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鑫汇科S007方案电磁炉主板电路分析与检修
来源:本站整理  作者:佚名  2014-12-19 09:16:30

    在近年生产的多型电磁炉中,多采用功能强大的单片机(又称MCU或CPU):内置同步电压比较、高压保护、电网电压检测、电流检测、浪涌电压保护、脉宽调控、炉面温度检测、IGBT管温度检测及风机控制等电路,从而省去了稍一早期电磁炉中的电压比较器(如常见的LM339)、电流互感器等元件,电路非常简洁,并具有外围元器件少、性能可靠,机温低、易维修等优点。下面以鑫汇科S007方案电磁炉主板电路为例进行分析,供参考。该方案主板所用单片机型号为CHK-SO07N,其引脚功能与实测电压见表1。

    一、辅助电源
    1,工作原理
    AC220V 50/60Hz电压先经D1、D2整流成约300V的直流电压,再由D6续流、R22(22Ω/2W)限流接入开关集成电路U2(VIPer12A)的⑤~⑧脚,如图1所示。U2、L2构成自激振荡电路,U2的③、④脚外接稳压二极管DW2(18.5V/0.5W),使其输出电压稳定为18V。

    L2的②脚输出18V直流电压,通过由L3、C23组成的LC的电路滤波后,送至IGBT管的激励电路。L2的④脚输出一路电压,经D11整流、C11滤波、U3稳压后输出+5V电压,供给CPU和显示板等电路。
    2.故障检修
    正常时,U2的③脚电压是20V、④脚电压是38V。若U2的③脚电压为3V~4V、VDD电压也只有几伏,这时先代换稳压二极管DW2。另外,当VDD电压低于15V时,电磁炉会出现开机困难,或关机后要隔一段时间才能再次开机等故障现象。
    若U3(78L05)损坏,则无5V电压输出,或输出电压低。若5V输出电压低至3.5V,则会出现通电后显示板上发光二极管和数码管全亮,所有按键均失灵的故障现象。
    在检修无输出电压故障时,若U2及其外围元件均正常,且负载也不短路,这时可先更换高频变压器L2试之,因为L2易匝间短路,且难以用万用表检测其好坏。

    二、功率输出电路
    1.工作原理
    220V交流电(市电)通过桥式整流器BG1整流后,变成约300V的直流电,再经扼流圈L1和电容C4滤波。平滑后的300V直流电压经过励磁线圈(常称作线盘或发热盘)接到门控管(IGBT)的集电极,如图2所示。当IGBT管导通时,谐振电容C5和励磁线圈谐振,在门控管的控制下,形成高频开关振荡电压。当开关脉冲的频率和谐振的频率相同时,整个电路的谐振就形成了振荡,励磁线圈内就有高频振荡电流流过,在其周围形成高频磁力线。高频磁力线在铁制锅具底部产生涡流,达到加热食物的目的。

    2.故障检修
    电路常见故障有以两种:一是IGBT管或桥式整流器短路,造成烧保险或室内空气开关跳闸;二是滤波电容或谐振电容失效,造成IGBT管损坏或不加热。
    IGBT管:在路测量IGBT管三个引脚间的电阻,若任意一个引脚和集电极(c)短路就可以断定该IGBT管损坏。更换IGBT管时,一定要测量其控制极(G)对地所接的18V稳压二极管DW1是否正常。若DW 1反向漏电,则会再次损坏IGBT管。另外,还要检查主板上有无放电痕迹,若有,一定要先处理干净,并涂上灭弧灵,因为放电打火也是造成IG-BT管损坏的常见原因之一。
    桥式整流器:用数字万用表在路测量BG1时,红表笔接BG1的一极、黑表笔接BG1的+极,其读数应大于800,否则,说明BG1已损坏。
    C4、C5:滤波电容C4或谐振电容C5容量减小,会造成振荡电路不同步,或振荡波形失真,从而引起IGBT管损坏。若谐振电容C5容量减小或参数变化,还会造成报警不加热、加热功率小或IGBT管温度过高等故障。
    DW1:若开路,起不到保护作用;若短路,则把IGBT管的驱动信号旁路到地,这时会出现报警不加热现象;若漏电,会造成IGBT管损坏。
    提示:IGBT管或整流全桥的引脚间不能有污物,也不能有炭化现象,否则易出现屡烧保险管的故障。

    三、浪涌保护及市电检测电路
    1.工作原理
    220V交流电通过D1、D2整流,输出约300V的直流电,分别送往浪涌保护电路、市电电压检测电路和辅助电源电路。
   (1)浪涌保护电路
    D1、D2整流后的电压经R21、R1、R11分压,得到一个取样电压(SUR),如图3所示。当浪涌脉冲到来时,D3将脉动直流电压升高,经C2祸合送给单片机(U1)①脚,单片机根据此电压判断是否存在浪涌脉冲,若判断有浪涌脉冲,则发出停止加热指令,待浪涌脉冲过后再恢复加热。

   (2)市电检测(VOLC)电路
    D1、D2整流后的脉动直流电压通过R29、R2b、R12分压,C14平滑滤波,得到VOLC电压,送给U1的⑩脚。当市电电压在正常范围内时,VOLC电压为3.5V~4V。U1根据⑩脚电压判断市电的高低,并自动发出相应指令:若市电电压高于AC275V,停止加热,并显示故障代码“E6”;若市电电压低于AC95V、停止加热,并显示故障代码“E5”。
    2.故障检修
    浪涌保护电路:U1的①脚正常电压是1.25V,当该脚电压高于2V时,U1判断存在浪涌脉冲,整机进入保护状态。R11开路会使①脚电压上升,D4反向漏电会使①脚电压升至2.8V左右,这两种情况都会使机器停止工作,具体表现为不报警、不加热、无检锅声。
    市电检测电路:R29、R26开路或阻值变大会降低VOLC电压,这时U1会误判电网电压低于正常值,从而发出停机指令,并显示故障代码“E5”。若下分压电阻R12阻值变大或开路,VOLC电压会高于正常值,U1会误判电网电压高于AC275V,从而发出停机指令,并显示故障代码“E6”。

    四、IGBT管和炉面温度传感电路
    1.工作原理
    IGBT管和炉面温度传感电路如图4所示。这两个温度传感电路的工作原理相同,下面以IGBT管温度传感器为例进行分析。RT1实为一只负温度系数热敏电阻,与电阻R33组成串联分压电路,所得分压值送给U1的11脚。工作时,IGBT管产生的热量传给RT1、RT1的阻值随着温度的升高而降低,则RT 1与R33的分压降低,即U1的11脚(TEMPO电压降低,U1通过监测该电压的变化,发出相应的动作指令。

    炉面温度传感器又称主传感器或锅底温度传感器,安装在线盘的中央,通过插座CN9的①脚与U1的12脚(TEMP2)相连,同时与上分压电阻R28相连。
    2.故障检修
    当电容C24短路时,TEMP1电压被旁路到地,U1会误判RT1短路,于是进入保护状态并显示故障代码“E4”。当电阻R34开路时,TEMP 1电压因下分压电阻阻值变大而升高,U1会误判为RT1开路,延时一分钟后进入保护状态,并显示故障代码“E3”。
    同理,当电容C25短路时,TEMP2电压被旁路到地,U1会误判炉面温度传感器短路,于是进入保护状态并显示故障代码“E2”。若炉面温度传感器开路,则TEMP2电压大幅升高,U1会延时一分钟后进入保护状态,并显示故障代码“E1”。

    五、同步电路
    1.工作原理
    同步电路是电磁炉的关键电路。该电路分别对线盘两端的电压进行分压,从而得到同步信号,单片机对此信号进行分析,只有在判定IGBT管处于零电压状态时,才发出高电平信号触发IGBT管导通,这样IGBT管的导通损耗最小,发热量也最小,并能有效地避免IGBT管在导通瞬间过流损坏。
    该机同步电路如图5所示,R3、R19、R17、R14组成一个分压电路,其分压送往U1的20脚(VPA);R4、R5、R32、R37、R24、R15、RI6组成另一个分压电路,其分压送往U1的19脚(VPB)。这两个分压电路分别对线盘(或谐振电容C5)两端的电压取样,由于在一个振荡周期里,取样点的电压会大幅变化,因此分压所得的电压(即U1的19、20脚电压)也会相应变化,U1根据19、20脚电压的变化调整输出的脉冲频率,使之与谐振电路保持同步。

    2.故障检修
    在同步电路中,其分压电阻多选用五色环精密大功率(通常不低于2W)的电阻,如图5中的R3~R5、R17、R19等电阻,接于线盘两端,对线盘两端的电压进行实时检测,以确保I GBT管在其c极电压最低时导通,从而避免IGBT管过流损坏。如果同步电路中的分压电阻阻值变化,必然会影响IGBT管驱动脉冲的频率或相位,从而出现屡损IGBT管、报警不加热、间歇加热、不检锅等故障。
    若同步电阻R3、R19、R17或R14参数发生变化,会导致U1的20脚电压偏离正常值(3.2V);若R3、R19或R17开路,U1的20脚电压会降至0V;若R14开路,U1的20脚电压会升至3.5V。
    提示:由于电磁炉工作在高.温、高压且油污较多的环境中,同步电路中的五色环精密大功率电阻阻值变化的几率较高,是实际检测的重点。

    六、IGBT管电压检
    1.工作原理
    IGBT管电压检测电路的作明是实时监测IGBT管集电极的电压,以防止IGBT管过压损坏。IGBT管集电极上的脉冲电压通过R4、R5、R32、R37、R15、R16分压,在R16两端得到一个取样电压,经R18送至U1的18脚(VOLH),见图5.U1根据监测该脚电压,自动发出以下动作指令:一是结合电流检测电路反馈的信息,判断炉面上是否已放上合适的锅具;二是自动调整PWM脉宽,使IGBT管集电极脉冲幅度不高于预定的阈值(该板闽值为1100V)。

    2.故障检修
    若电阻R4、R5、R32或R37开路,U1的18、19脚电压降为0V;若电阻R15或R16开路,则CPU的18、19脚电压会升至5.6V。若上述电阻中某一只开路或短路,都会造成机器不能正常工作,但有报警声与检锅声。

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