三洋 IC-F16(SM)型电磁炉 维修服务手册 大连三洋家用电器有限公司 2003.9.28 目录 一．电磁炉工作原理简介 二．电磁炉主要环节原理说明 三．整机原理框图 四．电磁炉内部结构 五．故障检查流程 六．维修方法及注意事项 七．故障检查流程图 八．原理图 一．电磁炉工作原理简介 电磁炉工作原理是基于电磁感应加热的原理。由于电磁炉没有明火，所以从 安全性角度出发他优于电阻丝加热和燃气加热，不容易引起火灾或瓦斯中毒的危险。 它的基本原理是先将交流电变成直流电，随后再将直流电变成高频交流电（即 AC-DC-AC 变换技术）高频交流电的频率通常在 20KHZ~30KHZ 之间，我们再把高 频交流电送入一扁平的线盘，使之产生高频交流磁场。如果我们把铁磁性的锅子置 于该磁场中间，那么磁场就会在锅底产生涡流而产生热量将锅底加热。显而易见前 提是锅底本身必须由不锈钢或铁制成。由于发热只能在锅底产生，不会将周围空气 加热因此热效率明显高于用明火加热的方式。 微电脑电磁炉是在控制电路中加入了主控 CPU 芯片，使电磁炉使用更为方便 可靠。如 CPU 芯片可以很圆满的完成过电压，过电流，过热，定时，恒功率加热， 以及大功率开关元件的保护等功能。 二.电磁炉主要环节原理说明 1．输入部分 即前面所述的 AC-DC 转换部分。在此包括输入熔断器，过电压保护用压敏电 阻器（Varistor）,EMC 抑制电路，整流器，20~30KHZ 脉冲抑制电路等。 3 4 F101 C112 C113 ~220V IN R108 C103 CM C102 AC1 V+ V- AC2 BD ZMR101 L109 A B （图一） 压敏电阻器 ZMR 主要用以防止过高的浪涌电压进入电磁炉造成炉子损坏，通 常选用 430~470V 等级的电压。一旦发生电网上存在浪涌电压（如雷击或断开电感 性负载时很容易在电网上产生浪涌）时压敏电阻就会将这部分能量消耗掉，甚至会 由于通过压敏电阻的大电流将熔断器烧坏而断电源。 图一 CM,C112,C102 构成共模噪声抑制电路，它可以防止 DC/AC 逆变过程中产 生的干扰信号进入电网，也可以防止电网对地的干扰信号进入电磁炉，在必要时还 可以在 A 和 B 点内在串入两只电感线圈用以抑制差模干扰。 L109 和 C113 主要用以滤在 20~30KHZ 的高频交流而并非 50HZ 整流后的滤波 电容，所以要求 C113,C103 本身的串联电感要求尽可能小。所以不可以使用普通的 电介质电容器。由于通过 L109 的电流中除了 20~30KHZ 的高频外，还有相当大的 直流电流分量，此直流分量会使电感的铁芯迅速饱和，这就会使铁芯的 u 值大幅下 降，使 L=0。所以 L109 所用的材料必须是带有大氧隙的硅钢片或铁粉压或磁芯绝 对不可以用环形缺氧体铁芯。 2．逆变部分 4 C113 L C300 （图二） （图三） t 这是电磁炉的心脏部分，现代电磁炉均采用 IGBT 管作为主攻率开关，为了减 小 IGBT 在开关过程中过大的开关损耗，所以大都利用在 LC 谐振过零时刻接通或 断开 IGBT。 在此 IGBT 暂且用一个开关来替代，当开关闭合时，由于 C300 的充电效应由电 源供给的电流中有一尖峰（如图三所示）随后电流按 i=u/L*t 线性增长，在增长过 程中当开关断开时，LC 就发生振谐，振谐的频率由 f=1/2∏√LC 所决定,而电压幅 值由 LC 的 Q 值所决定.可见若 IGBT 导通时间 t 不变而锅具却被移去，此时 Q 值突 然上升，会导致 IGBT 严重的过电压而烧坏。除非在移动锅具的同时减小 IGBT 的 导通时间 t 以限制进入磁场的能量。否则 IGBT 肯定被击穿，为了避免这种现象发 生，在本控制电路中增设了锅具检测电路，它由 IC5D 来完成。 3．电流检测回路 传统的电磁炉电流检测大多数都采用电流互感器，如果互感器接在 50HZ 回路 中，则通常用硅钢片做铁芯而串在高频回路则大都用铁氧体作铁芯。 由于电流互感器非线性现象比较严重，不能真实反映负载的大小，这里采用电阻采 样的方法在 IGBT 流过峰值电流为 10A 时在电阻上产生电压降 4 GND 2 1 3 4 11 IC4A R322 C320 R324 R323 C321 VR R423 GND GND GND GND I R321 R320 GND （图四） Vp=0.1V，此电压经反向放大器放大至 100A 左右，即可在 VR 端获得 10V 的 峰值电压。 4．IGBT 驱动脉冲形成电路 本电路主要由 IC5B 和 IC5C,Q302 和 Q303 等构成。 初始状态： 由于 A 点电压 UA>B 点电压 UB，因此 IC5B 的 Pin1 位低电平。经电容耦合 Pin8 也为 L 电平，故 Pin14 为 H 高电平，并使 IGBT 门级 G 为 H 高电平，IGBT 一直导 通。 在此期间，C301 的充电电流 ic 对 C301 充电，于是 Pin8 电压波形如图六所示 变化，当达到 t2 时 Pin8 上电位高于 Pin9 上电位，于是 IC5C 突然翻转 Pin14 为 L 电平，并使 IGBT 关断。 如果增大控制电压 Uc，则 t2 点往右移，也就是说 IGBT 的门驱动脉冲变宽， 致使电磁炉功率增加。 电磁炉的启动： SB1 为启动信号，当 SB1 为高电平时 Q 导通，在其集电极上产生负跳变脉冲， 此脉冲经 C308 耦合至 B 点，使 IGBT 门级 G 获得正脉冲与此同时 Q304 截止，撤 销了对 IC5C 的 Pin14 的对地旁路作用。否则 Q304 是导通的，IC5C 的 Pin14 始终 为的电平 IGBT 就得不到正向触发脉冲。] 如果发生过电压故障，只要立即撤销 Uc 就可以关断 IGBT。本电磁炉的过电流 保护直接由 CPU 来完成的只要 CURRENT 的值超过 CPU 内部的门限制，CPU 就自 动限制 PWM 的值来降底控制电压 Uc 的大小。 4 3 2 6 7 1 IC5B 18V C301 8 9 14 IC5C R302 R303 C304 GND Q302 Q303 R334 R312 GND 18V R315 D301 18V R311 R310 Q301 SB1 GND R333GND R313 Q304 945 GND R353 GND IGBT C300 R317 C308 GND R301 R357 GND DC C311 GND GND Uc A B （图五） t1 t2 C301 上的波形 （图六） 5.电磁炉的功率调节 2 3 13 14 12 IC4D R404 R403 R402 R401 D303 C302 C401 GND PWM R314 R305 18V 4 2 5 3 12 IC5A R307 100 18V GND R336 R335 GND Uc U （图七） 基本功率设定由面板上的按钮送指令至 CPU 的 I/O 口随即 CPU 送出一串 PWM 信号，此串脉冲的平均值将转换成 Uc 控制信号来改变 IGBT 门极脉冲宽度。图七即 为CPU输出PWM信号转换成Uc的实施方案。来自CPU的PWM信号，经R305,C302 滤波成直流电；经 IC4D 构成的正相放大器放大，再经 R402,R401 分压送至 Uc 端子。 IC5A 为过电压保护电路，一旦 IGBT 的电压达到 1100V,比较器输出立即变低电平于 是 Uc 被下拉，IGBT 驱动脉冲立即变窄。 6．IGBT 温升过高或线圈盘温升过高的保护。 这两项保护均采用 NPT 热敏电阻检测并将输出信号直接送 CPU 进行处理。 7．其他检测信号 a)CLK1 信号 3 GND CLK1 R360 R346 GND 6 7 5 IC4D R361 R362 18V D633 D413 R363 R364 5V ~ （图八） 本 CLK1 信号直接取如 50HZ 电网并经过比较器 IC4D 整形成方波送往 CPU 供开机信号 SB1 过零开启之用。 b)电网电压测试 由电阻 R424,R425,R426 分压成 SYSV 直接提供 CPU，一旦此值超过 CPU 内 门限电压，电磁炉即自动关闭。 c)定时功能 由操作面板发出指令，直接送 CPU 进行开/关机控制。 8．辅助用电开关电源 4 3 2 C107 R102 C106 5V C104 ZD101 C111 R103 R107 C101 GND D102 GND 18V R104 C114 GND GND 5V D105 FAN R101 GND D103 GND T101 C110 GND 1 2 3 4 5 6 7 8 IC2 IC3 Q101 5V D101 L101 R202 L102 GND GND GND C105 GND Q102 ZD102 C108 R3 POWER R190 R191 GND 本电路为典型的单端反激式开关电源。VIP12A 芯片是 ST 公司生产的单片 开关电源芯片其中内含高压 MOSFET 和控制 IC 芯片，其最大输出功率为 12W(230V 输入时) 电压检测采用 TL431 电压基准，并经 PNP 管与 VIP12A 相匹配，其电压输 出精度较好。 三.整机原理框图 保险丝 电感 电热线盘 压敏电阻 0.27u 5u 采样电阻 IGBT 20V EMI 回 路 开关电源 同步 IGBT 过压保护 振荡 输出控制 驱动回路 电源检测 电网电压检测 锅具检知 温度检知 主控 IC 四.电磁炉内部结构 五、故障检查及排除方法 1． 通电无任何反应，所有指示灯均不亮。 a）.检查熔断器是否熔断。 （1）若熔断器正常，则检查开关电源。 甲． 开关电源变压器初级绕组是否开路？ 乙． VIPER12A Pin 8, 7 对 Pin 1, 2 是否短路？ 丙． +5V， +20V 电压输出是否正常。 丁． C111 （10UF/450V ）两端是否有 300V 直流电压？ （2）若熔断器已烧断，则。 甲． 检查压敏电阻是否被击穿？ 乙． 检查 IGBT CE 间是否短路？ G、C、E 间是否导通，如果导通， 则拆下 IGBT 再检查 C113 两端电阻，若电阻极小，则 C113 已损坏。 丙． 拆下线盘，检查 C300 是否击穿。 丁． 检查整流桥是否正常。 戊． 若一切均正常，则换上熔断器再进行检查。 b>.检查所有接插件是否松动。 2． 更换 CPU 控制板，如果工作正常则说明原来的 CPU 芯片可能有问题。 3． 指示灯均正常，但炉子不加热。 检查 R350、R352 一连串电阻是否正常？ 4． 用不接地的示波器检查 IGBT 门极驱动电压波形是否正常，如果没有波形而 Q302、Q303 发射极上有脉冲波形，则可能是 R317 开路。 5． 如果电磁炉因过热而跳开，停机后过一段时间又能正常工作，则须检查风扇 是否运行正常？ a>.检查风扇及其供电控制回路是否正常，风扇插头是否接触良好？ b>.用外接 20V 电压检查风扇是否能正常工作。（注意：不要接反极性）。 c>.检查晶体管 Q701 是否损坏。 d>.检查 PFD 在开机后是否跳 H（高）电平。 6． 开机后不能加热。 a>.检查锅具的材质是否为导磁材料。 b>.检查锅具直径是否太小或锅底过薄。 c>.线盘与锅底距离是否太大？ d>.R350、R352 一大串电阻中有可能有个别电阻开路。 e>.IC 芯片 LM339 是否损坏。 f>.板子之间插头接触是否可靠？ g>.电源电压是否正常？ h>.IGBT 的 G、E 极间短路或 R317 开路。 7． 开机后 LED 指示异常 可能主控 IC 芯片损坏。 8． 开机后能加热，但火力不足。 a>.检查 C300 容量及漏电状况。 b>.检查整流桥 9． 开机后能加热，但火力调不低。 a>.检查 IC4D Pin 12 上电压是否失控（指>5V）。 b>.R403 开路或变值。 c>.D303 反向漏电太大。 六、维修方法及注意事项。 1． 维修时需用 3KVA 以上 1：1 的隔离变压器将高压电网与维修机隔离。 2． 所用示波器必需是外壳不接地的。 3． 在未找到故障原因之前严禁轻易更换熔断器。 4． 严禁用规格不一样的元器件代用，尤其是 IGBT 和线圈盘。 5． 所用电烙铁应采用三芯插头，尤其是焊接 IGBT 和主控 IC。 6． 严禁带电焊接和维修操作。 七.故障检查流程图 1.通电后无任何反应 NG NG NG OK OK OK NG NG OK OK NG OK OK NG NG OK OK NG NG OK OK NG NG NG OK 更 换 主 控 IC 板 检 查 主 控 IC 板插头 检 查 开 关 电源输出 检 查 风 机 是 否 短路 更换 风扇 检查 Q 102 更换 Q 102 检查 D101,D102 C106,C107 更 换 相 关远件 检 查 高 频 变压器 更 换 高 频 变压器 检查 VIP12A 更换 VIP12A 检 查 整 流桥 更 换 压 敏电阻 检 查 压 敏电阻 FUSE 是 否短路 检查 FUSE 更 换 C300 检 查 C300 更 换 电 容 检 查 5u 电容 更 换 整 流桥 组装 测试 更换 FUSE 更换 IGBT 检查 IGBT 及二极管 2.放上锅具无加热效应 NG NG OK OK NG OK OK NG NG NG OK OK NG NG OK OK NG OK 检查 Q301 集电极电位 更换 C301 检查 Q304 检 查 IC5B 应为 L 电位 检查 C301 检查 R352,R402 串电阻开路否 更换 Q 304 更换 Q 301 换电阻 检查 SB1 应 为 H 电 位 更换主控 IC 板 检 查 Q302,Q303 换 Q302,Q303 更换 IGBT 组装测试 检查 IGBT 观察 IC5C(Pin14) 的波形 3.放上锅具加热一段时期，自行停机在隔一段时间又再加热 NG NG OK OK NG OK OK NG OK OK NG 4.放上锅具未按启动按钮即自行加热 NG OK NG OK NG OK NG OK 无波形 检查风扇是 否正常 检查两只 NTC 是否损坏 检查风扇是 否转动正常 检查风道是 否受阻 检查 Q701,D701 检查 PFD 电位应 H 更换 NTC 组装测试 更换主控管 更换 Q701,D701 更换风扇 组装测试 检查 SB1 应 为 L 电位 检查 C301C 极应 H 电位 检查 Q304 观察 PWM 波形 更换主控 IC 板 更换 Q304 更换 C301 更换主控 IC 板 6 7 1 IC5B 18V 18V C301 1000p 8 9 14 IC5C LM339 F101 10A C300 0.27u/1200V GND R317 3.3 R352/1 J/47K/1/4W R352/2 J/47K/1/4W R350/2 J/100K/1/4W C112 2u/250V C113 5u/500V R353 10K C107 100u R102 100 C106 100u 5V ~220V IN R350/1 J/100K/1/4W R302 J/1.5K/1/4W R311 10K R303 J/39K/1/4W C104 100u C304 330PGND ZD101 18V C111 10u/400V R310 1K R103 J/10K/1/4W RT/PAN 104CT R107 47K/2W C801 0.22u RT/IGBT 104CT R902 J/4.7K/1/4W 5V R301 J/4.7k/1/4W C308 1000p GND R108 J/330K/1/4W D901 1N4148 D412 1N4007 R904 2.2K C901 0.22u R801 2.2K GND R320 0.01/2W C101 0.1u R424 J/150K/1/4W R425 J/150K/1/4W Q302 8050 Q303 8550 R334 5.6K R312 100 GND 18V GND GND GND R426 J/5.1K/1/4W GND GND D102 RF107 D104 IN4007 R315 22 GND CLK1 R360 J/30K/1/4W 18V R352/3 J/47K/1/4W R352/4 J/47K/1/4W R350/3 J/22k/1/4W C103 2u CM 4mH*2 C102 2u/250V 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 CON_1 + FAN 18V D701 1N4148 R703 1K FAN R104 J/10K/1/4W C114 0.1u GND GND 5V AC1 V+ V- AC2 BD+IGBTB BD BD+IGBTA IGBT D105 RF107 FAN 2 1 3 4 11 IC4A LM324 Q301 R321 1K R322 1K C320 0.1u R324 2K R323 220K C321 0.22u VR 10K R423 2.2K C450 104 9 2 10 IC4C LM324 R101 510 GND D103 IN4148 5V R802 J/4.7K/1/4W GND T101 C110 0.01u/400V GND 1 2 3 4 5 6 7 8 IC2 VIPER12A IC3 TL431 Q101 733 5V D101 RF107 L101 0.7mH R202 2.7K L102 0.7mH GND GND GND C105 100u GND Q102 8050 ZD102 18V C108 100u R3 510 R422 10K Q701 8050 GND R428 5.6K ZMR101 D301 1N4148 D305 18V W2 W1 L109 R420/1 J/220K/1/4W R420/2 J/220K/1/4W R421 J/1.5K/1/4W GND 18V 4 2 5 3 12 IC5A R307 100 18V GND R336 56K R335 12K GND 10 11 13 IC5D R308 12K R309 22K GND 18V 13 14 12 IC4D LM324 R404 1.5K R403 3.6K R402 20K R401 100K D303 1N4148 C302 10u/16v C401 47u GND PWM GND 18V GND CURRENT CLK2 POWER D422 1N4148 5V C411 10u/16V SYS_V R347 J/330K/1/4W R346 J/330K/1/4W GND R341 22K R342 1.2K GND 18V SB1 CURRENT SB1 PWM SYS_V POWER RST 15 PB3/AN3 7 PB2/AN2 8 PB1/AN1 9 PB0/AN0 10 PA2 4 PA7/SCL 19 OSC1 17 OSC2 18 PA1 5 PA0 6 PB5/AN5 1 PA4/TMR 22 PA6/SDA 20 PC0 12 PC1 13 VSS 11 VDD 16 PA5/INT0 21 PA3/PFD 3 PD1/PWM 14 PB4/AN4 2 RB7/AN7 23 PB6/AN6 24 IC6 HT46R22 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 CON-2 PWM SB1 CURRENT SYS_V IGBT_T PAN_T PFD CLK2 5V GND PWM CURRENT SYS_V IGBT_T PAN_T CLK1 SB1 A E CLK1 CLK2 D C B COM1 COM0 PFD G F COM2 GND 5V R906 100KR901 100K 5V C902 104 C903 103 C906 103 C904 100UF/16VGND GND XTAL R905 J/100k LEV1 GND LEV2LEV3LEV4 LEV5LEV6 LEV12 LEV8LEV9LEV10 LEV11 COM0 COM1 A B C D E F SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 IGBT_T PAN_T GND IGBT_T R2 330 SPEAKER 2KHz GND PFD PFD PAN_T GND 5V CLK1 CLK2 PFD R357 J/4.7K/1/4W GND 6 7 5 LM324B IC4 R361 2K R362 33K 18V D633 1N4148 R420/3 J/220K/1/4W R190 510 R333 100K R191 510 GND GND R702 1K 5V R910 2.2k C910 104 R912 2.2k C912 104 R911 2.2k C911 104 R907 2.2k C907 104 C905 471 R420/4 J/10K/1/4W COM2 R314 100K R313 22K Q304 945 GND ZD103 5.6V R305 10K D411 1N4007 D413 1N4007 R363 510K C908 103 C451 1u/16V 2003/08/25 C306 330p R306 10K 5V R364 10K 5V R909 100 R908 100