雅乐思C18N2D/C1812D系列微电脑电磁炉是中山市雅乐思电器有限公司在2005年年底推出的普及型电磁炉。该电磁炉不但具有火锅、煮饭、烧水、煎炒等功能,还具有预约开机、定时关机及电量查询功能,方便用户使用。其内部电路较为简单,与当今主流电磁炉的设计基本相同,由一块主板(控制电路和主逆变电路)和一块按键及显示电路板组成。
整机电路分析
1.主逆变电路
该机的主逆变电路如上图所示,主要由加热线圈L、谐振电容Cll(0.33μF1200VDC)、门控管IGBT(型号为EGA25N120,内含阻尼二极管)组成。其工作原理如下:当门控管IGBT导通时,流过加热线圈L的电流迅速增大,同时加热线圈L将电能储存起来;当门控管IGBT截止时,储存在加热线圈L中的电能向谐振电容Cll充电,随即Cll又向加热线圈L放电。
如此循环,即电容Cll和加热线圈L发生并联谐振,加热线圈L周围便会产生高频交变电磁场。该电磁场使放在电磁炉炉面上的不锈钢锅体感应出强大的涡流,从而产生大量的热量,对食物进行加热。
2.低压电源电路
该电磁炉的低压电源电路采用的是开关电源降压电路,与常见的变压器降压电路有较大的差异。该机低压电源电路主要由ST公司生产的内含场效应开关管、脉宽调制控制器、过流、过压及过热保护电路的新型中小功率单片智能电源集成电路U4(Viper12A)和开关变压器Tl等元件组成。
通电后,交流220V市电经D3、D4整流、R38限流、C21滤波后,得到+300V左右的直流电压加到U4的(5)~(8)脚,U4内部各电路得电后开始工作,内部场效应管进入开关状态。此时,开关变压器Tl的初级线圈经D1整流.C6、Cl0、C25滤波后,得到+21V的直流电压,给散热风扇、脉冲信号驱动电路及U2(LM339)供电;另外,开关变压器Tl的次级线圈的输出经D7整流、C8滤波、Ul(78L05)稳压、C7滤波后,得到+5v的直流电压,给单片机电路、按键及显示电路和一些上拉电阻及基准电路供电。
3.单片机复位电路
如下图所示,该机的单片机复位仍采用常见的硬件复位电路,主要由R31、C16、R45组成。开机瞬间,+5v电压经过R31对C16充电(由于R31阻值较大,C16充满电需要一定的时间).HT46R22的(15)的(15)脚暂得不到高电平。只要该低电平时间足够长,单片机便能正常复位。当C16充满后,HT46R22的(15)脚为高电平,单片机进人工作状态。
4.开机/关机电路
接上电源,蜂鸣器响一声,电源指示灯亮。此时,整机处于待机状态,单片机HT46R22的(14)脚无脉冲信号输出,④脚输出为低电平。同时,HT46R22⑥脚输出为低电平,经过D20将U2(LM339)⑤脚拉至低电位,防止其他干扰信号经过驱动电路放大后使门控管导通。放置好锅具后,按一下电源“开/关”键S12,单片机HT46R22的(14)脚便输出脉冲信号。同时,HT46R22⑥脚输出的低电平变为高电平,使脉冲信号能够顺利通过。另外,单片机HT46R22④脚也由待机时的低电平变为高电平,使Q2(S8050)饱和导通,散热风扇转动。
5.开机延迟电路
电磁炉在开机瞬间,各电路电源的建立均比单片机电路的启动要早。因此,为了防止门控管在开机瞬间受电流的冲击而损坏,该电磁炉增加了开机延迟电路。参照下图,该电路主要由U2、R16、R17、R48、R49、C2、C3组成。在开机瞬间,U2⑦脚因为接有电容C3,所以其电压值低于⑥脚.U2①脚输出低电平,U2⑤脚也变为低电平,将脉冲信号对地短路,U2②脚无脉冲信号输出,保证门控管在开机瞬间不导通。当C3充满电后,U2⑦脚电压高于(6)脚电压(由R16、R17、及R48、R49的阻值决定).其①脚输出变为高电平,相当于内部电路开路,对脉冲信号的通过无影响。
6.220V交流电压监测电路
为了防止门控管在220V交流电压过高或过低时损坏,本机设计了220V交流电压监测电路。参照下图,220V交流电压经过电阻Rl或者R2降压、R3分压、C13滤波后,送到单片机HT46R22的⑧脚,单片机根据此电压值的高低来判断交流电压是否正常(其电压值由厂家设定并存储在单片机内部,一般下限为150V,上限为260V)。若判断出交流电压过高或者过低,单片机(14)脚将停止脉冲信号的输出。同时,单片机HT46R22⑥脚将输出低电平,使门控管停止工作,并在数码管上显示出故障代码,以方便故障排除。