浙江苏泊尔家电制造有限公司 顾客服务部 800-8571477 第 1 页 共 62 页 苏泊尔电磁炉维修手册 (06.7 版) ----浙江苏泊尔家电制造有限公司--- 电磁炉的工作原理 电磁炉产品的命名方式 电磁炉上关键元器件的介绍 电磁炉电路分析 故障案例分析 异常故障检测流程 电磁炉异常问题问答 家电维修资料网 www. 520101. com 浙江苏泊尔家电制造有限公司 顾客服务部 800-8571477 第 2 页 共 62 页 一、电磁炉的工作原理  电磁炉是利用电磁感应原理，将电能转化为热能的厨房电器在电磁灶内部，由整流电路将２ ２０Ｖ５０Ｈｚ／６０Ｈｚ的交流电变成脉动的直流电，在由直流电逆变成频率２０Ｈ ｚ～～３０Ｈｚ高频的交流电通过感应线圈产生高频交流电磁场（涡流）．当磁力线通过锅 底时产生无数个小涡流，涡流克服锅体的内阻时完成了，电能向热能转换，所产生的热，就 是烹调的热源，从而使锅体本身高速发热达到用户使用的需要。 00  锅和电磁炉内部发热线圈盘组成一个高频变压器，内部线圈是变压器初级，次级是锅。当内 部初级发热线圈盘有交变电压输出后，必然在次级锅体上产生感应电流，感应电流通过锅体 自身的电阻发热（所以锅本身也是负载），产生热量。  当内部初级发热盘有交变电压输出，若次级及负载（锅）不存在，则输出功率将非常低。当 然在实际电路中，我们必须要很快的检测到此功率的变化，并将输出到发热线圈盘的交变电 流关断。 由于非导磁性材料不能有效汇聚磁力线，几乎不能形成涡流（就像一个普通变压器如果没有 硅钢片铁心，而只有两个绕组是不能有效传送能量的），所以基本上不加热；另外，导电能 力特别差的磁性材料由于其电阻率太高，产生的涡流电流也很小，也不能很好产生热量。所 以：电磁炉使用的锅体材料是导电性能相对较好，铁磁性材料的金属或者合金以及它们的复 合体。一般采用的锅有：铸铁锅，生铁锅，不锈铁锅。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。  电磁感应加热的基本过程，可以看出实现电磁感应加热至少需要整流单元、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。当电磁炉在正常工作时，电磁炉线盘 上的线圈产生的交变磁场在锅具底部反复切割变化使锅具底部产生环状电流（涡流），并利 用小电阻大电流的短路热效应产生热量。 家电维修资料网 www. 520101. com 浙江苏泊尔家电制造有限公司 顾客服务部 800-8571477 第 3 页 共 62 页 二、电磁炉产品的最新命名方式 电磁炉的命名方法 根据 QB/T 1236-91《电磁灶》，对电磁炉的产品型号命名方法如下： C × ×× × ×× ① ② ③ ④ ⑤ ① C表示电磁炉② 为型式代号： 单加热单元 不用符号 双加热单元 用“S”表示 ③ 为最大输入功率的1/100 ④ 为特征代号：用大写英文字母表示 例如：S——表示数码显示 Y——表示液晶显示 V——表示VFD大屏幕液晶显示 A——表示按键式无液晶数码显示 K——表示线控 ⑤ 为设计序号：二位阿拉伯数字表示 以 C10A01为例： C表示电磁炉 10表示最大输入功率1000W A表示按键式无液晶数码显示 01表示第一款 •由两个或两个以上单一产品（含组合包装的另部件）组合而成的套装产品 T × ×× ×× ① ② ③ ④ •① T表示组合套装产品 •②为产品类型：大写英文字母表示 ③为年号的后两位数字 ④为顺序号，阿拉伯数字表示 以 TD0601T为例： T表示组合套装产品 D表示电器产品 06表示2006年 • 01表示2006年第一款套装产品 家电维修资料网 www. 520101. com 浙江苏泊尔家电制造有限公司 顾客服务部 800-8571477 第 4 页 共 62 页 三、电磁炉上关键元器件的介绍 IGBT 功率管、整流桥堆 IGBT 功率管，功率输出控制器件，主要有西门子、仙童等品牌 IGBT 在大致相同工作电流下各品牌一般都可通用，2000W 以下一般使用额定电流在 20~25A 的 IGBT 管。 IGBT 管在工作过程中会发热，应加散热片进行散热。在装配过程中应均匀涂抹散热硅脂，并紧接 触散热片进行安装。 IGBT 是高阻抗器件，对静电特敏感。 整流桥，220V 电源的，2000W 内的，一般使用 15~25A，600V 规格，各品牌均可通用，目前市场上 有很多种品牌，质量较好的有日本新电源，那些质量较差的，主要表现在耐压较差，或外表粗糙、 不平、有凸起现象，在装配时，若不注意螺丝批的力度，就很容易使整流桥打裂。整流桥是微发热 器件。 IGBT 是绝缘栅极双极型晶体管。它是一种新型的功率开关器件，电压控制器件，具有输入阻抗高、 速度快、热稳定性强、耐压高方面的优点，因此在现实电力电子装置中得到了广泛的应用。 通过电磁振荡产生的强大磁场，然后作用在锅具(磁性的)上形成涡流，实现加热功能的。使用这种方 案的器具，凭借其卫生、使用方便可靠，尤其是节能方面优点更显著，热效率一般能够达到 90%多， 所以在人们的日常生活中得到了广泛的应用。目前，这种电磁振荡方案以其结构简单清晰、可靠性 高、成本低的特点，在实际中已经得到了广泛的应用。而且这种 IGBT 驱动保护电路和电磁振荡方 案可以用在家用电器中的电磁炉、电磁电饭锅、电磁热水壶、电磁热水器等。 IGBT 的驱动保护电路 IGBT 的驱动电路 根据不同的功能要求，可以选取不同的驱动电路，在有些重要的大电流或者是昂贵的电子设备中， 我们可以选取专门的 IGBT 驱动及保护芯片，可靠性很高，但是在一些低成本，如家用电器中，这 些驱动模块就不太实用了。 如图 1 所示，其中包括了 IGBT 的具体驱动电路， 满足了 IGBT 的驱动要求，采用的是单电源 15V 供电的方式，IGBT 的栅极电压可以为 15V 和 0V，可以保证 IGBT 的正常导通与关断，电路简单， 实用于低成本的家用电器控制器中。 其中 A 点为 IGBT 的控制输入信号。当输入高电平的时候，Q4 导通，则 B 点为高电平，从而驱动 Q1 导通，Q2 截止，使得 D 点电压为+15V，然后通过电阻 R2 驱动 IGBT，此时 D4 相当于开路，R2 为断开的。D1、D2 为 15V 的稳压二极管，他们可以控制 IGBT 的 G 点在 15V, 控制 IGBT 导通。当 A 点输入的是低电平，Q4 截止，B 点为低电平，从而驱动 Q2 导通，Q1 截止，D 点电平为低的，这 时 R1 与 R2 认为是并联的，使得 IGBT 为截止状态。 图 1 IGBT 驱动保护电路 家电维修资料网 www. 520101. com 浙江苏泊尔家电制造有限公司 顾客服务部 800-8571477 第 5 页 共 62 页 IGBT 的保护电路 首先是过流保护措施，IGBT 的短路电流的大小与栅极电压有关,在实际应用中,可以通过减少栅极电 压来降低短路电流或延长承受短路电流的时间。在电磁振荡过程中，其振荡频率为 30KHz～40KHz， 在一个周期中，IGBT 开通的时间大概是 15~25s。当发生过流情况时，IGBT 的 C、E 两端的电压会 升高，使得 D7 相当于断开了，这个时候 IGBT 为导通的，B 点电压为 15V，二极管 D6 导通，然后 通过 R6,R7 为电容器 C1 充电，如果过流时间超过 2s 后，C 点的电压使得稳压二极管 D5 导通，导 致 Q3 处于导通状态，在电路中选用的稳压二极管 D3 为 10V 的，这样由于 D3 的钳位作用，这样有 效地降低了 IGBT 的栅极电压 VGE，根据 IGBT 的驱动特性，可以延长 IGBT 的短路电流的承受时 间。 图 2 电磁振荡电路图 在电磁振荡电路中，IGBT 开启的时间很短，采取这样降低栅极电压的方法可以有效地保护器件。 通过对接的两个稳压二极管可以有效低钳位 D 点的电压不能超过 15V，在 D 点与地线之间接上一个 几十 K 电阻在 IGBT 关断的时候，二极管 D4 导通，则此时栅极电阻 RG 则相当于是 R1 与 R2 两个 电阻并联的电阻，这样使得栅极电阻 RG 更小，这样可以有效地起到集电极电流变化过大保护作用。 此外在绘制 PCB 时，在加粗地线的同时得注意驱动电路与 IGBT 栅极、发射极之间的距离，尽量减 小栅极与发射极的等效电感。 家电维修资料网 www. 520101. com 浙江苏泊尔家电制造有限公司 顾客服务部 800-8571477 第 6 页 共 62 页 图 3 电磁振荡过程中的一些重要信号波形 图 4 把驱动电压与反馈电压合成的效果图 IGBT 在电磁振荡中的应用 图 2 为电磁振荡的原理图，其中包括电源主回路、同步电路、脉宽调制电路、IGBT 的驱动保护电路。 其中 IGBT 的驱动保护电路是采用的图 1 的方案。在完整的电磁振荡电路中还包括电源电路、电流负 反馈电路、过压保护电路、以及单片机控制电路。 主回路中，IGBT 受到的驱动信号为近似矩形的脉冲，当 IGBT 导通的时候，励磁线圈 L2 的电流急剧 增加，能量以电感的电流形式保存起来，当 IGBT 截止时，励磁线圈 L2 与电容 C3 的并联回路发生谐 振，电压可以超过 1000V。驱动矩形脉冲信号的脉宽决定了电磁振荡工作的功率，但是这个宽度是 通过同步电路和脉宽调制电路共同决定的。 同步电路必须准确监视主回路工作状况，当 IGBT 的集电极电压下降接近 0V 时，励磁线圈中电流正 在反向减小，通过脉宽调制电路输出一个触发脉冲，通过同步电路和脉宽调制电路组成的电路可以 使驱动脉冲再次加到 IGBT 的栅极，强行使 IGBT 导通。 在脉宽调制电路中，通过改变 Vref 电平的值，可以控制功率，它是由单片机输出与电流负反馈信号 共同决定的。IC1 和 IC2 为快速比较器 LM319。如图 2 中所示，当 V3>Vref 时，比较器的输出端 相当于开路，通过外接上拉电阻，可以得到高电平，从而驱动 IGBT 导通，而当 V3