电磁炉工作原理分析报告和电磁炉电路图

电磁炉工作原理分析和电磁炉电路图分析（1）1.感应加热原理感应加热电磁炉是一种利用电磁感应将电能转化为热能的厨房电器. 在炉灶内部，通过整流电路将50 / 60Hz交流电压转换为直流电压，然后通过控制电路将直流电压转换为频率为20-40KHz的高频电压. 流过线圈的高速变化电流将产生高速变化. 在磁场中，当磁场中的磁力线穿过金属容器（一种导电和导电的材料）时，在其中有无数的小涡流. 底部金属体，这会导致容器本身高速产生热量，然后加热容器中的内容物. 2.电磁炉电路的工作原理分析2.1常用组件介绍2.1.1 LM339集成电路LM339内置四个电压比较器，当电压比较器的输入电压为正时，其转换电压为6mV（+输入电压高于输入电压），将晶体管放置在LM339内部控制输出端，该输出等效于开路;当电压比较器的输入电压反向（-输入电压高于+输入电压）时，它位于LM339内部. 控制输出端的晶体管导通，比较器外部输入的电压下拉. 此时，输出为0V. 2.1.2 IGBT文案百科全书的实用文档绝缘双双极晶体管（Isolated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管），称为IGBT，是一种高压，高速，高功率的器件，结合了BJT大电流密度和MOSFET的优点以及其他电压激励的现场控制设备.

当前，使用由不同材料和工艺制成的IGBT，但它们都可以被视为具有MOSFET输入并随后进行双极晶体管放大的复合结构. IGBT具有三个电极（见上文），分别称为栅极G（也称为控制电极或栅极），集电极C（也称为漏极）和发射极E（也称为源极）. 从IGBT的以下特性可以看出，它克服了功率MOSFET的致命缺陷，即在高压大电流下工作时，导通电阻大，器件发热严重，输出效率降低. . IGBT的特性: 1.电流密度大，是MOSFET的数十倍. 2.输入阻抗高，栅极驱动功率极小，驱动电路简单. 3.低导通电阻. 在给定的芯片尺寸和BVceo下，其导通电阻Rce（on）不大于MOSFET Rds（on）的10％. 4.击穿电压高，安全工作区域大，暂态功率高时不会损坏. 5.开关速度快，关断时间短，耐压1kV〜1.8kV约1.2us，600V电平约0.2us，GTR的10％，接近功率MOSFET，开关频率高达100KHz，开关损耗仅占GTR的30％. IGBT结合了现场控制器件的优势以及GTR的大电流和低导通电阻特性，使其成为出色的高速高压半导体功率器件.

目前，458系列根据不同型号采用不同规格的IGBT. 它们的参数如下: （1）西门子制造的SGW25N120，耐压1200V，25℃时的电流容量为46A，100℃时的电流容量为25A，内部没有阻尼二极管，因此必须快速恢复使用. 二极管（D11）高于6A / 1200V适用. IGBT配有10A / 1200 / 1500V以上的快速恢复二极管（D11）后，可以用SKW25N120代替. （2）SKW25N120 ----西门子生产，耐压1200V，25℃时电流46A，100℃时电流25A，内部阻尼二极管，可用SGW25N120代替IGBT，将使用原装DGW快速恢复二极管SGW25N120而是不拆卸. （3）GT40Q321——由东芝公司生产，耐压1200V，25℃时的电流容量为42A，100℃时的电流容量为23A，内部阻尼二极管，该IGBT可以用SGW25N120，SKW25N120代替，请在替换SGW25N120时替换原来的IGBT. 未经拆卸就无法安装D11快速恢复二极管.

（4）GT40T101——由东芝公司生产，耐压1500V，25℃时的电流容量为80A，100℃时的电流容量为40A，内部没有阻尼二极管，因此必须配备15A /以上的快速恢复二极管. 1500V（D11）使用时，在配备6A / 1200V以上的快速恢复二极管（D11）后，可以用SGW25N120，SKW25N120，GT40Q321替代IGBT，并在与15A以上的快速恢复二极管（D11）匹配后可以用GT40T301替代/ 1500V. （5）东芝公司生产的GT40T301，耐压1500V，25℃时的电流容量80A，100℃时的40A，内部阻尼二极管，可用SGW25N120，SKW25N120，GT40Q321，GT40T101，SGW25N120和GT40T101代替IGBT无需安装IGBT的原装D11快速恢复二极管. （6）东芝生产的GT60M303，耐电压900V，25℃时电流120A，100℃时60A，内部装有阻尼二极管.

（7）GT40Q323 ----由东芝公司制造，耐压1200V，电流容量25A时40A，100C时20A，内部阻尼二极管，此IGBT可用SGW25N120，SKW25N120代替，请在更换时更换SGW25N120无法移除支持该IGBT的D11快速恢复二极管. （8）FGA25N120 ----美国飞兆半导体公司制造，耐压1200V，25℃时电流容量42A，100℃时电流23A，内部阻尼二极管，可用SGW25N120，SKW25N120代替IGBT，更换SGW25N120时请更换原件. 该IGBT的D11快速恢复二极管无法移除. 2.2电路图习字簿实用文档电路图2.3主电路原理分析在时间t1〜t2将开关脉冲施加到IGBTQ1的G极时，IGBTQ1饱和并导通，电流i1从电源流经L1 . 由于线圈的电感，不允许进行电流突变. 因此，i1从t1到t2随时间线性增加，脉冲在t2结束，IGBTQ1结束. 同样，由于感应电抗，i1不能立即突变为0，因此它对C3充电并产生充电电流i2. 在时间t3，C3充满电，当电流变为0时，L1的磁场能量为全部转换为C3的电场能. 负值和正值出现在电容器的两端，并且幅度达到峰值电压. IGBTQ1的CE极之间出现的电压实际上是反向脉冲的峰值+电源电压，在时间t3〜t4期间，C3通过L1放电，i3达到最大值，电容器两端的电压消失此时，电容器中的电能全部转换为L1中的磁能. 由于感应电抗，i3不会突然突变为0，因此L1两端的电动势会反转，也就是说，由于存在内部阻尼管，L1两端的电势为正和负. IGBT，C3无法继续反向充电，而是流回C2和IGBT的阻尼管，形成电流i4，在时间t4，第二个脉冲开始到达，但此时IGBTQ1的UE为正，UC为负，处于反向偏置状态，因此无法导通IGBTQ1.i4减小至0时，L1中的磁能被释放，即到t5时，IGBTQ1开始导通时间. 生成i5之后，重复i1〜i4的过程. 因此，在L1上产生与开关脉冲f（20KHz〜30KHz）相同的交流电流.

t4〜t5的

i4是IGBT内部阻尼管的导通电流. 在高频电流的一个周期中，t2〜t3的i2是线圈的磁能到电容器C3的充电电流，t3〜t4的i3是反向的. 通过L1放电的峰值脉冲电压的电流，t4〜t5的i4是L1两端的电动势的反向，由于C3的存在不能继续反向充电，并且由C2和IGBT阻尼管回流形成的阻尼电流，IGBTQ1的导通电流为实际上是i1. IGBTQ1的VCE电压变化: 静态时，UC为整流直流电源，t1〜t2，IGBTQ1饱和并导通，UC接近地电位，t4〜t5，IGBT阻尼器导通，UC为负压（电压是阻尼二极管的正向压降），t2〜t4，这是LC自由振荡的半个周期，峰值电压出现在UC上，在t3处达到UC的最大值. 上面的分析证实了本抄写本的实用文档中的两个问题: 首先，在高频电流的循环中，只有i1是电源L提供的能量，因此i1的大小决定了加热功率的大小，脉冲宽度t1越大，t2的时间越长，i1越大，反之亦然电磁炉电路图讲解，所以要调整加热功率，只需要调整脉冲宽度即可；第二个是LC自由振荡的半周期时间，它是出现峰值电压的时间，也是IGBTQ1的截止时间. 该时间也是开关脉冲未到达的时间. 此时间关系不能错位. 例如，峰值脉冲未消失，开关脉冲提前到达，将出现大的导通电流，并且IGBTQ1会烧坏，因此开关必须为: 脉冲的前沿与脉冲的后沿同步. 峰值脉冲.

（1）在PWM点有Vi输入时，当V7为OFF（V7 = 0V）时，V5等于D6的正向压降，而当V5时（2）当V5> V6时，V7过渡为OFF时，V6也会下降到D6的正向压降，而V5由C16和D6放电. （3）当V5放电至低于V6时，将重复（1）振荡. “ G点的输入电压越高，V7接通的时间越长，电磁炉的加热功率越大，反之则越小. ” 2.5 IGBT激励电路振荡电路输出幅度约为4.1V的脉冲信号. 该电压不能直接控制IGBT的饱和导通和截止，因此必须通过激励电路放大信号. 该电路的工作过程如下: （1）V8断开当（V8 = 0V），V8时（2）当V8接通（V8 = 4.1V）时，V8> V9，V10为低电平，Q81断开， Q4接通，通过R23，Q4和Q1的E极将+ 18V添加到IGBT. G极的完整副本的实用文档副本，IGBT导通. 2.6 PWM脉冲宽度控制电路CPU输出PWM脉冲到R30，C27和R31组成的积分电路.PWM脉冲宽度越宽，C28的电压越高，C29的电压也增加，即发送到振荡电路（G点）的控制电压随着C29的增加而增加，G点的输入电压越高，V7接通的时间越长，电磁炉的加热功率越大，反之反之亦然.

“ CPU通过控制PWM脉冲的宽度和宽度来控制发送到振荡电路G的加热功率控制电压，并控制IGBT的导通时间，结果控制加热功率. ” 2.7同步电路商用电源的310V直流电经整流器整流和滤波，V3由R15 + R14和R16的分压产生，V4由R1 + R17和R28的分压产生. 在t2和t4之间的高频电流期间（图1），由于C14两端的电压分别为上升，下降和正值，因此V3V5，V7截止（V7 = 0V），无振荡输出，无开关将脉冲加到Q1的G极上，确保Q1在t2〜t4内. 时间不会打开. 在t4和t6之间，C3电容器两端的电压消失，V3> V4，V5上升，振荡输出，并且向Q1的G极施加开关脉冲. 上述动作确保了施加到Q1的G极的开关脉冲的上升沿与Q1上产生的VCE脉冲的下降沿同步. 2.8加热开关控制百科全书的实用文档（1）当不加热时，CPU 17引脚输出低电平（同时CPU 10引脚也停止PWM输出），D7导通，LM339 9的电压下拉，振荡停止，IGBT停止工作. 当励磁电路停止输出且IGBT关闭时，加热停止.

开始加热时，CPU 17引脚输出高电平，D7结束，与此同时，CPU 10引脚开始间隔输出PWM测试信号，同时，CPU分析电流检测电路和VAC反馈的电压信息检测电路，并通过VCE检测电路反馈. 电压波形变化，判断是否已放入合适的锅中，如果判断是否已放入合适的锅中，则将CPU10引脚转为输出正常的PWM信号，电磁炉进入正常的加热状态，如果电流检测电路，VAC和VCE电路如果反馈信息不满足条件，则CPU将确定电位计不一致（2）或没有电位计，然后继续输出PWM测试信号，并同时时间发出通知消息，指出没有锅（请参见故障代码表），例如，如果在30秒内仍不满足条件，它将关闭. 2.9 VAC检测电路AC220V由D17和D18整流的脉动DC电压通过R40的电流极限，然后通过. 由C33，R39和C32组成的π型滤波器的滤波电压，将R38的分压后的直流电压发送到CPU6. 根据对电压变化的监视，CPU将自动做出各种动作指令. （1）确定输入电源电压是否在允许范围内，否则停止加热，并报告信息（请参见故障代码表）.

（2）根据电流检测电路和VCE电路的反馈信息，确定是否已将其放置在合适的锅中并做出相应的动作命令（请参阅加热开关控制和试用过程部分）. 实用文档大全（3）与电流检测电路反馈的信息和方波电路监视的工频信息配合，调整PWM的脉冲宽度，以保持输出功率的稳定. “电源输入标准为220V±1V，并且在不带接线板（L1）的情况下测试了CPU第六引脚的电压，标准为2.65V±0.06V. ” 2.10电流检测电路由电流互感器CT1测量两次的交流电压由D1〜D4组成的桥式整流电路整流，除以R12和R13，再经C11滤波. 所获得的直流电压被发送到CPU引脚5，该电压值越高，输入到电源的电流越大，并且CPU会根据监视电压的变化自动发出各种动作命令: （1）具有反馈根据VAC检测电路和VCE电路的信息，确定是否已将其放置在合适的锅中，做出相应的动作命令（请参阅加热开关控制和试用过程部分）. （2）结合VAC检测电路反馈的信息和方波电路监测的工频信息，调整PWM的脉冲宽度以保持输出功率稳定.

2.11 VCE检测电路抄本实用文档IGBT（Q1）集电极上的脉冲电压受到R1 + R17和R28分压R29的限制，然后发送至LM339的引脚6，并在引脚6上获得采样电压，这反映了IGBT的VCE电压变化的信息，并将其发送到LM339. 在监视电压变化的基础上，LM339自动进行电压比较并决定是否工作. （1）根据VAC检测电路和电流检测电路的反馈信息，确定是否已将其放入合适的锅中，并做出相应的动作命令（请参阅加热开关控制和试用过程部分）. （2）根据VCE采样电压值，自动调节PWM脉冲宽度以抑制不大于1050V的VCE脉冲幅度（该值适用于1200V的IGBT耐压，1500V的IGBT耐压抑制值为1300V）. （3）当由于其他原因而测量的VCE脉冲高于1150V时（（此值适用于IGBT耐压1200V，IGBT耐压1500V，此值是1400V），LM339立即停止工作（请参阅故障代码表） . 2.12浪涌电压监视电路当正弦波电源电压处于上下半周期时，由D17，D18和整流器内部AC输入端子的两个二极管组成的桥式整流电路产生的脉动DC电压. 桥接DB接地，当电源突然出现时当有浪涌电压输入时，此电压通过R41和C34耦合，然后除以R42. C35电压后的电流由R44控制. 控制Q5的基极，当基极为高电平时，电压为Q5的基极，Q5饱和打开，CPU 17的电平通过Q5接地，PWM停止输出，并且单元停止工作；在浪涌脉冲之后，基地Q5的低电平，Q5断开，CPU 17的电平从Q5变为接地，CPU将重新发出加热命令.

2.13过零检测当正弦波电源电压处于上，下半周期时，由D17，D18和整流桥的两个内部AC输入端子组成的桥式整流电路产生的脉动DC电压接地的DB超过R40极限. 再次通过流量后，由C33和R39 C32组成的π型滤波器的滤波电压在输出电压之后形成与CPU 6中电源的过零点同步的方波信号. 电压除以R38. CPU监视该信号的变化，做出相应的动作指令. 2.14锅底温度监控电路电锅底部的温度通过结晶的玻璃板传递到靠近玻璃板底部的负温度系数热敏电阻，电阻值的变化间接反映了温度的变化. 电热锅（（温度/电阻值显示在热敏电阻温度指数表中），热敏电阻的电压变化和R4分压点实际上反映了热敏电阻的变化，即电热锅的温度变化， CPU 8引脚通过监视电压变化并做出相应的动作命令: （1）当具有恒温功能时，控制加热命令，并且被加热物体的温度在指定范围内保持恒定（2）当炊具温度高于270℃，加热立即停止，并报告信息（请参阅故障代码表e）. （3）当锅没空时，加热立即停止，并报告信息（请参阅故障代码表）.

用于写作的实用文档（4）当热敏电阻开路或短路时，发出不启动命令并报告相关信息（请参阅故障代码表）. 2.15 IGBT温度监控电路IGBT产生的温度通过散热器传输到负温度系数热敏电阻TH，电阻值的变化间接反映IGBT的温度变化（温度/电阻值见热量（热敏电阻温度指数表），热敏电阻的电压变化和R8分压点实际上反映了热敏电阻的变化，即IGBT的温度变化，CPU通过监视电压的变化做出相应的动作命令: （1）当IGBT结温高于90℃时，调整PWM输出以使IGBT结温≤90℃. 当IGBT结温高于95（2）℃时，由于某种原因（例如，散热系统故障），加热立即停止，并报告此信息（有关详细信息，请参见故障代码表. ）（3）当热敏电阻TH为断开或短路时，发出不启动命令，并报告相关信息（有关详细信息，请参见故障代码表）. （4）如果在关机期间IGBT温度> 50℃，则CPU会发送风扇继续运行，直到温度<50℃为止（如果温度仍> 50℃，则继续运行30秒以上，风扇停止；在风扇延迟操作期间，按1辅助关机按钮可以关闭风扇. ）

（5）电磁炉刚启动时，当测量的环境温度为<0℃时，CPU调用低温监控模式加热1分钟，然后在30秒后切换到正常监控模式为了防止电路部件因低温而导致电路偏离标准值. 参数更改会损坏电磁炉. 2.16有关散热系统完整文档的实用文档. IGBT和整流器BG紧密附着在散热器上，风扇通过电磁炉的进出口形成的气流用于加热散热器上的热量以及诸如电磁炉等部件产生的热量. 卷轴L1. 辐射到电磁炉中的热量被排放到电磁炉的外部. 当CPU 15引脚发送风扇运行命令时，引脚15输出高电平，电压通过R27发送到Q3的基极，Q3饱和并接通，VCC电流流过风扇，Q3接地，风扇运转；当CPU发出风扇停止​​命令时，引脚15输出低电平，Q3结束，风扇停止，因为没有电流流过. 2.17主电源AC220V 50 / 60Hz电源经过保险丝FUSE，然后经过由RZ，C1和共模线圈L1组成的滤波电路（针对EMC传导问题进行了设置，请参见注释），然后通过变流器到桥式整流器BG，产生的脉动直流电压通过扼流圈提供给主电路. 除AC1和AC2两端的电压外，它还送至辅助电源，还通过印刷在PCB板上的保险丝PF送至D1和D2进行整流以获得脉动DC电压用于测试目的

注意: 由于中国大陆目前不建议电磁炉必须经过强制性电磁兼容性（EMC）认证，由于成本原因，大多数家用产品未安装CY1和CY2，而L1则用跳线代替，但基本上不会影响电磁炉的性能. 2.18辅助电源抄本实用文件AC220V 50 / 60Hz电压连接到变压器的初级线圈，两个次级绕组分别产生2.2V电磁炉电路图讲解，12V和18V交流电压. 12V AC电压由D19〜D22组成的桥式整流电路整流，再由C37滤波. 在C37上获得的DC电压VCC不仅提供给冷却风扇，而且还通过V8三端电压调节器IC进行稳定，并且C38经过滤波以产生+ 5V的电压. 控制电路使用该电压. 18V AC电压由D15组成的半波整流电路整流，经C26滤波，然后通过由Q9，R33，DW9，C27和C28组成的串联型稳压器滤波电路以产生+ 18V电压供IC2和IGBT励磁电路使用. 2.19报警电路当电磁炉发出通知声时，CPU1引脚向蜂鸣器BZ1输出5V的脉冲信号电压和4KHz的频率，从而使BZ1发出通知声. 文案大全

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