电磁炉电路板的作用及结构解析

2023-06-20 理论教育版权反馈

【摘要】：电路板是电磁炉的重点部件，约有200个元器件。图1-16所示为电磁炉电路板外形。其中，电流互感器是检测电路中电流大小的器件，是将电路中电压量转换为电流量的器件，是控制稳定工作电流的检测部分；二极管的主要作用是将交流转换为直流；电阻的作用是调节反馈电流的比例，从而达到稳定功率的目的。

电路板是电磁炉的重点部件，约有200个元器件。除了普通电阻、电容（电磁炉的高压振荡电容具有大电流、高电压快速充放电的特点，因此，一般采用105℃高品质耐高温电容，而不是85℃普通电容）、电感元件外，高档电磁炉的电路板上还有如下模块：EMI防护模块、整流模块、滤波模块、LC振荡模块、IGBT开关模块、过零检测模块、电流检测模块、电压检测模块、温度检测模块、同步模块、振荡控制模块、IGBT驱动模块、功率控制模块、按键显示模块、电源模块等。图1-16所示为电磁炉电路板外形。

图1-16 电磁炉电路板外形

1.电容

电容的主要作用是滤波，在组合电路中又被称为谐振电容、耦合电容、调节电容等，一般体积较大的电解电容直接将电容量、耐压值等标注于本体表面，单位为法拉（F）。

2.电流互感器

电流互感器是检锅电路的重要元件，工作时二次侧感应出随一次电流大小而同步变化的电压。经全桥整流、滤波、电阻分压，再滤波后送到CPU相应功能引脚上检测。

在无锅具时，励磁线圈和谐振电容振荡时间长，能量衰减慢，流过检锅变压器一次电流较小，检锅变压器二次电压就低，CPU判断无锅。有锅具时，由于有合适材质的锅具加入，励磁线圈和谐振电容之间的能量衰减快，在检锅变压器一次侧变化的电流大，在二次侧感应出的电压大，CPU判断有锅。

3.扼流圈

扼流圈串联于整流桥堆正极和线圈盘之间，主要起两个作用，即滤除外界杂波和抑制IGBT、励磁线圈工作时产生的干扰，避免其干扰杂波串到电网中而影响其他电器工作，由漆包线绕制在磁环上，本身会有发热，除非磁环破裂或本身质量太差，否则损坏率极低。

4.EMC防护模块

EMC（Electro Magnetic Compatibility，电磁兼容）防护模块主要是在电源的进入端防止有高频干扰或者雷击等造成后面电路的损坏而设置的电路。它主要由压敏电阻（ZNR）、电容（C）和电阻（R）等组成。其中，C与R的作用是吸收电源中的高频谐波，压敏电阻的作用是防止电压过高。压敏电阻的特性是它的电阻值随着外加电压的变化而变化，当外加电压较低时，流过电阻的电流很小，压敏电阻呈现高阻状态；当外加电压达到或者超过压敏电压时，流过电阻的电流陡增，压敏电阻的阻值将大大降低。

5.整流模块

电磁炉整流模块是为电磁炉工作提供直流电压，它主要由整流桥组成。整流桥参数大多是600V、20A，由于整流桥属于大功率器件，工作在大电流状态，因此必须固定在散热片上进行散热。

6.滤波模块

电磁炉滤波模块是将直流脉动电压转换为平滑的直流电，对后面的电能转换起储能作用。它主要由滤波电感及滤波电容组成。

7.LC振荡电路

LC振荡电路是电磁炉能量转换的重点电路，其参数决定电磁炉的参数。该电路是实现电磁交变执行部件，它主要由线圈盘和高压振荡电容（高压振荡电容的品质非常重要，因为从引脚处要通过大电流，一般会发热，引起内部材料受损，从而容量发生变化，导致电磁炉损坏）组成。

8.IGBT开关模块

IGBT开关模块是电磁炉核心器件，如果质量不好，直接导致电磁炉的质量不好。它在电磁炉中起开关作用，激发LC振荡，属于电压控制器件，在控制极上加+18V电压，C、E极间导通。

9.电流检测模块

电流检测模块主要由电流互感器、二极管、电阻组成。其中，电流互感器是检测电路中电流大小的器件，是将电路中电压量转换为电流量的器件，是控制稳定工作电流的检测部分；二极管的主要作用是将交流转换为直流；电阻的作用是调节反馈电流的比例，从而达到稳定功率的目的。

10.电压检测模块

电压检测模块是在电磁炉中检测输入电压，及时调整电路的输出功率，当电压偏高时，降低输出电流，当电压偏低时，增加输出电流，用以维持电路输出功率的稳定。它主要由晶体管、二极管、电阻、电容等元器件组成。其中，二极管的作用是整流；晶体管的作用是快速充电（也称峰值整流）；电阻、电容的作用是组成充放电电路。

11.温度检测模块

温度检测模块是检测温度用的电路，根据热敏电阻的负温度特性，即电阻值随温度的变高而变小、随温度的变低而变大的原理进行检测。

所用电路采用分压方式工作，热敏电阻接在与电源相连的一端，另一个电阻与地相连，这样芯片内的温度代码与外部检测温度呈上升对应关系。

其有两组温度采集电路，即检测锅具温度与检测IGBT散热片温度。

12.同步模块

同步模块确保IGBT在C、E极间电压最低时开始导通，否则IGBT极易损坏。它由采样电阻、滤波电容、比较器组成。其中，通常采用2W电阻，电阻的功率参数太小，易损坏；滤波电容的作用是将电路中可能出现的高频干扰进行吸收；比较器的作用是将采样的波形转换为开关信号。

13.振荡模块

振荡模块是电磁炉电路的重点部分，为IGBT的驱动提供前级波形。它由二极管、电阻、电容、比较器（LM339）等组成。其中，二极管的作用是快速放电；电阻、电容的作用是调整充电时间；比较器的作用是将前面的脉冲信号转换为方波输出信号。

14.IGBT驱动模块

IGBT驱动模块可将其当作功率放大器，由于输入的信号电压较低，不能驱动IGBT，因此用驱动模块将电压放大到足以驱动IGBT的电压，它主要由比较器、晶体管等器件组成。

15.功率控制模块

功率控制模块通过主芯片将预定的功率信号转化为驱动IGBT的波形信号，供驱动电路放大。一般从芯片输出的信号为脉宽调制（PWM）信号，此信号需通过特定的方式转换为电压信号，方可控制后级电路。

16.按键及显示模块

按键及显示模块是人机对话的界面，按键的作用是人给机器的信号，显示是机器给人的信息。

按键输入到单片机一般采用低电平有效的方式进行识别，按键的确认一般需100ms左右的时间，主要是考虑干扰或抖动等因素。

显示一般采用扫描的方式进行，即轮流亮灯的方式、数码管显示方式等。

17.电源模块

电源模块是为电路板的工作提供直流电压（+5V、+18V）。它由整流二极管、滤波电容、稳压管等元器件组成，通常采用两种方式：一种是变压器方式；另一种则是开关电源方式。其中，在采用开关电源方式时，用开关电源芯片、体积较小的开关变压器，作用是将高压直流转换为低压直流。

电磁炉电路板的作用及结构解析

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