越薄越好？为什么米家要把电磁炉打造得那么薄？
这两年手机的厚度越来越薄，颜值越来越高。而米家刚刚也发布了超薄电磁炉，23mm的机身厚度堪称电磁炉市场最薄，让人没想到连小家电居然也在追赶手机行业的轻薄潮流。那么，对于电磁炉这类小家电真的是越薄越好么？为什么米家要把电磁炉打造得那么薄？
小M觉得，之所以米家要把电磁炉做到轻薄无外乎以下几点：
①轻薄机身颜值更高，更漂亮；
②告别“傻大方”移动更轻便；
③机身轻薄收纳不占地；
④用户体验更好；
既然轻薄电磁炉有这么多优势，为什么市面上的超薄电磁炉还这么少呢？虽然轻薄电磁炉优势明显，但是机身厚度每减少1mm，必定考量着制造商的设计水准与制造工艺，所以不是刚需并没有哪家制造商愿意在用户体验上多下功夫，这也就给不断创新的米家留下了新机会。
米家超薄电磁炉在外形方面依然中规中矩，采用了我们日常较为常见的长方形设计，不过机身整体设计较为简洁，非常符合米家一贯的简约风格。值得一提，此次米家超薄电磁炉在颜色方面也进行了改变，舍弃了以前惯用的白色，取而代之的是黑色，所以在质感上更显高端。
既然是一款超薄的电磁炉，小M觉得就有必要介绍一下这款产品的‘三围’。米家超薄电磁炉的机身尺寸为350*280*23mm，机身大小上与普通的电磁炉没有太大区别，但是机身厚度上真的就非常优秀了，其厚度比竖起的1元硬币还要薄一些。正是这种超薄理念的加入，因此也一改往日电磁炉的‘傻大方’形象，让电磁炉不仅是一款小家电，更像是一件艺术品。
除了超薄的机身比较亮眼以外，这款电磁炉在按钮的设计上也很巧妙。米家超薄电磁炉的按钮位置安放在了电磁炉的右下方，并且采用了按钮与OLED显示屏相结合的方式，中间位置为一块圆形触摸式OLED显示屏，同时还可以与实体按键一样进行下按操作。OLED显示屏的最外围则是一个圆环形旋钮，这颗旋钮支持不同档位的调节，旋钮旋转一圈为10挡快调，慢转1挡精调，支持精准控温，提供不同烹饪需求。
OLED显示屏的左侧还配有触摸式取消键、定时键与NFC感应区，而且这些按键与感应区均采用了隐藏式设计。隐藏式按钮的好处有两点，一方面能够提升电磁炉的防水性，另一方面主要是比较平整能够增加电磁炉的颜值。
说到NFC感应区，很多人并不是很理解放到电磁炉上有什么用？其实小M刚开始也不是特别的理解。直到使用后小M才明白，这款电磁炉是一款智能电磁炉，通过NFC能够快速与手机上的‘米家’APP匹配连接，可以使用手机实现智能控制电磁炉。而且米家内部还有智能食谱，我们只需选择想吃的菜品，然后根据指引操作即可，全程不需要自行手动控制，更无须担心火力问题，米家超薄电磁炉全部统统搞定，这款产品能够实现智能精准调节，让烹饪更简单。也就是说NFC的加入，让米家超薄电磁炉更智能，烹饪更省心。
之所以米家超薄电磁炉能够实现智能控温精准控温，主要是这款产品的感温探头设计比较特殊。传统的电磁炉大多数会将感温探头镶嵌于机身内部，隔了一层玻璃以后感应灵敏度难免会降低。而米家超薄电磁炉将感温探头直接设计在了电磁炉中心感应区的外部，能够直接与锅底相接触，实时监测锅内温度，智能控制火候，保障烹饪温度更精准。
米家超薄电磁炉用料也非常扎实，采用了单盘密绕的纯铜线圈盘，底部导磁条全面布置，磁场集中加热效率高，因此这款电磁炉支持的范围也非常广。电磁炉最小功率为100W，最大功率能够达到2100W，无论是小火慢煮，还是大火爆炒，米家超薄电磁炉都能够完美胜任。另外，为了解决电磁炉的散热问题，底部边框采用了大面积镂空设计，散热风扇也被隐藏于机身内部，保障散热不受影响的同时，也让电磁炉美观到‘底’。
俗话说得好‘理论不如实践，空谈都是扯淡’，米家超薄电磁炉无论外形设计再怎么轻薄，再怎么 时尚 漂亮，也离不开它是一款电磁炉的本质。无论任何产品颜值只是加分项，实际用户体验才最重要。为此，我也是用米家超薄电磁炉做了一道油焖大虾，体验了一番这款电磁炉。
众所周知，虾说好做也好做，说不好做也不好做，尤其是在火候上的把控要做到非常精准，火候大了、时间长了，大虾的口感便会又老又柴，非常难吃。而时间太短了，大虾不全熟，吃起来又不卫生，也不放心。那么，使用米家超薄电磁炉进行烹饪又会如何呢？
在烹饪油焖大虾前我们只需按照米家APP里面的操作步骤备好所需食材，然后根据食谱的指引进行操作即可。不过，在烹饪这道菜品之前是需要将大虾提前煎至变红起酥，然后盛出备用。这个步骤必须手动完成，因为米家超薄电磁炉毕竟是一款电磁炉不是自动炒菜锅。
然后利用锅中留底油，放入葱、姜末、番茄酱炒出香味，加入盐、料酒、白糖生抽等调味，最后放入大虾翻炒均匀盖上锅盖开闷，这期间米家超薄电磁炉会智能把控时间与火候，前期采用中火，后期大火收汁儿，整个过程不需要人工干预，直至大虾烹饪完成，电磁炉便会自动关火，发出烹饪完成的提示音。
通过米家超薄电磁炉烹饪出来的大虾，无论是在口感还是外在颜色方面都非常不错，真的应了那句‘色香味俱全’的老话。大虾吃起来Q弹鲜嫩可口，既不老也不柴，而且由于电磁炉在时间上的把控较为精准，大虾也能够入味儿，非常好吃。
除了做了一道油焖大虾以外，小M还用这款电磁炉涮了一锅羊肉，毕竟没有什么能够比吃涮羊肉更幸福的事了。首先这款电磁炉加热非常快，5-6分钟功夫锅内的水便被全部烧开至沸腾状态。而且通过调节电磁炉的旋钮还可以精准控制锅内水中温度，涮肉时开大火，煮面时开小火，灵活精准掌握火候，即便吃火锅也有满满仪式感。
在使用了米家超薄电磁炉几次之后，不得不说这款电磁炉彻底get到了我。超薄的机身设计，不仅漂亮美观，收纳起来也不占地方。而在烹饪方面，米家超薄电磁炉也非常出色，多样的食谱，精准的火候把控，智能的时间控制，米家超薄电磁炉一定让你爱上烹饪。
电磁炉的原理是电磁感应现象，即利用交变电流通过线圈产生方向不断改变的交变磁场，处于交变磁场中的导体的内部将会出现涡旋电流(原因可参考法拉第电磁感应定律)，这是涡旋电场推动导体中载流子（锅里的是电子而绝非铁原子）运动所致；涡旋电流的焦耳热效应使导体升温，从而实现加热。
锅的材质必须为铁质或合金钢，以其高磁导率来加强磁感，从而大大增强涡旋电场及涡流热功率。 其他材质的炊具由于材料电阻率过大或过小，会造成电磁炉负荷异常而启动自动保护，不能正常工作。同时由于铁对磁场的吸收充分、屏蔽效果也非常好，这样减少了很多的磁辐射，所以铁锅比其他任何材质的炊具也都更加安全。此外，铁是人体长期需要摄取的必要元素，但人体只能吸收二价铁，铁锅炒菜中含的是三价铁，然而身体中的还原性维生素可将3价铁转换为2价铁以利吸收。
电磁炉主要有两大部分构成：一是能够产生高频交变磁场电子线路系统（含电磁炉线圈盘）；二是用于固定电子线路系统，并承载锅具的结构性外壳（含能承受高温和冷热急变的炉面板）。
（1）电子线路系统包括：功率板、主机板、灯板（操控显示板）、温控、线圈盘及热敏支架、风机、电源线等。
（2）结构性外壳包括：炉面板（瓷板、黑晶板）、塑胶上下盖等；
（3）说明书、功率贴纸、操作胶片、合格证、塑胶袋、防震泡沫、包装盒、条码、卡通箱。
1、炉面板：用于承载锅具，有进口和国产，国产A、B级已能满足使用要求。
2、高压主基板：构成主电流回路。
3、低压主基板：用于电脑控制功能。
4、LED线路板：显示工作状态和传递操作指令。
5、线盘：将高频交变电流转换成交变磁场（PAN）。
6、风扇组件：散热辅助元件（FAN），降低炉内元器件温度。
7、IGBT：俗称功率管，通过低电流信号、控制大电流的通断（IGBT）。
8、桥式整流块：将交流电源转换为直流电源（BD101）。
9、热敏电阻件：将热量信号传递到控制电路。
10、热开关组件：感应IGBT工作温度，从而保护IGBT由于过热损坏
电磁炉是应用电磁感应原理对食品进行加热的。电磁炉的炉面是耐热陶瓷板，交变电流通过陶瓷板下方的线圈产生磁场，磁场内的磁力线穿过铁锅、不锈钢锅等底部时，产生涡流，令锅底迅速发热，达到加热食品的目的。
电磁炉加热原理如图所示，灶台台面是一块高强度、耐冲击的陶瓷平板（结晶玻璃），台面下边装有高频感应加热线圈（即励磁线圈）、高频电力转换装置及相应的控制系统，台面的上面放有平底烹饪锅。
其工作过程如下：电流电压经过整流器转换为直流电，又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电，将高频交流电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上，由此产生高频交变磁场。其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅。在烹饪锅体内因电磁感应就有强大的涡流产生。涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换，所产生的焦耳热就是烹调的热源。
电磁炉方案设计
1、概述
电磁灶是应用电磁感应原理进行加热工作的，是现代家庭烹饪食物的先进电子炊具。它使用起来非常方便，可用来进行煮、炸、煎、蒸、炒等各种烹调操作。特点：效率高、体积小、重量轻、噪音小、省电节能、不污染环境、安全卫生，烹饪时加热均匀、能较好地保持食物的色、香、味和营养素，是实现厨房现代化不可缺少的新型电子炊具。电磁灶的功率一般在700--1800W左右。
电磁炉按感应线圈中的电流频率分为低频和高频两大类，相比较高频电磁灶受热效率高，比较省电。
按样式分类，可以分以下三种。
台式电磁炉：分为单头和双头两种，具有摆放方便、可移动性强等优点。因为价格低较受欢迎。
埋入式电磁炉：是将整个电磁炉放入橱柜面内，然后在台面上挖个洞，使灶面与橱柜台面成一个平面。业内专家认为这种安装方法只求美观，但不科学，很大一部分消费群体把电磁炉当做火锅，埋入式炒菜并不方便。
嵌入式电磁炉：可适应不同锅具的需要，不再对锅具有特殊要求。
本文主要介绍利用SPMC65P2404芯片来实现电磁炉的设计。SPMC65P2404是凌阳推出的一款工业控制8位单片机，具有很高的性价比，抗干扰能力强，非常适合应用于工业控制类、家电类产品的设计。使用SPMC65P2404设计的电磁炉具有如下性能：
六种加热模式：火锅、煎炸、炒菜、烧烤、蒸煮、烧焖；
一种自动工作模式：烧水；
最大720分钟的定时开机功能；
2小时自动关机保护功能；
小物件检测功能，对不合适的物件不进行加热；
系统采用过流、过压、超温等多种保护措施；
采用开关电源，使系统能够在180~250V的电压范围内正常工作；
系统设置了故障报警功能，方便故障查找及检修；
系统含有自检程序，方便生产测试。
2、电磁炉设计要求
电磁炉作为一种普遍的家用产品，除了要具有基本的加热功能外，它的安全性能及稳定性能是设计的关键。
电磁炉设有多种保护装置，包括小物件检测、过热自动停机保护、过压或欠压自动停机保护、空烧自动停止加热保护、2小时断电保护、1～2分钟自动停机保护以及声光报警显示等。
综合起来，电磁炉可由下述技术特性参数考核：
（1）自身保护特性。输出开关管是电磁炉的关键元件，工作于高电压、大功率状态，受成本和器件参数限制，设计时不可能有很大的富裕量，故在工作过程中，若电源电压过高、工作状态切换时产生瞬间冲击、电流增大、机内温升过高、铁锅挪离灶板或空载，开关管都可能损坏。因此，应保证过压、过流、过温、锅检测等保护装置正常；
（2）锅底温度控制特征。锅底发热直接传至灶板（陶瓷玻璃），灶板是导热材料，故一般都将热敏元件安装在灶板底部，探测锅底的温度；
（3）功率稳定性。电磁炉应具有输出功率自动调整功能，以改善电源适应性和负载适应性；
（4）电磁兼容性。该性能涉及对其余家电的干扰和对人体的危害。电磁炉均在电源回路中设有LC滤波电路并用金属围框吸收漏磁通，同时采用脉冲方式，使平均辐射功率控制在最小限度；
在实现以上电磁炉的性能规格的基础上，我们设计的电磁炉还具有以下的功能规格：
手动控制火力，从300W~1800W 的范围，共分为14 档火力，每档均有稳定的功率；
手动定温选择，从70 ~240℃的范围，共分为6 档定温选择，每档都能达到精确定温；
自动烹调功能，内部自带1 自动烹调功能：烧水。
6 种自选功能：火锅，炒菜，蒸煮，炖焖，煎炸，烧烤，其中火锅，炒菜可以调节不同的火力档位；蒸煮，炖焖，煎炸，烧烤4 种功能可以选择不同的温度。
可以实现1~720 分钟预约开机功能，1~180 分钟的定时关机功能。
系统提供2 小时自动关机的保护功能。
3、系统硬件设计
系统采用SPMC65P2404 作为主控MCU，主要模式有：键盘扫描，锅体温度检测，IGBT
温度检测，电流过流检测，超压欠压检测，振荡信号检测，风扇控制，数码管显示控制，LED 控制，蜂鸣器控制，系统启动控制。
功率板电路分析
交流电220V 经过前端滤波处理，通过整流桥，变成大约310v 左右的直流电，通过MCU控制IGBT 的导通和关闭，来控制加热线圈的工作状态。
开关电源部分采用TI 公司最新推出的集成电路VIPer12A，来实现不同电压的输出，AC 接入后经过半波整流，接到VIPer12A 的电压输入脚，输出端通过稳压变压的方式来得到18V 和5V 直流电，为IC 和其他外围元件提供电源。
电路中包含有电流检测部分，通过电流互感器将总回路的电流按比较缩小后，通过整流，变成直流，连接电阻到地，系统通过检查电阻端的电压来判断回路的电流大小。同时回路电流若超过一定值后，通过另一端的保护信号反馈到IGBT 的控制端，将控制信号拉低，使IGBT 停止工作，同时送到MCU，让系统停止工作，并产生报警信号。
控制板电路分析
主控板中主要由MCU，数码管，发光二极管，按键，复位电路组成，数码管采用共阳型的，发光二极管驱动方法为动态扫描，按键与SEG 线复用，控制COM 口，回读SEG 数据的I/O 来扫描按键。复位电路为低电压复位电路，当电压低于2.6V 时，系统产生复位。
4、系统软件设计
主流程采用分时结构，在每个不同的时间片进行不同的工作，时间片可以对动态扫描的LED进行定时刷新和扫描，方便程序控制。
工作时采用时间轮循的方式，能有效的利用时间资源。过程中主要通过标志的方式将信息传递到其他模块。
中断程序
电流过流中断是整个系统唯一的中断，当产生中断时，系统马上停止控制信号，然后置电流过流标志，让系统在其他地方检测过流的状态是否持续3 秒，若是，则产生电流过流的报警信号，系统停止工作。
[url=]功率调节模块[/url]系统需要根据外部电压和电流的大小，来计算是否已经达到了设定的功率值，通过比较后的功率大小关系来调整PWM 值，以输出比较恒定的功率。
假设外部电压为V1，
MCU 检测到的电压值V2，根据电路计算得：
V2=5.1*V1/（330 5.1）
得到的A/D 值DATA 为：
DATA=V2*256/5
外部电流和MCU 通过转换的电压的测试值的关系为：
外部电流值/转换后的电压=2.4
根据上述关系来换算功率值的大小：
P=V*I=0.06*AD（V）*AD（I）
推出：AD（I）=100*P/（6*AD（V））
确定AD（I）后，再通过调整PWM 值，以使AD（I）达到计算的值。
5、系统资源分配
图略
电磁灶是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的厨房电器。在电磁灶内部，由整流电路将50/60Hz的交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成频率为20-40KHz的高频电压，高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿(导磁又导电材料)底部金属体内产生无数的小涡流，使器皿本身自行高速发热，然后再加热器皿内的东西。
1.2 458系列筒介
458系列是由建安电子技术开发制造厂设计开发的新一代电磁炉,介面有LED发光二极管显示模式、LED数码显示模式、LCD液晶显示模式、VFD莹光显示模式机种。操作功能有加热火力调节、自动恒温设定、定时关机、预约开/关机、预置操作模式、自动泡茶、自动煮饭、自动煲粥、自动煲汤及煎、炸、烤、火锅等料理功能机种。额定加热功率有700~3000W的不同机种,功率调节范围为额定功率的85%,并且在全电压范围内功率自动恒定。200~240V机种电压使用范围为160~260V, 100~120V机种电压使用范围为90~135V。全系列机种均适用于50、60Hz的电压频率。使用环境温度为-23℃~45℃。电控功能有锅具超温保护、锅具干烧保护、锅具传感器开/短路保护、2小时不按键(忘记关机) 保护、IGBT温度限制、IGBT温度过高保护、低温环境工作模式、IGBT测温传感器开/短路保护、高低电压保护、浪涌电压保护、VCE抑制、VCE过高保护、过零检测、小物检测、锅具材质检测。
458系列须然机种较多,且功能复杂,但不同的机种其主控电路原理一样,区别只是零件参数的差异及CPU程序不同而己。电路的各项测控主要由一块8位4K内存的单片机组成,外围线路简单且零件极少,并设有故障报警功能,故电路可靠性高,维修容易,维修时根据故障报警指示,对应检修相关单元电路,大部分均可轻易解决。
二、原理分析
2.1 特殊零件简介
2.1.1 LM339集成电路
LM339内置四个翻转电压为6mV的电压比较器,当电压比较器输入端电压正向时( 输入端电压高于-入输端电压), 置于LM339内部控制输出端的三极管截止, 此时输出端相当于开路当电压比较器输入端电压反向时(-输入端电压高于 输入端电压), 置于LM339内部控制输出端的三极管导通, 将比较器外部接入输出端的电压拉低,此时输出端为0V。
2.1.2 IGBT
绝缘栅双极晶体管(Iusulated Gate Bipolar Transistor)简称IGBT,是一种集BJT的大电流密度和MOSFET等电压激励场控型器件优点于一体的高压、高速大功率器件。
目前有用不同材料及工艺制作的IGBT, 但它们均可被看作是一个MOSFET输入跟随一个双极型晶体管放大的复合结构。
IGBT有三个电极(见上图), 分别称为栅极G(也叫控制极或门极) 、集电极C(亦称漏极) 及发射极E(也称源极) 。
从IGBT的下述特点中可看出, 它克服了功率MOSFET的一个致命缺陷, 就是于高压大电流工作时, 导通电阻大, 器件发热严重, 输出效率下降。
IGBT的特点:
1.电流密度大, 是MOSFET的数十倍。
2.输入阻抗高, 栅驱动功率极小, 驱动电路简单。
3.低导通电阻。在给定芯片尺寸和BVceo下, 其导通电阻Rce(on) 不大于MOSFET的Rds(on) 的10%。
4.击穿电压高, 安全工作区大, 在瞬态功率较高时不会受损坏。
5.开关速度快, 关断时间短,耐压1kV~1.8kV的约1.2us、600V级的约0.2us, 约为GTR的10%,接近于功率MOSFET, 开关频率直达100KHz, 开关损耗仅为GTR的30%。
IGBT将场控型器件的优点与GTR的大电流低导通电阻特性集于一体, 是极佳的高速高压半导体功率器件。
目前458系列因应不同机种采了不同规格的IGBT,它们的参数如下:
(1) SGW25N120----西门子公司出品,耐压1200V,电流容量25℃时46A,100℃时25A,内部不带阻尼二极管,所以应用时须配套6A/1200V以上的快速恢复二极管(D11)使用,该IGBT配套6A/1200V以上的快速恢复二极管(D11)后可代用SKW25N120。
(2) SKW25N120----西门子公司出品,耐压1200V,电流容量25℃时46A,100℃时25A,内部带阻尼二极管,该IGBT可代用SGW25N120,代用时将原配套SGW25N120的D11快速恢复二极管拆除不装。
(3) GT40Q321----东芝公司出品,耐压1200V,电流容量25℃时42A,100℃时23A, 内部带阻尼二极管, 该IGBT可代用SGW25N120、SKW25N120, 代用SGW25N120时请将原配套该IGBT的D11快速恢复二极管拆除不装。
(4) GT40T101----东芝公司出品,耐压1500V,电流容量25℃时80A,100℃时40A,内部不带阻尼二极管,所以应用时须配套15A/1500V以上的快速恢复二极管(D11)使用,该IGBT配套6A/1200V以上的快速恢复二极管(D11)后可代用SGW25N120、SKW25N120、GT40Q321, 配套15A/1500V以上的快速恢复二极管(D11)后可代用GT40T301。
(5) GT40T301----东芝公司出品,耐压1500V,电流容量25℃时80A,100℃时40A, 内部带阻尼二极管, 该IGBT可代用SGW25N120、SKW25N120、GT40Q321、 GT40T101, 代用SGW25N120和GT40T101时请将原配套该IGBT的D11快速恢复二极管拆除不装。
(6) GT60M303 ----东芝公司出品,耐压900V,电流容量25℃时120A,100℃时60A, 内部带阻尼二极管。
2.2 电路方框图0969*
2.3
2.3主回路原理分析
时间t1~t2时当开关脉冲加至Q1的G极时,Q1饱和导通,电流i1从电源流过L1,由于线圈感抗不允许电流突变.所以在t1~t2时间i1随线性上升,在t2时脉冲结束,Q1截止,同样由于感抗作用,i1不能立即变0,于是向C3充电,产生充电电流i2,在t3时间,C3电荷充满,电流变0,这时L1的磁场能量全部转为C3的电场能量,在电容两端出现左负右正,幅度达到峰值电压,在Q1的CE极间出现的电压实际为逆程脉冲峰压 电源电压,在t3~t4时间,C3通过L1放电完毕,i3达到最大值,电容两端电压消失,这时电容中的电能又全部转为L1中的磁能,因感抗作用,i3不能立即变0,于是L1两端电动势反向,即L1两端电位左正右负,由于阻尼管D11的存在,C3不能继续反向充电,而是经过C2、D11回流,形成电流i4,在t4时间,第二个脉冲开始到来,但这时Q1的UE为正,UC为负,处于反偏状态,所以Q1不能导通,待i4减小到0,L1中的磁能放完,即到t5时Q1才开始第二次导通,产生i5以后又重复i1~i4过程,因此在L1上就产生了和开关脉冲f(20KHz~30KHz)相同的交流电流。t4~t5的i4是阻尼管D11的导通电流,
在高频电流一个电流周期里,t2~t3的i2是线盘磁能对电容C3的充电电流,t3~t4的i3是逆程脉冲峰压通过L1放电的电流,t4~t5的i4是L1两端电动势反向时, 因D11的存在令C3不能继续反向充电, 而经过C2、D11回流所形成的阻尼电流,Q1的导通电流实际上是i1。
Q1的VCE电压变化:在静态时,UC为输入电源经过整流后的直流电源,t1~t2,Q1饱和导通,UC接近地电位,t4~t5,阻尼管D11导通,UC为负压(电压为阻尼二极管的顺向压降),t2~t4,也就是LC自由振荡的半个周期,UC上出现峰值电压,在t3时UC达到最大值。
以上分析证实两个问题:一是在高频电流的一个周期里,只有i1是电源供给L的能量,所以i1的大小就决定加热功率的大小,同时脉冲宽度越大,t1~t2的时间就越长,i1就越大,反之亦然,所以要调节加热功率,只需要调节脉冲的宽度二是LC自由振荡的半周期时间是出现峰值电压的时间,亦是Q1的截止时间,也是开关脉冲没有到达的时间,这个时间关系是不能错位的,如峰值脉冲还没有消失,而开关脉冲己提前到来,就会出现很大的导通电流使Q1烧坏,因此必须使开关脉冲的前沿与峰值脉冲后沿相同步。
2.4 振荡电路
(1) 当G点有Vi输入时、V7 OFF时(V7=0V), V5等于D12与D13的顺向压降, 而当V6<V5之后,V7由OFF转态为ON,V5亦上升至Vi, 而V6则由R56、R54向C5充电。
(2) 当V6>V5时,V7转态为OFF,V5亦降至D12与D13的顺向压降, 而V6则由C5经R54、D29放电。
(3) V6放电至小于V5时, 又重复(1) 形成振荡。
“G点输入的电压越高, V7处于ON的时间越长, 电磁炉的加热功率越大,反之越小”。
2.5 IGBT激励电路
振荡电路输出幅度约4.1V的脉冲信号,此电压不能直接控制IGBT(Q1)的饱和导通及截止,所以必须通过激励电路将信号放大才行,该电路工作过程如下:
(1) V8 OFF时(V8=0V),V8<V9,V10为高,Q8和Q3 导通、Q9和Q10截止,Q1的G极为0V,Q1截止。
(2) V8 ON时(V8=4.1V),V8>V9,V10为低,Q8和Q3截止、Q9和Q10导通, 22V通过R71、Q10加至Q1的G极,Q1导通。
2.6 PWM脉宽调控电路
CPU输出PWM脉冲到由R6、C33、R16组成的积分电路, PWM脉冲宽度越宽,C33的电压越高,C20的电压也跟着升高,送到振荡电路(G点)的控制电压随着C20的升高而升高, 而G点输入的电压越高, V7处于ON的时间越长, 电磁炉的加热功率越大,反之越小。
“CPU通过控制PWM脉冲的宽与窄, 控制送至振荡电路G的加热功率控制电压，控制了IGBT导通时间的长短,结果控制了加热功率的大小”。
2.7 同步电路
R78、R51分压产生V3,R74 R75、R52分压产生V4, 在高频电流的一个周期里,在t2~t4时间 (图1),由于C3两端电压为左负右正,所以V3<V4,V5OFF(V5=0V) 振荡电路V6>V5,V7 OFF(V7=0V),振荡没有输出,也就没有开关脉冲加至Q1的G极,保证了Q1在t2~t4时间不会导通, 在t4~t6时间,C3电容两端电压消失, V3>V4, V5上升,振荡有输出,有开关脉冲加至Q1的G极。以上动作过程,保证了加到Q1 G极上的开关脉冲前沿与Q1上产生的VCE脉冲后沿相同步。
2.8 加热开关控制
当不加热时,CPU 19脚输出低电平(同时13脚也停止PWM输出), D18导通,将V8拉低,另V9>V8,使IGBT激励电路停止输出,IGBT截止,则加热停止。
(2)开始加热时, CPU 19脚输出高电平,D18截止,同时13脚开始间隔输出PWM试探信号,同时CPU通过分析电流检测电路和VAC检测电路反馈
的电压信息、VCE检测电路反馈的电压波形变化情况,判断是否己放入适合的锅具,如果判断己放入适合的锅具,CPU13脚转为输出正常的PWM信号,电磁炉进入正常加热状态,如果电流检测电路、VAC及VCE电路反馈的信息,不符合条件,CPU会判定为所放入的锅具不符或无锅,则继续输出PWM试探信号,同时发出指示无锅的报知信息(祥见故障代码表),如1分钟内仍不符合条件,则关机。
2.9 VAC检测电路
AC220V由D1、D2整流的脉动直流电压通过R79、R55分压、C32平滑后的直流电压送入CPU,根据监测该电压的变化,CPU会自动作出各种动作指令:
(1) 判别输入的电源电压是否在充许范围内,否则停止加热,并报知信息(祥见故障代码表)。
(2) 配合电流检测电路、VCE电路反馈的信息,判别是否己放入适合的锅具,作出相应的动作指令(祥见加热开关控制及试探过程一节)。
(3) 配合电流检测电路反馈的信息及方波电路监测的电源频率信息,调控PWM的脉宽,令输出功率保持稳定。
“电源输入标准220V1V电压,不接线盘(L1)测试CPU第7脚电压,标准为1.95V0.06V”。
2.10 电流检测电路
电流互感器CT二次测得的AC电压,经D20~D23组成的桥式整流电路整流、C31平滑,所获得的直流电压送至CPU,该电压越高,表示电源输入的电流越大, CPU根据监测该电压的变化,自动作出各种动作指令:
(1) 配合VAC检测电路、VCE电路反馈的信息,判别是否己放入适合的锅具,作出相应的动作指令(祥见加热开关控制及试探过程一节)。
(2) 配合VAC检测电路反馈的信息及方波电路监测的电源频率信息,调控PWM的脉宽,令输出功率保持稳定
2.11 VCE检测电路
将IGBT(Q1)集电极上的脉冲电压通过R76 R77、R53分压送至Q6基极,在发射极上获得其取样电压,此反映了Q1 VCE电压变化的信息送入CPU, CPU根据监测该电压的变化,自动作出各种动作指令:
(1) 配合VAC检测电路、电流检测电路反馈的信息,判别是否己放入适合的锅具,作出相应的动作指令(祥见加热开关控制及试探过程一节)。
(2) 根据VCE取样电压值,自动调整PWM脉宽,抑制VCE脉冲幅度不高于1100V(此值适用于耐压1200V的IGBT,耐压1500V的IGBT抑制值为1300V)。
(3) 当测得其它原因导至VCE脉冲高于1150V时((此值适用于耐压1200V的IGBT,耐压1500V的IGBT此值为1400V),CPU立即发出停止加热指令(祥见故障代码表)。
2.12 浪涌电压监测电路
电源电压正常时,V14>V15,V16 ON(V16约4.7V),D17截止,振荡电路可以输出振荡脉冲信号,当电源突然有浪涌电压输入时,此电压通过C4耦合,再经过R72、R57分压取样,该取样电压通过D28另V15升高,结果V15>V14另 IC2C比较器翻转,V16 OFF(V16=0V),D17瞬间导通,将振荡电路输出的振荡脉冲电压V7拉低,电磁炉暂停加热,同时,CPU监测到V16 OFF信息,立即发出暂止加热指令,待浪涌电压过后、V16由OFF转为ON时,CPU再重新发出加热指令。
2.13 过零检测
当正弦波电源电压处于上下半周时, 由D1、D2和整流桥DB内部交流两输入端对地的两个二极管组成的桥式整流电路产生的脉动直流电压通过R73、R14分压的电压维持Q11导通,Q11集电极电压变0, 当正弦波电源电压处于过零点时,Q11因基极电压消失而截止,集电极电压随即升高,在集电极则形成了与电源过零点相同步的方波信号,CPU通过监测该信号的变化,作出相应的动作指令。
2.14 锅底温度监测电路
加热锅具底部的温度透过微晶玻璃板传至紧贴玻璃板底的负温度系数热敏电阻,该电阻阻值的变化间接反映了加热锅具的温度变化(温度/阻值祥见热敏电阻温度分度表),热敏电阻与R58分压点的电压变化其实反映了热敏电阻阻值的变化,即加热锅具的温度变化, CPU通过监测该电压的变化,作出相应的动作指令:
(1) 定温功能时,控制加热指令,另被加热物体温度恒定在指定范围内。
(2) 当锅具温度高于220℃时,加热立即停止, 并报知信息(祥见故障代码表)。
(3) 当锅具空烧时, 加热立即停止, 并报知信息(祥见故障代码表)。
(4) 当热敏电阻开路或短路时, 发出不启动指令,并报知相关的信息(祥见故障代码表)。
2.6 PWM脉宽调控电路
CPU输出PWM脉冲到由R6、C33、R16组成的积分电路, PWM脉冲宽度越宽,C33的电压越高,C20的电压也跟着升高,送到振荡电路(G点)的控制电压随着C20的升高而升高, 而G点输入的电压越高, V7处于ON的时间越长, 电磁炉的加热功率越大,反之越小。
“CPU通过控制PWM脉冲的宽与窄, 控制送至振荡电路G的加热功率控制电压，控制了IGBT导通时间的长短,结果控制了加热功率的大小”。
2.7 同步电路
R78、R51分压产生V3,R74 R75、R52分压产生V4, 在高频电流的一个周期里,在t2~t4时间 (图1),由于C3两端电压为左负右正,所以V3<V4,V5OFF(V5=0V) 振荡电路V6>V5,V7 OFF(V7=0V),振荡没有输出,也就没有开关脉冲加至Q1的G极,保证了Q1在t2~t4时间不会导通, 在t4~t6时间,C3电容两端电压消失, V3>V4, V5上升,振荡有输出,有开关脉冲加至Q1的G极。以上动作过程,保证了加到Q1 G极上的开关脉冲前沿与Q1上产生的VCE脉冲后沿相同步。
2.8 加热开关控制
当不加热时,CPU 19脚输出低电平(同时13脚也停止PWM输出), D18导通,将V8拉低,另V9>V8,使IGBT激励电路停止输出,IGBT截止,则加热停止。
(2)开始加热时, CPU 19脚输出高电平,D18截止,同时13脚开始间隔输出PWM试探信号,同时CPU通过分析电流检测电路和VAC检测电路反馈
的电压信息、VCE检测电路反馈的电压波形变化情况,判断是否己放入适合的锅具,如果判断己放入适合的锅具,CPU13脚转为输出正常的PWM信号,电磁炉进入正常加热状态,如果电流检测电路、VAC及VCE电路反馈的信息,不符合条件,CPU会判定为所放入的锅具不符或无锅,则继续输出PWM试探信号,同时发出指示无锅的报知信息(祥见故障代码表),如1分钟内仍不符合条件,则关机。
2.9 VAC检测电路
AC220V由D1、D2整流的脉动直流电压通过R79、R55分压、C32平滑后的直流电压送入CPU,根据监测该电压的变化,CPU会自动作出各种动作指令:
(1) 判别输入的电源电压是否在充许范围内,否则停止加热,并报知信息(祥见故障代码表)。
(2) 配合电流检测电路、VCE电路反馈的信息,判别是否己放入适合的锅具,作出相应的动作指令(祥见加热开关控制及试探过程一节)。
(3) 配合电流检测电路反馈的信息及方波电路监测的电源频率信息,调控PWM的脉宽,令输出功率保持稳定。
“电源输入标准220V1V电压,不接线盘(L1)测试CPU第7脚电压,标准为1.95V0.06V”。
2.10 电流检测电路
电流互感器CT二次测得的AC电压,经D20~D23组成的桥式整流电路整流、C31平滑,所获得的直流电压送至CPU,该电压越高,表示电源输入的电流越大, CPU根据监测该电压的变化,自动作出各种动作指令:
(1) 配合VAC检测电路、VCE电路反馈的信息,判别是否己放入适合的锅具,作出相应的动作指令(祥见加热开关控制及试探过程一节)。
(2) 配合VAC检测电路反馈的信息及方波电路监测的电源频率信息,调控PWM的脉宽,令输出功率保持稳定
2.11 VCE检测电路
将IGBT(Q1)集电极上的脉冲电压通过R76 R77、R53分压送至Q6基极,在发射极上获得其取样电压,此反映了Q1 VCE电压变化的信息送入CPU, CPU根据监测该电压的变化,自动作出各种动作指令:
(1) 配合VAC检测电路、电流检测电路反馈的信息,判别是否己放入适合的锅具,作出相应的动作指令(祥见加热开关控制及试探过程一节)。
(2) 根据VCE取样电压值,自动调整PWM脉宽,抑制VCE脉冲幅度不高于1100V(此值适用于耐压1200V的IGBT,耐压1500V的IGBT抑制值为1300V)。
(3) 当测得其它原因导至VCE脉冲高于1150V时((此值适用于耐压1200V的IGBT,耐压1500V的IGBT此值为1400V),CPU立即发出停止加热指令(祥见故障代码表)。
2.12 浪涌电压监测电路
电源电压正常时,V14>V15,V16 ON(V16约4.7V),D17截止,振荡电路可以输出振荡脉冲信号,当电源突然有浪涌电压输入时,此电压通过C4耦合,再经过R72、R57分压取样,该取样电压通过D28另V15升高,结果V15>V14另 IC2C比较器翻转,V16 OFF(V16=0V),D17瞬间导通,将振荡电路输出的振荡脉冲电压V7拉低,电磁炉暂停加热,同时,CPU监测到V16 OFF信息,立即发出暂止加热指令,待浪涌电压过后、V16由OFF转为ON时,CPU再重新发出加热指令。
2.13 过零检测
当正弦波电源电压处于上下半周时, 由D1、D2和整流桥DB内部交流两输入端对地的两个二极管组成的桥式整流电路产生的脉动直流电压通过R73、R14分压的电压维持Q11导通,Q11集电极电压变0, 当正弦波电源电压处于过零点时,Q11因基极电压消失而截止,集电极电压随即升高,在集电极则形成了与电源过零点相同步的方波信号,CPU通过监测该信号的变化,作出相应的动作指令。
2.14 锅底温度监测电路
加热锅具底部的温度透过微晶玻璃板传至紧贴玻璃板底的负温度系数热敏电阻,该电阻阻值的变化间接反映了加热锅具的温度变化(温度/阻值祥见热敏电阻温度分度表),热敏电阻与R58分压点的电压变化其实反映了热敏电阻阻值的变化,即加热锅具的温度变化, CPU通过监测该电压的变化,作出相应的动作指令:
(1) 定温功能时,控制加热指令,另被加热物体温度恒定在指定范围内。
(2) 当锅具温度高于220℃时,加热立即停止, 并报知信息(祥见故障代码表)。
(3) 当锅具空烧时, 加热立即停止, 并报知信息(祥见故障代码表)。
(4) 当热敏电阻开路或短路时, 发出不启动指令,并报知相关的信息(祥见故障代码表)。
2.15 IGBT温度监测电路
IGBT产生的温度透过散热片传至紧贴其上的负温度系数热敏电阻TH,该电阻阻值的变化间接反映了IGBT的温度变化(温度/阻值祥见热敏电阻温度分度表),热敏电阻与R59分压点的电压变化其实反映了热敏电阻阻值的变化,即IGBT的温度变化, CPU通过监测该电压的变化,作出相应的动作指令:
(1) IGBT结温高于85℃时,调整PWM的输出,令IGBT结温≤85℃。
(2) 当IGBT结温由于某原因(例如散热系统故障)而高于95℃时, 加热立即停止, 并报知信息(祥见故障代码表)。
(3) 当热敏电阻TH开路或短路时, 发出不启动指令,并报知相关的信息(祥见故障代码表)。
(4) 关机时如IGBT温度>50℃,CPU发出风扇继续运转指令,直至温度<50℃(继续运转超过4分钟如温度仍>50℃, 风扇停转风扇延时运转期间,按1次关机键,可关闭风扇)。
(5) 电磁炉刚启动时,当测得环境温度<0℃,CPU调用低温监测模式加热1分钟, 1分钟后再转用正常监测模式,防止电路零件因低温偏离标准值造成电路参数改变而损坏电磁炉。
2.16 散热系统
将IGBT及整流器DB紧贴于散热片上,利用风扇运转通过电磁炉进、出风口形成的气流将散热片上的热及线盘L1等零件工作时产生的热、加热锅具辐射进电磁炉内的热排出电磁炉外。
CPU发出风扇运转指令时,15脚输出高电平,电压通过R5送至Q5基极,Q5饱和导通,VCC电流流过风扇、Q5至地,风扇运转CPU发出风扇停转指令时,15脚输出低电平,Q5截止,风扇因没有电流流过而停转。
2.17 主电源
AC220V 50/60Hz电源经保险丝FUSE,再通过由CY1、CY2、C1、共模线圈L1组成的滤波电路(针对EMC传导问题而设置,祥见注解),再通过电流互感器至桥式整流器DB,产生的脉动直流电压通过扼流线圈提供给主回路使用AC1、AC2两端电压除送至辅助电源使用外,另外还通过印于PCB板上的保险线P.F.送至D1、D2整流得到脉动直流电压作检测用途。
注解 : 由于中国大陆目前并未提出电磁炉须作强制性电磁兼容(EMC)认证,基于成本原因,内销产品大部分没有将CY1、CY2装上,L1用跳线取代,但基本上不影响电磁炉使用性能。
2.18辅助电源
AC220V 50/60Hz电压接入变压器初级线圈,次级两绕组分别产生13.5V和23V交流电压。
13.5V交流电压由D3~D6组成的桥式整流电路整流、C37滤波,在C37上获得的直流电压VCC除供给散热风扇使用外,还经由IC1三端稳压IC稳压、C38滤波,产生 5V电压供控制电路使用。
23V交流电压由D7~D10组成的桥式整流电路整流、 C34滤波后, 再通过由Q4、R7、ZD1、C35、C36组成的串联型稳压滤波电路,产生 22V电压供IC2和IGBT激励电路使用。
2.19 报警电路
电磁炉发出报知响声时,CPU14脚输出幅度为5V、频率3.8KHz的脉冲信号电压至蜂鸣器ZD,令ZD发出报知响声。 三,故障维修
458系列须然机种较多,且功能复杂,但不同的机种其主控电路原理一样,区别只是零件参数的差异及CPU程序不同而己。电路的各项测控主要由一块8位4K内存的单片机组成,外围线路简单且零件极少,并设有故障报警功能,故电路可靠性高,维修容易,维修时根据故障报警指示,对应检修相关单元电路,大部分均可轻易解决。
3.2 主板检测标准
由于电磁炉工作时,主回路工作在高压、大电流状态中,所以对电路检查时必须将线盘(L1)断开不接,否则极容易在测试时因仪器接入而改变了电路参数造成烧机。接上线盘试机前,应根据3.2.1<<主板检测表>>对主板各点作测试后,一切符合才进行。
按样式分类，可以分以下三种。
台式电磁炉：分为单头和双头两种，具有摆放方便、可移动性强等优点。因为价格低较受欢迎。
埋入式电磁炉：是将整个电磁炉放入橱柜面内，然后在台面上挖个洞，使灶面与橱柜台面成一个平面。业内专家认为这种安装方法只求美观，但不科学，很大一部分消费群体把电磁炉当做火锅，埋入式炒菜并不方便。
嵌入式电磁炉：可适应不同锅具的需要，不再对锅具有特殊要求。本文主要介绍利用SPMC65P2404芯片来实现电磁炉的设计。SPMC65P2404是凌阳推出的一款工业控制8位单片机，具有很高的性价比，抗干扰能力强，非常适合应用于工业控制类、家电类产品的设计。使用SPMC65P2404设计的电磁炉具有如下性能：六种加热模式：火锅、煎炸、炒菜、烧烤、蒸煮、烧焖；一种自动工作模式：烧水；最大720分钟的定时开机功能；2小时自动关机保护功能；小物件检测功能，对不合适的物件不进行加热；系统采用过流、过压、超温等多种保护措施；采用开关电源，使系统能够在180~250V的电压范围内正常工作；系统设置了故障报警功能，方便故障查找及检修；系统含有自检程序，方便生产测试。2、电磁炉设计要求电磁炉作为一种普遍的家用产品，除了要具有基本的加热功能外，它的安全性能及稳定性能是设计的关键。电磁炉设有多种保护装置，包括小物件检测、过热自动停机保护、过压或欠压自动停机保护、空烧自动停止加热保护、2小时断电保护、1～2分钟自动停机保护以及声光报警显示等。
综合起来，电磁炉可由下述技术特性参数考核：
（1）自身保护特性。输出开关管是电磁炉的关键元件，工作于高电压、大功率状态，受成本和器件参数限制，设计时不可能有很大的富裕量，故在工作过程中，若电源电压过高、工作状态切换时产生瞬间冲击、电流增大、机内温升过高、铁锅挪离灶板或空载，开关管都可能损坏。因此，应保证过压、过流、过温、锅检测等保护装置正常；
（2）锅底温度控制特征。锅底发热直接传至灶板（陶瓷玻璃），灶板是导热材料，故一般都将热敏元件安装在灶板底部，探测锅底的温度；
（3）功率稳定性。电磁炉应具有输出功率自动调整功能，以改善电源适应性和负载适应性；
（4）电磁兼容性。该性能涉及对其余家电的干扰和对人体的危害。电磁炉均在电源回路中设有LC滤波电路并用金属围框吸收漏磁通，同时采用脉冲方式，使平均辐射功率控制在最小限度；在实现以上电磁炉的性能规格的基础上，我们设计的电磁炉还具有以下的功能规格：手动控制火力，从300W~1800W 的范围，共分为14 档火力，每档均有稳定的功率；手动定温选择，从70 ~240℃的范围，共分为6 档定温选择，每档都能达到精确定温；自动烹调功能，内部自带1 自动烹调功能：烧水。6 种自选功能：火锅，炒菜，蒸煮，炖焖，煎炸，烧烤，其中火锅，炒菜可以调节不同的火力档位；蒸煮，炖焖，煎炸，烧烤4 种功能可以选择不同的温度。可以实现1~720 分钟预约开机功能，1~180 分钟的定时关机功能。系统提供2 小时自动关机的保护功能。3、系统硬件设计系统采用SPMC65P2404 作为主控MCU，主要模式有：键盘扫描，锅体温度检测，IGBT温度检测，电流过流检测，超压欠压检测，振荡信号检测，风扇控制，数码管显示控制，
凹面电磁炉的设计，能让锅壁受热更均匀，能加快烹饪速度，那凹面电磁炉需要专用锅吗呢?一起来了解看看吧。
一、凹面电磁炉需要专用锅吗
最好是选择专用锅，虽然普通锅也可以使用，但会出现一些不便之处，譬如说平底锅就不是很适用，因为底部是平的，而电磁炉是凹面的，这样在中心区域就不能完全贴合，这块区域受热就比较慢一些，影响使用效果。而普通燃气灶锅具底部圆弧明显，也不适合使用，因为凹面电磁炉的弧度比较小，会放不稳。
因此凹面电磁炉最好是选择专用锅，或者说购买凹面比较深的商业电磁炉，这样就可以用普通圆底锅来使用。
二、电磁炉使用要注意什么
1、注意锅具选择
电磁炉对锅具是有一定限制的，最好是选择平底锅的，而且要是铁质的，这样才能更好接收电磁波进行加热，平底锅整个底面都是平整的，刚好能贴合电磁炉面来使用。同时使用的锅具尺寸不能太小，要超过电磁炉加热圈才行，否则外圈没有被接触到的话，就容易存在危险。要是锅底薄的话，也不适合用在电磁炉上。
2、注意使用
锅具中要加入食材或水才能在电磁炉上使用，若是放置空锅用的话，不仅会对电磁炉造成损伤电磁炉，还会损坏到锅具，最好是先放入食材，再启动电磁炉。而且在电磁炉和锅具之间不能有杂物，否则电磁炉加热带来的热量会点燃杂物，出现火灾等问题。
3、注意清洗
切忌将电磁炉整个泡到水中清洗，否则进水后会损坏内部零件，导致失效。
看电视机用的是LC滤波，耗了多少电能|？？？。我是不明白电磁炉为什么没有电感参与滤波呢|？难道整流后的那只算是吗|？/是偷工减料还是根本就没必要，是不是老爆功率管与此有关呢|？？
楼上的朋友说该电容做功耗电了，那怎么体现出来呢|？电容发热了吗|？/？低损耗可以忽略的吧。如果说电磁炉的待机功耗比电视机还要大的话，打死我也不信。1/6有吗
