小小電磁爐看似不起眼，里面卻蘊(yùn)含著豐富的知識，不管你是電視機(jī)的修理師傅還是電器儀表的修理師傅，看完本篇的電路分析都會起到拋磚引玉、舉一反三的收獲。
電磁爐是利用電磁感應(yīng)加熱原理制成的電氣烹飪器具。，功率都在1000W以上，屬于大功率的電器設(shè)備，是現(xiàn)代廚房革命的產(chǎn)物，它無需明火或傳導(dǎo)式加熱而讓熱直接在鍋底產(chǎn)生，因此熱效率得到了極大的提高。是一種高效節(jié)能櫥具，是不消耗氧氣的低碳炊具，完全區(qū)別于傳統(tǒng)所有的有火或無火傳導(dǎo)加熱廚具。是由高頻感應(yīng)加熱線圈(即勵磁線圈)、高頻電力轉(zhuǎn)換裝置、控制器及鐵磁材料鍋底炊具等部分組成。使用時，加熱線圈中通入高頻交變電流，線圈周圍便產(chǎn)生一交變磁場，交變磁場的磁力線大部分通過金屬鍋體，在鍋底中產(chǎn)生大量渦流，從而產(chǎn)生烹飪所需的熱。在加熱過程中沒有明火，因此安全、衛(wèi)生。
在安全方面；電磁爐有多項(xiàng)的安全保護(hù)措施；內(nèi)部設(shè)置鍋檢控制電路；在電磁爐不坐鍋或者鍋不匹配的狀態(tài)下電磁爐無法開啟，在烹調(diào)結(jié)束拿起鍋，電磁爐自動關(guān)閉。內(nèi)部設(shè)置溫控電路；當(dāng)內(nèi)部過熱（特別是IGBT管）時；自動開啟散熱風(fēng)扇內(nèi)部排氣降溫。內(nèi)部大功率管振蕩異常IGBT功率管集電極過壓保護(hù)。220V市電過壓保護(hù)。220V市電瞬間浪涌保護(hù)。內(nèi)部設(shè)置過電流保護(hù)，當(dāng)負(fù)載過重或出現(xiàn)過電流現(xiàn)象，自動進(jìn)入保護(hù)待機(jī)狀態(tài)。并且內(nèi)部設(shè)置了自動功率控制電路以產(chǎn)生穩(wěn)定的對食物加熱的熱量。
電磁爐的加熱原理：
圖1所示；是電磁爐加熱原理示意圖；下面的線圈就是電磁爐的功率輸出線圈；在工作時內(nèi)部流過強(qiáng)大的頻率為25KHz的正弦波交流電流；流過的電流根據(jù)電磁感應(yīng)的原理就產(chǎn)生強(qiáng)大的交變磁場（圖中磁力線所示）；電磁爐上坐的鍋即作用于這強(qiáng)大的磁場之中；鍋底是磁敏感質(zhì)材制作；雖然鍋底是一個平板狀金屬板；但是我們可以等效的看成鍋底是由一圈一圈大小不同的短路閉合線圈疊加組合而成；圖2所示。

                                

圖1
此時；當(dāng)線圈流過強(qiáng)大的交變電流時；產(chǎn)生強(qiáng)大的交變磁場；由于鍋?zhàn)诰€圈上面；磁場穿過鍋底；等效于組成鍋底的線圈在不斷的切割磁力線；并在這些線圈中產(chǎn)生強(qiáng)大的感生電流，由于線圈是短路的；電流短路電能轉(zhuǎn)換為熱能；鍋底及發(fā)熱并對鍋內(nèi)的食物加熱。
這種閉合線圈的產(chǎn)生的電流稱為”渦流”或”佛科電流”（Foucault current），是在電磁感應(yīng)的作用下產(chǎn)生的。

                                                           

圖2
既然在線圈內(nèi)部通過交變電流就可以對鍋內(nèi)的食物加熱，這個交變電流又是電磁爐電路提供的；那么電磁爐的本身就是一個大功率的正弦波振蕩器，并且為了控制烹調(diào)食物的溫度；就要做到這個振蕩器的輸出功率可以調(diào)制；并且要具備各種的保護(hù)控制功能；例如鍋內(nèi)水燒干了的超溫保護(hù)、電磁爐上沒有坐鍋就無輸出的鍋檢保護(hù)等等。雖然是小小電磁爐；但是它集電工原理、電子技術(shù)、數(shù)字技術(shù)多項(xiàng)基礎(chǔ)電路原理于一身，而且簡易通俗；小小電磁爐的知識能引導(dǎo)、打開電子技術(shù)知識的大門。
一、分析電磁爐工作原理的預(yù)備知識：
（諧振電路及振鈴現(xiàn)象、LM339比較器原理及應(yīng)用）。
1、 振鈴現(xiàn)象：
在日常的生活中：寺廟里的大吊鐘，用大木柱撞擊一下（只撞擊一次），鐘就會有一聲洪亮的響聲；而這個響聲是一個由強(qiáng)到弱的逐步衰減的過程；如果用錄音機(jī)把這個逐步衰減的聲音記錄下來，音頻信號的波形就是一個，如圖3所示；幅度逐步衰減到零的正弦波，這種現(xiàn)象就稱為“振鈴”

                                                           

圖3
電子電路上的振鈴現(xiàn)象：
下面的圖4所示是一個由C3和L組成的并聯(lián)諧振電路，諧振電路的上端接+B電源；諧振電路的下端經(jīng)過一個按鈕開關(guān)K接地；也就是+B電源的負(fù)極。

                                        

                                             圖4-1                                            圖4-2                                          圖4-3
圖4
在按鈕開關(guān)沒有被按下；電路內(nèi)部沒有電流流過。諧振電路內(nèi)部也沒有諧振現(xiàn)象產(chǎn)生，也沒有什么電流產(chǎn)生，如圖4-1所示。
現(xiàn)在我們瞬間按動下按鈕開關(guān)K一次（按后立即松開），也就是電路在開關(guān)接通瞬間；會有電流由+B經(jīng)由電感線圈L及開關(guān)K由上向下流通。此時流經(jīng)電感了L的電流在線圈上產(chǎn)生了磁，建立了磁場，磁場力線的方向是由上指向下，圖4-2所示（線圈內(nèi)虛線所示為磁場的力線；磁場的方向可以通過右手螺旋定則確定）。磁場是由于電流流過而產(chǎn)生；所以磁場也是能量。由于電路只是接通瞬間開關(guān)K即斷開所以磁場無法持續(xù)維持；只要開關(guān)K斷開；電流被切斷；磁場也即消失；由于能量守恒定律——所以磁場的消失只能轉(zhuǎn)換為另外一種能量；這就是在線圈兩端產(chǎn)生電動勢——感生電勢；感生電動勢的方向是下面為：“正”上面為：“負(fù)”，圖4-3所示。這個下“正”上“負(fù)”的感生電動勢由于開關(guān)K是斷開的；

                                          

                                           圖4-4                                                圖4-5                                      圖4-6
圖4
所以只能對電容器C3充電，電容兩端所充電壓為下“正”上“負(fù)”；電容器兩端電壓充到最大值；線圈的感生電動勢也釋放完畢。此時由于電容器兩端電壓達(dá)到最大值；而線圈的感生電動勢已經(jīng)為零；電容器上的所充電壓反過來又通過線圈放電；其放電電流方向是由下向上流通；由于線圈有電流流過；線圈上又產(chǎn)生磁場；磁場力線的方向是指向上，圖4-4所示；
當(dāng)電感上磁場能量達(dá)到最大；電容器C3上電壓也釋放完畢；不再能對電感L形成電流；此時磁場也無法繼續(xù)維持，磁場的消失能量又轉(zhuǎn)換為感生電勢；其方向是上“正”下“負(fù)”；并對電容器C3再行充電，其電容器C3上充電電壓為上“正”下“負(fù)”，圖4-5所示；當(dāng)電感L的磁場能量釋放完畢；電容器C3上電壓充到最大值時；電容上電壓又反過來通過電感L再行放電；電流方向是由上向下；又把電容上的電壓轉(zhuǎn)換為電感的磁能，圖4-6所示 磁力線方向指向下。就這樣電容器和電感之間反復(fù)的充放電，不斷循環(huán)，理論上永不休止。這就是我們平時所說的“振蕩”其振蕩周期的大小；也就是振蕩的頻率于電容器的容量及線圈的電感量有關(guān)；電容器容量大；充電就慢，振蕩周期就長；振蕩頻率就低。線圈的電感量大就阻礙電容器對電感的放電速率；振蕩周期就長；振蕩頻率就低。反過來振蕩周期就短；振蕩頻率就高。
振蕩頻率

                

                                                     
圖5
但是；由于電路本身的阻性分量的存在；電感和電容反復(fù)充放電的過程中；電路的阻性分量每次都要損耗一部分能量；充放電的能量越來越弱，形成一個減幅振蕩的過程，到最后就沒有能量了。這個減幅振蕩的波形如圖5所示，這種諧振電路在外能量刺激一次形成的一個減幅振蕩的過程；稱為振鈴現(xiàn)象。其過程也像廟里的一個大鐘，你用力敲擊一下；鐘聲的響聲是一個逐步衰減的過程。
振鈴的波形：在振鈴波形；在電感對電容的充電及電容再對電感放電的過程中逐步衰減；振鈴的波形就是一個衰減的正弦波（定義：振蕩的特性取決于負(fù)載，如果負(fù)載是諧振電路；其波形就是正弦波）。
振鈴波形的頻率：頻率于諧振電路的C和L有關(guān)（）在電磁爐中；電磁爐的振蕩頻率：
于內(nèi)部的并聯(lián)于線圈上的電容及C加熱線圈的電感L有關(guān)；而加熱線圈的電感量，在坐鍋及不坐鍋時不一樣；坐鍋電感量L就大；不坐鍋電感量L就小。那么：坐鍋在時電磁爐的頻率就低； 不坐鍋時電磁爐的頻率就高。

 
                                       
 

                                                                   圖6

                                          

                                                                    圖7
（如果電磁爐的頻率是28K/秒，在1毫秒的時間有28個振蕩周期，0.25毫秒就有7個振蕩周期，如果不坐鍋 0.25毫秒的振蕩周期數(shù)就要上升超過10個振蕩周期，CPU就是利用這個原理進(jìn)行 鍋檢）
2電壓比較器：
現(xiàn)在的電磁爐內(nèi)部采用了一塊四電壓比較器集成電路巧妙的完成了振蕩、控制、保護(hù)等功能。通過對比較器的電路特點(diǎn)、性能的理解；對于分析電磁爐的電路原理及故障分析乃至故障的修復(fù)都是至關(guān)重要的。
圖2-1所示；就是一塊電磁爐應(yīng)用的最多的四電壓比較器集成電路LM339的外形及內(nèi)部四個電壓比較器的排列方式、引腳的功能。

                                                    

圖2-1
在LM339集成電路中，集成了4個相同的電壓比較器電路，這4個電壓比較器除了VCC供電及接地是共用的；其它都是獨(dú)立的，在電路的應(yīng)用中；可以根據(jù)需要只用其中的任意一個或幾個。
電壓比較器是集成運(yùn)放非線性應(yīng)用電路，它將兩個模擬量電壓信號（或者一個模擬量和一個參考電壓）相比較，并判斷出其中哪一個電壓高、哪一個電壓低，把比較的結(jié)果在輸出端用電平的高低反映出來。
在二者幅度相等的附近，輸出電壓將產(chǎn)生躍變，相應(yīng)輸出高電平或低電平
圖2-2所示是從圖2-1所示LM339電壓比較器集成電路中單獨(dú)提取出一個電壓比較器進(jìn)行工作原理的分析（集成電路中的（1）電壓比較器）。

                                                  

圖2-2
在圖2-2所示的電壓比較器中Vb、Va是輸入端（對應(yīng)于集成電路LM339的（4）、（5）端），Vout是輸出端（對應(yīng)于集成電路LM339的（2）端），在兩個輸入端中有加號（+）的輸入端Va稱為：同相輸入端，有減號（—）的輸入端稱為：反相輸入端。
要比較的兩個電壓分別加到Vb和Va兩個輸入端上；輸出端即根據(jù)這兩個電壓的高低；輸出高電平或者低電平。其輸出電平的高低和兩個比較電壓的關(guān)系如下：
當(dāng)Va電壓高于Vb時 Vout為高電平輸出（即 5腳電壓 > 4腳電壓；2腳為高電平）。
當(dāng)Vb電壓高于Va時 Vout為低電平輸出（即 4腳電壓 > 5腳電壓；2腳為低電平）。
根據(jù)輸出端的電壓高低就知道；輸入端的那個電壓大；那個電壓小
（也就是當(dāng)同相輸入端電壓高于反相輸入端；輸出為 高電平，同相輸入端電壓低于反相輸入端；輸出為 低電平。）
在現(xiàn)代的電子設(shè)備中；電壓比較器的用途極為廣泛，特別是家用電器中應(yīng)用更為普片；一般最普通的應(yīng)用是在過壓過流保護(hù)電路中用作把取樣電壓和基準(zhǔn)電壓的進(jìn)行比較；比較的結(jié)果去控制保護(hù)執(zhí)行電路；使之在電路出現(xiàn)過壓過流及斷路、開路時進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)使電器具的安全得到保證，電壓比較器的外圍電路簡單反映靈敏、精度高、穩(wěn)定可靠為、成本低為廣大電路設(shè)計(jì)人員樂意采納。這方面的原理知識已經(jīng)有大量的介紹，這里就不在贅述。
下面為了電磁爐原理的理解介紹一下在輸入端交變電壓時輸出端的輸出狀態(tài)：
1 輸入端輸入正弦波交流電；
2 輸入端輸入鋸齒波交流電；
兩種情況下的輸出狀態(tài)；
如果在輸入端輸入是正弦波交流電：圖2-3所示
單端輸入： 兩個輸入端；一端輸入交流電另一端輸入直流電壓或接地（零電壓）。

                                     

圖2-3
圖2-3中 電壓比較器的輸入端4接地（零電位），輸入端5接正弦波交流電。
在T1~T3時間；正弦交流電是正半周，此時；電壓比較器5腳電壓大于4腳電壓；輸出端2腳電位為高電平（VCC）。
在T3~T5時間；正弦交流電是負(fù)半周，此時；電壓比較器5腳電壓小于4腳電壓；輸出端2腳電位為低電平（0V）。
在T5~T6時間；正弦交流電是正半周，此時；電壓比較器5腳電壓大于4腳電壓；輸出端2腳電位為高電平（VCC）。
從以上可以看出；電壓比較器的輸入交流正弦波；輸出端輸出頻率相同的方形波。
差分輸入：兩個輸入端都接如正弦波交流電的兩端；一端為正半周時另一端為負(fù)半周——差分輸入：和上述的結(jié)果相同。
如果在輸入端輸入是鋸齒波：圖2-4所示

                                    

圖2-4
圖2-4中 電壓比較器的輸入端4接地（零電位），輸入端5接鋸齒波交流電。
在T1~T3時間；鋸齒波交流電是正半周，此時；電壓比較器5腳電壓大于4腳電壓；輸出端2腳電位為高電平（VCC）。
在T3~T5時間；鋸齒波交流電是負(fù)半周，此時；電壓比較器5腳電壓小于4腳電壓；輸出端2腳電位為低電平（0V）。
在T5~T6時間；鋸齒波交流電是正半周，此時；電壓比較器5腳電壓大于4腳電壓；輸出端2腳電位為高電平（VCC）。
從以上可以看出；電壓比較器的輸入鋸齒波；輸出端輸出頻率相同的方形波。
從上面的兩例中可以看出；電壓比較器的兩個輸入端；一個輸入的是直流零電位輸入；一個輸入的是交變信號，而交變信號的零軸正好在波形的中間穿過（在幅度的50%處）。也就是交變信號的正半周和負(fù)半周是對稱的信號。這樣輸出的波形是占空比為相等的方波（即高電平和低電平的寬度相等；也就是輸出方波時間上；T1~T3=T3~T5）。
下面再我們在了解一下：如果電壓比較器的 5 腳輸入的是一個變化的線性電壓，4 腳輸入一個幅值為10V的鋸齒波；2腳輸出端的輸出波形會有什么變化？
為了更簡單方便的說明問題：電壓比較器4 腳輸入幅度由0V至10V變化的鋸齒波；5腳輸入3V、5V、7V不同的電壓；看看2腳輸出端的輸出波形有什么不同。
1）、 在電壓比較器的4腳輸入幅度為10V的鋸齒波。在 5 腳輸入5V直流電壓。圖2-5所示。

                         

                                          圖2-5-A                                                                      圖2-5-B
圖2-5
這樣4腳的直流電壓和5腳的鋸齒波的關(guān)系如圖2-5-A所示；4腳的電壓5V;正好位于鋸齒波幅度的一半位置；此時；在時間上；T1~T3=T3~T5那么；2腳輸出的方波波形如圖2-5-B所示；也是T1~T3=T3~T5。
結(jié)論是；輸出方波的高電平的寬度等于低電平的寬度。
2）、 在電壓比較器的4腳輸入幅度為10V的鋸齒波。在5腳輸入3V直流電壓。圖2-6所示。

                         

                                            圖2-6-A                                                                    圖2-6-B
圖2-6
這樣5腳的直流電壓和4腳的鋸齒波的關(guān)系如圖2-6-A所示；5腳的電壓3V；位于鋸齒波幅度的一半的下半部分位置；此時；不難看出；在時間上；T1~T3>T3~T5。那么；2腳輸出的方波波形如圖2-6-B所示；也是T1~T3>T3~T5
結(jié)論是；輸出方波的高電平的寬度小于低電平的寬度，T1~T3>T3~T5。由于5腳的電壓下降；2腳輸出方波的寬度變窄。
3）同樣道理；在電壓比較器的4腳輸入幅度為10V的鋸齒波。在5腳輸入7V直流電壓。圖2-7所示，2腳就會輸出；圖2-7-B  的方波（寬度變寬）。

                         

                                           圖2-7-A                                                                         圖2-7-B
圖2-7
在電壓比較器的輸入端：分別輸入鋸齒波和線性變換的電壓，那么在輸出端就會輸出一個；寬度隨輸入端線性電壓變化相對應(yīng)變換的PWM方形波。