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电磁炉原理图和工作原理


目录 一、简介 1.1 电磁加热原理 1.2 458 系列简介 二、原理分析 2.1 特殊零件简介 2.1.1 LM339 集成电路 2.1.2 IGBT 2.2 2.3 2.4 电路方框图 主回路原理分析 振荡电路

2.5 IGBT 激励电路 2.6 PWM 脉宽调控电路 2.7 2.8 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 2.17 2.19 3.1 同步电路 加热开关控制 电流检测电路 VCE 检测电路 浪涌电压监测电路 过零检测 锅底温度监测电路 IGBT 温度监测电路 散热系统 主电源 报警电路 故障代码表

2.9 VAC 检测电路

2.18 辅助电源 三、故障维修 3.2 主板检测标准 3.2.1 主板检测表 3.2.2 主板测试不合格对策 3.3 故障案例 3.3.1 故障现象 1 一、简介 1.1 电磁加热原理

电磁灶是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的厨房电器。在电磁灶内部,由整流电路将 50/60Hz 的 交流电压变成直流电压,再经过控制电路将直流电压转换成频率为 20-40KHz 的高频电压,高速变化的电流 流过线圈会产生高速变化的磁场,当磁场内的磁力线通过金属器皿(导磁又导电材料)底部金属体内产生无 数的小涡流,使器皿本身自行高速发热,然后再加热器皿内的东西。 1.2 458 系列简介 458 系列是由建安电子技术开发制造厂设计开发的新一代电磁炉,界面有 LED 发光二极管显示模式、LED 数

码显示模式、LCD 液晶显示模式、VFD 莹光显示模式机种。操作功能有加热火力调节、自动恒温设定、定时 关机、预约开/关机、预置操作模式、自动泡茶、自动煮饭、自动煲粥、自动煲汤及煎、炸、烤、火锅等料 理功能机种。额定加热功率有 700~3000W 的不同机种,功率调节范围为额定功率的 85%,并且在全电压范围 内功率自动恒定。200~240V 机种电压使用范围为 160~260V, 100~120V 机种电压使用范围为 90~135V。全系 列机种均适用于 50、60Hz 的电压频率。使用环境温度为-23℃~45℃。电控功能有锅具超温保护、锅具干烧 保护、锅具传感器开/短路保护、2 小时不按键(忘记关机) 保护、IGBT 温度限制、IGBT 温度过高保护、低 温环境工作模式、IGBT 测温传感器开/短路保护、高低电压保护、浪涌电压保护、VCE 抑制、VCE 过高保护、 过零检测、小物检测、锅具材质检测。 458 系列虽然机种较多,且功能复杂,但不同的机种其主控电路原理一样,区别只是零件参数的差异及 CPU 程 序不同而己。 电路的各项测控主要由一块 8 位 4K 内存的单片机组成,外围线路简单且零件极少,并设有故障 报警功能,故电路可靠性高,维修容易,维修时根据故障报警指示,对应检修相关单元电路,大部分均可轻易 解决。 二、原理分析 2.1 特殊零件简介 2.1.1 LM339 集成电路

LM339 内置四个翻转电压为 6mV 的电压比较器,当电压比较器输入端电压正向时(+输入端电压高于-入输端 电压), 置于 LM339 内部控制输出端的三极管截止, 此时输出端相当于开路; 当电压比较器输入端电压反 向时(-输入端电压高于+输入端电压), 置于 LM339 内部控制输出端的三极管导通, 将比较器外部接入输出 端的电压拉低,此时输出端为 0V。 2.1.2 IGBT

绝缘栅双极晶体管(Iusulated Gate Bipolar Transistor)简称 IGBT,是一种集 BJT 的大电流密度和 MOSFET 等电压激励场控型器件优点于一体的高压、高速大功率器件。

目前有用不同材料及工艺制作的 IGBT, 但它们均可被看作是一个 MOSFET 输入跟随一个双极型晶体管放大 的复合结构。 IGBT 有三个电极(见上图), 分别称为栅极 G(也叫控制极或门极) 、集电极 C(亦称漏极) 及发射极 E(也称 源极) 。 从 IGBT 的下述特点中可看出, 它克服了功率 MOSFET 的一个致命缺陷, 就是于高压大电流工作时, 导 通电阻大, 器件发热严重, 输出效率下降。 IGBT 的特点: 1.电流密度大, 是 MOSFET 的数十倍。 2.输入阻抗高, 栅驱动功率极小, 驱动电路简单。 3.低导通电阻。在给定芯片尺寸和 BVceo 下, 其导通电阻 Rce(on) 不大于 MOSFET 的 Rds(on) 的 10%。 4.击穿电压高, 安全工作区大, 在瞬态功率较高时不会受损坏。 5.开关速度快, 关断时间短,耐压 1kV~1.8kV 的约 1.2us、 600V 级的约 0.2us, 约为 GTR 的 10%,接近于功率 MOSFET, 开关频率直达 100KHz, 开关损耗仅为 GTR 的 30%。 IGBT 将场控型器件的优点与 GTR 的大电流低导通电阻特性集于一体, 是极佳的高速高压半导体功率 器件。 目前 458 系列因应不同机种采了不同规格的 IGBT,它们的参数如下: (1) SGW25N120----西门子公司出品,耐压 1200V,电流容量 25℃时 46A,100℃时 25A,内部不带阻尼二极管, 所以应用时须配套 6A/1200V 以上的快速恢复二极管(D11)使用,该 IGBT 配套 6A/1200V 以上的快速恢复二极 管(D11)后可代用 SKW25N120。 (2) SKW25N120----西门子公司出品,耐压 1200V,电流容量 25℃时 46A,100℃时 25A,内部带阻尼二极管,该 IGBT 可代用 SGW25N120,代用时将原配套 SGW25N120 的 D11 快速恢复二极管拆除不装。 (3) GT40Q321----东芝公司出品,耐压 1200V,电流容量 25℃时 42A,100℃时 23A, 内部带阻尼二极管, 该 IGBT 可代用 SGW25N120、SKW25N120, 代用 SGW25N120 时请将原配套该 IGBT 的 D11 快速恢复二极管拆除不 装。 (4) GT40T101----东芝公司出品,耐压 1500V,电流容量 25℃时 80A,100℃时 40A,内部不带阻尼二极管,所以 应用时须配套 15A/1500V 以上的快速恢复二极管(D11)使用,该 IGBT 配套 6A/1200V 以上的快速恢复二极管 (D11)后可代用 SGW25N120、SKW25N120、GT40Q321, 配套 15A/1500V 以上的快速恢复二极管(D11)后可代用 GT40T301。 (5) GT40T301----东芝公司出品,耐压 1500V,电流容量 25℃时 80A,100℃时 40A, 内部带阻尼二极管, 该 IGBT 可代用 SGW25N120、SKW25N120、GT40Q321、 GT40T101, 代用 SGW25N120 和 GT40T101 时请将原配套该 IGBT 的 D11 快速恢复二极管拆除不装。 (6) GT60M303 ----东芝公司出品,耐压 900V,电流容量 25℃时 120A,100℃时 60A, 内部带阻尼二极管。

2.2

电路方框图

2.3

主回路原理分析

时间 t1~t2 时当开关脉冲加至 Q1 的 G 极时,Q1 饱和导通,电流 i1 从电源流过 L1,由于线圈感抗不允许电流 突变.所以在 t1~t2 时间 i1 随线性上升,在 t2 时脉冲结束,Q1 截止,同样由于感抗作用,i1 不能立即变 0,于 是向 C3 充电,产生充电电流 i2,在 t3 时间,C3 电荷充满,电流变 0,这时 L1 的磁场能量全部转为 C3 的电场 能量,在电容两端出现左负右正,幅度达到峰值电压,在 Q1 的 CE 极间出现的电压实际为逆程脉冲峰压+电源 电压,在 t3~t4 时间,C3 通过 L1 放电完毕,i3 达到最大值,电容两端电压消失,这时电容中的电能又全部转为 L1 中的磁能,因感抗作用,i3 不能立即变 0,于是 L1 两端电动势反向,即 L1 两端电位左正右负,由于阻尼管 D11 的存在,C3 不能继续反向充电,而是经过 C2、D11 回流,形成电流 i4,在 t4 时间,第二个脉冲开始到来, 但这时 Q1 的 UE 为正,UC 为负,处于反偏状态,所以 Q1 不能导通,待 i4 减小到 0,L1 中的磁能放完,即到 t5

时 Q1 才开始第二次导通,产生 i5 以后又重复 i1~i4 过程,因此在 L1 上就产 生了和开关脉冲 f(20KHz~30KHz)相同的交流电流。t4~t5 的 i4 是阻尼管 D11 的导通电流, 在高频电流一个电流周期里,t2~t3 的 i2 是线盘磁 能对电容 C3 的充电电流,t3~t4 的 i3 是逆程脉冲 峰压通过 L1 放电的电流,t4~t5 的 i4 是 L1 两端电 动势反向时, 因 D11 的存在令 C3 不能继续反向充 电, 而经过 C2、 回流所形成的阻尼电流,Q1 的 D11 导通电流实际上是 i1。 Q1 的 VCE 电压变化:在静态时,UC 为输入电源经过 整流后的直流电源,t1~t2,Q1 饱和导通,UC 接近地 电位,t4~t5,阻尼管 D11 导通,UC 为负压(电压为阻 尼二极管的顺向压降),t2~t4,也就是 LC 自由振荡 的半个周期,UC 上出现峰值电压,在 t3 时 UC 达到 最大值。 以上分析证实两个问题:一是在高频电流的一个周期里,只有 i1 是电源供给 L 的能量,所以 i1 的大小就决定 加热功率的大小,同时脉冲宽度越大,t1~t2 的时间就越长,i1 就越大,反之亦然,所以要调节加热功率,只需 要调节脉冲的宽度;二是 LC 自由振荡的半周期时间是出现峰值电压的时间,亦是 Q1 的截止时间,也是开关脉 冲没有到达的时间,这个时间关系是不能错位的,如峰值脉冲还没有消失,而开关脉冲己提前到来,就会出现 很大的导通电流使 Q1 烧坏,因此必须使开关脉冲的前沿与峰值脉冲后沿相同步。 2.4 振荡电路

(1) 当 G 点有 Vi 输入时、V7 OFF 时(V7=0V), V5 等于 D12 与 D13 的顺向压降, 而当 V6<V5 之后,V7 由 OFF 转态为 ON,V5 亦上升至 Vi, 而 V6 则由 R56、R54 向 C5 充电。 (2) 当 V6>V5 时,V7 转态为 OFF,V5 亦降至 D12 与 D13 的顺向压降, 而 V6 则由 C5 经 R54、D29 放电。 (3) V6 放电至小于 V5 时, 又重复(1) 形成振荡。 “G 点输入的电压越高, V7 处于 ON 的时间越长, 电磁炉的加热功率越大,反之越小”。

2.5 IGBT 激励电路 振荡电路输出幅度约 4.1V 的脉冲信号,此电压不能直接控制 IGBT(Q1)的饱和导通及截止,所以必须通过激 励电路将信号放大才行,该电路工作过程如下: (1) V8 OFF 时(V8=0V),V8<V9,V10 为高,Q8 和 Q3 极,Q1 导通。 导通、Q9 和 Q10 截止,Q1 的 G 极为 0V,Q1 截止。 (2) V8 ON 时(V8=4.1V),V8>V9,V10 为低,Q8 和 Q3 截止、Q9 和 Q10 导通,+22V 通过 R71、Q10 加至 Q1 的 G

2.6 PWM 脉宽调控电路 CPU 输出 PWM 脉冲到由 R6、C33、R16 组成的积分电路, PWM 脉冲宽度越宽,C33 的电压越高,C20 的电压 也跟着升高,送到振荡电路(G 点)的控制电压随着 C20 的升高而升高, 而 G 点输入的电压越高, V7 处于 ON 的时间越长, 电磁炉的加热功率越大,反之越小。 “CPU 通过控制 PWM 脉冲的宽与窄, 控制送至振荡电路 G 的加热功率控制电压,控制了 IGBT 导通时间的长 短,结果控制了加热 功率的大小”。

2.7

同步电路

R78、R51 分压产生 V3,R74+R75、R52 分压产生 V4, 在高频电流的一个周期里,在 t2~t4 时间 (图 1),由于 C3 两端电压为左负右正,所以 V3<V4,V5OFF(V5=0V) 振荡电路 V6>V5,V7 OFF(V7=0V),振荡没有输出,也就没 有开关脉冲加至 Q1 的 G 极,保证了 Q1 在 t2~t4 时间不会导通, 在 t4~t6 时间,C3 电容两端电压消失, V3>V4, V5 上升,振荡有输出,有开关脉冲加至 Q1 的 G 极。以上动作过程,保证了加到 Q1 G 极上的开关脉冲前沿与 Q1 上产生的 VCE 脉冲后沿相同步。 2.8 加热开关控制

(1)当不加热时,CPU 19 脚输出低电平(同时 13 脚也停止 PWM 输出), D18 导通,将 V8 拉低,另 V9>V8,使 IGBT 激励电路停止输出,IGBT 截止,则加热停止。 (2)开始加热时, CPU 19 脚输出高电平,D18 截止,同时 13 脚开始间隔输出 PWM 试探信号,同时 CPU 通过分析 电流检测电路和 VAC 检测电路反馈的电压信息、VCE 检测电路反馈的电压波形变化情况,判断是否己放入适 合的锅具,如果判断己放入适合的锅具,CPU13 脚转为输出正常的 PWM 信号,电磁炉进入正常加热状态,如果 电流检测电路、VAC 及 VCE 电路反馈的信息,不符合条件,CPU 会判定为所放入的锅具不符或无锅,则继续输 出 PWM 试探信号,同时发出指示无锅的报知信息(祥见故障代码表),如 1 分钟内仍不符合条件,则关机。 2.9 VAC 检测电路 AC220V 由 D1、D2 整流的脉动直流电压通过 R79、R55 分压、C32 平滑后的直流电压送入 CPU,根据监测该电 压的变化,CPU 会自动作出各种动作指令:

(1) 判别输入的电源电压是否在充许范围内,否则停止加热,并报知信息(祥见故障 代码表)。 (2) 配合电流检测电路、VCE 电路反馈的信息,判别是否己放入适合的锅具,作出相应的动作指令(祥见加热 开关控制及试探过程一节)。 (3) 配合电流检测电路反馈的信息及方波电路监测的电源频率信息,调控 PWM 的脉宽,令输出功率保持稳 定。 “电源输入标准 220V±1V 电压,不接线盘(L1)测试 CPU 第 7 脚电压,标准为 1.95V±0.06V”。 2.10 电 流检 测电 路 电流 互感 器 CT 二次测得的 AC 电压,经 D20~D23 组成的桥式整流电路整流、C31 平滑,所获得的直流 电压送至 CPU,该电压越高,表示电源输入的电流越大, CPU 根据监测该电压的变化, 自动作出各种动作指令: (1) 配合 VAC 检测电路、VCE 电路反馈的信息,判别是否己放入适合的锅具,作出相应的动作指令(祥见加热 开关控制及试探过程一节)。 (2) 配合 VAC 检测电路反馈的信息及方波电路监测的电源频率信息,调控 PWM 的脉宽,令输出功率保持稳定。 2.11 VCE 检测电路

将 IGBT(Q1)集电极上的脉冲电压通过 R76+R77、R53 分压送至 Q6 基极,在发射极上获得其取样电压,此反影 了 Q1 VCE 电压变化的信息送入 CPU, CPU 根据监测该电压的变化,自动作出各种动作指令: (1) 配合 VAC 检测电路、 电流检测电路反馈的信息,判别是否己放入适合的锅具,作出相应的动作指令(祥见 加热开关控制及试探过程一节)。 (2) 根据 VCE 取样电压值,自动调整 PWM 脉宽,抑制 VCE 脉冲幅度不高于 1100V(此值适用于耐压 1200V 的 IGBT,耐压 1500V 的 IGBT 抑制值为 1300V)。 (3) 当测得其它原因导至 VCE 脉冲高于 1150V 时((此值适用于耐压 1200V 的 IGBT,耐压 1500V 的 IGBT 此值 为 1400V),CPU 立即发出停止加热指令(祥见故障代码表)。 2.12 浪涌电压监测电路

电源电压正常时,V14>V15,V16 ON(V16 约 4.7V),D17 截止,振荡电路可以输出振荡脉冲信号,当电源突然有 浪涌电压输入时,此电压通过 C4 耦合,再经过 R72、R57 分压取样,该取样电压通过 D28 另 V15 升高,结果 V15>V14 另 IC2C 比较器翻转,V16 OFF(V16=0V),D17 瞬间导通,将振荡电路输出的振荡脉冲电压 V7 拉低,电 磁炉暂停加热,同时,CPU 监测到 V16 OFF 信息,立即发出暂止加热指令,待浪涌电压过后、V16 由 OFF 转为 ON 时,CPU 再重新发出加热指令。 2.13 过零检测

当正弦波电源电压处于上下半周时, 由 D1、D2 和整流桥 DB 内部交流两输入端对地的两个二极管组成的桥

式整流电路产生的脉动直流电压通过 R73、R14 分压的电压维持 Q11 导通,Q11 集电极电压变 0, 当正弦波电源电压处于过零点时,Q11 因基极电压消失而截止,集电极电压随即 升高,在集电极则形成了与电源过零点相同步的方波信号,CPU 通过监测该信号的变化,作出相应的动作指 令。

2.14

锅底温度监测电路

加热锅具底部的温度透过微晶玻璃板传至紧贴玻璃板底的负温度系数热敏电阻,该电阻阻值的变化间接反 影了加热锅具的温度变化(温度/阻值祥见热敏电阻温度分度表),热敏电阻与 R58 分压点的电压变化其实反 影了热敏电阻阻值的变化,即加热锅具的温度变化, CPU 通过监测该电压的变化,作出相应的动作指令: (1) 定温功能时,控制加热指令,另被加热物体温度恒定在指定范围内。 (2) 当锅具温度高于 220℃时,加热立即停止, 并报知信息(祥见故障代码表)。 (3) 当锅具空烧时, 加热立即停止, 并报知信息(祥见故障代码表)。 (4) 当热敏电阻开路或短路时, 发出不启动指令,并报知相关的信息(祥见故障代码表)。 2.15 IGBT 温度监测电路 IGBT 产生的温度透过散热片传至紧贴其上的负温度系数热敏电阻 TH,该电阻阻值的变化间接反影 了 IGBT 的温度变化(温度/阻值祥见热敏电阻温度分度表),热敏电阻与 R59 分压点的电压变化其实 反影了热敏电阻阻值的变化,即 IGBT 的温度变化, CPU 通过监测该电压的变化,作出相应的动作指 令: (1) IGBT 结温高于 85℃时,调整 PWM 的输出,令 IGBT 结温≤85℃。

(2) 当 IGBT 结 温由于 高于 知信息 某原因(例如散热系统故障)而 95℃时, 加热立即停止, 并报 (祥见故障代码表)。 (3) 当热敏电阻 TH 开路或短路时, 发出不启动指 令,并报知相关的信息(祥见故障代码表)。 (4) 关机时如 IGBT 温度>50℃,CPU 发出风扇继续 运转指令,直至温度<50℃(继续运转超过 4 分钟如 温度仍>50℃, 风扇停转;风扇延时运转期间,按 1 次关机键,可关闭风扇)。 (5) 电磁炉刚启动时,当测得环境温度<0℃,CPU 调用低温监测模式加热 1 分钟, 1 分钟后再转用正 常监测模式,防止电路零件因低温偏离标准值造成 电路参数改变而损坏电磁炉。 2.16 散热系统

将 IGBT 及整流器 DB 紧贴于散热片上,利用风扇运转通过电磁炉进、 出风口形成的气流将散热片上的热及线 盘 L1 等零件工作时产生的热、加热锅具辐射进电磁炉内的热排出电磁炉外。 CPU 发出风扇运转指令时,15 脚输出高电平,电压通过 R5 送至 Q5 基极,Q5 饱和导通,VCC 电流流过风扇、Q5 至地,风扇运转; CPU 发出风扇停转指令时,15 脚输出低电平,Q5 截止,风扇因没有电流流过而停转。 2.17 主电源

AC220V 50/60Hz 电源经保险丝 FUSE,再通过由 CY1、CY2、C1、共模线圈 L1 组成的滤波电路(针对 EMC 传导 问题而设置,祥见注解),再通过电流互感器至桥式整流器 DB,产生的脉动直流电压通过扼流线圈提供给主回 路使用;AC1、AC2 两端电压除送至辅助电源使用外,另外还通过印于 PCB 板上的保险线 P.F.送至 D1、D2 整 流得到脉动直流电压作检测用途。 注解 : 由于中国大陆目前并未提出电磁炉须作强制性电磁兼容(EMC)认证,基于成本原因,内销产品 大部分没有将 CY1、CY2 装上,L1 用跳线取代,但基本上不影响电磁炉使用性能。 2.18 辅助电源 AC220V 50/60Hz 电压接入变压器初级线圈,次级两绕组分别产生 13.5V 和 23V 交流电压。 13.5V 交流电压由 D3~D6 组成的桥式整流电路整流、C37 滤波,在 C37 上获得的直流电压 VCC 除供给散热风 扇使用外,还经由 IC1 三端稳压 IC 稳压、C38 滤波,产生+5V 电压供控制电路使用。 23V 交流电压由 D7~D10 组成的桥式整流电路整流、 C34 滤波后, 再通过由 Q4、R7、ZD1、C35、C36 组成的 串联型稳压滤波电路,产生+22V 电压供 IC2 和 IGBT 激励电路使用。 2.19 响声。 报警电路

电磁炉发出报知响声时,CPU14 脚输出幅度为 5V、频率 3.8KHz 的脉冲信号电压至蜂鸣器 ZD,令 ZD 发出报知

三、故障维修 458 系列须然机种较多,且功能复杂,但不同的机种其主控电路原理一样,区别只是零件参数的差异及 CPU 程 序不同而己。 电路的各项测控主要由一块 8 位 4K 内存的单片机组成,外围线路简单且零件极少,并设有故障 报警功能,故电路可靠性高,维修容易,维修时根据故障报警指示,对应检修相关单元电路,大部分均可轻易 解决。

3.2 主板检测标准 由于电磁炉工作时,主回路工作在高压、 大电流状态中,所以对电路检查时必须将线盘(L1)断开不接,否则极 容易在测试时因仪器接入而改变了电路参数造成烧机。接上线盘试机前,应根据 3.2.1<<主板检测表>>对主 板各点作测试后,一切符合才进行。 3.2.1 主板检测表

3.2.2 主板测试不合格对策 (1) 上电不发出“B”一声----如果按开/关键指示灯亮,则应为蜂鸣器 BZ 不良, 如果按开/关键仍没任何 反应,再测 CUP 第 16 脚+5V 是否正常,如不正常,按下面第(4)项方法查之,如正常,则测晶振 X1 频率应为 4MHz 左右(没测试仪器可换入另一个晶振试),如频率正常,则为 IC3 CPU 不良。 (2) CN3 电压低于 305V----如果确认输入电源电压高于 AC220V 时,CN3 测得电压偏低,应为 C2 开路或容量 下降,如果该点无电压,则检查整流桥 DB 交流输入两端有否 AC220V,如有,则检查 L2、DB,如没有,则检查互 感器 CT 初级是否开路、电源入端至整流桥入端连线是否有断裂开路现象。 (3) +22V 故障----没有+22V 时,应先测变压器次级有否电压输出,如没有,测初级有否 AC220V 输入,如有则 为变压器故障, 如果变压器次级有电压输出,再测 C34 有否电压,如没有,则检查 C34 是否短路、D7~D10 是 否不良、Q4 和 ZD1 这两零件是否都击穿, 如果 C34 有电压,而 Q4 很热,则为+22V 负载短路,应查 C36、IC2 及 IGBT 推动电路,如果 Q4 不是很热,则应为 Q4 或 R7 开路、 ZD1 或 C35 短路。+22V 偏高时,应检查 Q4、 ZD1。 +22V 偏低时,应检查 ZD1、C38、R7,另外, +22V 负载过流也会令+22V 偏低,但此时 Q4 会很热。 (4) +5V 故障----没有+5V 时,应先测变压器次级有否电压输出,如没有,测初级有否 AC220V 输入,如有则为 变压器故障, 如果变压器次级有电压输出,再测 C37 有否电压,如没有,则检查 C37、IC1 是否短路、D3~D6 是否不良, 如果 C37 有电压,而 IC4 很热,则为+5V 负载短路, 应查 C38 及+5V 负载电路。+5V 偏高时,应为 IC1 不良。+5V 偏低时,应为 IC1 或+5V 负载过流,而负载过流 IC1 会很热。 (5) 待机时 V.G 点电压高于 0.5V----待机时测 V9 电压应高于 2.9V(小于 2.9V 查 R11、+22V),V8 电压应小 于 0.6V(CPU 19 脚待机时输出低电平将 V8 拉低),此时 V10 电压应为 Q8 基极与发射极的顺向压降(约为 0.6V), 如果 V10 电压为 0V,则查 R18、Q8、IC2D, 如果此时 V10 电压正常,则查 Q3、Q8、Q9、Q10、D19。 (6) V16 电压 0V----测 IC2C 比较器输入电压是否正向(V14>V15 为正向),如果是正向,断开 CPU 第 11 脚再 测 V16,如果 V16 恢复为 4.7V 以上,则为 CPU 故障, 断开 CPU 第 11 脚 V16 仍为 0V,则检查 R19、IC2C。如果 测 IC2C 比较器输入电压为反向,再测 V14 应为 3V(低于 3V 查 R60、C19),再测 D28 正极电压高于负极时,应 检查 D27、C4,如果 D28 正极电压低于负极,应检查 R20、IC2C。

(7) VAC 电压过高或过低----过高检查 R55,过低查 C32、R79。 (8) V3 电压过高或过低----过高检查 R51、D16, 过低查 R78、C13。 (9) V4 电压过高或过低----过高检查 R52、D15, 过低查 R74、R75。 (10) Q6 基极电压过高或过低----过高检查 R53、D25, 过低查 R76、R77、C6。 (11) D24 正极电压过高或过低----过高检查 D24 及接入的 30K 电阻, 过低查 R59、C16。 (12) D26 正极电压过高或过低----过高检查 D26 及接入的 30K 电阻, 过低查 R58、C18。 (13) 动检时 Q1 G 极没有试探电压----首先确认电路符合<<主板测试表>>中第 1~12 测试步骤标准要求,如 果不符则对应上述方法检查,如确认无误,测 V8 点如有间隔试探信号电压,则检查 IGBT 推动电路,如 V8 点没 有间隔试探信号电压出现,再测 Q7 发射极有否间隔试探信号电压,如有,则检查振荡电路、同步电路,如果 Q7 发射极没有间隔试探信号电压,再测 CPU 第 13 脚有否间隔试探信号电压, 如有, 则检查 C33、C20、Q7、 R6,如果 CPU 第 13 脚没有间隔试探信号电压出现,则为 CPU 故障。 (14) 动检时 Q1 G 极试探电压过高----检查 R56、R54、C5、D29。 (15) 动检时 Q1 G 极试探电压过低----检查 C33、C20、Q7。 (16) 动检时风扇不转----测 CN6 两端电压高于 11V 应为风扇不良,如 CN6 两端没有电压,测 CPU 第 15 脚如 没有电压则为 CPU 不良,如有请检查 Q5、R5。 (17) 通过主板 1~14 步骤测试合格仍不启动加热----故障现象为每隔 3 秒发出“嘟”一声短音(数显型机种 显示 E1),检查互感器 CT 次级是否开路、C15、C31 是否漏电、D20~D23 有否不良,如这些零件没问题,请再 小心测试 Q1 G 极试探电压是否低于 1.5V。 3.3 故障案例

3.3.1 故障现象 1 : 放入锅具电磁炉检测不到锅具而不启动,指示灯闪亮,每隔 3 秒发出“嘟”一声短音(数 显型机种显示 E1), 连续 1 分钟后转入待机。 分 析 : 根椐报警信息,此为 CPU 判定为加热锅具过小(直经小于 8cm)或无锅放入或锅具材质不符 而不加热,并作出相应报知。根据电路原理,电磁炉启动时, CPU 先从第 13 脚输出试探 PWM 信号电压,该信 号经过 PWM 脉宽调控电路转换为控制振荡脉宽输出的电压加至 G 点,振荡电路输出的试探信号电压再加至 IGBT 推动电路,通过该电路将试探信号电压转换为足己另 IGBT 工作的试探信号电压,另主回路产生试探工 作电流,当主回路有试探工作电流流过互感器 CT 初级时,CT 次级随即产生反影试探工作电流大小的电压,该 电压通过整流滤波后送至 CPU 第 6 脚,CPU 通过监测该电压,再与 VAC 电压、VCE 电压比较,判别是否己放入 适合的锅具。 从上述过程来看,要产生足够的反馈信号电压另 CPU 判定己放入适合的锅具而进入正常加热状 态,关键条件有三个 : 一是加入 Q1 G 极的试探信号必须足够,通过测试 Q1 G 极的试探电压可判断试探信号 是否足够(正常为间隔出现 1~2.5V),而影响该信号电压的电路有 PWM 脉宽调控电路、振荡电路、IGBT 推动 电路。二是互感器 CT 须流过足够的试探工作电流,一般可通测试 Q1 是否正常可简单判定主回路是否正常, 在主回路正常及加至 Q1 G 极的试探信号正常前提下,影响流过互感器 CT 试探工作电流的因素有工作电压和 锅具。三是到达 CPU 第 6 脚的电压必须足够,影响该电压的因素是流过互感器 CT 的试探工作电流及电流检 测电路。以下是有关这种故障的案例: (1) 测+22V 电压高于 24V,按 3.2.2<<主板测试不合格对策>>第(3)项方法检查,结果发现 Q4 击穿。 结论 : 由于 Q4 击穿,造成+22V 电压升高,另 IC2D 正输入端 V9 电压升高,导至加到 IC2D 负输入端的试探电压无法 另 IC2D 比较器翻转,结果 Q1 G 极无试探信号电压,CPU 也就检测不到反馈电压而不发出正常加热指令。 (2) 测 Q1 G 极没有试探电压,再测 V8 点也没有试探电压, 再测 G 点试探电压正常,证明 PWM 脉宽调控电路 正常, 再测 D18 正极电压为 0V(启动时 CPU 应为高电平),结果发现 CPU 第 19 脚对地短路,更换 CPU 后恢复 正常。结论 : 由于 CPU 第 19 脚对地短路,造成加至 IC2C 负输入端的试探电压通过 D18 被拉低, 结果 Q1 G 极无试探信号电压,CPU 也就检测不到反馈电压而不发出正常加热指令。 (3) 按 3.2.1<<主板检测表>>测试到第 6 步骤时发现 V16 为 0V,再按 3.2.2<<主板测试不合格对策>>第(6) 项方法检查,结果发现 CPU 第 11 脚击穿, 更换 CPU 后恢复正常。结论 : 由于 CPU 第 11 脚击穿, 造成振荡

电路输出的试探信号电压通过 D17 被拉低, 结果 Q1 G 极无试探信号电压,CPU 也就检测不到反馈电压而不 发出正常加热指令。 (4) 测 Q1 G 极没有试探电压,再测 V8 点也没有试探电压, 再测 G 点也没有试探电压,再测 Q7 基极试探电压 正常, 再测 Q7 发射极没有试探电压,结果发现 Q7 开路。 结论 : 由于 Q7 开路导至没有试探电压加至振荡电 路, 结果 Q1 G 极无试探信号电压,CPU 也就检测不到反馈电压而不发出正常加热指令。 (5) 测 Q1 G 极没有试探电压,再测 V8 点也没有试探电压, 再测 G 点也没有试探电压,再测 Q7 基极也没有试 探电压, 再测 CPU 第 13 脚有试探电压输出,结果发现 C33 漏电。结论 : 由于 C33 漏电另通过 R6 向 C33 充 电的 PWM 脉宽电压被拉低,导至没有试探电压加至振荡电路, 结果 Q1 G 极无试探信号电压,CPU 也就检测不 到反馈电压而不发出正常加热指令。 (6) 测 Q1 G 极试探电压偏低(推动电路正常时间隔输出 1~2.5V), 按 3.2.2<<主板测试不合格对策>>第(15) 项方法检查,结果发现 C33 漏电。结论 : 由于 C33 漏电,造成加至振荡电路的控制电压偏低,结果 Q1 G 极上 的平均电压偏低,CPU 因检测到的反馈电压不足而不发出正常加热指令。 (7) 按 3.2.1<<主板检测表>>测试一切正常, 再按 3.2.2<<主板测试不合格对策>>第(17) 项方法检查,结 果发现互感器 CT 次级开路。结论 : 由于互感器 CT 次级开路,所以没有反馈电压加至电流检测电路, CPU 因检测到的反馈电压不足而不发出正常加热指令。 (8) 按 3.2.1<<主板检测表>>测试一切正常, 再按 3.2.2<<主板测试不合格对策>>第(17) 项方法检查,结 果发现 C31 漏电。结论 : 由于 C31 漏电,造成加至 CPU 第 6 脚的反馈电压不足, CPU 因检测到的反馈电压 不足而不发出正常加热指令。 (9) 按 3.2.1<<主板检测表>>测试到第 8 步骤时发现 V3 为 0V,再按 3.2.2<<主板测试不合格对策>>第(8)项 方法检查,结果发现 R78 开路。结论 : 由于 R78 开路, 另 IC2A 比较器因输入两端电压反向(V4>V3),输出 OFF,加至振荡电路的试探电压因 IC2A 比较器输出 OFF 而为 0,振荡电路也就没有输出, CPU 也就检测不到反 馈电压而不发出正常加热指令。 3.3.2 分 故障现象 2 : 按启动指示灯指示正常,但不加热。 析 : 一般情况下,CPU 检测不到反馈信号电压会自动发出报知信号,但当反馈信号电压处于足够与

不足够之间的临界状态时,CPU 发出的指令将会在试探→正常加热→试探循环动作,产生启动后指示灯指示 正常, 但不加热的故障。原因为电流反馈信号电压不足(处于可启动的临界状态)。 处理 方法 : 参考 3.3.1 <<故障现象 1>>第(7)、(9)案例检查。 3.3.3 机。 分 析 : 此现象为 CPU 检测到电压过低信息,如果此时输入电压正常,则为 VAC 检测电路故障。 处理 方法 : 按 3.2.2<<主板测试不合格对策>>第(7)项方法检查。 3.3.4 分 故障现象 4 : 插入电源电磁炉发出两长四短的“嘟”声(数显型机种显示 E3)。 析 : 此现象为 CPU 检测到电压过高信息,如果此时输入电压正常,则为 VAC 检测电路故障。 故障现象 3 : 开机电磁炉发出两长三短的“嘟”声((数显型机种显示 E2),响两次后电磁炉转入待

处理 方法 : 按 3.2.2<<主板测试不合格对策>>第(7)项方法检查。 3.3.5 分 故障现象 5 : 插入电源电磁炉连续发出响 2 秒停 2 秒的“嘟”声,指示灯不亮。 析 : 此现象为 CPU 检测到电源波形异常信息,故障在过零检测电路。

处理 方法 : 检查零检测电路 R73、R14、R15、Q11、C9、D1、D2 均正常,根据原理分析,提供给过零检测电 路的脉动电压是由 D1、D2 和整流桥 DB 内部交流两输入端对地的两个二极管组成桥式整流电路产生,如果 DB 内部的两个二极管其中一个顺向压降过低,将会造成电源频率一周期内产生的两个过零电压其中一个并 未达到 0V(电压比正常稍高),Q11 在该过零点时间因基极电压未能消失而不能截止,集电极在此时仍为低电 平,从而造成了电源每一频率周期 CPU 检测的过零信号缺少了一个。 基于以上分析,先将 R14 换入 3.3K 电阻 (目的将 Q11 基极分压电压降低,以抵消比正常稍高的过零点脉动电压),结果电磁炉恢复正常。虽然将 R14

换成 3.3K 电阻电磁炉恢复正常,但维修时不能简单将电阻改 3.3K 能彻底解决问题,因为产生本故障说明整 流桥 DB 特性已变,快将损坏,所己必须将 R14 换回 10K 电阻并更换整流桥 DB。 3.3.6 分 故障现象 6 : 插入电源电磁炉每隔 5 秒发出三长五短报警声(数显型机种显示 E9)。 析 : 此现象为 CPU 检测到按装在微晶玻璃板底的锅传感器(负温系数热敏电阻)开路信息,其实 CPU

是根椐第 8 脚电压情况判断锅温度及热敏电阻开、短路的,而该点电压是由 R58、热敏电阻分压而成,另外 还有一只 D26 作电压钳位之用(防止由线盘感应的电压损坏 CPU) 及一只 C18 电容作滤波。 处理 方法 : 检查 D26 是否击穿、 锅传感器有否插入及开路(判断热敏电阻的好坏在没有专业仪器时简单用 室温或体温对比<<电阻值---温度分度表>>阻值)。 3.3.7 分 故障现象 7 : 插入电源电磁炉每隔 5 秒发出三长四短报警声(数显型机种显示 EE)。 析 : 此现象为 CPU 检测到按装在微晶玻璃板底的锅传感器(负温系数热敏电阻)短路信息,其实 CPU

是根椐第 8 脚电压情况判断锅温度及热敏电阻开/短路的,而该点电压是由 R58、热敏电阻分压而成,另外还 有一只 D26 作电压钳位之用(防止由线盘感应的电压损坏 CPU)及一只 C18 电容作滤波。 处理 方法 : 检查 C18 是否漏电、R58 是否开路、锅传感器是否短路(判断热敏电阻的好坏在没有专业仪器 时简单用室温或体温对比<<电阻值---温度分度表>>阻值)。 3.3.8 分 故障现象 8 : 插入电源电磁炉每隔 5 秒发出四长五短报警声(数显型机种显示 E7)。 析 : 此现象为 CPU 检测到按装在散热器的 TH 传感器(负温系数热敏电阻)开路信息,其实 CPU 是根

椐第 4 脚电压情况判断散热器温度及 TH 开/短路的,而该点电压是由 R59、热敏电阻分压而成,另外还有一 只 D24 作电压钳位之用(防止 TH 与散热器短路时损坏 CPU) ,及一只 C16 电容作滤波。 处理 方法 : 检查 D24 是否击穿、TH 有否开路(判断热敏电阻的好坏在没有专业仪器时简单用室温或体温 对比<<电阻值---温度分度表>>阻值)。 3.3.9 分 故障现象 9 : 插入电源电磁炉每隔 5 秒发出四长四短报警声(数显型机种显示 E8)。 析 : 此现象为 CPU 检测到按装在散热器的 TH 传感器(负温系数热敏电阻) 短路信息,其实 CPU 是根

椐第 4 脚电压情况判断散热器温度及 TH 开/短路的,而该点电压是由 R59、热敏电阻分压而成,另外还有一 只 D24 作电压钳位之用(防止 TH 与散热器短路时损坏 CPU) 及一只 C16 电容作滤波。 处理 方法 : 检查 C16 是否漏电、R59 是否开路、TH 有否短路(判断热敏电阻的好坏在没有专业仪器时简单 用室温或体温对比<<电阻值---温度分度表>>阻值)。 3.3.10 故障现象 10 : 电磁炉工作一段时间后停止加热, 间隔 5 秒发出四长三短报警声, 响两次转入待机 (数显型机种显示 E0)。 分 析 : 此现象为 CPU 检测到 IGBT 超温的信息,而造成 IGBT 超温通常有两种,一种是散热系统,主要是 风扇不转或转速低,另一种是送至 IGBT G 极的脉冲关断速度慢(脉冲的下降沿时间过长),造成 IGBT 功耗过 大而产生高温。 处理 方法 : 先检查风扇运转是否正常,如果不正常则检查 Q5、R5、风扇, 如果风扇运转正常,则检查 IGBT 激励电路,主要是检查 R18 阻值是否变大、Q3、Q8 放大倍数是否过低、D19 漏电流是否过大。 3.3.11 故障现象 11 : 电磁炉低电压以最高火力档工作时,频繁出现间歇暂停现象。 分 析 : 在低电压使用时,由于电流较高电压使用时大,而且工作频率也较低,如果供电线路容量不足, 会产生浪涌电压,假如输入电源电路滤波不良,则吸收不了所产生的浪涌电压,会另浪涌电压监测电路动作, 产生上述故障。 处理 方法 : 检查 C1 容量是否不足,如果 1600W 以上机种 C1 装的是 1uF,将该电容换上 3.3uF/250VAC 规格 的电容器。

3.3.12 故障现象 12 : 烧保险管。 分 析 : 电流容量为 15A 的保险管一般自然烧断的概率极低,通常是通过了较大的电流才烧,所以发现 烧保险管故障必须在换入新的保险管后对电源负载作检查。通常大电流的零件损坏会另保险管作保护性溶 断,而大电流零件损坏除了零件老化原因外,大部分是因为控制电路不良所引至,特别是 IGBT,所以换入新 的大电流零件后除了按 3.2.1<<主板检测表>>对电路作常规检查外,还需对其它可能损坏该零件的保护电路 作彻底检查,IGBT 损坏主要有过流击穿和过压击穿,而同步电路、振荡电路、IGBT 激励电路、浪涌电压监测 电路、VCE 检测电路、主回路不良和单片机(CPU)死机等都可能是造成烧机的原因, 以下是有关这种故障的 案例: (1) 换入新的保险管后首先对主回路作检查,发现整流桥 DB、IGBT 击穿,更换零件后按 3.2.1<<主板检测 表>>测试发现+22V 偏低, 按 3.2.2<<主板测试不合格对策>>第(3) 项方法检查,结果为 Q3、Q10、Q9 击穿另 +22V 偏低, 换入新零件后再按<<主板检测表>>测试至第 9 步骤时发现 V4 为 0V, 按 3.2.2<<主板测试不合 格对策>>第(9) 项方法检查,结果原因为 R74 开路,换入新零件后测试一切正常。结论 : 由于 R74 开路,造 成加到 Q1 G 极上的开关脉冲前沿与 Q1 上产生的 VCE 脉冲后沿相不同步而另 IGBT 瞬间过流而击穿, IGBT 上产生的高压同时亦另 Q3、Q10、Q9 击穿,由于 IGBT 击穿电流大增,在保险管未溶断前整流桥 DB 也因过流 而损坏。 (2) 换入新的保险管后首先对主回路作检查,发现整流桥 DB、IGBT 击穿,更换零件后按 3.2.1<<主板检测 表>>测试发现+22V 偏低, 按 3.2.2<<主板测试不合格对策>>第(3) 项方法检查,结果为 Q3、Q10、Q9 击穿另 +22V 偏低, 换入新零件后再按<<主板检测表>>测试至第 10 步骤时发现 Q6 基极电压偏低, 按 3.2.2<<主板 测试不合格对策>>第(10) 项方法检查,结果原因为 R76 阻值变大,换入新零件后测试一切正常。结论 : 由 于 R76 阻值变大,造成加到 Q6 基极的 VCE 取样电压降低,发射极上的电压也随着降低,当 VCE 升高至设计规 定的抑制电压时, CPU 实际监测到的 VCE 取样电压没有达到起控值,CPU 不作出抑制动作,结果 VCE 电压继续 上升,最终出穿 IGBT。IGBT 上产生的高压同时亦另 Q3、Q10、Q9 击穿,由于 IGBT 击穿电流大增,在保险管未 溶断前整流桥 DB 也因过流而损坏。 (3) 换入新的保险管后首先对主回路作检查,发现整流桥 IGBT 击穿,更换零件后按 3.2.1<<主板检测表>> 测试,上电时蜂鸣器没有发出“B”一声,按 3.2.2<<主板测试不合格对策>>第(1) 项方法检查,结果为晶振 X1 不良,更换后一切正常。结论 : 由于晶振 X1 损坏,导至 CPU 内程序不能运转,上电时 CPU 各端口的状态 是不确定的,假如 CPU 第 13、19 脚输出为高,会另振荡电路输出一直流另 IGBT 过流而击穿。本案例的主要 原因为晶振 X1 不良导至 CPU 死机而损坏 IGBT。


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