電磁爐原理圖工作原理及故障維修

電磁爐原理圖工作原理及故障維修目錄

一、簡介

1.1

電磁加熱原理

1.2

458系列簡介

二、原理分析

2.1

特殊零件簡介

2.1.1

LM339集成電路

2.1.2

IGBT

2.2

電路方框圖

2.3

主回路原理分析

2.4

振蕩電路

2.5

IGBT激勵電路

2.6

PWM脈寬調(diào)控電路

2.7

同步電路

2.8

加熱開關(guān)控制

2.9

VAC檢測電路

2.10

電流檢測電路

2.11

VCE檢測電路

2.12

浪涌電壓監(jiān)測電路

2.13

過零檢測

2.14

鍋底溫度監(jiān)測電路

2.15

IGBT溫度監(jiān)測電路

2.16

散熱系統(tǒng)

2.17

主電源

2.18輔助電源

2.19

報警電路

三、故障維修

3.1

故障代碼表

3.2主板檢測標(biāo)準(zhǔn)

3.2.1主板檢測表

3.2.2主板測試不合格對策

3.3

故障案例

3.3.1故障現(xiàn)象1一、簡介

1.1

電磁加熱原理電磁灶是一種利用電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)換為熱能的廚房電器。在電磁灶內(nèi)部，由整流電路將50/60Hz的交流電壓變成直流電壓，再經(jīng)過控制電路將直流電壓轉(zhuǎn)換成頻率為20-40KHz的高頻電壓，高速變化的電流流過線圈會產(chǎn)生高速變化的磁場，當(dāng)磁場內(nèi)的磁力線通過金屬器皿(導(dǎo)磁又導(dǎo)電材料)底部金屬體內(nèi)產(chǎn)生無數(shù)的小渦流，使器皿本身自行高速發(fā)熱，然后再加熱器皿內(nèi)的東西。

1.2

458系列簡介

458系列是由建安電子技術(shù)開發(fā)制造廠設(shè)計(jì)開發(fā)的新一代電磁爐,界面有LED發(fā)光二極管顯示模式、LED數(shù)碼顯示模式、LCD液晶顯示模式、VFD瑩光顯示模式機(jī)種。操作功能有加熱火力調(diào)節(jié)、自動恒溫設(shè)定、定時關(guān)機(jī)、預(yù)約開/關(guān)機(jī)、預(yù)置操作模式、自動泡茶、自動煮飯、自動煲粥、自動煲湯及煎、炸、烤、火鍋等料理功能機(jī)種。額定加熱功率有700~3000W的不同機(jī)種,功率調(diào)節(jié)范圍為額定功率的85%,并且在全電壓范圍內(nèi)功率自動恒定。200~240V機(jī)種電壓使用范圍為160~260V,100~120V機(jī)種電壓使用范圍為90~135V。全系列機(jī)種均適用于50、60Hz的電壓頻率。使用環(huán)境溫度為-23℃~45℃。電控功能有鍋具超溫保護(hù)、鍋具干燒保護(hù)、鍋具傳感器開/短路保護(hù)、2小時不按鍵(忘記關(guān)機(jī))保護(hù)、IGBT溫度限制、IGBT溫度過高保護(hù)、低溫環(huán)境工作模式、IGBT測溫傳感器開/短路保護(hù)、高低電壓保護(hù)、浪涌電壓保護(hù)、VCE抑制、VCE過高保護(hù)、過零檢測、小物檢測、鍋具材質(zhì)檢測。

458系列雖然機(jī)種較多,且功能復(fù)雜,但不同的機(jī)種其主控電路原理一樣,區(qū)別只是零件參數(shù)的差異及CPU程序不同而己。電路的各項(xiàng)測控主要由一塊8位4K內(nèi)存的單片機(jī)組成,外圍線路簡單且零件極少,并設(shè)有故障報警功能,故電路可靠性高,維修容易,維修時根據(jù)故障報警指示,對應(yīng)檢修相關(guān)單元電路,大部分均可輕易解決。

二、原理分析

2.1

特殊零件簡介

2.1.1

LM339集成電路

LM339內(nèi)置四個翻轉(zhuǎn)電壓為6mV的電壓比較器,當(dāng)電壓比較器輸入端電壓正向時(+輸入端電壓高于-入輸端電壓),置于LM339內(nèi)部控制輸出端的三極管截止,此時輸出端相當(dāng)于開路;當(dāng)電壓比較器輸入端電壓反向時(-輸入端電壓高于+輸入端電壓),置于LM339內(nèi)部控制輸出端的三極管導(dǎo)通,將比較器外部接入輸出端的電壓拉低,此時輸出端為0V。

2.1.2

IGBT

絕緣柵雙極晶體管(IusulatedGateBipolarTransistor)簡稱IGBT,是一種集BJT的大電流密度和MOSFET等電壓激勵場控型器件優(yōu)點(diǎn)于一體的高壓、高速大功率器件。

目前有用不同材料及工藝制作的IGBT,但它們均可被看作是一個MOSFET輸入跟隨一個雙極型晶體管放大的復(fù)合結(jié)構(gòu)。

IGBT有三個電極(見上圖),分別稱為柵極G(也叫控制極或門極)、集電極C(亦稱漏極)及發(fā)射極E(也稱源極)。

從IGBT的下述特點(diǎn)中可看出,它克服了功率MOSFET的一個致命缺陷,就是于高壓大電流工作時,導(dǎo)通電阻大,器件發(fā)熱嚴(yán)重,輸出效率下降。

IGBT的特點(diǎn):

1.電流密度大,是MOSFET的數(shù)十倍。

2.輸入阻抗高,柵驅(qū)動功率極小,驅(qū)動電路簡單。

3.低導(dǎo)通電阻。在給定芯片尺寸和BVceo下,其導(dǎo)通電阻Rce(on)不大于MOSFET的Rds(on)的10%。

4.擊穿電壓高,安全工作區(qū)大,在瞬態(tài)功率較高時不會受損壞。

5.開關(guān)速度快,關(guān)斷時間短,耐壓1kV~1.8kV的約1.2us、600V級的約0.2us,約為GTR的10%,接近于功率MOSFET,開關(guān)頻率直達(dá)100KHz,開關(guān)損耗僅為GTR的30%。

IGBT將場控型器件的優(yōu)點(diǎn)與GTR的大電流低導(dǎo)通電阻特性集于一體,是極佳的高速高壓半導(dǎo)體功率器件。

目前458系列因應(yīng)不同機(jī)種采了不同規(guī)格的IGBT,它們的參數(shù)如下:

(1)

SGW25N120----西門子公司出品,耐壓1200V,電流容量25℃時46A,100℃時25A,內(nèi)部不帶阻尼二極管,所以應(yīng)用時須配套6A/1200V以上的快速恢復(fù)二極管(D11)使用,該IGBT配套6A/1200V以上的快速恢復(fù)二極管(D11)后可代用SKW25N120。

(2)

SKW25N120----西門子公司出品,耐壓1200V,電流容量25℃時46A,100℃時25A,內(nèi)部帶阻尼二極管,該IGBT可代用SGW25N120,代用時將原配套SGW25N120的D11快速恢復(fù)二極管拆除不裝。

(3)

GT40Q321----東芝公司出品,耐壓1200V,電流容量25℃時42A,100℃時23A,內(nèi)部帶阻尼二極管,該IGBT可代用SGW25N120、SKW25N120,代用SGW25N120時請將原配套該IGBT的D11快速恢復(fù)二極管拆除不裝。

(4)

GT40T101----東芝公司出品,耐壓1500V,電流容量25℃時80A,100℃時40A,內(nèi)部不帶阻尼二極管,所以應(yīng)用時須配套15A/1500V以上的快速恢復(fù)二極管(D11)使用,該IGBT配套6A/1200V以上的快速恢復(fù)二極管(D11)后可代用SGW25N120、SKW25N120、GT40Q321,配套15A/1500V以上的快速恢復(fù)二極管(D11)后可代用GT40T301。

(5)

GT40T301----東芝公司出品,耐壓1500V,電流容量25℃時80A,100℃時40A,內(nèi)部帶阻尼二極管,該IGBT可代用SGW25N120、SKW25N120、GT40Q321、GT40T101,代用SGW25N120和GT40T101時請將原配套該IGBT的D11快速恢復(fù)二極管拆除不裝。

(6)

GT60M303----東芝公司出品,耐壓900V,電流容量25℃時120A,100℃時60A,內(nèi)部帶阻尼二極管。2.2

電路方框圖

2.3

主回路原理分析

時間t1~t2時當(dāng)開關(guān)脈沖加至Q1的G極時,Q1飽和導(dǎo)通,電流i1從電源流過L1,由于線圈感抗不允許電流突變.所以在t1~t2時間i1隨線性上升,在t2時脈沖結(jié)束,Q1截止,同樣由于感抗作用,i1不能立即變0,于是向C3充電,產(chǎn)生充電電流i2,在t3時間,C3電荷充滿,電流變0,這時L1的磁場能量全部轉(zhuǎn)為C3的電場能量,在電容兩端出現(xiàn)左負(fù)右正,幅度達(dá)到峰值電壓,在Q1的CE極間出現(xiàn)的電壓實(shí)際為逆程脈沖峰壓+電源電壓,在t3~t4時間,C3通過L1放電完畢,i3達(dá)到最大值,電容兩端電壓消失,這時電容中的電能又全部轉(zhuǎn)為L1中的磁能,因感抗作用,i3不能立即變0,于是L1兩端電動勢反向,即L1兩端電位左正右負(fù),由于阻尼管D11的存在,C3不能繼續(xù)反向充電,而是經(jīng)過C2、D11回流,形成電流i4,在t4時間,第二個脈沖開始到來,但這時Q1的UE為正,UC為負(fù),處于反偏狀態(tài),所以Q1不能導(dǎo)通,待i4減小到0,L1中的磁能放完,即到t5時Q1才開始第二次導(dǎo)通,產(chǎn)生i5以后又重復(fù)i1~i4過程,因此在L1上就產(chǎn)生了和開關(guān)脈沖f(20KHz~30KHz)相同的交流電流。t4~t5的i4是阻尼管D11的導(dǎo)通電流,

在高頻電流一個電流周期里,t2~t3的i2是線盤磁能對電容C3的充電電流,t3~t4的i3是逆程脈沖峰壓通過L1放電的電流,t4~t5的i4是L1兩端電動勢反向時,因D11的存在令C3不能繼續(xù)反向充電,而經(jīng)過C2、D11回流所形成的阻尼電流,Q1的導(dǎo)通電流實(shí)際上是i1。

Q1的VCE電壓變化:在靜態(tài)時,UC為輸入電源經(jīng)過整流后的直流電源,t1~t2,Q1飽和導(dǎo)通,UC接近地電位,t4~t5,阻尼管D11導(dǎo)通,UC為負(fù)壓(電壓為阻尼二極管的順向壓降),t2~t4,也就是LC自由振蕩的半個周期,UC上出現(xiàn)峰值電壓,在t3時UC達(dá)到最大值。

以上分析證實(shí)兩個問題:一是在高頻電流的一個周期里,只有i1是電源供給L的能量,所以i1的大小就決定加熱功率的大小,同時脈沖寬度越大,t1~t2的時間就越長,i1就越大,反之亦然,所以要調(diào)節(jié)加熱功率,只需要調(diào)節(jié)脈沖的寬度;二是LC自由振蕩的半周期時間是出現(xiàn)峰值電壓的時間,亦是Q1的截止時間,也是開關(guān)脈沖沒有到達(dá)的時間,這個時間關(guān)系是不能錯位的,如峰值脈沖還沒有消失,而開關(guān)脈沖己提前到來,就會出現(xiàn)很大的導(dǎo)通電流使Q1燒壞,因此必須使開關(guān)脈沖的前沿與峰值脈沖后沿相同步。2.4

振蕩電路

(1)

當(dāng)G點(diǎn)有Vi輸入時、V7OFF時(V7=0V),V5等于D12與D13的順向壓降,而當(dāng)V6<V5之后,V7由OFF轉(zhuǎn)態(tài)為ON,V5亦上升至Vi,而V6則由R56、R54向C5充電。

(2)

當(dāng)V6>V5時,V7轉(zhuǎn)態(tài)為OFF,V5亦降至D12與D13的順向壓降,而V6則由C5經(jīng)R54、D29放電。

(3)

V6放電至小于V5時,又重復(fù)(1)形成振蕩。

“G點(diǎn)輸入的電壓越高,V7處于ON的時間越長,電磁爐的加熱功率越大,反之越小”。

2.5

IGBT激勵電路

振蕩電路輸出幅度約4.1V的脈沖信號,此電壓不能直接控制IGBT(Q1)的飽和導(dǎo)通及截止,所以必須通過激勵電路將信號放大才行,該電路工作過程如下:

(1)V8OFF時(V8=0V),V8<V9,V10為高,Q8和Q3

導(dǎo)通、Q9和Q10截止,Q1的G極為0V,Q1截止。

(2)V8ON時(V8=4.1V),V8>V9,V10為低,Q8和Q3截止、Q9和Q10導(dǎo)通,+22V通過R71、Q10加至Q1的G極,Q1導(dǎo)通。

2.6

PWM脈寬調(diào)控電路

CPU輸出PWM脈沖到由R6、C33、R16組成的積分電路,PWM脈沖寬度越寬,C33的電壓越高,C20的電壓也跟著升高,送到振蕩電路(G點(diǎn))的控制電壓隨著C20的升高而升高,而G點(diǎn)輸入的電壓越高,V7處于ON的時間越長,電磁爐的加熱功率越大,反之越小。

“CPU通過控制PWM脈沖的寬與窄,控制送至振蕩電路G的加熱功率控制電壓，控制了IGBT導(dǎo)通時間的長短,結(jié)果控制了加熱功率的大小”。

2.7

同步電路

R78、R51分壓產(chǎn)生V3,R74+R75、R52分壓產(chǎn)生V4,在高頻電流的一個周期里,在t2~t4時間(圖1),由于C3兩端電壓為左負(fù)右正,所以V3<V4,V5OFF(V5=0V)振蕩電路V6>V5,V7OFF(V7=0V),振蕩沒有輸出,也就沒有開關(guān)脈沖加至Q1的G極,保證了Q1在t2~t4時間不會導(dǎo)通,在t4~t6時間,C3電容兩端電壓消失,V3>V4,V5上升,振蕩有輸出,有開關(guān)脈沖加至Q1的G極。以上動作過程,保證了加到Q1G極上的開關(guān)脈沖前沿與Q1上產(chǎn)生的VCE脈沖后沿相同步。

2.8

加熱開關(guān)控制

(1)當(dāng)不加熱時,CPU19腳輸出低電平(同時13腳也停止PWM輸出),D18導(dǎo)通,將V8拉低,另V9>V8,使IGBT激勵電路停止輸出,IGBT截止,則加熱停止。

(2)開始加熱時,CPU19腳輸出高電平,D18截止,同時13腳開始間隔輸出PWM試探信號,同時CPU通過分析電流檢測電路和VAC檢測電路反饋的電壓信息、VCE檢測電路反饋的電壓波形變化情況,判斷是否己放入適合的鍋具,如果判斷己放入適合的鍋具,CPU13腳轉(zhuǎn)為輸出正常的PWM信號,電磁爐進(jìn)入正常加熱狀態(tài),如果電流檢測電路、VAC及VCE電路反饋的信息,不符合條件,CPU會判定為所放入的鍋具不符或無鍋,則繼續(xù)輸出PWM試探信號,同時發(fā)出指示無鍋的報知信息(祥見故障代碼表),如1分鐘內(nèi)仍不符合條件,則關(guān)機(jī)。

2.9

VAC檢測電路

AC220V由D1、D2整流的脈動直流電壓通過R79、R55分壓、C32平滑后的直流電壓送入CPU,根據(jù)監(jiān)測該電壓的變化,CPU會自動作出各種動作指令:(1)

判別輸入的電源電壓是否在充許范圍內(nèi),否則停止加熱,并報知信息(祥見故障代碼表)。

(2)

配合電流檢測電路、VCE電路反饋的信息,判別是否己放入適合的鍋具,作出相應(yīng)的動作指令(祥見加熱開關(guān)控制及試探過程一節(jié))。

(3)

配合電流檢測電路反饋的信息及方波電路監(jiān)測的電源頻率信息,調(diào)控PWM的脈寬,令輸出功率保持穩(wěn)定。

“電源輸入標(biāo)準(zhǔn)220V±1V電壓,不接線盤(L1)測試CPU第7腳電壓,標(biāo)準(zhǔn)為1.95V±0.06V”。

2.10

電流檢測電路

電流互感器CT二次測得的AC電壓,經(jīng)D20~D23組成的橋式整流電路整流、C31平滑,所獲得的直流電壓送至CPU,該電壓越高,表示電源輸入的電流越大,CPU根據(jù)監(jiān)測該電壓的變化,自動作出各種動作指令:(1)

配合VAC檢測電路、VCE電路反饋的信息,判別是否己放入適合的鍋具,作出相應(yīng)的動作指令(祥見加熱開關(guān)控制及試探過程一節(jié))。

(2)

配合VAC檢測電路反饋的信息及方波電路監(jiān)測的電源頻率信息,調(diào)控PWM的脈寬,令輸出功率保持穩(wěn)定。2.11

VCE檢測電路

將IGBT(Q1)集電極上的脈沖電壓通過R76+R77、R53分壓送至Q6基極,在發(fā)射極上獲得其取樣電壓,此反影了Q1VCE電壓變化的信息送入CPU,CPU根據(jù)監(jiān)測該電壓的變化,自動作出各種動作指令:(1)

配合VAC檢測電路、電流檢測電路反饋的信息,判別是否己放入適合的鍋具,作出相應(yīng)的動作指令(祥見加熱開關(guān)控制及試探過程一節(jié))。

(2)

根據(jù)VCE取樣電壓值,自動調(diào)整PWM脈寬,抑制VCE脈沖幅度不高于1100V(此值適用于耐壓1200V的IGBT,耐壓1500V的IGBT抑制值為1300V)。

(3)

當(dāng)測得其它原因?qū)е罺CE脈沖高于1150V時((此值適用于耐壓1200V的IGBT,耐壓1500V的IGBT此值為1400V),CPU立即發(fā)出停止加熱指令(祥見故障代碼表)。

2.12

浪涌電壓監(jiān)測電路

電源電壓正常時,V14>V15,V16ON(V16約4.7V),D17截止,振蕩電路可以輸出振蕩脈沖信號,當(dāng)電源突然有浪涌電壓輸入時,此電壓通過C4耦合,再經(jīng)過R72、R57分壓取樣,該取樣電壓通過D28另V15升高,結(jié)果V15>V14另IC2C比較器翻轉(zhuǎn),V16OFF(V16=0V),D17瞬間導(dǎo)通,將振蕩電路輸出的振蕩脈沖電壓V7拉低,電磁爐暫停加熱,同時,CPU監(jiān)測到V16OFF信息,立即發(fā)出暫止加熱指令,待浪涌電壓過后、V16由OFF轉(zhuǎn)為ON時,CPU再重新發(fā)出加熱指令。

2.13

過零檢測

當(dāng)正弦波電源電壓處于上下半周時,由D1、D2和整流橋DB內(nèi)部交流兩輸入端對地的兩個二極管組成的橋式整流電路產(chǎn)生的脈動直流電壓通過R73、R14分壓的電壓維持Q11導(dǎo)通,Q11集電極電壓變0,當(dāng)正弦波電源電壓處于過零點(diǎn)時,Q11因基極電壓消失而截止,集電極電壓隨即升高,在集電極則形成了與電源過零點(diǎn)相同步的方波信號,CPU通過監(jiān)測該信號的變化,作出相應(yīng)的動作指令。

2.14

鍋底溫度監(jiān)測電路

加熱鍋具底部的溫度透過微晶玻璃板傳至緊貼玻璃板底的負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻,該電阻阻值的變化間接反影了加熱鍋具的溫度變化(溫度/阻值祥見熱敏電阻溫度分度表),熱敏電阻與R58分壓點(diǎn)的電壓變化其實(shí)反影了熱敏電阻阻值的變化,即加熱鍋具的溫度變化,CPU通過監(jiān)測該電壓的變化,作出相應(yīng)的動作指令:

(1)

定溫功能時,控制加熱指令,另被加熱物體溫度恒定在指定范圍內(nèi)。

(2)

當(dāng)鍋具溫度高于220℃時,加熱立即停止,并報知信息(祥見故障代碼表)。

(3)

當(dāng)鍋具空燒時,加熱立即停止,并報知信息(祥見故障代碼表)。

(4)

當(dāng)熱敏電阻開路或短路時,發(fā)出不啟動指令,并報知相關(guān)的信息(祥見故障代碼表)。

2.15

IGBT溫度監(jiān)測電路

IGBT產(chǎn)生的溫度透過散熱片傳至緊貼其上的負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻TH,該電阻阻值的變化間接反影了IGBT的溫度變化(溫度/阻值祥見熱敏電阻溫度分度表),熱敏電阻與R59分壓點(diǎn)的電壓變化其實(shí)反影了熱敏電阻阻值的變化,即IGBT的溫度變化,CPU通過監(jiān)測該電壓的變化,作出相應(yīng)的動作指令:

(1)

IGBT結(jié)溫高于85℃時,調(diào)整PWM的輸出,令I(lǐng)GBT結(jié)溫≤85℃。

(2)

當(dāng)IGBT結(jié)溫由于某原因(例如散熱系統(tǒng)故障)而高于95℃時,加熱立即停止,并報知信息(祥見故障代碼表)。

(3)

當(dāng)熱敏電阻TH開路或短路時,發(fā)出不啟動指令,并報知相關(guān)的信息(祥見故障代碼表)。

(4)

關(guān)機(jī)時如IGBT溫度>50℃,CPU發(fā)出風(fēng)扇繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)指令,直至溫度<50℃(繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)超過4分鐘如溫度仍>50℃,風(fēng)扇停轉(zhuǎn);風(fēng)扇延時運(yùn)轉(zhuǎn)期間,按1次關(guān)機(jī)鍵,可關(guān)閉風(fēng)扇)。

(5)

電磁爐剛啟動時,當(dāng)測得環(huán)境溫度<0℃,CPU調(diào)用低溫監(jiān)測模式加熱1分鐘,1分鐘后再轉(zhuǎn)用正常監(jiān)測模式,防止電路零件因低溫偏離標(biāo)準(zhǔn)值造成電路參數(shù)改變而損壞電磁爐。

2.16

散熱系統(tǒng)

將IGBT及整流器DB緊貼于散熱片上,利用風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)通過電磁爐進(jìn)、出風(fēng)口形成的氣流將散熱片上的熱及線盤L1等零件工作時產(chǎn)生的熱、加熱鍋具輻射進(jìn)電磁爐內(nèi)的熱排出電磁爐外。

CPU發(fā)出風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)指令時,15腳輸出高電平,電壓通過R5送至Q5基極,Q5飽和導(dǎo)通,VCC電流流過風(fēng)扇、Q5至地,風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn);CPU發(fā)出風(fēng)扇停轉(zhuǎn)指令時,15腳輸出低電平,Q5截止,風(fēng)扇因沒有電流流過而停轉(zhuǎn)。

2.17

主電源

AC220V50/60Hz電源經(jīng)保險絲FUSE,再通過由CY1、CY2、C1、共模線圈L1組成的濾波電路(針對EMC傳導(dǎo)問題而設(shè)置,祥見注解),再通過電流互感器至橋式整流器DB,產(chǎn)生的脈動直流電壓通過扼流線圈提供給主回路使用;AC1、AC2兩端電壓除送至輔助電源使用外,另外還通過印于PCB板上的保險線P.F.送至D1、D2整流得到脈動直流電壓作檢測用途。

注解:由于中國大陸目前并未提出電磁爐須作強(qiáng)制性電磁兼容(EMC)認(rèn)證,基于成本原因,內(nèi)銷產(chǎn)品大部分沒有將CY1、CY2裝上,L1用跳線取代,但基本上不影響電磁爐使用性能。

2.18輔助電源

AC220V50/60Hz電壓接入變壓器初級線圈,次級兩繞組分別產(chǎn)生13.5V和23V交流電壓。

13.5V交流電壓由D3~D6組成的橋式整流電路整流、C37濾波,在C37上獲得的直流電壓VCC除供給散熱風(fēng)扇使用外,還經(jīng)由IC1三端穩(wěn)壓IC穩(wěn)壓、C38濾波,產(chǎn)生+5V電壓供控制電路使用。

23V交流電壓由D7~D10組成的橋式整流電路整流、C34濾波后,再通過由Q4、R7、ZD1、C35、C36組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓濾波電路,產(chǎn)生+22V電壓供IC2和IGBT激勵電路使用。

2.19

報警電路

電磁爐發(fā)出報知響聲時,CPU14腳輸出幅度為5V、頻率3.8KHz的脈沖信號電壓至蜂鳴器ZD,令ZD發(fā)出報知響聲。

三、故障維修

458系列須然機(jī)種較多,且功能復(fù)雜,但不同的機(jī)種其主控電路原理一樣,區(qū)別只是零件參數(shù)的差異及CPU程序不同而己。電路的各項(xiàng)測控主要由一塊8位4K內(nèi)存的單片機(jī)組成,外圍線路簡單且零件極少,并設(shè)有故障報警功能,故電路可靠性高,維修容易,維修時根據(jù)故障報警指示,對應(yīng)檢修相關(guān)單元電路,大部分均可輕易解決。

3.2主板檢測標(biāo)準(zhǔn)

由于電磁爐工作時,主回路工作在高壓、大電流狀態(tài)中,所以對電路檢查時必須將線盤(L1)斷開不接,否則極容易在測試時因儀器接入而改變了電路參數(shù)造成燒機(jī)。接上線盤試機(jī)前,應(yīng)根據(jù)3.2.1<<主板檢測表>>對主板各點(diǎn)作測試后,一切符合才進(jìn)行。

3.2.1主板檢測表

3.2.2主板測試不合格對策

(1)

上電不發(fā)出“B”一聲----如果按開/關(guān)鍵指示燈亮,則應(yīng)為蜂鳴器BZ不良,如果按開/關(guān)鍵仍沒任何反應(yīng),再測CUP第16腳+5V是否正常,如不正常,按下面第(4)項(xiàng)方法查之,如正常,則測晶振X1頻率應(yīng)為4MHz左右(沒測試儀器可換入另一個晶振試),如頻率正常,則為IC3CPU不良。

(2)

CN3電壓低于305V----如果確認(rèn)輸入電源電壓高于AC220V時,CN3測得電壓偏低,應(yīng)為C2開路或容量下降,如果該點(diǎn)無電壓,則檢查整流橋DB交流輸入兩端有否AC220V,如有,則檢查L2、DB,如沒有,則檢查互感器CT初級是否開路、電源入端至整流橋入端連線是否有斷裂開路現(xiàn)象。

(3)

+22V故障----沒有+22V時,應(yīng)先測變壓器次級有否電壓輸出,如沒有,測初級有否AC220V輸入,如有則為變壓器故障,如果變壓器次級有電壓輸出,再測C34有否電壓,如沒有,則檢查C34是否短路、D7~D10是否不良、Q4和ZD1這兩零件是否都擊穿,如果C34有電壓,而Q4很熱,則為+22V負(fù)載短路,應(yīng)查C36、IC2及IGBT推動電路,如果Q4不是很熱,則應(yīng)為Q4或R7開路、ZD1或C35短路。+22V偏高時,應(yīng)檢查Q4、ZD1。+22V偏低時,應(yīng)檢查ZD1、C38、R7,另外,+22V負(fù)載過流也會令+22V偏低,但此時Q4會很熱。

(4)

+5V故障----沒有+5V時,應(yīng)先測變壓器次級有否電壓輸出,如沒有,測初級有否AC220V輸入,如有則為變壓器故障,如果變壓器次級有電壓輸出,再測C37有否電壓,如沒有,則檢查C37、IC1是否短路、D3~D6是否不良,如果C37有電壓,而IC4很熱,則為+5V負(fù)載短路,應(yīng)查C38及+5V負(fù)載電路。+5V偏高時,應(yīng)為IC1不良。+5V偏低時,應(yīng)為IC1或+5V負(fù)載過流,而負(fù)載過流IC1會很熱。

(5)

待機(jī)時V.G點(diǎn)電壓高于0.5V----待機(jī)時測V9電壓應(yīng)高于2.9V(小于2.9V查R11、+22V),V8電壓應(yīng)小于0.6V(CPU19腳待機(jī)時輸出低電平將V8拉低),此時V10電壓應(yīng)為Q8基極與發(fā)射極的順向壓降(約為0.6V),如果V10電壓為0V,則查R18、Q8、IC2D,如果此時V10電壓正常,則查Q3、Q8、Q9、Q10、D19。

(6)

V16電壓0V----測IC2C比較器輸入電壓是否正向(V14>V15為正向),如果是正向,斷開CPU第11腳再測V16,如果V16恢復(fù)為4.7V以上,則為CPU故障,斷開CPU第11腳V16仍為0V,則檢查R19、IC2C。如果測IC2C比較器輸入電壓為反向,再測V14應(yīng)為3V(低于3V查R60、C19),再測D28正極電壓高于負(fù)極時,應(yīng)檢查D27、C4,如果D28正極電壓低于負(fù)極,應(yīng)檢查R20、IC2C。

(7)

VAC電壓過高或過低----過高檢查R55,過低查C32、R79。

(8)

V3電壓過高或過低----過高檢查R51、D16,過低查R78、C13。

(9)

V4電壓過高或過低----過高檢查R52、D15,過低查R74、R75。

(10)

Q6基極電壓過高或過低----過高檢查R53、D25,過低查R76、R77、C6。

(11)

D24正極電壓過高或過低----過高檢查D24及接入的30K電阻,過低查R59、C16。

(12)

D26正極電壓過高或過低----過高檢查D26及接入的30K電阻,過低查R58、C18。

(13)

動檢時Q1G極沒有試探電壓----首先確認(rèn)電路符合<<主板測試表>>中第1~12測試步驟標(biāo)準(zhǔn)要求,如果不符則對應(yīng)上述方法檢查,如確認(rèn)無誤,測V8點(diǎn)如有間隔試探信號電壓,則檢查IGBT推動電路,如V8點(diǎn)沒有間隔試探信號電壓出現(xiàn),再測Q7發(fā)射極有否間隔試探信號電壓,如有,則檢查振蕩電路、同步電路,如果Q7發(fā)射極沒有間隔試探信號電壓,再測CPU第13腳有否間隔試探信號電壓,如有,則檢查C33、C20、Q7、R6,如果CPU第13腳沒有間隔試探信號電壓出現(xiàn),則為CPU故障。

(14)

動檢時Q1G極試探電壓過高----檢查R56、R54、C5、D29。

(15)

動檢時Q1G極試探電壓過低----檢查C33、C20、Q7。

(16)

動檢時風(fēng)扇不轉(zhuǎn)----測CN6兩端電壓高于11V應(yīng)為風(fēng)扇不良,如CN6兩端沒有電壓,測CPU第15腳如沒有電壓則為CPU不良,如有請檢查Q5、R5。

(17)

通過主板1~14步驟測試合格仍不啟動加熱----故障現(xiàn)象為每隔3秒發(fā)出“嘟”一聲短音(數(shù)顯型機(jī)種顯示E1),檢查互感器CT次級是否開路、C15、C31是否漏電、D20~D23有否不良,如這些零件沒問題,請?jiān)傩⌒臏y試Q1G極試探電壓是否低于1.5V。3.3

故障案例

3.3.1故障現(xiàn)象1:放入鍋具電磁爐檢測不到鍋具而不啟動,指示燈閃亮,每隔3秒發(fā)出“嘟”一聲短音(數(shù)顯型機(jī)種顯示E1),連續(xù)1分鐘后轉(zhuǎn)入待機(jī)。

分

析:根椐報警信息,此為CPU判定為加熱鍋具過小(直經(jīng)小于8cm)或無鍋放入或鍋具材質(zhì)不符而不加熱,并作出相應(yīng)報知。根據(jù)電路原理,電磁爐啟動時,CPU先從第13腳輸出試探PWM信號電壓,該信號經(jīng)過PWM脈寬調(diào)控電路轉(zhuǎn)換為控制振蕩脈寬輸出的電壓加至G點(diǎn),振蕩電路輸出的試探信號電壓再加至IGBT推動電路,通過該電路將試探信號電壓轉(zhuǎn)換為足己另IGBT工作的試探信號電壓,另主回路產(chǎn)生試探工作電流,當(dāng)主回路有試探工作電流流過互感器CT初級時,CT次級隨即產(chǎn)生反影試探工作電流大小的電壓,該電壓通過整流濾波后送至CPU第6腳,CPU通過監(jiān)測該電壓,再與VAC電壓、VCE電壓比較,判別是否己放入適合的鍋具。從上述過程來看,要產(chǎn)生足夠的反饋信號電壓另CPU判定己放入適合的鍋具而進(jìn)入正常加熱狀態(tài),關(guān)鍵條件有三個:一是加入Q1G極的試探信號必須足夠,通過測試Q1G極的試探電壓可判斷試探信號是否足夠(正常為間隔出現(xiàn)1~2.5V),而影響該信號電壓的電路有PWM脈寬調(diào)控電路、振蕩電路、IGBT推動電路。二是互感器CT須流過足夠的試探工作電流,一般可通測試Q1是否正常可簡單判定主回路是否正常,在主回路正常及加至Q1G極的試探信號正常前提下,影響流過互感器CT試探工作電流的因素有工作電壓和鍋具。三是到達(dá)CPU第6腳的電壓必須足夠,影響該電壓的因素是流過互感器CT的試探工作電流及電流檢測電路。以下是有關(guān)這種故障的案例：

(1)

測+22V電壓高于24V,按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(3)項(xiàng)方法檢查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)Q4擊穿。結(jié)論:由于Q4擊穿,造成+22V電壓升高,另IC2D正輸入端V9電壓升高,導(dǎo)至加到IC2D負(fù)輸入端的試探電壓無法另IC2D比較器翻轉(zhuǎn),結(jié)果Q1G極無試探信號電壓,CPU也就檢測不到反饋電壓而不發(fā)出正常加熱指令。

(2)

測Q1G極沒有試探電壓,再測V8點(diǎn)也沒有試探電壓,再測G點(diǎn)試探電壓正常,證明PWM脈寬調(diào)控電路正常,再測D18正極電壓為0V(啟動時CPU應(yīng)為高電平),結(jié)果發(fā)現(xiàn)CPU第19腳對地短路,更換CPU后恢復(fù)正常。結(jié)論:由于CPU第19腳對地短路,造成加至IC2C負(fù)輸入端的試探電壓通過D18被拉低,結(jié)果Q1G極無試探信號電壓,CPU也就檢測不到反饋電壓而不發(fā)出正常加熱指令。

(3)

按3.2.1<<主板檢測表>>測試到第6步驟時發(fā)現(xiàn)V16為0V,再按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(6)項(xiàng)方法檢查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)CPU第11腳擊穿,更換CPU后恢復(fù)正常。結(jié)論:由于CPU第11腳擊穿,造成振蕩電路輸出的試探信號電壓通過D17被拉低,結(jié)果Q1G極無試探信號電壓,CPU也就檢測不到反饋電壓而不發(fā)出正常加熱指令。

(4)

測Q1G極沒有試探電壓,再測V8點(diǎn)也沒有試探電壓,再測G點(diǎn)也沒有試探電壓,再測Q7基極試探電壓正常,再測Q7發(fā)射極沒有試探電壓,結(jié)果發(fā)現(xiàn)Q7開路。結(jié)論:由于Q7開路導(dǎo)至沒有試探電壓加至振蕩電路,結(jié)果Q1G極無試探信號電壓,CPU也就檢測不到反饋電壓而不發(fā)出正常加熱指令。

(5)

測Q1G極沒有試探電壓,再測V8點(diǎn)也沒有試探電壓,再測G點(diǎn)也沒有試探電壓,再測Q7基極也沒有試探電壓,再測CPU第13腳有試探電壓輸出,結(jié)果發(fā)現(xiàn)C33漏電。結(jié)論:由于C33漏電另通過R6向C33充電的PWM脈寬電壓被拉低,導(dǎo)至沒有試探電壓加至振蕩電路,結(jié)果Q1G極無試探信號電壓,CPU也就檢測不到反饋電壓而不發(fā)出正常加熱指令。

(6)

測Q1G極試探電壓偏低(推動電路正常時間隔輸出1~2.5V),按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(15)項(xiàng)方法檢查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)C33漏電。結(jié)論:由于C33漏電,造成加至振蕩電路的控制電壓偏低,結(jié)果Q1G極上的平均電壓偏低,CPU因檢測到的反饋電壓不足而不發(fā)出正常加熱指令。

(7)

按3.2.1<<主板檢測表>>測試一切正常,再按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(17)項(xiàng)方法檢查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)互感器CT次級開路。結(jié)論:由于互感器CT次級開路,所以沒有反饋電壓加至電流檢測電路,CPU因檢測到的反饋電壓不足而不發(fā)出正常加熱指令。

(8)

按3.2.1<<主板檢測表>>測試一切正常,再按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(17)項(xiàng)方法檢查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)C31漏電。結(jié)論:由于C31漏電,造成加至CPU第6腳的反饋電壓不足,CPU因檢測到的反饋電壓不足而不發(fā)出正常加熱指令。

(9)

按3.2.1<<主板檢測表>>測試到第8步驟時發(fā)現(xiàn)V3為0V,再按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(8)項(xiàng)方法檢查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)R78開路。結(jié)論:由于R78開路,另IC2A比較器因輸入兩端電壓反向(V4>V3),輸出OFF,加至振蕩電路的試探電壓因IC2A比較器輸出OFF而為0,振蕩電路也就沒有輸出,CPU也就檢測不到反饋電壓而不發(fā)出正常加熱指令。3.3.2

故障現(xiàn)象2:按啟動指示燈指示正常,但不加熱。

分

析:一般情況下,CPU檢測不到反饋信號電壓會自動發(fā)出報知信號,但當(dāng)反饋信號電壓處于足夠與不足夠之間的臨界狀態(tài)時,CPU發(fā)出的指令將會在試探→正常加熱→試探循環(huán)動作,產(chǎn)生啟動后指示燈指示正常,但不加熱的故障。原因?yàn)殡娏鞣答佇盘栯妷翰蛔?處于可啟動的臨界狀態(tài))。

處理方法:參考3.3.1<<故障現(xiàn)象1>>第(7)、(9)案例檢查。

3.3.3

故障現(xiàn)象3:開機(jī)電磁爐發(fā)出兩長三短的“嘟”聲((數(shù)顯型機(jī)種顯示E2),響兩次后電磁爐轉(zhuǎn)入待機(jī)。

分

析:此現(xiàn)象為CPU檢測到電壓過低信息,如果此時輸入電壓正常,則為VAC檢測電路故障。

處理方法:按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(7)項(xiàng)方法檢查。3.3.4

故障現(xiàn)象4:插入電源電磁爐發(fā)出兩長四短的“嘟”聲(數(shù)顯型機(jī)種顯示E3)。

分

析:此現(xiàn)象為CPU檢測到電壓過高信息,如果此時輸入電壓正常,則為VAC檢測電路故障。

處理方法:按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(7)項(xiàng)方法檢查。3.3.5

故障現(xiàn)象5:插入電源電磁爐連續(xù)發(fā)出響2秒停2秒的“嘟”聲,指示燈不亮。

分

析:此現(xiàn)象為CPU檢測到電源波形異常信息,故障在過零檢測電路。

處理方法:檢查零檢測電路R73、R14、R15、Q11、C9、D1、D2均正常,根據(jù)原理分析,提供給過零檢測電路的脈動電壓是由D1、D2和整流橋DB內(nèi)部交流兩輸入端對地的兩個二極管組成橋式整流電路產(chǎn)生,如果DB內(nèi)部的兩個二極管其中一個順向壓降過低,將會造成電源頻率一周期內(nèi)產(chǎn)生的兩個過零電壓其中一個并未達(dá)到0V(電壓比正常稍高),Q11在該過零點(diǎn)時間因基極電壓未能消失而不能截止,集電極在此時仍為低電平,從而造成了電源每一頻率周期CPU檢測的過零信號缺少了一個?；谝陨戏治?先將R14換入3.3K電阻(目的將Q11基極分壓電壓降低,以抵消比正常稍高的過零點(diǎn)脈動電壓),結(jié)果電磁爐恢復(fù)正常。雖然將R14換成3.3K電阻電磁爐恢復(fù)正常,但維修時不能簡單將電阻改3.3K能徹底解決問題,因?yàn)楫a(chǎn)生本故障說明整流橋DB特性已變,快將損壞,所己必須將R14換回10K電阻并更換整流橋DB。3.3.6

故障現(xiàn)象6:插入電源電磁爐每隔5秒發(fā)出三長五短報警聲(數(shù)顯型機(jī)種顯示E9)。

分

析:此現(xiàn)象為CPU檢測到按裝在微晶玻璃板底的鍋傳感器(負(fù)溫系數(shù)熱敏電阻)開路信息,其實(shí)CPU是根椐第8腳電壓情況判斷鍋溫度及熱敏電阻開、短路的,而該點(diǎn)電壓是由R58、熱敏電阻分壓而成,另外還有一只D26作電壓鉗位之用(防止由線盤感應(yīng)的電壓損壞CPU)及一只C18電容作濾波。

處理方法:檢查D26是否擊穿、鍋傳感器有否插入及開路(判斷熱敏電阻的好壞在沒有專業(yè)儀器時簡單用室溫或體溫對比<<電阻值---溫度分度表>>阻值)。3.3.7

故障現(xiàn)象7:插入電源電磁爐每隔5秒發(fā)出三長四短報警聲(數(shù)顯型機(jī)種顯示EE)。

分

析:此現(xiàn)象為CPU檢測到按裝在微晶玻璃板底的鍋傳感器(負(fù)溫系數(shù)熱敏電阻)短路信息,其實(shí)CPU是根椐第8腳電壓情況判斷鍋溫度及熱敏電阻開/短路的,而該點(diǎn)電壓是由R58、熱敏電阻分壓而成,另外還有一只D26作電壓鉗位之用(防止由線盤感應(yīng)的電壓損壞CPU)及一只C18電容作濾波。

處理方法:檢查C18是否漏電、R58是否開路、鍋傳感器是否短路(判斷熱敏電阻的好壞在沒有專業(yè)儀器時簡單用室溫或體溫對比<<電阻值---溫度分度表>>阻值)。3.3.8

故障現(xiàn)象8:插入電源電磁爐每隔5秒發(fā)出四長五短報警聲(數(shù)顯型機(jī)種顯示E7)。

分

析:此現(xiàn)象為CPU檢測到按裝在散熱器的TH傳感器(負(fù)溫系數(shù)熱敏電阻)開路信息,其實(shí)CPU是根椐第4腳電壓情況判斷散熱器溫度及TH開/短路的,而該點(diǎn)電壓是由R59、熱敏電阻分壓而成,另外還有一只D24作電壓鉗位之用(防止TH與散熱器短路時損壞CPU),及一只C16電容作濾波。

處理方法:檢查D24是否擊穿、TH有否開路(判斷熱敏電阻的好壞在沒有專業(yè)儀器時簡單用室溫或體溫對比<<電阻值---溫度分度表>>阻值)。3.3.9

故障現(xiàn)象9:插入電源電磁爐每隔5秒發(fā)出四長四短報警聲(數(shù)顯型機(jī)種顯示E8)。

分

析:此現(xiàn)象為CPU檢測到按裝在散熱器的TH傳感器(負(fù)溫系數(shù)熱敏電阻)短路信息,其實(shí)CPU是根椐第4腳電壓情況判斷散熱器溫度及TH開/短路的,而該點(diǎn)電壓是由R59、熱敏電阻分壓而成,另外還有一只D24作電壓鉗位之用(防止TH與散熱器短路時損壞CPU)及一只C16電容作濾波。

處理方法:檢查C16是否漏電、R59是否開路、TH有否短路(判斷熱敏電阻的好壞在沒有專業(yè)儀器時簡單用室溫或體溫對比<<電阻值---溫度分度表>>阻值)。3.3.10故障現(xiàn)象10:電磁爐工作一段時間后停止加熱,間隔5秒發(fā)出四長三短報警聲,響兩次轉(zhuǎn)入待機(jī)(數(shù)顯型機(jī)種顯示E0)。

分

析:此現(xiàn)象為CPU檢測到IGBT超溫的信息,而造成IGBT超溫通常有兩種,一種是散熱系統(tǒng),主要是風(fēng)扇不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速低,另一種是送至IGBTG極的脈