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电磁炉的基本结构以及电源部分的工作原理

时间:2020-07-20 07:18 来源:电工之家

电磁炉是如何工作的
电磁炉是利用高频感应的原理实现加热的,通过输入高频电压到加热线圈,在锅具中产生涡流实现加热。所以电磁炉中需要有一部分电路实现把输入的工频交流电压转换成高频的电压驱动加热线圈,这一部分电路就是电磁炉的主功率回路。除了线圈的驱动电路以外,在电磁炉中还有很多检测、控制及保护电路,这些电路的作用使用来辅助控制加热,实现参数异常的保护以及操作控制的。

电磁炉的基本结构以及电源部分的工作原理
电磁炉的主功率回路的基本工作原理实际上与开关电源是相似的,220V的交流电压输入之后首先会经过二极管的整流变成直流电压,再经过电容的滤波之后变成310V左右的电压,这个电压会经过开关管之后进入加热线圈中,由驱动电路控制开关管导通截止,形成的高速开关把直流电压变成高频的脉动直流电压。脉动直流电压与交流电压一样,它们的作用都是为了线圈产生磁通量的变化,这样才能在锅具上感应出电流实现加热。

完成了基本的加热控制,还需要一部分辅助检测电路对主回路中的各个参数进行检测,但检测到的参数出现异常时会控制关机起到保护作用。电磁炉中的检测电路一般会包括电压、电流以及温度的检测。电压的检测主要是电网电压已经线圈电压,当检测到电网电压过高或者过低的时候会控制关机,当检测到线圈的反峰电压偏高时也会控制关机,电压的检测主要是用来保护开关管及控制电路的。

电磁炉的基本结构以及电源部分的工作原理
电流的检测主要是对主功率回路中的电流进行采样,这主要有三个作用:第一个作用是通过检测回路中的电流判断当前功率,这样可以与设定的功率形成反馈控制;第二个作用是过流保护的作用,当线圈或者开关管出现问题造成回路中的电流超过设定值时,控制关断保护开关元件;第三个作用是锅具检测,当使用的锅具材质不合适或者面积过小的时候,检测到当前回路中的电流达不到设定的最低电流要求,也会控制关断输出,这一点主要是防止电能的浪费,也是为了减小一定的高频辐射。
电磁炉的基本结构以及电源部分的工作原理
电磁炉的温度检测一般使用NTC,也就是负温度系数的热敏电阻,这是一种随温度升高阻值降低的电阻,温度检测主要是锅底及功率管两个位置。锅底检测的热敏电阻通常会放置在线圈中间,通过导热硅脂与陶瓷板接触,当检测到锅具温度过高时及时断电,主要起到防干烧的作用。功率管由于导通时会存在压降,所以它会发热,除了通过铝散热片进行散热之外还是通过风扇进行辅助散热,当检测到温度过高时切断电源主要是用来保护功率管的。电磁炉其他电路主要是按键及显示的控制,风扇的延时控制等等。

电磁炉的供电是怎样产生的
电磁炉主功率的回路是交流电压直接输入的,但是控制部分的供电是需要低电压的,这一部分的供电电压产生是使用单独的电源的,一般为开关电源。开关电源一般会产生两路电压,一路18V主要是给风扇及开关管驱动电路供电,另一路为5V主要给控制部分的芯片及电路供电。

电磁炉的基本结构以及电源部分的工作原理
电磁炉的开关电源由于不需要太大的输出功率,通常会采用单片电源驱动芯片控制,常用的方案也比较多,以VIPer12A、THX201等较为常见。无论是使用什么型号的电源控制芯片,它们的基本结构及工作原理都是相似的。上图是以VIPer12A构成的开关电源电路,这是一个非隔离型的电源,它的基本工作原理比较简单:交流电压输入之后,经过整流滤波产生大约310V左右的直流电压,这路电压经过变压器初级绕组后输入到芯片内置的开关管,由漏极的电压源获取能量之后给芯片提供启动电压,芯片正常启动后,开关管将直流电压转换成脉动直流电压输入到变压器的初级,由次级感应出电压后经过整流滤波,产生18V的电压,这路电压除了作为输出以外还给电源芯片提供供电,并且通过稳压二极管Z90电阻R97输入到芯片的反馈端,控制输出电压;另一路输出经过整流滤波,经过三端稳压7805之后产生5V电压输出。

5V电压变为312V是什么原因
如果出现5V电压与高压相同,说明电源部分存在短路,高压侧串入到了低压,这种情况一般会出现在上面这种非隔离型的开关电源电路中,比较常见的原因是电源芯片击穿所致。芯片击穿后,高压部分的直流电压就会经过芯片,经过变压器串到低压侧。这种故障是相对比较严重的故障,很容易因为高压烧坏后面控制电路的芯片及其他元件。还有一种可能性就是测量方式的问题,尤其是使用数字式万用表测量时,高电压容量产生一定的干扰及感应电压。

出现输出电压不正常时,应着重检查电源部分的芯片有无击穿等损坏,操作及更换时要注意安全,尤其是上面这种非隔离的电源,虽然输出的是低电压,但是与高压侧没有做到完全隔离,触摸电路板也是容易发生触电事故的。

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