边学边修电磁炉
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3.4 保护与检测电路工作原理

3.4.1 电压检测电路

电压检测电路主要由取样电阻R200、R201、R221、R222、R202,滤波电容C200等组成。电压检测电路原理图如图3-4所示。

图3-4 电压检测电路原理图

220V交流市电通过电阻R200、R201、R221、R222取样降压后与R202(接地)分压,此电压通过电容C200滤波后,通过插排CN1的⑥脚,经R3送至单片机U1(MC80F0204)③脚,单片机通过判断此点电压来检测市电电压正常与否。

注意

针对某些地区电压高或低的情况,可把电阻R202换成20kΩ的可调电位器,调节适当的电阻值可解决故障代码E3/E4的问题。整机要正常加热,必须判断此点电压值是否正确,也就是说此点电压值必须正确,才能满足电磁炉正常加热的条件之一。

3.4.2 电流检测电路

电流检测电路主要由取样电阻R100、R102、R104、R105、R106,微调电阻VR1、R107,运放U2B等组成。电流检测电路原理图如图3-5所示。

图3-5 电流检测电路原理图

本机电流检测取样采用的是康铜丝,康铜丝R100(0.015Ω)串联在IGBT发射极与整流桥负极之间(即负极与地之间),可将微弱电流信号转化为微弱负电压信号,此电压信号如实反映电网电流波动情况。

由于该取样电流较微弱,因此需经放大电路进一步放大,运放U2B来承担本任务。

电阻R100、R102、R104、R105串联分压,反映的取样电压送至运放U2B(LM339)的⑥脚;R103获得的基准电压送至运放U2B的⑦脚;放大后的信号从运放U2B的①脚输出。该输出信号经R106限流、D100整流、C101滤波送入可调电阻VR1与电阻R107分压后,分压值通过插排CN1⑤脚、R4,送至单片机U1(MC80F0204D)的④脚。单片机通过判断此点电压来检测电磁炉电流变化情况,以达到调节实际功率和防止过流而保护的作用。整机要正常工作,此点电压必须正确,是电磁炉正常加热的条件之一。

图3-5中的电容C100、C103、C104、C5为高频旁路电容,以防止高频信号窜入本电路而引起电路异常。

3.4.3 浪涌保护电路

浪涌保护电路主要由取样电阻R100、R215、R213,运放U2A,二极管D203等组成。浪涌保护电路原理图如图3-6所示。

图3-6 浪涌保护电路原理图

当电网上有电流浪涌时,R100上通过的电流增大,此电流浪涌信号经R215到达运放U2A的⑤脚,⑤脚电压被拉低,④脚基准电压保持不变(由R218与R206分压提供)。当运放④脚电压大于⑤脚时,②脚输出由高电平下降到低电平,D203正极电压被拉低,该低电平经R220、插排CN1的④脚送至单片机的⑦脚,单片机通过该点下降沿来判断电流浪涌。单片机检测到电流浪涌时,控制关断PWM,以保护IGBT,并延时保护3s后重新检锅启动加热,恢复原状态。如在延时期间再次发生电流浪涌时,则延时时间顺延,不再执行检锅。若电流浪涌持续,则会出现间歇加热或不加热情况。

3.4.4 上电延时保护电路

上电延时保护电路主要由电阻R209、R210,二极管D205,三极管Q201、Q200等组成。上电延时保护电路原理图如图3-7所示。

图3-7 上电延时保护电路原理图

通电瞬间,高压+310V左右直流电压,通过电阻R209、R210降压,二极管D205整流后,加一个电压给三极管Q201的基极,使三极管导通,将驱动信号拉低,从而保证由于通电瞬间,单片机未稳定工作时,送出高电平信号,而使驱动IGBT长时间导通造成爆机。通电瞬间过后,+5V电压达到正常值时,Q200基极与发射极正偏将Q201基极电压拉低,Q201处于截止状态,上电延时保护动作完成。

3.4.5 关机保护电路

关机保护电路主要由三极管Q201、Q200等组成。关机保护电路原理图可参看图3-7。

单片机⑦脚(GJ-INT)为复用脚:关机保护时,即插上电源插头没有按下电源键之前待机状态,该脚为输出脚,输出GJ使能信号;电流浪涌检测时,即待机状态转入开机状态时,该脚为输入脚(高阻态),输入INT浪涌中断信号。

GJ又名关机信号,静态时单片机此I/O端口为低电平,Q200截止、Q201则导通,始终锁定驱动信号为零。开机按功能键后,此端口输出一个高电平,使Q200导通、Q201截止,驱动信号可顺利通过,加到IGBT的驱动放大电路。

3.4.6 测温、报警及风扇电路

测温、报警及风扇电路原理图如图3-8所示。

图3-8 测温、报警及风扇电路原理图

(1)测温电路

炉温传感器为RT1。热敏电阻RT1通过插排CN4与电阻R504串联分压+5V电源,分压后取分压点电压经插排CN1⑧脚、电阻R2送至单片机的②脚。单片机根据此点电压的变化,反映炉面温度变化情况,现实炉面温度监测。电容C511、C2为高频旁路电容。

IGBT传感器为RT2。热敏电阻RT2与电阻R505串联分压+5V电源,分压后取分压点电压经插排CN1⑨脚、电阻R1送至单片机的①脚。单片机根据此点电压的变化,反映IGBT温度变化情况,实现IGBT温度监测及保护。电容C512、C3为高频旁路电容。

线盘传感器为RT3。热敏电阻RT3与电阻R507串联分压+5V电源,分压后取分压点电压经R501、插排CN1⑩脚、电阻R25送至单片机的脚。单片机根据此点电压的变化,反映线盘温度变化情况,实现线盘温度监测及保护。电容C513、C9为高频旁路电容。

(2)报警电路

单片机的脚输出报警信号,经电阻R24送至蜂鸣器BUZ1,蜂鸣器的另一端接+5V电源,只要有报警信号输出,蜂鸣器就发音报警。

(3)风扇电路

风扇电路主要由三极管Q501等组成。开机上电后,单片机的⑧脚输出高电平,经插排CN1的③脚及R506送至Q501的基极,Q501导通,电机M得电而旋转。其工作电流为:+18V→插排CN2②脚→电机M→插排CN2①脚→Q501集电极→Q501发射极→地。