1.電磁爐的加熱原理:電磁爐是采用磁場感應渦流原理，它利用高頻的電流通過環形線圈，從而產生無數封閉磁場力，當磁場那磁力線通過導磁(如:鐵質鍋)的底部，既會產生無數小渦流(一種交變電流，家用電磁爐使用的是15－30KHZ的高頻電流)，使鍋體本生自行高速發熱，然后再加熱鍋內食物。
對于電磁爐的發熱原理我們可以這樣簡單的理解：
鍋和電磁爐內部發熱線圈盤組成一個高頻變壓器，內部線圈是變壓器初級，次級是鍋。當內部初級發熱線圈盤有交變電壓輸出后，必然在次級鍋體上產生感應電流，感應電流通過鍋體自身的電阻發熱（所以鍋本身也是負載），產生熱量。假如：當內部初級發熱盤有交變電壓輸出，若次級及負載（鍋）不存在，則輸出功率將非常低。當然在實際電路中，我們必須要很快的檢測到此功率的變化，并將輸出到發熱線圈盤的交變電流關斷。
由于非導磁性材料不能有效匯聚磁力線，幾乎不能形成渦流（就像一個普通變壓器如果沒有硅鋼片鐵心，而只有兩個繞組是不能有效傳送能量的），所以基本上不加熱；另外，導電能力特別差的磁性材料由于其電阻率太高，產生的渦流電流也很小，也不能很好產生熱量。所以：電磁爐使用的鍋體材料是導電性能相對較好，鐵磁性材料的金屬或者合金以及它們的復合體。一般采用的鍋有：鑄鐵鍋，生鐵鍋，不銹鐵鍋。純不銹鐵鍋材料由于其導磁性能非常低，所以在電磁爐上并不能正常工作。
電磁爐是采用磁場感應渦流加熱原理，它利用電流通過線圈產生磁場，當磁場內之磁力通過含鐵質鍋底部時，即會產生無數之小渦流，使鍋體本身自行高速發熱，然后再加熱于鍋內食物。電磁爐工作時產生的電磁波，完全被線圈底部的屏蔽層和頂板上的含鐵質鍋所吸收，不會泄漏，對人體健康絕對無危害。
適用的鍋類容器
1、鐵系（琺瑯、鑄鍋、不銹鐵）鍋，不銹鋼鍋．注:復合底鍋必須是電磁爐專用。
2、底部直徑12CM以下，根據不同的功能使用，如煎炒烤炸類要離空1CM為最佳蒸煮 類平底為最佳。
不適用的鍋類容器：
1、鋁、銅為材料之容器、鍋。
2、容器底部直徑不超過12CM者。
3、容器底部凸凹高度大于2CM者。
4、不銹鋼雙層復合底鍋（非電磁爐專用）。
如何安全使用電磁爐
一、使用之前注意：
1、應使用質量好的插座，插座接觸不良會導致燒機或電磁爐無法正常工作。
2、在插頭電線損壞電線或電源插頭未牢固地插入插座時，切勿使用電磁爐。
3、切勿彎曲、捆扎電線或對其施力過度，這會引起損壞。
4、切勿使任何障礙物附在本機插頭或電源插座上。
5、切勿將插頭插入己插有幾個其它電器裝置的插座，電流不得超出插座的極限(本裝置的使用電流約為10A)。
6、切勿在可能受潮或靠近火焰的地方使用電磁爐。
7、電磁爐在放置了一段時間后，若重新使用電磁爐，請先通電10分鐘，使電磁爐內部電子元件穩定后，再開機進行功能操作。
二、使用時注意：
1、切勿放置在不平穩的平面上。
2、切勿阻塞吸氣口或排氣口、避免爐內超溫。
3、切勿在兒童可觸及電磁爐、或兒童能自行使用的地方使用電磁爐。
4、切勿對空鍋加熱或加熱過度。
5、切勿將諸如刀、叉、勺子、鍋蓋與鋁箔等金屬物品放置在頂板上，因為它們會受熱。
6、切勿在盛放鍋具的狀態下搬運電磁爐。
7、切勿在四周空間不足的地方使用電磁爐、應使電磁爐的前部與左右兩側保持干凈。
8、切勿使用金屬絲和異物進入吸氣或排氣口的縫隙內。
9、切勿使物品跌落在頂板上。如表面出現裂紋，應立即關掉電源，拔出插頭并送往修理。
三、使用之后注意：
1、炒菜鍋在使用后不要置于爐面上，避免下次使用時難以啟動。
2、烹調結束，鍋具產生的高溫熱量會傳導至電磁爐頂板，切勿立即觸摸該頂板。
3、切勿用拉扯電線的方法拔出插頭。
4、在確認不用電磁爐時，切勿使電源線續處于接通狀態。
電磁爐的保養
A 電源要求
（1）使用電磁爐必須使用各項技術指標符合標準帶地線的三孔插座（最好選用有CCC標志的產品），絕對不可自行換用沒有地線的兩孔插座，因為兩孔插座插頭插上后易松動、不牢固且不符和國家標準，這樣易產生瞬時打火，電流增大，較危險。
（2）插座不要位于電磁爐的正上方，防止熱量上升燒燙電源。
（3）若有易使電流發生驟變且較為頻繁的電器，如電焊機、沖擊鉆、電錘等或其它高功率用電器，如冰箱、洗衣機、熱水器等與電磁爐同時使用，則較易損壞電磁爐，應引起注意，最好使用帶有過流保護裝置的插線板或選用穩定電源。最好不同時使用或盡量不在電磁爐工作的同時開關其它用電器，以免損壞電磁爐。
B 電磁爐的散熱
電磁爐工作時機體內部存有一定的溫度，為使電磁爐發揮更好的作用，并正常工作，延長其使用壽命，這部分熱量要及時的排放出去，所以盡量使電磁爐放置的位置有利于空氣流通及散熱。
C 電磁爐的清洗
1，擦洗前請先拔掉電源線。
2，面板臟時或油污導致變色時，請用去污粉，牙膏或汽車車蠟擦磨，再用毛巾擦干凈。機體和控制面板臟時以柔軟的濕抹布擦拭，不易擦拭的油污，可用中性洗潔劑擦拭后，再用柔軟的濕抹布擦拭至不留殘渣。
3，且勿直接用水沖洗或浸入水中刷洗。
4，經常保持機體的清潔，以免蟑螂，昆蟲等進入爐內，影響機體失靈。
5，吸氣/排氣罩可拆卸用水直接清洗或用棉花棒將灰塵除去，也可用牙刷加少許清潔劑清除。
D 出現意外情況
如果使用電磁爐的過程中發現不正常停機或報警等異常情況，一定要馬上停止使用，及時與廠家維修部進行聯系和咨詢，如確定有問題，請專業維修人員進行處理，千萬不可自行拆卸。
E 電磁爐的收藏
在長時間不需使用電磁爐時，首先要擦洗干凈、晾干機體后收藏起來，不要放在潮濕環境中保存，要放于干燥處且包裝內盡量放一些干燥劑和蟑螂藥，避免擠壓，以備再用。（ 續 ）
2.電磁爐的維修及主要元件組成部份
一、簡介：電磁加熱原理(見上圖)
1.1 電磁灶是一種利用電磁感應原理將電能轉換為熱能的廚房電器。在電磁灶內部，由整流電路將50/60Hz的交流電壓變成直流電壓，再經過控制電路將直流電壓轉換成頻率為20-40KHz的高頻電壓，高速變化的電流流過線圈會產生高速變化的磁場，當磁場內的磁力線通過金屬器皿(導磁又導電材料)底部金屬體內產生無數的小渦流，使器皿本身自行高速發熱，然后再加熱器皿內的東西。
1.2 一般的電磁爐,介面有LED發光二極管顯示模式、LED數碼顯示模式、LCD液晶顯示模式、VFD瑩光顯示模式機種。操作功能有加熱火力調節、自動恒溫設定、定時關機、預約開/關機、預置操作模式、自動泡茶、自動煮飯、自動煲粥、自動煲湯及煎、炸、烤、火鍋等料理功能機種。額定加熱功率有700~3000W的不同機種,功率調節范圍為額定功率的85%,并且在全電壓范圍內功率自動恒定。200~240V機種電壓使用范圍為160~260V, 100~120V機種電壓使用范圍為90~135V。全系列機種均適用于50、60Hz的電壓頻率。使用環境溫度為-23℃~45℃。電控功能有鍋具超溫保護、鍋具干燒保護、鍋具傳感器開/短路保護、2小時不按鍵(忘記關機) 保護、IGBT溫度限制、IGBT溫度過高保護、低溫環境工作模式、IGBT測溫傳感器開/短路保護、高低電壓保護、浪涌電壓保護、VCE抑制、VCE過高保護、過零檢測、小物檢測、鍋具材質檢測。雖然機種較多,且功能復雜,但不同的機種其主控電路原理一樣,區別只是零件參數的差異及CPU程序不同而己。電路的各項測控主要由一塊8位4K內存的單片機組成,外圍線路簡單且零件極少,并設有故障報警功能,故電路可靠性高,維修容易,維修時根據故障報警指示,對應檢修相關單元電路,大部分均可輕易解決。
二、 原理分析
LM339內置四個翻轉電壓為6mV的電壓比較器,當電壓比較器輸入端電壓正向時(+輸入端電壓高于-入輸端電壓), 置于LM339內部控制輸出端的三極管截止, 此時輸出端相當于開路; 當電壓比較器輸入端電壓反向時(-輸入端電壓高于+輸入端電壓), 置于LM339內部控制輸出端的三極管導通, 將比較器外部接入輸出端的電壓拉低,此時輸出端為0V。
2.1.2 IGBT
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等電壓激勵場控型器件優點于一體的高壓、高速大功率器件。目前有用不同材料及工藝制作的IGBT, 但它們均可被看作是一個MOSFET輸入跟隨一個雙極型晶體管放大的復合結構。IGBT有三個電極(見上圖), 分別稱為柵極G(也叫控制極或門極) 、集電極C(亦稱漏極) 及發射極E(也稱源極) 。
從IGBT的下述特點中可看出, 它克服了功率MOSFET的一個致命缺陷, 就是于高壓大電流工作時, 導通電阻大, 器件發熱嚴重, 輸出效率下降。IGBT的特點:
1.電流密度大, 是MOSFET的數十倍。
2.輸入阻抗高, 柵驅動功率極小, 驅動電路簡單。
3.低導通電阻。在給定芯片尺寸和BVceo下, 其導通電阻Rce(on) 不大于MOSFET的Rds(on) 的10%。
4.擊穿電壓高, 安全工作區大, 在瞬態功率較高時不會受損壞。
5.開關速度快, 關斷時間短,耐壓1kV~1.8kV的約1.2us、600V級的約0.2us, 約為GTR的10%,接近于功率MOSFET, 開關頻率直達100KHz, 開關損耗僅為GTR的30%。
IGBT將場控型器件的優點與GTR的大電流低導通電阻特性集于一體, 是極佳的高速高壓半導體功率器件。
目前因應不同機種采了不同規格的IGBT,它們的參數如下:
(1) SGW25N120----西門子公司出品,耐壓1200V,電流容量25℃時46A,100℃時25A,內部不帶阻尼二極管,所以應用時須配套6A/1200V以上的快速恢復二極管(D11)使用,該IGBT配套6A/1200V以上的快速恢復二極管(D11)后可代用SKW25N120。
(2) SKW25N120----西門子公司出品,耐壓1200V,電流容量25℃時46A,100℃時25A,內部帶阻尼二極管,該IGBT可代用SGW25N120,代用時將原配套SGW25N120的D11快速恢復二極管拆除不裝。
(3) GT40Q321----東芝公司出品,耐壓1200V,電流容量25℃時42A,100℃時23A, 內部帶阻尼二極管, 該IGBT可代用SGW25N120、SKW25N120, 代用SGW25N120時請將原配套該IGBT的D11快速恢復二極管拆除不裝。
(4) GT40T101----東芝公司出品,耐壓1500V,電流容量25℃時80A,100℃時40A,內部不帶阻尼二極管,所以應用時須配套15A/1500V以上的快速恢復二極管(D11)使用,該IGBT配套6A/1200V以上的快速恢復二極管(D11)后可代用SGW25N120、SKW25N120、GT40Q321, 配套15A/1500V以上的快速恢復二極管(D11)后可代用GT40T301。
(5) GT40T301----東芝公司出品,耐壓1500V,電流容量25℃時80A,100℃時40A, 內部帶阻尼二極管, 該IGBT可代用SGW25N120、SKW25N120、GT40Q321、 GT40T101, 代用SGW25N120和GT40T101時請將原配套該IGBT的D11快速恢復二極管拆除不裝。
(6) GT60M303 ----東芝公司出品,耐壓900V,電流容量25℃時120A,100℃時60A, 內部帶阻尼二極管。
電磁爐的工作原理及維修方法 3
2.2 電路方框圖
2.3 主回路原理分析
時間t1~t2時當開關脈沖加至Q1的G極時,Q1飽和導通,電流i1從電源流過L1,由于線圈感抗不允許電流突變.所以在t1~t2時間i1隨線性上升,在t2時脈沖結束,Q1截止,同樣由于感抗作用,i1不能立即變0,于是向C3充電,產生充電電流i2,在t3時間,C3電荷充滿,電流變0,這時L1的磁場能量全部轉為C3的電場能量,在電容兩端出現左負右正,幅度達到峰值電壓,在Q1的CE極間出現的電壓實際為逆程脈沖峰壓+電源電壓,在t3~t4時間,C3通過L1放電完畢,i3達到最大值,電容兩端電壓消失,這時電容中的電能又全部轉為L1中的磁能,因感抗作用,i3不能立即變0,于是L1兩端電動勢反向,即L1兩端電位左正右負,由于阻尼管D11的存在,C3不能繼續反向充電,而是經過C2、D11回流,形成電流i4,在t4時間,第二個脈沖開始到來,但這時Q1的UE為正,UC為負,處于反偏狀態,所以Q1不能導通,待i4減小到0,L1中的磁能放完,即到t5時Q1才開始第二次導通,產生i5以后又重復i1~i4過程,因此在L1上就產生了和開關脈沖f(20KHz~30KHz)相同的交流電流。t4~t5的i4是阻尼管D11的導通電流,
在高頻電流一個電流周期里,t2~t3的i2是線盤磁能對電容C3的充電電流,t3~t4的i3是逆程脈沖峰壓通過L1放電的電流,t4~t5的i4是L1兩端電動勢反向時, 因D11的存在令C3不能繼續反向充電, 而經過C2、D11回流所形成的阻尼電流,Q1的導通電流實際上是i1。
Q1的VCE電壓變化:在靜態時,UC為輸入電源經過整流后的直流電源,t1~t2,Q1飽和導通,UC接近地電位,t4~t5,阻尼管D11導通,UC為負壓(電壓為阻尼二極管的順向壓降),t2~t4,也就是LC自由振蕩的半個周期,UC上出現峰值電壓,在t3時UC達到最大值。
以上分析證實兩個問題:一是在高頻電流的一個周期里,只有i1是電源供給L的能量,所以i1的大小就決定加熱功率的大小,同時脈沖寬度越大,t1~t2的時間就越長,i1就越大,反之亦然,所以要調節加熱功率,只需要調節脈沖的寬度;二是LC自由振蕩的半周期時間是出現峰值電壓的時間,亦是Q1的截止時間,也是開關脈沖沒有到達的時間,這個時間關系是不能錯位的,如峰值脈沖還沒有消失,而開關脈沖己提前到來,就會出現很大的導通電流使Q1燒壞,因此必須使開關脈沖的前沿與峰值脈沖后沿相同步。
2.4 振蕩電路
(1) 當G點有Vi輸入時、V7 OFF時(V7=0V), V5等于D12與D13的順向壓降, 而當V6
(2) 當V6>V5時,V7轉態為OFF,V5亦降至D12與D13的順向壓降, 而V6則由C5經R54、D29放電。
(3) V6放電至小于V5時, 又重復(1) 形成振蕩。
“G點輸入的電壓越高, V7處于ON的時間越長, 電磁爐的加熱功率越大,反之越小”。
2.5 IGBT激勵電路
振蕩電路輸出幅度約4.1V的脈沖信號,此電壓不能直接控制IGBT(Q1)的飽和導通及截止,所以必須通過激勵電路將信號放大才行,該電路工作過程如下:
(1) V8 OFF時(V8=0V),V8<V9,V10為高,Q8和Q3&NBSP;&NBSP;
(2) V8 ON時(V8=4.1V),V8>V9,V10為低,Q8和Q3截止、Q9和Q10導通,+22V通過R71、Q10加至Q1的G極,Q1導通。
電磁爐的工作原理及維修方法 4
2.6 PWM脈寬調控電路
CPU輸出PWM脈沖到由R6、C33、R16組成的積分電路, PWM脈沖寬度越寬,C33的電壓越高,C20的電壓也跟著升高,送到振蕩電路(G點)的控制電壓隨著C20的升高而升高, 而G點輸入的電壓越高, V7處于ON的時間越長, 電磁爐的加熱功率越大,反之越小。
“CPU通過控制PWM脈沖的寬與窄, 控制送至振蕩電路G的加熱功率控制電壓，控制了IGBT導通時間的長短,結果控制了加熱功率的大小”。
2.7 同步電路
R78、R51分壓產生V3,R74+R75、R52分壓產生V4, 在高頻電流的一個周期里,在t2~t4時間 (圖1),由于C3兩端電壓為左負右正,所以V3V5,V7 OFF(V7=0V),振蕩沒有輸出,也就沒有開關脈沖加至Q1的G極,保證了Q1在t2~t4時間不會導通, 在t4~t6時間,C3電容兩端電壓消失, V3>V4, V5上升,振蕩有輸出,有開關脈沖加至Q1的G極。以上動作過程,保證了加到Q1 G極上的開關脈沖前沿與Q1上產生的VCE脈沖后沿相同步。
2.8 加熱開關控制
(1)當不加熱時,CPU 19腳輸出低電平(同時13腳也停止PWM輸出), D18導通,將V8拉低,另V9>V8,使IGBT激勵電路停止輸出,IGBT截止,則加熱停止。
(2)開始加熱時, CPU 19腳輸出高電平,D18截止,同時13腳開始間隔輸出PWM試探信號,同時CPU通過分析電流檢測電路和VAC檢測電路反饋的電壓信息、VCE檢測電路反饋的電壓波形變化情況,判斷是否己放入適合的鍋具,如果判斷己放入適合的鍋具,CPU13腳轉為輸出正常的PWM信號,電磁爐進入正常加熱狀態,如果電流檢測電路、VAC及VCE電路反饋的信息,不符合條件,CPU會判定為所放入的鍋具不符或無鍋,則繼續輸出PWM試探信號,同時發出指示無鍋的報知信息(祥見故障代碼表),如1分鐘內仍不符合條件,則關機。
2.9 VAC檢測電路
AC220V由D1、D2整流的脈動直流電壓通過R79、R55分壓、C32平滑后的直流電壓送入CPU,根據監測該電壓的變化,CPU會自動作出各種動作指令:
(1) 判別輸入的電源電壓是否在充許范圍內,否則停止加熱,并報知信息(祥見故障代碼表)。
(2) 配合電流檢測電路、VCE電路反饋的信息,判別是否己放入適合的鍋具,作出相應的動作指令(祥見加熱開關控制及試探過程一節)。
(3) 配合電流檢測電路反饋的信息及方波電路監測的電源頻率信息,調控PWM的脈寬,令輸出功率保持穩定。
“電源輸入標準220V±1V電壓,不接線盤(L1)測試CPU第7腳電壓,標準為1.95V±0.06V”。
電磁爐的工作原理及維修方法 5
2.10 電流檢測電路
電流互感器CT二次測得的AC電壓,經D20~D23組成的橋式整流電路整流、C31平滑,所獲得的直流電壓送至CPU,該電壓越高,表示電源輸入的電流越大, CPU根據監測該電壓的變化,自動作出各種動作指令:
(1) 配合VAC檢測電路、VCE電路反饋的信息,判別是否己放入適合的鍋具,作出相應的動作指令(祥見加熱開關控制及試探過程一節)。
(2) 配合VAC檢測電路反饋的信息及方波電路監測的電源頻率信息,調控PWM的脈寬,令輸出功率保持穩定。
2.11 VCE檢測電路
將IGBT(Q1)集電極上的脈沖電壓通過R76+R77、R53分壓送至Q6基極,在發射極上獲得其取樣電壓,此反影了Q1 VCE電壓變化的信息送入CPU, CPU根據監測該電壓的變化,自動作出各種動作指令:
(1) 配合VAC檢測電路、電流檢測電路反饋的信息,判別是否己放入適合的鍋具,作出相應的動作指令(祥見加熱開關控制及試探過程一節)。
(2) 根據VCE取樣電壓值,自動調整PWM脈寬,抑制VCE脈沖幅度不高于1100V(此值適用于耐壓1200V的IGBT,耐壓1500V的IGBT抑制值為1300V)。
(3) 當測得其它原因導至VCE脈沖高于1150V時(此值適用于耐壓1200V的IGBT,耐壓1500V的IGBT此值為1400V),CPU立即發出停止加熱指令(祥見故障代碼表)。
2.12 浪涌電壓監測電路
電源電壓正常時,V14>V15,V16 ON(V16約4.7V),D17截止,振蕩電路可以輸出振蕩脈沖信號,當電源突然有浪涌電壓輸入時,此電壓通過C4耦合,再經過R72、R57分壓取樣,該取樣電壓通過D28另V15升高,結果V15>V14另 IC2C比較器翻轉,V16 OFF(V16=0V),D17瞬間導通,將振蕩電路輸出的振蕩脈沖電壓V7拉低,電磁爐暫停加熱,同時,CPU監測到V16 OFF信息,立即發出暫止加熱指令,待浪涌電壓過后、V16由OFF轉為ON時,CPU再重新發出加熱指令。
2.13 過零檢測
當正弦波電源電壓處于上下半周時, 由D1、D2和整流橋DB內部交流兩輸入端對地的兩個二極管組成的橋式整流電路產生的脈動直流電壓通過R73、R14分壓的電壓維持Q11導通,Q11集電極電壓變0, 當正弦波電源電壓處于過零點時,Q11因基極電壓消失而截止,集電極電壓隨即升高,在集電極則形成了與電源過零點相同步的方波信號,CPU通過監測該信號的變化,作出相應的動作指令。 見圖dcl-12-13
2.14 鍋底溫度監測電路
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溫度系數熱敏電阻,該電阻阻值的變化間接反影了加熱鍋具的溫度變化(溫度/阻值祥見熱敏電阻溫度分度表),熱敏電阻與R58分壓點的電壓變化其實反影了熱敏電阻阻值的變化,即加熱鍋具的溫度變化, CPU通過監測該電壓的變化,作出相應的動作指令:
(1) 定溫功能時,控制加熱指令,另被加熱物體溫度恒定在指定范圍內。
(2) 當鍋具溫度高于220℃時,加熱立即停止, 并報知信息(祥見故障代碼表)。
(3) 當鍋具空燒時, 加熱立即停止, 并報知信息(祥見故障代碼表)。
(4) 當熱敏電阻開路或短路時, 發出不啟動指令,并報知相關的信息(祥見故障代碼表)。
2.15 IGBT溫度監測電路
IGBT產生的溫度透過散熱片傳至緊貼其上的負溫度系數熱敏電阻TH,該電阻阻值的變化間接反影了IGBT的溫度變化(溫度/阻值祥見熱敏電阻溫度分度表),熱敏電阻與R59分壓點的電壓變化其實反影了熱敏電阻阻值的變化,即IGBT的溫度變化, CPU通過監測該電壓的變化,作出相應的動作指令:
(1) IGBT結溫高于85℃時,調整PWM的輸出,令IGBT結溫≤85℃。
(2) 當IGBT結溫由于某原因(例如散熱系統故障)而高于95℃時, 加熱立即停止, 并報知信息(祥見故障代碼表)。
(3) 當熱敏電阻TH開路或短路時, 發出不啟動指令,并報知相關的信息(祥見故障代碼表)。
(4) 關機時如IGBT溫度>50℃,CPU發出風扇繼續運轉指令,直至溫度<50℃(繼續運轉超過4分鐘如溫度仍>50℃, 風扇停轉;風扇延時運轉期間,按1次關機鍵,可關閉風扇)。
(5) 電磁爐剛啟動時,當測得環境溫度<0℃,CPU調用低溫監測模式加熱1分鐘, 1分鐘后再轉用正常監測模式,防止電路零件因低溫偏離標準值造成電路參數改變而損壞電磁爐。見上圖
2.16 散熱系統
將IGBT及整流器DB緊貼于散熱片上,利用風扇運轉通過電磁爐進、出風口形成的氣流將散熱片上的熱及線盤L1等零件工作時產生的熱、加熱鍋具輻射進電磁爐內的熱排出電磁爐外。
CPU發出風扇運轉指令時,15腳輸出高電平,電壓通過R5送至Q5基極,Q5飽和導通,VCC電流流過風扇、Q5至地,風扇運轉; CPU發出風扇停轉指令時,15腳輸出低電平,Q5截止,風扇因沒有電流流過而停轉。見上圖
2.17 主電源
AC220V 50/60Hz電源經保險絲FUSE,再通過由CY1、CY2、C1、共模線圈L1組成的濾波電路(針對EMC傳導問題而設置,祥見注解),再通過電流互感器至橋式整流器DB,產生的脈動直流電壓通過扼流線圈提供給主回路使用;AC1、AC2兩端電壓除送至輔助電源使用外,另外還通過印于PCB板上的保險線P.F.送至D1、D2整流得到脈動直流電壓作檢測用途。
注解:由于中國大陸目前并未提出電磁爐須作強制性電磁兼容(EMC)認證,基于成本原因,內銷產品大部分沒有將CY1、CY2裝上,L1用跳線取代,但基本上不影響電磁爐使用性能。
2.18輔助電源
AC220V 50/60Hz電壓接入變壓器初級線圈,次級兩繞組分別產生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除供給散熱風扇使用外,還經由IC1三端穩壓IC穩壓、C38濾波,產生+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組成的串聯型穩壓濾波電路,產生+22V電壓供IC2和IGBT激勵電路使用。
2.19 報警電路
電磁爐發出報知響聲時,CPU14腳輸出幅度為5V、頻率3.8KHz的脈沖信號電壓至蜂鳴器ZD,令ZD發出報知響聲。
三、故障維修
458系列須然機種較多,且功能復雜,但不同的機種其主控電路原理一樣,區別只是零件參數的差異及CPU程序不同而己。電路的各項測控主要由一塊8位4K內存的單片機組成,外圍線路簡單且零件極少,并設有故障報警功能,故電路可靠性高,維修容易,維修時根據故障報警指示,對應檢修相關單元電路,大部分均可輕易解決。
3.2 主板檢測標準
由于電磁爐工作時,主回路工作在高壓、大電流狀態中,所以對電路檢查時必須將線盤(L1)斷開不接,否則極容易在測試時因儀器接入而改變了電路參數造成燒機。接上線盤試機前,應根據3.2.1<<主板檢測表>>對主板各點作測試后,一切符合才進行。
3.2.1主板檢測表
3.2.2主板測試不合格對策
(1) 上電不發出“B”一聲----如果按開/關鍵指示燈亮,則應為蜂鳴器BZ不良, 如果按開/關鍵仍沒任何反應,再測CUP第16腳+5V是否正常,如不正常,按下面第(4)項方法查之,如正常,則測晶振X1頻率應為4MHz左右(沒測試儀器可換入另一個晶振試),如頻率正常,則為IC3 CPU不良。
(2) CN3電壓低于305V----如果確認輸入電源電壓高于AC220V時,CN3測得電壓偏低,應為C2開路或容量下降,如果該點無電壓,則檢查整流橋DB交流輸入兩端有否AC220V,如有,則檢查L2、DB,如沒有,則檢查互感器CT初級是否開路、電源入端至整流橋入端連線是否有斷裂開路現象。
(3) +22V故障----沒有+22V時,應先測變壓器次級有否電壓輸出,如沒有,測初級有否AC220V輸入,如有則為變壓器故障, 如果變壓器次級有電壓輸出,再測C34有否電壓,如沒有,則檢查C34是否短路、D7~D10是否不良、Q4和ZD1這兩零件是否都擊穿, 如果C34有電壓,而Q4很熱,則為+22V負載短路,應查C36、IC2及IGBT推動電路,如果Q4不是很熱,則應為Q4或R7開路、ZD1或C35短路。+22V偏高時,應檢查Q4、ZD1。+22V偏低時,應檢查ZD1、C38、R7,另外, +22V負載過流也會令+22V偏低,但此時Q4會很熱。
(4) +5V故障----沒有+5V時,應先測變壓器次級有否電壓輸出,如沒有,測初級有否AC220V輸入,如有則為變壓器故障, 如果變壓器次級有電壓輸出,再測C37有否電壓,如沒有,則檢查C37、IC1是否短路、D3~D6是否不良, 如果C37有電壓,而IC4很熱,則為+5V負載短路, 應查C38及+5V負載電路。+5V偏高時,應為IC1不良。+5V偏低時,應為IC1或+5V負載過流,而負載過流IC1會很熱。
(5) 待機時V.G點電壓高于0.5V----待機時測V9電壓應高于2.9V(小于2.9V查R11、+22V),V8電壓應小于0.6V(CPU 19腳待機時輸出低電平將V8拉低),此時V10電壓應為Q8基極與發射極的順向壓降(約為0.6V),如果V10電壓為0V,則查R18、Q8、IC2D, 如果此時V10電壓正常,則查Q3、Q8、Q9、Q10、D19。
(6) V16電壓0V----測IC2C比較器輸入電壓是否正向(V14>V15為正向),如果是正向,斷開CPU第11腳再測V16,如果V16恢復為4.7V以上,則為CPU故障, 斷開CPU第11腳V16仍為0V,則檢查R19、IC2C。如果測IC2C比較器輸入電壓為反向,再測V14應為3V(低于3V查R60、C19),再測D28正極電壓高于負極時,應檢查D27、C4,如果D28正極電壓低于負極,應檢查R20、IC2C。
(7) VAC電壓過高或過低----過高檢查R55,過低查C32、R79。
(8) V3電壓過高或過低----過高檢查R51、D16, 過低查R78、C13。
(9) V4電壓過高或過低----過高檢查R52、D15, 過低查R74、R75。
(10) Q6基極電壓過高或過低----過高檢查R53、D25, 過低查R76、R77、C6。
(11) D24正極電壓過高或過低----過高檢查D24及接入的30K電阻, 過低查R59、C16。
(12) D26正極電壓過高或過低----過高檢查D26及接入的30K電阻, 過低查R58、C18。
(13) 動檢時Q1 G極沒有試探電壓----首先確認電路符合<<主板測試表>>中第1~12測試步驟標準要求,如果不符則對應上述方法檢查,如確認無誤,測V8點如有間隔試探信號電壓,則檢查IGBT推動電路,如V8點沒有間隔試探信號電壓出現,再測Q7發射極有否間隔試探信號電壓,如有,則檢查振蕩電路、同步電路,如果Q7發射極沒有間隔試探信號電壓,再測CPU第13腳有否間隔試探信號電壓, 如有, 則檢查C33、C20、Q7、R6,如果CPU第13腳沒有間隔試探信號電壓出現,則為CPU故障。
(14) 動檢時Q1 G極試探電壓過高----檢查R56、R54、C5、D29。
(15) 動檢時Q1 G極試探電壓過低----檢查C33、C20、Q7。
(16) 動檢時風扇不轉----測CN6兩端電壓高于11V應為風扇不良,如CN6兩端沒有電壓,測CPU第15腳如沒有電壓則為CPU不良,如有請檢查Q5、R5。
(17) 通過主板1~14步驟測試合格仍不啟動加熱----故障現象為每隔3秒發出“嘟”一聲短音(數顯型機種顯示E1),檢查互感器CT次級是否開路、C15、C31是否漏電、D20~D23有否不良,如這些零件沒問題,請再小心測試Q1 G極試探電壓是否低于1.5V。
3.3 故障案例
3.3.1 故障現象1:放入鍋具電磁爐檢測不到鍋具而不啟動,指示燈閃亮,每隔3秒發出“嘟”一聲短音(數顯型機種顯示E1), 連續1分鐘后轉入待機。
分析:根椐報警信息,此為CPU判定為加熱鍋具過小(直經小于8cm)或無鍋放入或鍋具材質不符而不加熱,并作出相應報知。根據電路原理,電磁爐啟動時, CPU先從第13腳輸出試探PWM信號電壓,該信號經過PWM脈寬調控電路轉換為控制振蕩脈寬輸出的電壓加至G點,振蕩電路輸出的試探信號電壓再加至IGBT推動電路,通過該電路將試探信號電壓轉換為足己另IGBT工作的試探信號電壓,另主回路產生試探工作電流,當主回路有試探工作電流流過互感器CT初級時, CT次級隨即產生反影試探工作電流大小的電壓,該電壓通過整流濾波后送至CPU第6腳,CPU通過監測該電壓,再與VAC電壓、VCE電壓比較,判別是否己放入適合的鍋具。從上述過程來看,要產生足夠的反饋信號電壓另CPU判定己放入適合的鍋具而進入正常加熱狀態,關鍵條件有三個:一是加入Q1 G極的試探信號必須足夠,通過測試Q1 G極的試探電壓可判斷試探信號是否足夠(正常為間隔出現1~2.5V),而影響該信號電壓的電路有PWM脈寬調控電路、振蕩電路、IGBT推動電路。二是互感器CT須流過足夠的試探工作電流,一般可通測試Q1是否正�？珊唵闻卸ㄖ骰芈肥欠裾�,在主回路正常及加至Q1 G極的試探信號正常前提下,影響流過互感器CT試探工作電流的因素有工作電壓和鍋具。三是到達CPU第6腳的電壓必須足夠,影響該電壓的因素是流過互感器CT的試探工作電流及電流檢測電路。以下是有關這種故障的案例：
(1) 測+22V電壓高于24V,按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(3)項方法檢查,結果發現Q4擊穿。結論 : 由于Q4擊穿,造成+22V電壓升高,另IC2D正輸入端V9電壓升高,導至加到IC2D負輸入端的試探電壓無法另IC2D比較器翻轉,結果Q1 G極無試探信號電壓,CPU也就檢測不到反饋電壓而不發出正常加熱指令。
(2) 測Q1 G極沒有試探電壓,再測V8點也沒有試探電壓, 再測G點試探電壓正常,證明PWM脈寬調控電路正常, 再測D18正極電壓為0V(啟動時CPU應為高電平),結果發現CPU第19腳對地短路,更換CPU后恢復正常。結論 : 由于CPU第19腳對地短路,造成加至IC2C負輸入端的試探電壓通過D18被拉低, 結果Q1 G極無試探信號電壓,CPU也就檢測不到反饋電壓而不發出正常加熱指令。
(3) 按3.2.1<<主板檢測表>>測試到第6步驟時發現V16為0V,再按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(6)項方法檢查,結果發現CPU第11腳擊穿, 更換CPU后恢復正常。結論 : 由于CPU第11腳擊穿, 造成振蕩電路輸出的試探信號電壓通過D17被拉低, 結果Q1 G極無試探信號電壓,CPU也就檢測不到反饋電壓而不發出正常加熱指令。
(4) 測Q1 G極沒有試探電壓,再測V8點也沒有試探電壓, 再測G點也沒有試探電壓,再測Q7基極試探電壓正常, 再測Q7發射極沒有試探電壓,結果發現Q7開路。結論:由于Q7開路導至沒有試探電壓加至振蕩電路, 結果Q1 G極無試探信號電壓,CPU也就檢測不到反饋電壓而不發出正常加熱指令。
(5) 測Q1 G極沒有試探電壓,再測V8點也沒有試探電壓, 再測G點也沒有試探電壓,再測Q7基極也沒有試探電壓, 再測CPU第13腳有試探電壓輸出,結果發現C33漏電。結論:由于C33漏電另通過R6向C33充電的PWM脈寬電壓被拉低,導至沒有試探電壓加至振蕩電路, 結果Q1 G極無試探信號電壓,CPU也就檢測不到反饋電壓而不發出正常加熱指令。
(6) 測Q1 G極試探電壓偏低(推動電路正常時間隔輸出1~2.5V), 按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(15)項方法檢查,結果發現C33漏電。結論 : 由于C33漏電,造成加至振蕩電路的控制電壓偏低,結果Q1 G極上的平均電壓偏低,CPU因檢測到的反饋電壓不足而不發出正常加熱指令。
(7) 按3.2.1<<主板檢測表>>測試一切正常, 再按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(17) 項方法檢查,結果發現互感器CT次級開路。結論 : 由于互感器CT次級開路,所以沒有反饋電壓加至電流檢測電路, CPU因檢測到的反饋電壓不足而不發出正常加熱指令。
(8) 按3.2.1<<主板檢測表>>測試一切正常, 再按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(17) 項方法檢查,結果發現C31漏電。結論 : 由于C31漏電,造成加至CPU第6腳的反饋電壓不足, CPU因檢測到的反饋電壓不足而不發出正常加熱指令。
(9) 按3.2.1<<主板檢測表>>測試到第8步驟時發現V3為0V,再按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(8)項方法檢查,結果發現R78開路。結論 : 由于R78開路, 另IC2A比較器因輸入兩端電壓反向(V4>V3),輸出OFF,加至振蕩電路的試探電壓因IC2A比較器輸出OFF而為0,振蕩電路也就沒有輸出, CPU也就檢測不到反饋電壓而不發出正常加熱指令。
3.3.2 故障現象2 : 按啟動指示燈指示正常,但不加熱。
分析:一般情況下,CPU檢測不到反饋信號電壓會自動發出報知信號,但當反饋信號電壓處于足夠與不足夠之間的臨界狀態時,CPU發出的指令將會在試探→正常加熱→試探循環動作,產生啟動后指示燈指示正常, 但不加熱的故障。原因為電流反饋信號電壓不足(處于可啟動的臨界狀態)。
處理方法:參考3.3.1 <<故障現象1>>第(7)、(9)案例檢查。
3.3.3 故障現象3:開機電磁爐發出兩長三短的“嘟”聲((數顯型機種顯示E2),響兩次后電磁爐轉入待機。
分析:此現象為CPU檢測到電壓過低信息,如果此時輸入電壓正常,則為VAC檢測電路故障。
處理方法:按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(7)項方法檢查。
3.3.4 故障現象4 : 插入電源電磁爐發出兩長四短的“嘟”聲(數顯型機種顯示E3)。
分析:此現象為CPU檢測到電壓過高信息,如果此時輸入電壓正常,則為VAC檢測電路故障。
處理方法:按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(7)項方法檢查。
3.3.5 故障現象5:插入電源電磁爐連續發出響2秒停2秒的“嘟”聲,指示燈不亮。
分析:此現象為CPU檢測到電源波形異常信息,故障在過零檢測電路。
處理方法:檢查零檢測電路R73、R14、R15、Q11、C9、D1、D2均正常,根據原理分析,提供給過零檢測電路的脈動電壓是由D1、D2和整流橋DB內部交流兩輸入端對地的兩個二極管組成橋式整流電路產生,如果DB內部的兩個二極管其中一個順向壓降過低,將會造成電源頻率一周期內產生的兩個過零電壓其中一個并未達到0V(電壓比正常稍高),Q11在該過零點時間因基極電壓未能消失而不能截止,集電極在此時仍為低電平,從而造成了電源每一頻率周期CPU檢測的過零信號缺少了一個�；谝陨戏治�,先將R14換入3.3K電阻(目的將Q11基極分壓電壓降低,以抵消比正常稍高的過零點脈動電壓),結果電磁爐恢復正常。雖然將R14換成3.3K電阻電磁爐恢復正常,但維修時不能簡單將電阻改3.3K能徹底解決問題,因為產生本故障說明整流橋DB特性已變,快將損壞,所己必須將R14換回10K電阻并更換整流橋DB。
3.3.6 故障現象6 : 插入電源電磁爐每隔5秒發出三長五短報警聲(數顯型機種顯示E9)。
分析:此現象為CPU檢測到按裝在微晶玻璃板底的鍋傳感器(負溫系數熱敏電阻)開路信息,其實CPU是根椐第8腳電壓情況判斷鍋溫度及熱敏電阻開、短路的,而該點電壓是由R58、熱敏電阻分壓而成,另外還有一只D26作電壓鉗位之用(防止由線盤感應的電壓損壞CPU)及一只C18電容作濾波。
處理 方法:檢查D26是否擊穿、鍋傳感器有否插入及開路(判斷熱敏電阻的好壞在沒有專業儀器時簡單用室溫或體溫對比<<電阻值---溫度分度表>>阻值)。
3.3.7 故障現象7:插入電源電磁爐每隔5秒發出三長四短報警聲(數顯型機種顯示EE)。
分析:此現象為CPU檢測到按裝在微晶玻璃板底的鍋傳感器(負溫系數熱敏電阻)短路信息,其實CPU是根椐第8腳電壓情況判斷鍋溫度及熱敏電阻開/短路的,而該點電壓是由R58、熱敏電阻分壓而成,另外還有一只D26作電壓鉗位之用(防止由線盤感應的電壓損壞CPU)及一只C18電容作濾波。
處理 方法:檢查C18是否漏電、R58是否開路、鍋傳感器是否短路(判斷熱敏電阻的好壞在沒有專業儀器時簡單用室溫或體溫對比<<電阻值---溫度分度表>>阻值)。
3.3.8 故障現象8:插入電源電磁爐每隔5秒發出四長五短報警聲(數顯型機種顯示E7)。
分析:此現象為CPU檢測到按裝在散熱器的TH傳感器(負溫系數熱敏電阻)開路信息,其實CPU是根椐第4腳電壓情況判斷散熱器溫度及TH開/短路的,而該點電壓是由R59、熱敏電阻分壓而成,另外還有一只D24作電壓鉗位之用(防止TH與散熱器短路時損壞CPU) ,及一只C16電容作濾波。
處理方法:檢查D24是否擊穿、TH有否開路(判斷熱敏電阻的好壞在沒有專業儀器時簡單用室溫或體溫對比<<電阻值---溫度分度表>>阻值)。
3.3.9 故障現象9:插入電源電磁爐每隔5秒發出四長四短報警聲(數顯型機種顯示E8)。
分析:此現象為CPU檢測到按裝在散熱器的TH傳感器(負溫系數熱敏電阻) 短路信息,其實CPU是根椐第4腳電壓情況判斷散熱器溫度及TH開/短路的,而該點電壓是由R59、熱敏電阻分壓而成,另外還有一只D24作電壓鉗位之用(防止TH與散熱器短路時損壞CPU) 及一只C16電容作濾波。
處理方法:檢查C16是否漏電、R59是否開路、TH有否短路(判斷熱敏電阻的好壞在沒有專業儀器時簡單用室溫或體溫對比<<電阻值---溫度分度表>>阻值)。
3.3.10 故障現象10 : 電磁爐工作一段時間后停止加熱, 間隔5秒發出四長三短報警聲, 響兩次轉入待機(數顯型機種顯示E0)。
分析:此現象為CPU檢測到IGBT超溫的信息,而造成IGBT超溫通常有兩種,一種是散熱系統,主要是風扇不轉或轉速低,另一種是送至IGBT G極的脈沖關斷速度慢(脈沖的下降沿時間過長),造成IGBT功耗過大而產生高溫。
處理方法:先檢查風扇運轉是否正常,如果不正常則檢查Q5、R5、風扇, 如果風扇運轉正常,則檢查IGBT激勵電路,主要是檢查R18阻值是否變大、Q3、Q8放大倍數是否過低、D19漏電流是否過大。
3.3.11 故障現象11: 電磁爐低電壓以最高火力檔工作時,頻繁出現間歇暫停現象。
分析:在低電壓使用時,由于電流較高電壓使用時大,而且工作頻率也較低,如果供電線路容量不足,會產生浪涌電壓,假如輸入電源電路濾波不良,則吸收不了所產生的浪涌電壓,會另浪涌電壓監測電路動作,產生上述故障。
處理方法:檢查C1容量是否不足,如果1600W以上機種C1裝的是1uF,將該電容換上3.3uF/250VAC規格的電容器。
3.3.12 故障現象12 : 燒保險管。
分析:電流容量為15A的保險管一般自然燒斷的概率極低,通常是通過了較大的電流才燒,所以發現燒保險管故障必須在換入新的保險管后對電源負載作檢查。通常大電流的零件損壞會另保險管作保護性溶斷，而大電流零件損壞除了零件老化原因外,大部分是因為控制電路不良所引至,特別是IGBT,所以換入新的大電流零件后除了按3.2.1<<主板檢測表>>對電路作常規檢查外,還需對其它可能損壞該零件的保護電路作徹底檢查,IGBT損壞主要有過流擊穿和過壓擊穿,而同步電路、振蕩電路、IGBT激勵電路、浪涌電壓監測電路、VCE檢測電路、主回路不良和單片機(CPU)死機等都可能是造成燒機的原因, 以下是有關這種故障的案例：
(1)換入新的保險管后首先對主回路作檢查,發現整流橋DB、IGBT擊穿，更換零件后按3.2.1<<主板檢測表>>測試發現+22V偏低, 按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(3)項方法檢查,結果為Q3、Q10、Q9擊穿另+22V偏低, 換入新零件后再按<<主板檢測表>>測試至第9步驟時發現V4為0V, 按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(9) 項方法檢查,結果原因為R74開路,換入新零件后測試一切正常。結論:由于R74開路,造成加到Q1 G極上的開關脈沖前沿與Q1上產生的VCE脈沖后沿相不同步而另IGBT瞬間過流而擊穿, IGBT上產生的高壓同時亦另Q3、Q10、Q9擊穿,由于IGBT擊穿電流大增,在保險管未溶斷前整流橋DB也因過流而損壞。
(2)換入新的保險管后首先對主回路作檢查,發現整流橋DB、IGBT擊穿，更換零件后按3.2.1<<主板檢測表>>測試發現+22V偏低, 按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(3) 項方法檢查,結果為Q3、Q10、Q9擊穿另+22V偏低, 換入新零件后再按<<主板檢測表>>測試至第10步驟時發現Q6基極電壓偏低, 按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(10) 項方法檢查,結果原因為R76阻值變大,換入新零件后測試一切正常。結論 : 由于R76阻值變大,造成加到Q6基極的VCE取樣電壓降低,發射極上的電壓也隨著降低,當VCE升高至設計規定的抑制電壓時, CPU實際監測到的VCE取樣電壓沒有達到起控值,CPU不作出抑制動作,結果VCE電壓繼續上升,最終出穿IGBT。IGBT上產生的高壓同時亦另Q3、Q10、Q9擊穿,由于IGBT擊穿電流大增,在保險管未溶斷前整流橋DB也因過流而損壞。
(3) 換入新的保險管后首先對主回路作檢查,發現整流橋IGBT擊穿，更換零件后按3.2.1<<主板檢測表>>測試,上電時蜂鳴器沒有發出“B”一聲，按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(1) 項方法檢查,結果為晶振X1不良,更換后一切正常。結論 : 由于晶振X1損壞,導至CPU內程序不能運轉,上電時CPU各端口的狀態是不確定的,假如CPU第13、19腳輸出為高,會另振蕩電路輸出一直流另IGBT過流而擊穿。本案例的主要原因為晶振X1不良導至CPU死機而損壞IGBT。
