一、工作原理簡介
上電後,單片機(MCU)復位,隨即驅動蜂鳴器發出一聲“嘀”音,整機進入待機
狀態;按下開/關機鍵後,單片機發出風扇運轉指令,散熱風扇運轉,同時對各保護電路
狀態進行檢測。在各保護電路未進入保護狀態,且IGBT 管、爐面溫度正常的前提下,
MCU 啟動加熱程序,MCU 通過檢鍋電路及電流檢測電路判斷爐面上是否放有符合要求
的鍋具。若有,則MCU 輸出對應擋位的PWM 脈衝,整機進入正常加熱狀態;若無,
MCU 仍將繼續發出檢鍋脈衝,如果數十秒內仍未檢測到鍋具,MCU 發出停機指令,且
蜂鳴器發出響聲,或屏上顯示相應的故障代碼。關機後,MCU停止輸出PWM 脈衝,但
仍將發出風扇運轉指令,約1分鐘(不同機型有所不同)後才讓風扇停止運轉。
二、單元電路識別
1. EMC(電磁兼容)防護電路
作用:濾除市電中的高頻干擾,並防止雷電或其他強電損壞後面的電路,同時抑制
電磁爐工作時對市電電網的電磁汙染。
特點:該電路接在市電AC220V 的輸入端。
2.整流濾波電路
作用:將市電AC220V 變換成+300V 直流電。
特點:該電路前接EMC電路,後接LC振盪電路,特徵元件是整流全橋和濾波電
容。
3.LC振盪電路(主迴路)
作用:LC並聯諧振產生20kHz~30kHz的高頻電磁波。
特點:該電路的特徵元件是線盤、諧振電容及IGBT管。
4. 同步電路
作用:確保IGBT管在其c 極峰值電壓最低時導通,從而避免IGBT管過流損
壞。
特點:該電路通過五色環精密大功率(通常為2W)電阻接在發熱線圈兩端,對
這兩點的電壓進行實時檢測、比較,比較結果送往功率控制電路。
5.波形發生電路
作用:產生標準的鋸齒波,以便進行功率調節。
特點:該電路的特徵元件是鋸齒波形成電容,該電容常選用性能較好的獨石電容
或滌綸電容,有別於電路中的其他電容。
6.功率控制電路
作用:將功率/反饋迴路中的(直流)功率電平和鋸齒波發生電路中的鋸齒
波信號進行比較,輸出對應的方波驅動信號,以達到對電磁爐功率調整的目的。
特點:該電路後接驅動電路,並與單片機“PWM”端口相連,在電路板上通常
標有“PWM”字樣。
7.功率驅動電路
作用:在IGBT管導通時,給IGBT管G 極加上十幾伏的電壓,使其可靠導通;
在IGBT管截止時,給IGBT管G極提供放電迴路。
特點:該電路的供電電壓常為+18V~+22V,電路形式多為兩隻互補三極管接成
的推輓輸出方式。若採用集成塊,其型號多為TA8316或TA8316S。
8.高壓保護電路(IGBT管Vce檢測電路)
作用:防止IGBT管因c 極電壓過高而損壞。若IGBT管Vce 過高,在本電路
的作用下,將無驅動脈衝送往功率驅動電路,IGBT管停止工作,整機無輸出。
特點:在該電路中,電壓比較器反相輸入端通過五環精密電阻與IGBT 管c 極相
連,而正相輸入端接參考電壓,輸出端與功率控制電路輸出端相連。
9 .檢鍋電路
作用:判斷爐面上是否放有符合要求的鍋具。若有,則MCU輸出正常的PWM
脈衝,讓整機正常工作。否則,機內發出報警音或顯示故障代碼。
特點:檢鍋方式主要有三種:一是通過電流互感器檢測電流大小(有鍋時,電流
較大);二是採用脈衝計數方式(有鍋時,由於線圈中的能量被鍋吸收,故諧振時間短,
脈衝個數少);三是將前兩種方式相結合進行判斷。無論何種方式,其電路輸出端均與
單片機PAN端相連。通常,電路板上或圖紙上標註有“PAN”字樣。
10. 市電檢測電路
作用:檢測市電的高低,防止電路元件(尤其是IGBT管)過壓或欠壓損壞。
特點:對市電進行整流、降壓得到取樣信號,然後送往單片機或電壓比較器進行
判斷。
11.浪湧保護電路
作用:本電路是針對電網中的浪湧衝擊而設計的,主要是為了防止市電電壓
驟然升高而損壞IGBT管。
特點:該電路通過五環精密大阻值電阻對市電整流輸出的直流電壓取樣。
12.電流檢測電路
作用:對電磁爐的工作電流進行實時監測,以便進行功率調節,並防止功率
過大損壞元器件。
特點:本電路的特徵元件是互感器及功率調節電位器。
14.溫度檢測電路
作用:對爐面及IGBT管溫度進行實時檢測,以防過熱損壞。
特點:本電路中設有熱敏電阻的連接插頭,通常標有“T-MAN”、“T-IGBT”字樣。
15.加熱開/關控制電路
作用:控制電磁爐是否進入加熱狀態。
特點:由單片機IGBT EN腳發出控制信號,在控制電路的作用下,控制功率驅動
極輸入信號的有無,從而控制整機是否加熱工作。該控制信號在電路上常標有“IGBT EN”
或縮寫“I-EN”字樣。本機在電路板上標註有“K”字樣。
16.輔助電源電路
作用:為單片機、比較器、鍵控等電路提供工作電壓。
特點:輔助電源電路有變壓器降壓式及開關電源之分,輸出電壓主要為+5V 和
+18V。其中,+5V 主要為單片機、上拉電阻、基準源供電;+18V 主要為功率驅動電路
及散熱風扇供電。該電路的特徵元件是降壓變壓器或開關電源芯片。
三、 電磁爐工作正常與否的判定
一臺電磁爐工作是否正常,主要從以下三方面進行判定:
1.面板操作正常
通電後,按壓面板上的開/關鍵或其他鍵時,應有蜂鳴聲或屏上有相應指示。
2.無鍋時能保護
若爐面上無鍋,通電並按下開/關鍵,或正常加熱中,突然將鍋具移走,數十秒後機內
會發出報警聲,部分電磁爐並顯示相應的故障代碼,再過數十秒後自動關機。
3.能正常加熱
將電磁爐置於不同功率擋時,鍋內溫升劇烈程度應有所變化。若有條件,可用鉗形電
流表測量輸入電流大小,在不同擋位時,電流值應變化,且與理論值(I=P/U)接近。
四、常見故障檢修
1.保險絲熔斷,但IGBT管正常
遇此情況,可先查看保險管損壞情況,若保險管爆裂或保險絲髮黑性熔斷,表明高
電供電電路有嚴重短路故障;若保險管中保險絲常規性熔斷,通常表明電路不存在
短路性故障,僅存在一般過流故障,這時應重點檢查LC振盪及同步比較電路。
2.IGBT管擊穿
由於IGBT管擊穿往往是因其他元器件損壞所致,僅因自身質量差而損壞的
故障率較低,因此更換IGBT管後不可貿然試機,以防再次損壞。此時,應拆下
發熱線盤,作以下檢查:
1.通電前,應檢查IGBT管G與地之間所接的鉗位二極管及電阻是否正常。
2.接通電源,不按任何鍵,IGBT管G極電壓應小於0.5V,最好是小於
0.3V,正常時約為0V,如圖2-17所示。若IGBT管G極電壓高於0.5V,一
定不能裝上發熱線盤試機,否則會損壞IGBT管,這時應檢查運算放大器、功率驅動管及其偏置電路是否正常。
3.接通電源,按下開機鍵,散熱風扇應轉動,且IGBT管G極應有間隔出現
的1V~2.5V 試探電壓。
4.在上述測試均正常的情況下,可在保險管管處串接一隻100W/220V的
燈泡降壓限流。通電試機,燈泡微亮,表明功率輸出級已無明顯短路現象;若較亮,
表明功率輸出電路仍存在短路現象,需作進一步檢查。另外,也可用一隻60W~
150W/220V 的燈泡作為假負載,代替發熱線盤試機,若燈泡亮,表明故障仍未排除。
正常時,燈泡不亮或斷續微亮。
5.如果故障機的功率驅動IC採用TA8316或TA8316S,在更
換IGBT管的同時,最好也將TA8316/S換掉。更換TA8316/S後,
在不接發熱線盤的前提下,通電測TA8316/S 的7 腳是否有0V~0.6V左
右的脈衝電壓。若有,表明電路工作基本正常,可接上發熱線盤試機;如果電壓大
於0.6V,說明電路仍有故障,不可接上發熱線盤試機,應接著檢查同步及功率驅動
電路。若同步及功率驅動電路正常,再檢查振盪電路,最好代換電壓比較IC。
6.在換上新IGBT管時,要在IGBT管上塗上導熱硅脂,並將固定I
GBT管的螺絲上緊,同時還應觀察散熱風扇轉速是否正常,整機通風是否良好。
7.在交流供電插座中增加LC濾波元件,發防市電中的干擾尖脈衝疊加在直流
電源上,導致瞬間高壓超過IGBT管的耐壓值,從而使IGBT管損壞。
提示:在實修中,為了判斷電壓比較器的好壞,可人為地將其同相或反相輸入
端接+5V或地,看輸出端(需接有上拉電阻)的電壓是否正常。正常時,若同相
輸入端電壓高於反相輸入端,輸出端為高電平;反之,輸出端為低電平。
3.上電無響應
此故障需首先檢查市電輸入是否正常,若不正常,應進一步檢查市電輸入線路;若
正常,則應檢查機內+5V供電是否正常,這是因為在接通市電後,只有在單片機
的+5V供電、復位及時鐘振盪均正常的情況下,單片機才會運行相關程序,對市
電、鍋具、熱敏電阻等參數進行檢測。
4.不加熱,無鍋或提鍋時不報警
電磁爐在無鍋或提鍋時報警,需滿足以下條件:1.市電正常;2.浪湧保護電路未進入
保護狀態;3.爐面及IGBT管檢溫電路正常;4.檢鍋電路正常;5.功率驅動電路正常;
6.同步電路正常;7.高壓供電正常;8.單片機工作正常。
5.不加熱,無鍋或提鍋時報警
“無鍋或提鍋時報警”說明電磁爐已作好了加熱前的準備,在爐面上放上符合要求的鍋
具後,功率控制電路便會根據用戶設定的溫度(或功率)輸出PWM驅動脈衝,送往功率驅
動電路,LC振盪電路工作,同時高壓保護電路(IGBT管Vcc 檢測電路)進入工作狀
態,以防止IGBT管因c 極電壓過高而損壞。一旦高壓保護電路啟控後,將無驅動脈衝送
往功率驅動電路,IGBT管停止工作,整機不加熱,從而出現此故障。
6.不停地檢測鍋具,但不能進入正常加熱狀態
不停地檢測鍋具,說明電磁爐能啟動檢鍋程序,且也能給單片機返回檢鍋信號。單片機
判斷有鍋後隨即啟動加熱程序,若此時電流檢測電路輸出的信號幅度值仍較低(低於有鍋時的閾值),單片機會誤判為無鍋,再次運行檢鍋程序,如此反覆,從而形成本故障。
7.加熱異常
加熱異常故障是指電磁爐能進入正常加熱狀態,但功率達不到預設值,主要表現為
加熱功率小(或功率調不大)和加熱斷斷續續。
8.顯示代碼故障
顯示代碼故障是指開機後爐內蜂鳴器長鳴一聲後關機,通過發光二極管或顯示屏顯
示數字或符號的故障。若知道該型機故障代碼的具體含義,可直接檢查相關電路;
若無故障代碼資料,可按以下原因進行檢修。
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