电磁炉加热原理(电磁炉加热原理图讲解)

你知道电磁炉是怎么工作的吗?电磁炉的工作原理是磁场感应涡流加热。即电流通过线圈产生磁场,当磁场中的磁力线穿过铁锅底部时,磁力线被切割,从而产生无数细小的涡流,铁锅内的铁分子高速旋转,碰撞摩擦产生热量,从而直接加热锅内的食物。下面购网边肖为您解剖电磁炉内部电路图。

电磁炉的加热原理

电磁电磁炉用来加热食物。电磁炉的表面是耐热的陶瓷板,交流电通过陶瓷板下面的线圈产生磁场。当磁场中的磁力线穿过铁锅、不锈钢锅的底部时,产生涡流,使锅底迅速升温,从而达到加热食物的目的。

工作过程如下:交流电压通过整流器转换成DC,再通过高频功率转换装置将DC转换成超过音频的高频交流。高频交流电施加到扁平空螺旋感应加热线圈,从而产生高频交变磁场。它的磁力线穿透炉子的陶瓷压板,作用在金属锅上。由于电磁感应,在烹饪锅内产生强涡流。当涡流克服锅的内阻时,完成了电能向热能的转化,产生的焦耳热就是烹饪的热源。

电磁炉原理框图

电磁炉加热原理(电磁炉加热原理图讲解)

电磁炉工作原理的电路分析

1.主电路

电磁炉加热原理(电磁炉加热原理图讲解)

图中整流桥BI将工频(50HZ)电压变为脉动的DC电压,为扼流圈,为电磁线圈,IGBT由控制电路发出的矩形脉冲驱动。当IGBT打开时,流经L2的电流迅速增加。当IGBT关闭时,L2和C21串联谐振,IGBT的C极向地面产生高压脉冲。当脉冲下降到零时,驱动脉冲再次施加到IGBT以将其打开。上述过程周而复始,最终产生25KHZ左右的主频电磁波,使放置在陶瓷板上的铁锅底部感应出涡流,使锅升温。串联谐振的频率取L2和C21的参数。C5是电源滤波器电容。CNR1是一个变阻器(电涌吸收器)。当交流电源电压由于某种原因突然升高时,会瞬间短路,迅速烧断保险丝保护电路。

2.自备供电设备

电磁炉加热原理(电磁炉加热原理图讲解)

电源设有+5V和+18V稳压电路,其中+18V经桥式整流后用于IGBT驱动电路,IC LM339和风扇驱动电路同步比较,+5V经三端稳压电路稳压后用于主控MCU。

3.冷却风扇

电磁炉加热原理(电磁炉加热原理图讲解)

当电源接通时,主控IC发出风扇驱动信号(FAN),使风扇保持转动,将外界的冷空气体吸入机体内,再将热的空气体从机体后侧排出,从而达到机内散热的目的,避免高温工作环境对零件的损坏。当风扇停止运转或散热不良时,IGBT表贴热敏电阻将过热信号传递给CPU,停止加热,实现保护。当电源打开时,CPU会发出风扇检测信号,然后当整机运行正常时,CPU会发出风扇驱动信号使其工作。

4.恒温控制和过热保护电路

电磁炉加热原理(电磁炉加热原理图讲解)

该电路的主要作用是根据陶瓷板下的热敏电阻(RT1)和IGBT上的热敏电阻(负温度系数)感应到的温度,向主控IC(CPU)发送一个电阻随温度变化的电压单位。经过A/D转换后,CPU比较温度设定值,发出运行或停止运行的信号。

5.主控IC(CPU)的主要功能

18引脚主IC的主要功能如下:

(1)电源开/关切换控制

(2)加热火力/恒温控制

(3)各种自动功能的控制

(4)空载检测和自动关机

(5)键功能输入检测

(6)防止机器温度过度升高

(7)锅碗瓢盆的检查

(8)通知炉膛表面过热。

(9)冷却风扇的控制

(10)各种平板显示器的控制

6.负载电流检测电路

电磁炉加热原理(电磁炉加热原理图讲解)

在这个电路中,T2(变压器)串联在DB(桥式整流器)前面的线路上,所以T2二次侧的交流电压可以反映输入电流的变化。这个交流电压经过D13、D14、D15和D5整流成DC电压,分压后直接送到CPU进行AD转换。CPU根据转换后的AD值判断电流,通过软件计算功率,控制PWM输出来控制功率和检测负载。

7.驱动电路

电磁炉加热原理(电磁炉加热原理图讲解)

该电路将来自脉冲宽度调节电路的脉冲信号放大到足以驱动IGBT开启和关闭的信号强度,并且输入脉冲宽度越宽,IGBT开启时间越长。线圈锅输出功率越大,火力越高。

8.同步振荡电路

电磁炉加热原理(电磁炉加热原理图讲解)

由R27、R18、R4、R11、R9、R12、R13、C10、C7、C11和LM339组成的同步检测回路。D7、R3、R5、C27组成的振荡电路(锯齿波发生器)的振荡频率在PWM的调制下与灶具的工作频率同步,339的第14脚向驱动器输出同步脉冲,实现平滑运行。

9.电涌保护电路

电磁炉加热原理(电磁炉加热原理图讲解)

电涌保护电路由R1、R6、R14、R10、C29、C25和C17组成。当浪涌过高时,339脚输出低电平,一方面通知MUC停止供电,另一方面通过D10关闭K信号,关闭驱动输出。

10.动态电压检测电路

电磁炉加热原理(电磁炉加热原理图讲解)

由D1、D2、R2、R7、DB组成的电压检测电路通过CPU直接将整流后的脉冲波转换成AD,然后检测电源电压是否在150 V ~ 270 V范围内

11.瞬时高压控制

电磁炉加热原理(电磁炉加热原理图讲解)

R12、R13、R19和LM339。当反压正常时,电路不工作。当瞬时高压超过1100V时,339 1引脚会输出低电位,拉低PWM,降低输出功率,控制反压,保护IGBT免受过压击穿。

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