本文依据美的品牌电磁炉的电路结构,阐述其工作原理并归纳常见故障的检修方法,供维修人员参考。
一、工作原理
电磁炉的220 V工频交流由AC IN插口接入,经10~15 A保险丝(2000 W以上规格采用15 A)防止内部过载与短路。压敏电阻VA并联于输入端,起到过压保护作用——电压过高时其烧毁自身以保护后级电路。容量2 μF的滤波电容后接大功率桥式整流堆,将220 V工频交流整流为脉动直流;脉动直流经扼流圈与平滑滤波后送至PAN电磁线盘,线盘与振荡电容构成LC振荡电路,在线盘上产生交变磁场。线盘后级为电流取样,电流信号送电压比较器LM339检测。高压保护二极管D18V用于保护IGBT,防止反向高压击穿。
二、IGBT驱动与控制
IGBT的驱动由对管8050、8550组成,老式电磁炉采用TA8316S驱动,其输出14 kHz频率的脉冲,通过调整脉宽来控制IGBT通断时间的长短,进而调整输出功率。LM339为电压比较器,电路中锅具检测、温度检测、电流检测与电压检测信号均反馈至驱动器以实现停机保护。新型号电磁炉部分改由取样电压经芯片完成上述检测,方法略有不同。温度检测以线盘中间的热敏电阻RT将热量变化转换为电平变化;IGBT散热铝块上固定温度开关K1或热敏电阻,IGBT过热时K1通断状态改变,接通CPU复位停机。风扇电源由CPU输出高电平至三极管Q使其导通,经12 V/18 V直流驱动。控制电路电源由变压器初级接入、次级输出接入稳压电路,一组形成+5 V供CPU供电,另一组形成12 V/18 V/24 V供IC339与风扇。
三、常见故障检修
1. 烧保险:先断开电磁线盘接线,检查桥式整流是否击穿。更换保险管后测电容两端电压,正常时桥式整流直流输出约300 V;若无电压,应检查桥堆是否开路、有无220 V输入。烧保险多数由IGBT损坏引起,故重点检查IGBT——若IGBT两输出脚击穿,等于直流短路。更换桥堆与IGBT后仍烧保险或不能工作,说明驱动电路(8050、8550、TA8316S)损坏、IGBT门极高压保护二极管D18V或限流电阻(10~100 Ω)开路。IGBT击穿瞬间有高压通过会使其损坏,应一并更换。
2. 风机不转、工作一两分钟后“嘀嘀”报警:拔掉风扇插线排,检测有无12~24 V供电,若有则风扇电机损坏;若无电压,则检查风机是否开路短路、驱动三极管发射极是否击穿。风机不转可能因内部温度过高,线盘热敏电阻与散热片温度过高而进入保护状态。
3. 开机后面板灯一直闪烁:多为晶振损坏,导致CPU无时钟频率输入,更换晶振即可。
4. 不烧保险但整机无反应:多为供电电路问题。早期采用低频变压器供电,现在多采用高频电源模块(如VIPER12A、VIPER22A、FSD200);模块损坏时常见高压限流电阻(22~100 Ω)开路、18 V稳压管击穿。部分厂家用开关电源开关管13003、13005等,一般两组输出,一组约20 V、另一组约9 V,多为半波整流经78L05稳压后给芯片供电。若供电正常但仍不加热,可能是5 μF平滑滤波电容失效、发热线盘谐振电容(0.15~0.3 μF)失效、取样电阻阻值变大或同步电路大功率电阻变质,使LM339比较电压不正常而进入保护。大功率电阻阻值多在270 k~820 k之间,若较大范围漂移即无法工作。
为避免检修中IGBT反复击穿,可在电源回路串联一只100 W灯泡:若IGBT击穿、驱动电路损坏或整流桥短路,灯泡即常亮。
四、IGBT与保险丝烧坏的检修程序
电流保险丝或IGBT烧坏后不能立即更换,须先确认下列器件正常:1. 目视保险丝是否断;2. 用万用表二极管档检测IGBT的E、C、G三极间是否击穿(GE、GC正反测试应均不导通;红笔接E、黑笔接C应有0.4~0.7 V压降即内部含阻尼二极管,GT40T101该三极全不通需外接阻尼二极管);3. 测互感器次级电阻约80 Ω、初级0 Ω;4. 测试整流桥(红笔接“-”、黑笔接“+”约0.9 V,各输入端相应测试约0.5 V);5. 检查C301、C302、C303是否受热损坏;6. 检测TA8316S是否击穿(1-2、1-4、7-2、7-4间均不应短路);7. 检查IGBT热敏开关绝缘是否良好。
按键动作不良时,测量CPU口线与地端应有约0.7 V压降。功率达不到要求时,检查线盘电感量(PSD系列约157±5 μH、PD系列约140±5 μH)、锅具与线盘距离及锅具规格是否匹配。
五、部分型号故障速查
PD16F/16Y/13J老版(大单片机):上电长鸣且指示灯全亮,更换R53由10 kΩ为4.7 kΩ。PD16F/16Y/16J-2002:电压正常时开机长鸣,更换R15(330 kΩ);不检锅时拨掉排线测R16、R17、R18。PSD18C/D/E:出现E07、E08时更换R310(330 kΩ);不检锅更换R300、R304、R305。
更换IGBT时应尽量使用原型号(如H20R1202),以免因参数差异导致发热严重;确需代换时(如用25N120)应关注散热条件。