金灶电磁炉KJ.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑金灶电磁炉KJ 一位挚友抱来了一台电磁泡茶炉说；“泡茶炉罢工了，看看是啥毛病我从前很少玩弄过电磁炉，心中多数，抱着学习和试试的心态，允许了挚友的要求，于是踏上了学修电磁炉的旅程 工作原理 这款泡茶炉的型号是金灶KJ—10E，是广东海利公司近两年的新产品，双炉布局，左边是消毒锅，右边是烧水壶（见题图）由于没有现成的电路图，笔者只好按照实物绘制了电路原理图（见图1）该机的电磁感应加热电路与其他品牌的电磁炉（灶）根本一致，是利用电磁感应原理将电能转换为热能的电器开关管IGBT（VT3，型号：H20R1202）的饱和导通和截止时间（占空比）受控于MCU输出的PWM脉冲信号；C8（0.22μF/1200V）与加热线盘L2（或L3，电感量约为0.183mH）组成频率约为24kHz的并联谐振电路当电磁炉工作时，加热线盘周边便产生高频交变电磁场，当炉面放置导磁又导电的金属锅（ 壶） 具时， 交变的磁场使锅（壶）底感应出强大的涡流而产生高热下面概括分析一下它的工作原理 1. 电源电路 ＋300V直流高压电源是直接由220V交流市电经高压整流桥堆（B1，型号：D15XB60H）整流、C7（4μF/400V）滤波产生的，是加热线盘、IGBT管工作的主电源。

VIPer22A（IC2）是小功率智能开关电源集成电路，其引脚功能如图2所示该集成电路内置场效应开关管、60kHz脉宽调制器、智能调整电路及过流、过压、过热养护电路它具有外围电路干脆、输入电压适应范围宽、输出电压稳定等优点本机由VIPer22A和 Z1、C5、C4、VD1、VD2、L1、C3等外围元件组成＋18V开关稳压电源，主要是供应VT1、VT2、IC1（LM339）、切换继电器和排热电扇使用＋5V的电源也是由＋18V电源经78L05稳压，C14滤波产生的，主要是作为基准电压源和供应操纵显示电路使用 2. 操纵显示电路 操纵显示电路是由8位MCU芯片S3F9454BZZ-DK94（IC3）、8位串入/并出移位寄放器74HC164N（IC4）、数码管、三极管、LED、按键和电阻、电容等元件组成的，并通过8位接插件与主电路板连接它的引脚功能图如图3所示（细致资料请登录网站查阅）S3F9454B是三星的一款可屡屡编程的微操纵器，内部设计的软件程序与硬件电路相合作，实现智能化操纵本电路MCU是采用内部时钟，并由3脚输出至IC4（74HC164）的CP输入端（8脚），MCU的2脚输出的串行数据送至IC4的数据输入端（1、2脚）。

MCU的4脚是上电复位端，同时也是“泡茶功能”输入端S2在待机状态时，每按一下“S2”，那么泡茶功能依次在“自动”—“手动”—“保温”—“关闭泡茶”4个状态之间切换循环5脚是蜂鸣信号输出端，用响声提示电磁炉的工作处境6脚～9脚输出的高、低电平使VT6～VT9截止或导通，同时2脚输出串行数据，3脚输出的时钟脉冲合作IC4的8位（本电路只用7位）并行数据输出至数码管、VD7～VD11的作用是显示电磁炉各种工作状态和故障代码10脚是消毒功能输入端S1，每按一下该键，那么消毒功能依次在“大火”—“小火”—“关闭消毒”3个状态之间循环11脚是排热电扇驱动信号输出端，电磁炉正常工作时，11脚输出高电平，使VT5导通，电扇得电工作，关机后11脚持续输出一段时间的高电平信号，电扇持续工作，排出炉内余热，延长电磁炉的使用寿命17脚是＋18V开关电源检测输入端，＋18V电压经电阻R30、R31降压分压后的取样电压输入到17脚，与设置值比对，当＋18V电压不正常时（过高、过低或纹波电压过大），电磁炉不工作，起到了养护作用19脚是切换继电器操纵信号输出端，继电器吸合时是“泡茶”，释放时是“消毒”当双炉同时使用时，“泡茶”与“消毒”是分时轮替加热。

16脚、18脚分别是泡茶炉盘和消毒炉盘的温度传感器（负温度系数的热敏电阻）的取样电压输入端，只要其中有一只热敏电阻断路即显示故障代码“E3”，那么停机养护；只要其中有一个炉盘超温，即显示故障代码“E4”，也停机养护15脚是炉内功率器件过热检测输入端，Rt0负温度系数热敏电阻是紧贴IGBT管散热片安装随着功率器件温度的升高，取样电压也逐步升高，与设置值举行比对来判定是否过热过热时显示故障代码“E6”，那么停机养护14脚是市电电压检测输入端220V交流市电经B1整流，C7滤波产生＋300V直流电压，经R4、R5和R7降压分压后的取样电压由14脚输入，与设置值举行比对当市电电压高于250V或低于160V时，电磁炉不工作或停机养护，并显示过高“E1”或过低“E2”的故障代码13脚是PWM脉冲信号输出端MCU根据设置指令或检测到的数据做出判断：该不该输出PWM脉冲信号，并能自动调理输出脉冲信号的占空比，以达成调理电磁炉输出功率之目的 3. 同步电路 为了制止IGBT管在导通时被大电流冲击而损坏，要保证加到IGBT管的G极上的PWM脉冲前沿与C极上的峰值脉冲后沿一致步，由IC1d、IC1c和外围元件组成同步电路。

在待机时，IC1d的同相端（11脚）的取样电压低于反相端（10脚）的取样电压，13脚为低电平状态，而由IC1c、R11、R12、R13和C10等组成的锯齿波振荡器按固有频率振荡当电磁炉工作时，IC1d的同相端（11脚）上展现由IGBT管C极取样的脉冲，经IC1d整形，13脚输出的同步脉冲经C11送到由IC1c等组成的锯齿波振荡电路，对其频率与波形举行修正后的同步锯齿脉冲再送到脉宽调制电路IC1b的反相端（6脚） 4. 脉宽调制电路 该电路由IC1b担当同相端（7脚）加有由IC3的13脚输出的PWM脉冲，经积分电路形成的操纵电平与反相端（6脚）的同步锯齿脉冲举行对比其原理是：当一个变化的直流操纵电平（操纵电平的上下与PWM脉冲的占空比成正比例关系）与一个按锯齿脉冲规律变化的基准电平举行对比时，输出端（1脚）的跳变时间将随着直流电平在锯齿脉冲斜坡上所对应位置发生变化而变化，从而实现脉宽调制 5. 驱动电路 由VT1、VT2及外围元件组成IGBT管的驱动电路，操纵其导通和截止由IC1b的1脚输出的脉宽调制脉冲加到驱动电路输入端，当IC1b的1脚的脉冲处于高电平日，VT1导通、VT2截止、IGBT管饱和导通。

当IC1b的1脚的脉冲处于低电平日，VT2导通、VT1截止、IGBT管截止 6. 高压峰值检测养护电路 当IGBT管工作时，C极要承受+300V左右的直流电压和谐振脉冲高压为了防止C极上脉冲叠加后的高压超过极限值而击穿，由IC1a和R7、R6、R5、R17、C12等组成的取样检测养护电路当IGBT管正常工作时，IC1a反相端4脚的取样电压低于同相端5脚的基准电压（＋5V），2脚呈截止高阻状态，不影响积分电容C13上的操纵电平，电磁炉按设定的功率举行加热当由于某种理由（如电源插座跳火；LC并联谐振电容器C8不良、失效或变值；＋300V高压滤波电容C7漏电；积分电容不良、失效或变值；或是在提、放锅壶具瞬间等）在C极上激起超高的反峰脉冲，使C极的高压将要达成耐压极限值时，IC1a的4脚的取样电压 高于5脚的基准电压，2脚翻转为导通低阻状态，积分电容C13上的电压经2脚泄放，IC1b的7脚电平降低，1脚输出的PWM的脉宽变窄，IGBT管导通时间缩短，高频谐振幅度下降，从而达成IGBT管的过压养护当超高反峰脉冲一消散，电磁炉即恢复正常加热工作修理过程 在绘制电路图的过程中， 笔者已对整机除集成电路外的电阻、电容、电感、三极管、二极管等元器件从外观到或离线都举行了检测，均未察觉奇怪。

首先焊接引线，把主电路板移到机壳外，以便检修通电，随着“嘀”一声响，显示“E1”故障代码，这说明是“电源电压过高”测得当时市电电压为222V，正常按压“泡茶”功能键（或消毒功能键），数码管、指示灯会依次按照说明的4个状态循环显示，一放开手又显示“E1”接着测量有关接点的电压：测得A点电压为+302V，正常；测得B点电压为+18.4V，说明开关电源正常；测得C点电压为+2.73V，失常 断开+5V电源输出的其中一条跨线，再次测量，还是+2.73V，从而可断定78L05已损坏此时心中起疑，+5V电压已大为失常，那么操纵显示电路为何还貌似正常？回过头来细看，S3F9454B、74HC164的工作电压范围为2～5.5V，而数码管和LED从几个mA到20mA电流却都能发光，只是亮度不同而已，没专心比较是不易察觉的这样一来，操纵显示电路能工作也缺乏为奇了换上78L05（实测电压为+5.18V），整机功能恢复正常 至此，检修的旅程已终止了，但笔者总觉得尚有几处电路原理还似懂非懂，上述的“纸上分析”是否正确呢？又如上述故障是＋5V电压不正常，为什么显示“E1”故障代码呢？锅检电路又是如何工作呢？于是对已修好的整机举行一次测试，并模拟故障状况，看其如何举行养护，以此来验证上述分析是否正确。

假设能透彻理解了其工作原理，不仅对本电磁炉展现其他的故障会迎刃而解，而且对检修其他品牌的电磁炉（灶）也有裨益 模拟故障状况 验证养护过程 1. 模拟市电电压过高过低当市电电压为220V时，测量IC3的14脚取样电压为1.75V，由计算得出250V时取样电压应为1.99V，160V时应为1.27V假设直接通过调压器调整电磁炉输入电压大于250V或小于160V来验证，轻易造成电磁炉损坏笔者用30kΩ电阻并联在R5上，接通电磁炉电源，调理调压器，使电磁炉显示“E1”的临界点，测量IC3的14脚电压为2.02V，此时电磁炉输入的交流电压为193V；接着拆下R5上的并联电阻，用20kΩ电阻并联在R29上，同上述的操作，测得显示“E2”的临界取样电压为1.26V，此时电磁炉输入的交流电压为217V这样电磁炉在安好的交流市电电压范围内验证了在电网电压过高过低时能有效地举行养护（临界取样电压测量值与计算值特别接近） 2. 模拟功率器件过热待机时测得IC3的15脚的取样电压为0.43V挑出8位插头的2插脚，使其悬空，用1只4.7kΩ电位器与2节1.5V干电池组成可调直流电压源，电位器中心引脚接至挑出的2脚。

开机，调理电位器，使2脚电压逐步升高，模拟IGBT管温度逐步升高当升高至显示“E6”的临界电压值为2.63V时，让电磁炉停机，从而验证了功率器件过热养护功能 3. 模拟炉温过高待机时测得IC3的16脚取样电压为4.70V，随着电磁炉开头正常工作，泡茶线盘温度升高，Rt2阻值下降，取样电压也随着逐步降低当降低至设置值时（温度过高），电磁炉显示“E4”故障代码，进入停机养护状态挑出8位插头的3插脚，使其悬空，用2节1.5V的干电池和1只4.7kΩ电位器组成可调直流电压，采用2中所述方法，当测得取样电压降__至2.03V时转入600W工作，再次降到1.85V时蜂鸣器响3声“嘀”，电磁炉中断工作消毒炉盘超温养护也用同样方法检验 4. 模拟+18V电压失常当电磁炉正常工作时，测得IC3的17脚的电压为0.98V用1只100k Ω 电位器中心引脚串接1个100kΩ电阻后并联在R30上，开机，正常工作时，调理电位器减小并联电阻值，使17脚的取样电压逐步升高，模拟＋18V电压过高的状况，当取样电压升高到1.22V时，显示“E1”故障代码，电磁炉进入养护状态，中断工作 接着拆去上述R30上的并联电阻和电位器，由1只4.7kΩ电位器中心引脚串接1个3.3kΩ电阻，并联在R31上，在电磁炉正常工作时，调理电位器减小并联电阻值，使17脚。