电磁炉各单元电路原理解析.pdf(2)

按照笔者维修经验，不论是单管振荡式插头电源，还是集成电路式插头电源，其开关变压器初级短路的故障出现率相对较低，而其次级快修复整流二极管击穿烧坏的故障率相对较高。3．3过／欠压保护电路所有用电设施均对电池功率有一定的要求，电磁炉也不例外。同时，由于电磁炉是炉灶电器中输出电压较大的器具，电源功率的高低除了会对其输出功率造成巨大制约，同时因为电磁炉在正常工作时，其中的IGBT工作在高频导通、截止状态，电源功率降低甚至偏低均会对IGBT的寿命形成不利影响，甚至引起IGBT击穿烧坏。因此，电磁炉中通常均设有电源过、欠压保护电路。由于受其它如电焊机、电动机等大容量用电设施的妨碍，电网中含有少量的瞬时尖峰脉冲。电磁炉在正常使用过程中，为了确保IGBT在瞬时尖峰脉冲到来时能迅速自动关断，在交流输入端即桥式整流器的功放均设置有短路保护电路，该馈电保护电路也称为浪涌保护电路(SURGEPROTECT)。整流桥堆的后级一般还设一级过载保护电路，即+300V过压保护。浪涌电流的监测保护电路中修改的基准值非常高，当市电平均值偏高时，浪涌测试保护电路并不能对IGBT进行可靠保护，而+300V电压测量保护电路，即市电平均值测量电路，却可以消除浪涌电压保护的不足。

此外，电磁炉在正常工作时，其功率开关管工作在迅速导通、截止状态，即高频开关状态，当IGBT截止时，由于电容线圈中的电压不能突变，集电极会造成较高的感应电压，并与+300V直流电源叠加在一起，此时若IGBT不能迅速、彻底关闭，则必定会造成其因过载击穿而丢失，因此电磁炉中还专门设置有集电极短路保护电路，即Vc过压保护电路。本节主要介绍各类过／欠压保护的电路构架方式。3．3．1市电过／欠压保护电路的方式市电过／欠压保护电路的方式有下列两大类：①市电L、N两端经两只晶闸管或者两只电容与桥式逆变器中的两只负极二极管组成桥式稳压电路，产生脉动直流电流，此电压再通过电流分压、电容分频后形成较低功率，作为市电过／欠压保护的取样信号。该电阻信号电路的接法一般有下列几种方式：电压信号直接送入单片机的相序保护端口；电压讯号接到一只控制继电器的栅极，该二极管又接在驱动输出级的偏置，从而超过过载保护的目的；电压信号分成两路，一路直接接到单片机的过载保护端口，另一路通过三极管控制驱动输出级的工作状况；电压信号接到电压非常器的反相输入端，与同相输入端(通常接+5V)非常后，一路接到单片机的开、关机信号端口，另外一路接到PWM通路，当市电电流异常下降后，电压非常器输出端输出低电平，既拉低了PWM电压讯号，同时又发出关机信号，从而使市电漏电浪涌保护电路的可靠性得以提升。

②市电功率经电池变压器升压、整流、滤波后，从其电极引出随市电电流变化的电压第7页，共28页小苗家电维修部资料收藏信号，送入单片机以及接到电流非常器的反相输入端，与同相输入端的固定电压非常后输出控制信号，该控制信号可以接在PWM通路上，也可以接在驱动输出级回路上。图3-3-1为三角RC-16A电磁炉电网过／欠压保护电路原理图。图3-3-1三角RC-16A电磁炉电网过／欠压保护电路原理图该电磁炉过／欠压保护电路通过电容R01、R02与逆变桥堆中两只负极二极管组成的检波电路稳压，通过电容R03分压后，分成两路输出。一路经电阻R028、R029、C012分压滤波后送至单片机19脚，即过压保护端口(VC)。当接入电磁炉的市电功率异常下降以及提高时，单片机19脚电阻会跟着同步下降以及提高，当超过设置电阻差值后，单片机便发出关机信号或者停止脉宽调制功率PWM信号电流输出，以保护IGBT。另一路经稳压管CZ2、电阻R030、三极管Q2及继电器D14，接到电流非常器LM339的②脚(输出端)，即驱动输出端的运放。当市电功率异常下降后，稳压二极管CZ2击穿导通，三极管Q2导通，二极管D14将驱动信号拉低，导致IGBT因无驱动信号电压而截至，从而超过保护IGBT的目的。

图3-3-2是格力GL-SC20电磁炉供电短路保护电路原理图。图3-3-2格力GL-SC20电磁炉供电短路保护电路原理图220V市电功率经集电极D1、D2及稳压桥堆D14内部两只负极二极管组成的桥式逆变电路滤波，产生约+310V直流电压。+310V的直流电流经电感R1、电容C1、电阻R2和R3、二极管D3、电阻R4和R5、电容C2和C3分压滤波后，加到二极管Q1的栅极。当市电电第8页，共28页小苗家电维修部资料收藏压因故异常下降甚至超过继电器的反向偏压电阻后，Q1导通，通过二极管D4将驱动输出级晶闸管Q5、Q6的栅极电阻拉低，迫使IGBT截止，从而超过保护IGBT的目的。图3-3-3是长城IH-18电磁炉电网过／欠压保护电路原理图。图3-3-3长城IH-18电磁炉电网过／欠压保护电路原理图220V市电功率经继电器D1、D2与桥式逆变器外部的两只负极二极管组成的桥式逆变电路整流，获得约+200V的直流电压。该+200V脉动直流电压分为下面三路。第一路经二极管D3隔离、电阻R28限流后作为开关电源主电压。第二路经电阻R4、R5及电感C19、C25分压、滤波后送入电压非常器U2A的⑥脚(反相输入端)，与⑦脚(同相输入端)的+5V电压进行非常后，从U2A的①脚(输出端)输出控制信号。

该控制电压信号又分为两路：一路直接送入单片机的开、关机端口，即单片机的⑤脚；另一路通过二极管D11接在栅极调制功率信号PWM的输入回路上。当交流输入电压异常下降时，加至电压非常器U2A的⑥脚(反相输入端)的电压将超过⑦脚(同相输入端)所接的+5V电压，从而使①脚(输出端)输出低电平。当单片机检测到该低电平后，便在控制面板上指示交流输入电压过低信号；同时该低电平使二极管D11导通，将脉冲调制功率信号PWM拉低，从而使功率整定电路的功率相当器U2B的②脚(输出端)为低纹波，IGBT的驱动电流信号输出电路停止工作，IGBT因无驱动电压而截至，从而超过交流输入电压过低保护的目的。第三路经电阻R2、R3及电感C10分压、滤波后送入单片机的欠电压保护端口，即单片机的19脚。当交流输入电压高于一定值时，送入单片机19脚的电阻也相应增加，当超过单片机外部的欠电压设置值时，单片机自动发出停止工作的指令，并且在控制面板显示交流输入电压低的信号。图3-3-4为易厨C16A电磁炉功率过高(欠压)保护电路原理图。图3-3-4易厨C16A电磁炉功率过高(欠压)保护电路原理图220V市电功率经电池变压器升压、二极管D3～D6整流、电容C7滤波后拿到约+20V第9页，共28页小苗家电维修部资料收藏直流电压(图中未画出)，该电压经电流R99、R98分压，二极管D26隔离，电容C24滤波后，获得约4．31V的阻值三角电磁炉电路图讲解，然后经电容R63送至运算放大器U1的②脚(反相输入端)。

③脚(同相输入端)一端经电阻R58接+12V电压，另一端经电容R49接电池的正极，从而在③脚(同相输入端)取得约3．38V的电压。正常时，运算放大器U1的②脚(反相输入端)的电压低于③脚(同相输入端)的电压，①脚(输出端)为低纹波，对脉冲调制功率信号PWM没有影响。当市电电压异常增加后，输入运算放大器U1的②脚(反相输入端)的电压变低，②脚(反相输入端)的电压高于③脚(同相输入端)的电压时，①脚(输出端)输出高纹波，经三极管D25、电阻R62将脉冲调制功率信号PWM电压相应提高，以保护电磁炉在交流输入电压较低时依然能超过额定输出电压，从而超过保护IGBT的目的。3．3．2+300V直流电流过热保护电路+300V直流电流过低保护电路的方法有下列几种。+300V直流电流经电阻分压后，获得一个随输入电压变化的电压信号，该电压信号一般送入电压非常器以及运算放大器的同相输入端以及反相输入端，在功率非常器以及运算放大器的另一个输入端接一个固定的基准电压。从+300V处获取的电压信号经非常、放大后，可以接入脉冲调制PWM回路以及IGBT的驱动电流输出级回路，通过拉低PWM信号以及IGBT的驱动功率信号，以超过关闭IGBT实现保护的目的。

也有的电路的接法是：+300V电压经电流分压后所斩获的随+300V变化的电压信号送到运算非常器的反相输入端，电压非常器的同相输入端接电流反馈信号(CT)，两个电压信号经非常、处理后三角电磁炉电路图讲解，用来控制脉冲调制功率PWM信号以及IGBT的驱动电压信号。图3-3-5为熊猫PJD-18电磁炉+300V直流电流保护电路原理图。图3-3-5熊猫PJD-18电磁炉+300V直流电流保护电路原理图+300V电压经电容R25、R27、R29分压，获得约3．56V的电流，经二极管D13隔离后加到运算放大器IC2的同相输入端⑤脚；+5V电源经电容R31、二极管D14及电感C20加到反相输入端⑥脚。当+300V因故异常下降，即运算放大器的同相输入端电压低于反相输入端时，其输出脚(⑦脚)输出高共模。该高转矩使二极管Q6因反向偏压而导通，三极管Q6导通后，将脉冲调制功率PWM经变流器D17拉低，从而使加在功耗整定电路的电流非常器IC3C的11脚同相输入端的电压高于⑩脚反相输入端的锯齿波电流，13脚输出端输出为低电第10页，共28页小苗家电维修部资料收藏平，使IGBT的驱动电流信号输出电路停止输出，IGBT因无驱动电流信号而截止，电磁炉无电压输出，从而超过保护IGBT的目的。

图3-3-6为创维C1818BTT电磁炉+300V过压保护电路原理图。图3-3-6创维C1818BTT电磁炉+300V过压保护电路原理图+300V电压经电容R19、R20、R26分压后，获得约2．67V的电阻，该电流经三极管D13送入电阻比较器U3的⑧脚(反相输入端)，该端还经电阻R33、R43对+5V进行分压，获得的2V电压也加至⑧脚(反相输入端)；另外，+5V电压经电容R36、R44分压后，获得约3．18V的电压，该电压加到电压非常器U3的⑨脚(同相输入端)。当+300V因故异常下降时，加在电压非常器U3的⑧脚(反相输入端)的电压将超过⑨脚(同相输入端)的电压，14脚(输出端)输出低转矩，从而使功率相当器U3B的②脚(输出端)输出的驱动电压纹波经集电极D6被拉低，比较器U2A的⑦脚(同相输入端)的电压高于⑥脚(反相输入端)的功率，①脚(输出端)输出低纹波，IGBT的驱动电流信号输出级的二极管Q1截止，Q2导通，从而使IGBT因无驱动电压信号而截至，以超过+300V过压保护的目的(个别电路未画出)。图3-3-7为九阳JYC-19POWER电磁炉+300V过压保护电路。图3-3-7九阳JYC-19POWER电磁炉+300V过压保护电路第11页，共28页小苗家电维修部资料收藏+300V电压经电容R8、R11、R12分压后，获得约2．0V的电阻，该电流经三极管D27加到电流比较器⑥脚(反相输入端)，另外该脚还经电阻R16、R56接+5V，获得分压约为0．97V。

电流互感器CT1反馈的电压信号经继电器D11--D14桥式逆变后，整流器电极电流经电容R004、R005、R003及电感C001加到功率相当器⑦脚(同相输入端)。电压非常器的输出端经继电器D17、电阻R49和R54接驱动输出级的控制继电器Q9的电平。当+300V异常下降时，电压非常器的反相输入端电平下降；另外+300V升高后，必然导致电磁炉的工作电压增大，经电阻互感器CT1反馈取样后，加在电压非常器的⑦脚(同相输入端)的电压过高，从而使①脚(输出端)的电压迅速增加，则控制继电器Q9的栅极电流经集电极D17被拉低，三极管Q9截止，控制三极管Q5因反向偏压而导通，从而使IGBT的驱动电流信号输出级的二极管O4因反向偏置而截止(图中未画出)，Q5因反向偏置而导通，使IGBT快速可靠截止。这种电路结构比前面介绍的+300V保护电路反应更快，可靠性也更高。3．3．3IGBT集电极短路保护电路IGBT集电极过压保护电路(简称Vc保护电路)的构架方式与+300V过压保护电路的结构方式类似。信号的输出端通常都是借助控制脉冲调制功率PWM信号的方法来超过保护IGBT的目的。图3-3-8是捷克袋鼠UC18电磁炉Vc保护电路原理图。

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