電磁爐都是由MCU統(tǒng)一控制，使其內部控制電路、檢測電路及保護電路協調工作，否則電磁爐不但無法實現自動控制，而且也是非常不安全的。本文以樂邦C-15A型電磁爐為例，對電磁爐自動控制工作原理進行剖析(見下圖所示)，同時介紹幾種故障的維修方法，供參考。

一、功率輸出諧振電路

AC220V市電經交流輸入電路、Br1整流，再經L001、C003濾波輸出+300V直流電壓，加到由加熱盤線圈L002和C004組成的諧振回路，開關管IGBT1在驅動電路的激勵下產生高頻諧振，由諧振頻率決定L002和C004的數值，實測本機強擋：25kHz，低擋：28.6kHz。為使電磁爐正常而安全工作，在功率輸出諧振電路上安插了5條取樣支路：I號對AC電源過壓、欠壓與浪涌取樣；信號經電流互感器T002對AC工作電流取樣；Ⅲ號對非穩(wěn)壓+300V取樣；Ⅳ號對穩(wěn)壓+300V取樣；V號對開關管IGBT1c極進行同步脈沖取樣。另外還安置了兩個溫度檢測點，一個是安裝在加熱盤中心的“灶面溫檢”傳感器，另一個是安裝在IGBT1散熱片上的IGBT“過熱保護”傳感器。

二、同步脈沖形成電路

由于電磁爐是通過脈寬調制(PWM)來實現功率自動控制，因此需要對IGBT1c極進行脈沖取樣，以使脈寬調制與所需調制的諧振周期保持同步關系(與同步取樣有關的還有IGBT過壓保護電路和灶面鍋檢電路)。該電路主要由比較器IC3A擔當。將V號取樣支路對IGBT1c極進行同步取樣的脈沖加到比較器同相端⑦腳；將Ⅳ號取樣支路對穩(wěn)壓+300V取樣電壓加到比較器反相端⑥腳進行比較，在比較器輸出端①腳形成同步脈沖。取樣脈沖如波形1所示，形成的同步脈沖如波形2所示。對比兩個波形可以看出比較器IC3A的作用是，將不夠規(guī)范的取樣脈沖經過比較形成規(guī)范的同步脈沖。為適應脈寬調制原理需要，同步脈沖還需經C513、R522、D521組成的整形電路進行整形，轉換成同步鋸齒脈沖，如波形3所示，加到脈寬調制電路比較器IC3C反相端⑩腳。

三、功率控制電路

該電路主要由比較器IC3B擔當并由MCU④腳檢測。MCU⑩腳輸出4種不同的標準控制電平，由低擋至強擋逐級呈梯形(加熱狀態(tài)：2.26V/2.57V/3.60V/4.19V；定溫狀態(tài)：2.55V/2.57V/3.60V/4.18V),加到IC3B同相端⑤腳。來自Ⅱ號取樣支路對AC工作電流進行跟蹤取樣，經D001整流轉換成取樣電平加到反相端④腳。與⑤腳的標準電平進行比較，在輸出端②腳所輸出的將是按電磁爐功率瞬時變化規(guī)律而形成的脈沖。此脈沖經R551、C532積分，就可獲得真正符合實際狀況需要的功率控制電平，加到脈寬調制IC3C同相端11腳。D761為放電二極管，當IC3B②腳為低電平時，使C532上的積分電壓迅速放掉，積分電路復零。來自Ⅱ號取樣支路對AC工作電流進行的跟蹤取樣，同時還要受到MCU④腳的檢測，正常MCU④腳應檢測到2.06～2.72V的取樣電壓，如果取樣電壓出現異常，MCU將阻止電磁爐加熱，并控制蜂鳴器發(fā)出相應的報警信號。

四、脈寬調制電路

該電路主要由比較器IC3C擔當。如上所述，經積分電路形成真正符合實際狀況需要的功率控制電平加到同相端11腳。與反相端⑩腳的同步鋸齒脈沖進行比較，這種脈寬調制的原理是：當一個變化的直流控制電平與一個按鋸齒脈沖規(guī)律變化的基準電平進行比較時，輸出端13腳的跳變時間，將隨著直流電平在鋸齒脈沖斜坡上所對應位置發(fā)生變化而變化，從而實現脈寬調制。脈寬調制脈沖如波形4所示。

五、IGBT驅動電路

該電路由Q01～Q05等組成。脈寬調制脈沖經J6、C601加到驅動電路輸入端，經Q601、Q603電壓放大，Q604、Q605推挽功率放大輸出驅動脈沖，經J12加到IGBT1的G極，使其導通／截止時間比按脈寬調制規(guī)律進行，驅動脈沖如波形5所示。IC2B為+300V過壓保護，來自Ⅲ號對非穩(wěn)壓+300V取樣電壓加到同相端⑤腳，當取樣電壓超過反相端④腳4.89V時，輸出端②腳由低電平跳變?yōu)楦唠娖剑琎701導通，將脈寬調制信號對地短路。Q602為+15v欠壓保護，當+15V電壓降低并使ZD601負極電壓低于8.68V時，Q602截止，+15V經R607、D602使Q603飽和導通。一旦保護電路動作，將使驅動電路無輸出。

六、IGBT過壓保護電路

該電路主要由比較器IC3D擔當。為避免IGBT1被過高的反峰電壓擊穿，將來自V號取樣支路的同步取樣脈沖，經R501、R525衰減(分壓)后加到反相端⑧腳。當反峰電壓過高(超過1.35kV)時，反相端⑧腳電平就會高于同相端⑨腳電平，輸出端14腳由高電平跳變?yōu)榈碗娖?，使積分電容C532經R504放電，IC3C 11腳電平降低，13腳輸出的脈寬變窄，IGBT1導通時間縮短，高頻諧振幅度下降，從而達到IGBT過壓保護目的。

七、IGBT過熱保護電路

該電路主要由MCU②腳和比較器IC2A擔當。安裝在IGBT1散熱片上的“過熱保護”傳感器，實際是一個負溫度系數熱敏電阻RT，溫度上升.阻值下降，Q401 b極偏流增加，使IC2A反相端⑥腳電平上升。尚未加熱時⑥腳1.73V，同相端⑦腳3.85V，①腳輸出3.57V，RT阻值9k左右(與環(huán)境溫度有關)。IGBT1工作后RT阻值開始下降，⑥腳電平上升，當RT阻值下降到600Ω左右時，⑥腳電平達到并超過3.85V，①腳由高電平3.57V跳變?yōu)榈碗娖?.02V，MCU⑨腳立刻輸出4秒低電平0.01V，停止加熱。并且蜂鳴器發(fā)出4秒“嘀”的長音，此后MEU⑨腳輸出1秒高電平4.92V，加熱1秒，如此循環(huán)，直到“過熱”現象消除，才能自動恢復正常加熱。
注意，IC2A是一種“滯回”比較器。當①腳由高電平眺變?yōu)榈碗娖綍r，由于D408的存在使⑦腳電平被拉低，實測由3.85V降為3.69V。這樣在⑦腳出現兩個基準電平3.85V和3.69V(見圖示)。形成“回差”電壓0.16V。要使①腳重新跳變到高電平，則要求RT阻值必須恢復到880Ω左右，而不是進入保護時的600Ω左右?！皽亍北容^器用在這里的目的是：一旦IGBT1進入過熱保護，就需要給它一個足夠的冷卻時間，待溫度下降到安全區(qū)后，方自動恢復工作，以免在靠前個臨界點3.85V上，頻繁進入或退出保護。

八、定溫狀態(tài)控制電路

該電路由“灶面溫檢”傳感器、MCU③腳、⑨腳、⑩腳及Q561、D561等組成。安裝在加熱盤中央的“灶面溫檢”傳感器，也是一個負溫度系數熱敏電阻RT，溫度上升，阻值下降，由MCU③腳檢測灶面溫度變化。在“定溫”狀態(tài)下，MCU 10腳輸出相應的4種基準電平(見功率控制電路說明)，當灶面溫度達到并超過選定的“定溫”溫度時，MCU⑨腳由高電平4.92V跳變?yōu)榈碗娖?.01V，經D561對MCU⑩腳輸出進行鉗位，使IC3B⑤腳電平降至0.59V，②腳則輸出低電平0.03V，使脈寬調制電路IC3C 13腳無輸出。另一方面，MCU⑨腳輸出的低電平又使Q561截止，+15V經R563、D562加到IC3C 10腳，進一步封鎖IC3c，確保13腳端無輸出。當灶面溫度低于選定的“定溫”溫度時，MCU⑨腳輸出高電平，將鉗位和封鎖解除，恢復加熱，從而達到”定溫”(恒定溫度)目的。

九、灶面鍋檢電路

該電路主要由MCU①腳、⑧腳和IC2C擔當。灶面無鍋或鍋被突然移走及鍋質不符合要求，這時V號支路對IGBT1 c極同步脈沖取樣將發(fā)生特別明顯的變化，將此明顯變化加到IC2C反相端⑩腳，與同相端11腳基準電壓比較，灶面檢測信息由輸出端13腳輸出，由MCU⑧腳檢測。實測：11腳無論有鍋或無鍋基準電平始終為1.48V不變。有鍋：⑩腳2.09V，13腳2.89V；無鍋：⑩腳3.26V，13腳0.02V。需要說明，10腳電平有鍋時為“2.09”V，仍比11腳基準電平1.48V高，那么為什么比較器還會發(fā)生跳變呢?實驗測試發(fā)現“2.09”并不是一個真實的“有效值”，這是因為“有鍋”時加到⑩腳上的實際上是一個取樣脈沖，普通表無法測出其真實有效值，所以只能用實測結果說明問題。無鍋時蜂鳴器發(fā)出間隔2秒的“嘀、嘀……”提示音，加熱燈或定溫燈每秒閃爍1次，MCU⑨腳跳變?yōu)榈碗娖剑姶艩t停止加熱。MCU①腳發(fā)出“鍋檢脈沖”，如果在30秒內檢測到灶面有鍋，電磁爐自動恢復工作。若超過30秒仍無鍋，MCU發(fā)出自動關機指令，要想電磁爐工作必須重新啟動。另外，MCU內部對當前工作狀態(tài)進行計時，如果用戶長達兩小時對電磁爐無任何操作，則被視為電磁爐“無人看管”，為安全起見，MCU也將發(fā)出自動關機保護指令。

十、復位兼+5V欠壓保護電路

該電路由MCU 13腳和IC2D擔當。+5V電壓正常時，IC2D同相端⑨腳電平3.44V，反相端⑧腳電平2.58V，輸出端14腳輸出高電平為4.91V，在這種情況下只要插上電源，蜂鳴器就會發(fā)出“嘀”的一聲，表示MCU準備就緒，進入“待機”狀態(tài)。如果+5V電壓下降，由于ZD159穩(wěn)壓⑧腳電平2.58V保持不變，而⑨腳電平則隨之降低，當⑨腳電平低于⑧腳電平時，IC2D 14腳跳變?yōu)榈碗娖?V并被MCU 13腳接收，為避免MCU自身工作失常，則拒絕接收用戶操作指令，蜂鳴器不發(fā)聲，面板上各按鍵全部失靈。

十一、MCU--電磁爐的控制中心

該電磁爐MCU型號被廠家磨去，但不難看出它的功能與芯片87C1202A基本相當。共有20個引腳，其中②、③、④、⑧、13腳為檢測腳，檢測信息經內部進行處理并發(fā)出相應控制指令。①腳為“鍋檢脈沖”輸出腳，而且無論灶面是否有鍋，只要電磁爐開始工作它就一直輸出，“鍋檢脈沖”好像脈搏一樣，不停地跳動。有鍋時為雙脈沖，無鍋時第二個脈沖時有時無，每兩秒變換一次，呈“閃爍”狀如波形6所示，對灶面進行鍋檢。MCU發(fā)出自動“關機”保護指令有兩種，一種是“關機”但不關閉①腳“鍋檢脈沖”輸出，這種“關機”可自動恢復；另一種是“關機”又關閉①腳“鍋檢脈沖”輸出，這種“關機”不可恢復，即“死機”，要想電磁爐工作，必須重新啟動。⑨腳的功能專為控制電磁爐“加熱”或“不加熱”，包括正常工作程序的控制，如在“定位”狀態(tài)下，依據“灶面溫檢”信息，控制電磁爐進行間歇加熱，以此達到“定溫”目的?；蛟诔霈F故障時出于保護的需要，強制電磁爐緊急停止加熱，如過壓、欠壓、元件損壞變質、短路、開路、虛焊等等。10腳的功能是專為電磁爐提供4種功率擋次的基準控制電平，與來自取樣支路的取樣電平進行比較，得出真正符合實際需要的功率控制電平，供脈寬調制。⑥腳控制風扇排除電磁爐內部熱氣，開機風扇即轉，關機后風扇延時旋轉1分鐘以使余熱排盡。⑦腳控制蜂鳴器BZ發(fā)出各種不同聲響，凡是發(fā)“嘀”的單音，均表示正常，如開機、關機及正常功能轉換；發(fā)間隔2秒一次“嘀”的單音，表示提醒用戶灶面放鍋；發(fā)每秒2次“嘀”短音或其他花樣間隔“嘀”聲，均表示電磁爐出現問題?？傊?，MCU是電磁爐的控制中心，對其所有引腳都應給予關注，尤其熟練掌握以上各腳功能，對于排除各類故障實在是至關重要。

十二、幾種故障的維修方法

1.加熱過程中突然跳閘，若合閘則又跳閘。測試電源插頭短路，檢查整流橋Br1擊穿，取下Br1，測+300V對“熱地”短路，再檢查發(fā)現IGBT1也擊穿。這種兩個主要元件同時被擊穿的故障最為常見，除了過壓、過流等因素外，還有因電磁爐受潮漏電以及“鍋質”不良也都是重要因素。換用新管的同時應對有關保護電路進行檢查，還要特別關注諧振電容C004，必要時一同更新。原機IGBT管內無阻尼二極管，可用帶阻尼二極管的IGBT管代換，這時原機外接的阻尼二極管DU1可拆除，也可不拆除。
2.開機風扇轉，但只有加熱指示燈亮，而且面板上除了“開／關”鍵正常，其余各鍵均失靈，蜂鳴器發(fā)出每秒兩次的“嘀嘀”提示短音。分析認為：造成這種使電磁爐無法進入“加熱”狀態(tài)的故障因素，最大可能是由于“鍋檢脈沖”受阻，檢查鍋檢脈沖電路R571和Q571，發(fā)現Q571發(fā)射結阻值變大，正常用數字表二極管擋測試，應為0.6V左右，現為0.9V以上。換用新管后故障排除。
3.出現加熱1秒、間歇2秒，再加熱1秒、再間歇2秒，如此反復，而且每當加熱結束蜂鳴器發(fā)出“嘀”的一聲。分析認為：導致這種使MCU發(fā)出放慢加熱速度指令的故障因素，有可能是因為取樣支路出現問題。首先對MCU各“檢測腳”進行檢測，發(fā)現④腳電壓低于1V，正常應為2.06～2.72V。檢查發(fā)現RD24開路。
4.開機蜂鳴器不是發(fā)出“嘀”的單音，而是發(fā)出連續(xù)而急促的“嘀嘀……”短音，其他無任何反應呈癱瘓狀。分析認為：造成這種使電磁爐無法開機自動進入“待機”狀態(tài)的故障因素，很有可能與復位兼+5V“欠壓保護”電路有直接關系。測試MCU 13腳發(fā)現電平有時為4.91V、有時為3V左右，無規(guī)律跳變，再測IC2D⑨腳電平降低，已接近⑧腳電平。檢查發(fā)現，是因R451虛焊所致。
5.開機風扇轉，但面板上4個LED燈從低擋至高擋，像彩燈一樣逐個閃亮，每秒循環(huán)一次。按“加熱／定溫”鍵只有狀態(tài)燈可以轉換，但不加熱，而且“增加”和“減少”鍵失靈，蜂鳴器不發(fā)聲。分析認為：造成這種可以進入“加熱”狀態(tài)，但實際不能加熱的現象，而且?guī)в刑厥怙@示的故障因素，都是與“取樣”支路或“溫檢”傳感器有關。開殼仔細檢查發(fā)現，是灶面溫檢傳感器插頭CN6發(fā)霉造成接觸不良所致。