一、應(yīng)用電路組成

1、簡(jiǎn)化的方框圖

2、細(xì)化的方框圖

AC 220V市電經(jīng)橋堆D整流、L1與C5濾波后得到+300V左右的直流電此直流電經(jīng)加熱線圈和IGBT管構(gòu)成回路。當(dāng)IGBT導(dǎo)通時(shí)，+300V給加熱線圈充電，電能轉(zhuǎn)換成電磁能儲(chǔ)存在加熱線圈中；IGBT截止時(shí)，加熱線圈向C3充電，隨即C3又向加熱線圈放電，周而復(fù)始，即加熱線圈與C3構(gòu)成并聯(lián)諧振回路，其諧振頻率由加熱線圈的電感量及C3的容量決定IGBT管在控制電路輸出的PWM開(kāi)關(guān)脈沖的驅(qū)動(dòng)下以一定的頻率工作，加熱線圈中產(chǎn)生15kHz~30kHz的高頻交流電，于是鐵質(zhì)平底鍋底便產(chǎn)生了強(qiáng)大的渦流，鍋底迅速發(fā)熱，加熱線圈中的電磁能轉(zhuǎn)化為熱能。

二、模塊電路分析

1、EMC防護(hù)電路

EMC防護(hù)模塊主要是在電源的進(jìn)入端防止有高頻干擾或者雷擊等造成后面電路的損壞而設(shè)置的電路。主要是由CNR、C1等組成。壓敏電阻的電壓敏感特性是它的電阻值隨著外加電壓變化而變化。電容C1主要是吸收電源中的高頻諧波。

2、+300V整流濾波電路

整流濾波模塊主要是進(jìn)行AC-DC變換，其核心元件是整流橋。它將輸入的220V交流電變換成脈動(dòng)直流電，然后經(jīng)過(guò)L型濾波電路（由電感線圈L1和電容C5）進(jìn)行濾波，輸出平滑的直流電。

電感濾波的使用

電感對(duì)脈動(dòng)電流產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)的作用，它對(duì)交流阻值很大，而對(duì)直流阻值很小，如果我們把較大的電感串接在整流電路里，就可以使電路中的交流成份大部分降落在電感上，而直流部分則從電感線圈流到負(fù)載上，起到濾波的作用。電感濾波電路通常用在負(fù)載電流很大，而對(duì)濾波效果要求不嚴(yán)的場(chǎng)合。

市電經(jīng)整流全橋整流、L1與C5濾波后輸出+300V直流電。正常工作時(shí)，C5兩端電壓低于+300V．且電磁爐功率調(diào)得越高，該電壓下降得越多。該電磁爐功率調(diào)在1300W時(shí)，C5兩端電壓約為260V。

3、 +l8V、+5V電源電路

該電磁爐低壓供電未采用普通變壓器降壓、整流濾波、穩(wěn)壓輸出方式，而是采用開(kāi)關(guān)電源。此開(kāi)關(guān)電源電路由FSD200及少量的外圍元件組成。

采用FSD200設(shè)計(jì)的控制電源電路，為單端反激式功率變換線路。穩(wěn)壓管D9與Q9組成了常見(jiàn)的直接反饋電路，Q9的輸出直接與FSD200的反饋電壓輸入端Vfb相連，省去了反饋繞組。Vstr直接與直流母線相連。

FSD200芯片簡(jiǎn)介

采用Fairchild公司推出的小功率單片開(kāi)關(guān)電源FSD200，它在230V±15%時(shí)輸出功率為7W，雙列直插封裝，價(jià)格低廉，外圍線路十分簡(jiǎn)單。FSD200有這樣一些顯著特點(diǎn)：①開(kāi)關(guān)頻率能在4ms內(nèi)從130KHz變到138KHz，這種將開(kāi)關(guān)頻率在一定波段內(nèi)抖動(dòng)的方法，可將諧波能量分散，有效抑制采用固定開(kāi)關(guān)頻率帶來(lái)的高次諧波所產(chǎn)生的干擾。這不僅減少了EMI，而且可用低成本的電感來(lái)代替開(kāi)關(guān)電源通常使用的進(jìn)線濾波器。②不需反饋繞組。FSD200通過(guò)與直流母線相連的Vstr引腳，將外部高壓送入內(nèi)部的高壓調(diào)節(jié)器變到7V，作為芯片的控制電壓，省去了反饋繞組。其他還有過(guò)負(fù)荷保護(hù)、過(guò)熱關(guān)斷、軟起動(dòng)、在待機(jī)狀態(tài)時(shí)減少開(kāi)關(guān)損耗的自舉操作方式等。

4、LC諧振電路

LC諧振電路是電磁爐的主要電路之一，主要是利用了LC并聯(lián)諧振的原理進(jìn)行工作。

當(dāng)IGBT的C極電壓為0V時(shí)，IGBT導(dǎo)通，此時(shí)的電感（線圈）進(jìn)行儲(chǔ)能當(dāng)IGBT由導(dǎo)通到截止時(shí)，此時(shí)由于電感（線圈的作用），電流還會(huì)沿著先前的方向流動(dòng)，由于IGBT關(guān)斷，電感只能對(duì)電容C3充電，從而引起C極上電壓升高，隨充電電流變小直至為0時(shí)，C極電壓最高電容C3開(kāi)始從線圈放電，此時(shí)C極電壓變低，當(dāng)達(dá)到接近0V時(shí)，由控制電路檢測(cè)（監(jiān)控）到這個(gè)值，再次打開(kāi)IBGT，又一循環(huán)開(kāi)始 。

5、同步電路

為什么要同步？

電磁爐工作時(shí)，IGBT管快速交替地工作在飽和與截止?fàn)顟B(tài)間。設(shè)定不同火力(功率)時(shí)，IGBT管的飽和與截止時(shí)間的比例不相同。

在IGBT管飽和導(dǎo)通時(shí)，加熱線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的極性為左“+”右“-” ．由于電感中電流不能突變，流過(guò)IGBT管c、e極間電流逐漸增大。當(dāng)電流增大至某一值時(shí)，IGBT應(yīng)立即截止，以避免大電流擊穿IGBT管。

一旦IGBT管截止，加熱線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)極性立即變?yōu)樽?/span>“-”右“+”，加熱線圈給C3充電，接著C3又給加熱線圈放電，加熱線圈與C3產(chǎn)生阻尼諧振，即隨著電磁能迅速轉(zhuǎn)化為熱能，其諧振幅度越來(lái)越小。

在諧振初期，加在IGBT管c、e極上的電壓非常高，這期間應(yīng)確保IGBT管可靠地截止，否則高電壓形成的大電流必將損壞IGBT管。綜上所述，在不同功率狀態(tài)下，IGBT的工作狀態(tài)應(yīng)當(dāng)與加熱線圈的狀態(tài)保持協(xié)調(diào)，也就是IGBT管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)應(yīng)與加熱線圈的狀態(tài)保持協(xié)調(diào)，完成協(xié)調(diào)任務(wù)的電路常稱(chēng)之為同步電路。

當(dāng)加熱線圈兩端電壓極性為左“＋”右“-”。正電壓經(jīng)R7、R25分壓后加到U2:3的反相輸入端；負(fù)電壓經(jīng)R19、R20降壓后加到U2:3的同相輸入端，此時(shí)U2:3的輸出端為低電平狀態(tài),U2:4輸出高電平，Q3導(dǎo)通，DEVICE 為高電平，IGBT導(dǎo)通飽和。

當(dāng)加熱線圈兩端電壓極性為左“-”右“+”，此時(shí)U2:3的輸出端為高電平，U2:4輸出低電平，Q4導(dǎo)通，DEVICE 為低電平，IGBT可靠截止。

6、電網(wǎng)電壓檢測(cè)電路

7、過(guò)電流檢測(cè)電路

8、浪涌檢測(cè)

9、溫度檢測(cè)電路

10、鍋檢電路

通電以后，給K一短暫電平值，通過(guò)積分電路C2、R43得到一擾動(dòng)，C34破壞原有平衡，經(jīng)過(guò)功率整定與驅(qū)動(dòng)電路，IGBT進(jìn)行工作，LC形成振蕩，按照PAN高低電平變化的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，根據(jù)次數(shù)的多少來(lái)判斷有無(wú)放鍋。

11、高壓峰值檢測(cè)電路與功率整定電路

工作中，當(dāng)IGBT管截止瞬間，加在IGBT管C、e極上的電壓最高。為了防上此時(shí)電壓超過(guò)1GBT的c、e極的最高反壓值(耐壓)，特設(shè)計(jì)了高壓峰值檢測(cè)電路。

開(kāi)機(jī)后，+5v電壓經(jīng)R3、R22分壓得到電壓，加到U2:2同相端，作為同相基準(zhǔn)電壓。單片機(jī)的3腳輸出的PWM信號(hào)經(jīng)R34、EC6濾波后得到直流電平，此直流電平常稱(chēng)為PWM電平(或稱(chēng)功率電平)，此電平直接影響電磁爐的輸出功率。

正常時(shí)， U2:2同相端電壓高于反相端電壓， U2:2輸出端內(nèi)部電路等效于開(kāi)路狀態(tài)，對(duì)電路EC3兩端的PWM電平無(wú)影響。當(dāng)IGBT管c極電壓過(guò)高時(shí)， U2:2同相端電壓低于反相端電壓， U2:2輸出端輸出低電平，EC3兩端的功率電平下降，經(jīng)功率整定電路的作用，使IGBT管驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比變化，從而IGBT管的高壓峰值下降。

12、功率整定電路與驅(qū)動(dòng)電路

功率整定電路為驅(qū)動(dòng)電路送出驅(qū)動(dòng)脈沖，此脈沖直接影響整機(jī)功率。驅(qū)動(dòng)電路的作用是給IGBT管提供開(kāi)關(guān)脈沖。此部分電路屬于控制電路的末級(jí)電路，又稱(chēng)功率驅(qū)動(dòng)輸出級(jí)。

13、單片機(jī)電路

單片機(jī)電路是電磁爐中控制信號(hào)的分析處理中心，如同電磁爐的中樞神經(jīng)。

14、蜂鳴器電路

15、風(fēng)扇電路

16、按鍵與LED顯示電路