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典型電磁爐電路的識圖方法 半球電磁爐電路圖

由LM339構成的電磁爐下面以美的PSY18B/18C電磁爐為例，介紹以LM339為核心組成的電磁爐電路讀圖方法 。美的PSY18B/18C電磁爐由300V供電電路、主電路(LC諧振電路)、驅動電路、供電電路、保護電路、操作控制電路等組成 。，如圖4-43和圖4-44所示 。
給個提示
美的PVY22A和PSY18B電磁爐的主板構成基本相同，維修PVY22A電磁爐時也可以參考這部分 。
圖4-43 PSY18B/18C電磁爐主板電路
圖4-44 PSY18B/18C電磁爐操作及顯示板電路
1.電源輸入電路
市電輸入電路的核心元件是保險絲300、濾波電容器C300、整流堆DB1和濾波電容器C14，輔助元件是電流互感器CT300和變阻器ZNR300，如圖4-43所示 。
本機輸入的市電電壓通過FUSE300輸入，經C300抑制高頻干擾脈沖后，第一路送至電壓檢測電路和市電過零檢測電路 。第二個電路通過CT300的初級繞組連接到DB1的交流輸入端 。市電由DB1、L1和C14組成的橋式整流濾波電路整流濾波，在C14兩端產生約300V的d C電壓 。這個電壓不僅給功率變換器(主電路)供電，也給低壓供電電路供電 。電源輸入電路的ZNR300用于電源過壓保護 。當市電電壓過高時，ZNR300擊穿，引起FUSE300過流熔斷，切斷市電輸入電路，避免C14、功率管、開關電源元件的過壓損壞 。
2.電源電路
本機電源電路是由電源模塊IC1(VIPer12A)和開關變壓器L101組成的串聯開關電源 。
(1)電源轉換電路
電源變換電路的核心元件是電源模塊IC1、開關變壓器L101、續流二極管D33、濾波電容EC22和穩壓器U2，如圖4-43所示 。
300V的電壓經D101隔離、R101限幅、濾波電容EC101濾波后施加到IC1的電源端σ~⑧引腳 。這個電壓不僅加到開關管的D端給它供電，還通過高壓電流源給連接到IC1④引腳的濾波電容EC20充電 。當EC20兩端建立的電壓使IC1的④腳電壓達到14.5V時，其內部的60kHz脈寬調制器等電路開始工作，該電路產生的激勵脈沖使開關管工作在開關狀態 。開關導通過程中，兩端電壓通過開關的D/S極、開關變壓器的初級繞組L101和EC22形成充電電路，不僅給EC22充電，還在L101的初級繞組上產生左正和右負電動勢 。當開關斷開時，流經初級繞組的傳導電流消失 。由于電感中的電流不會突然變化，初級繞組通過自感產生右正左負的電動勢 。第一路電動勢經D30整流、EC20濾波后產生約40V的電壓，代替啟動電路向IC1供電 。第二個電路是由EC22和D33組成的放電電路，為EC22不斷補充能量，使EC22在一個振蕩器周期內獲得能量 。所以開關電源不僅比并聯開關電源效率高，而且由于開關管的D極和S極之間的電壓比較低，所以沒有尖峰吸收電路 。
電源工作后，EC22兩端產生的18V電壓為功率管驅動電路、振蕩器、保護電路等供電 。同時，L101二次繞組輸出的脈沖電壓經D31整流，經EC21、EC24濾波后產生12V電壓，不僅給風扇電機供電，還得到三端穩壓器U2(7805)穩壓的5V DC電壓，給微處理器(CPU)、操作鍵電路、指示燈等供電 。
(2)穩壓控制電路
穩壓電路的核心部件是電源模塊IC1、開關變壓器L101、穩壓管Z10和濾波電容EC20 。
當市電電壓升高或負載變輕時，開關電源的輸出電壓升高 。濾波電容EC20兩端上升的電壓加強了穩壓器Z10的擊穿導通程度，增加了提供給IC1③引腳的誤差電壓 。經過其內部電路處理后，開關電源的導通時間縮短，開關變壓器L101中存儲的能量減少，開關電源的輸出電壓下降到正常值 。反之，穩壓控制過程則相反 。因此，通過該電路的控制，可以保證開關電源的輸出電壓不受市電電平和負載重量的影響，實現穩壓控制 。
(3)欠壓保護電路
當D30或EC22故障時，IC1的④腳不能建立14.5V以上的電壓，其內部電路不能啟動 。如果D30開路或L101異常，EC20兩端供給的電壓低于8V，U1的欠壓保護電路就會動作，從而防止開關管因勵磁不足而損壞 。
3.系統控制電路
參見圖4-43 。該機的系統控制電路以U1微處理器(TMP86C807M/N)為核心 。
微處理器的基本工作狀態電路主要包括電源電路、復位電路和時鐘振蕩電路 。該電路的核心元件是微處理器U1(TMP86C807M/N)、晶體管Q3、穩壓器Z1和晶體振蕩器XL200 。
①電源 。低壓電源輸出的5V電壓經EC16濾波后，加到微處理器U1的電源端⑤，為U1內部電路供電 。
②復位 。復位電路由Q3、Z1等元件組成 。啟動瞬間，5V電源電壓在濾波電容的作用下從0逐漸上升到5V 。當電壓低于3.4V時，Q3的發射極電位不能超過基極電位0.7V，因此Q3關斷，其集電極電位處于低電平，使得U1的復位信號輸入端8輸入低電平復位信號，U1的內部存儲器、寄存器等電路開始復位 。當5V電源電壓超過3.4V時，Q3導通，其C極輸出的高電平電壓經C7濾波后加到U1⑧引腳，復位后U1內部電路開始工作 。
③時鐘信號 。U1上電時，其內部振蕩器開始工作，與②、③腳相連的晶振XL200振蕩產生一個8MHz的時鐘信號 。分頻后，該信號被用作U1的參考頻率 。
4.待機/開機控制電路
待機和啟動控制電路的核心元件是微處理器U1和控制管Q6，輔助元件是Q1和Q2、風扇電機和蜂鳴器 。
(1)備用控制
U1獲得上述三個基本工作條件后開始工作，U1輸出自檢脈沖，確認電路正常后進入待機狀態 。U1 21引腳輸出蜂鳴器驅動信號，驅動BUZ1發聲，控制指示燈和顯示屏發光 。同時，U27引腳輸出高電平功率管使能控制信號 。該控制信號通過R22限流使Q6導通，使比較器IC3C ⑧引腳和IC3D 10引腳的電位為低 。當IC3C的⑧引腳為低電平時，IC3C的第14引腳輸出高電平開啟Q8，而當IC3D的第10引腳為低電平時，IC3D的第13引腳輸出高電平控制信號關閉Q9 。Q8導通，Q9關斷后，功率管IGBT1關斷，機器處于待機狀態 。
(2)啟動控制
電磁爐待機期間，按下開/關鍵后，U1從內存中調出軟件設置的默認工作狀態數據:首先，控制面板上的指示燈顯示電磁爐的工作狀態；其次，U1 27輸出低電平控制信號關斷Q6，解除關斷驅動電路的控制；第三，U1的28針風扇控制端輸出高電平控制信號，經R3電流限制，再經Q2輻射放大，Q1反相放大，給風扇電機的繞組供電，使風扇電機帶動風扇轉動，迫使散熱片散熱，防止功率管過熱而不能正常工作 。
D1是用于保護Q1的箝位二極管 。Q1被切斷后，電機繞組會在Q1的集電極上產生一個很高的反峰值電壓，通過D1放電到12V電源，避免了Q1的過電壓傷害 。
5.電位計檢測電路
pot檢測電路的核心元件是微處理器U1、諧振線圈(coil)、諧振電容C15、比較器IC2、R37和R7，輔助元件是Q6、Q8和Q9，如圖4-43所示 。
啟動后，由于U1 27腳輸出的功率管使能控制信號為低電平，Q6關斷，其集電極電位為高電平 。經IC3C和IC3D比較放大后，高電平電壓從13腳和14腳輸出 。高電平信號經Q9和Q8推挽放大，再經R58和R59限流，驅動功率晶體管IGBT1導通 。IGBT1導通后，諧振線圈(coil)和C15進入電壓諧振狀態 。C15右端產生的脈沖電壓由R35和R36限流，然后由C17濾波并施加于IC2A的引腳σ 。左端產生的脈沖經R37和R7分頻后施加于IC2A的④引腳，因此IC2A的②引腳輸出PAN脈沖，該脈沖施加于U1的19引腳 。當在爐面上放置合適的鍋時，由于負載，流過功率管的電流增大，諧振電路的工作頻率降低 。IC2A輸出的PAN脈沖在單位時間內減少到3 ~ 8個 。經U1檢測后，判斷爐面上已經放置了合適的鍋，于是控制PWM端輸出功率調節信號，電磁爐進入加熱狀態 。反之，如果判斷爐面上沒有放鍋或放鍋不合適，則控制電磁爐停止加熱，U1 21輸出報警信號，驅動蜂鳴器BUZ1發出報警 。同時，u1控制顯示屏顯示故障代碼，提醒用戶沒有放鍋或放鍋不合適 。
6.同步控制，鋸齒脈沖形成電路
同步和鋸齒脈沖形成電路的核心元件是諧振脈沖采樣電路(限流電阻)、IC2 (LM339)中的兩個比較器(IC2C、IC2D)和定時電容C32，如圖4-43所示 。
諧振線圈右端的脈沖電壓由R35和R36限流，由C17濾波并加到比較器IC2D的反相輸入端⑩，而其左端產生的電壓通過R37和R7產生的采樣電壓加到IC2D的非反相輸入端11 。啟動后，U1輸出的啟動脈沖開啟功率管IGBT1，諧振線圈產生左正和右負電動勢，使IC2D的11腳電位高于其⑩腳電位 。經IC2D比較，其13腳電位為高電平電壓 。該電壓加到IC2C的⑨腳后，IC2C的14腳輸出高電平電壓 。4引腳輸出的高電平電壓一直施加于IC3C的σ引腳和IC3D的σ引腳 。因為2.2V的參考電壓輸入到IC3C的9腳和IC3D的11腳，IC3D的13腳輸出低電平電壓，IC3C的14腳輸出低電平電壓，導致Q9導通，Q8截止 。此時Q9的發射極輸出的電壓通過R58和R59限流繼續導通IGBT1，而5V電壓通過R46、R45和C32組成的充電電路對C32充電 。當C32充電的電壓使IC2C的σ引腳電位超過其⑨引腳電位時，IC2C的第14引腳輸出低電平電壓 。當14號管腳電位低時，C32兩端的電壓通過R45、D11、IC2C內部電路放電，使C32兩端產生鋸齒脈沖，經IC2C、IC2D比較放大后，Q9關斷，Q8導通 。R59使IGBT1快速關斷，流過諧振線圈的傳導電流消失，諧振線圈通過自感產生左負右正電動勢，使IC2D的⑩腳電位高于11腳電位，導致IC2D的13腳輸出低電平電壓，經IC2C比較放大后，IC2C的14腳輸出低電平，保證IGBT1關斷 。然后，無論諧振線圈對諧振電容器C15充電還是C15對諧振線圈放電，諧振線圈的右端電勢將高于左端電勢，并且IGBT1將不導通 。因此，只有當諧振線圈通過C14和IGBT1中的阻尼管放電，IC2D的11腳電位高于τ腳電位，使IC2D的13腳電位變高，C32通過R45和D11放電，使IC2C的τ腳電位低于τ腳電位，IC2C的14腳電壓才能再次輸出，功率管IGBT1經驅動電路放大后再次導通，不僅實現了
7.功率調節電路
機器的功率調節電路包括手動調節和自動調節兩部分 。
(1)手動調節
手動功率調節電路的核心元件是微處理器U1、比較器IC2C(LM339)、電容EC3和電阻R50，如圖4-43所示 。
當輸出功率需要增加時，U1 22引腳輸出的功率調整信號PWM的比值增加，R50、EC3和C9平滑濾波器產生的DC控制電壓增加 。該電壓通過R40施加到比較器IC2C的同相輸入端⑨，而鋸齒波信號輸入到IC2C的反相輸入端⑧，因此延長了IC2C的14個引腳輸出的激勵脈沖的高電平時間 。經過IC3C和IC3D比較放大后，通過Q8和Q9推挽放大延長了功率晶體管IGBT1的導通時間，增加了提供給諧振線圈(coil)的能量和功率 。相反，如果U1 22引腳輸出的功率調節信號的比值減小，則提供給諧振線圈的能量減少，加熱溫度低 。
(2)自動調節
自動功率調節電路的核心元件是電流互感器CT300、微處理器U1、電位器VR1和整流管D4 ~ D7，如圖4-43所示 。
當加熱功率因市電降低而降低時，流經功率管的傳導電流降低，導致CT300次級繞組的輸出電壓降低，C13濾波、R24和電位器VR1限壓、D4 ~ D7整流得到的采樣電壓(脈動DC電壓)降低 。電壓一路送到功率管過流保護電路；另一方面，由R38限流和EC2濾波產生的DC采樣電壓增加 。被U1 26腳內部電路識別后，U1 22腳輸出的功率調整信號的比例降低 。如上所述，功率管IGBT1的導通時間縮短，流過諧振線圈的電流減小，加熱功率降低 。反之，控制過程則相反，從而實現電流的自動調節 。
給個提示
VR1是一個電位計，用于設置最大采樣電流 。調整它可以改變引腳26輸入到U1的電壓電平，這也可以改變U1輸出的功率調整信號與空的比值 。
8.商用過零檢測電路
本機電源過零檢測電路(電源瞬時斷電保護電路)的核心元件是D301、R308、R71、Q4和微處理器U1，如圖4-43所示 。
電源電壓由D301進行半波整流，以產生脈動DC電壓，該電壓由R308和R71采樣，由C40濾波，并施加到Q4的基極 。放大后，其集電極的反相電壓就是過零檢測信號 。該信號施加于U1的引腳17 。如果U1識別出17腳輸入的過零檢測信號正常，U1輸出正常控制信號，使電磁爐正常工作；如果17針輸入的過零檢測信號異常，U1將輸出控制信號，停止電磁爐，實現電源瞬時斷電保護 。
當市電異常或電路異常，使U1的17腳無法輸入正常的市電過零檢測信號時，U1會控制電磁爐停止工作，驅動蜂鳴器發出警報，控制顯示屏顯示“e 1”故障碼，表示機器進入市電過零異常的保護狀態 。
9.18V電源電壓低保護電路
18V低電源電壓保護電路的核心元件是R28、Z4和LM339中的比較器IC3B，如圖4-43所示 。
18V電壓通過R28限流穩壓管Z4一路調節產生10V電壓，施加到IC3B的σ腳和IC3A的⑤腳作為參考電壓；通過R21和R63對另一個電路采樣產生的電壓超過10V，這個電壓施加到IC3B的σ引腳 。18V電壓正常時，IC3B的σ引腳電位高于σ引腳輸入的參考電壓，因此IC3B的σ引腳內部電路處于開路狀態 。5V的電壓通過R15，既切斷了D20，又不影響IC3C的σ腳和IC3D腳的電位，加到U1的18腳，經U1識別后控制電磁爐正常工作 。開關電源或18V電源電路異常，導致18V電壓下降 。R21和R63采樣的電壓低于10V 。IC3B比較后，IC3B的①腳內部電路導通 。一方面，IC3C的σ引腳和IC3D的σ引腳的電位被D20箝位到低電平，IC3C和IC3D處理后驅動管Q9關斷，Q8導通，功率管IGBT1關斷，避免了由于激勵不足可能造成的功率管損壞；另一方面，將U1的18腳電位設為低電平，U1識別后，U1輸出的功率管調整信號的比值為0，實現18V電源低保護 。
10.異常電源電壓保護電路
電源電壓異常保護電路的核心元件是D300、R309、R8、Q7和微處理器U1，如圖4-43所示 。
電源電壓由D300半波整流，由R309和R8分壓，然后由Q7放大 。從其發射極輸出的電壓經EC4濾波后施加到U1的引腳23 。當電源電壓正常時，U1 23腳的輸入電壓也正常 。經U1識別后，控制電磁爐正常工作 。當市電電壓異常時，U1的23腳輸入電壓必然會異常 。在得到U1的認可后，U1將控制功率管停止工作，以防止功率管和其他組件因市電電壓異常而損壞 。同時驅動蜂鳴器報警，控制顯示屏顯示故障代碼，表示機器進入市電異常保護狀態 。市電低于170V時顯示的故障碼為E7，市電高于250V時顯示的故障碼為E8 。
11.電涌保護電路
浪涌保護電路的核心元件是采樣電阻R39、R27和R2以及比較器IC3A(LM339)，如圖4-43所示 。
通過整流器堆DB1對電源電壓進行橋式整流產生的電壓被R39、R27和R2分壓，然后施加到IC3A的反相輸入端④，而IC3A的同相輸入端⑤輸入10V參考電壓 。市電正常時，IC3A的σ引腳電位高于σ引腳輸入的參考電壓，因此IC3A的σ引腳內部電路處于開路狀態 。如18V低電源電壓保護電路所述，電磁爐工作正常 。當市電出現浪涌脈沖，使IC3A的④腳電位超過10V時，IC3A比較后，IC3B的②腳內部電路導通 。如上所述，電磁爐停止工作，實現浪涌脈沖保護 。浪涌脈沖消失后，電磁爐又會工作 。
12.功率管集電極過壓保護電路
本機功率管集電極過壓保護電路的核心元件是采樣電阻R35、R36、R42、R20、R56、R51和比較器IC2B，如圖4-43所示 。
5V電壓由采樣電阻器R56和R51采樣，并且大約4V的參考電壓被施加到IC2B的非反相輸入端子σ 。同時，由功率晶體管IGBT1的集電極產生的反峰值電壓由R35、R36、R42和R20分壓，并施加到IC2B的反相輸入端⑥ 。當IGBT1的集電極產生的反峰電壓正常時，IC2Bσ管腳的輸入電壓低于σ管腳電位，IC2Bσ管腳內部電路處于開路狀態，不影響IC2C的⑨管腳電位，電磁爐正常工作 。當IGBT1的集電極產生的反峰電壓過高時，IC2Bσ引腳的電位通過采樣超過σ引腳的電位，于是IC2Bσ引腳內部電路導通，功率調節電壓被R49箝位到低電平，使IC2C的14個引腳輸出的激勵電壓與空的比值降低到0，IGBT1關斷，避免了過壓損壞 。當IGBT1的集電極反峰電壓恢復正常，IC2B ⑥引腳的電位低于IC2B ⑥引腳的電位時，IC2B⑥引腳的內部開路將恢復，IGBT1重新工作 。
13.功率管過流保護電路
電源過流保護電路的核心元件是電流互感器CT300、微處理器U1、EC6、Z6和Q5，如圖4-43所示 。
當CT300二次繞組輸出電壓隨諧振回路電流增大時，C13濾波、R24和電位器VR1限壓、D4 ~ D7整流得到的采樣電壓(脈動DC電壓)增大 。電壓一路送到功率調節電路；另一個電路通過EC6和Z6連接到Q5的基極 。穩壓管Z2經Q5放大后，導通并增強 。EC3兩端的功率調節電壓通過R49設置為0，功率管關斷，避免功率管等元器件過流損壞 。
14.功率管過熱保護電路
功率管過熱保護電路的核心元件是功率管溫度傳感器RT1、R6、C5和微處理器U1，輔助元件是連接器CN2，如圖4-43所示 。
RT1為負溫度系數，安裝在IGBT1的散熱片上，其引腳通過連接器CN2與主板相連 。當功率管的散熱片溫度高于85℃時，RT1的阻值下降，RT1和R6采樣的5V電壓升高 。該電壓由C5濾波并施加到U1的TIGBT信號的輸入端25 。經U1檢測后，判斷散熱片溫度過高，使22腳輸出的功率調節信號比例降低到空，縮短了功率管IGBT1的導通時間，降低了電流，限制了功率管的工作溫度 。當由于風扇異常等原因導致散熱片溫度高于95℃時，RT1的電阻值進一步降低，U1 25腳的輸入電壓進一步升高 。U1檢測后，判斷功率管過熱，U1立即輸出加熱停止信號，停止功率管工作，避免功率管過熱損壞 。同時驅動蜂鳴器發出警報，控制顯示屏顯示“E6”故障碼，表示機器進入功率管過熱保護狀態 。
給個提示
由于溫度傳感器RT1在功率管損壞后無法檢測到功率管的溫度，容易造成功率管過熱損壞 。為了防止這種傷害，機器還配備了RT1異常保護功能 。
當RT1和連接器CN2斷開或濾波電容C5短路時，U25引腳沒有電壓輸入 。經U1識別后，不僅不輸出加熱指令，還驅動蜂鳴器報警，控制顯示屏顯示故障碼“E4”，表示機器進入功率管溫度傳感器開路保護狀態 。當RT1擊穿或R6開路導致U1 25腳輸入高電平信號，經U1識別后，不再輸出加熱指令，并驅動蜂鳴器報警，控制顯示屏顯示故障碼“E5”，表示機器進入功率管溫度傳感器擊穿保護狀態 。
15.爐膛表面過熱保護電路
爐膛表面過熱保護電路的核心元件是爐膛表面溫度傳感器RT2、R9、C6和微處理器U1，輔助元件是連接器CN3，如圖4-43所示 。
RT2為負溫度系數，安裝在諧振線圈中間，緊貼爐面底部 。它的引腳通過連接器CN3連接到主板 。當爐面溫度高于220℃時，RT2的阻值急劇下降，5V的電壓經RT2和R9分壓后升高 。經過C6濾波后，它被添加到U1 24引腳 。U11檢測后，判斷爐面溫度過高，輸出加熱停止信號，使功率管停止工作，進入爐面溫度過熱保護狀態 。
給個提示
因為溫度傳感器RT2損壞后無法檢測爐面溫度，所以容易擴大故障范圍 。因此，機器還配備了RT2異常保護電路 。
當RT2故障，R9開路，使U1 24的輸入電壓處于高電平時，U1判斷RT2故障，輸出停止加熱的指令，驅動蜂鳴器報警，控制顯示屏顯示故障代碼“E2”，提醒機器的爐面溫度傳感器故障；當連接器CN2、RT2開路或C6被擊穿，使U1 24腳的輸入電壓為0時，U1判斷RT2開路，輸出停止加熱命令，驅動蜂鳴器報警，控制顯示屏顯示故障碼“E3”，提醒機器的爐面溫度傳感器開路 。
由專用芯片組成的電磁爐電路以奔騰“快磁”小板組成的電磁爐為例，介紹專用芯片組成的電磁爐電路讀圖方法 。本機由300V電源電路、主電路(L、C諧振電路)、驅動電路、電源電路、保護電路、操作和控制電路等組成 。，如圖4-45所示 。
圖4-45奔騰電磁爐電路由“快磁”小板組成
1.電源電路
機器的供電電路是以新型綠色電源模塊VIPer12A(IC1)為核心的并聯開關電源 。
給個提示
有些電磁爐采用VIPer12A作為串聯開關電源，所以它的①、②腳不是直接接地，而是接在一個18V供電的續流二極管(整流管)的負極，所以它的①、②腳在18V，這樣它的④腳在40V左右 。
(1)300伏電源
機器電源電壓接通后，市電電壓通過保險絲F1輸入主板，高頻干擾脈沖由高頻濾波電容C1濾波，由整流橋堆整流后的300V電壓給開關電源供電 。另一路由扼流圈L1和電容器C15濾波，然后向功率轉換器(主電路)供電 。市電輸入電路的壓敏電阻ZMR1用于市電過壓保護，避免300V電源、電源電路、功率管的過壓損壞 。
(2)功率轉換
300V的電壓通過D10輸入到開關電源，經過濾波電容C11濾波后，再通過開關變壓器T1的一次繞組施加到IC1(VIPer12A)的σ~⑧引腳上，不僅為其內部的開關管供電，還通過高壓電流源給第四引腳連接的濾波電容C6充電 。當C6兩端的電壓達到14.5V時，IC1中的60kHz調制控制器等電路開始工作，該電路產生的激勵脈沖使開關管工作在開關狀態 。
開關電源工作后，T1次級繞組輸出的脈沖電壓經整流濾波得到DC電壓:經D1整流和C3濾波產生20V電壓，該電壓不僅通過R6和D4加到IC1④引腳上代替啟動電路向其供電，還提供給功率管、風扇電機等電路的驅動電路 。5V電壓由D2整流和C4濾波產生，為IC3(HT46R12)、蜂鳴器、溫度采樣等電路供電 。
【典型電磁爐電路的識圖方法 半球電磁爐電路圖】為了防止IC1中的開關管在截止時刻被過大的反峰值電壓擊穿，該電路在開關變壓器T1的初級繞組兩端有一個由R5、D3和C5組成的尖峰吸收電路 。

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