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神秘的电磁炉 蕴含大智慧(二) 电磁炉的启动原理部分

作者:佚名  来源:本站整理  发布时间:2012-10-20 13:59:14  [去论坛]
图3-1 电磁炉电原理图 图3-1 图3-2 电磁炉功能区域 电路组成: 整机由系统控制、低压供电开关电源及主要功能处理电路组成,图3-3是整机框图; 图3-3 系统控制(CPU):U3 采用一块经过掩膜的EM78P5841NPJ完成; 作用:操作面板对电磁炉的各项控制功能(启动/关闭、功率控制、锅检、市电过压保护、锅底温度检测、IGBT过热保护、报警提示)等 CPU主要引脚功能: (16)脚:输出PWM功率控制信号以便调整电磁炉的加热功率。 (14)脚:是中断控制口;是双向信号接口,电磁炉启动时;(14)脚;输出一个启动正脉冲;启动电磁炉的工作;启动后振荡脉冲又经过(14)脚返回输入到U3内部;对振荡脉冲进行分段计数完成“锅检”的的工作。 (19)脚:市电过压检测,市电超过一定幅度,电磁炉进入待机状态。 (20)脚:输出功率管IGBT过热保护检测输入,接IGBT绑定的热敏电阻。 (17)脚:锅底温度检测输入,接锅底热敏电阻。 (18)脚:整机电流过流保护,接电流互感器T1。 (12)脚:炉内降温风扇启动输出端。 ( 1)脚:蜂鸣器报警输出端。 低压供电开关电源:由一块 U1 VIPER12A完成;U1电路为串联开关电源电路输出18V及5V作为机内的VCC及CPU供电。 电磁炉的主要功能部分;采用了一块LM339四电压比较器(U2A、U2B、U2C、U2D)集成电路;完成了电磁炉的振荡、输出功率控制、输出电压幅度限制、市电浪涌限制。 LM339内部有四只独立的电压比较器;U2A、U2B、U2C、U2D 振荡是主要是有U2B、Q1(IGBT)、C3及输出电感L完成。 U2A连接在振荡回路中,起到接受CPU的控制指令改变输出功率的作用。 U2C和U2D是保护电路;当IGBT功率管的集电极振荡脉冲幅度过过大时;控制电路的输出自动的降低到一个安全的振荡幅度。U2C是当220V市电,有短暂脉冲干扰时;在干扰出现的瞬间;降低输出功率;以确保电路安全。 下面来分析电磁炉的工作原理: 振荡的启动:涉及振荡的相关部分是:U2B、Q1、从、C3、L(也就是图3-2虚线框振荡、功率控制部分) U2B是一只参与振荡的电压比较器,Q1(IGBT)是功率输出放大的功率管,C3和电感线圈组成一个并联谐振电路,并且负责能量输出。        上面的图所示 ;右上的图是原来振荡部分 原理   左下 是根据右上图画出的等效电路图便于分析原理 图3-4所示就是振荡部分的等效电路;结合前面学过的电压比较器知识;我们来进行工作原理及振荡过程的分析; 图3-4是振荡部分的等效电路,为了只分析振荡的起振、维持的过程并没有画出进行功率控制的U2A电压比较器的电路部分;Q3、Q4是Q1(IGBT)的灌流电路在进行等效电路分析时也没有画出;所以等效电路中;U2B的输出端就直接接于Q1的栅极端。 U2B输入端的(8)、(9)脚分别经过电阻R7、R11(在等效电路中;原电路图中的R6、R7合并为R7其等效阻值400K。9R、R10、R11合并为R11其等效阻值为600K)连接于谐振电路的两端,从图3-4中可以看出;电压比较器U2B的反相输入端(8)脚经过电阻R7连接于C3及电感L组成的谐振电路的上端;并且和供电源311V连接。电压比较器的同相输入端(9)脚经过电阻R11连接于谐振电路的下端;并且和Q1(IGBT)的集电极连接。 在接通电源的瞬间;经过DB桥堆整流并经过L3、C2滤波后的311V直流电压经过R7加到电压比较器U2B的(8)脚;同时加到谐振电路的上端;并且经过谐振电路加到Q1的集电极, 经电感L及电阻R11加到U2B的(9)脚。这样电压比较器的(8)脚是经过R7直接加311V;而(9)脚经过电感再经过电阻R11加的311V电压;并且电阻R11的阻值大于R7;显然此时;电压比较器的(8)脚电压高于(9)脚电压,也就是电压比较器U2B的反相输入端电压高于同相输入端电压;此时U2B的输出端(14)脚为低电平输出。这个低电平加到Q1(IGBT)的基极;Q1截止;虽然311V已经提供;但是Q1截止;电路仍处于静止状态,图3-4所示。 【由于R11(600K)的阻值大于R7(400K)的阻值;并且R11还经过谐振电路才接到311V;很显然U2B的反相输入端电压大于同相输入端电压;此时电压比较器U2B的输出端为低电平输出】 此时是静止状态;就是电磁炉的待机状态。 图3-4 此时的Q1(IGBT)的栅极是接在U2B的输出端同时也接在CPU(U3)的中断口(14)脚,由于U2B已经是低电平输出了,现在由于是待机状态;CPU(U3)的中断口(14)脚;也是低电平输出,Q1(IGBT)仍然是截止状态;把图画成图3-5所示;把Q1(IGBT)等效一个“开关”,更形象一些(等效于Q1的“开关”是断开状态)。 电路的启动 启动:按动操作面板上的驱动键;CPU的(14)脚;即输出一个幅度为5V的正脉冲;此一个正脉冲(仅此一个脉冲);激励Q1导通一次;等效于“开关”被按动(点击)一次,在这“开关”导通的瞬间;311V通过L、Q1(“开关”)瞬间导通一次,并且在C3、L组成的谐振电路中产生“振铃现象”;并在谐振电路的两端产生振铃波形;图3-6所示。 图3-5 这个谐振电路两端出现的振铃波形经过;经过R7、R11分别加到电压比较器U2B的输入端(8)脚及(9)脚。图3-7所示。这个加到U2B输入端的交变电压,不断的改变U2B两个输入端的相对电位的高低;图3-8所示。 图3-6 图3-7 在图3-8中;T1时间U2B的(8)脚为正半周(9)脚为负半周。比较器U2B的反相输入端电压大于同相输入端电压,(14)脚为低电平输出;此时意味着Q1截止; 图3-8 图3-9中所示;是振铃波形的T2时间;在T2时间U2B的(9)脚为正半周(8)脚为负半周。比较器U2B的同相输入端电压大于反相输入端电压,(14)脚为高电平输出;这个高电平加到Q1的基极;此时意味着Q1被导通一次;又对C3、L组成的谐振电路刺激一次,又一次的振铃的激励。 图3-9 这个新产生的振铃波形(幅度高);又被回送到U2B的两个输入端,这样U2B的(14)脚就输出连续不断的方形波,不停的激励Q1反复“导通”、“截止”;不停的刺激谐振电路;谐振电路的衰减的振铃波形就转变为功率强大的等幅波了。 图3-10 以后就是等幅波不断的回送到U2B的两个输入端,振荡持续的进行下去,强大的功率不断地由L输出。饭就做好了。图3-11是Q1“开关”还原是IGBT了。 图3-11 下集: 电磁炉  锅检原理 及电路分析 锅检原理声明!本文章原作者是郝铭,有关于他的更多文章请到他本人的博客浏览! http://bbs.jqdzw.com/

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