電磁爐基本原理介紹
 1.電磁爐加熱和工作原理簡介；
 2.電磁爐主要元件介紹；
 3.電磁爐電路各模塊原理講解； 

1.電磁爐加熱和工作原理簡介
 1.1電磁爐加熱和工作原理簡介；
 1.2 電磁爐原理方框圖；
 1.3 LC振蕩電路；

1.1電磁爐加熱和工作原理簡介

1.2 電磁爐原理方框圖

1.3 LC振蕩電路示意圖

2.電磁爐主要元件介紹

 2.1 QF808單片機(jī)簡介；
 2.2 RS2007M整流橋介紹；
 2.3 LM339集成電路介紹；
 2.4 IGBT簡介；
 2.5 74HC164移位寄存器介紹；

2.1 QF808單片機(jī)簡介
          QF808為前鋒和臺灣中穎共同研發(fā)的一款單片機(jī)，存儲器大小為64K bits ROM，里面集成5個(gè)比較器，6通道8位ADC轉(zhuǎn)換，2個(gè)8位定時(shí)計(jì)數(shù)器，8位高速PWM脈沖輸出，內(nèi)部頻率復(fù)合放大器，在線振蕩時(shí)鐘電路，在線看門狗定時(shí)器，采用低電壓復(fù)位；

2.2 RS2007M整流橋介紹；
        電壓輸入范圍為50到1000V，承受電流最大為20A；特點(diǎn)為輸出電流大，抗大電流沖擊能力強(qiáng)，能承受較高的峰值反向電壓； 

2.3 LM339集成電路介紹
          LM339內(nèi)置四個(gè)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(shí)(+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(shí)輸出端相當(dāng)于開路; 當(dāng)電壓比較器輸入端電壓反向時(shí)(-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(shí)輸出端為0V。

2.4 IBGT簡介

         絕緣柵雙極晶體管(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(lì)場控型器件優(yōu)點(diǎn)于一體的高壓高速大功率器件；IGBT有三個(gè)電極，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)，將場效應(yīng)管作為推動管，大功率達(dá)林頓管作為輸出級就構(gòu)成了IGBT開關(guān)管；
 
2.5 74HC164移位寄存器介紹
          74HC164為8位移位寄存器，現(xiàn)有電磁爐的面板顯示項(xiàng)目較多，對單片機(jī)端口要求叫多，而現(xiàn)有單片機(jī)端口有限，為了達(dá)到顯示電路的控制，現(xiàn)需要采用移位寄存器來擴(kuò)展控制口；74HC164是8為串行輸入并行輸出單向移位寄存器；A，B為串行碼輸入端，MR為清零輸入端，CLJ為時(shí)鐘脈沖的輸入端，IC隨著時(shí)鐘脈沖上升沿的到來，A，B相與后狀態(tài)依次由Q0移向Q7；
 如下圖：

3.電磁爐電路各模塊原理講解

3.1 EMC防護(hù)電路和整流電路
3.2 高頻諧振電路
3.3 驅(qū)動電路
3.4 同步電路及反壓保護(hù)電路
3.5 溫度檢測電路
3.6 高低電壓監(jiān)測電路
3.7 電壓浪涌保護(hù)電路
3.8 電流浪涌保護(hù)電路
3.9 電流檢測電路
3.10 風(fēng)扇電路蜂鳴器電路
3.11 電源電路
3.12 按鍵電路
3.13 顯示電路

3.1 EMC防護(hù)電路和整流電路

           FUSE1為保險(xiǎn)管，其規(guī)格為15A/250V,此款電磁的最高功率為2100W，AC220V其工作的最大電流為9.6A，正常狀態(tài)下，不會超過保險(xiǎn)管的正常值。電路發(fā)生異常時(shí)，如IGBT擊穿，電流猛增，超過保險(xiǎn)管的工作極限值，保管熔斷，保護(hù)其他電路。C001電容的作用是EMC防護(hù)，該電容能防止電磁爐產(chǎn)生的高頻干擾竄入電網(wǎng)我，干擾其他電器，又防止市電中的干擾脈沖竄入電磁爐電路，影響其工作。CNR002是壓敏電阻只要外部輸入電壓峰值超過壓敏電阻的標(biāo)稱耐壓值，壓敏電阻立即擊穿，保險(xiǎn)管熔斷，保護(hù)后級電路免于過壓損壞。整流橋的作用將AC220V整流成脈動直流。

  
3.2 高頻諧振電路
   市電經(jīng)DR001整流后經(jīng)L001加到由C003，IGBT，線盤QF-20FR，C005組成的高頻諧振回路中，具體諧振過程參考諧振第一章諧振波形。ZD801為IGBT，G基電壓保護(hù)穩(wěn)壓二極管，保證IGBT的驅(qū)動電壓不超過穩(wěn)壓值。此電路選用16V穩(wěn)壓

3.3 驅(qū)動電路

      驅(qū)動方波直接由單片機(jī)的3腳輸出，當(dāng)單片機(jī)輸出高電平時(shí)，Q803飽和導(dǎo)通Q801，Q802基極電壓為低電平，Q801三極管截止，Q802為射隨放大電路，基極為低，發(fā)射極為低。IGBT，G為低電平，IGBT截止;當(dāng)單片機(jī)輸?shù)碗娖綍r(shí)Q803截止， +15V經(jīng)R29加到Q801，Q802基極，Q802三極管截止，Q801三極管導(dǎo)通，15V電壓經(jīng)Q801加到IGBT，G極。單片機(jī)根據(jù)不同的功率，輸出不同占空比的電壓方波信號，Q803，Q802，Q801重復(fù)上述過程；

3.4 同步電路及反壓保護(hù)電路

1. 同步：在不同功率狀態(tài)下IGBT的驅(qū)動信號應(yīng)當(dāng)與加熱線盤的狀態(tài)保持協(xié)調(diào)（保持IGBT，C極為低電平時(shí)，IGBT才導(dǎo)通），完成協(xié)調(diào)任務(wù)的電路常稱之為同步電路。當(dāng)IGBT管飽和導(dǎo)通時(shí)加熱線圈兩端的電壓極性為A1+，A2-，正電壓經(jīng)R005，與R301，R302分壓后加到單片20腳，負(fù)電壓經(jīng)過R001，R003與R304分壓后加到單片機(jī)19腳;IGBT截止時(shí)，線盤電流不能突變，給電容C3充電，線盤A2+，A1-，加在單片19腳，20腳電壓反轉(zhuǎn)，單片機(jī)根據(jù)19腳20腳電壓的變化，輸出PWM驅(qū)動信號；
2. 反壓保護(hù)電路，當(dāng)IGBT，C極電壓高于IGBT極限值時(shí)（1200V）IGBT很容易損壞。電路在設(shè)計(jì)時(shí)加了保護(hù)電路。當(dāng)C極過高時(shí)，通過R001，R305與R306分壓后送給單片機(jī)，18腳的電壓也隨著升高，單片機(jī)檢測到此信號時(shí)，PWM輸出做調(diào)整（降功率或停止加熱）以保護(hù)IGBT不會過壓損壞。

3.5 溫度檢測電路

      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,該電阻阻值的變化也是熱敏電阻與R730分壓點(diǎn)的電壓變化,即加熱鍋具的溫度變化, 單片機(jī)12腳通過監(jiān)測該電壓的變化,作出相應(yīng)的動作指令:(1) 定溫功能時(shí),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)鍋具干燒時(shí),加熱立即停止, 并顯示故障代碼；(3) 當(dāng)溫度主傳感器開路時(shí)，電磁爐工作延遲1分鐘后，關(guān)閉功率輸出；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RT1,該電阻阻值的變化間接反影了IGBT的溫度變化,熱敏電阻與R720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, 單片機(jī)通過監(jiān)測該電壓的變化,作出相應(yīng)的動作指令:當(dāng)系統(tǒng)檢測功率管（IGBT）溫度過高（110±10℃）時(shí)，電磁爐關(guān)閉功率輸出；

3.6 高低電壓監(jiān)測電路

     AC220V由D101、D102整流的脈動直流電壓通過R101，再經(jīng)過C101、R102，R103濾波器進(jìn)行濾波后的電壓，送單片機(jī)10腳,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 高電壓保護(hù)：當(dāng)電源電壓高于265V～285V時(shí)保護(hù)，電磁爐關(guān)閉功率輸出；相應(yīng)的功能指示燈常亮，數(shù)碼管顯示“E3”故障代碼，無鳴叫。當(dāng)電源電壓降至到265V～253V時(shí)，電磁爐正常工作、恢復(fù)顯示正常。
  2 低電壓保護(hù)：當(dāng)電源電壓在低于165V～140V時(shí)保護(hù)，電磁爐關(guān)閉功率輸出，相應(yīng)的功能指示燈常亮，數(shù)碼管顯示“E4”故障代碼，蜂鳴器不鳴叫。當(dāng)電源電壓升至到165V～178V時(shí)?電磁爐正常工作，恢復(fù)正常顯示。

3.7 電壓浪涌保護(hù)電路
      當(dāng)正弦波電源電壓處于上下半周時(shí), 由D101，D102二極管組成的橋式整流電路產(chǎn)生的脈動直流電壓，當(dāng)電源突然有浪涌電壓輸入時(shí),此電壓通過R603、C601耦合,再經(jīng)過R609分壓，R606限流后，通過D601二極管加到單片機(jī)1腳，單片機(jī)檢測到有浪涌電壓時(shí)關(guān)閉PWM輸出。停止加熱。浪涌電壓過后，恢復(fù)正常加熱；

3.8 電流浪涌保護(hù)電路

　　當(dāng)浪涌電壓通過IGBT時(shí)，康銅絲的電流增大，康銅絲兩端壓差增大，負(fù)壓經(jīng)R010加到LM358，2腳反相輸入端。LM358，R011組成放大器，將負(fù)壓放大并轉(zhuǎn)換極性。此電壓使D603導(dǎo)通，經(jīng)R014加到單片機(jī)的1腳。單片機(jī)檢測到有浪涌電壓時(shí)關(guān)閉PWM輸出。停止加熱。浪涌電壓過后，恢復(fù)正常加熱。

3.9 電流檢測電路

      當(dāng)大功率時(shí)，流經(jīng)康銅比的電流也大，康銅絲兩端壓差也大，此電壓經(jīng)LM358與R016組成的放大電路放大后經(jīng)R017送到單片機(jī)的16腳。當(dāng)小功率加熱時(shí)，流經(jīng)康銅絲的電流也小，康銅絲兩端的壓差減小，經(jīng)LM358放大后的電壓也低，送入單片機(jī)16腳的電壓也變低。單片機(jī)根據(jù)16輸入的電壓判斷整機(jī)電流是否正常。VR1可調(diào)電阻，用于調(diào)節(jié)此電壓的高低，用于功率調(diào)整。C010，C015為濾波電容，使輸入單片機(jī)的電壓不受雜波干擾。[Page]

3.10 風(fēng)扇電路蜂鳴器電路

      將IGBT及整流器BD1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(shí)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。單片機(jī)6腳發(fā)出風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)指令時(shí),6腳輸出高電平,電壓通過R404送至Q401基極, Q401飽和導(dǎo)通,VCC18V電流流過風(fēng)扇Q401至地。風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn); 單片機(jī)發(fā)出風(fēng)扇停轉(zhuǎn)指令時(shí),6腳輸出低電平,Q1截止,風(fēng)扇因沒有電流流過而停轉(zhuǎn)。為節(jié)約單片機(jī)的I/O口資源，風(fēng)扇電路與蜂鳴器電路共用6腳當(dāng)蜂鳴器發(fā)出鳴叫時(shí)，6腳一般輸出幅度為5V、頻率3.8KHz的脈沖信號電壓至蜂鳴器BUZ1,令BUZ1發(fā)出報(bào)知響聲，此時(shí)風(fēng)扇半速運(yùn)轉(zhuǎn)。


3.11 電源電路

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D3~D6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D7~D10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電壓供運(yùn)放和IGBT激勵(lì)電路使用。

3.12 按鍵電路

該機(jī)未采用常見的矩陣掃描方式輸入操作指令，而是采用了電平比較的方式，大大節(jié)約了單片機(jī)I/O端口。單片機(jī)9腳接收電平比較信號，單片機(jī)根據(jù)此電壓值來計(jì)算執(zhí)行指令。該電平比較方式有一個(gè)弊端，就是某個(gè)按鍵漏電或短路時(shí)，會出現(xiàn)功能紊亂現(xiàn)像或者缺少某功能現(xiàn)像，在維修時(shí)要注意此現(xiàn)像。

3.13 顯示電路

顯示電路的功能是把電磁爐的工作情況的即時(shí)信息通過LED進(jìn)行顯示，使操作更加直觀，單片機(jī)輸出的數(shù)據(jù)信號通過CON8排線連接到操作顯示電路板，顯示驅(qū)動主要由集成電路74L164及外圍元件組成。