1、第 1 页电磁炉工作原理与故障分析讲座第 2 页目录第一章 电磁炉的基 本工作原理的 介绍.3第二章 电磁炉组装结构图 .5第三章 电磁炉的基本加热功能及保护功能介绍 .7第四章 电磁炉的原理 图各功能部分的 分析 .9第五章 电磁炉常见异常故障分析之“葵花宝典”.32第六章 电磁炉元器件的认别及其测量方式 .43第七章 电磁炉上元器件 的规格与作用简介.48电磁炉由于具有热效率高、使用方便、无烟熏、无煤气污染、安全卫生等优点，非常适合现代家庭使用第 3 页第一章 电磁炉的基本工作原理的介绍电磁炉的加热原理电磁炉又称电磁灶，分为工频（低频）和高频两种。其中，工频电磁炉工作简单可靠，但躁声大，热
2、效率低，这里所说的电磁炉指高频电磁炉。电磁炉是利用电磁感应原理将电能转换为热能的工作原理。由整流电路将 50/60Hz 的交流电压转换成直流电压（AC-DC-AC、交流-直流-交流） ，再经过控制电路将直流电压转换成频率为 2035KHz 的高频电压，高速变化的电流流过线圈产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿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，达到用户使用的结果。如图 1图 1第 4 页图 2如图 2。电磁感应加热的基本过程，至少需要整流单元、功率开关管、功率开关管驱动控制单元、加热线圈单元及锅具等部件。电磁炉是运用高频电磁感应原理加热。它
3、将市电整流滤波后得到的脉动直流转换为高频电流，通过加热线圈建立高频磁场，磁力线经线圈与金属器皿底部构成的磁回路穿透炉面作用于锅底，利用小电阻大电流的短路热效应产生热量，在锅底形成涡流而发热，起到加热器皿中的食物的作用。一般来讲,器皿一般是用钢质、铁质材料来加热，铝、铜由于表面电阻率太小，而不易被加热，陶瓷、木等又由于表面电阻率太大，使产生电流太小，所以也不易被加热。第 6 页第二章 电磁炉组装结构图第 7 页电磁炉整机零件一般包括如下：1、陶瓷板： 又叫微晶玻璃板，位于电磁炉顶部，用于锅具的垫放，具有足够机械强度，耐酸碱腐蚀，耐高低温冲击。2、上 盖： 用耐温塑料制成，作为电器的外保护壳。3、
4、面 膜： 用塑料薄膜制成，用于功能显示及按键操作指示。4、灯 板： 又叫显示控制板，位于壳内，进行功能显示及功能按键操作。5、炉面传感器组件：位于壳内，嵌在发热盘的中间，用橡胶头或其它方式顶住陶瓷板，用于控制炉面锅具的温度。6、加热线盘：位于壳内，主工作器件，发射磁力线，自身也会发热。7、主 控 板：又叫电源板、主板，位于壳内，作为电转换的控制的主工作部分。8、电源线及线卡：连接市电与电磁炉，提供电源通道。9、电 风 扇：位于壳内，通过吸风将炉内热量带出壳外，起降温作用。10、下 盖： 用耐温塑料制成，作为电器的下保护壳，及支撑内部器件及锅具作用。第 8 页第三章 电磁炉的基本控制功能及保护功
5、能介绍电磁炉分显示部分和主板控制部分1、一般功能说明1)、显示介面有 LED 发光二极管显示模式、数码管、LCD 液晶、VFD 荧光屏显示模式几种。2)、操作方式有轻触按键、薄膜按键、触摸按键、编码器、电位器等模式。3)、操作功能有加热火力调节、自动恒温设定、定时开机、预约开/关机、电量电压查询、自动功能和半自动功能（蒸煮、煮粥、煲汤、煮饭） 、手动功能（煎、炸、抄、烤、火锅）等料理功能。4)、使用电压范围分两个不同电压段，220VAC240VAC 机种在 100VAC280VAC或 100VAC120VAC 机种在 85VAC144VAC 之间可连续工作，适用于 50/60Hz 的电压频率。
6、使用环境温度在2045。注明： a） 、功率输出：输出范围 120W2200W 之间b） 、温度控制: 即定温控制。c） 、定时控制: 可进行时间设置关机或开机。d） 、大小物检测:小于一定面积的金属将不被加热。60100、801202、保护功能具有锅具超温保护、锅具干烧保、炉面传感器开短路保护、炉面失效保护，IGBT 测温传感器开短路保护，IGBT 温度限制控制和超温保护、高低压保护、 2 小时无按键保护、浪涌电压/电流保护、高低温环境工作模式，VCE 过压保护、过零检测、大小物检测，锅具材质检测。注明: a）无锅报警，无锅或锅具材质不对，小物件：停止加热。若在 1 分钟内检测到有锅，则自动
7、退出报警状态，并恢复原来工作状态。b）高/低压保护，当市电电网电压波动超出工作范围时，应能停止功率输出并报警，例如超出 100280V 时出“低E1 ”或“高E2 ”；c）炉面传感器开路时，开机 1 分钟后检测，停止功率输出及报警，显示“E3”；d）炉面传感器短路时，停止功率输出及报警，显示“E4” ；e）IGBT 传感器开路时，开机 1 分钟后检测，停止功率输出及报警，显示“E5”；f）IGBT 传感器短路时，停止功率输出及报警，显示“E6” ；g）主传感器失效，停止功率输出及报警，显示“E7” ；h）干扰保护,当电网上产生瞬间高压或浪涌电流时，电路停止功率输出，暂停工作 2S，当干扰去除后
8、能回复功能输出。i）过温保护/干烧保护,由于电磁炉为加热电器，内部很多器件在工作时会发出热量，当温度过高时因能报警并停止功率输出，电源指示灯闪烁，待温度下降后恢复加热j）IGBT 温度过热,当高电压低功率自动提高功率以减小 IGBT 温升，如果出第 9 页现异常温升，则温度达到 95110则停止加热保护,待温度低于 65左右恢复加热。以艾美特电磁炉为例故障代码 故障原因 报警条件E1 低压保护 电网电压低于 1005VE2 高压保护 电网电压高于 2855VE3 炉面传感器开路 延迟 1 分钟才检测传感器是否开路E4 炉面传感器短路 马上停止加热E5 IGBT 传感器开路 延迟 1 分钟才检测
9、传感器是否开路E6 IGBT 传感器短路 马上停止加热E7 炉面传感器失效 根据每档档位判断传感器值变化3、电路控制上，除有上述功能的电路外，还应有如下动作电路：a） 交流转直流，通过整流桥堆进行转换；b） 电源转换，将强电转换成弱电，提供 18V，5V。c） 过零电路（同步电路） ，当 IGBT 的反压降到最低时才打开 IGBT；d） IGBT 驱动电路e） 谐振电路，f） 功率控制电路，将 PWM 进行积分处理，进行不同档下的功率控制；g） 检锅电路；h） 反压保护电路，将 IGBT 工作反压控制在合理范围内； I） 高压保护电路J） 功率校准电路，通过可调电阻进行K） 蜂鸣器驱动电路，风
10、扇驱动电路，热敏电阻取样电路L） 主芯片电路m） 显示及按键控制电路第 10 页第四章 电磁炉的原理图各功能部分的分析电磁炉主板原理方框图主板分成 10 大部分：1、主回路的主谐振电路分析2、IGBT 驱动电路分析：(推挽式电路，高电平驱动有效)3、电流取样电路4、干扰保护电路5、电压 AD 取样电路6、同步电路和压控/自激电路7、反压保护与 PWM 控制电路第 11 页8、炉面传感器与 IGBT 热敏电阻取样电路9、风扇控制电路10、开关电源电路一、主回路的主谐振电路分析由电力电子电路组成的电磁炉（Inductioncooker）是一种利用电磁感应加热原理，对锅体进行涡流加热的新型灶具。主电
11、路是一个 AC/DC/AC 变换器，由桥式整流器和电压谐振变换器构成，当电磁炉负载（锅具）的大小和材质发生变化时，负载的等效电感会发生变化，将造成电磁炉主电路谐振频率变化，导致电磁炉的输出功率不稳定，就会使功率管 IGBT 过压损坏。在此先分析电磁炉主谐振电路拓扑结构和工作过程是怎样的。1）电磁炉主电路拓扑结构电磁炉的主电路如图 1 所示，市电经桥式整流器变换为直流电，再经电压谐振变换器变换成频率为 2035kHz 的交流电。电压谐振变换器是低开关损耗的零电压型（ZVS）变换器，功率开关管的开关动作由单片机控制，并通过驱动电路完成。电磁炉的加热线圈盘与负载锅具可以看作是一个空心变压器，次级负载具有等效的电感和电阻，将次级的负载电阻和电感折合到初级，可以得到图 2 所示的等效电路。其中 R*是次级电阻反射到初级的等效负载电阻；L *是次级电感反射到初级并与初级电感 L 相叠加后的等效电感。2）电磁炉主电路的工作过程
