通电观察电磁炉各指示灯发光正常,按各操作键后状态变化显示也正常,就是不能加热,也听不见风扇运转的响声。
根据故障现象怀疑是风扇损坏,系统启动保护电路,停止加热。拆机后测量风扇两端电压为0,故障依旧。看来故障并非风扇损坏那么简单。遂根据实物测绘出局部电路原理图如图所示。
该部分电路工作原理如下:通电后IC2(三星单片机S3F9454XZZ-DKB4)复位,其⑩脚为5.OV高电平。这个高电平同时送往IC3(LM339)的⑥脚(比较器反相输入端)和Q6基数。比较器的同相输入端⑦脚接R42和R40组成的分压电路,⑦脚电压被固定为0.7V,此时同相输入端的电压远小于反相输入端的电压,比较器输出端①脚,加热驱动脉冲的输出信号被短路,电磁炉不能进行加热。
同时IC2的⑩脚输出的高电平经R41加到Q6基极后,Q6截止,Q8因没有基极电流也同样截止,风扇停转。当按下“开机”键后,IC2(14)脚输出ov低电平,最终使比较器LM339-A翻转,输出端①脚内的电路近似于开路,对加热驱动脉冲电路没有影响,同时Q6、Q8相继导通,风扇运转。停机后,IC2⑩脚持续保持5秒钟低电平,使风扇继续运转散去门控管余热。之所以设计这样一个电路,就是为了保证只有电风扇运转指令正常,门控管加热电路才能够开始工作,有利于门控管的安全。
为了保证检修的安全,拆除电磁炉加热线圈后用一个300W的隔离变压器给电磁炉通电。首先测量IC2(14)脚电压(用DT9208L数字万用表,下同),在关机状态电压为5.2V,开机状态为5,1V,这显然不正常。同时还出现了一个有趣的现象,即开机状态测量IC2(14)脚电压时,风扇开始缓慢旋转,这说明了万用表的内阻把Q6基极电压拉低,但尚未完全处于导通状态,Q8也进入了放大状态。因风扇流过的电流很小,不足以全速运转。这也证明了Q6、Q8组成的风扇驱动电路元件没有损坏。
难道是IC3损坏了吗?断开IC2(14)脚外围元件,单独测量(14)脚电压,在开/关机时分别为OV和5.2V。这似乎证明判断IC3损坏的是正确的。毫不犹豫地将IC3换新。试机,故障依旧!
于是静下心来分析IC2(14)脚电压只能在5.1~5.2V之间变化的原因。这部分电路实在太简单,外围元件没有损坏只能是单片机IC2损坏。按照常规如果电磁炉的单片机损坏,又买不到原厂配件的话,电磁炉只能报废。事实上也是如此,很多电磁炉生产厂家并不向社会提供其专用的单片机配件。
对于这台电磁炉单片机只有一个I/O端口损坏就报废掉实在可惜,想到在断开IC2(14)脚外围元件时电压变化又正常,难道是(14)脚的驱动能力不够?设想一下如果⑩脚内部类似于下拉电阻的电路断路,输出低电平时肯定驱动能力会严重不足。本着这个思路先做一下试验,找一个15kΩ,电阻并联于IC2(14)脚与地之间,测量其开/关机电压在4.2~5.2V之间,看来判断正确。电磁炉修复有希望!
为了使IC2⑩脚电压变化幅度尽量大些(有利于保证控制的准确性,抗干扰能力最强)又不过分加大其输出负担,经反复试验,当把所并联的电阻换为3.3kQ时,IC2(14)脚电压在开/关机状态分别为1.8V和5.OV,只不过开机通电瞬间风扇会轻转一下。
风扇问题解决了,接下来就是解决比较器的翻转问题丁。因为比较器的同相输入端电压被固定为约0.7V,而IC2(14)脚输出电压是1.8V和5.OV,这样无论如何比较器输出都是低电平,电磁炉还是不能加热。只要设法使比较器能够正常翻转,电磁炉就能够正常工作。办法也很简单:调整比较器同相输入端的分压电阻阻值,使IC3⑤脚电压在1.8V~5.OV之间即可。虽然LM339比较器两个输入端电压超过lOmV就能够正常翻转,但是为了避免电源供电不稳及干扰信号造成的影响,这个电压差距还是越大越好。本例取值应为1.8V和5.OV的中间值(即3.3V),这只是一个理论值,实际调整时由于电阻阻值的精确度还有±5%~10%的误差,很难精确地调到这点。经过试验,当把R40换为21kΩ后,IC3⑤脚电压为2.8V,比较器完全能够可靠翻转。
装好加热线圈,通电试机,电磁炉完全恢复正常。