苏泊尔电磁炉原理与维修.docx

1、苏泊尔电磁炉原理与维修苏泊尔电磁炉典型电路讲解电磁炉电路为一个高速的闭环大功率电路，与其他小家电产品相比电路比较复杂，而且电路各部分互相影响，使得维修有一定难度。所以在分析故障时，应该先大致判断故障的部位，再通过具体的测量来找出损坏的元件。 维修安全 人身安全1、电磁炉电路为热地设计，当打开电磁炉的机壳后，呈现眼前的每一个元件都直接与电网连通，这些元件引脚都可能带有较高的电压。如果检修过程中不慎触摸到某些元件引脚，可能出现严重的电击事故。因此在带电测量元件引脚电压时要特别注意，身体的裸露部位不要接触到元件引脚。2、另外，我司都采用TO-3P、TO-247形式封装的IGBT，这种封装的IGBT集

2、电极是与背部裸露的金属底板相通的。而为了增强散热效果，在装配时并未在其与散热片之间加绝缘隔离云母之类的东西。因此电磁炉通电后硕大的散热片就更具有危险性了，在电磁炉正常工作时，其表面具有约1200V的电压。 3、实际修理时，佩戴金属项链的维修人员，应先摘掉项链，以防低头进行检修时，项链垂落而接触电路板，引起触电或导致电路短路损坏。带电检修操作时最好佩带耐压500V的轻薄缘手套，这样既安全，又不会给操作带来不便。2、另外建议采用隔离变压器进行检修，这是最为可靠的检修方法。但是大多数维修点会说电磁炉动辄1600W以上的功率，这么大功率的隔离变压器价格昂贵，一般维修员都没有配备，怎么办？其实解决这个问

3、题也很简单，即在检修电磁炉故障时，拆除加热线圈（该线圈是通过螺丝紧固到电路板上的）后，IGBT的负载只剩下一个电容，功率下降，可以用用小型隔离变压器进行检修（比如检修彩电所用的隔离变压器）。当然这时的测量数据都是一些静态数据，因为电磁炉电路的许多工作点在没有加热线圈时不能完全建立。但这但这些数据对于检修来讲已经完全够用了，而且一些超压保护、超温保护等功能还可以通过模拟方法来实现。上述方法既没有直接通电检修时那种胆颤心惊的感觉，也不会因为电路静态工作点不正常而损坏门控管。当然在有条件的情况下可配备2KW以上的大功率隔离变压器。512 设备仪表安全1、检修电磁炉需要用到万用表、功率计、示波器等检修

4、仪器，这些仪器都比较贵重，因此除了上面讲的保证人身安全外还要保证设备的安全。因此一定要按照仪器附带的使用说明进行操作。特别是在测量功率输出电路的时候，因该电源所提供的能量都比较大，更要注意防止仪表挡位拨错的情况发生，否则很容易损坏仪表。 513 元件安全 1、电磁炉的IGBT价格昂贵，因此在检修中应特别关注这元件的安全。先说IGBT。对于更换IGBT管之后一定不要急于通电试机，而应该按照前面介绍的方法拆除加热线圈，对各静态工作点进行检测，模拟一下各保护电路启动状态，看该保护功能是否有效。具体方法是在保护电路的监测信号输入端人为接高电平或低电平，观察其输出是否有电平变化，如果有变化，则可认为这个

5、电路工作基本正常。对易引起IGBT管损坏的同步电路、并联在加热线圈两端的谐振电容都要逐一检测。检查无误后，方可通电试机。因为IGBT是电压驱动元件，其门极驱动 电压来自多级放大电路，因此测量仪器的探头产生的干扰脉冲也很可能会令门控管非正常开启而损坏。这就要求检修电磁炉时不要盲目测量，对加热驱动脉冲输出端测量要谨慎。装配IGBT的时候也要注意，其引脚焊接要牢固，建议用堆锡法，这样有利于引脚的散热，避免长时间使用后元件引脚受热胀冷缩影响而脱焊。门控管背部与散热片之间一定要涂抹热硅脂，螺丝要拧紧，以利于其工作时产生的热量迅速传导到散热片上。 52 熟悉专用元件1、电磁炉的一些元件具有专用性，为其他家

6、用电器并不多见，学习维修电磁炉知识就要掌握这些元件的一些识别检测方法。2、电磁炉的承载面板占电磁炉总体成本的很大比例，低档普及性电磁炉采用的多为陶瓷面板，中高档产品采用的多为微晶玻璃面板，为易破碎部件，因此注意取放面板一定要小心，以免使其破裂。IGBT,整流全桥，LM339IC，MKP电容等在本手册的第二章匀有较详细的介绍。在维修前应于了解。3、电磁炉的电压取样电路很多电阻都是五环精密电阻器这些电阻阻值精确度较高，随环境温度变化小，能够保证取样信息的准确性。在维修更换这些电阻的时候，是不能用普通电阻代用的。53 电磁炉工作是否正常的判定 1、面板操作大致正常，即按键都能有反应（比如按键的蜂鸣声

7、）；2、能正常加热；3、无锅时能保护；4、只要符合上述3个条件，电磁炉可以判定为基本正常。54 检修步骤1、对送修的电磁炉，先用万用表测量电源线两端之间的正反向电阻。判断是否有开路或短路。无短路，开路现像时可在220V回路中串入100W灯泡以通电测试，否则应该拆机先检查，以免造成故障扩大化。2、接着检查无发热线圈负载时基本操作功能是否正常，以便确认单片机工和是否正常，及几个供电电压是否正常正确。拆机后再把发热线圈盘从功率板上取下，插上电源（如果保险管和IGBT已经烧毁，请先更换。在无负载情况下即使主板有问题，也是不会造成故障扩大的），按面板对应操作看功能是否大致正常，并用万用表检测控制电路的供

8、电电压是否正常。3、假负载确认整机振荡反馈电路基本正常。如果上述操作正常，可以判定面板和主板功能是 基本正常的，此时可以接上假负载如红外线发热管后开机用示波器测量输出是否正常。没有仪器可以通过声音来判断：在接电阻假负载实验时，正常时可以很明显听见“嘶嘶”的工作噪音，并且假负载发热（如果用红外线发热管能发光，效果最明显）。4、为了方便对电磁炉一些电参数进行测量，在实际维修时，推荐用用这种方江：将线圈盘完整取下，然后将线圈盘翻转180放置在电磁炉外后部，线圈盘下面放置一块结实的非金属物体（如一块砖）作为支撑物，线圈盘上放置3小块非金属绝缘物（要能承受最少150），此绝缘物必须是平整的，且厚度均大约

9、为13.516mm，然后可以把锅放在3小块非金属绝缘物上面测试。这种方法可以较方便地测量电磁炉工作时一些电路点的参数，特别是检修电磁记不加热故障。由于电磁炉所有点的信号都叠加了干扰信号，所以这样测量的数据只能作为维修时参考。注意：电磁炉线圈盘和锅的距离是个非常重要的参数，不可随意改变，否则将严重影响电磁炉性能或造成损坏。 一、C1215BDL02A0 电路（瑞德）二、QFSM98802C电路（前锋） 图24C1215BDL02A0电路原理图图25一、C1215-B-DL02-A0电路分析1、C1215-B-DL02-A0电路方框图2、EMC防护和整流电路3、高频谐振电路4、驱动电路5、同步电路

10、6、振荡电路7、PWM积分电路8、温度检测电路9、高低电压监测电路10、浪涌保护电路11、反压保护电路12、电流检测电路13、风扇电路14、电源电路15、时钟电路与蜂鸣器电路16、按键及显示电路17、故障码维修流程411 C1215-B-DL02-A0电路方框图 图26 图27412 EMC防护电路和整流电路FUSE1为保险管，其规格为12.5A/250V,此款电磁的最高功率为1900W，AC220V其工作的最大电流为8.6A，正常状态下，不会超过保险管的正常值。电路发生异常时，如IGBT击穿，电流猛增。超过保险管的工作极限值，保管熔断，保护其他电路。C1电容的作用是EMC防护，该电容能防止电

11、磁炉产生的高频干扰窜入电网干扰其他电器，又防止市电中的干扰脉冲窜入电磁炉电路，影响其工作。CNR1是压敏电阻只要外部输入电压峰值超过压敏电阻的标称耐压值，压敏电阻立即击穿，保险管熔断，保护后级电路免于过压损坏。整流桥的作用将AC220V整流成脉动直流（电流图如图28）。 图28413 高频谐振电路市电经DB1整流后经L1加到由C3，IGBT，线盘，C2组成的高频谐振回路中（图29），具体谐振过程参考第三章高频谐振过程。 图29414 驱动电路PWM控制信号经积分处理后，加到LM339，11脚形成电压V2，振荡信号V1为振荡电容充放电形成的剧齿波，当锯齿波的上升电压高于V2时， 13脚为地电平，

12、Q2，Q3基极电压为低电平，Q2三极管截止，Q3为射随放大电路，基极为低，发射极为低。IGBT，G为低电平，IGBT截止。当振荡信号V1低于V2时LM339反转， +18V经R29加到Q2，Q3基极，Q3三极管截止，Q2三极管导通，18V电压经Q2加到IGBT，G极。V1电压连续变化，Q2，Q3重复上述过程（图30）。 图30415 同步电路在不同功率状态下IGBT的驱动信号应当与加热线盘的状态保持协调（IGBT，C极低电平导通），完成协调任务的电路常称之为同步电路。当IGBT管饱和导通时，加热线圈两端的电压极性为A+，B-，正电压经R3，R4与R17，R16分压后加到LM99，负电压经过R5

13、，R6，R7，R8加到LM339的9脚，14脚输出低电。后级电路给振荡电容充电，V1电压升高，IGBT驱动信号变低，IGBT截止时，线盘电流不能突变，给电容C3充电，线盘B+，A-，加在LM339的8脚，9脚电压反转，14脚呈开路状态，后级电路振荡电容放电，V1电压低于V2时，IGBT驱动信号变高重复下一个振荡过程（图31）。 图31416 振荡电路上电状态，V1为高，驱动信号为低。当按下加热键时，单片机MC80F0204，20脚输出一个几微秒触发低电平脉冲，脉冲通过R26将LM339，14脚拉为低电位，低电平经C4耦合到V1，V1电压低于V2，驱动信号为高，IGBT导通几微秒，然后电容与线圏

14、发生阻尼振荡，当线盘上方放有锅具时，振荡时释放的能量被锅吸收，振荡时间少，14脚输出的脉冲个数较少;若线盘上方没锅，振荡时间长，LM339，14脚输出的脉冲个数多。单片机通过22脚来数此脉冲，来判断是否有锅。（无锅时显示E1报警）。正常时，18V经R28电容给C4充电，V1随电容右端充电电压升高，当高于V2时，驱动信号转为低电平，IGBT截止。同步电路电压转换，14脚由低电平转为开路状态，C4，通过D11，R27，R26放电，电容右端随放电时间变低，当V1低于V2时，驱动信号转变成高电平，IGBT导通，盘线两商电压转换，LM339，14脚转换为低电平，18V经R28给C4充电，重复上一过程。

15、图32417 PWM积分电路1、单片机6脚，输出PWM脉冲到由R23、R24，EC2，C12、组成的积分电路, PWM脉冲宽度越宽,EC2的电压越高, 送给LM339，11脚的V2电压越高，输入的电压越高, V1处于低电平的时间越长, 电磁炉的加热功率越大,反之越小。1、单片机通过控制PWM脉冲的宽与窄, 控制V2的加热功率控制电压，控制了IGBT导通时间的长短,控制加热功率的大小。 图33418 温度检测电路1、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,该电阻阻值的变化热敏电阻与R42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, 单片机3

16、脚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) 当锅具干烧时,加热立即停止, 并显示故障代码E6， (3)当温度主传感器开路时，电磁炉工作延迟1分钟后，关闭功率输出；相应的功能指示灯常亮，数码管显示“E5”故障代码（若短路时，电磁炉立即检测传感器状态，并显示“E6”），蜂鸣器不鸣叫。需手动关机退出故障状态（图34）。 2。、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RT1,该电阻阻值的变化间接反影了IGBT的温度变化,热敏电阻与R43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, 单

17、片机通过监测该电压的变化,作出相应的动作指令:当系统检测功率管（IGBT）温度过高（11010）时，电磁炉关闭功率输出，相应的功能指示灯常亮，短路、开路时数码管显示“E2”故障代码，蜂鸣器长鸣报警，需手动关机退出故障状态。 图34419 高低电压监测电路1、AC220V由D1、D2整流的脉动直流电压通过R1，R2限流再经过，EC3、C7滤波器进行滤波后的电压，经 R14分压后的直流电压，送入单片机2脚,根据监测该电压的变化,CPU会自动作出各种动作指令（图35）。2、高电压保护：当电源电压高于265V285V时保护，电磁炉关闭功率输出；相应的功能指示灯常亮，数码管显示“E3”故障代码，无鸣叫。

18、当电源电压降至到265V253V时，电磁炉正常工作、恢复显示正常。1、低电压保护：当电源电压在低于165V140V时保护，电磁炉关闭功率输出，相应的功能指示灯常亮，数码管显示“E4”故障代码，蜂鸣器不鸣叫。当电源电压升至到165V178V时电磁炉正常工作，恢复正常显示 。 图354110 ,电压浪涌保护电路电压浪涌保护电路，当正弦波电源电压处于上下半周时, 由D1，D2二极管组成的桥式整流电路产生的脉动直流电压，当电源突然有浪涌电压输入时,此电压通过R45、C22耦合,再经过R47分压，R45限流C24滤波后，通过D13二极管加到LM339，8脚比较器的负相输入端，此电压高于LM339，7脚由

19、R41，R45，EC11提供的基准电压LM339，1脚输出低电平。低电平信号经D10，R32将Q5基极电位掉低Q5截止，Q6基极电位升高，Q6饱和，将驱动信号拉为低电平，IGBT截止LM339，1脚低电平也同时加到单片机的7脚，单片机9脚输出低电平，使Q5基极持续为低，浪涌脉冲过后。单片机9脚输出高电平，电磁炉正常加热（图36）。 图3641101 电流浪涌保护当AC220V有浪涌脉冲时，脉冲信号经互感器耦加到D6，D4整流后的负信号脉冲经电阻R37加到Q4基极，Q4截止，18V电压经电阻R39，D13加到LM339，6脚。使6脚反相电压高于7脚正相电压，LM339，1脚输出低电平（图37）。

20、（保护过程同电压保护过程） 图374111 反压保护电路根据IGBT的特性可知，IGBT的C极最高承受电压为1200V，在电路应用中如果C极电压超出此值，IGBT很容易损坏。反压保护电路的做用就是限制C极电压不超过额定值。当C极电压高于1150V时，电压经 R5，R6，R7，R8，R18与R19分压后加到LM339，4脚。反相端的电压会高于由R21与R20分压所到得的LM339，5脚上端的电压。LM339，2脚输出低电平，拉低V2电位。电磁炉降功率或停止加热。IGBT，C极电压在正常值内时，4脚低于5脚电位，LM339，2脚空悬，对V2电压没影响。电磁炉正常加热（图38）。 图384112 电

21、流检测电路电流互感器CT1测得的AC电压,经D5-D7组成的整流电路整流、R35对地分压，C8，EC1滤波,所获得的直流电压送至单片机1脚,该电压越高,表示电源输入的电流越大, 单片机根据监测该电压的变化,自动作出各种动作指令。VR1为可调电阻，此电阻的作用为校准电磁炉功率。将电阻调小时，互感器的次级输出幅度变小，单片机所测到的电压变低，单片机会增加输出功率。电阻调大时，功率减小。 图394113 风扇电路1、将IGBT及整流器BD1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。2、单片机10脚发

22、出风扇运转指令时,10脚输出高电平,电压通过R13送至Q1基极,Q1饱和导通,VCC18V电流流过风扇、Q1至地,风扇运转; 单片机发出风扇停转指令时,10脚输出低电平,Q1截止,风扇因没有电流流过而停转（图40）。 图404114 电源电路1、开关电源，是采用电源芯片VIPer12,及很少量的外围元件组成，电源相当简洁。VIPer12是ST公司生产的新型小功率单片智能电源集成电路。其封装形式为DIP8（插件），用它组成的开关电源具有市电输入电压范围宽（AC80V-285V）效率高，外围元件少等优点。2、+300V经二极管D12，R12限流，EC6滤波后加到开关电源小板的输出端。开关电源小板输

23、出两路电压：18V输出，VCC给风风扇供电，经电阻R48限流给驱动，LM339等电路供电;8V输出，经EC8滤波后加到由Q7，Z1，EC7，R15组成的稳压电路，经稳压处理，得到稳定的5V。5V给单片机，面板显示等电路提供电压（图41）。 图414115 时钟电路与蜂鸣器电路单片机正常的工作，除稳定的电源供电外，还要有一个稳定的时钟信号，此电路的时钟由XL1，8M陶瓷振荡器提供。8M陶瓷振荡器经单片机的13，14脚，振荡信号提供给单片机。蜂鸣器经电阻R38由单片机直接输出波形驱动，使其发声（图42）。 图424116 按键电路及显示电路1、操作显示电路实现人机对话的功能，电路比较简单。如图43

24、。2、电路主要由集成电路移位寄存器74LS164及外围元件组成，键值的读入，显示驱动均使用该芯片完成。 图434117 维修流程4171 E0故障码维修流程1、电路故障自检功能：当电路发生故障时（线盘开路），数码管显示“E0”故障代码，蜂鸣器不鸣叫，按其他按键不响应，只响应开关键。需手动关机退出故障状态。电磁炉的闭环回路出现故障时出现此代码。在电路分析讲振荡电路时提到，单片机发出一个几微秒的信号，通过振荡电路，驱动电路，使高频谐振电路谐振。单片机再数谐振的次数来判断是否有锅具，当电路发生故障时，如线盘开路等故障，高频谐振的次数为零，单片机检测不到脉冲。此时单片机就会发出E0故障提示。2、主要检

25、修：振荡电路(振荡电容)，LM339，驱动电路(三极管)，谐振电容，线盘，同步电路(限流电阻)。41172 E1故障码维修流程1、无锅或锅具材质不符自检功能：当锅具直径小于12cm或材质不符时，蜂鸣器报警（鸣0.2S、停1.8S），相应的功能指示灯常亮，数码管显示“E1”故障代码，不响应其他按键（除开关键外）。若1分钟内无锅，电磁炉自动退出，返回关机状态。 2、此故障为锅具(如锅具干烧后材质改变)问题，更换规定使用的锅具后，故障可排除，不用打开电磁炉机壳维修。41173 E2故障码维修流程1、功率管（IGBT）过温保护：当系统检测功率管（IGBT）温度过高（11010）时，电磁炉关闭功率输出，

26、相应的功能指示灯常亮，(IGBT热敏电阻短路、开路时)数码管显示“E2”故障代码，蜂鸣器长鸣报警，需手动关机退出故障状态。2、热敏电阻损坏(可测试热敏电阻的阻值，室温25度时100K)，送入单片机的AD值超出正常范围。2、IGBT过热，散热风扇转速下降;风扇驱动电路损坏，造成散热不良使IGBT温度过高;另IGBT驱动信号变形。3、主要检修：风扇，风扇驱动电路，同步电路(电容是否有变质)，IGBT驱动电路。41174 E3，E4故障维修流程电压过高过低保护:1、当市电低于165V140V 时，电磁炉关闭功率输出，相应的功能指示灯常亮，数码管显示“E4”故障代码，蜂鸣器不鸣叫。当电源电压升至到16

27、5V178V时电磁炉正常工作，恢复正常显示。2、当电源电压高于265V285V时保护，电磁炉关闭功率输出；相应的功能指示灯常亮，数码管显示“E3”故障代码，无鸣叫。当电源电压降至到265V253V时，电磁炉正常工作、恢复显示正常。3、当电源超出以上范围时，保护为正常现像。当确认电源正常又出现故障代码时(误保护)，为高低压监测电路到单片机的电压超出正常值。4、主要检查：R1，R2，R14电阻阻值是否变质，EC3，C7电容是否有击穿或变质。41175 E5，E6故障维修流程1、主传感器故障保护：当温度主传感器开路时，电磁炉工作延迟1分钟后，关闭功率输出；相应的功能指示灯常亮，数码管显示“E5”故障

28、代码（若短路时，电磁炉立即检测传感器状态，并显示“E6”），蜂鸣器不鸣叫。需手动关机退出故障状态。2、出现E5时，检查R42，主传感器。3、炉面过热保护或传感器短路：在任一功能工作状态下（除爆炒、煎炸功能外），系统检测到炉面温度过热（30020）或主传感器短路时，电磁炉关闭功率输出；相应的功能指示灯常亮，数码管显示“E6”代码，蜂鸣器不鸣叫,不响应其他功能键，需手动关机退出故障状态。 4、如果是因炉面过热而出现E6，待炉面降温后即可正常使用。如炉面温度正常，检查：R42，主传感器。41176 爆机故障维修1、爆机是指保险管爆断保护。现象为：通电无反映。打开机壳后应先查爆保险的原因;IGBT，整

29、流全桥，压敏电阻，电源模块等大电流元件是否损坏。更换损坏元件后，不可盲目的加热试机，应将线盘折除，先测同步电路电压，驱动电路，LM339各脚电压，是否正常。各点电压正常后才可试机。另浪涌保护电路也应测其灵敏度，查其爆机原因。2、电源损坏：测电源输入端+300V是否正常，电源的输出端5V，18V对地是否有短路。电源损坏多为IC爆裂，更换电源IC后应检电源板上的稳压管，二极管等元件是否在IC损坏时也将其损坏。3、第一次试机时都应在AC220V串入100W灯泡，确保不会二次爆机。 图44QFSM98802C 电路原理图图45 二、QFSM98802C 电路分析1、QF-SM988-02C电路原理图，

30、方框图2、EMC防护和整流电路3、高频谐振电路4、驱动电路5、同步电路及反压保护电路6、温度检测电路7、高低电压监测电路8、电压浪涌保护电路9、电流浪涌保护电路10、电流检测电路11、风扇电路蜂鸣器电路12、电源电路13、按键电路14、显示电路15、维修流程电路简介QFSM98802C是我司为简化电路专业设计了一块电磁炉专用芯片。此芯片配合较少的外围元件就完成电磁炉的正常工作需要，由于在市场没有此芯片的相关资料，在此做范例做分析。另此电路在整机电流检测上也超越了传统的互感器。采用康铜丝采样。51 QF-SM988-02C电路方框图 图46511 电路实物图片 图4752 EMC防护电路和整流电

31、路FUSE1为保险管，其规格为15A/250V,此款电磁的最高功率为2100W，AC220V其工作的最大电流为9.6A，正常状态下，不会超过保险管的正常值。电路发生异常时，如IGBT击穿，电流猛增，超过保险管的工作极限值，保管熔断，保护其他电路。C001电容的作用是EMC防护，该电容能防止电磁炉产生的高频干扰窜入电网我，干扰其他电器，又防止市电中的干扰脉冲窜入电磁炉电路，影响其工作。CNR002是压敏电阻只要外部输入电压峰值超过压敏电阻的标称耐压值，压敏电阻立即击穿，保险管熔断，保护后级电路免于过压损坏。整流桥的作用将AC220V整流成脉动直流。 图4853 高频谐振电路市电经DR001整流后经L001加到由C003，IGBT，线盘QF-20FR，C0052组成的高频谐振回路中，具体谐振过程参考第三章高频谐振过程。ZD801为IGBT，G基电压保护稳压二极管，保证IGBT的驱动电压不超过稳压值。此电路选用16V稳压（图49）。 图4954 驱动电路驱动方波直接由单片机的3脚输出，当单片机输出高电平时，Q803饱和导通Q801，Q802基极电压为低