第5章 电磁炉主控电路的故障检修
5.1 主控电路的结构组成
电磁炉的主控电路是电磁炉的脉冲信号产生电路以及过压、过流和过热检测的主控电路,实际上也是电磁炉中各种信号的处理电路。
5.1.1 主控电路的功能特点
如图5-1所示,电磁炉中的主控电路是整机的控制核心,通常位于炉盘线圈下部,电路的一部分受到炉盘线圈遮挡,通过固定螺钉固定在电磁炉底座上,该电路是电磁炉实现智能化控制的关键电路。
图5-1 主控电路的基本特征
在不同品牌、不同型号的电磁炉中,主控电路的结构和安装位置基本相同,但具体到结构细节并不完全相同。除采用独立电路板设计外,有些电磁炉的主控电路与电源供电电路及功率输出电路安装在同一块电路板中。
如图5-2所示,主控电路是整个电磁炉的核心控制电路。它实际上是由各种不同功能的检测及保护电路构成,这些功能电路在微处理器的控制下,协调配合完成正常工作。
图5-2 功率输出电路的功能特点
在电磁炉工作过程中,电源供电电路为保护检测电路提供工作电压,功率输出电路的电压经过过压保护电路进行电压检测。
温度检测电路的温度检测信号、过压保护电路的过压信号、(IGBT)温度检测输出的温度信号、保护检测电路的保护信号送到微处理器中,经内部处理,输出PWM信号送往同步振荡电路,再经处理送到PWM调制电路中,处理后输出驱动信号送往IGBT驱动电路,最后输出驱动功率输出电路中的IGBT;微处理器工作后,输出的报警信号送往报警驱动电路,同时也带动风扇驱动电路工作。
5.1.2 主控电路的结构特点
如图5-3所示,电磁炉的主控电路主要是由微处理器(CPU)、晶体、电压比较器、运算放大器、PWM信号驱动芯片、蜂鸣器、电流检测变压器、温度检测传感器、散热风扇等部分构成的。
图5-3 主控电路的基本结构
1 微处理器(HMS87C1202A)
图5-4为典型电磁炉中的微处理器(HMS87C1202A)外形及引脚功能。微处理器是检测及主控电路的核心控制部件,简称CPU。其内部集成有运算器、控制器、存储器和接口电路等,用来接收操作按键送来的人工指令信号,并将指令信号转换为控制信号,对电磁炉的工作状态进行控制。此外,由检测电路送来的过压、过流、过热、锅质等信号也送入微处理器中,以便于对电磁炉的工作状态进行监测。
图5-4 主控电路中的微处理器(HMS87C1202A)
2 晶体
如图5-5所示,晶体通常位于微处理器附近(识别微处理器的重要标志),主要用来和微处理器内部的振荡电路构成时钟振荡器产生时钟信号,为微处理器提供工作条件,使整机控制、数据处理等过程保持相对同步的状态。
图5-5 主控电路中的晶体
3 电压比较器
图5-6为典型电压比较器LM339示的实物外形及引脚功能。这种电压比较器在电磁炉主控电路中被广泛应用。
图5-6 主控电路中的电压比较器(LM339)
电压比较器是电磁炉检测及主控电路中的关键元件之一。它常用于组成同步振荡器、电流或电压检测电路,还有传感器接口电路等。
当电压比较器的同相输入端电压高于反相输入端电压时,输出高电平;当反相输入端电压高于同相输入端电压时,输出低电平。电磁炉中的许多检测信号的比较、判断及产生都是由该芯片完成的。
图5-7为电压比较器输入与输出端电压或信号的关系。
图5-7 电压比较器输入与输出端电压或信号的关系
4 运算放大器
图5-8为典型运算放大器LM324的实物外形及引脚功能。运算放大器常用于温度检测和电压检测电路中。
图5-8 主控电路中的运算放大器(LM324)
运算放大器LM324内部为四只运算放大器,这四只运算放大器可以和外围元件构成电流、电压检测电路或电压比较器、谐振器等;LM339内部为四只电压比较器,是专用于进行电压比较放大的器件,与运算放大器LM324不能互换。
5 PWM信号驱动芯片
图5-9为典型PWM信号驱动芯片(TA8316)的实物外形及引脚功能。该芯片可将PWM信号(脉宽调制信号)进行功率放大,为IGBT提供驱动信号。
图5-9 主控电路中的PWM信号驱动芯片(TA8316)
如图5-10所示,除了采用集成电路的结构形式外,有些电磁炉采用互补输出晶体管(NPN、PNP管)构成PWM驱动电路。
图5-10 采用互补输出晶体管(NPN、PNP管)构成PWM驱动电路
6 电流检测变压器
图5-11为典型电流检测变压器的实物外形。电流检测变压器与外围电路构成电磁炉的电流检测电路,用来判别电磁炉是否有过载的情况,即电流是否超过正常值,如有过载情况,立即实施保护,防止损坏电磁炉内的元件。
图5-11 主控电路中的电流检测变压器
在电磁炉电路中,电流检测变压器是电流检测单元电路的标志器件。AC 220V进入电磁炉后,有一分支电路,沿该分支电路可以查找到电流检测变压器,该元件及外围元件构成电流检测电路。若无法查找到电流检测变压器,则说明该电磁炉无电流检测电路。
7 蜂鸣器
图5-12为典型蜂鸣器的实物外形。蜂鸣器是一种电声器件,主要是在微处理器的控制下发出“嘀嘀”声,对电磁炉的状态进行提醒或进行故障警示。
图5-12 主控电路中的蜂鸣器
8 温度传感器
如图5-13所示,电磁炉中的温度传感器主要包括炉面温度检测传感器和IGBT温度检测传感器两种,这两种传感器均采用热敏电阻器实现温度感测。
图5-13 主控电路中的温度传感器
9 散热风扇
如图5-14所示,散热风扇由微处理器进行控制,开机后风扇立即旋转,当加热停止后微处理器控制风扇再延迟工作一段时间,以便将机壳内的热量散掉。
图5-14 电磁炉中的散热风扇