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在線測電磁爐要注意什麽 | 推 薦 文 章 | ||
| 更新時間：2022-05-18 | |||
cpu是主控元件，它是一塊微型計算機，俗稱單片機。 lm339集成塊是比較器。 二、原理分析 2.1特殊零件簡介 2.1.1lm339集成電路 lm339內置四個翻轉電壓為6mv的電壓比較器,當電壓比較器輸入端電壓正向時(+輸入端電壓高於-入輸端電壓),置於lm339內部控制輸出端的三極管截止,此時輸出端相當於開路;當電壓比較器輸入端電壓反向時(-輸入端電壓高於+輸入端電壓),置於lm339內部控制輸出端的三極管導通,將比較器外部接入輸出端的電壓拉低,此時輸出端為0v。 2.1.2igbt 絕緣柵雙極晶體管(iusulatedgatebipolartransistor)簡稱igbt,是一種集bjt的大電流密度和mosfet等電壓激勵場控型器件優點於一體的高壓、高速大功率器件。 目前有用不同材料及工藝制作的igbt,但它們均可被看作是一個mosfet輸入跟隨一個雙極型晶體管放大的復合結構。 igbt有三個電極(見上圖),分別稱為柵極g(也叫控制極或門極)、集電極c(亦稱漏極)及發射極e(也稱源極)。 從igbt的下述特點中可看出,它克服了功率mosfet的一個致命缺陷,就是於高壓大電流工作時,導通電阻大,器件發熱嚴重,輸出效率下降。 igbt的特點: 1.電流密度大,是mosfet的數十倍。 2.輸入阻抗高,柵驅動功率極小,驅動電路簡單。 3.低導通電阻。在給定芯片尺寸和bvceo下,其導通電阻rce(on)不大於mosfet的rds(on)的10%。 4.擊穿電壓高,安全工作區大,在瞬態功率較高時不會受損壞。 5.開關速度快,關斷時間短,耐壓1kv~1.8kv的約1.2us、600v級的約0.2us,約為gtr的10%,接近於功率mosfet,開關頻率直達100khz,開關損耗僅為gtr的30%。 igbt將場控型器件的優點與gtr的大電流低導通電阻特性集於一體,是極佳的高速高壓半導體功率器件。 目前458系列因應不同機種采了不同規格的igbt,它們的參數如下: (1)sgw25n120----西門子公司出品,耐壓1200v,電流容量25℃時46a,100℃時25a,內部不帶阻尼二極管,所以應用時須配套6a/1200v以上的快速恢復二極管(d11)使用,該igbt配套6a/1200v以上的快速恢復二極管(d11)後可代用skw25n120。 (2)skw25n120----西門子公司出品,耐壓1200v,電流容量25℃時46a,100℃時25a,內部帶阻尼二極管,該igbt可代用sgw25n120,代用時將原配套sgw25n120的d11快速恢復二極管拆除不裝。 (3)gt40q321----東芝公司出品,耐壓1200v,電流容量25℃時42a,100℃時23a,內部帶阻尼二極管,該igbt可代用sgw25n120、skw25n120,代用sgw25n120時請將原配套該igbt的d11快速恢復二極管拆除不裝。 (4)gt40t101----東芝公司出品,耐壓1500v,電流容量25℃時80a,100℃時40a,內部不帶阻尼二極管,所以應用時須配套15a/1500v以上的快速恢復二極管(d11)使用,該igbt配套6a/1200v以上的快速恢復二極管(d11)後可代用sgw25n120、skw25n120、gt40q321,配套15a/1500v以上的快速恢復二極管(d11)後可代用gt40t301。 (5)gt40t301----東芝公司出品,耐壓1500v,電流容量25℃時80a,100℃時40a,內部帶阻尼二極管,該igbt可代用sgw25n120、skw25n120、gt40q321、gt40t101,代用sgw25n120和gt40t101時請將原配套該igbt的d11快速恢復二極管拆除不裝。 (6)gt60m303----東芝公司出品,耐壓900v,電流容量25℃時120a,100℃時60a,內部帶阻尼二極管。 2.2電路方框圖 2.3主回路原理分析 時間t1~t2時當開關脈沖加至q1的g極時,q1飽和導通,電流i1從電源流過l1,由於線圈感抗不允許電流突變.所以在t1~t2時間i1隨線性上升,在t2時脈沖結束,q1截止,同樣由於感抗作用,i1不能立即變0,於是向c3充電,產生充電電流i2,在t3時間,c3電荷充滿,電流變0,這時l1的磁場能量全部轉為c3的電場能量,在電容兩端出現左負右正,幅度達到峰值電壓,在q1的ce極間出現的電壓實際為逆程脈沖峰壓+電源電壓,在t3~t4時間,c3通過l1放電完畢,i3達到最大值,電容兩端電壓消失,這時電容中的電能又全部轉為l1中的磁能,因感抗作用,i3不能立即變0,於是l1兩端電動勢反向,即l1兩端電位左正右負,由於阻尼管d11的存在,c3不能繼續反向充電,而是經過c2、d11回流,形成電流i4,在t4時間,第二個脈沖開始到來,但這時q1的ue為正,uc為負,處於反偏狀態,所以q1不能導通,待i4減小到0,l1中的磁能放完,即到t5時q1才開始第二次導通,產生i5以後又重復i1~i4過程,因此在l1上就產生了和開關脈沖f(20khz~30khz)相同的交流電流。t4~t5的i4是阻尼管d11的導通電流, 在高頻電流一個電流周期裡,t2~t3的i2是線盤磁能對電容c3的充電電流,t3~t4的i3是逆程脈沖峰壓通過l1放電的電流,t4~t5的i4是l1兩端電動勢反向時,因d11的存在令c3不能繼續反向充電,而經過c2、d11回流所形成的阻尼電流,q1的導通電流實際上是i1。 q1的vce電壓變化:在靜態時,uc為輸入電源經過整流後的直流電源,t1~t2,q1飽和導通,uc接近地電位,t4~t5,阻尼管d11導通,uc為負壓(電壓為阻尼二極管的順向壓降),t2~t4,也就是lc自由振蕩的半個周期,uc上出現峰值電壓,在t3時uc達到最大值。 以上分析證實兩個問題:一是在高頻電流的一個周期裡,只有i1是電源供給l的能量,所以i1的大小就決定加熱功率的大小,同時脈沖寬度越大,t1~t2的時間就越長,i1就越大,反之亦然,所以要調節加熱功率,只需要調節脈沖的寬度;二是lc自由振蕩的半周期時間是出現峰值電壓的時間,亦是q1的截止時間,也是開關脈沖沒有到達的時間,這個時間關系是不能錯位的,如峰值脈沖還沒有消失,而開關脈沖己提前到來,就會出現很大的導通電流使q1燒壞,因此必須使開關脈沖的前沿與峰值脈沖後沿相同步。 2.4振蕩電路 (1)當g點有vi輸入時、v7off時(v7=0v),v5等於d12與d13的順向壓降,而當v6 (2)當v6>v5時,v7轉態為off,v5亦降至d12與d13的順向壓降,而v6則由c5經r54、d29放電。 (3)v6放電至小於v5時,又重復(1)形成振蕩。 “g點輸入的電壓越高,v7處於on的時間越長,電磁爐的加熱功率越大,反之越小”。 2.5igbt激勵電路 振蕩電路輸出幅度約4.1v的脈沖信號,此電壓不能直接控制igbt(q1)的飽和導通及截止,所以必須通過激勵電路將信號放大才行,該電路工作過程如下: (1)v8off時(v8=0v),v8<v9,v10為高,q8和q3 (2)v8on時(v8=4.1v),v8>v9,v10為低,q8和q3截止、q9和q10導通,+22v通過r71、q10加至q1的g極,q1導通。 2.6pwm脈寬調控電路 cpu輸出pwm脈沖到由r6、c33、r16組成的積分電路,pwm脈沖寬度越寬,c33的電壓越高,c20的電壓也跟著升高,送到振蕩電路(g點)的控制電壓隨著c20的升高而升高,而g點輸入的電壓越高,v7處於on的時間越長,電磁爐的加熱功率越大,反之越小。 “cpu通過控制pwm脈沖的寬與窄,控制送至振蕩電路g的加熱功率控制電壓，控制了igbt導通時間的長短,結果控制了加熱功率的大小”。 2.7同步電路 r78、r51分壓產生v3,r74+r75、r52分壓產生v4,在高頻電流的一個周期裡,在t2~t4時間(圖1),由於c3兩端電壓為左負右正,所以v3v5,v7off(v7=0v),振蕩沒有輸出,也就沒有開關脈沖加至q1的g極,保證了q1在t2~t4時間不會導通,在t4~t6時間,c3電容兩端電壓消失,v3>v4,v5上升,振蕩有輸出,有開關脈沖加至q1的g極。以上動作過程,保證了加到q1g極上的開關脈沖前沿與q1上產生的vce脈沖後沿相同步。 2.8加熱開關控制 (1)當不加熱時,cpu19腳輸出低電平(同時13腳也停止pwm輸出),d18導通,將v8拉低,另v9>v8,使igbt激勵電路停止輸出,igbt截止,則加熱停止。 (2)開始加熱時,cpu19腳輸出高電平,d18截止,同時13腳開始間隔輸出pwm試探信號,同時cpu通過分析電流檢測電路和vac檢測電路反饋的電壓信息、vce檢測電路反饋的電壓波形變化情況,判斷是否己放入適合的鍋具,如果判斷己放入適合的鍋具,cpu13腳轉為輸出正常的pwm信號,電磁爐進入正常加熱狀態,如果電流檢測電路、vac及vce電路反饋的信息,不符合條件,cpu會判定為所放入的鍋具不符或無鍋,則繼續輸出pwm試探信號,同時發出指示無鍋的報知信息(祥見故障代碼表),如1分鐘內仍不符合條件,則關機。 2.9vac檢測電路 ac220v由d1、d2整流的脈動直流電壓通過r79、r55分壓、c32平滑後的直流電壓送入cpu,根據監測該電壓的變化,cpu會自動作出各種動作指令: (1)判別輸入的電源電壓是否在充許范圍內,否則停止加熱,並報知信息(祥見故障代碼表)。 (2)配合電流檢測電路、vce電路反饋的信息,判別是否己放入適合的鍋具,作出相應的動作指令(祥見加熱開關控制及試探過程一節)。 (3)配合電流檢測電路反饋的信息及方波電路監測的電源頻率信息,調控pwm的脈寬,令輸出功率保持穩定。 “電源輸入標准220v±1v電壓,不接線盤(l1)測試cpu第7腳電壓,標准為1.95v±0.06v”。 2.10電流檢測電路 電流互感器ct二次測得的ac電壓,經d20~d23組成的橋式整流電路整流、c31平滑,所獲得的直流電壓送至cpu,該電壓越高,表示電源輸入的電流越大,cpu根據監測該電壓的變化,自動作出各種動作指令: (1)配合vac檢測電路、vce電路反饋的信息,判別是否己放入適合的鍋具,作出相應的動作指令(祥見加熱開關控制及試探過程一節)。 (2)配合vac檢測電路反饋的信息及方波電路監測的電源頻率信息,調控pwm的脈寬,令輸出功率保持穩定。 2.11vce檢測電路 將igbt(q1)集電極上的脈沖電壓通過r76+r77、r53分壓送至q6基極,在發射極上獲得其取樣電壓,此反影了q1vce電壓變化的信息送入cpu,cpu根據監測該電壓的變化,自動作出各種動作指令: (1)配合vac檢測電路、電流檢測電路反饋的信息,判別是否己放入適合的鍋具,作出相應的動作指令(祥見加熱開關控制及試探過程一節)。 (2)根據vce取樣電壓值,自動調整pwm脈寬,抑制vce脈沖幅度不高於1100v(此值適用於耐壓1200v的igbt,耐壓1500v的igbt抑制值為1300v)。 (3)當測得其它原因導至vce脈沖高於1150v時((此值適用於耐壓1200v的igbt,耐壓1500v的igbt此值為1400v),cpu立 |
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