電磁爐2020/12/151主要內容電磁爐產品簡述電磁爐特殊元器件介紹應用電路組成各功能模塊講解2020/12/152精品資料2020/12/153你怎么稱呼老師？如果老師最后沒有總結一節課的重點的難點，你是否會認為老師的教學方法需要改進？你所經歷的課堂，是講座式還是討論式？教師的教鞭“不怕太陽曬，也不怕那風雨狂，只怕先生罵我笨，沒有學問無顏見爹娘……”“太陽當空照，花兒對我笑，小鳥說早早早……”2020/12/1541、電磁爐的優點電磁爐煮食的熱效率要比所有炊具的效率均高出近1倍具有升溫快、熱效率高、無明火、無煙塵、無有害氣體、對周圍環境不產生熱輻射、體積小巧、安全性好和外觀美觀等優點在電磁爐較普及的一些國家里人們譽之為“烹飪之神”和“綠色爐具”

2020/12/1552020/12/1562、電磁爐的加熱原理電磁爐是應用電磁感應原理對食品進行加熱的2020/12/157電流電壓經過整流器轉換為直流電使直流電變為超過音頻的高頻交流電將高頻交流電加在感應加熱線圈上，由此產生高頻交變磁場其磁力線穿透灶臺的陶瓷臺板而作用于金屬鍋，在烹飪鍋體內因電磁感應就有強大的渦流產生。渦流克服鍋體的內阻流動時完成電能向熱能的轉換2、高頻電磁爐的加熱原理2020/12/1583、電磁爐的分類電磁爐按感應線圈中的電流頻率分為低頻和高頻兩大類，相比較高頻電磁灶受熱效率高，比較省電。按樣式分類，可以分以下三種：

1、臺式電磁爐

2、埋入式電磁爐

3、嵌入式電磁爐2020/12/159主要內容電磁爐產品簡述電磁爐特殊元器件介紹

應用電路組成各功能模塊講解2020/12/15101、陶瓷板陶瓷板是微晶陶瓷板的簡稱。陶瓷板的主要作用是承載加熱鍋。陶瓷板的性能遠高于普通陶瓷，它既有較好的機械強度，能完全承受鍋體及食物的重量，又具有一定的抗熱沖擊強度，還能經受溫度的劇烈變化。2020/12/15112、加熱線圈加熱線圈是電磁爐中的一個重要元件，其外形較特殊加熱線圈又稱發熱線圈，它并不是發熱源，而是高頻諧振回路中的一個電感，所以又稱為高頻諧振線圈2020/12/15122、加熱線圈加熱線圈直徑(除固定膠盤邊沿，一般在16cm-22cm之間，且電磁爐功率越大，加熱線圈直徑也越大加熱線圈是用粗銅線以同心圓方式由內到外繞27-33匝(電磁爐功率越大，匝數越多)，呈圓盤狀固定于絕緣膠架上。加熱線圈中的銅線直徑較大，均為2.2mm，是由多股(常為22-26股)直徑0.4mm的漆包銅絲絞合而成。2020/12/15132、加熱線圈加熱線圈的中心安裝有感溫器支架，以便安裝熱敏電阻加熱線圈的背面安裝有多根磁條。安裝磁條陣列是為了會聚吸收磁力線，減小磁力線外泄2020/12/15143、IGBT管在電磁爐電路中，開關管扮演著非常重要的角色。當開關管導通時，+300V經加熱線圈、開關管給加熱線圈充電，電能轉化為加熱線圈中的電磁能此時加在開關管上的電壓約為+250V，工作電流在20A~40A之間2020/12/15153、IGBT管普通的MOS場效應管，雖然僅需微弱的驅動電壓即可工作，但工作在高電壓和大電流狀態時，因內阻較大，管子發熱快，難以長時間工作；大功率達林頓管雖然可以在高電壓、大電流狀態下長時間工作，但需要較大的驅動電流2020/12/15163、IGBT管將場效應管作為推動管，大功率管作為輸出管。這樣一個組合集兩者優點于一身，既具有雙極型晶體管能通過大電流密度的優點，同時在驅動電壓下，又具備了場效應管用電壓進行控制的特點。具有能實現電壓控制以及大功率輸出的特點。輸出功率可達1000W以上。2020/12/1517稱為絕緣柵型雙極晶體管，其英文表示為iusulatedGateBipolarTransistorIGBT管俗稱門控管，它既有場效應管驅動電流小的優點，又有雙極型晶體管飽和壓降小、電流密度大的優點，因此可以簡單地把IGBT管理解為一只場效應管與雙極型晶體管的復合器件。3、IGBT管2020/12/1518

常見符號如圖3、IGBT管2020/12/1519帶有阻尼二極管的N型1GBT的電路符號是在上述符號的c、e極間添畫一只二極管符號即可,電磁爐線盤和電容產生振蕩到截止的時候會有一個很高的脈沖，這個二極管就是用來阻止這個電壓損壞功率管的3、IGBT管2020/12/1520常見的IGBT管的管腳排列順序與常見的大功率二極管一致，即管腳朝下，標注面向自己，從左到右依此是門極(G)、集電極(c)、發射極(e)。電磁爐中使用的IGBT管多為N型IGBT管。3、IGBT管2020/12/15214、整流全橋整流全橋雖然在家電產品中隨處可見其身影，但用在電磁爐中的整流全橋卻要求其輸出電流大、抗大電流抗擊能力強、能承受較高的峰值反向電壓。例如：RS1507整流全橋，該全橋能承受的最大峰值反向電壓為1000V；最大輸出電流15A；峰值電流可達250A，最大正向壓降1V；工作溫度范圍是-55—+150。2020/12/15224、整流全橋2020/12/15235、常見ICLM339四電壓比較器LM339內含四個相同的電壓比較器，在電磁爐電路中主要用作檢測信號的比較判斷。2020/12/15245、常見IC“＋”表示運算放大器的同相輸入端；“－”表示運算放大器的反相輸入端。該IC特點是，只要兩相輸入電壓相差10mV，輸出狀態即可翻轉。當其反相輸入電壓比同相輸入電壓高時，輸出為低電平；當其反相輸入電壓比同向輸入低時，LM339輸出端內部處于開路狀態，要輸出高電平，必須加上拉電阻，高電平的幅值大小取決于該上拉電阻的接法及其對地分壓電阻的大小。2020/12/15255、常見ICLM393雙電壓比較器

LM393是一種低功率、低偏置、高精度雙電壓比較器，其偏置電壓可低至2mV，其工作電壓范圍較寬，為2V~36V。2020/12/15265、常見ICLM324四運算放大器

LM324內含四個運算放大器及運算補償電路，差分輸入，工作電壓范圍為3V~32V。2020/12/15275、常見IC74HC1648位移位寄存器現有電磁爐的面板顯示項目較多、內容較豐富，與之對應的控制端口也較多，然而單片機的端口非常有限。為了達到對顯示電路的控制，電磁爐多采用74HC164(移位寄存器)來擴展控制端口。2020/12/15285、常見IC74HC164的引腳A、B為串行碼輸入端；CLR為清零輸入端；CLK為時鐘脈沖輸入端。該IC隨著時鐘脈沖上升沿的到來，A、B相與后的狀態依次由QA移向QH。2020/12/15296、抗干擾電容在電磁爐的市電輸入線ACL、ACN之間接有電容C1（X電容），該電容既能防止電磁爐產生的高頻干擾脈沖竄入市入電網，干擾其他電器，又防止市電網中的干擾脈沖竄入電磁爐電路，影響其工作。該電容的容量通常為2uF。2020/12/15307、濾波電容市電經全橋整流后，經過電容濾波，將脈動的直流電變為平滑的直流電，該電容稱為濾波電容，濾波電容的容量通常為5uF。2020/12/1531注意：由于電磁爐工作時，電流波動頻率高，幅度大，因此上述抗干擾電容及濾波電容均不能采用普通電容器，而是選用MKP電容器。MKP電容器實為無極金屬化聚丙烯膜電容器，這種電容具有無感、高頻特性好、自愈能力強、穩定性好等優點，并采用塑料防腐外殼環氧灌裝，體積小，絕緣性能好，MKP電容器屬于專用電容器，主要用于電子、電器設備中電源部分抑制噪聲的器件。2020/12/15328、高頻諧振電容2020/12/15338、高頻諧振電容電磁爐正常工作時，加熱線圈與并聯的電容諧振產生15kHz~30kHz高頻交變電流高頻諧振電容器工作在高頻大電流狀態高頻諧振電容器．選用MKPH型電容器，該類電容器具有高頻特性好、過流能力強、頻率特性優、自愈能力強等優點，在－25℃～＋105℃的環境中均能正常工作。2020/12/15348、高頻諧振電容在電磁爐中，加熱線圈與高頻諧振電容的諧振頻率是設計電磁爐電路及選擇元器件的重要依據之一。由于高頻交變電流頻率(f)由加熱線圈的電感量(L)與高頻諧振電容容量(c)決定，即(2πf)^2＝1／LC，因此高頻諧振電容容量選擇非常重要。2020/12/15358、高頻諧振電容常見電磁爐加熱線圈的電感量在0.13uH~0.16uH之間；高頻諧振電容容量為0.2uF、0.3uF或0.4uF。若高頻諧振電容容量為0.2uF，則高頻交變電流頻率為28.13kHz~31.22kHz；若高頻諧振電容容量為0.3uF，則高頻交變電流的頻率為22.97kHz~25.49kHz；若高頻諧振電容容量為0.4uF，則高頻交變電流的頻率為19.89kHz~22.07kHz。2020/12/15369、壓敏電阻2020/12/1537為了防止外部輸入電壓過高損壞電磁爐，在市電進線端并聯有一只壓敏電阻，其外形極像瓷片電容器。該壓敏電阻標注—般為TVR14391或TVR10431，這表明其擊穿電壓為AC390V或AC430V。只要外部輸入電壓峰值超過壓敏電阻的標稱耐壓值，壓敏電阻立即擊穿，保險管熔斷，保護后級電路免遭過壓損壞。9、壓敏電阻2020/12/1538正常時壓敏電阻的兩腳間電阻均為無窮大。其損壞后的現象較為直觀，多為燒焦或炸裂。壓敏電阻屬于一次性保護元件，一旦擊穿便不能自動恢復，應予以更換。9、壓敏電阻2020/12/153910、熱敏電阻12020/12/154010、熱敏電阻1發熱線圈盤中心的感溫器架上安裝有熱敏電阻，該熱敏電阻表面呈紅色，其外形酷似二極管1N4148。電磁爐的保溫功能及防于燒保護功能的實現均靠此熱敏電阻來感知。熱敏電阻緊靠陶瓷板并在兩者之間涂有導熱硅脂，其目的是提高其感知靈敏度。2020/12/154110、熱敏電阻1熱敏電阻多采用負溫度系數電阻，即溫度升高，阻值減小。。熱敏電阻的優劣直接影響整機的溫控靈敏度。2020/12/154211、熱敏電阻22020/12/1543為了防止開關管過熱損壞，在散熱片上安裝有一只塑料封裝的熱敏電阻。11、熱敏電阻22020/12/1544溫控器實為一只負溫度系數的熱敏電阻，即隨著溫度升高阻值不斷減小。11、熱敏電阻22020/12/154512、互感器在電磁爐中常用互感器來檢測電磁爐的工作電流，互感器實為一個小功率的升壓變壓器。該互感器初次級匝數比多為1：800，即初級銅線線徑粗、匝數少；次級銅線線徑細、匝數多。正常的互感器初級直流電阻近似0Ω，次級電阻約為455Ω，初、次級繞組絕緣。2020/12/154613、散熱風扇由于IGBT管、整流全橋在工作時通過的電流較大，因此會發出大量熱量。為了保證這些元件安全可靠地工作，就必須加裝散熱裝置，由于散熱片遠遠不能滿足散熱需求，因此電磁爐又增加風扇強制散熱。2020/12/154713、散熱風扇目前該散熱所用的電機有兩類：一類是普通碳刷電機；一類是無刷霍爾電機碳刷電機，生產成本低，但噪音大、壽命短無刷電機，內含轉換電路，生產成本高，但可靠性高，壽命長散熱風扇的規格主要有80mmx80mnl、90mmx90mm、120mmxl20mm等幾種，供電電壓也有12V、18V、24V之分2020/12/154814、操作面板由于電磁爐的開／關、定時、保溫及炒、煮、煎等烹飪功能選擇均需人工操作，因此每款電磁爐均設有操作面板操作面板主要包括操作按鍵及功能顯示器件部分電磁爐主板電路基本相同，但出于外觀及生產成本考慮．面板設計卻有較大變化，主要取決于產品定位及實物外觀，盡可能地吸引消費者。2020/12/154914、操作面板按鍵：為了防止水分及油煙滲入電路，電磁爐操作面板的按鍵不外露，而是采用全封閉型微動式或觸摸式按鍵電路。絕大多數中低檔的電磁爐采用的是微動式按鍵，觸摸式按鍵主要用于高檔電磁爐。2020/12/1550電磁爐的功能顯示方式之一發光二極管指示，即功能、狀態均靠對應的發光二極管亮／滅來表示。這種顯示方式在經濟型電磁爐中使用得較多。14、操作面板2020/12/155114、操作面板電磁爐的功能顯示方式之二液晶顯示．顯示內容直觀清晰2020/12/155214、操作面板電磁爐的功能顯示方式之三數碼顯示，即通過數碼管直觀地顯示設定的溫度、時間及故障代碼等信息。2020/12/155314、操作面板電磁爐的功能顯示方式之四熒光屏顯示，亦稱VFD(VACUumFLuorescentDisplay)顯示。熒光顯示以其高輝度、寬視角、動態顯示圖案、清楚易懂等優點，加之其外觀華麗富貴、絢麗多彩，倍受消費者喜歡。目前，熒光顯示用于高檔電磁爐中。2020/12/1554主要內容電磁爐產品簡述電磁爐特殊元器件介紹

應用電路組成各功能模塊講解2020/12/1555簡化的方框圖2020/12/1556AC220V市電經橋堆D整流、L1與C5濾波后得到+300V左右的直流電此直流電經加熱線圈和IGBT管構成回路。當IGBT導通時，+300V給加熱線圈充電，電能轉換成電磁能儲存在加熱線圈中；IGBT截止時，加熱線圈向C3充電，隨即C3又向加熱線圈放電，周而復始，即加熱線圈與C3構成并聯諧振回路，其諧振頻率由加熱線圈的電感量及C3的容量決定IGBT管在控制電路輸出的PWM開關脈沖的驅動下以一定的頻率工作，加熱線圈中產生15kHz~30kHz的高頻交流電，于是鐵質平底鍋底便產生了強大的渦流，鍋底迅速發熱，加熱線圈中的電磁能轉化為熱能2020/12/1557細化的方框圖2020/12/1558包括以下模塊

+300V整流濾波電路EMC防護+l8V、+5V電源電路LC振蕩、同步模塊功率控制高壓保護電壓、溫度檢測電流保護模塊風扇驅動2020/12/1559主要內容電磁爐產品簡述電磁爐特殊元器件介紹

應用電路組成各功能模塊講解2020/12/15602020/12/15611、EMC防護電路2020/12/1562EMC防護模塊主要是在電源的進入端防止有高頻干擾或者雷擊等造成后面電路的損壞而設置的電路。主要是由CNR、C1等組成。壓敏電阻的電壓敏感特性是它的電阻值隨著外加電壓變化而變化。電容C1主要是吸收電源中的高頻諧波。2020/12/15632、+300V整流濾波電路整流濾波模塊主要是進行AC-DC變換，其核心元件是整流橋。它將輸入的220V交流電變換成脈動直流電，然后經過L型濾波電路（由電感線圈L1和電容C5）進行濾波，輸出平滑的直流電。2020/12/1564電感濾波的使用電感對脈動電流產生反電動勢的作用，它對交流阻值很大，而對直流阻值很小，如果我們把較大的電感串接在整流電路里，就可以使電路中的交流成份大部分降落在電感上，而直流部分則從電感線圈流到負載上，起到濾波的作用。電感濾波電路通常用在負載電流很大，而對濾波效果要求不嚴的場合。2020/12/1565市電經整流全橋整流、L1與C5濾波后輸出+300V直流電。正常工作時，C5兩端電壓低于+300V．且電磁爐功率調得越高，該電壓下降得越多。該電磁爐功率調在1300W時，C5兩端電壓約為260V。2020/12/15663、+l8V、+5V電源電路該電磁爐低壓供電未采用普通變壓器降壓、整流濾波、穩壓輸出方式，而是采用開關電源。此開關電源電路由FSD200及少量的外圍元件組成。2020/12/1567采用FSD200設計的控制電源電路，為單端反激式功率變換線路。穩壓管D9與Q9組成了常見的直接反饋電路，Q9的輸出直接與FSD200的反饋電壓輸入端Vfb相連，省去了反饋繞組。Vstr直接與直流母線相連。2020/12/1568FSD200芯片簡介采用Fairchild公司推出的小功率單片開關電源FSD200，它在230V±15%時輸出功率為7W，雙列直插封裝，價格低廉，外圍線路十分簡單。FSD200有這樣一些顯著特點：①開關頻率能在4ms內從130KHz變到138KHz，這種將開關頻率在一定波段內抖動的方法，可將諧波能量分散，有效抑制采用固定開關頻率帶來的高次諧波所產生的干擾。這不僅減少了EMI，而且可用低成本的電感來代替開關電源通常使用的進線濾波器。②不需反饋繞組。FSD200通過與直流母線相連的Vstr引腳，將外部高壓送入內部的高壓調節器變到7V，作為芯片的控制電壓，省去了反饋繞組。其他還有過負荷保護、過熱關斷、軟起動、在待機狀態時減少開關損耗的自舉操作方式等。2020/12/1569得到兩路輸出＋5V、＋18V2020/12/15704、LC諧振電路2020/12/1571LC諧振電路是電磁爐的主要電路之一，主要是利用了LC并聯諧振的原理進行工作。2020/12/1572LC諧振電路當IGBT的C極電壓為0V時，IGBT導通，此時的電感（線圈）進行儲能當IGBT由導通到截止時，此時由于電感（線圈的作用），電流還會沿著先前的方向流動，由于IGBT關斷，電感只能對電容C3充電，從而引起C極上電壓升高，隨充電電流變小直至為0時，C極電壓最高電容C3開始從線圈放電，此時C極電壓變低，當達到接近0V時，由控制電路檢測（監控）到這個值，再次打開IBGT，又一循環開始2020/12/15735、同步電路2020/12/1574

電磁爐工作時，IGBT管快速交替地工作在飽和與截止狀態間。設定不同火力(功率)時，IGBT管的飽和與截止時間的比例不相同。為什么要同步？2020/12/1575

在IGBT管飽和導通時，加熱線圈中感應電動勢的極性為左“+”右“-”．由于電感中電流不能突變，流過IGBT管c、e極間電流逐漸增大。當電流增大至某一值時，IGBT應立即截止，以避免大電流擊穿IGBT管。為什么要同步？2020/12/1576一旦IGBT管截止，加熱線圈中的感應電動勢極性立即變為左“-”右“+”，加熱線圈給C3充電，接著C3又給加熱線圈放電，加熱線圈與C3產生阻尼諧振，即隨著電磁能迅速轉化為熱能，其諧振幅度越來越小。為什么要同步？2020/12/1577在諧振初期，加在IGBT管c、e極上的電壓非常高，這期間應確保IGBT管可靠地截止，否則高電壓形成的大電流必將損壞IGBT管。綜上所述，在不同功率狀態下，IGBT的工作狀態應當與加熱線圈的狀態保持協調，也就是IGBT管的驅動信號應與加熱線圈的狀態保持協調，完成協調任務的電路常稱之為同步電路。2020/12/1578當加熱線圈兩端電壓極性為左“＋”右“-”。正電壓經R7、R25分壓后加到U2:3的反相輸入端；負電壓經R19、R20降壓后加到U2:3的同相輸入端，此時U2:3的輸出端為低電平狀態,U2:4輸出高電平，Q3導通，DEVICE為高電平，IGBT導通飽和。2020/12/15792020/12/1580當加熱線圈兩端電壓極性為左“-”右“+”，此時U2:3的輸出端為高電平，U2:4輸出低電平，Q4導通，DEVICE為低電平，IGBT可靠截止。2020/12/15816、電網電壓檢測電路2020/12/15827、過電流檢測電路2020/12/15838、浪涌檢測有浪涌時通過硬件產生中斷INT（高電平）2020/12/15842020/12/15859、溫度檢