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来源: 电磁炉的工作原理
1. 电磁感应现象
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来源: 电磁炉的工作原理
1. 电磁感应现象
英国物理学家法拉第发现如果磁场发生变化就会在闭合回路中产生电流。麦克斯韦用数学解释了法拉第的观点提出了变化的磁场可以产生电场 。也就是空间中有一个变化的磁场比如说增大或者减小那么在这个磁场上就会产生的电场这个电场是一圈一圈的我们称之为涡旋电场。 涡旋电场本身是没有电流的假如在上面放一个导体这样在电场的作用下电荷就会发生运动比如说正电荷正向运动起来实质上是电子反向运动。电荷运动起来就能形成电流了。因为这个电流是涡旋形状的我们称之为涡流。 所以涡流就是在变化的磁场中有一个导体这样的变化的电场就能产生涡流 。
2. 电磁炉
2.1.加热原理
电磁炉的内部有一个线圈这个线圈有高频的电流I一会正转一会反转不停的变化这个高频的电流就会产生磁场磁场会随着电流正转和反转的方向而发生变化。如下图所示正转时线圈产生向上的磁场可以根据右手定则判断即图中左边的磁场当电流反向时产生向下的磁场即图中右边的磁场 那么在变化的磁场中就会产生一圈圈的涡旋电场这个涡旋电场也是变化的即图中蓝色笔画在磁场上的小线圈 但是如果不放锅的话这个电场是没有办法形成电流的没有电流就不能生热。但是加入我们放一个导体锅进去在锅的底部由于有涡旋电场的作用就会形成电流这个电流就是涡流。这个涡流会生热所以电磁炉就能对这个锅进行加热。
2.2.锅具的要求
1.锅必须是导体 放一个陶瓷锅进去就不行因为陶瓷不是导体就算有电场也不会产生涡流就不能产生热。 2.必须具有铁磁性 铁磁性可以加强磁场在电磁炉内的加热线圈中产生高频电流大概有20kHz通过一些方法把50Hz的工频电流编程20kHz的高频电流产生的磁场也在告诉变化所以也能产生涡流电场但是磁场不够强的话产生的涡流就不够。于是就可以用铁放进去就能加强磁场。 如果用铜或铝虽然它是导电的但它不是铁磁性的所以它没有办法加强磁场也就没有办法产生组够多的电流这样锅也没办法生热。 还有一种就是铁具有很好的导磁性能够将大部分的磁场限制在锅具的底部范围大部分磁场不会留出去。如果用铜或者铝有些铜就会散发掉。 这两个特点决定了我们只能用铁锅或者不锈钢锅。因此电磁炉的锅一般是专用的换一个锅上去电磁炉会报警会滴滴滴的响。
2.3.电磁炉的危害
因为电磁炉产生的是高频的电磁场所以一定会辐射电磁波大部分的电磁波被限制住了但也有一小部分泄露出去了。所以对有部分特殊人群有危害比如佩戴心脏起搏器的如果离电磁炉太近就会受电磁波的影响。或者有些戴着比较高级的电子手表靠太近也会受到影响。对一般人而言电磁炉还是比较安全的工具。
二 电磁炉主板及原理图
1. 电磁炉原理图
来源: 电磁炉主板原理讲解
1.1. 加热电路
主板上220V从这两个端子进入一个火线一个零线下图1。在电路图火线经过F0101,250V,10A的保险丝下图2然后到整流桥的交流输入端下图3零线也是来到交流输入端。 下图为整流桥一共四个引脚220V加到中间两个引脚上。 通过整流桥进行整流然后通过5uF进行滤波对应主板上的无极性电容四四方方的是310V的滤波电容。也就是在电容的两端可以测得310v的直流电。 在原理图中的这个点就能测得310v。 这个310v会经过加热线盘下图有两个端子一个端子接在310v上面另一个端子接在IGBT上。 接上后这个310v就会经过加热线盘接到IGBT的集电极上也可以得到310v的直流电。 在线盘上又并了一个C103电容容量较小只有0.3uF但是耐压非常高有1200v。主板上是和线盘的接线端子是并联的关系。 这个线盘和电容构成了LC谐振。 如锅这个310v想在线圈上进行充磁那么就需要让IGBT打开。这个IGBT是和整流桥做在一起的方便装在散热片上。 这个IGBT有三个引脚分别为栅极集电极发射极它的内部是场效应管和三极管的结合体。既具备三极管的大电流也具备场效应管的高耐压。 如果IGBT导通了310v就会顺着集电极流向发射极入地。 但是IGBT是要收单片机或者CPU的控制才能导通的。只有CPU划出脉宽方波控制信号用来推动IGBT导通和截止当发出高电平IGBT导通发出低电平时IGBT截止。 单片机它所发出的信号非常小弱信号是推动不了IGBT的这时候就需要推挽放大电路。这个电路由两个三极管组成一个是PNP型的一个是NPN型的。 推挽放大电路的作用就是对弱信号进行放大经过这个电路放大后的信号可以直接推动IGBT进行打开和关闭。
1.2. 副电源电路
单片机需要有供电是由副电源产生的所以在主板上还需要设计一个副电源主板电路来产生呢个5v和18v。5v是提供给单片机供电18v是提供给IGBT推动他的导通和关闭另一路是加到散热风扇上。 220v除了去往整流桥还去往另一路电路经过二极管整流再经过电阻限流在经过滤波电容进行滤波其容量为4.7uF耐压值为400v。 火线和零线上都有二极管的原因是如果外部火线接到电路中的火线那么副电源也有电压可以下来如果火线接零线上面了也有电压从另外一个二极管下来。无论火线接在哪个电路上都有电压给副电源提供供电。如果这两个二极管损坏了就会导致副电源不能正常工作 那么经过了限流电阻后的电压为310v的直流电会经过右边副电源变压器的初级线圈然后下来经过下面电源芯片的5678脚这四个脚都是连在一起的。 下图中左边的元器件是副电源变压器右边是控制芯片。 那么测量芯片的5678脚就可以得到310v的电压。 副电源电路也是一个小型的开关电源电路。一般的开关电源电路都有开关管。但是在这个原理图上没有开关管是因为它被做在了电源芯片的内部。 芯片控制内部的开关管导通就会经过导通的开关管入地。 入地后就会在变压器的初级线圈上进行储能此时初级线圈是上正下负的电流也是从上往下流。 当芯片控制开关管截止初级线圈就会产生下正上负的电流往上流。此时由于左边是正右边是负就会产生从左往右流的电流。310v和变压器线圈所产生的电压想叠加就会产生一个尖峰电压这个电压会再次加到控制芯片内部的开关管上。 为了防止尖峰电压把开关管给击穿就设计了尖峰吸收电路在初级线圈的左边通过二极管整流给电容吸收掉尖峰吸收电压通过电阻放掉尖峰吸收电压。等待初级线圈第二次的吸收。 当控制芯片控制内部的开关管截止在线圈中储存的磁能就会向外释放就会被次级线圈感应出高频交流电再通过D202二极管整流为一个脉动的直流电。 这个脉动的直流电经过滤波电容进行整流然后输出一个18v的直流电。 左边有一个18v的稳压二极管D204如果没有这个稳压二极管可能输出的就不是18v。如果次级线圈感应出来的是20v的电压那么有了这个稳压二极管输出的电压会始终稳定在18v。因为这个18v是推动IGBT导通的所以一定是稳定的18v。 这就是经常说的如果IGBT被击穿了我们要重点检查下图18v的稳压二极管。同时还要重点检查旁边两个的三极管 那么现在有了18vIGBT和风扇可以正常工作了但是CPU还不能正常工作还需要有5v的电压送给CPU。 在这点输入端是18v的直流电通过4.7欧的限流电阻经过7805三端稳压器下图2就可以直接输出一个5v的直流电 在7805的旁边还有一个三极管在风扇接口的附近用于控制风扇的。如果风扇不转要重点检查这个三极管。 如果没有5v的直流电要检查7805。 如果没有18v要重点检查前极有没有振荡。
2. 电磁炉主板
来源: 美的电磁炉主板原理 课程内容架构
2.1. 工作原理
电磁炉是如何将电能转换成热能的呢 在电磁炉中有一个饶了很多线圈的线盘通过这个线圈产生磁场再产生涡流。当铁锅放到炉盘线圈上时铁的物质遇到涡流就会产生摩擦从而使锅体发热就能够加热锅里面的食物。
2.2. 两大供电电路
2.2.1. 310v形成电路
电路板一通上电310v电压正常有310v之后然后就会流过加热线圈就会产生磁场。 310v是直流电通过线圈之后还是直流电。 这个线圈相当于一个电感是通直流阻交流也就是直流电通过线圈没有阻碍的作用交流电才被阻碍。
2.2.1. 副电源电路
这个18v的电压除了供给风扇还有驱动igbt控制其导通和截止的时间。通过IGBT告诉的开和关从而产生频率为20到40kHz的高频电压在线圈上产生高频磁场。 另外一路电压为12v通过7805的稳压芯片产生一个5v的电压一个是送给CPU另一个是给按键面板。还有后面的芯片给他供电。 我们操作电磁炉开机和关机和调节功率大小都是由5v供电的电压
2.3. 四大检测电路 2.3.1. 电网电压检测电路
用于检测市电是否偏高或偏低如果太低了只有180v或者太高了250v芯片检测到就会发出故障码电磁炉就会停止加热。
2.3.2. 电流检测电路
这个电路最主要的作用是检测IGBT的工作电流是否变大CPU就会发出故障码整机就会停止工作。
2.3.3. 同步检测电路
2.3.4. igbt温度检测电路
电磁炉在工作的时候要实时检测他的温度是否偏高如果温度太高就会烧管子。是由下图的热敏电阻来检测的放置igbt因为温度过高而烧坏。 这四大电路检测出来的结果都会送给CPUCPU检测到故障就会发出响应的指令出来或者报警或者故障码电磁炉就会停止工作了
2.4. 面板控制电路
它负责开机关机功能转换定时
