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电磁炉的内部电路组成详解

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:电磁炉主要由交流进线电路、EMC防护模块、整流模块、滤波模块、LC振荡模块、电流检测模块、电压检测模块、温度检测模块、同步模块、振荡模块、IGBT驱动模块、功率控制模块、按键及显示模块、电源模块等组成。主要由晶体管、二极管、电阻、电容等元器件组成。

电磁炉的内部电路组成详解

电磁炉主要由交流进线电路、EMC防护模块、整流模块、滤波模块、LC振荡模块、电流检测模块、电压检测模块、温度检测模块、同步模块、振荡模块、IGBT驱动模块、功率控制模块、按键及显示模块、电源模块等组成。图3-2所示为电磁炉的工作原理框图。

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图3-2 电磁炉的工作原理框图

1.EMC防护模块

EMC(ElectroMagnetic Compatibility,电磁兼容)防护模块主要是在电源的进入端防止有高频干扰或者雷击等造成后面电路的损坏而设置的电路。它主要由压敏电阻ZNR、电容C和电阻R等组成。其中,电容C与电阻R的作用是吸收电源中的高频谐波,压敏电阻的作用是防止电压过高。压敏电阻ZNR的特性是它的电阻值随着外加电压的变化而变化,当外加电压较低时,流过电阻的电流很小,压敏电阻呈现高阻状态;当外加电压达到或者超过压敏电压时,流过电阻的电流陡增,压敏电阻的阻值将大大降低。

2.整流模块

电磁炉整流模块是为电磁炉工作提供直流电压,它主要由整流桥组成。整流桥参数大多是600V,20A,由于整流桥属于大功率器件,工作在大电流状态,因此必须固定在散热片上进行散热。

3.滤波模块

电磁炉滤波模块是将直流脉动电压转换为平滑的直流电,对后面的电能转换起储能作用。它主要由滤波电感及滤波电容组成。

4.LC振荡模块

LC振荡模块是电磁炉能量转换的重点电路,其参数决定电磁炉的参数,该电路是实现电磁交变执行部件。它主要由线圈盘和高压振荡电容(高压振荡电容的品质非常重要,因为从引脚处要通过大电流,一般会发热,引起内部材料受损,从而容量发生变化,导致电磁炉损坏)组成。

5.电流检测模块

电流检测模块主要由电流互感器、二极管、电阻组成。其中,电流互感器是检测电路中电流大小的器件,是将电路中电压量转换为电流量的器件,是控制稳定工作电流的检测部分;二极管的主要作用是将交流转换为直流;电阻的作用是调节反蚀的比例,从而达到稳定功率的目的。

6.电压检测模块

电压检测模块是在电磁炉中检测输入电压,及时调整电路的输出功率,当电压偏高时,降低输出电流,当电压偏低时,增加输出电流,用以维持电路输出功率的稳定。主要由晶体管、二极管、电阻、电容等元器件组成。其中,二极管的作用是整流;晶体管的作用是快速充电(也称峰值整流);电阻、电容的作用是组成充放电电路。

7.温度检测模块(www.xing528.com)

温度检测模块是检测温度用电路,根据热敏电阻的负温度特性,即电阻值随温度的变高而变小,随温度的变低而变大的原理进行检测。

所用电路采用分压方式进行,热敏电阻接在与电源相连的一端,另一个电阻与地相连,这样,芯片内的温度代码与外部检测温度呈上升对应关系。

其有两组温度采集电路,分别用来检测锅具温度与检测IGBT散热片温度。

8.同步模块

同步模块是确保IGBT在CE极间电压最低时开始导通,反之,IGBT极易损坏。它由采样电阻、滤波电容、比较器组成。其中,采用电阻通常采用2W电阻,电阻的功率参数太小,易损坏;滤波电容的作用是将电路中可能出现的高频干扰进行吸收;比较器的作用是将采样的波形转换为开关信号

9.振荡模块

振荡模块是电磁炉电路的重点部分,为IGBT的驱动提供前级波形。它由二极管、电阻、电容、比较器等组成。其中,二极管的作用是快速放电;电阻、电容的作用是调整充电时间;比较器的作用是将前面的脉冲信号转换为方波输出信号。

10.IGBT驱动模块

可将IGBT驱动模块当作功率放大器,由于输入的信号电压较低,不能驱动IGBT,因此用驱动模块将电压放大到足以驱动IGBT的电压,它主要由比较器、晶体管等器件组成。

11.功率控制模块

功率控制模块是通过主芯片将预定的功率信号转化为驱动IGBT的波形信号,供驱动电路放大。一般从芯片输出的信号为脉宽调制(PWM)信号,此信号须通过特定的方式转换为电压信号,方可控制后级电路。

12.按键及显示模块

按键及显示模块是人机对话的界面,按键的作用是人给机器的信号,显示是机器给人的信息。按键输入到单片机一般采用低电平有效的方式进行识别,按键的确认一般需要100ms左右的时间,主要是考虑到干扰或抖动等因素。显示一般采用扫描的方式进行,即轮流亮灯的方式、数码管显示方式等。

13.电源模块

电源模块是为电路板的工作提供直流电压(+5V、+18V)。它由整流二极管、滤波电容、稳压管等元器件组成。通常采用两种方式,一种是变压器方式,另一种则是开关电源方式。其中,在采用开关电源方式时,用开关电源芯片、体积较小的开关变压器,作用是将高压直流转换为低压直流。

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