美的MC-GY182电磁炉原理与故障检修 (美的mcep201电磁炉电路图)

美的MC-GY电磁灶具有市电过欠压、超温、防空烧保护及锅检等功能，本文从原理概述、电路分析、快修技巧、检修实例等方而进行介绍，供读者参考。一、电路原理概述交流市电V经RB1整流、L1和C滤波后得到+V左右直流电压，为高频输出电路提供电源。IGBT大功率开关管(又称门控管)的导通和截止时间(即占空比)，是量控制电路中的PWM脉冲控制的。高频加*盘L2和C组成并联高频谐振电路，高频谐振电容C的容量为0.uF，L2的电感量为uH，其高频谐振频率约为．kHz。当IGBT管导通时，流过加*盘L2的电流迅速增大，与此同时，加*盘L2将电能储存起来；当IGBT管截止时，储存在加*盘L2中的电能向高频谐振电容C充电，随即C又向加*盘L2放电。如此循环，电容C与加*盘L2并联谐振，加*盘L2用围便产生高频交变电磁场。当灶而放置铁质锅时，交变的磁场使锅底感应出强大的涡流使锅体发热，对食物进行加热。二、电路分析该电磁炉主要由电源电路、加热主回路、功率控制及驱动电路、同步与振荡电路、MCU控制电路、温度检测保护电路、*作显示电路以及其他保护电路所组成。整机电路图见附图所示。

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1．电源电路电源供电分两部分：一是V交流市电经保险管FUSE(A/V)及C、R组成的抗干扰电路，再经电流互感器CT初级至桥式整流器RB1，通过扼流圈L1、滤波电容C(5uF/VDC)滤波，产生+V左右的直流电压，经加*盘L2送到IGBT管集电极；二是V交流市电经降压变压器T后，产生三组交流低压。一组经D整流、BC滤波，由Q、R、Z7、EC、C等组成的稳压电路，产生+V(VCC)电压，为功率控制及驱动电路、LM电压比较器供电。另一组经D整流、BC滤波，由Q、R、Z3等组成的稳压电路，产生+V电压，专供散热风扇及其电路供电。还有一组经D整流、EC和EC摅波、U2()稳压，产生+5V电压，为MCU、电压比较器LM的基准电压、IGBT管温度检测保护电路、锅具温度检测保护电路、电源，过、欠压保护电路、过零检测电路、显示控制板电路等供电。2．加热主回路加热主回路又叫高频输出电路，该电路主要由发*盘L2、高频谐振电容C(0．uF／V)、IGBT管(型号为IRGPB(VD)、R、R、D等组成。该电路的IGBT管在驱动电路的驱动控制下，交替处于饱和与截止工作状态，加*盘L2与C并联谐振，产生的高频交变磁场，使铁质锅具产牛高频涡流而发热。3．驱动电路该电路为IGBT管工作提供开关脉冲，控制IGBT管的导通和截止。是控制电路的末级驱动电路，受MCU微处理器、电流检测与功率调整电路、检测保护电路等的控制。该电路由IC3C(LM)、IC3D(LM)、Q8、Q9、R、R、R、R、R、R、Z5、EC8、EC9、D等组成。来自比较器IC2C脚的脉冲控制信号，分别送到比较器IC3C、IC3D的反相输入端⑧、⑩两脚，由于⑨、两脚的基准电压不变，当送来的脉冲控制信号为高电平时，、两脚均输出低电平，Q9导通，Q8截止，+V电压经过Q9的e—c极、R、R加到IGBT管的C极，使IGBT管导通；当送来的脉冲控制信号为低电平时，两脚均输出高电平，Q8导通，Q9截止，使IGBT管处于截止状态。4．电流检测与功率调整电路该电路由电流互感器CT、桥式整流器D4～D7、可调电位器VR1、R、R、R、EC2以及Q5、Z2、Z6、D、R、EC等组成。当电磁灶工作时，CT次级感应的电压经VR1分压，再经D4-D7整流后得到Hz的脉动直流信号。该信号送至Q5基极，作为电流检测保护的控制信号。当工作正常时，Z6不击穿，Q5没有偏置电压而截止，不影响PWM脉冲信号的正常输出；当工作电流过大时，稳压二极管Z6的负极电压也升高，当超过z6的稳压值(5．6V)时，Z6击穿导通，使Q5导通，稳压二极管Z2也击穿导通，使功率调节信号的幅度稳定在2．2V左右，输出功率下降，电流减小，达到了自动调节和过流保护的日的。此外，还将R和R分压的取样信号，送到MCU的脚电流信号检测端，使MCU有效地控制输出PWM脉冲信号的大小，调节电磁灶的输出功率。5．同步与振荡电路同步电路的功能主要是保证加到IGBT管的G极上的开关脉冲前沿与集电极上的峰值脉冲后沿相同步。该电路由比较器IC2D和分压电阻R、R、R、R7，滤波电容C、C7和钳位二极管D等组成。电路工作时，电容C左端电压经R与R7分压后加至IC2D同相输入端脚，C右端电压经R、R限压后加到IC2D反相输入端⑩脚。当C两端电压为左负右正，即IGBT管集电极电压最高时，比较器脚输出低电平；当C两端电压变为左正右负时，比较器脚输出高电平。IC2D输出的同步脉冲信号，送到后面的振荡电路。该振荡电路属于自激振荡电路，其作用是产生标准的锯齿波电压。该电路由比较器IC2c．电阻R、R、R，积分电容C、滤波电容EC7，钳位二极管D8～D等组成。当电路工作时，在比较器IC2C的反相输入端⑧脚产生锯齿波电压，由输入至IC2C⑨脚的同步脉冲信号和功率控制信号对其波形进行修正后，从脚输出已同步的方波控制信号，送到功率驱动电路。6．检锅电路检锅电路的作用是检测灶面有无铁质锅具、锅具大小及材质是否符合要求。其检锅电路主要有两种形式：一是检测高压脉冲个数的多少；二是检测电流的大小。该电路是由比较器IC2A、R、R、R、R所组成。电磁灶工作时，高压脉冲通过电阻R、R、R分别送到比较器IC2A的④、⑤脚，②脚输出端输出脉冲个数送至MCU主控芯片脚，对此输入脉冲个数进行监测计数，若大于个脉冲认为无锅；若少于5个脉冲，认为有锅、锅具大小及材质符合要求。此外，还通过电流检测电路检测电流的大小，来判定锅具有无，是否符合要求。当电流检测电路输出的电流检测信号送到MCU的脚，达到设定值时，认为有锅；低于设定值时，判为无锅。7．灶面温度检测保护电路该电路是由负温度系数热敏电阻RT2(常温为k)和R9、R、C6所组成。当灶面温度异常升高时，热敏电阻RT2阻值变小，+5V电压经RT2、R与R9分压后的电压必然升高，即送到MCU脚的电压升高。当超过设定值时，MCU根据脚的信息，立刻令脚输出高电平关机信号，Q6导通，驱动脉冲信号被*，电磁灶不能工作，自我保护。8．IGBT管温度检测保护电路该电路由负温度系数热敏电阻RT1(常温为k)和R、R8、C5所组成。当IGBT管温度超高时，热敏电阻RT1的阻值下降，+5V电压经RT1、R与R6的分压电压必然升高，此电压传送至MCU脚。当脚的电压高于设定值时，MCU也指令脚输出高电平关机信号，Q6导通，驱动脉冲信号同样被*，避免IGBT管因过热而损坏。9．高压峰值检测保护电路高压峰值检测保护电路即IGBT管Vce检测保护电路，又称尖峰脉冲检测保护电路。IGBT管在工作时，C极要承受+V左右的电压和谐振脉冲高压。为了使IGBT管长期可靠地工作，防止C极上的高压超过其承受极限而击穿，特设计了高压峰值检测保护电路。该电路是由IC2B(LM)和R、R、R、R、C、C等组成。当IGBT管正常工作时，IC2B同相输入端⑦脚的基准电压高于反相输入端⑥脚的取样电压，IC2B①脚输出高电平，不影响驱动脉冲信号的传输。当IGBT管的C极上的高压达到其耐压极限值时，IC2B反相输入端⑥脚的电压高于同相输入端⑦脚的基准电压，①脚就翻转为低电平，使驱动脉冲信号被阻截，整机不能工作，以保护IGBT管。．市电电压检测保护电路为了防止因输入电网电压过高(高于V)、过低(低于V)损坏IGBT管等贵重元件，该电磁灶设计了输入市电高低检测保护电路。电路是由Q7、D、D、R、R8、R、R、C、EC4所组成。市电V交流电压，经D、D全波整流、电阻R降压之后送AQ7的基极。当输入电压高低变化时，Q7发射极输出的电压也相应地变化，送到MCU主控芯片脚，MCU据此与所设定的值进行比较和判断，从而发出指令。当输入电压高于V或低于V时，MCV指令脚输出高电平关机信号，Q6导通，使驱动脉冲信号被短路到地，电磁灶不工作，并通过显示电路显示出相应的故障代码。．过零检测电路该电路是由Q4、R、R、R、C、C所组成。当电磁灶接通电源后，ACV电压经D、D整流，R降压后输入到Q4基极，从其集电极输出过零检测信号到MCU的脚，使MCU进入正常工作。．浪涌检测保护电路浪涌检测保护电路即+V电压检测保护电路。该电路是为防止浪涌电压的冲击而设置的。电路主要由IC3A(LM)、R、R、R2、R、C、C、Z4所组成。当+V电压正常时，电压经R、R与R2降压和分压后，送到IC3A的反相输入端④脚电压低于同相输入端⑤脚基准电压，②脚输出高电平，不影响驱动脉冲信号的正常输送。反之，当+V电压异常升高时，②脚跳变为低电平，D、D导通，使驱动脉冲被*，电磁灶不工作，以保护IGBT管及其他元件免遭损坏。，+V(Vcc)欠压检测保护电路当+V电压偏低时，会造成IGBT管因欠激励而过热烧毁，为此，设计了IC3B(LM)、R、R、R、Z4组成的+V欠压检测保护电路。当+V电压过低时，IC3B反相输入端⑥脚的电压高于同相输入端⑦脚的电压，其①脚翻转输出低电平，D、D导通，驱动脉冲信号被封阻，整机不工作，以保护IGBT管不会因+V电压过低而造成欠激励烧坏。．风扇电机驱动电路电磁灶在工作时，IGBT管、整流桥堆、加*盘等元件会产生大量的热量，需要尽快地散热，为此专门设计了风扇电机驱动电路。该电路是由Q1、Q2、D1、R3、R1和风扇电机FAN所组成。风扇电机及其电路是由+V电源供电。正常工作时，MCU脚输出高电平信号，经R3限压后使Q2、Q1导通，散热风扇得电运转排热。停机后，脚继续输出半分钟的高电平信号，使风扇运转继续排出机内的余热，以延长机器的使用寿命。．蜂鸣器该电路是由蜂鸣器BUZ1、R和MCU脚所组成。MCU脚直接输出BUZ1脉冲信号，使蜂鸣器发出故障响声提示电磁灶工作情况。．MCU单片机复位电路为了使MCU单片机内部清零复位，设置了由Q3、Z1、R4、R、R、C7所组成的复位电路。当刚接通电源的一瞬间，由于电压低于稳压管Z1的稳压值(2．7V)，Q3的发射极和基极的电压相等，Q3处于截止状态，MCU复位端⑧脚电压为0V，使MCU内部处于清零复位状态；当电压高于稳压管Z1的稳压值时，Q3的基极电压等于稳压值而低于发射极电压+5V，Q3导通，MCU复位后的⑧脚电压为高电平+5V，使MCU处于正常工作状态。．MCU单片机控制中心MCU单片机内部设计的软件程序与硬件电路相配合，实现了该机的智能人性化。该机U1(MCU单片机型号为TMPCMN)共有个引脚。①、④脚接地。②、⑧脚接XL(8MHz)晶振。⑤脚接+5V供电。⑧脚为复位端。⑥、⑦脚和⑨～脚接显示控制面板。、脚接按键开关。脚为过零检测信号输入端。脚为锅具检测信号输入端。⑩脚为+V高压检测信号输入端。脚为蜂鸣器驱动信号输出端。脚为PWM脉冲控制信号输出端。脚为市电电压检测端。脚为灶面温度检测信号输入端。脚为IGBT管温度检测信号输入端。脚为整机电流检测信号输入端，既是检测电流变化大小的输入端，又是MCU自动调整输出功率依据的信息端，还是检锅信号的输入端。脚为开／关机信号输出端。脚为风扇驱动信号输出端。三、检修技巧1．对有故障的电磁灶不要急于通电检查，以避免内部短路造成更严重的损失。对此可用万用表电阻挡先测电磁灶插头的电阻值，这有几种可能：(1)电阻值在～Ω左右，则整机不会有很严重的故障，可以放上标准锅具，加上适量水后通电试机，观察情况，进行检修；(2)电阻在Ω以下，保险管虽没有熔断，但内部存在短路性故障，IGBT管、整流桥堆等是否击穿损坏，需要进一步检查，这种情况不得通电，以免故障进一步扩大；(3)测得阻值为无穷大，说明保险管已经熔断，内部存在严重短路情况，只有在不通电的情况下全而认真地检修。绝大多数是IGBT管或整流桥堆已经击穿短路。2．屡损IGBT管或整流桥堆或内部严重短路，造成保险管炸裂、电路烧毁的四种安全检修法。(1)在输入市电ACV的一根进线串入W／V灯泡一只，A的电流表一只，进行限流保护，防止电磁灶内部因短路情况引起冒烟起火，避免故障进一步扩大。当通电后，如果灯泡发光较亮，电流较大，说明电磁灶内部存在严重短路，应当重点检查压敏电阻ZNR、整流桥堆RB1、滤波电容C、C、IGBT管等是否击穿短路；如果灯泡不亮，电流为零，说明电磁灶内部断路，应检查保险管是否烧断，内部电路是否有断路或短路的故障；如果灯泡微亮，电流较小，说明电磁灶无短路的情况，可以通电对电路进行检查。(2)拆掉加*盘，将～W的灯泡接在加*盘的接线柱上，接通电源开机后观察灯泡是否亮。如果不亮，或一亮一灭，则说明机内无短路故障或短路故障已排除，可拆下灯泡接上加*盘试机；如果灯泡发亮，则说明机内存在短路故障或还未排除。(3)拆掉加*盘．通电后测量各关键点电压，与工作正常时的电压相对照，分析故障原因，查出损坏元件。(4)在不通电的情况下，在路或不在路测量有关可疑电路的元件电阻值或电容值，并与有关正常的数值相对照，从而发现问题，排除故障。3．通电无任何反映的故障检修(1)电源供电电路是否正常。在电磁灶中，一般设有两组或三组电源。采用两组电源的是+5V和+V。+5V给MCU及控制电路供电，+V给驱动电路和风扇供电。采用三组电源的由+V给风扇电机及其驱动电路。本机是属于三组电源供电的方式。应检查Q发射极是否有+V电压，如尢应测D正极是否有交流V左右电压；Q发射极是否有+V电压，如无应查D正极是否有交流V左右的电压；三端稳压块U2()③脚是否有+5V电压输出，如无应查D正极是否有交流V左右的电压。如果+V、+V、+5V电源均无，很可能是电源变压器初级断路损坏，应选用额定功率不少于8W、三组交流电压输出与原变压器基本相等的变压器更换。(2)IGBT管、整流桥堆RB1、+V滤波电容C、输入交流滤波电容C、压敏电阻ZNR是否击穿短路，造成保险管FUSE熔断。(3)谐振电容C是否无容量或容量变小造成IGBT管击穿短路，使保险管烧断。功率输出管IGBT管工作在高电压大电流开关状态中，是易损件，与IGBT管损坏密切相关的有以下因素：(1)加热主回路中的高频谐振电容C(0．uF／V)。如果电容变值，必然会改变谐振频率。电容容量变小，谐振频率就升高，逆程反峰电压必然就升高，当超过其设计耐压值时，导致IGBT管过压击穿。如果电容容量较大，谐振频率必然降低，IGBT管因不能彻底过零导通，使损耗增大，因发热快而烧坏。若提锅时发生爆机(IGBT管损坏)，则是C容量过大；若放锅时发生爆机，则是C容量过小。(2)浪涌检测保护电路有故障。该电路通过高阻值电阻取样，这些高阻值电阻接在+V电压端，最容易变值损坏，往往变大或变为无穷大，使浪涌检测保护电路得不到取样信号而失灵，IGBT管因得不到保护而过压击穿。(3)IGBT管的驱动电压低。驱动电压偏低，会使IGBT管因欠激励而过热烧毁。因此，需要检查Q9发射极的V电压和R与R之间的电压是否正常。R、R是否变大，EC9是否变质。(4)同步电路有故障。同步电路的高阻值取样电阻因接在发*盘两端的高压端而容易损坏变值。其损坏后，使IGBT管G极上的开关脉冲前沿与集电极上的峰值脉冲电压后沿不同步，使IGBT管击穿损坏，或造成电磁灶不加热。另外，比较器IC2D性能*也会引发屡损IGBT管。(5)+V滤波电容C(5uF／DC)干涸、漏电、容量变小，使滤波*，交流纹波系数过大会造成IGBT管不定时的击穿或电磁灶不加热的故障表现为。有时还会造成电压稍低时使用大功率挡出现断续加热的现象。(6)整流桥堆RB1漏电损坏。当整流桥堆RB1漏电损坏时，市电交流电压的窜入同样会使IGBT管击穿损坏。而且，其他因素造成IGBT管击穿短路后，大量电流通过整流桥堆RB1，造成RB1连带损坏。所以当IGBT管损坏后，一定要同时查一下整流桥堆不在路的正反向电阻值。(7)IGBT管Vce检测保护电路有故障。如果此电路有故障，就会造成IGBT管集电极的电压超高时，不能及时关断驱动脉冲信号，使IGBT管过压击穿。维修时重点检查高压取样电阻R以及R是否变大，比较器IC2B性能是否*。此外，高压取样电阻损坏还可能出现不检锅的故障。(8)晶振和复位电路有故障。当晶振和复位电路出现故障时，MCU单片机内部程序混乱，通电后各端口输出状态可能是不确定的，PWM脉冲输出端及驱动电路输出直流高电平，使IGBT管过流而烧坏。(9)使用的IGBT管型号不对，如维修时更换的IGBT管型号不对，其参数也不同，最终因工作状态不佳而损坏。重要的参数是IGBT管的集电极耐压和G极激励电压。一般IGBT管集电极的耐压为V，G极激励电压为～V。()电流检测电路的VRl调整不当，使IGBT管损坏。调节VR1就是调整过流检测保护电路的触发电压和最高挡加热功率的设定。VR1一旦调乱了，将造成IGBT管烧毁。正确的检修和调整：1)将RV1焊下先调在中间的位置上，即可变中间脚至另两固定脚的电阻值相等，而后焊回原位置上。2)用钳形电流表卡在电磁灶的一根输入电源线上，仔细微调RV1，使工作电流与计算值相符。电磁灶功率W÷V=工作电流A。相差不超过0．5A。()检修电磁灶时，若对IGBT管G极、驱动脉冲信号、MCU的PWM输出端、同步电路和谐振电路等引入干扰脉冲，极易造成电路不同步，工作不稳定，使IGBT管损坏。所以切记在检修电磁灶慎用干扰法。5．不检锅故障的检修不检锅故障的现象是：通电后面板有显示，放上标准的锅具后，启动加热程序不加热却报警，显示无锅的故障代码，自动停机。主要应检查以下电路：(1)检锅信号输出通路是否畅通。如果检锅输出脉冲信号丢失或幅度过小，应该沿着驱动电路、振荡电路、PWM脉宽调控电路和MCU检锅脉冲输出引脚，逐一进行检查。(2)电流检测电路至MCU电流检测信号输入端脚通路是否正常。(3)检锅电路是否正常。主要检查IC2A至MCU脚及其周围元件是否损坏。(4)高压降压限流电阻阻值是否变大。主要检查R、R、R是否阻值变大，R是否开路。6．不能正常加热的故障检修电磁灶通电后显示正常，但启动加热程序后就报警，说明MCU电路、加热回路等无明显损坏，主要应检查：(1)市电电压是否在正常范围内，电压监测元件是否变值，各单元电路供电电压是否正常．检锅反馈信号是否中断。(2)IGBT管温度过高。检修时先查风扇运转是否正常，如不正常，应检查Q1、Q2及其风扇电机是否损坏。如正常，应查IGBT管温度检测保护电路是否正常，重点查RT1温度传感器是否变值。(3)灶面温度检测保护电路是否正常。应查RT2温度传感器是否损坏变值。(4)电流互感器CT初级断路。(5)交流输入滤波电容*。如果此电容变质，市电稍低则出现频繁的间歇性加热现象。应检查C(2uF／V)容量是否不足，将电容换为3．3uF／V的效果更好。(6)+V滤波电容变质。应检查C(5uF／VDC)，+V滤波电容是否容量变小、干涸、漏电。(7)驱动电路性能*。主要检查IC3C、IC3D、Q8、Q9性能是否正常，R、R-R、R、R是否变值，D是否漏电或击穿。7．电磁灶通电后，电源指示灯亮，但按各功能键无反应的故障检修。该故障主要查MCU控制电路。应先检查MCU三个基本工作条件是否正常：(1)MCU⑤脚是否有+5V供电电压。(2)MCU②、③脚之间的XL(8MHz)晶振是否损坏，C2、C3是否漏电。(3)MCU⑧脚外接的复位电路Q3是否损坏，Z1稳压二极管是否击穿、漏电、C7是否漏电，R是否变大。如果经检查以上三个基本条件均正常，则是MCU本身损坏(但几率很小)。MCU本身损坏多数是其电源VDD+5V端已对地击穿短路。8．电磁灶通电开机后蜂鸣器报警，显示故障代码，开／关机键正常，其他功能*作键均失灵，并自动关机的故障检修。该故障应检查以下几个电路：(1)灶面温度检测保护电路和IGBT管温度检测保护电路是否正常，该电路热敏电阻RT1、RT2*处开裂，电路板插座处引脚开焊，其分压电阻变值，供电电压不正常，线路板铜箔开裂是最可能引发故障的原因。(2)过零检测电路和市电监测电路是否有故障。这两个电路都是在市电ACV输入端通过两个阻值较大的电阻R(k／1W)、R(k／1W)降压限流后分别送入Q4基极进行过零检测；送入Q7基极进行市电高低监测。有的设计采用直接送入MCU进行监测。较容易损坏的是R、R这两个高阻值电阻。损坏后阻值变成无穷大或变大。另外Q4c—e极开路，C短路，都将使过零检测信号不能正常输入到MCU的脚造成此故障。9．电磁灶故障是否彻底排除的判断：(1)用标准锅加上水，放在电磁灶上，将功率分别调到最大功率和最小功率挡位上，均能够正常地加热。(2)反复多次进行放锅和提锅试验，反应是否正常。提锅时应该报警，放锅后应该不报警，并且反应敏捷，不出差错。(3)面板*作、显示功能正常、有效。(4)电磁灶的功率放在最大挡位时，电流表检测的电流值应达到计算值。(5)在有／无高频加*圈(盘)时，测IC2、IC3(LM)各脚电压，应符合表1、表2所示。