電磁爐都是由MCU統(tǒng)一控制，使其內(nèi)部控制電路、檢測(cè)電路及保護(hù)電路協(xié)調(diào)工作，否則電磁爐不但無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，而且也是非常不安全的。本文以樂(lè)邦C-15A型電磁爐為例，對(duì)電磁爐自動(dòng)控制工作原理進(jìn)行剖析(見(jiàn)下圖所示)，同時(shí)介紹幾種故障的維修方法，供參考。

一、功率輸出諧振電路

AC220V市電經(jīng)交流輸入電路、Br1整流，再經(jīng)L001、C003濾波輸出+300V直流電壓，加到由加熱盤線圈L002和C004組成的諧振回路，開(kāi)關(guān)管IGBT1在驅(qū)動(dòng)電路的激勵(lì)下產(chǎn)生高頻諧振，由諧振頻率決定L002和C004的數(shù)值，實(shí)測(cè)本機(jī)強(qiáng)擋：25kHz，低擋：28.6kHz。為使電磁爐正常而安全工作，在功率輸出諧振電路上安插了5條取樣支路：I號(hào)對(duì)AC電源過(guò)壓、欠壓與浪涌取樣；信號(hào)經(jīng)電流互感器T002對(duì)AC工作電流取樣；Ⅲ號(hào)對(duì)非穩(wěn)壓+300V取樣；Ⅳ號(hào)對(duì)穩(wěn)壓+300V取樣；V號(hào)對(duì)開(kāi)關(guān)管IGBT1c極進(jìn)行同步脈沖取樣。另外還安置了兩個(gè)溫度檢測(cè)點(diǎn)，一個(gè)是安裝在加熱盤中心的“灶面溫檢”傳感器，另一個(gè)是安裝在IGBT1散熱片上的IGBT“過(guò)熱保護(hù)”傳感器。

二、同步脈沖形成電路

由于電磁爐是通過(guò)脈寬調(diào)制(PWM)來(lái)實(shí)現(xiàn)功率自動(dòng)控制，因此需要對(duì)IGBT1c極進(jìn)行脈沖取樣，以使脈寬調(diào)制與所需調(diào)制的諧振周期保持同步關(guān)系(與同步取樣有關(guān)的還有IGBT過(guò)壓保護(hù)電路和灶面鍋檢電路)。該電路主要由比較器IC3A擔(dān)當(dāng)。將V號(hào)取樣支路對(duì)IGBT1c極進(jìn)行同步取樣的脈沖加到比較器同相端⑦腳；將Ⅳ號(hào)取樣支路對(duì)穩(wěn)壓+300V取樣電壓加到比較器反相端⑥腳進(jìn)行比較，在比較器輸出端①腳形成同步脈沖。取樣脈沖如波形1所示，形成的同步脈沖如波形2所示。對(duì)比兩個(gè)波形可以看出比較器IC3A的作用是，將不夠規(guī)范的取樣脈沖經(jīng)過(guò)比較形成規(guī)范的同步脈沖。為適應(yīng)脈寬調(diào)制原理需要，同步脈沖還需經(jīng)C513、R522、D521組成的整形電路進(jìn)行整形，轉(zhuǎn)換成同步鋸齒脈沖，如波形3所示，加到脈寬調(diào)制電路比較器IC3C反相端⑩腳。

三、功率控制電路

該電路主要由比較器IC3B擔(dān)當(dāng)并由MCU④腳檢測(cè)。MCU⑩腳輸出4種不同的標(biāo)準(zhǔn)控制電平，由低擋至強(qiáng)擋逐級(jí)呈梯形(加熱狀態(tài)：2.26V/2.57V/3.60V/4.19V；定溫狀態(tài)：2.55V/2.57V/3.60V/4.18V),加到IC3B同相端⑤腳。來(lái)自Ⅱ號(hào)取樣支路對(duì)AC工作電流進(jìn)行跟蹤取樣，經(jīng)D001整流轉(zhuǎn)換成取樣電平加到反相端④腳。與⑤腳的標(biāo)準(zhǔn)電平進(jìn)行比較，在輸出端②腳所輸出的將是按電磁爐功率瞬時(shí)變化規(guī)律而形成的脈沖。此脈沖經(jīng)R551、C532積分，就可獲得真正符合實(shí)際狀況需要的功率控制電平，加到脈寬調(diào)制IC3C同相端11腳。D761為放電二極管，當(dāng)IC3B②腳為低電平時(shí)，使C532上的積分電壓迅速放掉，積分電路復(fù)零。來(lái)自Ⅱ號(hào)取樣支路對(duì)AC工作電流進(jìn)行的跟蹤取樣，同時(shí)還要受到MCU④腳的檢測(cè)，正常MCU④腳應(yīng)檢測(cè)到2.06～2.72V的取樣電壓，如果取樣電壓出現(xiàn)異常，MCU將阻止電磁爐加熱，并控制蜂鳴器發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。

四、脈寬調(diào)制電路

該電路主要由比較器IC3C擔(dān)當(dāng)。如上所述，經(jīng)積分電路形成真正符合實(shí)際狀況需要的功率控制電平加到同相端11腳。與反相端⑩腳的同步鋸齒脈沖進(jìn)行比較，這種脈寬調(diào)制的原理是：當(dāng)一個(gè)變化的直流控制電平與一個(gè)按鋸齒脈沖規(guī)律變化的基準(zhǔn)電平進(jìn)行比較時(shí)，輸出端13腳的跳變時(shí)間，將隨著直流電平在鋸齒脈沖斜坡上所對(duì)應(yīng)位置發(fā)生變化而變化，從而實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制。脈寬調(diào)制脈沖如波形4所示。

五、IGBT驅(qū)動(dòng)電路

該電路由Q01～Q05等組成。脈寬調(diào)制脈沖經(jīng)J6、C601加到驅(qū)動(dòng)電路輸入端，經(jīng)Q601、Q603電壓放大，Q604、Q605推挽功率放大輸出驅(qū)動(dòng)脈沖，經(jīng)J12加到IGBT1的G極，使其導(dǎo)通／截止時(shí)間比按脈寬調(diào)制規(guī)律進(jìn)行，驅(qū)動(dòng)脈沖如波形5所示。IC2B為+300V過(guò)壓保護(hù)，來(lái)自Ⅲ號(hào)對(duì)非穩(wěn)壓+300V取樣電壓加到同相端⑤腳，當(dāng)取樣電壓超過(guò)反相端④腳4.89V時(shí)，輸出端②腳由低電平跳變?yōu)楦唠娖剑琎701導(dǎo)通，將脈寬調(diào)制信號(hào)對(duì)地短路。Q602為+15v欠壓保護(hù)，當(dāng)+15V電壓降低并使ZD601負(fù)極電壓低于8.68V時(shí)，Q602截止，+15V經(jīng)R607、D602使Q603飽和導(dǎo)通。一旦保護(hù)電路動(dòng)作，將使驅(qū)動(dòng)電路無(wú)輸出。

六、IGBT過(guò)壓保護(hù)電路

該電路主要由比較器IC3D擔(dān)當(dāng)。為避免IGBT1被過(guò)高的反峰電壓擊穿，將來(lái)自V號(hào)取樣支路的同步取樣脈沖，經(jīng)R501、R525衰減(分壓)后加到反相端⑧腳。當(dāng)反峰電壓過(guò)高(超過(guò)1.35kV)時(shí)，反相端⑧腳電平就會(huì)高于同相端⑨腳電平，輸出端14腳由高電平跳變?yōu)榈碗娖?，使積分電容C532經(jīng)R504放電，IC3C 11腳電平降低，13腳輸出的脈寬變窄，IGBT1導(dǎo)通時(shí)間縮短，高頻諧振幅度下降，從而達(dá)到IGBT過(guò)壓保護(hù)目的。

七、IGBT過(guò)熱保護(hù)電路

該電路主要由MCU②腳和比較器IC2A擔(dān)當(dāng)。安裝在IGBT1散熱片上的“過(guò)熱保護(hù)”傳感器，實(shí)際是一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻RT，溫度上升.阻值下降，Q401 b極偏流增加，使IC2A反相端⑥腳電平上升。尚未加熱時(shí)⑥腳1.73V，同相端⑦腳3.85V，①腳輸出3.57V，RT阻值9k左右(與環(huán)境溫度有關(guān))。IGBT1工作后RT阻值開(kāi)始下降，⑥腳電平上升，當(dāng)RT阻值下降到600Ω左右時(shí)，⑥腳電平達(dá)到并超過(guò)3.85V，①腳由高電平3.57V跳變?yōu)榈碗娖?.02V，MCU⑨腳立刻輸出4秒低電平0.01V，停止加熱。并且蜂鳴器發(fā)出4秒“嘀”的長(zhǎng)音，此后MEU⑨腳輸出1秒高電平4.92V，加熱1秒，如此循環(huán)，直到“過(guò)熱”現(xiàn)象消除，才能自動(dòng)恢復(fù)正常加熱。
注意，IC2A是一種“滯回”比較器。當(dāng)①腳由高電平眺變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，由于D408的存在使⑦腳電平被拉低，實(shí)測(cè)由3.85V降為3.69V。這樣在⑦腳出現(xiàn)兩個(gè)基準(zhǔn)電平3.85V和3.69V(見(jiàn)圖示)。形成“回差”電壓0.16V。要使①腳重新跳變到高電平，則要求RT阻值必須恢復(fù)到880Ω左右，而不是進(jìn)入保護(hù)時(shí)的600Ω左右?！皽亍北容^器用在這里的目的是：一旦IGBT1進(jìn)入過(guò)熱保護(hù)，就需要給它一個(gè)足夠的冷卻時(shí)間，待溫度下降到安全區(qū)后，方自動(dòng)恢復(fù)工作，以免在靠前個(gè)臨界點(diǎn)3.85V上，頻繁進(jìn)入或退出保護(hù)。

八、定溫狀態(tài)控制電路

該電路由“灶面溫檢”傳感器、MCU③腳、⑨腳、⑩腳及Q561、D561等組成。安裝在加熱盤中央的“灶面溫檢”傳感器，也是一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻RT，溫度上升，阻值下降，由MCU③腳檢測(cè)灶面溫度變化。在“定溫”狀態(tài)下，MCU 10腳輸出相應(yīng)的4種基準(zhǔn)電平(見(jiàn)功率控制電路說(shuō)明)，當(dāng)灶面溫度達(dá)到并超過(guò)選定的“定溫”溫度時(shí)，MCU⑨腳由高電平4.92V跳變?yōu)榈碗娖?.01V，經(jīng)D561對(duì)MCU⑩腳輸出進(jìn)行鉗位，使IC3B⑤腳電平降至0.59V，②腳則輸出低電平0.03V，使脈寬調(diào)制電路IC3C 13腳無(wú)輸出。另一方面，MCU⑨腳輸出的低電平又使Q561截止，+15V經(jīng)R563、D562加到IC3C 10腳，進(jìn)一步封鎖IC3c，確保13腳端無(wú)輸出。當(dāng)灶面溫度低于選定的“定溫”溫度時(shí)，MCU⑨腳輸出高電平，將鉗位和封鎖解除，恢復(fù)加熱，從而達(dá)到”定溫”(恒定溫度)目的。

九、灶面鍋檢電路

該電路主要由MCU①腳、⑧腳和IC2C擔(dān)當(dāng)。灶面無(wú)鍋或鍋被突然移走及鍋質(zhì)不符合要求，這時(shí)V號(hào)支路對(duì)IGBT1 c極同步脈沖取樣將發(fā)生特別明顯的變化，將此明顯變化加到IC2C反相端⑩腳，與同相端11腳基準(zhǔn)電壓比較，灶面檢測(cè)信息由輸出端13腳輸出，由MCU⑧腳檢測(cè)。實(shí)測(cè)：11腳無(wú)論有鍋或無(wú)鍋基準(zhǔn)電平始終為1.48V不變。有鍋：⑩腳2.09V，13腳2.89V；無(wú)鍋：⑩腳3.26V，13腳0.02V。需要說(shuō)明，10腳電平有鍋時(shí)為“2.09”V，仍比11腳基準(zhǔn)電平1.48V高，那么為什么比較器還會(huì)發(fā)生跳變呢?實(shí)驗(yàn)測(cè)試發(fā)現(xiàn)“2.09”并不是一個(gè)真實(shí)的“有效值”，這是因?yàn)椤坝绣仭睍r(shí)加到⑩腳上的實(shí)際上是一個(gè)取樣脈沖，普通表無(wú)法測(cè)出其真實(shí)有效值，所以只能用實(shí)測(cè)結(jié)果說(shuō)明問(wèn)題。無(wú)鍋時(shí)蜂鳴器發(fā)出間隔2秒的“嘀、嘀……”提示音，加熱燈或定溫?zé)裘棵腴W爍1次，MCU⑨腳跳變?yōu)榈碗娖?，電磁爐停止加熱。MCU①腳發(fā)出“鍋檢脈沖”，如果在30秒內(nèi)檢測(cè)到灶面有鍋，電磁爐自動(dòng)恢復(fù)工作。若超過(guò)30秒仍無(wú)鍋，MCU發(fā)出自動(dòng)關(guān)機(jī)指令，要想電磁爐工作必須重新啟動(dòng)。另外，MCU內(nèi)部對(duì)當(dāng)前工作狀態(tài)進(jìn)行計(jì)時(shí)，如果用戶長(zhǎng)達(dá)兩小時(shí)對(duì)電磁爐無(wú)任何操作，則被視為電磁爐“無(wú)人看管”，為安全起見(jiàn)，MCU也將發(fā)出自動(dòng)關(guān)機(jī)保護(hù)指令。

十、復(fù)位兼+5V欠壓保護(hù)電路

該電路由MCU 13腳和IC2D擔(dān)當(dāng)。+5V電壓正常時(shí)，IC2D同相端⑨腳電平3.44V，反相端⑧腳電平2.58V，輸出端14腳輸出高電平為4.91V，在這種情況下只要插上電源，蜂鳴器就會(huì)發(fā)出“嘀”的一聲，表示MCU準(zhǔn)備就緒，進(jìn)入“待機(jī)”狀態(tài)。如果+5V電壓下降，由于ZD159穩(wěn)壓⑧腳電平2.58V保持不變，而⑨腳電平則隨之降低，當(dāng)⑨腳電平低于⑧腳電平時(shí)，IC2D 14腳跳變?yōu)榈碗娖?V并被MCU 13腳接收，為避免MCU自身工作失常，則拒絕接收用戶操作指令，蜂鳴器不發(fā)聲，面板上各按鍵全部失靈。

十一、MCU--電磁爐的控制中心

該電磁爐MCU型號(hào)被廠家磨去，但不難看出它的功能與芯片87C1202A基本相當(dāng)。共有20個(gè)引腳，其中②、③、④、⑧、13腳為檢測(cè)腳，檢測(cè)信息經(jīng)內(nèi)部進(jìn)行處理并發(fā)出相應(yīng)控制指令。①腳為“鍋檢脈沖”輸出腳，而且無(wú)論灶面是否有鍋，只要電磁爐開(kāi)始工作它就一直輸出，“鍋檢脈沖”好像脈搏一樣，不停地跳動(dòng)。有鍋時(shí)為雙脈沖，無(wú)鍋時(shí)第二個(gè)脈沖時(shí)有時(shí)無(wú)，每?jī)擅胱儞Q一次，呈“閃爍”狀如波形6所示，對(duì)灶面進(jìn)行鍋檢。MCU發(fā)出自動(dòng)“關(guān)機(jī)”保護(hù)指令有兩種，一種是“關(guān)機(jī)”但不關(guān)閉①腳“鍋檢脈沖”輸出，這種“關(guān)機(jī)”可自動(dòng)恢復(fù)；另一種是“關(guān)機(jī)”又關(guān)閉①腳“鍋檢脈沖”輸出，這種“關(guān)機(jī)”不可恢復(fù)，即“死機(jī)”，要想電磁爐工作，必須重新啟動(dòng)。⑨腳的功能專為控制電磁爐“加熱”或“不加熱”，包括正常工作程序的控制，如在“定位”狀態(tài)下，依據(jù)“灶面溫檢”信息，控制電磁爐進(jìn)行間歇加熱，以此達(dá)到“定溫”目的?；蛟诔霈F(xiàn)故障時(shí)出于保護(hù)的需要，強(qiáng)制電磁爐緊急停止加熱，如過(guò)壓、欠壓、元件損壞變質(zhì)、短路、開(kāi)路、虛焊等等。10腳的功能是專為電磁爐提供4種功率擋次的基準(zhǔn)控制電平，與來(lái)自取樣支路的取樣電平進(jìn)行比較，得出真正符合實(shí)際需要的功率控制電平，供脈寬調(diào)制。⑥腳控制風(fēng)扇排除電磁爐內(nèi)部熱氣，開(kāi)機(jī)風(fēng)扇即轉(zhuǎn)，關(guān)機(jī)后風(fēng)扇延時(shí)旋轉(zhuǎn)1分鐘以使余熱排盡。⑦腳控制蜂鳴器BZ發(fā)出各種不同聲響，凡是發(fā)“嘀”的單音，均表示正常，如開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)及正常功能轉(zhuǎn)換；發(fā)間隔2秒一次“嘀”的單音，表示提醒用戶灶面放鍋；發(fā)每秒2次“嘀”短音或其他花樣間隔“嘀”聲，均表示電磁爐出現(xiàn)問(wèn)題?？傊琈CU是電磁爐的控制中心，對(duì)其所有引腳都應(yīng)給予關(guān)注，尤其熟練掌握以上各腳功能，對(duì)于排除各類故障實(shí)在是至關(guān)重要。

十二、幾種故障的維修方法

1.加熱過(guò)程中突然跳閘，若合閘則又跳閘。測(cè)試電源插頭短路，檢查整流橋Br1擊穿，取下Br1，測(cè)+300V對(duì)“熱地”短路，再檢查發(fā)現(xiàn)IGBT1也擊穿。這種兩個(gè)主要元件同時(shí)被擊穿的故障最為常見(jiàn)，除了過(guò)壓、過(guò)流等因素外，還有因電磁爐受潮漏電以及“鍋質(zhì)”不良也都是重要因素。換用新管的同時(shí)應(yīng)對(duì)有關(guān)保護(hù)電路進(jìn)行檢查，還要特別關(guān)注諧振電容C004，必要時(shí)一同更新。原機(jī)IGBT管內(nèi)無(wú)阻尼二極管，可用帶阻尼二極管的IGBT管代換，這時(shí)原機(jī)外接的阻尼二極管DU1可拆除，也可不拆除。
2.開(kāi)機(jī)風(fēng)扇轉(zhuǎn)，但只有加熱指示燈亮，而且面板上除了“開(kāi)／關(guān)”鍵正常，其余各鍵均失靈，蜂鳴器發(fā)出每秒兩次的“嘀嘀”提示短音。分析認(rèn)為：造成這種使電磁爐無(wú)法進(jìn)入“加熱”狀態(tài)的故障因素，最大可能是由于“鍋檢脈沖”受阻，檢查鍋檢脈沖電路R571和Q571，發(fā)現(xiàn)Q571發(fā)射結(jié)阻值變大，正常用數(shù)字表二極管擋測(cè)試，應(yīng)為0.6V左右，現(xiàn)為0.9V以上。換用新管后故障排除。
3.出現(xiàn)加熱1秒、間歇2秒，再加熱1秒、再間歇2秒，如此反復(fù)，而且每當(dāng)加熱結(jié)束蜂鳴器發(fā)出“嘀”的一聲。分析認(rèn)為：導(dǎo)致這種使MCU發(fā)出放慢加熱速度指令的故障因素，有可能是因?yàn)槿又烦霈F(xiàn)問(wèn)題。首先對(duì)MCU各“檢測(cè)腳”進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)④腳電壓低于1V，正常應(yīng)為2.06～2.72V。檢查發(fā)現(xiàn)RD24開(kāi)路。
4.開(kāi)機(jī)蜂鳴器不是發(fā)出“嘀”的單音，而是發(fā)出連續(xù)而急促的“嘀嘀……”短音，其他無(wú)任何反應(yīng)呈癱瘓狀。分析認(rèn)為：造成這種使電磁爐無(wú)法開(kāi)機(jī)自動(dòng)進(jìn)入“待機(jī)”狀態(tài)的故障因素，很有可能與復(fù)位兼+5V“欠壓保護(hù)”電路有直接關(guān)系。測(cè)試MCU 13腳發(fā)現(xiàn)電平有時(shí)為4.91V、有時(shí)為3V左右，無(wú)規(guī)律跳變，再測(cè)IC2D⑨腳電平降低，已接近⑧腳電平。檢查發(fā)現(xiàn)，是因R451虛焊所致。
5.開(kāi)機(jī)風(fēng)扇轉(zhuǎn)，但面板上4個(gè)LED燈從低擋至高擋，像彩燈一樣逐個(gè)閃亮，每秒循環(huán)一次。按“加熱／定溫”鍵只有狀態(tài)燈可以轉(zhuǎn)換，但不加熱，而且“增加”和“減少”鍵失靈，蜂鳴器不發(fā)聲。分析認(rèn)為：造成這種可以進(jìn)入“加熱”狀態(tài)，但實(shí)際不能加熱的現(xiàn)象，而且?guī)в刑厥怙@示的故障因素，都是與“取樣”支路或“溫檢”傳感器有關(guān)。開(kāi)殼仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)，是灶面溫檢傳感器插頭CN6發(fā)霉造成接觸不良所致。