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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(jiǎn)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(guó)家的家庭普及率已超過(guò)80% 。隨著我國(guó)人民生活水平的高，以及對(duì)健康環(huán)保的認(rèn)識(shí)越來(lái)越多，電磁爐必然會(huì)走進(jìn)千家萬(wàn)戶。美的電磁爐以美的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(dòng)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(guò)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(guò)壓保護(hù) 。送到低壓電源電路的市電電壓首先通過(guò)電源變壓器降壓后，從它的2個(gè)次級(jí)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)EC8、C13濾波后為功率管驅(qū)動(dòng)電路、振蕩器、風(fēng)扇電機(jī)、保護(hù)電路等供電。2.開(kāi)機(jī)延遲電路Q5的b極所接的Q6等元件組成的電路是開(kāi)機(jī)延遲(通電延遲)電路。開(kāi)機(jī)瞬間因EC6需要充電，充電過(guò)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(dòng)電路開(kāi)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(dòng)電路已開(kāi)始工作可能導(dǎo)致功率管損壞的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)機(jī)通電延遲功能(即軟啟動(dòng)功能) 。

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圖12-2?美的SY191型電磁爐主板電路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。

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表12-1 微處理器TMP86C807M/N的引腳功能(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(kāi)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(hào)輸入端[8]腳輸入低電平復(fù)位信號(hào)，使U1內(nèi)部的存儲(chǔ)器、寄存器等電路開(kāi)始復(fù)位，當(dāng)5V電源超過(guò)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(kāi)始工作。時(shí)鐘信號(hào)：U1獲得供電后，它內(nèi)部的振蕩器開(kāi)始工作，與[2]、[3]腳外接的晶振XL200通過(guò)振蕩產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào) 。(3)待機(jī)控制U1獲得以上3個(gè)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(hào)為低電平。該低電平通過(guò)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(dòng)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(kāi)機(jī)與鍋具檢測(cè)電路電磁爐在待機(jī)期間，按下“開(kāi)/關(guān)”鍵后，微處理器U1從存儲(chǔ)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(hào)變?yōu)楦唠娖?，使二極管D17截止，解除對(duì)功率管驅(qū)動(dòng)電路的關(guān)閉控制，同時(shí)通過(guò)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(guò)PAN端子[18]腳輸出啟動(dòng)脈沖。該脈沖通過(guò)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(guò)Q9、Q8推挽放大，經(jīng)R13限流后驅(qū)動(dòng)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(cè)并耦合到次級(jí)繞組后，通過(guò)C6抑制干擾脈沖，再通過(guò)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(guò)R59和R21取樣，再通過(guò)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(guò)R23、R26取樣后加到U2C[8]腳，它右端產(chǎn)生的脈沖通過(guò)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(guò)功率管的電流增大，電流檢測(cè)電路產(chǎn)生的取樣電壓CUR較高。該電壓被U1檢測(cè)后，U1的PWM端子[22]腳輸出的功率調(diào)整信號(hào)的占空比增大，使功率管導(dǎo)通時(shí)間延長(zhǎng)，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(gè)，該頻率變化被U1檢測(cè)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(hào)，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(hào)，該信號(hào)通過(guò)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”，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(guò)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(guò)R24、R27～R29取樣產(chǎn)生的取樣電壓加到U2C同相輸入端[9]腳。開(kāi)機(jī)后，CPU輸出的啟動(dòng)脈沖(檢測(cè)脈沖)通過(guò)驅(qū)動(dòng)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(dòng)勢(shì)，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(guò)R43、R13限流使IGBT1繼續(xù)導(dǎo)通，同時(shí)5V電壓通過(guò)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(guò)R13使IGBT1迅速截止，流過(guò)線盤的導(dǎo)通電流消失。于是線盤通過(guò)自感產(chǎn)生右正、左負(fù)的電動(dòng)勢(shì)，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(guò)C11使U2D[10]腳電位高于[11]腳電位，確保IGBT1截止。隨后，無(wú)論線盤對(duì)諧振電容C3充電期間，還是C3對(duì)線盤放電期間，線盤的右端電位都會(huì)高于左端電位，IGBT1都不會(huì)導(dǎo)通。因此，只有線盤通過(guò)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(guò)D16、R30構(gòu)成的回路放電。當(dāng)線盤通過(guò)阻尼管放電結(jié)束，并且C11通過(guò)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(guò)驅(qū)動(dòng)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(kāi)關(guān)控制，而且為PWM電路供了鋸齒波脈沖。該脈沖由C11通過(guò)充放電產(chǎn)生。示?由于C11不僅充電需要采用5V電壓通過(guò)電阻完成，而且放電也需要通過(guò)5V電源構(gòu)成的回路，所以會(huì)對(duì)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(hào)PWM的占空比增大，通過(guò)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(guò)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(hào)，于是U2D[13]腳輸出激勵(lì)脈沖的高電平時(shí)間延長(zhǎng) 。通過(guò)Q8、Q9推挽放大后，使功率管IGBT1導(dǎo)通時(shí)間延長(zhǎng)，為線盤供的能量增加，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(hào)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(kāi)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(hào)為高電平，通過(guò)R49限流，再通過(guò)Q10放大，驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)旋轉(zhuǎn)，對(duì)散熱片進(jìn)行強(qiáng)制散熱，以免功率管、整流堆過(guò)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(guò)D18泄放到18V電源電路中，避免了Q10過(guò)壓損壞。8.保護(hù)電路該機(jī)為了防止功率管因過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)熱等原因損壞，設(shè)置了多種保護(hù)電路。保護(hù)電路通過(guò)兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能：一種是通過(guò)PWM電路切斷激勵(lì)脈沖輸出，使功率管停止工作;另一種是通過(guò)CPU控制功率調(diào)整信號(hào)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(guò)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(guò)整流管D1、D2全波整流產(chǎn)生的電壓通過(guò)R34、R33、R45分壓后，再通過(guò)D14加到U2A的反相輸入端[4]腳。當(dāng)市電電壓沒(méi)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(kāi)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(guò)取樣使U2A[4]腳電位超過(guò)[5]腳電位，于是U2A[2]腳內(nèi)部電路導(dǎo)通，通過(guò)D19將U2D[11]腳電位鉗位到低電平，于是U2D[13]腳輸出的激勵(lì)電壓占空比降為0，功率管IGBT1截止，避免了過(guò)壓損壞。待市電的干擾脈沖消失后，U2A[2]腳電位變?yōu)楦唠娖剑笵19截止，電路恢復(fù)正常工作。D13是防止取樣電壓過(guò)高而設(shè)置的鉗位二極管，確保C22兩端電壓不超過(guò)5.5V 。C28和R6是為了防止該電路在開(kāi)機(jī)瞬間誤動(dòng)作而設(shè)置的加速電路，因C28在開(kāi)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(kāi)機(jī)瞬間能夠正常工作。(2)功率管c極過(guò)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(guò)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(guò)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(kāi)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(guò)高時(shí)，通過(guò)取樣使U2B[6]腳電位超過(guò)[7]腳電位，于是U2B[1]腳內(nèi)部電路導(dǎo)通，通過(guò)R40將U2D[11]腳電位鉗位到低電平，于是U2D[13]腳輸出的激勵(lì)電壓占空比降為0，IGBT1截止，避免了過(guò)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(kāi)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(guò)D1、D2全波整流產(chǎn)生脈動(dòng)電壓，再通過(guò)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(hào)被U1檢測(cè)后，判斷市電異常，輸出停止加熱的控制信號(hào)，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(dòng)蜂鳴器報(bào)警，控制顯示屏顯示故障代碼，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(guò)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(guò)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(hào)輸入端[25]腳。U1通過(guò)監(jiān)測(cè)[25]腳電壓的變化情況，對(duì)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(guò)RT1與R47分壓后的電壓升高。該電壓變化通過(guò)EC11濾波后加到U1[25]腳，被U1檢測(cè)后判斷爐面溫度過(guò)高，輸出停止加熱信號(hào)，功率管停止工作，同時(shí)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，并控制顯示屏顯示故障代碼“E3”，醒用戶該機(jī)進(jìn)入爐面溫度過(guò)高保護(hù)狀態(tài) 。示?由于熱敏電阻RT1損壞后就不能實(shí)現(xiàn)爐面溫度檢測(cè)，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(cè)功能。若連接器、RT1開(kāi)路或EC11擊穿，使UI[25]腳輸入的電壓為0，U1則判斷RT1開(kāi)路，不僅不發(fā)出加熱指令，而且驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，并控制顯示屏顯示故障代碼“E1”，醒該機(jī)的爐面溫度傳感器開(kāi)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(dòng)蜂鳴器報(bào)警，并控制顯示屏顯示故障代碼“E2”，醒該機(jī)的爐面溫度傳感器擊穿。(5)功率管過(guò)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(guò)連接器接到系統(tǒng)控制電路，再通過(guò)EC10濾波后，接到微處理器U1的TIGBT信號(hào)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(cè)后判斷散熱片溫度過(guò)高，U1則減小功率調(diào)整信號(hào)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(cè)后判斷功率管過(guò)熱，U1立即輸出停止加熱信號(hào)，使功率管停止工作，以免功率管過(guò)熱損壞，同時(shí)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲，并控制顯示屏顯示“E6”的故障代碼，醒用戶該機(jī)進(jìn)入功率管過(guò)熱保護(hù)狀態(tài) 。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(cè)，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(cè)功能。當(dāng)熱敏電阻RT2開(kāi)路或?yàn)V波電容EC10短路時(shí)，U1[26]腳無(wú)電壓輸入，被U1識(shí)別后不僅不輸出加熱指令，而且驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，并控制顯示屏顯示故障代碼“E4”，醒該機(jī)的功率管溫度檢測(cè)電阻開(kāi)路;當(dāng)熱敏電阻RT2擊穿時(shí)，U1[26]腳輸入高電平信號(hào)，該信號(hào)被U1識(shí)別后不僅不能輸出加熱指令，而且驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，并控制顯示屏顯示故障代碼“E5”，醒用戶該機(jī)的功率管溫度檢測(cè)電阻擊穿。當(dāng)熱敏電阻RT2失效被U1識(shí)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(cè)電阻失效。9.常見(jiàn)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。

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