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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 目录一、简介1.1 电磁加热原理1.2 458 系列简介二、原理分析名师归纳总结 2.1 特殊零件简介第 1 页,共 43 页2.1.1 LM339 集成电路2.1.2 IGBT2.2 电路方框图2.3 主回路原理分析2.4 振荡电路2.5 IGBT 鼓励电路2.6 PWM脉宽调控电路2.7 同步电路2.8 加热开关掌握2.9 VAC 检测电路2.10 电流检测电路2.11 VCE 检测电路2.12 浪涌电压监测电路2.13 过零检测2.14 锅底温度监测电路2.15 IGBT 温度监测电路- - - - - - -精选学习资料 - - - -
2、 - - - - - 2.16 散热系统2.17 主电源2.18 帮助电源2.19 报警电路三、故障修理3.1 故障代码表3.2 主板检测标准3.2.1 主板检测表3.2.2 主板测试不合格计策3.3 故障案例3.3.1 故障现象 1 一、简介1.1 电磁加热原理电磁灶是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的厨房电器;在电磁灶内部,由整流电路将50/60Hz 的沟通电压变成直流电压,再经过掌握电路将直流电压转换成频率为20-40KHz 的高频电压,高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场,当磁场内的磁力线通过金属器皿 导磁又导电材料 底部金属体内产生很多的小涡流,使器皿本名师归纳总结 - -
3、 - - - - -第 2 页,共 43 页精选学习资料 - - - - - - - - - 身自行高速发热,然后再加热器皿内的东西;1.2 458 系列简介458 系列是由建安电子技术开发制造厂设计开发的新一代电磁炉 , 界面有 LED发光二极管显示模式、LED数码显示模式、LCD液晶显示模式、VFD莹光显示模式机种;操作功能有加热火力调剂、自动恒温设定、定时关机、预约开/ 关机、预置操作模式、自动泡茶、自动煮饭、自动煲粥、自动煲汤及煎、炸、烤、火锅等办理功能机种;额定加热功率有 7003000W的不同机种 , 功率调剂范畴为额定功率的 85%,并且在全电压范畴内功率自动恒定;200240V
4、机种电压使用范畴为160260V, 100120V 机种电压使用范畴为90135V;全系列机种均适用于50、60Hz 的电压频率;使用环境温度为- 2345;电控功能有锅具超温爱护、锅具干烧爱护、锅具传感 器开 / 短路爱护、 2 小时不按键 遗忘关机 爱护、IGBT 温度限制、 IGBT 温度过高爱护、低温环境工 作模式、 IGBT 测温传感器开 / 短路爱护、高低电压爱护、浪涌电压爱护、VCE抑制、 VCE过高爱护、过零检测、小物检测、锅具材质检测;458 系列虽然机种较多, 且功能复杂 , 但不同的机种名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 43 页精选学习资料 - -
5、- - - - - - - 其主控电路原理一样, 区分只是零件参数的差异及CPU程序不同而己;电路的各项测控主要由一块8,位 4K 内存的单片机组成, 外围线路简洁且零件极少并设有故障报警功能, 故电路牢靠性高, 修理简洁 ,修理时依据故障报警指示, 对应检修相关单元电路大部分均可轻易解决;二、原理分析2.1 特殊零件简介2.1.1 LM339 集成电路LM339内置四个翻转电压为6mV的电压比较器 , 当电压比较器输入端电压正向时+ 输入端电压高于-入输端电压 , 置于 LM339内部掌握输出端的三极名师归纳总结 管截止 , 此时输出端相当于开路;当电压比较器第 4 页,共 43 页输入端电
6、压反向时- 输入端电压高于+输入端电压 , 置于 LM339内部掌握输出端的三极管导通, 将比较器外部接入输出端的电压拉低, 此时输出端为0V;- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2.1.2 IGBT 绝缘栅双极晶体管Iusulated Gate Bipolar Transistor 简称 IGBT, 是一种集 BJT 的大电流密度和 MOSFET等电压鼓励场控型器件优点于一体的高压、高速大功率器件;目前有用不同材料及工艺制作的IGBT, 但它们均可被看作是一个 MOSFET输入跟随一个双极型晶体管放大的复合结构;IGBT 有三个电极 见上图 , 分别称
7、为栅极G也叫掌握极或门极 、集电极 C亦称漏极 及发射极E也称源极 ;从 IGBT的下述特点中可看出, 它克服了功率 MOSFET的一个致命缺陷 , 就是于高压大电流工 作时 , 导通电阻大 , 器件发热严峻 , 输出效率下 降;IGBT 的特点 : 1. 电流密度大 , 是 MOSFET的数十倍;2. 输入阻抗高 , 栅驱动功率微小, 驱动电路简洁;名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 43 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3. 低导通电阻;在给定芯片尺寸和BVceo下, 其导通电阻 Rceon 不大于 MOSFET的 Rdson 的 10%;4. 击穿
8、电压高 , 安全工作区大 , 在瞬态功率较高时不会受损坏;5. 开关速度快 , 关断时间短 , 耐压 1kV1.8kV 的约1.2us 、600V 级的约 0.2us, 约为 GTR的 10%,接近于功率 MOSFET, 开关频率直达 100KHz, 开关损耗仅为 GTR的 30%; IGBT 将场控型器件的优点与GTR的大电流低导通电阻特性集于一体 , 是极佳的高速高压半导体功率器件;目前 458 系列因应不同机种采了不同规格的 IGBT,它们的参数如下 : 1 SGW25N120-西门子公司出品 , 耐压 1200V,电流容量 25时 46A,100时 25A, 内部不带阻尼二极管 , 所
9、以应用时须配套6A/1200V 以上的快速复原二极管 D11 使用 , 该 IGBT 配套 6A/1200V 以上的快 速复原二极管 D11 后可代用 SKW25N120;2 SKW25N120- 西门子公司出品 , 耐压 1200V, 电流容量 25时 46A,100时 25A, 内部带阻尼二极 管, 该 IGBT 可代用 SGW25N120,代用时将原配套名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 43 页精选学习资料 - - - - - - - - - SGW25N120的 D11快速复原二极管拆除不装;3 GT40Q321- 东芝公司出品 , 耐压 1200V, 电流容量
10、25时 42A,100时 23A, 内部带阻尼二极管 , 该 IGBT 可代用 SGW25N120、SKW25N120, 代用SGW25N120时请将原配套该 极管拆除不装;IGBT 的 D11快速复原二4 GT40T101- 东芝公司出品 , 耐压 1500V, 电流容量 25时 80A,100时 40A, 内部不带阻尼二极管 ,所以应用时须配套15A/1500V 以上的快速复原二极管D11 使用 , 该 IGBT 配套 6A/1200V 以上的快速恢复二极管 D11 后可代用 SGW25N120、SKW25N120、GT40Q321, 配套 15A/1500V 以上的快速复原二极管D11
11、后可代用 GT40T301;5 GT40T301- 东芝公司出品 , 耐压 1500V, 电流容量 25时 80A,100时 40A, 内部带阻尼二极管 , 该 IGBT 可代用 SGW25N120、SKW25N120、GT40Q321、 GT40T101, 代用 SGW25N120和GT40T101时请将原配套该 极管拆除不装;IGBT 的 D11 快速复原二6 GT60M303 - 东芝公司出品 , 耐压 900V, 电流容量 25时 120A,100时 60A, 内部带阻尼二极管;名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 43 页精选学习资料 - - - - - - - -
12、 - 2.2 电路方框图2.3 主回路原理分析时间 t1t2时当开关脉冲加至Q1的 G极时 ,Q1 饱和导通 , 电流 i1 从电源流过 电流突变 . 所以在 t1t2L1, 由于线圈感抗不答应 时间 i1 随线性上升 , 在 t2名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 43 页精选学习资料 - - - - - - - - - 时脉冲终止 ,Q1 截止 , 同样由于感抗作用,i1不能立即变 0, 于是向 C3充电 , 产生充电电流i2, 在 t3 时间,C3 电荷布满 , 电流变 0, 这时 L1 的磁场能量全部 转为 C3的电场能量 , 在电容两端显现左负右正 , 幅度达到峰
13、值电压, 在 Q1的 CE极间显现的电压实际为逆程脉冲峰压 +电源电压 , 在 t3t4 时间 ,C3 通过L1 放电完毕 ,i3 达到最大值 , 电容两端电压消逝 , 这时电容中的电能又全部转为L1 中的磁能 , 因感抗作用,i3 不能立刻变 0, 于是 L1 两端电动势反向 , 即 L1两端电位左正右负 , 由于阻尼管 D11的存在 ,C3 不能连续反向充电 , 而是经过 C2、D11 回流 , 形成电流 i4,在 t4 时间 , 其次个脉冲开头到来, 但这时 Q1的 UE为正 ,UC 为负 , 处于反偏状态 , 所以 Q1不能导通 , 待 i4 减小到 0,L1 中的磁能放完 , 即到
14、t5 时 Q1才开头其次次导通 , 产生 i5 以后又重复i1i4过程 , 因此在 L1 上就产生了和开关脉冲f20KHz30KHz 相同的沟通电流; t4t5 的 i4 是阻尼管 D11的导通电流 , 在高频电流一个电流周期里 ,t2t3 的 i2 是线盘磁能对电容 C3的充电电流 ,t3t4 压通过 L1 放电的电流 ,t4t5的 i3 是逆程脉冲峰 的 i4 是 L1 两端电动名师归纳总结 势反向时 , 因 D11的存在令 C3不能连续反向充电, 第 9 页,共 43 页而经过 C2、D11回流所形成的阻尼电流,Q1 的导通- - - - - - -精选学习资料 - - - - - -
15、- - - 电流实际上是 i1 ;Q1的 VCE电压变化 : 在静态时 ,UC 为输入电源经过整流后的直流电源 ,t1t2,Q1 饱和导通 ,UC 接近地电位 ,t4t5, 阻尼管 D11导通 ,UC 为负压 电压为阻尼二极管的顺向压降 ,t2t4, 也就是 LC自由振荡的半个周期 ,UC 上显现峰值电压 大值;, 在 t3 时 UC达到最以上分析证明两个问题 : 一是在高频电流的一个周期里 , 只有 i1 是电源供应L 的能量 , 所以 i1 的大小就打算加热功率的大小, 同时脉冲宽度越大,t1t2的时间就越长 ,i1就越大 , 反之亦然 , 所以要调剂加热功率 , 只需要调剂脉冲的宽度;二
16、是 LC自由振荡的半周期时间是显现峰值电压的时间 止时间 , 也是开关脉冲没有到达的时间, 亦是 Q1的截 , 这个时间关系是不能错位的 , 如峰值脉冲仍没有消逝 , 而开关脉冲己提前到来 , 就会显现很大的导通电流使 Q1 烧坏 ,因此必需使开关脉冲的前沿与峰值脉冲后沿相同步;2.4 振荡电路1 当 G点有 Vi 输入时、 V7 OFF 时V7=0V, V5等于 D12与 D13的顺向压降 , 而当 V6V5时,V7 转态为 OFF,V5 亦降至 D12 与D13的顺向压降 , 而 V6 就由 C5 经 R54、D29放电;3 V6 放电至小于V5 时, 又重复 1 形成振荡;“ G 点输入
17、的电压越高 电磁炉的加热功率越大2.5 IGBT 鼓励电路振荡电路输出幅度约, V7 处于 ON的时间越长 , , 反之越小” ;4.1V 的脉冲信号 , 此电压不能名师归纳总结 直接掌握 IGBTQ1 的饱和导通及截止, 所以必需通: 第 11 页,共 43 页过鼓励电路将信号放大才行, 该电路工作过程如下1 V8 OFF时V8=0V,V8V9,V10为低 ,Q8 和 Q3截止、 Q9和 Q10导通 ,+22V 通过 R71、Q10加至 Q1的 G极,Q1 导通;2.6 PWM脉宽调控电路 CPU输出 PWM脉冲到由 R6、C33、R16组成的积分电路 , PWM脉冲宽度越宽 ,C33 的电
18、压越高 ,C20的电压也跟着上升, 送到振荡电路 G 点 的掌握电压随着 C20的上升而上升 , 而 G点输入的电压越高 , V7 处于 ON的时间越长 , 电磁炉的加热功率越大 , 反之越小;“ CPU通过掌握 PWM脉冲的宽与窄 , 掌握送至振荡电路 G的加热功率掌握电压,掌握了IGBT 导通时间的长短 , 结果掌握了加热功率的大小” ;名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 43 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 43 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.7 同步电路R78、
19、R51 分压产生 V3,R74+R75、R52分压产生 V4, 在高频电流的一个周期里, 在 t2t4 时间 图 1, 由于 C3 两端电压为左负右正 , 所以 V3V5,V7 OFFV7=0V, 振荡没有输出 , 也就没有开关脉冲加至 Q1的 G极, 保证了 Q1在 t2t4 时间不会导通 , 在t4t6时间 ,C3 电容两端电压消逝, V3V4, V5上升 ,振荡有输出 , 有开关脉冲加至Q1的 G极;以上动作过程 , 保证了加到Q1 G 极上的开关脉冲前沿与Q1上产生的 VCE脉冲后沿相同步;名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 43 页精选学习资料 - - - -
20、- - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 43 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.8 加热开关掌握1 当不加热时 ,CPU 19 脚输出低电平 同时 13 脚也停止 PWM输出 , D18导通 , 将 V8 拉低 , 另 V9V8,使IGBT 鼓励电路停止输出 ,IGBT 截止 , 就加热停止;2 开头加热时 , CPU 19 脚输出高电平 ,D18 截止 ,同时 13 脚开头间隔输出 过分析电流检测电路和PWM摸索信号 , 同时 CPU通 VAC检测电路反馈的电压信息、 VCE检测电路反馈的电压波形变化情形 , 判定是否己放入适合的锅
21、具, 假如判定己放入适合的锅具,CPU13 脚转为输出正常的 PWM信号 , 电磁炉进入正常加热状态 , 假如电流检测电路、VAC及 VCE电路反馈的信息 , 不符合条件 ,CPU会判定为所放入的锅具不符或无锅 , 就连续输出PWM摸索信号 , 同时发出指示无锅的报知信息 祥见故障代码表 , 如 1 分钟内仍不符合条件 , 就关机;2.9 VAC 检测电路名师归纳总结 AC220V由 D1、D2整流的脉动直流电压通过R79、第 16 页,共 43 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - R55分压、 C32平滑后的直流电压送入CPU,依据监测该电压的变化
22、,CPU 会自动作出各种动作指令 : 1 判别输入的电源电压是否在充许范畴内 , 否就停止加热 , 并报知信息 祥见故障代码表 ;2 协作电流检测电路、VCE电路反馈的信息 , 判别是否己放入适合的锅具 , 作出相应的动作指令 祥见加热开关掌握及摸索过程一节 ;3 协作电流检测电路反馈的信息及方波电路监测的电源频率信息 持稳固;“ 电源输入标准, 调控 PWM的脉宽 , 令输出功率保220V 1V 电压 , 不接线盘 L1 测试CPU第 7 脚电压 , 标准为 1.95V 0.06V” ;2.10 电流检测电路电流互感器CT二次测得的AC电压 , 经 D20D23组成的桥式整流电路整流、C31
23、 平滑 , 所获得的直流电名师归纳总结 压送至 CPU,该电压越高 , 表示电源输入的电流越大, : 第 17 页,共 43 页CPU依据监测该电压的变化, 自动作出各种动作指令1 协作 VAC检测电路、 VCE电路反馈的信息, 判别是否己放入适合的锅具, 作出相应的动作指令 祥- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 见加热开关掌握及摸索过程一节 ;2 协作 VAC检测电路反馈的信息及方波电路监测的电源频率信息 持稳固;, 调控 PWM的脉宽 , 令输出功率保2.11 VCE 检测电路将 IGBTQ1 集电极上的脉冲电压通过R76+R77、R53分压送至 Q
24、6基极 , 在发射极上获得其取样电压 ,此反影了 Q1 VCE电压变化的信息送入CPU, CPU根据监测该电压的变化 , 自动作出各种动作指令 : 1 协作 VAC检测电路、电流检测电路反馈的信息, 判别是否己放入适合的锅具, 作出相应的动作指令 祥见加热开关掌握及摸索过程一节 ;2 依据 VCE取样电压值 , 自动调整 PWM脉宽 , 抑制 VCE脉冲幅度不高于1100V此值适用于耐压1200V 的 IGBT, 耐压 1500V 的 IGBT抑制值为 1300V ;3 当测得其它缘由导至VCE脉冲高于 1150V 时 此值适用于耐压1200V 的 IGBT, 耐压 1500V 的名师归纳总结
25、 - - - - - - -第 18 页,共 43 页精选学习资料 - - - - - - - - - IGBT 此值为 1400V,CPU 立刻发出停止加热指令 祥见故障代码表 ;2.12 浪涌电压监测电路电源电压正常时,V14V15,V16 ONV16 约4.7V,D17 截止 , 振荡电路可以输出振荡脉冲信号 ,当电源突然有浪涌电压输入时 , 此电压通过 C4 耦合 ,再经过 R72、R57分压取样 , 该取样电压通过 D28另V15 上升 , 结果 V15V14另 IC2C 比较器翻转 ,V16 OFFV16=0V,D17 瞬时导通 , 将振荡电路输出的振荡脉冲电压 V7 拉低 , 电
26、磁炉暂停加热, 同时 ,CPU 监测到 V16 OFF 信息 , 立刻发出暂止加热指令 , 待浪涌电压过后、 V16 由 OFF转为 ON时,CPU再重新发出加名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 43 页精选学习资料 - - - - - - - - - 热指令;2.13 过零检测当正弦波电源电压处于上下半周时 , 由D1、D2和整流桥 DB内部沟通两输入端对地的两个二极管组成的桥式整流电路产生的脉动直流电压通过R73、R14分压的电压维护 Q11导通 ,Q11 集电极电压变 0, 当正弦波电源电压处于过零点时,Q11 因基极电压消逝而截止 , 集电极电压立刻上升 , 在集
27、电极就形成了与电源过零点相同步的方波信号 ,CPU通过监测该信号的变化 , 作出相应的动作指令;2.14名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页,共 43 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.152.14 锅底温度监测电路2.162.17 加热锅具底部的温度透过微晶玻璃板传至紧贴玻璃板底的负温度系数热敏电阻 , 该电阻阻值的变化间2.182.19接反影了加热锅具的温度变化 温度 / 阻值祥见热敏电阻温度分度表, 热敏电阻与R58分压点的电压变化其实反影了热敏电 阻阻值的变化 , 即加热锅具的温度变化 , CPU通过监测该电压的变化 作指令 : , 作出相应的动1
28、 定温功能时 , 掌握加热指令 , 另被加热物体温度恒定在指定范畴内;2 当锅具温度高于 220时 , 加热立刻停止 , 并报知信息 祥见故障代码表 ;3 当锅具空烧时 , 加热立刻停止 , 并报知信息 祥见故障代码表 ;4 当热敏电阻开路或短路时 , 发出不启动指令 , 并报知相关的信息 表 ; 祥见故障代码名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页,共 43 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.15 IGBT 温度监测电路IGBT产生的温度透过散热片传至紧贴其上的负温度系数热敏电阻TH,该电阻阻值的变化间接反影了 IGBT 的温度变化 温度 / 阻值祥见热敏电
29、阻温度分度表, 热敏电阻与R59分压点的电压变化其实反影了热敏电 阻阻值的变化 , 即 IGBT 的温度变化 , CPU通过监测该电压的变化 令: , 作出相应的动作指1 IGBT 结温高于 85时 , 调整 PWM的输出, 令 IGBT 结温 85;2 当 IGBT 结温由于某缘由 例如散热系统故障 而高于 95时 , 加热立刻停止 , 并报知信息 祥见故障代码表 ;3 当热敏电阻 TH开路或短路时 , 发出不启动指令 , 并报知相关的信息 祥见故障代码表 ;4 关机时如 IGBT 温度50,CPU 发出风扇连续运转指令, 直至温度 50, 风扇停转;风扇延时运转期间, 按 1 次关机键 , 可关闭名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页,共 43 页精选学习资料 - - - - - - - - - 风扇 ;5 电磁炉刚启动时, 当测得环境温度对主板各点作测试后3.2.1 主板检测表, 应依据 3.2.1V15 为正向 , 假如是正向 , 断开 CPU第 11脚再测 V16, 假如 V16 复原为 4.7V 以上 , 就为 CPU故 障, 断开 CPU第 11 脚 V16 仍为 0V, 就检查 R19、IC2C;假如测 IC2
限制150内