电磁炉的工作原理与维修.ppt
《电磁炉的工作原理与维修.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电磁炉的工作原理与维修.ppt(67页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、电磁炉工作原理与故障分析电磁炉工作原理与故障分析 电磁炉又称电磁灶,分为工频(低频)和高频电磁炉又称电磁灶,分为工频(低频)和高频两种。其中,工频电磁炉工作简单可靠,但躁声两种。其中,工频电磁炉工作简单可靠,但躁声大,热效率低,应用较少。大,热效率低,应用较少。 一般家庭使用的电磁炉是指高频电磁炉,利用一般家庭使用的电磁炉是指高频电磁炉,利用电磁感应原理将电能转换为热能的工作原理。由电磁感应原理将电能转换为热能的工作原理。由整流电路将整流电路将50/60Hz50/60Hz的交流电压转换成直流电压的交流电压转换成直流电压(AC-DC-ACAC-DC-AC、交流、交流- -直流直流- -交流),再
2、经过控制电交流),再经过控制电路将直流电压转换成频率为路将直流电压转换成频率为2035KHz2035KHz的高频电压,的高频电压,高速变化的电流流过线圈产生高速变化的磁场,高速变化的电流流过线圈产生高速变化的磁场,当磁场内的磁力线通过金属器皿底部金属体内产当磁场内的磁力线通过金属器皿底部金属体内产生无数的小涡流,使器皿本身自行高速发热,然生无数的小涡流,使器皿本身自行高速发热,然后再加热器皿内的东西,达到用户使用的结果。后再加热器皿内的东西,达到用户使用的结果。如下图如下图 电磁感应加热的基本过程,至少需要整流单元、电磁感应加热的基本过程,至少需要整流单元、功率开关管、功率开关管驱动控制单元、
3、加热线功率开关管、功率开关管驱动控制单元、加热线圈单元及锅具等部件。电磁炉是运用高频电磁感圈单元及锅具等部件。电磁炉是运用高频电磁感应原理加热。它将市电整流滤波后得到的脉动直应原理加热。它将市电整流滤波后得到的脉动直流转换为高频电流,通过加热线圈建立高频磁场,流转换为高频电流,通过加热线圈建立高频磁场,磁力线经线圈与金属器皿底部构成的磁回路穿透磁力线经线圈与金属器皿底部构成的磁回路穿透炉面作用于锅底,利用小电阻大电流的短路热效炉面作用于锅底,利用小电阻大电流的短路热效应产生热量,在锅底形成涡流而发热,起到加热应产生热量,在锅底形成涡流而发热,起到加热器皿中的食物的作用。器皿中的食物的作用。 一
4、般来讲一般来讲, ,器皿一般是用钢质、铁质材料来加热,器皿一般是用钢质、铁质材料来加热,铝、铜由于表面电阻率太小,而不易被加热,陶铝、铜由于表面电阻率太小,而不易被加热,陶瓷、木等又由于表面电阻率太大,使产生电流太瓷、木等又由于表面电阻率太大,使产生电流太小,所以也不易被加热。小,所以也不易被加热。 高频电磁灶一般为厚高频电磁灶一般为厚度小于度小于80mm80mm的薄形台式的薄形台式结构。结构。 其内部结构示意图如其内部结构示意图如右,主要由灶面板、加右,主要由灶面板、加热线圈、印制电路板、热线圈、印制电路板、大功率输出管及散热器、大功率输出管及散热器、排气扇等组成。排气扇等组成。 电磁炉整机
5、零件一般包括如下:电磁炉整机零件一般包括如下:1 1、陶瓷板:、陶瓷板: 又叫微晶玻璃板,位于电磁炉顶部,又叫微晶玻璃板,位于电磁炉顶部,用于锅具的垫放,具有足够机械强度,耐酸碱腐用于锅具的垫放,具有足够机械强度,耐酸碱腐蚀,耐高低温冲击。蚀,耐高低温冲击。2 2、上、上 盖:盖: 用耐温塑料制成,作为电器的外保用耐温塑料制成,作为电器的外保护壳。护壳。3 3、面、面 膜:膜: 用塑料薄膜制成,用于功能显示及用塑料薄膜制成,用于功能显示及按键操作指示。按键操作指示。4 4、灯、灯 板:板: 又叫显示控制板,位于壳内,进行又叫显示控制板,位于壳内,进行功能显示及功能按键操作。功能显示及功能按键操
6、作。5 5、炉面传感器组件:位于壳内,嵌在发热盘的中、炉面传感器组件:位于壳内,嵌在发热盘的中间,用橡胶头或其它方式顶住陶瓷板,用于控制间,用橡胶头或其它方式顶住陶瓷板,用于控制炉面锅具的温度。炉面锅具的温度。6 6、加热线盘:位于壳内,主工作器件,发射磁力、加热线盘:位于壳内,主工作器件,发射磁力 线,自身也会发热。线,自身也会发热。7 7、主控板:又叫电源板、主板,位于壳内,作为、主控板:又叫电源板、主板,位于壳内,作为电转换的控制的主工作部分。电转换的控制的主工作部分。8 8、电源线及线卡:连接市电与电磁炉,提供电源、电源线及线卡:连接市电与电磁炉,提供电源通道。通道。9 9、电风扇:位
7、于壳内,通过吸风将炉内热量带出、电风扇:位于壳内,通过吸风将炉内热量带出壳外,起降温作用。壳外,起降温作用。1010、下盖:、下盖: 用耐温塑料制成,作为电器的下保护用耐温塑料制成,作为电器的下保护壳,及支撑内部器件及锅具作用。壳,及支撑内部器件及锅具作用。 电磁炉主板原理方框图如下电磁炉主板原理方框图如下主板分成主板分成1010大部分:大部分: 1 1、主回路的主谐振电路分析、主回路的主谐振电路分析 2 2、IGBTIGBT驱动电路分析:驱动电路分析:( (推挽式电路,高电平推挽式电路,高电平 驱动有效驱动有效) ) 3 3、电流取样电路、电流取样电路 4 4、干扰保护电路、干扰保护电路 5
8、 5、电压、电压ADAD取样电路取样电路 6 6、同步电路和压控、同步电路和压控/ /自激电路自激电路 7 7、反压保护与、反压保护与PWMPWM控制电路控制电路 8 8、炉面传感器与、炉面传感器与IGBTIGBT热敏电阻取样电路热敏电阻取样电路 9 9、风扇控制电路、风扇控制电路 1010、开关电源电路、开关电源电路主回路的主谐振电路主回路的主谐振电路由电力电子电路组成的电磁炉(由电力电子电路组成的电磁炉(Induction cooker)是一种利用)是一种利用电磁感应加热原理,对锅体进行涡流加热的新型灶具。主电路是电磁感应加热原理,对锅体进行涡流加热的新型灶具。主电路是一个一个AC/DC/
9、AC 变换器,由桥式整流器和电压谐振变换器构成,变换器,由桥式整流器和电压谐振变换器构成,当电磁炉负载(锅具)的大小和材质发生变化时,负载的等效电当电磁炉负载(锅具)的大小和材质发生变化时,负载的等效电感会发生变化,将造成电磁炉主电路谐振频率变化,导致电磁炉感会发生变化,将造成电磁炉主电路谐振频率变化,导致电磁炉的输出功率不稳定,就会使功率管的输出功率不稳定,就会使功率管IGBT 过压损坏。在此先分析电过压损坏。在此先分析电磁炉主谐振电路拓扑结构和工作过程是怎样的。磁炉主谐振电路拓扑结构和工作过程是怎样的。电磁炉的主电路如图 1 所示,市电经桥式整流器变换为直流电,再经电压谐振变换器变换成频率
10、为2035kHz 的交流电。电压谐振变换器是低开关损耗的零电压型(ZVS)变换器,功率开关管的开关动作由单片机控制,并通过驱动电路完成。1)电磁炉主电路拓扑结构电磁炉的加热线圈盘与负载锅具可以看作是一个空心变压器,次级负载具有等效的电感和电阻,将次级的负载电阻和电感折合到初级,可以得到图2 所示的等效电路。其中R*是次级电阻反射到初级的等效负载电阻;L*是次级电感反射到初级并与初级电感L 相叠加后的等效电感。2)电磁炉主电路的工作过程电磁炉主电路的工作过程可以分成 3 个阶段,各阶段的等效电路如图3 所示。分析一个工作周期的情况,定义主开关开通的时刻为t0。时序波形如图4 所示。2.1 t0,
11、t1主开关导通阶段按主开关零电压开通的特点,t0 时刻,主开关上的电压uce=0,则Cr 上的电压uc=uceUdc=Udc。如图3(a)所示,主开关开通后,电源电压Udc 加在R*及L*支路和Cr 两端。由于Cr 上的电压已经是Udc,故Cr 中的电流为0。电流仅从R*及L*支路流过。流过IGBT 的电流is 与流过L*的电流iL 相等。由图3(a)得式(1)。dcLURidtdiL*(1)由初始条件由初始条件 i iL L(t t0 0)=0=0,解得:)1 (/ )1(*0tdbLeRUi(2)式中:式中:L*/R*为时间常数为时间常数可见,可见,iL 按照指数规律单调增加。流过按照指数
12、规律单调增加。流过R*形成形成了功率输出,流过了功率输出,流过L*而储存了能量。到达而储存了能量。到达t1 时时刻,刻,IGBT 关断,关断,iL 达到最大值达到最大值Im。这时,仍有。这时,仍有uc=-Udc,uce=0。iL 换向开始流入换向开始流入Cr,但,但Cr 两两端的电压不能突变,因此,端的电压不能突变,因此,IGBT 为零电压关断。为零电压关断。S导通导通tonS关断关断IGBT触发脉冲触发脉冲toffisIGBT电流波形电流波形OiLOOtttt电感电流波形电感电流波形-I2Uomuc谐振电压波形谐振电压波形t0t1ta1t2t32.2 t1,t2谐振阶段2.3 t2,t3电感
13、放电阶段二、IGBT 驱动电路分析:(推挽式电路,高电平驱动有效)ABAB三、电流取样电路AB四、干扰保护电路1、电流保护电路、电流保护电路四、干扰保护电路1、电流保护电路、电流保护电路2、电压保护电路、电压保护电路五、电压五、电压AD 取样电路取样电路六、同步电路和自激电路六、同步电路和自激电路七、反压保护与七、反压保护与PWM 控制电路控制电路作用:决定作用:决定IGBT 的导通宽度,提供的导通宽度,提供IGBT 正常开通、关断。正常开通、关断。八、炉面传感器与八、炉面传感器与IGBT 热敏电阻取样电路热敏电阻取样电路作用:侦测炉子上锅具内部的温度、检测散热片发热情况作用:侦测炉子上锅具内
14、部的温度、检测散热片发热情况九、风扇控制电路九、风扇控制电路作用:排出炉内热气作用:排出炉内热气十、开关电源电路十、开关电源电路作用:为电路工作提供可靠的作用:为电路工作提供可靠的 DC18V 及及DC5V 电压电压 显示板分成显示板分成3 3大部分:大部分: 1 1、显示控制部分、显示控制部分 2 2、蜂鸣器驱动电路、蜂鸣器驱动电路 3 3、微电脑主控芯片、微电脑主控芯片ICIC 电路图如下电路图如下电磁炉显示板原理图整体框图电磁炉显示板原理图整体框图电磁炉显示板原理图整体框图电磁炉显示板原理图整体框图十一、显示控制部分十一、显示控制部分作用:指示电磁炉各种工作功能、不同功率档位、各种故障判
15、断。作用:指示电磁炉各种工作功能、不同功率档位、各种故障判断。通用通用 Q1、Q2、Q6、Q7 三极管及三极管及164 的串联移位送数扫描来的串联移位送数扫描来控制控制LED 灯及数码管的显示。扫描判断按键是否有否。灯及数码管的显示。扫描判断按键是否有否。CPU 通按按键指令输出命令通按按键指令输出命令1、按键按下各种功能,、按键按下各种功能,CPU 相应输出指示相应输出指示LED 灯及数码管显灯及数码管显示定时时间或功率档位。示定时时间或功率档位。2、当电磁炉出现故障时,输出故障代码,并通过声电来通知用户。、当电磁炉出现故障时,输出故障代码,并通过声电来通知用户。十二、蜂鸣器驱动电路十二、蜂
16、鸣器驱动电路作用:可做美音,即作用:可做美音,即各种音调,也可以做各种音调,也可以做成单调的声音,成单调的声音,单音调时:单音调时:J1 跳线接上,跳线接上,R31、R32、R35、EC1、Q3、Q6 不接,不接,BUZ 端端口输出口输出8K频率。频率。美音声调:美音声调:J1 跳线不接,跳线不接,MUISC 输出一段时间。给输出一段时间。给EC1 电容电容充电后关断,充电后关断,BUZ 输出不同的频率,可以听出不同的音调。输出不同的频率,可以听出不同的音调。CPU 在故障或按键操作或功能完成时提醒用户,通过发出音响在故障或按键操作或功能完成时提醒用户,通过发出音响来与用户交流。来与用户交流。
17、十三、微电脑主控芯片十三、微电脑主控芯片IC一般电路故障检修流程一般电路故障检修流程 第第1 1条:上电无任何反映条:上电无任何反映 第第2 2条:上电显示正常,有检锅信号,放上锅具检到锅条:上电显示正常,有检锅信号,放上锅具检到锅不工作。不工作。 第第3 3条:显示正常、开机只有检锅声,不工作。条:显示正常、开机只有检锅声,不工作。 第第4 4条:显示正常,开机后条:显示正常,开机后“无锅报警声正常无锅报警声正常”放上锅放上锅具后,能工作,但功率出现间隙加热,由小变大,反复具后,能工作,但功率出现间隙加热,由小变大,反复跳变跳变 第第5 5条:正常显示,开机后功率上不来条:正常显示,开机后功
18、率上不来 第第6 6条:风扇不转条:风扇不转 第第7 7条:一上电就炸保险管,条:一上电就炸保险管,IGBTIGBT、整流桥。、整流桥。 第第8 8条:无显示、按键无反应条:无显示、按键无反应 第第9 9条:功率偏低,与额定功率偏差过大,或功率跳功条:功率偏低,与额定功率偏差过大,或功率跳功频繁。频繁。上电无反映检查保险管是否烧断或虚焊、整流桥是否不正常Y换保险管、整流桥NY查5V、18V电压正常否查显示板连接线是否接好或接触不良,芯片电源脚是否有5V电压,把线接好或者需要更换芯片检查D1、D2整流二极管是否击穿。R50电阻有没有变值高频变压器初次级是否有断路、异样。开关电源部分器件有没有虚焊
19、,脱焊。更换变压器、重新把虚焊,脱焊加锡后面电路有短路或者器件把电压拉低断开所有18V连接的电路,和5V后面的电路,测是否电压正常OKNNNY完成改换器件电源线或插座是否接触良?插好电源线NYN显示正常,开机有检锅信号放锅后不检锅,也不加热,判定中断出问题断开D17、D18二极管,是否问题解决芯片外上拉电阻没接好,或芯片已损坏换上拉电阻或芯片接回D17、D18,再断开电流浪涌的LM339的6脚(负端)的RJ25上接电阻。及电压保护的R54电阻,是否能工作LM339的1脚瓷片电容C19有漏电,或R19电阻没有接好,更换即好。接回R54电阻,是否能工作电压保护电路出问题,测量并更换电阻,电容接回6
20、脚的上拉电阻RJ25,测量LM339正负端的电阻是否有变阻,(这里的电阻一般不会有问题),更换正端接地的瓷片电容,(有漏电,可能性最大)NYNYNY完成LM339坏更改LM339上电显示正常,有检锅信号,放上锅具检到锅不工作。上电显示正常,有检锅信号,放上锅具检到锅不工作。 开机不工作,一直在检锅线盘是否接好?按好线盘同步接LM339电压8脚(负端)比 9 ( 正 端 ) 脚 电 压 低0.2v0.4v之间接线盘两端电阻有问题推挽电路坏?检查推挽电路是否有问题LM339坏?换LM339完成YNNNNYY显示正常、开机只有检锅声,不工作。显示正常、开机只有检锅声,不工作。 开机后有功率输出,但间
21、隙加热检查电流检测电路是否有问题检查电压检测电路是否有问题查电流取样器件或电流互感器检查电压取样电路器件YN完成Y显示正常,开机后显示正常,开机后“无锅报警声正常无锅报警声正常”放上锅具后,能工作,但功率出现间隙放上锅具后,能工作,但功率出现间隙加热,由小变大,反复跳变。加热,由小变大,反复跳变。显示正常,开机后功率上不来工作一段时间后,是否进入超温保护,或过不了一会温升奇高电流取样电路有问题,电阻变值,瓷片有问题,钳位二极管D13出问题同步电容C18、C20出问题,最大可能是C20有问题完成正常显示,开机后功率上不来正常显示,开机后功率上不来风扇不转风扇插座是否插好风扇插座插好风扇电机是否损
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电磁炉 工作 原理 维修
限制150内