半橋大功率電磁爐工作原理

2021-03-03 23:41:53 字數 4434 閱讀 5443

工作原理

一. 整機方框圖:見附頁

二. 原理圖(見附頁)

三. 各方框圖原理闡述,以上原理圖為例說明

1).濾波部分:這單元電路包括x濾波電容c1~c3和共模電感l1,此三個元件組成星式濾波器,用以濾除電源線中的雜波和抑制本機的有害雜波通過電源線向電力電源中傳導。這部分電路對於功率不大,要求很低的場合,電路設計合理的電路板可以省略。

2).整流部分:這單元電路包括整流橋db1,扼流圈l1,高頻濾波電容c8,這部分電路的作用就是把交流電整流成直流電,然後經過電容電感的濾波作用,給后級能量轉換提供電源。

3).能量轉換:這單元電路包括兩個igbt(上橋ig1和下橋ig2),高頻吸收電容c5,c6,阻尼電阻r11,r12,諧振電容c7,c9,電磁線圈;

其工作原理為:兩個igbt依次導通,讓電源電流在電磁線圈中形成交變電流而產生交變磁場,此磁場會對放置**圈上面的鍋具產生強大的感應電流而使鍋具自身發熱。

兩個igbt的作用就是依次輪流導通而使線圈中產生交變電流,高頻吸收電容的作用為吸收igbt關斷時產生的尖峰電壓,保護igbt免受尖峰電壓損壞,阻尼電阻的作用是防止高頻吸收電容與電磁線圈產生諧振而損壞igbt,諧振電容的作用是配合電磁線圈工作在諧振狀態,完成igbt的軟開關,減少igbt開關損耗。

1. 4).igbt推動與igbt過流保護:此單元電路包括igbt驅動模組u4,u5,及其周邊元件igbt_uce電壓檢測二極體d11、d12,具體請見附頁說明書,驅動模組完成對igbt的驅動和igbt過流訊號的檢測。

5):半橋驅動波形發生器:此單元電路包括h_f03a,e18,e19。

此模組主要產生半橋驅動訊號,並經outa,outb輸出相互錯開的驅動訊號,e18的作用用於驅動訊號的穩定度濾波,當發生驅動訊號抖動厲害或驅動訊號不穩定時,檢查此電容,e19為內部比較器參考電壓濾波,此參考電壓為穩定5.1v。

半橋模組各引腳功能如下:

1. ina:反饋訊號輸入a。

2. inb:反饋訊號輸入b,ina與inb組成外部反饋訊號輸入端,檢測從輸出級反饋來的訊號,此訊號用作內部電路調節outa和outb的輸出作參考,此兩端電壓差不能高於15v。

3. pwm:外部控制內部振盪用,以pwm模式來控制內部振盪電路的工作,調節out與outb的輸出頻率。在無inta與intb訊號干擾下,pwm增大時,outa與outb輸出頻率降低,反之增大。

4. ec1:outa與outb輸出穩定外接電解,電解容量為4.7uf/25v。

5. gnd:內部電源地線

6. ver:內部參考電壓濾波電解電容,電解電容為47uf/25v

7. vcc:工作電壓輸入端,正常工作電壓為9~18v

8. dis:nc

9. ***p:輸出鎖定引腳,當置***p為低時,關斷outa和outb的輸出。

10. outa:半橋訊號輸出a

11. outb:半橋訊號輸出b,outa與outb在正常情況下輸出相互錯開的波形,中間錯開時間在2us~4us之間。

6):鑑相電路、浪湧電壓檢測、上電延時保護:此單元電路由鎖相模組p_l03a,電阻r63,精密可調電阻rt1,上電延時時間電容e29,電源濾波電容e22、c49,電源隔離電阻r69,鎖相濾波電容e23,c66。

鎖相模組完成鑑相、浪湧電壓的檢測、上電延時保護功能,e29用於設定上電延時的時間,e24、c49用於本模組的電源濾波,e23、c66為內部鑑相器的濾波電容。

鎖相模組各引腳功能如下:

1.pp-:外部反饋訊號的負相輸入端

2.pp+:外部反饋訊號的同相輸入端,pp-與pp+兩引腳用於外部相位的輸入

3.inc:

4.pl:外部提供給內部鑑相器用的相位角度調節,此電壓變大,鎖相的相位角將變大,反之也成立,此引腳電壓不能低於1.2v,否則鑑相器的鎖相角度為0,即無鎖相功能。

5.pwm:外部微控制器pwm調節輸入,當鑑相器已經進入鎖相階段時,鑑相器通過硬體調節原pwm的輸出,從而控制相位在設定的角度內。

6.ine:線圈相位igbt_e極輸入端,ine與inc級成線圈與線圈相位檢測,當無線圈接入時,因諧振電容公共端電壓遠高於igbt公共端電壓,內部檢測電路檢測為無線盤狀態,同時將pot端輸出腳置為0狀態輸出,當有線盤接入電路時,ine端電壓略高於inc端電壓(<0.1v),pot腳將輸出高電平。

7.ino:浪湧保護輸出腳,當有浪湧保護時,此腳輸出低電平,否則為高電平

8.gnd:電源地

9.pot:線圈未接好檢測和線圈相位訊號輸出腳,輸出邏輯為根據inc和ine的電壓狀態。

10.fv:浪湧電壓檢測腳,不工作時,當電源電壓為380vac時,此腳電壓為1.9v左右,當此腳電壓高於5v時,內部電路置低ino腳電壓,輸出浪湧保護訊號。

11.fve:上電延時保護時間設定腳,此腳接的電解電容為延時時間電容,容量大則延時時間長,此腳延時電容一般接22u~100u,此事電壓正常時為5v。

12.+5:+5v電源輸入。

13.ple:鎖相濾波電容輸入腳,濾波電容為2.2uf;正常工作時,此腳電壓會隨著功率的變大而減少,如果正在工作的相位等於我們設定的相位時(我們設定的相位一般為15度左右),此腳電壓與pl腳電壓約相等,不開機時,此腳電壓約為4 v左右。

14.+12v:+12v電源輸入腳

15.bin:低端驅動訊號輸入腳,此腳接驅動模組的低端訊號輸入腳。

7):主控晶元:此單元電路包括主晶元、晶振、引腳濾波電容。

此晶元的作用是接收電路反饋的資訊和控制整個電路的工作。各引腳功能如下:

1. vss:晶元電源地線

2. xo:晶元晶振輸出端。

3. xi:晶元晶振輸入端,xo與xi接成外接晶振。

4. res:此引腳與鎖相模組pot端相接,用於檢測線圈未接好和檢測鍋具是否合適。

5. fan/buz:風扇控制與蜂鳴器控制輸出腳,當需要蜂鳴器響時,輸出4khz的蜂鳴器驅動訊號,當需要風扇執行時,輸出高電平。

6. 檢鍋訊號輸入,當未接線盤時,此引腳電壓在1v以下,當接有線盤時,此電壓在4v以上,當啟動電磁爐工作時,此處為波形輸入給晶元。

7. igbt模組驅動電源檢測與缺相檢測,當有乙個驅動模組電源電壓低,或缺相時,此腳電壓為高電平,正常情況下此引腳電壓在1v以下。

8. 8~11:為外接顯示控制和調節用.

12.線盤盤溫度感測器訊號輸入。

13. pwm:pwm訊號輸出腳

14. tmain:鍋具溫度檢測輸入

15. iad:整機電流大小檢測輸入腳

16. un:電源電壓大小檢測輸入腳

17. ig_t:散熱片溫度大小檢測輸入腳

18. sb:機芯啟動與停止控制腳,此腳電壓為高,整機工作,反之停止工作

19. int:錯誤訊號檢測腳,此腳檢測各模組的工作狀態,當此腳出現低電平時,主晶元認為有模組工作不正常,人作停機2秒保護,當恢復正常後就可以重新工作,故障存在則再次停機保護,重複以上過程。

20. vdd:主晶元+5v電源。

8)整流電源:此單元電路負責提供整機的電源,此電路的元件較多,見圖紙上標明。

9)電流檢測:此單元電路包括:電源互感器ct1,高頻濾波電容c4,電流大小取樣調節電阻r5和vr1,電流整流二極體d18、d19、d20、d21,電流負載電阻r56,電流濾波電容e16,二次濾波電阻r58與二次濾波電容c13。

其工作原理為:電流互感器將電源電流感應出來後,經過c3的高頻濾波濾除高頻分量波,r5和vr1為互感器負載電阻,調節互感器輸出波形的幅度,電流整流二極體把互感來的交流電流轉換成直流電,r56調節直流電的電壓,用以適應不同功率規格的電磁爐, e16濾波電流成穩定直流電壓,r57與c13,第二次濾波兼抗干擾,再次穩定直流電壓和濾除直流電流上的高頻干擾。

10)電壓檢測:此單元電路包括電壓取樣整流二極體d1、d14,電壓取樣電阻r1、r23,電壓訊號濾波電容c27。

工作原理:交流電壓通過db4整流成脈動直流電後經電壓取樣電阻r1、r23分壓後,再經過c27濾波成平穩直流電壓訊號,。

11)蜂鳴器驅動電路與風扇驅動電路:此單元電路包括:蜂鳴器驅動電路 -蜂鳴器buz,壓電蜂鳴器放電電阻r81,主晶元i/o口保護隔離電阻r84。

風扇驅動電路包括驅動整流隔離二極體d26,濾波電容e26,電容放電電阻r82,風扇或繼電器驅動三極體q7,風扇或繼電器續流二極體d25。

其工作原理為:需要蜂鳴器響時,主晶元輸出4khz方波訊號,蜂鳴器便響應,如果蜂鳴器用的是低阻電磁式的時,r83應換成2.2uf的電容來隔離直流電,減少晶元埠電流損耗。

需要風扇轉動時,晶元輸出乙個穩定的直流電,經過d26隔離整流和電容e26濾波和r82後到達q7基極,開啟三極體q7,風扇轉或繼電器吸合。

12)外部線圈溫度檢測:此單元電路包括外部溫度感測(插頭),上拉電阻r18。

其工作原理為,當溫度變化後,溫度感測器的了電阻值也發生相同的變化,所以與之相對應的晶元i/o口電壓也發生變化,晶元檢測此電壓值來判斷溫度值的大小。

13)散熱片溫度檢測:此單元電路包括附在散熱片上溫度感測器,感測器插頭,上拉電阻r60。

其工作原理同12)

14)顯示調節介面:此單元電路包括顯示插座。用於同外部顯示板,或外部開關,調節旋鈕等相接。

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彭朝陽(444795190)

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