半桥大功率电磁炉工作原理

工作原理 一.整机方框图:见附页 二.原理图(见附页) 三.各方框图原理阐述,以上原理图为例说明 1).滤波部分:这单元电路包括X滤波电容C1~C3和共模电感L1,此三个元件组成星式滤波器,用以滤 除电源线中的杂波和抑制本机的有害杂波通过电源线向电力电源中传导。这部分电路对于功率不大,要求很低的场合,电路 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 合理的电路板可以省略。 2).整流部分:这单元电路包括整流桥DB1,扼流圈L1,高频滤波电容C8,这部分电路的作用就是把交 流电整流成直流电,然后经过电容电感的滤波作用,给后级能量转换提供电源。 3).能量转换:这单元电路包括两个IGBT(上桥IG1和下桥IG2),高频吸收电容C5,C6,阻尼电阻R11, R12,谐振电容C7,C9,电磁线圈; 其工作原理为:两个IGBT依次导通,让电源电流在电磁线圈中形成交变电流而产生交变磁场,此磁场会对放置在线圈上面的锅具产生强大的感应电流而使锅具自身发热。 两个IGBT的作用就是依次轮流导通而使线圈中产生交变电流,高频吸收电容的作用为吸收IGBT关断时产生的尖峰电压,保护IGBT免受尖峰电压损坏,阻尼电阻的作用是防止高频吸收电容与电磁线圈产生谐振而损坏IGBT,谐振电容的作用是配合电磁线圈工作在谐振状态,完成IGBT的软开关,减少IGBT开关损耗。 1.4).IGBT推动与IGBT过流保护:此单元电路包括IGBT驱动模块U4,U5,及其周边元件IGBT_UCE 电压检测二极管D11、D12,具体请见附页说明书,驱动模块完成对IGBT的驱动和IGBT过流信号的检 测。 5):半桥驱动波形发生器:此单元电路包括H_F03A,E18,E19。 此模块主要产生半桥驱动信号,并经OUTA,OUTB输出相互错开的驱动信号,E18的作用用于驱动信号的稳定度滤波,当发生驱动信号抖动厉害或驱动信号不稳定时,检查此电容,E19为内部比较器参考电压滤波,此参考电压为稳定5.1V。 半桥模块各引脚功能如下: 1.INA:反馈信号输入A。 2.INB:反馈信号输入B,INA与INB组成外部反馈信号输入端,检测从输出级反馈来的信号,此信号 用作内部电路调节OUTA和OUTB的输出作参考,此两端电压差不能高于15V。 3.PWM:外部控制内部振荡用,以PWM模式来控制内部振荡电路的工作,调节OUT与OUTB的输出 频率。在无INTA与INTB信号干扰下,PWM增大时,OUTA与OUTB输出频率降低,反之增大。 4.EC1:OUTA与OUTB输出稳定外接电解,电解容量为4.7UF/25V。 5.GND:内部电源地线 6.VER:内部参考电压滤波电解电容,电解电容为47UF/25V 7.VCC:工作电压输入端,正常工作电压为9~18V 8.DIS:NC 9.COMP:输出锁定引脚,当置COMP为低时,关断OUTA和OUTB的输出。 10.OUTA:半桥信号输出A 11.OUTB:半桥信号输出B,OUTA与OUTB在正常情况下输出相互错开的波形,中间错开时间在 2US~4US之间。 6):鉴相电路、浪涌电压检测、上电延时保护:此单元电路由锁相模块P_L03A,电阻R63,精密可调电 阻RT1,上电延时时间电容E29,电源滤波电容E22、C49,电源隔离电阻R69,锁相滤波电容E23,C66。 锁相模块完成鉴相、浪涌电压的检测、上电延时保护功能,E29用于设定上电延时的时间,E24、C49用于本模块的电源滤波,E23、C66为内部鉴相器的滤波电容。 锁相模块各引脚功能如下: 1.PP-:外部反馈信号的负相输入端 2.PP+:外部反馈信号的同相输入端,PP-与PP+两引脚用于外部相位的输入 3.INC: 4.PL:外部提供给内部鉴相器用的相位角度调节,此电压变大,锁相的相位角将变大,反之也成立,此 引脚电压不能低于1.2V,否则鉴相器的锁相角度为0,即无锁相功能。 5.PWM:外部单片机PWM调节输入,当鉴相器已经进入锁相阶段时,鉴相器通过硬件调节原PWM的输出,从而控制相位在设定的角度内。 6.INE:线圈相位IGBT_E极输入端,INE与INC级成线圈与线圈相位检测,当无线圈接入时,因谐振电容公共端电压远高于IGBT公共端电压,内部检测电路检测为无线盘状态,同时将POT端输出脚置为0状态输出,当有线盘接入电路时,INE端电压略高于INC端电压(<0.1V),POT脚将输出高电平。 7.INO:浪涌保护输出脚,当有浪涌保护时,此脚输出低电平,否则为高电平 8.GND:电源地 9.POT:线圈未接好检测和线圈相位信号输出脚,输出逻辑为根据INC和INE的电压状态。 10.FV:浪涌电压检测脚,不工作时,当电源电压为380V AC时,此脚电压为1.9V左右,当此脚电压高于5V时,内部电路置低INO脚电压,输出浪涌保护信号。 11.FVE:上电延时保护时间设定脚,此脚接的电解电容为延时时间电容,容量大则延时时间长,此脚延时电容一般接22U~100U,此事电压正常时为5V。 12.+5:+5V电源输入。 13.PLE:锁相滤波电容输入脚,滤波电容为2.2uF;正常工作时,此脚电压会随着功率的变大而减少,如果正在工作的相位等于我们设定的相位时(我们设定的相位一般为15度左右),此脚电压与PL脚电压约相等,不开机时,此脚电压约为4 V左右。 14.+12V:+12V电源输入脚 15.BIN:低端驱动信号输入脚,此脚接驱动模块的低端信号输入脚。 7):主控芯片:此单元电路包括主芯片、晶振、引脚滤波电容。 此芯片的作用是接收电路反馈的信息和控制整个电路的工作。各引脚功能如下: 1.VSS:芯片电源地线 2.XO:芯片晶振输出端。 3.XI:芯片晶振输入端,XO与XI接成外接晶振。 4.RES:此引脚与锁相模块POT端相接,用于检测线圈未接好和检测锅具是否合适。 5.FAN/BUZ:风扇控制与蜂鸣器控制输出脚,当需要蜂鸣器响时,输出4KHZ的蜂鸣器驱动信号,当需 要风扇运行时,输出高电平。 6.检锅信号输入,当未接线盘时,此引脚电压在1V以下,当接有线盘时,此电压在4V以上,当启动电 磁炉工作时,此处为波形输入给芯片。 7.IGBT模块驱动电源检测与缺相检测,当有一个驱动模块电源电压低,或缺相时,此脚电压为高电平, 正常情况下此引脚电压在1V以下。 8.8~11:为外接显示控制和调节用. 12.线盘盘温度传感器信号输入。 13.PWM:PWM信号输出脚 14.TMAIN:锅具温度检测输入 15.IAD:整机电流大小检测输入脚 16.UN:电源电压大小检测输入脚 17.IG_T:散热片温度大小检测输入脚 18.SB:机芯启动与停止控制脚,此脚电压为高,整机工作,反之停止工作 19.INT:错误信号检测脚,此脚检测各模块的工作状态,当此脚出现低电平时,主芯片认为有模块工作 不正常,人作停机2秒保护,当恢复正常后就可以重新工作,故障存在则再次停机保护,重复以上过程。 20.VDD:主芯片+5V电源。 8)整流电源:此单元电路负责提供整机的电源,此电路的元件较多,见图纸上标明。 9)电流检测:此单元电路包括:电源互感器CT1,高频滤波电容C4,电流大小取样调节电阻R5和VR1,电流整流二极管D18、D19、D20、D21,电流负载电阻R56,电流滤波电容E16,二次滤波电阻R58与二次滤波电容C13。 其工作原理为:电流互感器将电源电流感应出来后,经过C3的高频滤波滤除高频分量波,R5和VR1为互感器负载电阻,调节互感器输出波形的幅度,电流整流二极管把互感来的交流电流转换成直流电,R56调 节直流电的电压,用以适应不同功率规格的电磁炉,E16滤波电流成稳定直流电压,R57与C13,第二次滤波兼抗干扰,再次稳定直流电压和滤除直流电流上的高频干扰。 10)电压检测:此单元电路包括电压取样整流二极管D1、D14,电压取样电阻R1、R23,电压信号滤波电容C27。 工作原理:交流电压通过DB4整流成脉动直流电后经电压取样电阻R1、R23分压后,再经过C27滤波成平稳直流电压信号,。 11)蜂鸣器驱动电路与风扇驱动电路:此单元电路包括:蜂鸣器驱动电路-蜂鸣器BUZ,压电蜂鸣器放电电阻R81,主芯片I/O口保护隔离电阻R84。风扇驱动电路包括驱动整流隔离二极管D26,滤波电容E26,电容放电电阻R82,风扇或继电器驱动三极管Q7,风扇或继电器续流二极管D25。 其工作原理为:需要蜂鸣器响时,主芯片输出4KHZ方波信号,蜂鸣器便响应,如果蜂鸣器用的是低阻电磁式的时,R83应换成2.2uF的电容来隔离直流电,减少芯片端口电流损耗。需要风扇转动时,芯片输出一个稳定的直流电,经过D26隔离整流和电容E26滤波和R82后到达Q7基极,开启三极管Q7,风扇转或继电器吸合。 12)外部线圈温度检测:此单元电路包括外部温度传感(插头),上拉电阻R18。 其工作原理为,当温度变化后,温度传感器的了电阻值也发生相同的变化,所以与之相对应的芯片I/O口电压也发生变化,芯片检测此电压值来判断温度值的大小。 13)散热片温度检测:此单元电路包括附在散热片上温度传感器,传感器插头,上拉电阻R60。 其工作原理同12) 14)显示调节接口:此单元电路包括显示插座。用于同外部显示板,或外部开关,调节旋钮等相接。 深圳市赛舸电子科技有限公司 彭朝阳(444795190)