電磁爐主要由兩大部分構成,即電子線路部分及結構性包裝部分。
電子線路部分包括:功率板、主機板、燈板、線圈盤、熱敏支架及風扇馬達等。
結構性包裝部分包括:瓷板、塑膠上下蓋、風扇葉、風扇支架、電源線、說明書、功率貼紙、操作膠片、合格證、塑膠袋、防震泡沫、彩盒、條碼等。
圖3.2.3所示是電磁爐結構,圖3.2.4所示是電磁爐一般內部結構。下面分別介紹各部件的功能及特點。
1)耐熱晶化陶瓷板
功能:在電磁爐的最外面,決定電磁爐的外觀質量,分為國產(chǎn)及進口兩大類,國產(chǎn)又分為上釉和未上釉兩種,一般來講,上釉后不易發(fā)黃。
圖3.2.4 電磁爐一般內部結構
特點:加熱狀態(tài)下,膨脹系數(shù)極小、徑向傳熱、耐高溫、耐磨。進口陶瓷板:白色,國產(chǎn)陶瓷板:A、B、C及上釉。
2)風扇組件
功能:風扇是給電磁爐內散熱的部件。目前風扇分有刷風扇和無刷風扇兩種,無刷風扇又有12 V和18 V兩種。
特點:無刷風扇更耐用,風量更大、噪聲更小;有刷風扇的噪聲來源主要是氣流聲。
3)線圈盤
功能:在電磁爐中,線圈盤是完成LC振蕩的重點器件之一,是儲存及釋放電能的器件,完成電場能到磁場能的轉換。在電路原理中,一般把它當電感進行分析,分大線圈盤和小線圈盤兩種,共有兩種電感量140 μH和157 μH。
特點:國家專利大線圈盤,保證鍋底100%發(fā)熱面積,受熱更均勻,熱效率更高。
4)變壓器
功能:變壓器是將220 V交流電轉換為低電壓交流電的設備。一般在電磁爐上有兩組或三組電源,+5 V、+18 V,三組電源還包括+12 V。采用兩組電源的,一般是+5 V供單片機、顯示按鍵及一些低壓處理電路,+18 V供IGBT驅動或風扇電源;采用三組電源的,一般是將IGBT驅動和風扇電源分開,風扇電源采用+12 V。變壓器是為以上電源提供前級低壓交流的,所以變壓器一般也有三組電源。
特點:使用熱軋硅鋼片變壓器,降低變壓器功率損耗及發(fā)熱,延長使用壽命。
5)熱敏電阻
功能:感應鍋具的加熱溫度,并傳遞信號給控制回路,主控IC通過判斷,對電磁爐的工作過程進行控制。
特點:采用負溫度系數(shù)材料,進口品質。
6)按鍵顯示模塊(LED線路板)
按鍵顯示模塊的功能是顯示工作狀態(tài)和傳遞操作指令,其線路板如圖3.2.5所示。
圖3.2.5 LED線路板
7)絕緣柵雙極晶體管(lusulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)
IGBT是一種集BJT的大電流密度和MOSFET等電壓激勵場控型器件優(yōu)點于一體的高壓、高速大功率器件,目前有用不同材料及工藝制作的IGBT,但它們均可被看做是一個MOSFET輸入跟隨一個雙極型晶體管放大的復合結構。
IGBT有三個電極,分別稱為柵極G(也叫控制極或門極)、集電極C(亦稱漏極)及發(fā)射極E(也稱源極),如圖3.2.6所示。
圖3.2.6 IGBT電路符號及外形圖
IGBT有如下特點:
>電流密度大,是MOSFET的數(shù)十倍;
>輸入阻抗高,柵驅動功率極小,驅動電路簡單;
>導通電阻低;
>擊穿電壓高,安全工作區(qū)大,在瞬態(tài)功率較高時不會受損壞;
>開關速度快,關斷時間短,耐壓1~1.8 kV。
8) LM339集成電路
LM339內置四個翻轉電壓為6mV的電壓比較器,當電壓比較器輸入端電壓正向(“+”輸入端電壓高于“一”輸入端電壓)時,置于LM339內部控制輸出端的三極管截止,此時輸出端相當于開路;當電壓比較器輸入端電壓反向(“一”輸入端電壓高于“+”輸入端電壓)時,置于LM339內部控制輸出端的三極管導通,將比較器外部接入輸出端的電壓拉低,此時輸出端為0。LM339管腳排列及電路原理圖參見圖3.2.7。
圖3.2.7 集成電路LM339管腳排列及電路原理圖
9)電控板
電控板是電磁爐的重點部件,有接近200個器件。電控板上有如下模塊:電源進入EMC防護模塊、整流模塊、濾波模塊、LC振蕩模塊、IGBT開關模塊、過零檢測模塊、電流檢測模塊、電壓檢測模塊、溫度檢測模塊、同步模塊、振蕩控制模塊、IGBT驅動模塊、功率控制模塊、電源模塊。