電路等構成,如圖23所示。

          1.市電濾波、300V供電電路
          該機輸入的市電電壓通過熔絲管FUSE進入主板,經C21濾除干擾脈沖后,一路送到低壓電電路;另一路通過電流互感器T2的初級繞組送給整流堆BD進行橋式整流,產生的脈動電壓通扼流圈L1和電容C22濾波產生300V左右直流電壓,為功率變換器(主回路)供電。
          市電輸入回路所接的壓敏電阻RZ用于過壓保護。市電電壓正常時,RZ相當于開路;市電過壓(峰值達到470V)時RZ擊穿,使FUSE過流熔斷,切斷市電輸入回路,以免300V供電等元器件過壓損壞。
          2.低壓電源電路
          該機的低壓電源采用的是變壓器降壓、線性穩壓電源電路。
          輸入到變壓器T1初級繞組的市電電壓通過它降壓后,從它的次級繞組輸出10V和18V(與市電電壓高低有關)交流電壓。其中,10V電壓通過 VD4~VD7組成的整流堆橋式整流、C12濾波產生14V左右的直流電壓,該電壓經三端穩壓器VL1 (7805)穩壓、C13濾波獲得5V直流電壓,為微處理器、溫度取樣、操作鍵電路、指示燈等供電。18V交流電壓通過VD13整流、C15濾波產生 25V左右直流電壓,該電壓通過R27限流,穩壓管ZD2穩壓產生18V電壓,通過C16、C28濾波后,為LM339、功率管驅動電路、振蕩器、風扇電 機、保護電路等供電。
          3.系統控制電路
          該機的系統控制電路以微處理器HT46R48 (U2)為核心構成。
          (1)微處理器HT46R48的實用資料微處理器HT46R48的引腳功能如表2所示。

          (2)微處理器基本條件電路微處理器基本工作條件電路包括供電、復位、時鐘電路。
          10 5V供電。低壓電源輸出的5V電壓加到微處理器U2 (HT46R48)的供電端12腳,為U2內部電路供電。
          ②復位。該機的復位電路由R1和C11組成。開機瞬間在濾波電容的作用下,逐漸升高的5V電壓通過R1、C11積分,為U2的復位信號輸入端11腳提供一個由低到高的復位信號,使U2內部的存儲器、寄存器等電路清零復位后開始工作。
            ③時鐘信號。U2獲得供電后~~~~~~~~~~~~~它內部的振蕩器開始工作,與13、14腳外接的晶折OSC通過振蕩產生4MHz時鐘信號。
          (3)待機控制微處理器U2獲得以上3個基本工作條件后開始工作,輸出自檢脈沖確認電路正常后進入待機狀態。
          待機期間,U2的4腳輸出的功率管啟動信號(功率管使能控制信號)為低電平,通過VD3將U1 (LM339) 5腳電位鉗位到低電平。因5腳是比較器A的同相輸入端,所以它配輸出端2腳電位為低電平,使驅動電路的VT1導通、VT2截止,功率管IGBT因G極無激 勵電壓輸入而截止,該機處于待機狀態。
      4.開機與鍋具檢測電路
            該機的開機與鍋具檢測電路由微處理器U2、主回路和電流檢測電路共同構成。
            電磁爐在待機期間,按下開關機鍵“1/O”,后,微處理器U2從存儲器內調出軟件設置的默認工作狀態數據,控制操作顯示屏、指示燈顯示電磁爐的工作狀態, 由4腳輸出啟動脈沖,通過C8藕合到U1A的10腳,從它的13腳輸出,利用C3返回到U1D的4腳,再從2腳輸出,經驅動電路VT1、VT2推挽放 大,R45限流使功率管IGBT導通,’線盤和諧振電容C23產生電壓諧振。主回路工作后,市電輸入回路產生的電壓被電流互感器T2檢測并藕合到次級繞組 后,通過電容抑制干擾脈沖,再通過R23和可調電阻RW進行限壓,利用VD8~ VD11橋式整流,通過C18濾波產生直流取樣電壓,加到U2的8腳。當爐面上放置了合適的鍋具時,因有負載使流過功率管的電流增大,電流檢測電路產生取 樣電壓,被U2檢測后判斷爐面已放置了合適的鍋具,輸出加熱信號使電磁爐進入加熱狀態。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,U2通過2腳輸出報警信號,該信號通過電容C19藕合后驅動蜂鳴器發出警報聲,同時還控制顯示屏顯示故障代碼,提醒用戶未放置鍋具或放置的鍋具不合 適。R39是蜂鳴器的供電電阻。
          5.同步控制、振蕩電路
          該機同步控制、振蕩電路由主回路脈沖取樣電路,U1 (LM339)內的10、11、13腳內的比較器A (U1A)、U1的4、5、2腳內的比較器D (U1D),以及定時電容C3,定時電阻R5、R6等構成。
          線盤下端電壓通過R44、R43、R4取樣產生的取樣電壓加到比較器U1A的同相輸入端11腳,同時它上端電壓通過R42、R2取樣產生的取樣電壓加到 U1A的反相輸入端10腳。開機后,微處理器U2輸出的啟動脈沖通過驅動電路放大使功率管導通,線盤產生上正、下負的電動勢,使U1A的10腳電位高于它 11腳電位,經U1A比較后使它13腳內部導通,使U1D的反相輸入端4腳電位為低電平,致使U1D的2腳電位為高電平,驅動電路的VT2導通、VT1截 止,從VT2的e極輸出的電壓通過R45限流使IGBT繼續導通,同時5V電壓通過R5、C3、U1 A13腳內部電路構成的回路對C3充電。當C3所充電壓使U1D的4腳超過它5腳電位后,U1D的2腳內部導通使2腳電位變為低電平,使VT1導通、 VT2截止,IGBT迅速截止,流過線盤的導通電流消失,于是線盤通過自感產生下正、上負的電動勢,使U1A的11腳電位高于10腳電位,于是U1A13 腳電位變為高電平,致使U1D的4腳電位超過5腳電位,U1D的2腳電位為低電平,確保IGBT截止,同時C3兩端電壓通過D1、R5構成的放電回路放 電,使U1D的4腳電位開始下降。在主回路的諧振期間,無論線盤對諧振電容C23充電期間,還是C23對線盤放電期間,線盤的下端電位都會高于上端電 位,IGBT都不會導通。只有線盤通過C22、IGBT內的阻尼管放電期間,使U1A的10腳電位高于11腳電位,U1A的13腳電位變為低電平,C3才 開始放電使U1D的4腳電位開始下降。當線盤通過阻尼管放電結束,并且U1D的4腳電位低于5腳電位后,U1D的2腳再次輸出高電平電壓,通過驅動電路放 大使IGBT再次導通,從而實現同步控制。因此,該電路不僅實現功率管的零電壓導通控制,而且為PWM電路提供了鋸齒波脈沖。該脈沖由C3通過充放電產 生,C3充電期間產生鋸齒波的上升沿,C3放電期間產生鋸齒波的下降沿。
          【提示】由于C3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電源才能構成回路,所以會對鋸齒波脈沖產生一些不良影響,增加了功率管的故障。
          6.功率調整電路
          該機的功率調整分手動調整和自動調整兩部分。
          (1)手動調整該機的功率手動調整電路由微處理器U2和U1 (LM339) 2、4、5腳內的比較器D (U1D)等元件構成。
          需要減小輸出功率時,U2的PWM端子10腳輸出的功率調整信號占空比減小,通過R10、C16平滑濾波產生直流的控制電壓減小。該電壓通過R16為 U1D的5腳提供的電壓降低,由子U1D的反相輸入端4腳輸入的是鋸齒波信號,所以U1D的2腳輸出的激勵脈沖的低電平時間延長,使VT1導通時間延 長,VT2導通時間縮短,致使功率管IGBT導通時間縮短,為線盤提供的能量減小,輸出功率減小,加熱溫度低。反之,若功率調整信號占空比增大,使U1D 的5腳輸入的直流電壓升高,則IGBT導通時間延長,電磁爐輸出功率增大,加熱溫度升高。
          (2)自動調整該機的功率自動控制電路由電流互感器T2、整流管VD8~VD11、微處理器U2等構成。
            當主回路電流增大使T2次級繞組輸出電壓升高后,通過電容抑制干擾脈沖,再通過R23和可調電阻RW進行限壓,利用VD8~VD11橋式整流,通過C18 濾波后為U2的8腳提供的直流取樣電壓升高,被U2識別后判斷主回路過流,使10腳輸出的調整、信號的占空比減小。如上所述,功率管導通時間縮短,流過線 盤的電流減小,加熱功率減小,反之控制過程相反,從而實現電流自動調整。
            【提示】RW是用于設置最大取樣電流的可調電阻,調整它就可改變輸入到U2的8腳電壓的高低,也就可改變U2的10腳輸出的功率調整信號的占空比。
            7.風扇散熱系統
            開機后,微處理器U2的風扇、蜂鳴器驅動端2腳輸出的風扇驅動信號通過R30限流,再經VT3倒相放大,為風扇電機的繞組供電,風扇電機開始旋轉,對散熱片進行強制散熱,以免功率管、整流堆過熱損壞。
            VD14是鉗位二極管,它用于限制VT3截止瞬間產生的反峰電壓,以免VT3過壓損壞。
            8.保護電路
            該機為了防止功率管因過壓、過流、過熱等原因損壞,設置了多種保護電路。保護電路通過兩種方式來實現保護功能: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控制功率調整信號的占空比,使功率管截止。
            (1)功率管C極過壓保護電路功率管C極過壓保護電路由取樣電路和U1 (LM339 )6、7、1腳內的比較器B (U1B)構成。
            18V電壓通過取樣電路R12、R14取樣后產生6V電壓,作為參考電壓加到U1B的同相輸入端7腳,同時功率管IGBT的C極產生的反峰電壓通過 R25、R34、R15產生取樣電壓,加到U1B的反相輸入端6腳。當IGBT的C極產生的反峰電壓在正常范圍內時,U1B的7腳電位高于6腳電位,于是 U1B的1腳內部電路為開路狀態,不影響U1D的5腳電位,電磁爐正常工作。一旦功率管C極產生的反峰電壓過高,通過取樣使U1B的6腳電位超過7腳電位 后U1B的1腳內部電路導通,通過R13將C16兩端電壓鉗位到低電平,于是U1D的2腳輸出的激勵電壓占空比降為。,使功率管截止,避免了過壓損壞。當 功率管C極電壓恢 復正常使U1B截止后,功率管再次進入工作狀態。
            (2)浪涌保護電路浪涌保護電路由取樣電路和U1 (LM339) 8、9、14腳內的比較器 C (U1C)構成。
            5V電壓通過取樣電路R18、R19取樣產生3V電壓,作為參考電壓加到U1c的同相輸入端9腳,同時300V直流電壓通過R48、R22、R35分壓限 流,再通過二極管VD15加到U1c的反相輸入端8腳。當市電電壓沒有干擾脈沖時,U1c的9腳電位高于8腳電位,于是U1c的14腳內部電路為開路,使 二極管VD2截止,不影響U1的5腳電位,PWM電路正常工作,電磁爐工作在加熱狀態。一旦市電竄入干擾脈沖,300V直流電壓內疊加了大量尖峰脈沖,通 過取樣會使U1c的8腳電位超過9腳電位~~于是U1C14腳內部電路導通,通過VD2將U1的5腳電位鉗位到低電平,U1的2腳不能輸出激勵脈沖,最終使 功率管IGBT截止,避免了過壓損壞。另外,U1的13腳內電路導通后還會把U2的17腳電位變為低電平,被U2檢測后也會使電磁爐停止工作。
            (3)市電檢測電路市電電壓檢測電路由取樣電路和微處理器U2構成。
          220V市電電壓通過R26、R17、R29分壓限流,再由二極管整流(圖中未畫出),利用C25濾波后產生市電取樣電壓加到U2的5腳。當市電電壓過高 或過低時,相應升高或降低的取樣被U2檢測后,U2判斷市電電壓異常,輸出停止加熱的控制信號,避免了功率管等元件因市電異常而損壞。同時,驅動蜂鳴器報 警,并控制顯示屏顯示故障代碼,提醒用戶該機進入市電異常保護狀態。
          (4)功率管溫度檢測電路功率管溫度檢測電路由功率管溫度傳感器(負溫度系數熱敏電阻)NTC2、微處理器U2等構成。
          功率管溫度傳感器NTC2安裝在功率管、整流堆的散熱片上。當散熱片的溫度在正常范圍內時,NTC2的阻值較大,與 R40對5V供電分壓,為U2的6腳提供的檢測電壓較高,被U2檢測后判斷功率管溫度正常,控制電磁爐正常工作;若功率管過熱后,NTC2的阻值減小,使 U2的6腳電位下降,被U2檢測后判斷功率管過熱,輸出停止加熱的信號,使功率管停止工作,同時驅動蜂鳴器鳴叫報警,并控制顯示屏顯示故障代碼,提醒用戶 該機進入功率管過熱保護狀態。
          (5)爐面溫度檢測電路該機的爐面溫度檢測電路由爐面溫度傳感器NTC1、微處理器U2等構成。
          爐面溫度傳感器NTC1緊貼在爐面下面安裝。當爐面的溫度正常時,NTC1的阻值較大,與R31、R37對5V供電分壓,為U2的7腳提供的檢測電壓較 低,被U2檢測后判斷爐面溫度正常,控制該機正常工作;當因干燒等原因使爐面過熱后,NTC1的阻值急劇減小,使U2的7腳輸入的電壓增大,被U2檢測后 判斷爐面過熱,輸出控制信號停止加熱,并驅動蜂鳴器報警,控制顯示屏顯示故障代碼,提醒用戶該機進入爐面溫度過熱保護狀態。
      9.常見故障檢修
          (1)整機不工作且熔斷器FUSE熔斷整機不工作且熔斷器熔斷故障,說明有元件擊穿導致熔斷器過流熔斷。該故障的主要原因:一是高頻濾波電容C21、壓敏電阻RZ擊穿;二是整流堆BD擊穿;三是功率管IGBT擊穿;四是濾波電容C22擊穿。
          首先,用通斷測量擋在路測量C21,若蜂鳴器鳴叫,說明C21或RZ擊穿;若不鳴叫,在路測量BD內各個二極管。若蜂鳴器鳴叫,說明BD擊穿;若BD正 常,接著在路測量C22,若蜂鳴器鳴叫,說明C22或IGBT擊穿。此時,測IGBT的G、S極,若蜂鳴器也鳴叫,說明IGBT擊穿;若不鳴叫,說明 C22擊穿。
          【提示】若整流堆BD擊穿,必須要檢查IGBT是否擊穿,以免更換后的整流堆過流損壞。
          若功率管IGBT擊穿,還必須測量C16兩端的18V供電是否正常,若不正常,檢查C15兩端電壓是否正常。若正常,檢查R27、ZD2、C16、C28 和負載;若C15兩端電壓也不正常!檢查VD13和C15。若C16兩端的18V供電電壓 正常,說明諧振電路、同步控制等電路異常。此時,檢查諧振電容C23 是否異常。若異常,必須更換;若正常,檢查限流電阻R44、R43、R47是否阻值增大。若阻值增大,必須更換;若正常,檢查C3、D1、R5、R6、 C24、RW、C4是否正常。若不正常,更換即可;若正常,更換LM339 。
          (2)整機不工作,但熔斷器FUSE正常熔斷器正常,整機不工作故障,說明電源電路、微處理器電路未工作。
          首先,在路測量三端穩壓器VL1的輸出端3腳有無5V電壓輸出,若有,檢查微處理器電路;若沒有,說明電源電路異常。
          確認電源電路異常時,測C12兩端電壓是否正常。若正常,檢查VL1、C13和負載;若不正常,測變壓器T1輸出的交流電壓是否正常。若正常,檢查整流管VD4 ~ VD7是否導通性能差,C12是否異常;若T1輸出電壓異常,檢查T1及其供電。
          確認微處理器電路異常后,檢查微處理器U2的11腳有無復位信號輸入,若沒有,檢查C11、R1;若有,則檢查晶振OSC和U2。
          (3)不加熱,報警無鍋具該故障的主要原因:一是放置的鍋具不合適;二是300V供電電路異常;三是18V供電電路異常;四是同步控制電路異常;五是保護電路異常;六是驅動電路異常。
          首先,檢查使用的鍋具是否不符合要求,若是,更換合適的鍋具;若鍋具正常,說明機內電路發生故障。拆開外殼后,測18V供電是否正常,若不正常,按前面介 紹的方法檢查18V供電電路。若18V供電正常,測C22兩端300V電壓是否正常,若不正常,檢查C22、L1、BD;若正常,檢查電流檢測電路。此 時,檢查C18兩端電壓是否正常,若正常,檢查U2;若不正常,檢查VD8-VD11、RW和T1.
          (4)不加熱,顯示功率管或爐面過熱的故障代碼該故障的主要原因:一是溫度檢測電路異常;二是300V供電電路異常;三是18V供電電路異常;四是同步控制電路異常;五是保護電路異常;六是驅動電路異常;七是風扇散熱系統異常。
          首先,檢查風扇運轉是否正常,若不正常,測風扇電機供電是否正常,若正常,檢查風扇電機;若沒有,檢查R28、VT3、R30和U2。若電機運轉正常,測 18V供電和300V電壓是否正常,若不正常,檢查供電電路;若正常,檢查限流電阻R44、R43、R47是否正常。若異常,更換即可;若正常,檢查 VT12、VT1 1是否正常。若不正常,更換即可;若正常,檢查LM339、IGBT、微處理器U2。
            (5)不加熱,顯示市電電壓異常的故障代碼該故障的主要原因:一是市電電壓異常;二是市電供電系統異常;三是市電檢測電路異常;四是微處理器異常。
            首先,測市電電壓是否正常,若不正常,待市電恢復正常使用;若市電正常,而插座的市電電壓不正常,檢查插座及線路。若插座的市電電壓正常,測微處理器U2 的5腳輸入的電壓是否正常,若正常,檢查U2;若電壓低,檢查R17、R26是否阻值增大,C25、C2是否漏電;若電壓高,檢查R29是否阻值增大即可~~~~~~~~~~~~
      三、超級單片構成的電磁爐
            美的TS-S1-A/B機芯電磁爐以專用芯片CHK-S007B為核心構成,如圖24所示。

            1.市電輸入電路
            該機輸入的市電電壓通過熔斷器FUSE1輸入,利用高頻濾波電容C1抑制高頻干擾脈沖后,不僅送到電壓檢測電路和開關電源,而且加到整流堆BD1的交流輸 入端。市電經過BD1、L1和C4、RK 1構成的橋式整流濾波電路整流濾波,在電容C4兩端產生300V左右直流電壓,為功率變換器(主回路)供電。C1兩端并聯的R38是它的泄放電阻。
            市電輸入回路并聯安裝的RZ1是壓敏電阻,它用于市電過壓保護。當市電電壓正常時RZ1相當于開路,電路正常工作;當市電過高其峰值電壓達到470V時 RZ1擊穿,使FUSE1過流熔斷,切斷市電輸入回路,以免濾波電容C4、功率管和開關電源的開關管等元件過壓損壞。
            2.電源電路
          該機的電源電路采用了由電源模塊Viper-12 (U2)、開關變壓器L2等元件構成的串聯型開關電源。
            (1)功率變換市電電壓通過VD1、VD2全波整流,再通過R33限流,VD6隔離,利用濾波電容C19濾波產生300V直流電壓。該電壓從U2 (Viper-12)的供電端5-8腳輸入后,不僅為開關管的D極供電,而且通過高壓電流源對4腳外接的濾波電容C20充電。當C20兩端建立的電壓使 U2的4腳電壓達到14. 5 V后,它內部的60kHz調制控制器等電路開始工作,由該電路產生的激勵脈沖使開關管工作在開關狀態。開關管導通期間,C19兩端的電壓通過開關管 D/S、1、2、C23、R30和C28構成導通回路,不僅在L2的初級繞組((1-2繞組)上產生1腳正、2腳負的電動勢,而且為C23充電。開關管截 止期間,流過1-2繞組的導通電流消失,由于電感中的電流不能突變,所以1-2繞組通過自感產生2腳正、1腳負的電動勢,該電動勢一路通過C23、續流二 極管VD8構成的回路繼續為C23補充能量;另一路通過VD7整流、C20濾波在C20產生電壓,取代啟動電路為U2供電。同時,L2的次級繞組通過互感 產生的4腳正、3腳負的電動勢經VD11整流、C13濾波產生直流電壓,為三端穩壓器U3 (7805)供電,使U3內的穩壓電路工作,從它的3腳輸出5V電壓,為芯片U1和蜂鳴器、溫度檢測等電路供電。
          開關電源工作后,電容C23兩端產生的直流電壓VDD不僅為風扇電機供電,而且通過R30限流,C28濾波產生18V電壓,為功率管驅動電路供電。
      (2)穩壓控制當市電電壓升高或負載變輕引起開關電源輸出電壓升高時,濾波電容C20兩端升高的電壓使穩壓管DW2擊穿,導通電壓加強,為U2 (Viper-12)的3腳提供的誤差電壓升高,被它內部的電路處理后,使開關管導通時間縮短,開關變壓器L2存儲的能量下降,開關電源輸出電壓下降到正 常值。反之,穩壓控制過程相反。因此,通過該電路的控制可保證開關電源輸出電壓不受市電高低和負載輕重的影響,實現穩壓控制。
          3.專用芯片CHK-S007B的簡介
          專用芯片CHK-S007B是集微處理器、同步控制電路、振蕩器、保護電路等功能于一體的大規模集成電路,它不僅能輸出功率管激勵脈沖,還具有完善的控制、保護功能。它的引腳功能如表3所示。

          4.芯片的啟動
          芯片U1 (CHK-S007B) 13腳獲得供電后,它內部的振蕩器產生時鐘信號,隨后U1在內部復位電路的作用下開始工作,并輸出自檢脈沖,確認電路正常后進入待機狀態,同時輸出蜂鳴器驅動信號使蜂鳴器鳴叫一聲,表明該機啟動并進入待機狀態。
          待機期間,U1的2腳輸出的信號為高電平;;通過R22使倒相放大器VT2導通,致使推挽放大器的VT1截止、VT3導通,功率管IGBT截止。
          G.蜂鳴器電路
          當該機啟動瞬間、用戶進行操作或進入保護狀態后,芯片U1內的CPU通過6腳輸出蜂鳴器信號,該信號經C6藕合后,就可以驅動蜂鳴器BZ1發出聲音。根據需要的不同,BZ1鳴叫聲也不同。
          6.鍋具檢測電路
          電磁爐在待機期間,按下“開/關”鍵后,U1內的CPU從存儲器內調出軟件設置的默認工作狀態數據,首先是控制蜂鳴器鳴叫一聲,其次是控制顯示屏顯示電磁 爐的工作狀態,最后由2腳輸出啟動脈沖。此脈沖通過R22限流,VT2倒相放大,VT1、VT3推挽放大,利用R7限流驅動功率管IGBT導通。IGBT 導通后,加熱線圈(諧振線圈)和諧振電容C5產生電壓諧振。諧振回路工作后,有電流流過電流取樣電阻RKl,在它兩端產生左負、右正的壓降。該壓降通過 R2、R1限流,利用C27濾波后加到U1的17腳。當爐面上放置了合適的鍋具時,L因有負載使流過功率管的電流增大,電流檢測電路產生的取樣電壓較高, 使U1的17腳輸入的電壓升高,被U1檢測后,判斷爐面已放置了合適的鍋具,于是控制2腳輸出受控的激勵信號,該機進入加熱狀態。反之,若U1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,U1通過6腳輸出報警信號,使蜂鳴器BZ1鳴叫報警,提醒用戶未放置鍋具或放置的鍋具不合適。
          7。同步控制電路
          加熱線圈兩端產生的脈沖電壓經R3、R4、R17、R19、R24、- R14分壓產生取樣電壓,且加到芯片U1的19、20腳。U1內的同步控制電路通過對19、20腳輸入的脈沖進行判斷,確保無論是加熱線圈對諧振電容C5 充電期間,還是C5對加熱線圈放電期間,2腳均輸出低電平脈沖,使功率管截止,只有加熱線圈通過C4、功率管內的阻尼管放電結束后,U1的2腳才能輸出高 電平信號,通過驅動電路放大后使功率管再次導通。因此,通過同步控制就實現了功率管的零電壓開關控制,避免了功率管因導通損耗大和關斷損耗大而損壞。
          二極管VD5和VD9是保護二極管,若取樣電路異常使U1的19、20腳升高后,當電壓達到5. 4V時它們導通,將19、20腳電位鉗位到5. 4V,從而避免了U1過壓損壞。
          8.功率調整電路
          (1)手動調整該機的手動功率調整電路以芯片U1集成塊內的CPU為核心構成。
          需要增大輸出功率時,U1內的CPU對其內部的驅動電路進行控制后,使U1的2腳輸出的激勵脈沖信號的占空比減小,經VT3倒相放大,再通過VT1、 VT3推挽放大后,使功率管導通時間延長,為加熱線圈提供的能量增大,輸出功率增大,加熱溫度升高。反之,若U1的2腳輸出的激勵信號的占空比增大,功率 管導通時間縮短,電磁爐的輸出功率減小,加熱溫度下降。
          (2)自動調整該機的功率自動調整電路以取樣電阻RKl、芯片集成塊U1為核心構成。
          功率管導通后產生的電流在取樣電阻RK1兩端產生的左負、右正的壓降。該電壓通過R2、R1加到U1的17腳。當市電降低引起加熱功率減小時,_RK1兩 端電壓較小,使U1的17腳輸入的電流檢測信號較小,被U1內的CPU檢測后,控制2腳輸出的激勵信號的占空比減小,如上所述,使電磁爐的功率增大。當加 熱功率過大時,功率管的導通電流相應增大,使電阻RK1兩端產生的壓降增大,被U1的17腳內部的CPU檢測并處理后,使U1的2腳輸出的激勵脈沖占空比增 大,如上所述,使功率管導通時間縮短,加熱功率減小。
          【注意】R1是可調電阻,調整它可改變U1的17腳輸入電壓大小,維修時輕易不要調整它,以免產生新的故障發生。
      9.功率管C極過壓保護電路
          該機的功率管C極過壓保護電路由電壓取樣電路和芯片U1內的CPU等構成。
          功率管C極電壓一通過R4、R15、 R16分壓產生取樣電壓’,一此電壓通過R18加到U1的18腳。當功率管C極產生的反峰電壓在正常范圍內時,U1的18腳輸入的電壓也在正常范圍 內,U1的2腳輸出正常的激勵脈沖,該機可正常工作。一旦功率管C極產生的反峰電壓過高,使U118腳輸入的電壓達到保護電路動作的閡值后,U1內的保護 電路動作,使它的2腳不再輸出激勵脈沖,功率管截止,避免了過壓損壞,實現過壓保護
          10.浪涌電壓、電流大保護電路
          該機的浪涌電壓大保護電路由整流電路、濾波電路、電壓取樣電路和芯片U1內的CPU等構成。
          市電電壓通過整流管VD1、VD2全波整流產生的取樣電壓經電阻R29、R1、R11取樣后,通過R40加到U1的1腳。
          當市電電壓沒有浪涌脈沖時,U1的1腳輸入的電壓正常,U1內的CPU控制該機正常工作。當市電出現浪涌電流或浪涌電壓時,U1的1腳輸入的電壓升高,被 U1內的CPU識別后,判斷市電內有浪涌電流或浪涌電壓,切斷2腳輸出的激勵信號,使功率管截止,避免了過壓損壞,實現浪涌電壓或浪涌電流大保護。
          11.功率管過流保護電路
          該機為了一避免功率管因過流損壞,還設置了由芯片U1、電流取樣電阻 RK1等元件構成的功率管過流保護電路。
          該機工作后,RK1兩端產生左負、右正的壓降。該電壓通過R2、R1限流后,加到U1的17腳。當功率管沒有過流時,RK1兩端電壓較小,使U1的17腳 輸入的電流檢測電壓較低,被U1內部的 CPU識別后,U1的2腳可輸出正常的激勵脈沖,該機正常工作。當主回路因市電升高等原因過流時,RK1兩端產生的 壓降增大,通過R2和R1為U1的1腳提供的電壓達到過流保護電路動作的闌值,被U1內部的CPU檢測后,CPU輸出控制信號使U1的2腳不再輸出激勵脈 沖,使功率管截止,避免了功率管過流損壞。
            12.市電電壓異常保護電路
          該機的市電電壓異常保護電路由整流電路、電壓取樣電路和U1內的CPU,構成。
          220V市電電壓通過VD1、VD2全波整流產生脈動電壓,由R29、R26、R10、R12取樣,利用C14濾波后產生與市電電壓成正比的取樣電壓 VIN。該電壓通過U1的10腳送給它內部的CPU.進行識別。當市電電壓低于165V時,降低的V1N信號被CPU檢測后,CPU輸出控制信號使電磁爐 停止工作,避免了功率管等元件因市電欠壓而損壞,同時驅動蜂鳴器報警,并控制顯示屏顯示故障代碼,表明該機進入市電欠壓保護狀態。當市電電壓高于265V 時,升高的VIN信號被U1內的CPU檢測后,CPU輸出控制信號停止加熱,避免了功率管等元件因市電過壓而損壞,同時控制蜂鳴器報警,并控制顯示屏顯示 的故障代碼,表明該機進入市電過壓保護狀態。
            13.功率管過熱保護電路
          該機的功率管過熱保護電路以溫度傳感器RT1、芯片U1內的CPU為核心構成。
            RT1是負溫度系數熱敏電阻,用于檢測功率管的溫度。當功率管的溫度正常時,RT1的阻值較大,5V電壓經RT1、R27取樣后的電壓較小,該電壓經 C24濾波后,加到U1的11腳,被U1內的CPU識別后,判斷功率管溫度正常,輸出控制信號使電磁爐正常工作。當功率管過熱(溫度達到100℃) 時,RT1的阻值急劇減小,5V電壓通過它與電阻R27分壓,使U1的11腳輸入的取樣電壓升高,被它內部的CPU識別后使2腳不再輸出激勵脈沖,功率管停止 工作,并驅動蜂鳴器報警,控制顯示屏顯示故障代碼,表明該機進入功率管過熱保護狀態。
          【提示】由于溫度傳感器RT1損壞后就不能實現功率管溫度檢測,這樣容易擴大故障范圍,為此該機還設置了RT1異常保護功能。若RT1、R34開路或 C24擊穿,使取樣電壓TIGBT過小,被U1內的CPU識別后,執行功率管溫度傳感器開路保護程序,使電磁爐停止工作,并控制顯示屏顯示故障代碼,表明 該機進入功率管溫度傳感器開路保護狀態。若RT1擊穿或R27開路,使取樣電壓TIGBT過大,被U1內的CPU識別后,執行功率管溫度傳感器短路保護程 序,輸出控制信號使顯示屏顯示故障代碼,表明該機進入功率管溫度傳感器短路保護狀態。
            14.爐面過熱保護電路
          該機的爐面過熱保護電路以連接器CN9外接的溫度傳感器RT2(圖內未畫出)、U1內的CPU為核心構成。
          RT2是負溫度系數熱敏電阻,它安裝在加熱線圈的中間,爐面的底部。當爐面溫度正常時,RT2的阻值較大,5V電壓經R28、RT2取樣后的電壓較大,該 電壓經C25濾波后加到U1的12腳,被U1內的CPU識別后,判斷爐面溫度正常,輸出控制信號使電磁爐正常工作。當爐面因干燒等原因過熱時,RT2的阻 值急劇減小,5V電壓通過R28與它分壓,使U1的12腳輸入的取樣電壓減小,被它內部的CPU識別后使2腳不再輸出激勵脈沖,功率管停止工作,并驅動蜂 鳴器報警,控制顯示屏顯示故障代碼,表明該機進入爐面過熱保護狀態。
          【提示】由于溫度傳感器RT2損壞后就不能實現爐面溫度檢測,這樣容易擴大故障范圍,為此該機還設置了RT2異常保護功能。若RT2、C25漏電或 R28、CN9開路,使取樣電壓TMAIN過小,被U1內的CPU識別后,延遲1 min切斷2腳輸出的激勵信號,執行爐面溫度傳感器短路保護程序,使該機停止工作,并控制顯示屏顯示故障代碼,表明該機進入爐面溫度傳感器短路保護狀態。 若RT2開路,使取樣電壓TMAIN過大,被U1內的CPU識別后,執行爐面溫度傳感器開路保護程序,輸出控制信號使顯示屏顯示故障代碼,表明該機進入爐 面溫度傳感器開路保護狀態。
          15.風扇電路
          該機的風扇電機電路由芯片U1、風扇電機等構成。
          開機后,芯片U1的6腳輸出風扇運轉高電平指令,通過R20限流,再通過VT5倒相放大,為風扇電機供電,使它開始旋轉,為散熱片進行強制散熱,以免電磁爐 進入過熱保護狀態而影響使用。
      16.常見故障檢修
          (1)整機不工作且熔斷器熔斷該故障說明該機的市電濾波、功率管等元件擊穿引起它過流熔斷,導致電源電路無電壓。首先,在路檢測電容C1兩端阻值是否過 小,若是,說明C1或壓敏電阻RZ1擊穿;若阻值正常,在路檢測整流堆BD1內的二極管是否過小。若阻值小,說明二極管擊穿;若阻值正常,測電容C4兩端 阻值,若阻值過小,說 明電容C4或功率管擊穿。此時,測功率管是否3個極間阻值都小,若僅c、e極間阻值小,說明C4擊穿,更換即可;若3個極間都小,說明功 率管擊穿。功率管擊穿后,多會連帶損壞VZ1、R7、VT1~VT3和BD1。
          【注意】功率管擊穿時必須要檢查諧振電容C5,電阻R3、R19、R17、R4和芯片U1是否正常,以免更換后再次損壞。
          (2)整機不工作,但熔斷器熔斷該故障說明開關電源或微處理器電路未工作。首先,測芯片U1的供電是否正常,若不正常,說明電源電路異常;若正常,說明微 處理器電路異常。此時,檢查U1的供電是否正常,若不正常,檢查線路;若正常,檢查操作按鍵是否正常。如不正常,更換即可;若正常,檢查U1。
          確認電源電路異常時,首先,測開關電源輸出電壓是否正常,若正常,檢查C22和U3及其負載;若不正常,說明開關電源異常。檢查開關電源時,首先,測U1 的8腳有無正常的供電,若沒有,檢查R33、VD6是否開路,若R33開路,應檢查U1和C19是否擊穿;若U1的8腳的供電正常,檢查VD11、 VD7、VZ2、C20、VD8是否正常,若不正常,更換即可;如正常,檢查U2和開關變壓器L2。
          (3)不加熱,.報警無鍋具該故障主要由300V供龜、諧振回路、低壓電源、電流控制電路、保護電路等異常,不能形成鍋具檢測信號所致。首先,測 18V供電是否正常~~~若不正常,檢查R30及其負載;若正常,測C4兩端電壓是否正常。若不正常,檢查BD1和C4;若正常,說明鍋具檢測信號形成電路或 微處理器電路異常。此時,測U1的17腳輸入的電壓是否正常,若不正常,檢查RK1、R2、R1和C7;若正常,檢查VT1~VT3、R7和VZ1是否正 常。若不正常,更換即可;若正常,檢查R3、R4、R15~R19、VD5、VD9是否正常,若不正常,更換即可;若正常,檢查C5、C12、C26是否 正常。如果不正常、則更換即可;如果正常,請檢查功率管。
          【提示】加熱溫度低和不加熱故障也可參考該故障 的檢修方法進行檢修。
          (4)不加熱,報警功率管過熱’該故障說明300V供電、風扇散熱系統、低壓電源、同步控制電路、一電流控制電路、驅動電路等異常使功率管過熱,引起功率 管過熱保護電路動作或該保護電路誤動作。首先,檢查風扇是否運轉,若不運轉,檢查VT5、R20、風扇及其供電電路;若運轉幾,測18V供電是否正常。若 不正常,檢查R30及其負載;若正常,測C 4兩端電壓是否正常。若不正常,檢查BD1和C4;若正常,說明溫度檢測電路、同步控制電路、功率管及其驅動電 路。此時,測U1的11腳輸入的電壓是否正常,若不正常,檢查RT1、R27;若正常,檢查VT1~VT3、R7和VZ1是否正常。若不正常,更換即可; 若正常,檢查R3、 R4、R15 、~R19、VD5、VD9是否正常。若不正常,更換即可;若正常,檢查C5和功率管。
            (5)不加熱,報警爐面過熱該故 障說明鍋具干燒、爐面過熱保護電路異常或U1內的CPU損壞。首先,查看鍋具是否干燒,若是、進行加注水等處理;若不是, 檢查爐面是否過熱。若是,按功率 管過熱檢查;若不是,檢查溫度傳感器RT2和CN9是否正常。若不正常,更換或處理;若正常,檢查芯片U1。
            (6)不加熱,報警市電過壓該故障說明市電過高、市電檢測電路或CPU異常。首先,檢測市電電壓是否過高,若是,待市電恢復正常后使用;若不是,則檢查取樣電阻R12是否正常。若不正常,更換即可;若正常,檢查芯片U1。
            (7)不加熱,報警市電欠壓該故障說明市電不足、市電檢測電路或CPU異常。首先,檢測市電電壓是否不足,若是,待市電恢復正常后使用;若不是,檢查市電 插座或線路是否正常。若不正常,維修或更換;若正常,說明市電檢測電路或芯片U1異常。此時,檢查取樣電路的VD1、VD2、R29、R26、R10是否 正常,若不正常,更換即可;若正常,檢查C14和芯片U1 。


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