电磁炉的原理图各功能部分的分析docx
产品介绍
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IGBT驱动电压至少需要16V,Q1〔PNP管〕、Q2〔NPN管〕组成推挽式驱动电路,它们的工作原理是:
1、当输入信号为高电寻常,Q2导通,Q1截止,18VDC电压流通,给IGBT的G极供给门极电压,IGBT导通。线、当输入信号为低电寻常,Q2截止,Q1导通,IGBT的G极接地,IGBT关断。此时线盘感应电压对谐电容放电,形成了LC振荡。
3、R6电阻在三极管截止时,把IGBT的G极剩余电压快速拉低。C11电容作为高频旁路,另外作为平缓驱动电路波形作用,ZD1稳压管,稳定IGBT的G极电压,预防输入电压过高时,损坏IGBT。
在检锅时,如图2.1所示,波形不是很抱负,有点变形。当检到锅工作后,如图2.2所示,掌握推挽电路的波形与驱动IGBT波形很相像,功率越大,波形的高电平的宽度越大,B点的波形底部平,缘由是LM339掌握的一路内部三极管导通接地。而A点的波形底部比地略高一点。再回到零电压。
此电路简洁消灭的问题为上电烧机,为驱动电路输出高电平导致,温上升、瓷片电容有问题。
电流互感器T1的次级测得的沟通〔AC〕电压.经D9~D12组成的桥式整流电路整流,EC3电解电容滤波平滑、由电阻R15、RJ41、RJ16分压后,所获得的电流电压送到CPU,该电压越高表示电源输入的电流越大,待机时电流取样根本为零,如图3.1所示,电流越大,A点的电流电压波形幅值越高,B点的取样点就越高,表示功率越大。电容EC3选值时不应太大,假设太大了,会造成电容充放电时间太长,影响读取电流AD时间,从而会导致开机时,功率上升的时间很慢。VR1电位器作校准功率用,通过VR1电阻的大小,就能调整B点的输出电压,电阻越小,功率越大,反之就功率越小,一般调整电位器在中间位置。
1推断是否放入适宜的锅具。〔锅具是否小于Φ80〔或Φ60〕、是否有偏锅,电流过小,再判PWM是否最大,两者满足则判为无锅〕
2、限定最大电流,在低电压时保证电流恒定或不超过。保护关键器件工作在规格要求范围内,和防止输入电源线或线路板走线过电流不够造成烧断。
作用:浪涌保护电路,监控输入电网的特别变化,在有特别时,关断IGBT进展保护
1、正常工作时,LM339的1脚内部三极管截止,电阻R19把1脚电压变为高电平,当电源输入端消灭大电流时,1脚内部三极管导通,输出低电平,CPU连接的中断口经过二极管D18被拉低,CPU检测到低电寻常发出命令,让IGBT关断,起安全保护作用,此保护属于软件保护,其他的还有硬件保护,当1脚内部三极管导通,输出低电平,直接拉低驱动电路的输入电压,从而关断IGBT的G极电压,保护了IGBT不被击穿,通常要推断是软件保护还是硬件保护方法是:通常软件保护时,软件会设置2秒才起动,硬件起动时间很快不超过2秒钟。
2、C点电压由于选择的参考点是地,静态时,C点的电压由RJ28、R27、R14电阻分压所得,当正常工作起来后,互感器感应输入端的电流,C点的电压会下降,电流越大,C点电压越低,如图4.1所示,所以A点电压也会下降,B点为LM339负端RJ29、RJ25分压后的基准电压,当A点电压下降到B点以下时,LM339反转,D点输出低电平拉低中断口。通过调整输入正负端的参数来转变干扰的灵敏。
用工具查看两输入端在上限功率工作时,比较电压越接近越好,但仿止消灭太过灵敏而导致中断间隙。〔变频器上〔不肯定,但是比较能表达〕一般干扰比较大,在最大档功率最大电流时
3、CPU依据中断口检测电源输入端的浪涌电流,程序检测到有低电平,停顿工作,起保护IGBT
1、电路的双重保护〔电流和电压保护〕,由R53、R54、RJ55电阻组成分压电路,假设输入电压超过正常设定电压值,A点的电压就会上升,到达或超过三极管Q5的基极导通电压0.7V以上,则Q5始终导通,由于三极管的C极接到LM339的1脚,即中断口,所以程序检测到低电平后会关闭输出,保护IGBT及主回路上面的器件不被烧掉。
2、当有电压浪涌时,R53并联的电容C28起作用,由于电容两端电压不能突变,所以在瞬间电压起变化,电容就相当短路〔耦合〕,A点的电压会瞬间变的很高,使Q5导通而让CPU中断口检测到。正常状况下A点的波形如图4.2所示。
AC220V由整流管整流成脉动直流电压,通过R4与RJ10、RJ11分压,D7二极管隔离AD检测口与输入端,EC2平滑后的直流电压送到CPU端口进展分解,不受输入端的影响,D8二极管让输入电压最钳位在5.7V,保护CPU端口不会被高电压击穿。正常电压下,输入电压较为稳定,如图5.1所示。
2、判别输入电压是否高电压,依据输出功率是否为低功率〔1300W以下〕,进展升功率,目的是为了减小IBGT在高压小功率时,消灭硬导通,即IBGT提前导通,来减小IGBT的温升,依据高功率〔1800W以上〕,协作炉面传感器是否检测到线盘温上升,假设温上升,可适当的降功率,来保证线盘不会由于温上升而烧毁。
3、与电流检测电路形成实际工作功率,CPU智能的计算出功率的大小再与CPU内部设定的功率值作比较,去掌握PMW脉宽调制的大小,稳定输出所需各档的大小功率。
原理:承受电阻分压及电容延时的方式跟踪谐振电路两端电压变化;自激振荡回路、启开工作OPEN口、检测适宜锅具PAN口。
RJ1、RJ2和RJ3、RJ5、RJ52分别接到谐振电容与线盘两端,静态时A〔-端〕比B〔+端〕电压要低〔通常两端电压压差在0.2-0.4V比较抱负〕,C点输出高电平。C16电容两端都是高电平,所以不起作用,D点由于接了RJ17上接电阻,也被拉高,在静态OPEN端口通常被MCU置为低电平,由于E点与OPEN端口接了二极管D15,当OPEN端口被置低时,E点电压钳位在0.7V,此时D〔-端〕电压比E〔+端〕电压要高,导致I点〔2脚〕输出低电平,掌握IGBT关闭,不能加热。
C18、C20电容是调整谐振电路的同步,削减燥音及温升过高的节用。C21是反响电容,当14
脚输出低电压时,反响到9脚,使9脚电压拉低。加速14脚更快到达低电平。如图6.1,在无锅开机启动时,图上为各个关键的检测波形。
1、先在G点发出一个十几US的高电平(检锅脉冲),通常是每1秒钟发一次,E点由于二极管D15的反偏截止,由PWM端口输出的脉宽由电容平波后送到E点,E点电压也有十几US的变高宽度,由于OPEN口的瞬间高电平输出,电容C22耦合,A点〔-端〕相当瞬间加到5V,A点电压比B点〔+端〕高,C点输出低电平。C16电容也起耦合作用,把D点电压拉低,所以E点电压比D点电压高,I点输出一个高电平,IGBT导通,LC组合开头产生振荡。
2、启动后,在C点产生一连串的脉冲波形,当放上锅具时,LC组合产生的振荡似乎串上负载,很快就消耗完,在C点的产生脉冲个数也减小,CPU通过检验测试端口检测C点的脉冲个数来推断是否有锅或放入适宜的锅具。因无锅或锅具不造合时谐振后波形衰减的很慢,检出来的脉冲个数会很多。另外,假设始终检测到高电平,说明线盘没接好或同步电路出问题。
3、当检测到有适宜的锅具,因谐振后波形衰减的很快,检出的脉冲个数会很少。CUP让G点〔open〕始终输出高电平进展工作,E点的电压随PWM输出脉宽的大小所掌握,最终掌握功率输出的大小。各个工作波形如图6.2所示。
1、OPEN口在工作过程中始终为高电平,有干扰中断信号时输出低电平,2S后回复高电平连续工作。关机时为低电平。在检锅时发出一个十几US的高电平后关断。
2、PAN口作用,在开机时检测是否有适宜的锅具,通过检验测试脉冲个数来判定是否加热。此端口在这里始终作为输入口〔也可用来启开工作及检测脉冲个数,双重作用。〕
RJ32、RJ21供给基准电压给LM339的11脚,10脚由同步谐振电路分压得出,抑制IGBT的C极反压不允许超出1150V,当提锅或移锅时,IGBT反压增大,当接近1150V时,同步端使LM339的10脚电压高过11脚,13脚输出低电平,然后比较器始终在切换,从而维持电压不超过限压,保护IGBT不损坏。如图7.1所示。
RJ34、RJ35、EC8、C8,R31组成PWM掌握电路,当PWM输出的脉冲宽度越宽,经过EC8平波后输出给LM339的5脚电压也越高,与LM339的4脚比较反转的时间也越长,2脚输出高电寻常间也越长,进而掌握IGBT驱动脉宽,到达掌握加热功率越大。反之越小,PWM脉宽输出波形如图
正常电压上,当PWN调整最小时,当最小功率〔800W〕下不来时,缘由是D点的电压点太高了,导致IGBT的开通占空比无法调小,此时可以调小R31电阻来实现。
1、反压电路B点给LM339正端设置一个基准电压,当〔A点〕负端接收到谐振波形时,与B点作比较,当比较谐振脉冲高于基准电压时,比较器反转,抑制谐振电压不超过1150V,〔这里用的IGBT耐压是1200V〕。
2、抑制反压后,假设锅具有抬锅、偏锅时,输出功率会有变化,依据电流取样电路的电压值,调整PWM脉宽。
3、CPU通过掌握PWM脉宽宽度,掌握比较器的输出来掌握IGBT的导通时间的长短,结果掌握了输出功率的大小。
炉面传感器:炉面加热锅具的温度透过微晶玻璃板传至紧贴在微晶玻璃板底部的传感器,该传感器的阻值变化直接反映了锅具温度的变化,传感器与RJ36电阻分压电压的变化反映了传感器的阻值变化,就反映出加热锅具的温度变化。
IGBT热敏电阻:该热敏电阻放在紧贴着IGBT的正面。用导热硅脂涂在它们之间,并压在PCB板上,IGBT产生的温度直接传到了热敏电阻上,热敏电阻与RJ37电阻分压点的变化反映了热敏电阻的阻值变化。直接反映出IGBT的温度变化。
2、自动功能及火锅掌握,利用探测温度及结合时间,掌握锅具内部的温度,到达最正确的烹煮效果。
5、传感器开路或短路时,开机后发出不工作信号〔开路需要1分钟后再推断〕,并报知故障信息。
1、当探测到IGBT结温85℃时,依据当前工作状况,升功率或降功率,或间隙加热方式,让IGBT结温≤85℃。假设在不正常状况下温升还连续上升,高于110℃,则马上停顿加热,并报知信息或不报知信息,而是每4S检测一下锅具。待温升下降到60℃又再次加热,循环工作。
2、热敏电阻开路或短路时,开机后发出不工作信号,〔开路需要1分钟后再推断〕,并报知故障信息。
3、在关机状态下,假设IGBT温上升于55℃,CPU则掌握风扇始终工作,直到温度小于45℃后停顿工作。第一次上电时不作推断处理。
此电路特别易消灭:炉面传感器失效,导致线盘过热烧线盘及爆机、无法达到正常的设定温度标准。IGBT热敏电阻失效,无法正常推断IGBT温升,导致烧IGBT。
将IGBT及整流桥紧贴在散热片上,利用风扇运转,通过电磁炉外壳上的进、出风口形成的气流将散热片上的热及线盘等零件工作时所产生的热,加热锅具辐射进电磁炉内的热、及其它器件所散出的热排出炉外。降低炉内的环境和温度,以稳定电磁炉正常工作。
CPU掌握FAN端口输出高电平,使Q3三极管导通,18V电压加在风扇两端经过Q3到地,使风扇运转,当FAN输出低电寻常,Q3截止,风扇停顿工作,D22是开关二极管,作用是吸取,平波,起到保护三极管不被击穿,同时也让风扇工作的更牢靠。
AC220V50/60Hz电源电压通过全波整流后,脉动的直流电压经EC7平波,经变压器初级加到低频放大管〔NPN〕13003的C极及经过R3电阻加到三极管的B极。使变压器初级产生电流进而产生电压,当Q8导通后,经过ACT30B的2脚〔DRV〕给1脚电容EC41充电,当电容充到5V后,2脚与3脚接通,EC41放电,下降到4.6V后,2脚与3脚断开,周而复始的工作,最终在三极管的A点产生如图10.1的波形,ZD3、ZD4、D39组成反响电路,掌握输出电压稳定在18V与5V,R60,C5、D20构成RCD缓冲保护电路,用于抑制三极管关断后变压器产生过电压,减小关断损坏
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