电磁炉具有外形美观、热效率高、体积小、重量轻、安全环保、操作简单等优点，被许多人称为“烹饪之神”和“绿色火炉”。目前，发达国家电磁炉的家庭普及率已经超过80%。随着我国人民生活水平的提高和越来越多的健康环保意识，电磁炉必然会走进每一个家庭。

美的电磁炉

以美的SY191电磁炉为例。它由300伏电源电路、主电路(L和C谐振电路)、驱动电路、电源电路、保护电路、操作和控制电路等组成。，如图12-2所示。

1.商用电源转换电路

如图12-2所示，高频干扰脉冲被高频滤波电容C1抑制后，通过整流器DB1的桥式整流和L1、C2的滤波，在C2两端产生约300伏的DC电压，为功率变换器(主电路)供电。另一路送至低压电源电路。市电输入电路的变阻器CNR1用于市电过压保护。

送至低压供电电路的市电电压首先由电力变压器降压，然后从其两个次级绕组分别输出约8V和16V的交流电压(与市电电压有关)。其中，8V交流电压由D4 ~ D7桥整流，11.2V DC电压由EC1和C4滤波产生。电压由三端稳压器U3(7805)稳压，经EC2、C5滤波后得到5V DC电压，为CPU、操作按键电路、指示灯等供电。16V交流电压经D8 ~ D11电桥整流，经EC7滤波，产生约23V DC电压。该电压通过由调节器Q5、18V调节器Z2和电阻R32组成的线性稳压电源产生约17.3V(显示为18V)的DC电压，经EC8和C13滤波后，向功率管驱动电路、振荡器、风扇电机、保护电路等供电。

2.启动延迟电路

由Q6和连接到Q5 B极的其他元件组成的电路是上电延迟电路。在启动时刻，由于EC6需要充电，充电过程使得Q6的B极电位由低到高逐渐升高，这使得Q6在EC6充电初期导通，充电后关断，从而使得Q6的E极电位由低到正常逐渐升高， 导致Q5的E极输出的17.3V电压滞后于稳压器U3输出的5V电压，使得功率管驱动电路的启动时间滞后于微处理器电路，从而避免了在微处理器等电路工作之前，功率管的驱动电路已经关断。

图12-2美的SY191电磁炉主板电路

3.系统控制电路

如图11- 1所示，该机的系统控制电路以微处理器TMP86C807M/N为核心组成。

(1)微处理器TMP86C807M/N的实际数据

微处理器TM86C807MN的引脚功能见表12-1。

表12-1微处理器TMP86C807M/N的引脚功能

(2)微处理器的工作条件

电源:低压电源输出的5V电压施加在微处理器U1(TMP86C807M/N)电源端的引脚[5]上，为U1内部电路供电。

复位:启动瞬间，5V电源电压在滤波电容的作用下，从0V逐渐升高到5V。当电压低于3.3V时，Q11关断，U1的复位信号输入端[8]输入低电平复位信号，使U1的内存、寄存器等电路开始复位。当5V电源超过3.3V时，Q11导通，其C极输出的高电平电压施加到U1的[8]引脚，U1内部电路复位结束。

时钟信号:U1获得电源后，其内部振荡器开始工作，与引脚[2]和[3]相连的晶振XL200通过振荡产生时钟信号。

(3)备用控制

U1获得上述三个基本工况后输出自测脉冲，确认电路正常后进入待机状态。待机期间，引脚U1电磁炉待机期间，按下“开/关”键后，微处理器U1从存储器中调出软件设定的默认工作状态数据，控制面板上的显示屏和指示灯显示电磁炉的工作状态，[24]引脚输出的功率管使能控制信号变为高电平，关闭二极管D17，取消功率管驱动电路的关断控制， 同时通过C9加入同步振荡电路的比较器U2C (LM 333)。 然后，U1通过PAN端子的引脚[18]输出启动脉冲。脉冲通过C11耦合到U2D的引脚[10]，经过比较放大、Q9和Q8的推挽放大、R13的限流后从U2D的引脚[13]输出，驱动功率晶体管IGBT1导通。1.IGBT1导通后，线圈和谐振电容C3进入电压谐振状态。主电路工作后，由主输入电路产生的电流被电流互感器CT1检测并耦合到次级绕组。之后，干扰脉冲被C6抑制，然后电压被R2和可调电阻VER限制。然后用D20~D23组成的整流堆进行整流，产生采样电压。该电压由R59和R21采样，然后由EC5滤波，产生DC采样电压CUR，施加于引脚U1机器同步控制和振荡电路由主回路脉冲采样电路、比较器U2C(LM339)、定时电容C11和定时电阻组成。。同时，主电路工作后，C3左端产生的脉冲电压经R23、R26采样后加到引脚U2C[8]，右端产生的脉冲经R24、R27加到引脚U2C[9]，使引脚U2C[14]能输出PAN脉冲，再加到引脚U1 [18]输出的功率管使能控制信号为低电平。低电平通过D17使比较器U2D的引脚[11]为低电平，因此U2D的输出端引脚[13]的电位变为低电平，这使得驱动电路Q8导通，Q9截止，功率晶体管IGBT1截止，机器处于待机状态。

4.启动和启动检测电路

[24]

当合适的锅放置在炉面上时，流经功率管的电流因负载而增大，电流检测电路产生的采样电压CUR较高。U1检测到电压后，U1的PWM端[22]引脚输出的功率调节信号的比值增大到空，延长了功率管的导通时间，因此主电路的工作频率降低。此时U2C输出的PAN脉冲在单位时间内减少到3 ~ 8个。U1检测到频率变化后，判断炉面已经放置了合适的灶具，于是控制PWM端输出可调功率调节信号，电磁炉进入加热。反之，如果判断炉面无锅或放锅不当，则控制电磁炉停止加热，U1的[17]引脚输出报警信号，经Q2放大后使蜂鸣器BZ1鸣响报警，U1还控制显示屏显示故障码E0，提醒用户无锅或放锅不当。

5.同步控制和振荡电路

[27]

线路左端电压由R23和R26采样，采样电压施加到比较器U2C反相输入端的引脚[8]，右端电压由R24和R27~R29采样，采样电压施加到U2C非反相输入端的引脚[9]。启动后，CPU输出的启动脉冲(检测脉冲)被驱动电路放大，使功率管的IGBT1导通，线圈产生左正和右负电动势，使U2C的引脚[8]的电位高于U2C的引脚[9]的电位，经过U2C比较后，使其引脚[14]输出低电平，导致U2D的引脚[10]输入的低电平电压低于引脚[11]因此，引脚U2D[13]输出高电平从Q9的e极输出的电压通过R43和R13的限流继续导通IGBT1。同时，5V电压通过R31、C11和引脚U2C[14]构成的充电电路给C11充电。当C11右端的电位高于引脚U2D[11]的电位时，引脚U2D1[13]输出低电平电压，Q9关断，Q8导通。IGBT1被R13迅速关断，流过线圈面板的导通电流消失。因此，线圈通过自感产生右正左负EMFs，使U2C[9]引脚的电位高于[8]引脚，导致U2C[14]引脚的输出为高电平。该电平通过C11使U2D[10]引脚电位高于[11]引脚电位，并确保IGBT1关闭。然后，无论是线圈正在给谐振电容器C3充电还是C3正在给线圈放电，线圈的右端电势都将高于左端电势，并且IGBT1将不导通。因此，只有当线圈通过C2和IGBT1中的阻尼管放电时，引脚U2C[8]的电位才高于引脚[9]的电位，这使得引脚U2C[14]的电位较低。因为电容两端的电压不能突然变化，所以C11两端的电压通过D16和R30形成的回路放电。当线圈通过阻尼管放电，C11通过D16和R30放电，使U2D的[10]脚电位低于[11]脚电位时，U2D的[13]脚再次输出高电平电压，经驱动电路放大后再次接通功率管IGBT1，实现同步控制。因此，该电路不仅实现了功率管的零电压开关控制，还为PWM电路提供了锯齿脉冲。脉冲由C11通过充放电产生。

建议C11不仅需要通过电阻用5V电压充电，还需要用5V电源放电，这样会对锯齿波产生一些不利影响，增加功率管的故障率。

6.功率调节电路

该机的功率调节电路由微处理器U1和脉宽调制比较器U2D(LM339)组成。当需要增加输出功率时，从微处理器的引脚U1[22]输出的功率调节信号PWM的比例增加，由R36、EC9和C14平滑滤波器产生的DC控制电压增加。该电压通过R41施加到比较器U2D的非反相输入端的引脚[11]，而U2D的反相输入端的引脚[10]输入锯齿信号，因此U2D的引脚[13]输出激励脉冲的高电平时间延长。Q8、Q9推挽放大后，IGBT1导通时间延长，为线圈提供的能量增加，功率增大，加热温度升高。相反，当U1[22]引脚输出的功率调节信号与空的比值降低时，电磁炉的输出功率降低，加热温度低。

7.风扇冷却系统

启动后，微处理器U1的风扇控制端[23]引脚输出的风扇控制信号为高电平，由R49限流，Q10放大，驱动风扇电机旋转，强制散热，避免功率管和整流堆过热损坏。

D18是用于保护Q10的箝位二极管。Q10关断后，电机绕组会在Q10的C极产生较高的反向峰值电压，通过D18放电进入18V电源电路，避免了Q10过电压的破坏。

8.保护电路

为了防止功率管因过压、过流、过热等而损坏。，机器配有各种保护电路。保护电路通过两种方式实现保护功能:一是通过PWM电路切断激励脉冲的输出，使功率管停止工作；另一种是通过CPU控制功率调节信号与空 0的比值来关闭功率管。

(1)浪涌保护电路

保护电路由采样电路和比较器U2A(LM339)为核心组成。通过R22和R52采样电路对5V电压进行采样，然后产生大约3.5V的参考电压，该参考电压被施加到U2A的同相输入端的引脚[5]。同时，通过整流管D1和D2对电源电压进行全波整流产生的电压被R34、R33和R45分压，然后通过D14施加到U2A反相输入端的引脚[4]。当市电电压无干扰脉冲时，引脚U2A[5]的电位高于引脚[4]，因此引脚U2A[2]内部电路处于开路状态，D19为关断，不影响引脚U2D[11]的电位，电磁炉工作正常。一旦市电冲向IGBT1干扰脉冲，大量尖峰脉冲就会叠加在D1和D2的整流电压上。通过采样，U2A[4]引脚的电位超过了[5]引脚的电位，于是U2A[2]引脚的内部电路导通，U2D[11]引脚的电位被D19箝位到低电平，所以U2D[13]引脚输出的激励电压占空比。市电干扰脉冲消失后，U2A[2]引脚的电位变为高电平，关闭D19，电路恢复正常工作。

D13为箝位二极管组，防止采样电压过高，确保C22两端电压不超过5.5V C28和R6为加速电路，设计用于防止电路启动时误操作。由于C28在启动时需要充电，充电电流使得U2A[2]引脚的电位为高，保证了PWM电路在启动时能够正常工作。

(2)功率管C极过电压保护

保护电路由采样电路和比较器U2B(LM339)为核心组成。5V电压由R39和R35组成的采样电路采样，约4.1V的参考电压施加到U2B的同相输入端的引脚[7]。同时，功率晶体管IGBT1的C极产生的反峰电压被R24、R27~R29分压后施加到U2B反相输入端的引脚[6]。当IGBT1的C极产生的反峰电压在正常范围内时，引脚U2B[6]的电位低于引脚[7]的电位，因此引脚U2B[1]内部电路开路，不影响引脚U2D [11]的电位，电磁炉工作正常。一旦IGBT1的C极产生的反峰电压过高，通过采样使U2B[6]引脚的电位超过[7]引脚的电位，于是开启U2B[1]引脚的内部电路，通过R40将U2D[11]引脚的电位箝位到低电平，这样U2D[13]引脚输出的激励电压与空的比值降至0，IGBT1关断。IGBT1 C极反向峰值电压恢复正常后，U2B的引脚[6]电位低于引脚[7]，U2B的引脚[1]内部开路恢复，IGBT1恢复工作。

(3)市电异常保护

保护电路由整流电路、采样电路和中央处理器组成。20 V市电电压经D1和D2全波整流产生脉动电压，经R14和R15采样，经EC3滤波产生市电采样电压VOL，施加于微处理器的引脚U1[28]。当市电电压高于260伏或低于160伏时，U1检测到相应的VOL升高或降低信号，判断市电异常，输出停止加热的控制信号，使电磁炉停止工作，防止因市电异常而损坏功率管等部件。同时驱动蜂鸣器报警，控制显示屏显示故障码，提醒用户机器已进入市电异常保护状态。

市电低时显示的故障码为“E7”，市电高时显示的故障码为“E8”。

(4)炉面过热保护

负温度系数RT1(作者添加)接近炉面底部。它通过连接器连接到系统控制电路，连接器的一端连接到5V电源，另一端连接到微处理器U1的TMAIN信号输入端[25]引脚。U1通过监测[25]引脚电压的变化来判断炉表面温度。当炉面温度高于220℃时，RT1电阻急剧下降，5V分压RT1和R47升高。电压变化由EC11滤波，并施加到引脚U1[25]。经U1检测，判断炉面温度过高，输出停止加热信号，功率管停止工作，同时驱动蜂鸣器报警，控制显示屏显示故障码“E3”，提醒用户炉面温度过高。

建议热敏电阻RT1损坏后无法检测炉面温度，容易扩大故障范围。因此，该机还配备了RT1异常检测功能。

如果连接器，RT1开路或EC11故障，使UI[25]引脚输入的电压为0，U1判断RT1开路，不仅不发出加热指令，还驱动蜂鸣器报警，并控制显示屏显示故障码“E1”，提醒本机炉面温度传感器开路；如果RT1发生故障，使UI[25]引脚输入的电压处于高电平，U1判断RT1发生故障，不仅不输出加热指令，还驱动蜂鸣器报警，并控制显示屏显示故障码“E2”，提醒本机炉面温度传感器发生故障。

(5)功率管过热保护

负温度系数RT2(作者添加)紧贴IGBT散热器。它通过连接器连接到系统控制电路，经EC10滤波后，再连接到微处理器U1的TIGBT信号输入端[26]引脚。当功率管的散热器温度高于85℃时，RT2的电阻值降低，使得U1[26]引脚的输入电压升高。U1检测到电压后，判断散热器温度过高，U1将功率调节信号的比值降低到空，从而缩短功率管的导通时间，降低电流，将功率管的工作温度限制在85℃以内。当因风扇异常等原因导致散热器温度高于95℃时，RT2电阻值进一步降低，U1[26]引脚输入的电压进一步增大。U1检测到电压后，判断功率管过热。U1立即输出停止加热信号，使功率管停止工作，以免功率管过热损坏。同时驱动蜂鸣器发出报警声，控制显示屏显示故障码“E6”，提醒用户机器进入功率管过热保护状态。

建议热敏电阻RT2损坏后无法检测功率管温度，容易扩大故障范围。因此，该机还配备了RT2的异常检测功能。

当热敏电阻RT2开路或滤波电容EC10短路时，引脚U1[26]没有电压输入。经U1识别后，不仅不输出加热指令，还驱动蜂鸣器报警，控制显示屏显示故障码“E4”，提醒机器功率管温度检测电阻开路。当热敏电阻RT2发生故障时，引脚U1[26]输入高电平信号。该信号经U1识别后，不仅能输出加热指令，还能驱动蜂鸣器报警，并控制显示屏显示故障码“E5”，提醒用户本机功率管温度检测电阻故障。当U1识别热敏电阻RT2故障时，机器无法升温，显示屏显示故障码“ed”，表示机器的功率管温度检测电阻无效。

9.常见故障排除

(1)整机不工作。

确认故障有正常市电电压输入后，可根据保险丝是否熔断进行修复。保险丝熔断故障排除过程如图12-3所示，保险丝正常故障排除过程如图12-4所示。

图12-3整机故障排除过程之一

(2)显示故障代码E0，保护关闭

故障主要是300V电源、低压电源、电流控制电路、驱动电路、浪涌保护电路等相关电路异常，无法形成锅的检测信号。维护过程如图12-5所示。

图12-4整机第二次故障排除过程不工作

建议根据上电复位引入很多数据保护关断故障，这是错误的。因为上电复位是指CPU电路在上电的瞬间复位。

(3)显示故障代码E1、E2或E3，并保护性关闭。

该故障表示锅炉干烧，炉面温度检测电路异常或CPU损坏，维修过程如图12-6所示。

(4)显示故障代码E4或E5，保护关闭

该故障表示功率管异常温度检测系统或CPU导致功率管异常温度保护电路动作，或功率管异常温度检测电路动作不正确。维护过程如图12-7所示。

(5)显示故障代码E6，保护关机。

该故障表明，功率管过热是由300V电源、低压电源、同步控制电路、电流控制电路、驱动电路等异常引起的。是由功率管过热保护电路的动作，还是功率管温度检测电路的故障引起的。维护过程如图12-8所示。

(6)显示故障代码E7，保护停机。

该故障表明机器已进入低电源电压保护状态。主要有两个原因:一是由于城市电源电压低或供电线路、插座系统故障导致城市电源保护电路运行异常；二是市电采样电路故障引起的保护电路故障。维护过程如图12-9所示。

(7)显示故障代码E8，保护停机。

故障表示市电电压高，市电检测电路或CPU异常，维修过程如图12-10所示。

(8)加热温度低(功率不足)

故障主要由300V电源、主电路、低压电源、电流控制电路、功率调节电路、驱动电路、保护电路等异常引起。这导致线圈产生的磁场强度不足。维护过程如图12-11所示。

图12-5为故障代码E0，保护停机故障排除过程。

图12-6显示了故障代码e 1、E2或E2、保护停机的故障排除过程。

图12-7显示故障代码E4或E5，保护停机故障排除过程。

图12-8为故障代码E6，保护停机故障排除过程。

图12-9为故障码E7，保护停机故障排除过程。

图12-10为故障代码E8，保护停机故障排除过程。

图12-11供热温度低故障检测修复流程

可以提示检查锅但不能加热的故障也可以参照该流程进行检修。