奔腾电磁炉维修手册(下)(26页).doc
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1、-奔腾电磁炉维修手册(下)-第 26 页奔腾电磁炉维修手册(下)第十一节 电磁炉各电路分析LC振荡电路振荡电路是整个电路的核心,通过IGBT的高速开关形 成LC振荡。 (一般频率20K30K)A、T1-T2:当电路中IGBT控制极(G)为高电平时,这时IGBT饱和导通,电流I1从电源流过线盘,电能转换为磁能存储在线盘上。B、T2-T3:当电路中IGBT控制极(G)为低电平时,关断IGBT,由于电感不允许电流突变,电流I2流向电容C3,能量转移到C3,电流I2减到最小时,也就是线盘的能量全部 放完时,VC达到最高 。C、T3-T4:电容开始通过线盘方向放电,以此时电流I3为负向,电容的能量转移线
2、盘上,VC最低时,反向电流I3最大。D、T4-T5:此时IGBT开通,但由于感抗的作用,不允许电流突变,负向电流I4继续向电容C3充电直至为0 所以,在一个高频的周期里,T2T3的电流I2是线盘磁能对电容C3的充电电流,T3T4的电流I3逆程脉冲峰压通过L1放电的电流,T4T5的电流I4是线盘两端的电动势反向时形成 的阻尼电流,因此,IGBT的导通电流实际是电I1。IGBT的电压变化:在静态时,VC为输入电源经过整流滤波 后得直流电源,T1T2,IGBT饱和导通,VC接近低电位,T4T5,VC为负压,T2T4,也就是LC自由震荡得半个周期,VC上出现峰值电压,在T3时VC达到最大值。以上证明两
3、个问题:一是,在高频电流一个周期中,只有 电流I1是电源供给线盘能量的,所以电流I1的大小就决定加热功率的大小,同时脉冲宽度越大,T1T2的时间就越长,电流I1就越大,反之亦然,所以要调节加热功率,只需要调节脉冲宽度。二是LC自由震荡的半个周期是出现峰值电压的时间亦是IGBT的截止时间,也是开关脉冲没有到达的时间,这个时间关系是不能错位的,如果峰值脉冲还没有消失,而开关脉冲已提前到来,就会出现很大的瞬间电流导致IGBT烧坏,因此必须保证开关脉冲的前沿与峰值脉冲后沿同步。LC振荡电路 同步振荡电路 电磁炉功率控制的核心电路,主要作用是从LC振荡中取得同步信号,同时振荡产生锯齿波,为IGBT提供前
4、级驱动波形。电路输出信号为锯齿波.如图所示,LM339的IC2C 运放产生同步信号,其信号取自LC振荡的电容C3两端的分压,R18、R7与R25、R38分压为V-,R19、R2与R23、R24的分压为V+。当电磁炉上电后,若IGBT未开通工作,V-和V+的静态电压分别是和,比较器14脚输出高电平。在T2T5时间,由于电容C3两端的电压是左负右正,所以V+大于V-,IC2C输出高电平。在T5T6时间,电容C3反向放电完毕,C3两端的电压是右负左正,即此时V-大于V+,IC2C输出低电平(此时也是IGBT的C极最低点),+5V通过R39、R41给C34充电,V01持续上升;到T7时,C3开始充电,
5、C3两端的电压恢复左负右正,比较器发生翻转输出高电平,Vout同时发生跳变而高于5V,此后,Vout通过D19快速放电。如此产生一个振荡同期,以后重复此过程。VO2为单片机的中断口,单片机通过此端口的信号可以检测锅具。此电路是通过脉冲检测锅具的,即:一开始单片机给电路发送一个触发脉冲,引起LC自由振荡,振荡波形会在IC2C产生一序列的方波,通过中断口对VO2方波个数的检测可以确定是否有锅。不同材质、尺寸的锅具所在一定时间内的脉冲数是不一样的,有锅与无锅的区别就更大了。有锅时振荡电路所处的是阻尼振荡,而无锅时为自由振荡,但实际上无完全的自由振荡,所以,有时显示正常时却检不到锅,有可能是此处出问题
6、。目前,判断是否有锅的标准是1-8个脉冲数为有锅,0个或多于8个则为无锅,但不同材质锅具的阻尼系数不同。(同步信号有误)同步振荡电路图(拓邦)同步信号 与IGBT关系IGBT在导通时,其集电极(C)电压越低,IGBT内部的损耗越小,反之则损耗越大;当IGBT内部损耗过大,则IGBT内部发热严重而导致烧坏。在理想态,集电极(C)电压为零时开通IGBT,其内部损耗W=UcI=0,但实际上在电磁炉上电后,集电极(C)极电压不可能为0V,所以,只能取IGBTC极最低的电压时开通IGBT使IGBT的开关损耗最小。所以,同步信号就是IGBTC极电压最低时的检测信号,也就是最佳的IGBT开通时间。PAN口有
7、两个作用:触发和检锅LC振荡开始后可以由主回路自主振荡,但自主振荡需要触发起动,也就是IGBT需要一个触发的信号,以使LC谐振回路获得初始的能量。在电磁炉开机后,PAN口为输出口,输出低电平后改为输入,此时将会在比较器14脚产生一个负脉冲,此负脉冲经过后续电路将形成IGBT初始触发信号。注意,此触发脉冲的宽度不宜过大一般在5-8uS。此脉冲过小则无法触发IGBT,过大则,可能会损坏IGBT。奔腾电磁炉的检锅是脉冲法检有锅,就是通过PAN端口的信号可以检测是否锅具。其检测过程:开机后,单片机PAN口先是输出口,产生一个触发脉冲后,马上改为输入口检测PAN口的信号。触发脉引起LC自由振荡,振荡波形
8、会在IC2C比较后产生一序列的方波,通过中断口PAN方波个数的检测可以确定是否有锅。当电磁炉上没有放置锅具时,电磁炉的LC振荡的损耗很小,在短时间内可认为自由振荡;若放置锅具,则LC振荡可认为阻尼振荡。根据此特性,单片机在检测时,以250uS为时间段进行脉冲计数,自由振荡则整个计数时间内都是脉冲, 而阻尼振荡则只有2-3个脉冲数。因此,一定时间内,根据IC2C比较后的脉冲数可以正确确定是否放置锅具。IGBT温度检测电路该检测热敏电阻紧贴在IGBT散热片上面,具有负温度特性的热敏电阻的阻值的变化间接反映了IGBT温度的变化。IGBT热敏电阻与R5分压输出信号TEMP_IGBT( 温度控制信号),
9、根据热敏电阻的负温度特性知,温度越高,热敏电阻阻值就越小,分压所的的电TEMP_IGBT( 温度控制信号)就越大,单片机就是通过检测TEMP_IGBT( 温度控制信号)电压的变化间接检测IGBT的温度的变化,从而做出相应的动作:A、高温保护:当检测到IGBT温度高于100时,电磁炉将会停止加热待到温度下降到60后恢复加热;当IGBT温度高于110时,电磁炉将会立即停止加热并保护IGBT。B 、热敏异常保护:当热敏电阻异常时,短路、开路,电磁炉将不能启动。IGBT温度检测电路图 电流检测电路电流互感器CT1二次测得的AC电压,经过D10D13组成的桥式整流桥整流、EC5平滑后的直流电压送到CPU
10、的AD口,CPU根据检测此电压信号的变化来检测电磁炉的输入电流,从而自动做出各种动作:1、检到过锅后,将会用2秒钟的时间来检测电流的变化,通过电流变化的差值确定锅具的材质、大小尺寸2、工作时,单片机时刻检测电流的变化,根据检测到的电压及电流信号,自动调整PWM做功率恒定处理。3、工作时,单片机时刻检测电流的变化,当电流变化过大时,做无锅具的判断。标准板采用的电流互感器CT1的匝数比为1比3000的,匝数比大,则其在大电流的工作时感应出来的电流线性好。VR1是0-10K的可调电阻,主要是通过此调节电阻值来调整,因为结构误差引起的功率偏差,通过调节此电阻来改变电流检测的基准,达到调节电磁炉输出功率
11、大小的目的。当VR1增大时,相应的电流检测的电压会提高。在CT1初级电流一定的情况下,CT1次级感应出来的电压相应提高,那么电流检测的AD值的会提高,根据软件恒功的要求,功率会相对下降。电流检测电路IGBT驱动电路、由Q3、Q4组成的推挽电路。推挽电路与前级比较器IC2D组成了主回路的一部分。输入Vin1是振荡电路产生的锯齿波形,输入Vin2是PWM调控电路调制出来的基准电压,Vin1和Vin2通过比较器IC2D比较后,13产生IGBT的驱动波形,驱动波形通过由两个三极管Q3、Q4组成的推挽电路,将输出Vout电压提高到18V 。IGBT驱动电路图浪涌保护电路 工作介绍:4脚外围接的元件器为了
12、产生一个稳定的基准电压,5脚的电压由市电经过几个元件器产生直流电压点,这个电压点会随市电而发生变化,变化的电压与4脚电压进行比较,在2脚产生下降沿,芯片检测到下降沿会停止加热。 浪涌保护电路图 PWM 脉宽调控电路 工作介绍:PWM是一个具有一定占空比的方波,R35是上拉电阻,实现方波的上半脉冲为高电平来使驱动三极管导通,导通时间由PWM上半脉冲宽度决定,C15和EC6抑制扰。电压检测电路电压信号取自电磁炉电源交流输入,交流信号由D5、D6整流的脉动电流电压通过R9、和R10分压EC4平滑后,得到信号送到单片机AD口,VOL。CPU根据检测此电压信号的变化来检测电磁炉的输入电压,从而自动做出各
13、种动作。工作时,单片机时刻检测电压的变化,若电压过高或过低时(一般265V165V电压为正常),单片机将会发出保护的指令,停止热。工作时,单片机时刻检测电压的变化,根据检测到的电压及电流信号,自动调整PWM做功率恒定处理。电压检测电路图高压保护电路 此部分主要是检测IGBTC极电压,当IGBT的C极电压超过1200V时,IC2B输出1脚将会由高变低,此信号VO将会影响PWM脉宽调制电路,缩小IGBT驱动占空比,缩短IGBT导通时间,而降低IGBTC极电压,达到保护IGBT的目的。而实际上为更好的对IGBT的保护,在软件上采取限制性保护措施,当IGBT-C极电压达到1100V时, 通过Vout拉
14、低影响PWM脉宽调制电路,缩小IGBT驱动占空比,达到保护IGBT的目的。如图,R19、R20、R23、R24、分压取自IGBTC极,R20、 R21分5V电压作为运放的比较基准。(因为C10对IGBT C极电压有衰减和延迟的影响,可以衰减IGBTC极的尖峰电压) 高压保护电路图主电源AC220V50/60Hz交流电经过保险丝FUSE、EMC防护电路(C1、CNR1)、整流桥DB1和滤波电路(L1、C6)得到直流电提供给主功率电路。保险丝FUSE在电路烧坏的情况下自动切断电磁炉与电网的连接,以保护电网。EMC防护电路主要作用是提供品质因数、抑制骚扰电压和抗击雷电冲击。整流桥DB1为电磁炉提供工
15、作的直流电。滤波电路由扼流线圈和滤波电容组成,将直流脉动电压转换为平滑的直流电,对后面LC振荡电路的电能转化起储能的作用,同时也防止LC振荡回路的高频电流干扰电网。 主电源电路图风机驱动电路风机驱动电路由D7、Q1和R2构成,供电18V,当FAN(风扇控制信号)高时,Q1导通,风扇工作,当FAN( 风扇控制信号)低时,Q1截止,风扇停。由于风扇为感性负载,Q1关断后,风扇仍有电流,电流可通过D7放掉。由于风扇驱动控制口FAN在蜂鸣器响时由短暂的拉低,EC10此时将会放电,保持Q10的持续导通,从而保证风扇不会因FAN口的短暂拉低而停转。同时,二极管D7保证风扇驱动不会影响蜂鸣器的鸣叫。风机驱动
16、电路图电源供电电路(迅磁)标准板开关电源供电时,此电源模块将交流电压转换为18V和5V直流电。其中,18V电压给LM339、IGBT驱动、风扇供电。5V电压用于单片机、 显示板、信号采样提供基准等电路。电源供电电路图电源供电电路(拓邦)不接显示板,上电,用万用表测试U1(L7805)的3 脚,5V 为正常;测试Q7(D667)的E 极(板上丝印有标示)应为1819V 正常,低于18V 过多不正常;如果电源不正常,首先断开负载(断开U1,Q7),检查变压器输出,及整流输出。对应原理图,测量变压器次级输出,在空载情况下,其电压都应高于原理图上所表示的电压值(9VAC,17VAC),否则,怀疑变压器
17、故障;同时,可以测量出整流后的电压(对应约:13VDC,24VDC)怀疑整流二极管故障。如果前级正常,那么怀疑U1,Q7 故障,可更换后测试。电源供电电路图锅具检测电路工作介绍:CN1接热敏电阻,等效于RT2,和R4电阻组成一个简单的串联电路,随着温度的变化,RT2阻值也发生变化,T-MAIN这点电压也跟随变化,T-MAIN连接到芯片的A/D口,程序根据AD值发生相应的控制。锅具检测电路图第十二节 电路图迅磁小板PC20N系列标准板主板图(迅磁)PC20N系列标准板显示板电路图(拓邦)PC20N系列标准板主电板电路图(拓邦)PC20V系列显示板电路图(拓邦)PC20V系列主板电路图(拓邦)BT
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- 奔腾 电磁炉 维修 手册 26
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