3.振荡电路
振荡电路由比较器IC3A,电阻R8、R9、R36.电容C3.二极管D3、D8等组成(如下图所示)。开机后,当CPU输出脉冲调宽信号经R36加到比较器IC3A的(5)脚时,(4)脚电压小于(5)脚电压,则IC3A(2)脚输出高电平,推动Q7、Q6输出驱动电压,IGBT管导通。同时.18V电压经R9、R8向电容C3充电,当C3上的电压大于IC3A的(5)脚电压时,(2)脚输出低电平.IGBT管G极因无驱动信号而截止。
此时.C3通过D3、D8、R8放电。当C3上的电压放至低于IC3A的(5)脚电压时(即(5)脚电压大于(4)脚电压),又恢复到先前开机状态,使该电路产生振荡。在该振荡电路中,C3充电时间越长.ICBT管导通的肘间也越长,输出功率越大;反之则越小。
CPU通过输出调宽脉冲方波来控制C3的充电时间长短,进而控制IGBT管的导通时间,从而达到增大或减小输出功率之目的。
4.同步电路
如下图所示。电磁炉工作时,加热线圈Lo的OUT2端电压通过R20、R19、R22、R23分压取样后,将取样电压送到比较器IC3C的同相输入端(9)脚;OUT1端的电压经R4、R5、R7分压后,将另一个取样电压送至IC3的反相输入端(8)脚。当ICBT管导通时OUT1端为正;OUT2端为负,IC3C的(14)脚输出高电平(内部比较器处于导通状态),脉冲信号可顺利通过;当IGBT管截止时,OUT1端为负,OUT2端为正,IC3C(内部)比较器翻转,(14)脚输出低电平(相当于将信号脉冲对地短路),故IGBT管截止,可防止高反峰电压和大电流将ICBT管烧毁。
5.PWM(脉冲调宽)电路
PWM电路是利用CPU对振荡电路进行控制.电路由R36、R39、R13、EC8等组成,如下图所示。原理:CPU输出不同占空比脉冲,由R36、R39、R13、EC8组成的积分电路转化成相应的直流电压,加到IC3A的(5)脚,由(2)脚输出控制驱动信号控制驱动电路,使IGBT导通或截止。
CPU输出的PWM脉冲宽度越宽,EC8上的电压越高,加到振荡电路的电压越高,IGBT管的导通置越大,电磁炉的输出功率越大;反之则越小。这样,CPU通过控制PWM脉冲宽度的大小来控制IGBT管导通时间的长短,最终达到控制电磁炉输出功率大小之目的。
6.门控管(IGBT)驱动电路
电路如下图所示。R35与IGBT管的C、E极间的寄生电容并联,起到保护IGB1’管的作用。在IGBT管的G、E极间存在着较大的寄生电容,故在驱动脉冲的上升沿和下降沿需提高达安培数量级的充、放电电流,才能满足IGBT管的通、断需求。
当电磁炉工作时,方波发生器IC3A的(2)脚输出脉冲信号送到Q7、Q6基极。当脉冲信号为高电平时,Q7导通,18V电压通过R41、07和R34对IGBT管的寄生电容充电,当G极上的电压大于门电压时,IGBT管处于导通状态;当脉冲电压为低电平时,Q6导通,寄生电容通过R34、Q6放电,当G极电压小于门电压时.IGBT管处于截止状态。
7.门控管(IGBT)电路
如下图所示。电路由加热线圈k、谐振电容C12、门控管IGBT及其内部二极管等组成。
该电路将300V的直流电压转换成约25kHz的高频电压。ICBT管的G极由Q7、Q6输出的矩形脉冲驱动。
当IGBT管导通时,流过加热线圈k的电流迅速增大;截止时,在L0、C12回路内产生谐振电流.ICBT管C极产生(对地)高压脉冲。周而复始,Lo、C12谐振回路内的高频电磁能,在贴放于Lo表面附近的锅具内产生涡流而发热。从而达到将电能转化成热能之目的。
8.IGBT检测电路(T-KBT)
如下图所示。该检测电路由负温度系数热敏电阻Rt2(16kΩ),R42、R25等组成。Rt2紧贴在IGBT管表面,Ra阻值的变化反映了IGBT管温度的变化,其温度变化又转化为Rt2与R42分压点(将+5v电压分压后)电压的变化,该电压经插接件CN5输入到CPU,根据不同的电压变化.CPU输出相应的指令:温度过高时,CPU发出调宽指令,使ICBT管导通时间变短,直至IGBT管温降至90℃为止。Rt2开路或短路时,发出截止激励信号指令,迫使IGBT管停止工作。关机后,风扇继续转动,到IGBT管温降至50℃时,CPU发出指令使风扇停止工作。
9.灶面温度检测电路
即锅具底部温度检测电路,如下图所示。
电路由负温度系数电阻Rtl、R6等组成。Rtl阻值的变化反映了锅底温度的变化,并转换成Rtl和R6分压点的电压变化,该电压通过CN5送人CPU后,根据不同的电压值.CPU发出相应的指令:定时功能时,发出被加热物体保持在设定的温度范围内的指令;锅具温度高于设定值时,CPU发出停止加热和报警的指令:Rtl开路或短路时,CPU发出不启动指令。
10.风扇强制散热系统
电磁炉通电后.CPU输出高电平,通过Rl加到Ql基极,使Ql导通,风扇电机M运转,对IGBT,DOOV1、CPU及整机内部电路进行强制吹风散热,避免因过热而损坏元器件、系统.甚至整机。其中D1与风扇电机绕组并联,用于吸收反峰电压,保护Ql不被反峰电压击穿。
三、保护电路
1.浪涌保护电路
浪涌保护电路由R2、R3、R24、C4、C6、22、09及D4等组成(见下图)。当电路正常工作时,因22(18V)反向串于Q9基极电路,22因加在其两端的电压低于18V,而未被击穿,故Q9因无基极电流而截止,对电路无影响。
当市电中有强脉冲干扰窜入电源时,经D5、D6、De、De整流后的干扰正脉冲,经R2、C4、R3加到22负端,使22击穿,向Q9提供正向偏流,则Q9导通,使IC3A的(5)脚(通过D4)将PWM信号对地短路,其(2)脚无信号输出,故IGBT管截止,停止加热,从而保护IGBT管不被损坏。其中C4为加速电容。
当干扰脉冲过去后,22不再被击穿而恢复常态,则Q9截止,电路又恢复正常工作。
2.市电过电压、欠电压保护
如下图所示,电路由Rl0、Rll、R16及EC3等组成。当市电经D5、D6、De、De整流后得到的100Hz脉动电压,经R10、R11和R16分压后,在EC3两端产生一个直流电压,该电压经CN5送至CPU进行检测:若市电电压高于260V或低于160V时.CPU输出指令使电磁炉停止工作,从而保护电磁炉不会因电压过高或过低而造成损坏。
3.开机延时电路及18V电压保护电路
如下图所示,该电路由RW、R29、R31和EC4等组成。
(l)开机延时电路:在电磁炉开机瞬间,CPU还未进入正常工作状态,为防止在开机瞬间因激励信号异常而烧坏IGBT管,特设18V开机延时保护电路,在开机瞬间使IGBT管暂不导通。开机瞬间.18V电压经RW、R31对EC4充电.EC4正极接人CPU,当EC4上的充电电压低于设定的启动电压阈值时,CPU无激励信号输出,ICBT管截止。过一段时间,当EC4两端的电压达到启动电压阈值后,电脑进人正常工作状态,CPU输出激励信号.IGBT导通,电磁炉进入正常工作状态。
(2)18V电压保护:电路如下图所示。
18V电压经RW、R29分压,在R29两端产生一个分压电压,该电路经R31送入CPU。该电压的变化反映了18V电压的变化,当该电压降低到一定数值(例如15V)时,CPU发出停止输出激励信号指令,IGBT管截止。从而避免因18V电压过低,使激励电压不足或激励信号异常而损坏IGBT管。
4.功率营C极过压保护电路
电磁炉在工作过程中。在IGBT管截止的瞬间,加热线圈Lo两端产生很高的反峰电压,该电压与主电源电压(DC300V)叠加后,加到IGBT管的集电极(C极),极易将IGBT管击穿。故加设了功率管C极保护电路对IGBT管实行保护。其电路由IC3B比较器、R20、R19、R22、R23等组成,如下图所示。+5v电压加到IC3B同相输入端(7)脚;同时IGBT集电极(C极)产生的峰压经过R20、R19、R22在R23上分压后,得到一个取样电压加到IC3B反相输入端(6)脚。
当反峰电压在正常值范围内时,1C3B的(6)脚电压低于(7)脚,其(1)脚输出高电平((1)脚内部电路处于开路状态).电磁炉正常工作;而当反峰电压过高时,则(6)脚电压高于(7)脚,其(1)脚输出低电平,将IC3A的(5)脚钳位于低电平.PWM信号被旁路入地,(2)脚无激励信号输出,IGBT管截止,从而避免IGBT管可能被高压击穿而损坏。