Buscando diseños de cocinas de inducción y principios y diagramas de calentamiento de cocinas de inducción. Cuanto más detallados, mejor.
Una cocina de inducción es un aparato de cocina que utiliza el principio de inducción electromagnética para convertir la energía eléctrica en energía térmica. Dentro de la cocina de inducción, el circuito rectificador convierte el voltaje de CA de 50/60 Hz en voltaje de CC y luego convierte el voltaje de CC en un voltaje de alta frecuencia con una frecuencia de 20-40 KHz a través del circuito de control cuando cambia la alta velocidad. La corriente fluye a través de la bobina, se producirá un voltaje cambiante de alta velocidad. Cuando las líneas del campo magnético en el campo magnético pasan a través del cuerpo metálico en el fondo del recipiente metálico (material conductor y conductor), innumerables pequeñas corrientes parásitas. Se generan, lo que hace que el propio recipiente se caliente a alta velocidad, calentando así las cosas dentro del recipiente.
Elemento filtrante serie 1.2 458
La serie 458 es una nueva generación de cocinas de inducción diseñadas y desarrolladas por Jian'an Electronic Technology Development and Manufacturing Factory. La interfaz tiene emisión de luz LED. Modo de visualización de diodos, modo de visualización digital LED y modo de visualización de cristal líquido LCD, modo de visualización en perspectiva VFD y otros modelos. Las funciones operativas incluyen ajuste de potencia de calefacción, ajuste automático de temperatura constante, apagado programado, encendido y apagado programado, modos de funcionamiento preestablecidos, preparación automática de té, cocción automática de arroz, cocción automática de gachas, preparación automática de sopa y varios tipos de cocción, como freír. Modo funcional , freír, asar y olla caliente. La potencia de calefacción nominal es de 700~3000W para diferentes modelos, el rango de ajuste de potencia es el 85% de la potencia nominal y la potencia es automáticamente constante dentro del rango de voltaje completo. El rango de voltaje del modelo de 200~240 V es de 160~260 V, y el rango de voltaje del modelo de 100~120 V es de 90~135 V. Toda la serie de modelos es apta para frecuencias de tensión de 50 y 60 Hz. La temperatura ambiente es de -23 ℃ ~ 45 ℃. Las funciones de control electrónico incluyen protección contra sobretemperatura de la olla, protección contra ebullición en seco de la olla, protección de circuito abierto/cortocircuito del sensor de la olla, protección de 2 horas sin presionar ningún botón (se olvidó apagar), límite de temperatura IGBT, protección contra sobretemperatura IGBT, baja -modo de trabajo de temperatura ambiente, protección de circuito abierto/cortocircuito del sensor de temperatura IGBT, protección de alto y bajo voltaje, protección contra sobretensiones, supresión de VCE, protección VCE sobre alta, detección de cruce por cero, detección de objetos pequeños y detección de material de olla.
La serie 458 de máquinas debe tener muchos tipos y funciones complejas, pero los principios principales del circuito de control de diferentes tipos de máquinas son los mismos. La única diferencia son los parámetros de los componentes y el programa de la CPU. El circuito de medición y control está compuesto por un microcontrolador de memoria 4K de 8 bits, tiene circuitos periféricos simples, pocas piezas y tiene una función de alarma de falla, por lo que el circuito tiene alta confiabilidad y es fácil de reparar y mantener. instrucciones de alarma de falla, los circuitos de la unidad relevantes se reparan. La mayoría de los circuitos se reparan fácilmente.
2. Análisis de principios
2.1 Introducción a las piezas especiales
2.1.1 Circuito integrado LM339
El LM339 tiene cuatro disparadores incorporados Voltajes: para un comparador de voltaje de 6 mV, cuando el voltaje de entrada del comparador de voltaje es positivo (el voltaje de entrada es mayor que el voltaje de entrada), el transistor colocado en la salida de control interno del LM339 se apaga y la salida es equivalente a un circuito abierto. Cuando se corta, el terminal de salida es equivalente a un circuito abierto cuando el voltaje de entrada del comparador de voltaje se invierte (el voltaje de entrada es mayor que el voltaje de entrada), el transistor colocado en el terminal de salida de control interno del LM339 se enciende; , y el voltaje de salida conectado externamente al comparador es bajo, el terminal de salida es 0V en este momento.
2.1.2 IGBT
El transistor bipolar de puerta aislada (IGBT), conocido como IGBT, es un dispositivo de control de campo que combina alta densidad de corriente BJT y excitación de voltaje MOSFET. Dispositivo de alta velocidad y alta potencia que combina ventajas.
Los materiales y procesos utilizados actualmente para producir IGBT varían, pero todos pueden considerarse como una estructura compuesta con entrada MOSFET y luego amplificación de transistor bipolar.
El IGBT tiene tres electrodos (ver imagen arriba), que se llaman puerta G (también llamada electrodo de control o compuerta), colector C (también llamado drenaje) y emisor E (también llamado polo fuente). .
Como se puede ver en las siguientes características del IGBT, supera un defecto fatal del MOSFET de potencia, que es que cuando se opera a alto voltaje y gran corriente, la resistencia de encendido es grande, el dispositivo se calienta seriamente y la eficiencia de producción se reduce.
Características de IGBT:
1. Alta densidad de corriente, decenas de veces mayor que la de MOSFET.
2. La impedancia de entrada es alta, la potencia del accionamiento de la puerta es muy pequeña y el circuito de accionamiento es simple.
3. Baja resistencia. Para un tamaño de chip y BVceo determinados, su resistencia Rce(on) no es mayor que el 10 % de la Rds(on) del MOSFET.
4. El voltaje de ruptura es alto, el área de trabajo segura es grande y no se dañará cuando la potencia transitoria sea alta.
5. Velocidad de conmutación rápida, tiempo de apagado corto, aproximadamente 1,2 us para un nivel de 1 kV ~ 1,8 kV, aproximadamente 0,2 us para un nivel de 600 V, aproximadamente el 10 % de GTR, cerca del MOSFET de potencia, frecuencia de conmutación de hasta 100 KHz, la pérdida de conmutación es solo el 30 % de GTR.
IGBT combina las ventajas de los dispositivos controlados por campo con las características de gran corriente y baja resistencia de GTR. Es un excelente dispositivo de potencia semiconductor de alta velocidad y alto voltaje.
Actualmente, la serie 458 utiliza IGBT de diferentes especificaciones para diferentes tipos de máquinas, y sus parámetros son los siguientes:
(1) SGW25N120---- de Siemens, tensión soportada 1200 V. La capacidad actual es de 46 A a 25 ℃ y 25 A a 100 ℃. No hay diodo de amortiguación interno, por lo que la aplicación debe coincidir con el voltaje de 6 A/1200 V o superior. Cuando se utiliza un diodo de recuperación rápida (D11), se puede utilizar un diodo de recuperación rápida IGBT (D11) que admita un voltaje de 6 A/1200 V o superior en lugar del SKW25N120.
(2) SKW25N120 ---- Producido por Siemens, voltaje soportado 1200 V, capacidad de carga de corriente 25 ℃ 46 A, 100 ℃ 25 A, diodo de amortiguación interno, este IGBT se puede usar en lugar del SGW25N120. Se puede utilizar IGBT en lugar de SGW25N120. El diodo de recuperación rápida D11 original de SGW25N120 debe retirarse y no instalarse.
(3) GT40Q321---- Toshiba, voltaje soportado 1200 V, capacidad de carga de corriente 25 ℃ 42 A, 100 ℃ 23 A, con diodo de amortiguación interno. Este IGBT se puede usar en lugar de SGW25N120 y SKW25N120. SGW25N120. Retire el diodo de recuperación rápida D11 que originalmente coincidía con el IGBT. Al reemplazar el SGW25N120, retire el diodo de recuperación rápida D11 del IGBT original.
(4) GT40T101---- Producto Toshiba, voltaje soportado 1500 V, capacidad de corriente 80 A a 25 ℃, 40 A a 100 ℃, no hay diodo amortiguador en el interior, por lo que la aplicación debe coincidir con 15 A/1500 V o arriba El diodo de recuperación rápida de 6A/1200V (D11) que coincide con el IGBT se puede usar solo si se requiere el diodo de recuperación rápida (D11). El diodo de recuperación rápida de 6A/1200V (D11) se puede reemplazar por el diodo de recuperación rápida de 6A/1200V (D11) correspondiente. diodo de recuperación (D11). D11) se puede usar en lugar de SGW25N120, SKW25N120, GT40Q321, y se puede usar el diodo de recuperación rápida (D11) que admite voltaje de 15 A/1500 V o superior en lugar de GT40T301.
(5) GT40T301 ---- Toshiba, resistencia de voltaje 1500 V, capacidad de corriente 25 ℃ 80 A, 100 ℃ 40 A, con diodo de amortiguación interno. 40A, con diodo de amortiguación interno, este IGBT puede reemplazar SGW25N120, SKW25N120, GT40Q321, GT40T101. Cuando utilice SGW25N120 y GT40T101, retire el diodo de recuperación rápida D11 del IGBT original correspondiente.
(6) GT60M303 de Toshiba ----, voltaje soportado 900 V, capacidad de corriente 25 ℃ 120 A, 100 ℃ 60 A, con diodo de amortiguación interno.
2.2 Diagrama de bloques 0969*
2.3
2.3 Análisis del principio del circuito principal
Cuando el pulso de conmutación se suma a Q1 en t1~ Tiempo t2 En el polo G, Q1 está saturado y encendido, la corriente i1 fluye desde la fuente de alimentación a L1 y la inductancia de la bobina no permite que la corriente cambie repentinamente.
Entonces i1 aumenta linealmente durante t1 ~ t2. Al final del pulso t2, Q1 también se corta debido al efecto del inductor y la resistencia, i1 no puede volverse 0 inmediatamente, por lo que C3 se carga, generando una corriente de carga i2. , C3 está completamente cargado y la corriente se vuelve 0. En este momento, toda la energía del campo magnético de L1 suministra energía al polo negativo izquierdo y al polo positivo derecho y al voltaje de amplitud máxima del capacitor en la energía del campo eléctrico de C3. El voltaje entre los dos polos de Q1 y CE es en realidad inverso. El voltaje pico del pulso suministra energía Durante el tiempo t3 a t4, C3 se descarga a través de L1, i3 alcanza el valor máximo, el voltaje del capacitor desaparece y toda la energía eléctrica entra. el condensador se convierte en energía magnética en L1. Debido al efecto de la resistencia del inductor, i3 no puede convertirse inmediatamente en 0, por lo que la fuerza electromotriz en ambos extremos de L1 se invierte, es decir, la fuerza electromotriz en ambos extremos de L1 es positiva. la izquierda y negativo a la derecha Debido a la existencia del tubo amortiguador D11, C3 no puede continuar cargando en la dirección inversa, sino que regresa a través de C2 y D11 para formar una corriente i4. En el momento t4, el segundo pulso comienza a. llega, pero en este momento, el UE de Q1 es positivo, UC es negativo y está en un estado de polarización inversa, por lo que Q1 no puede conducir. Después de que i4 caiga a 0, la energía magnética en L1 se puede descargar, es decir, e. , en t5, Q1 comienza a conducir por segunda vez, generando i5, y repite el proceso de i5 después de i1~i4, por lo que se genera la misma corriente CA que el pulso de conmutación f (20KHz~30KHz) en L1. i4 en t4~t5 es la corriente de conducción del tubo amortiguador D11.
En un ciclo de corriente de alta frecuencia, i2 en t2~t3 es la corriente de carga del condensador C3 causada por la energía magnética del devanado. t3~t4 i3 es la corriente liberada a través de L1 en el voltaje máximo del pulso inverso, i4 en t4~t5 es la corriente a través de L1 en la presión máxima del pulso inverso, e i4 en t4~t4 es la corriente a través de L1 en el pulso inverso. presión máxima. i4 de t4 a t5 es la fuerza electromotriz inversa en ambos extremos de L1. Debido a la existencia de D11, C3 no puede continuar con la carga inversa, y la corriente en Q1 es en realidad i1 debido a la corriente de amortiguación formada por el flujo de retorno de C2. y D11.
Cambio de voltaje VCE de Q1: en estado estático, UC es la fuente de alimentación de CC después de la rectificación de la fuente de alimentación de entrada, t1 ~ t2, Q1 está saturado y encendido, UC está cerca del potencial de tierra, t4 ~ t5, el tubo de amortiguación D11 está encendido, UC es el voltaje negativo (el voltaje es la caída de voltaje descendente del diodo de amortiguación), t2 ~ t4, es decir, el medio ciclo de oscilación libre de LC, el voltaje máximo aparece en UC, y UC alcanza el valor máximo en t3.
El análisis anterior confirmó dos problemas: primero, en un ciclo de corriente de alta frecuencia, solo i1 es la energía del suministro de energía L, por lo que el tamaño de i1 determina el tamaño de la potencia de calefacción, y el cuanto mayor sea el ancho del pulso, cuanto mayor sea el tiempo entre t1 ~ t2, mayor será i1, y viceversa, por lo que para ajustar la potencia de calentamiento, solo necesita ajustar el ancho del pulso en segundo lugar, el tiempo de medio ciclo es el; voltaje máximo de oscilación libre LC. El tiempo de ciclo es el tiempo del voltaje máximo y también es el tiempo de corte de Q1. También es el tiempo antes de que llegue el pulso de conmutación. Esta relación de tiempo no puede desalinearse si el pulso máximo no ha desaparecido. el pulso de conmutación ha llegado temprano, habrá un gran avance. La corriente quemará Q1, por lo que el flanco anterior del pulso de conmutación debe estar en el mismo paso que el flanco posterior del pulso máximo.
2.4 Circuito de oscilación
(1) Cuando se ingresa el punto G Vi, V7 está APAGADO (V7 = 0 V), V5 es igual a la caída de voltaje descendente de D12 y D13, cuando V6 (2) Cuando V6>V5 y V7 se apagan, V5 cae a la caída de voltaje aguas abajo de D12 y D13, y V6 se descarga desde C5 hasta R54 y D29. (3) Cuando V6 se descarga a menos de V5, repita (1) para formar una oscilación. "Cuanto mayor sea la tensión de entrada al terminal G, mayor será el tiempo de conducción V7, mayor será la potencia de calentamiento de la cocina de inducción, y viceversa. 2.5 Circuito de excitación IGBT El circuito de oscilación emite una señal de pulso con una amplitud de aproximadamente 4,1 V. Este voltaje no puede controlar directamente el encendido y apagado saturado del IGBT. (Q1), por lo que debe excitarse. El circuito debe amplificar la señal para funcionar. El proceso del circuito es el siguiente: (1) V8 se apaga (V8=0V), V8 (2) V8 está encendido (V8=4.1V), V8>V9 y V10 están en nivel bajo, Q8 y Q3 están apagados, Q9 y Q10 están encendidos, 22V pasa por R71, Q10 se agrega a Q1 polo G, Q1 está encendido. Circuito de ajuste de ancho de pulso 2.6PWM La CPU envía pulsos PWM al circuito integrador compuesto por R6, C33 y R16. Cuanto más amplio sea el ancho de pulso PWM, mayor será el voltaje de C33. , y cuanto mayor es el voltaje de C20, el voltaje también aumenta. El voltaje de control enviado al circuito de oscilación (punto G) aumenta con el aumento de C20. Cuanto mayor es el voltaje de entrada al punto G, mayor es el tiempo de conducción de V7. Cuanto mayor sea el voltaje de entrada al punto G y mayor sea el tiempo de conducción, mayor será la potencia de calentamiento de la cocina de inducción, y viceversa. "La CPU controla el voltaje de control de potencia de calefacción enviado al circuito de oscilación G controlando el ancho del pulso PWM, controlando así la duración del tiempo de conducción del IGBT y, por tanto, la potencia de calefacción. 2.7 Circuito síncrono R78 y R51 dividen el voltaje para generar V3, y R74, R75 y R52 dividen el voltaje para generar V4 en un ciclo de corriente de alta frecuencia, dentro del tiempo t2~t4. (Figura 1), debido a que el voltaje en ambos extremos de C3 es negativo a la izquierda y positivo a la derecha, entonces V3 2.8 Control del interruptor de calefacción Cuando no se calienta, el pin 19 de la CPU genera un nivel bajo (el pin 13 también detiene la salida PWM), D18 se activa. se enciende y V8 se baja. Además, V9 > V8, el circuito de excitación del IGBT detiene la salida, el IGBT se corta y el calentamiento se detiene. (2) Al comenzar a calentar, la CPU. el pin 19 emite un nivel alto, D18 se corta y el pin 13 comienza a emitir señales de detección PWM a intervalos. Al mismo tiempo, la CPU analiza la retroalimentación del circuito de detección de corriente y del circuito de detección de VAC Voltaje. La información y los cambios en la forma de onda de voltaje retroalimentados por el circuito de detección VCE determinan si se coloca un potenciómetro adecuado. Si se considera que es un potenciómetro adecuado, la CPU colocará un potenciómetro adecuado. Cuando el potenciómetro sea adecuado, el pin 13 de la CPU. emite una señal PWM normal, la cocina de inducción ingresa al estado de calentamiento normal. Si la información de retroalimentación del circuito de detección actual, los circuitos VAC y VCE no cumplen con las condiciones, la CPU colocará ollas no coincidentes o ninguna olla, y continuará funcionando. emite la señal de detección PWM y emite una indicación de que no hay ollas. Si la condición no se cumple en 1 minuto, la máquina se apagará. Circuito de detección de 2,9 VCA . El voltaje de CC pulsante de AC220V rectificado por D1 y D2 se divide entre R79 y R55, y el voltaje de CC suavizado por C32 ingresa a la CPU De acuerdo con los cambios de voltaje monitoreados, la CPU realizará automáticamente varias instrucciones de acción: (1) Determine si el voltaje de la fuente de alimentación de entrada está dentro del rango permitido. De lo contrario, detenga el calentamiento y reporte información (consulte la tabla de códigos de falla). (2) Combinado con detección de corriente y VCE. información de retroalimentación del circuito para determinar si se ha colocado la olla correspondiente y realizar las instrucciones de acción correspondientes (consulte la sección del proceso de detección y control del interruptor de calefacción). (3) Con la ayuda de la información retroalimentada por el circuito de detección de corriente y la información de frecuencia de potencia monitoreada por el circuito de onda cuadrada, el ancho del pulso PWM se controla para mantener estable la potencia de salida. "El estándar de entrada de energía es 220V1V. Pruebe el voltaje del pin 7 de la CPU sin conectar la placa (L1). El estándar es 1.95V0.06V". 2.10 Circuito de detección de corriente Después de que el voltaje de CA medido dos veces por el transformador de corriente CT es rectificado por el circuito rectificador de puente D20 ~ D23 y suavizado por C31, el voltaje de CC se suministra a la CPU cuanto mayor sea el valor, mayor será la corriente de la fuente de alimentación de entrada. La CPU realiza automáticamente varias instrucciones de acción en función de los cambios de voltaje detectados: