电磁炉的工作原理及维修方法(2)

2.输入阻抗高, 栅驱动功率极小, 驱动电路简单。

3.低导通电阻。在给定芯片尺寸和BVceo下, 其导通电阻Rce(on) 不大于MOSFET的Rds(on) 的10%。

4.击穿电压高, 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1kV~1.8kV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,所以应用时须配套6a/1200v以上的快速恢复二极管(d11)使用,该igbt配套6a/1200v以上的快速恢复二极管(d11)后可代用skw25n120。(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,所以应用时须配套6a/1200v以上的快速恢复二极管(d11)使用,该igbt配套6a/1200v以上的快速恢复二极管(d11)后可代用skw25n120。igbt场效应管参数(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,所以应用时须配套6a/1200v以上的快速恢复二极管()使用,该igbt配套6a/1200v以上的快速恢复二极管()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sgw25n120的d11快速恢复二极管拆除不装。(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,代用时将原机配套sgw25n120的快速恢复二极管拆除不装。(3) gt40q321----东芝公司出品,耐压1200v,电流容量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igbt的d11快速恢复二极管拆除不装。

(3) gt40q321----东芝公司出品,耐压1200v,电流容量25℃时42a,100℃时23a, 内部带阻尼二极管, 该igbt可代用sgw25n120、skw25n120, 代用sgw25n120时请将原机配套该igbt的快速恢复二极管拆除不装。(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时请将原机配套该igbt的快速恢复二极管拆除不装。(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igbt的d11快速恢复二极管拆除不装。

(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以上的快速恢复二极管(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以上的快速恢复二极管(D11)后可代用GT40T301。

(3) gt40q321----东芝公司出品,耐压1200v,电流容量25℃时42a,100℃时23a, 内部带阻尼二极管, 该igbt可代用sgw25n120、skw25n120, 代用sgw25n120时请将原机配套该igbt的快速恢复二极管拆除不装。(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时请将原机配套该igbt的快速恢复二极管拆除不装。(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igbt的d11快速恢复二极管拆除不装。

(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。

电磁炉的工作原理及维修方法 3

2.2 电路方框图

2.3 主回路原理分析

r78、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t2~t4时间 (图1),由于c3两端电压为左负右正,所以v3v4,v5off(v5=0v) 振荡电路v6v5,v7 off(v7=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t2~t4时间不会导通, 在t4~t6时间,c3电容两端电压消失, v3v4, v5上升,振荡有输出,有开关脉冲加至q1的g极。d、t4-t5：此时igbt开通，但由于感抗的作用，不允许电流突变，负向电流i4继续向电容c3充电直至为0 所以，在一个高频的周期里，t2~t3的电流i2是线盘磁能对电容c3的充电电流，t3~t4的电流i3逆程脉冲峰压通过l1放电的电流，t4~t5的电流i4是线盘两端的电动势反向时形成 的阻尼电流，因此，igbt的导通电流实际是电i1。在高频电流一个电流周期里,t2~t3的i2是线盘磁能对电容c3的充电电流,t3~t4的i3是逆程脉冲峰压通过l1放电的电流,t4~t5的i4是l1两端电动势反向时, 因d11的存在令c3不能继续反向充电, 而经过c2、d11回流所形成的阻尼电流,q1的导通电流实际上是i1。

在高频电流一个电流周期里,t2~t3的i2是线盘磁能对电容C3的充电电流,t3~t4的i3是逆程脉冲峰压通过L1放电的电流,t4~t5的i4是L1两端电动势反向时, 因D11的存在令C3不能继续反向充电, 而经过C2、D11回流所形成的阻尼电流,Q1的导通电流实际上是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,t1~t2,Q1饱和导通,UC接近地电位,t4~t5,阻尼管D11导通,UC为负压(电压为阻尼二极管的顺向压降),t2~t4,也就是LC自由振荡的半个周期,UC上出现峰值电压,在t3时UC达到最大值。

以上分析证实两个问题:一是在高频电流的一个周期里,只有i1是电源供给L的能量,所以i1的大小就决定加热功率的大小,同时脉冲宽度越大,t1~t2的时间就越长,i1就越大,反之亦然,所以要调节加热功率,只需要调节脉冲的宽度;二是LC自由振荡的半周期时间是出现峰值电压的时间,亦是Q1的截止时间,也是开关脉冲没有到达的时间,这个时间关系是不能错位的,如峰值脉冲还没有消失,而开关脉冲己提前到来,就会出现很大的导通电流使Q1烧坏,因此必须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V6

(2) 当V6>V5时,V7转态为OFF,V5亦降至D12与D13的顺向压降, 而V6则由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”。

2.5 IGBT激励电路

振荡电路输出幅度约4.1V的脉冲信号,此电压不能直接控制IGBT(Q1)的饱和导通及截止,所以必须通过激励电路将信号放大才行,该电路工作过程如下:

(2) v8 on时(v8=4.1v),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。个位q3通过一个非门接十位脉冲端，当个位“q3q2q1q0”为“1001”时 q3为“1”通过非门为“0”，“q3q2q1q0”变为“0000”时q3为“1”，通过非门为“1”，即产生一上升沿，实现个位十进数。(5)待机时v.g点电压高于0.5v----待机时测v9电压应高于2.9v(小于2.9v查r11、+22v),v8电压应小于0.6v(cpu 19脚待机时输出低电平将v8拉低),此时v10电压应为q8基极与发射极的顺向压降(约为0.6v),如果v10电压为0v,则查r18、q8、ic2d, 如果此时v10电压正常,则查q3、q8、q9、q10、d19。

(2) V8 ON时(V8=4.1V),V8>V9,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。

电磁炉的工作原理及维修方法 4

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的电压越高,C20的电压也跟着升高,送到振荡电路(G点)的控制电压随着C20的升高而升高, 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。

电容比 q---优值（品质因素）δvz---稳压管电压漂移 di/dt---通态电流临界上升率 dv/dt---通态电压临界上升率pb---承受脉冲烧毁功率 pft（av）---正向导通平均耗散功率 pftm---正向峰值耗散功率pft---正向导通总瞬时耗散功率pd---耗散功率 pg---门极平均功率 pgm---门极峰值功率pc---控制极平均功率或集电极耗散功率 pi---输入功率 pk---最大开关功率pm---额定功率。电容比 q---优值（品质因素）δvz---稳压管电压漂移 di/dt---通态电流临界上升率 dv/dt---通态电压临界上升率pb---承受脉冲烧毁功率 pft（av）---正向导通平均耗散功率 pftm---正向峰值耗散功率pft---正向导通总瞬时耗散功率 pd---耗散功率 pg---门极平均功率 pgm---门极峰值功率pc---控制极平均功率或集电极耗散功率 pi---输入功率 pk---最大开关功率pm---额定功率。④如果300 v电压和启动、vcc供电电压正常，测量副开关电源有无脉冲电压输出，无脉冲电压输出，故障在驱动控制集成电路或厚膜电路，否则故障在功率输出开关管或开关变压器“二次”整流、滤波电路。

2.7 同步电路

另一路直流电压经启动电阻r3、r48分压获得18v电压，通过电阻r61加至q8的b极，为其提供导通电流，使q8工作在开关状态，产生高频脉冲电流，经t2的耦合感应，次级绕组会产生脉冲电压，其中l2绕组的脉冲电压经二极管d21整流，电容4、e4高低频滤波后产生18v直流电压，为风扇电机以及其他控制电路供电，同时为开关电源的稳压控制电路提供误差取样电压。二次开机后，在控制系统的控制下，高压板启动工作，振荡控制芯片oz9926a输出两对四路激励脉冲，推动mosfet（开关管）q701～q704和升压变压器t751～1754组成的全桥驱动电路工作于交替开关状态，产生交流高频电压，为4个背光灯管供电。时间t1~t2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l1,由于线圈感抗不允许电流突变.所以在t1~t2时间i1随线性上升,在t2时脉冲结束,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电荷充满,电流变0,这时l1的磁场能量全部转为c3的电场能量,在电容两端出现左负右正,幅度达到峰值电压,在q1的ce极间出现的电压实际为逆程脉冲峰压+电源电压,在t3~t4时间,c3通过l1放电完毕,i3达到最大值,电容两端电压消失,这时电容中的电能又全部转为l1中的磁能,因感抗作用,i3不能立即变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不能继续反向充电,而是经过c2、d11回流,形成电流i4,在t4时间,第二个脉冲开始到来,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t5时q1才开始第二次导通,产生i5以后又重复i1~i4过程,因此在l1上就产生了和开关脉冲f(20khz~30khz)相同的交流电流。

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