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请教一下各位老师电磁炉

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发表于 2010-4-7 01:36:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
首先感谢楼主的辛勤搜集,但是小生不免在此泼一下冷水,
电磁炉的IGBT最好不要随意代换,因为目前的电磁炉振荡环路结构可大致分为3大类型,早期的大回环结构和现代主流的小回环结构还有渐成主流的主控试振荡结构,这3大类电路的IGBT最佳导通角是不同的,所以使用的IGBT导通饱和时限也是不一样,的如果单单看参数代换进行代换往往会造成不必要的损失,早期的电磁炉使用的IGBT导通饱和时限比较长,所以同步提供的导通角都很大,以校正最佳的导通时刻,如果此时用现代的高速IGBT进行代换就会导致IGBT导通角提前,使IGBT损耗增大,长期如此就会加速IGBT烧毁,反之,主流电路用老款IGBT进行代换后,导通角就会滞后,导致电流对IGBT的冲击增大,IGBT也会不日而亡,因此在没有很好的维修方法时,建议各位还是更换原型号的IGBT。
这一点也是困扰很多维修人员的基础盲点,也是很多维修人员修不好电磁炉,产生电磁炉恐惧症的症结所在……
   
      这里无烟老师所说的大小回环有什么区别,怎么区分。我遇到一台电磁炉富士宝IH--G40,主板上写着2001年,挻古老的。到我手里时功率管已经没了,也不知型号。我买到一只FGA25N120 不知是否适用。还有上面所说的功率管导通时刻是不是与同步电路输入端电压有关,这个炉子同步输入电压将近7伏,我上次碰到一台美的的好象大约是4伏。如果我把他降到4伏是不是就可以用了。
     本人新手说的,想的可能比较幼稚,大家别见笑!

[ 本帖最后由 zxxing 于 2010-4-7 01:42 编辑 ]

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发表于 2010-4-7 13:54:53 | 显示全部楼层
原帖由 zxxing 于 2010-4-7 01:36 AM 发表
首先感谢楼主的辛勤搜集,但是小生不免在此泼一下冷水,
电磁炉的IGBT最好不要随意代换,因为目前的电磁炉振荡环路结构可大致分为3大类型,早期的大回环结构和现代主流的小回环结构还有渐成主流的主控试振荡结构, ...

这段话怎么看着这么眼熟?不会是从我那两本书上摘抄过来的吧? 呵呵下次注明一下出处!
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发表于 2010-4-7 14:09:27 | 显示全部楼层
解答你的疑惑!大回环和小回环是我们业内的的说法,实际上就是模拟振荡环路整个信号反馈的流程有多少单元而已。
老电磁炉大回坏结构的信号流程大约经过 LC谐振-同步控制-同步三角波发生器-PWM脉宽调控-整形-前置放大-IGBT驱动-IGBT
目前主流电磁炉的小回环结构信号流程如下: LC谐振-同步振荡-PWM调控-IGBT驱动-IGBT。

第二,同步信号最好不要随意调整,每个厂家都由自己的风格,信号电压高低没有什么区别,但是同步信号过高时LC振荡的尖峰脉冲对LM339的稳定影响比较大,同步信号偏低时电路稳定性降低,容易受到外接干扰,这个电压的选择也要看后续环路的控制速度 你说的富士宝应该是大回环电路,这样就必须用高一些的同步信号电压。
说得不清楚,不知道你了解没有……
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 楼主| 发表于 2010-4-7 21:04:14 | 显示全部楼层
原帖由 无烟男人 于 2010-4-7 13:54 发表

这段话怎么看着这么眼熟?不会是从我那两本书上摘抄过来的吧? 呵呵下次注明一下出处!

这段话确实是您所写,不过不是在书上而是在矿坛上。但我在文中注明"无烟老师所说",如果把"无烟老师所说"这句话放在第一行就齐了。下次一定注意。
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发表于 2010-4-7 21:27:41 | 显示全部楼层
原帖由 zxxing 于 2010-4-7 09:04 PM 发表

这段话确实是您所写,不过不是在书上而是在矿坛上。但我在文中注明"无烟老师所说",如果把"无烟老师所说"这句话放在第一行就齐了。下次一定注意。

呵呵,不好意思!开玩笑了!!!不必当真的!!
不知道我的回答帮你解决文体了没有,如果没有欢迎跟帖提问,我必将认真解答!!
谢谢你对矿坛的支持

[ 本帖最后由 无烟男人 于 2010-4-7 21:31 编辑 ]
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 楼主| 发表于 2010-4-7 23:21:23 | 显示全部楼层
原帖由 无烟男人 于 2010-4-7 14:09 发表
解答你的疑惑!大回环和小回环是我们业内的的说法,实际上就是模拟振荡环路整个信号反馈的流程有多少单元而已。
老电磁炉大回坏结构的信号流程大约经过 LC谐振-同步控制-同步三角波发生器-PWM脉宽调控-整形-前 ...

感谢您老的教诲。讲的很好,但我的水平太差。对于第二点中“这个电压的选择也要看后续环路的控制速度 你说的富士宝应该是大回环电路,这样就必须用高一些的同步信号电压。”还是不太理解。大回环电路后续环路的控制速度慢,是因为信号反馈的流程单元多,所以用高一些的同步信号电压,使339的8,9,14间的比较器早一点翻转。是这样吗?
还有我的炉子是大回环电路,那么他用的功率管应是导通饱和时限比较长的老管子,而我买到的FGA25N120好象是高速的新管子。这个管子就不适用了。如果降低同步信号电压能够使导通角滞后,这个管子就能用了吗?
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发表于 2010-4-8 09:19:02 | 显示全部楼层
呵呵!大哥!我不老还没结婚呢!!“您老”两字一下把我增加了30岁
1、不是这样的,同步信号的电压高低与后续电路时序无关,与正负同步信号差有关。
2、原来没有IGBT了可以看一下原管子的安装结构,如果是大管的安装25N120是不太好安装的,如果是大管这类机子建议就不要维修了这类电磁炉LC系统是1500V的,与现在的1200V保护不同,要安装必须还要改高压保护系统,改得太多了稳定性就下降了~
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发表于 2010-4-9 15:39:43 | 显示全部楼层
向无烟大侠学习,向无烟大侠致敬!
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发表于 2010-4-9 17:42:29 | 显示全部楼层
原帖由 fanxf-008 于 2010-4-9 03:39 PM 发表
向无烟大侠学习,向无烟大侠致敬!

过奖 过奖了!!大家互相学习,共同进步,有说错的地方欢迎指正
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发表于 2010-4-9 18:21:18 | 显示全部楼层
学习了.高手.
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 楼主| 发表于 2010-4-11 03:07:59 | 显示全部楼层
原帖由 无烟男人 于 2010-4-8 09:19 发表
呵呵!大哥!我不老还没结婚呢!!“您老”两字一下把我增加了30岁
1、不是这样的,同步信号的电压高低与后续电路时序无关,与正负同步信号差有关。
2、原来没有IGBT了可以看一下原管子的安装结构,如果是大管的 ...

知道您年龄不大,好象比我还小一些。“您老”只是尊称,不过旁人看了是以为很大了。哈哈!那以后我可就随意啦。
1、对于IGBT导通时刻我是这样理解的:当IGBT每次关断后,同步输入端339的9脚电压开始上升,上升到最大后再下降,由于8脚电压是由电源305伏经电阻分压取得,是一固定值。因此当9脚降至低于此值后,比较器翻转,IGBT的G极得到高电平导通。因此同步输入电压(8脚)与导通时刻有关。不知哪想错了,是8脚电压吗?不会全错了吧,你也别生气,给讲讲吧。
2、我周一把25N120装下试试,如装不上就只好报废了。
3、今天我量了一个美的电磁炉的IGBTEN电压,发现它在开机后检锅时是0V,加热时是4点几伏,记得你说过应是开机后是高电平。不知是否正常。
4、我想问下小回环电磁炉效率在90%以上,那么大回环的呢,是多少?
问题比较多,你辛苦点,就当碰到个笨学生吧。
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发表于 2010-4-11 09:14:48 | 显示全部楼层
哈哈~和你开玩笑了,叫啥都没事,您真实客气了!
晚上回家了我把资料贴出来!
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发表于 2010-4-11 11:53:27 | 显示全部楼层
逆变单元这是电磁炉的心脏部分,整个逆变单元由LC并联谐振电路、IGBT管和一些辅助元器件组成,如图 所示。 LC振荡单元电路原理图.jpg 励磁线圈(也称线圈盘)是电磁炉输出加热功率的唯一元件。实际上励磁线圈是一个形状特殊的电感器,他与谐振电容器并联组成LC并联谐振电路。在IGBT管高速并且规律地导通与截止状态下,LC并联谐振电路不断从电源得到因自身损耗而消耗的能量,于是形成LC振荡。而IGBT管有规律地导通与截止又必须与LC并联谐振电路的自然谐振频率严格同步,否则整个逆变部分都无法工作,严重的还会烧毁昂贵的IGBT管。振荡电路原理图见图所示,电流变化波形图如图所示。 振荡电路电流变化波形图.jpg
       
        T1~T2:当电路中IGBT管控制极(G)为高电平时, IGBT管饱和导通,电流I1从电源流过线盘,电能转换为磁能存储在线盘上,并达到最大值。
        T2~T3:当电路中IGBT管控制极(G)为低电平时,IGBT管截止,由于电感不允许电流突变,电流I2流向谐振电容C3,能量转移到C3,I2减到最小时,也就是线盘的能量全部放完时,谐振电容C3两端的电压VC达到最高值 。此时的VC电压为选择IGBT管和谐振电容C3耐压的依据。
        T3~T4:谐振电容开始通过线盘反向放电,此时I3 为负向。电容C3的能量再次转移到线盘上,此时谐振电容两端的电压VC最低,而反向电流I3最大 。
T4~T5:此时谐振电容C3两端的电压VC出现过零状态,即谐振电容C3两端的电压由正值向负值变化。当控制电路检测到谐振电容两端的电压达到最低时,控制电路使IGBT管再次导通,但由于感抗的作用,电感不允许电流突变,负向电流I4继续向电容C3充电直至为0 。
这时LC振荡回路完成一个振荡周期。在一个振荡周期里,T2~T3的I2是线盘磁能对电容C3的充电电流,T3~T4的I3逆程脉冲峰压是通过L1放电得到的电流,T4~T5的I4是线盘两端的电动势反向时形成的阻尼电流,因此,IGBT管的导通电流实际是I1。
        IGBT管C、E两端的电压变化:在静态时,IGBT管C、E两端为输入电源经过整流滤波 后的直流电源电压,T1~T2,IGBT管饱和导通,C、E两端电压接近0。T4~T5,IGBT管C、E两端为反向负压,阻尼二极管导通。T2~T4,也就是LC自由振荡的半个周期,谐振电容C3上出现峰值电压,在T3时谐振电容C3两端的峰值电压达到最大值,IGBT管C、E两端也一同承受此峰值电压。
        以上可以说明两个问题:一是,在高频电流一个周期中,只有I1是电源供给线盘能量的,所以I1的大小就决定加热功率的大小,同时IGBT管的导通脉冲宽度越大,T1~T2的时间就越长,I1就越大,反之亦然。所以要调节加热功率,只需要调节IGBT管的导通脉冲宽度即可。二是LC自由振荡的半个周期是出现峰值电压的时间也是IGBT管的截止时间,也是开关脉冲没有到达的时间,这个时间关系是不能错位的,如果峰值脉冲还没有消失,而开关脉冲已提前到来,就会出现很大的瞬间电流导致IGBT管烧毁。因此必须保证开关脉冲的前沿与峰值脉冲的后沿严格同步。
        同步控制单元
1、同步控制单元电路构成及工作原理
同步控制单元是电磁炉中最关键的电路单元之一,其主要作用是从LC振荡回路中取得同步信号,同时产生同步锯齿波,为IGBT管导通提供前级驱动波形。电路输出信号为锯齿波。具体电路结构如图1-17所示。同步信号由LM339的IC2C 比较器产生,其信号取自LC振荡的电容C3两端的分压。电阻R18与R25分压输入到比较器的负输入端为V-,电阻R19、R20与R23、R24(电阻R23、R24在图中未画出)输入到比较器的正输入端分压为V+。电磁炉在插电开机后,单片机PAN端口给同步电路一启动脉冲,使IGBT管启动导通。IGBT管导通后由于线盘电感的作用,这时V-分压大于V+分压比较器IC2C 输出低电平,经后续电路整形后IGBT管继续导通,当电感蓄能完毕后V+稍大于V-分压比较器IC2C 翻转输出高电平IGBT管截止,LC振荡回路产生振荡;当C3放电终了时在次出现V-分压大于V+分压的情况,比较器IC2C 输出低电平IGBT管再次导通,振荡电路完成一个工作循环。所以振荡回路在同步控制电路被触发启动后,只要不切断整个振荡电路的电源,那么整个振荡回路将一直工作下去。

同步振荡电路图.jpg

                  
在T2~T5时间,由于谐振电容C3两端的电压是左负右正,所以V+大于V-,IC2C输出高电平。
在T5~T6时间,电容谐振电容C3反向放电完毕,电容C3两端的电压是右负左正,即此时V-大于V+,IC2C输出低电平,此时是IGBT管的C极最低点,也是IGBT管导通开启的最佳时刻。+5V通过R41给C34充电,谐振电容C3两端的电压VC由负值向0变化;到T7时,谐振电容C3两端的电压VC又开始充电,C3两端的电压恢复左负右正,比较器发生翻转输出高电平,比较器输出端同时发生电压跳变,此后,电容C34上的电荷通过D19快速向电阻R39放电。如此产生一个振荡同步锯齿脉冲。
2、同步信号与IGBT管关系
IGBT管在导通时,其C极电压越低,IGBT管内部的损耗越小,反之则损耗越大。当IGBT管内部损耗超过规定值时,IGBT管会因内部发热严重而导致烧坏。在电磁炉理想的工作状态下,IGBT管 C极电压为零时开通IGBT,其内部损耗W=Uc I=0,但实际上在电磁炉工作时,C极电压不可能为0,所以只能取IGBT管 C极最低的电压时开通IGBT管使IGBT管的开关损耗最小。所以,同步信号就是IGBT管 C极电压最低时的检测信号,也就是最佳的IGBT管导通时机。
3、PAN为单片机的中断口
此PAN端口有两个作用:
        ①触发:LC振荡回路工作正常后,LC并联谐振电路由同步控制电路自主控制工作,但自主振荡需要触发起动,也就是IGBT需要一个触发的信号,以使LC谐振回路获得初始振荡能量。在电磁炉开机后,PAN口为输出端口,此时将会在比较器14脚产生一个负脉冲,此负脉冲经过后续电路将形成IGBT初始触发信号。此触发脉冲的宽度不宜过大,一般在5-8uS。此脉冲过小则无法触发IGBT管LC振荡回路无法启动,过大则可能会损坏IGBT管。
②检锅:检锅就是检测电磁炉上是否有合适加热的锅具,在日本和台湾的一些厂商称之为负载侦测。开机后单片机PAN端口给同步电路一启动脉冲,待同步电路正常振荡后,单片机PAN端口变为输入端口,时刻检测同步控制电路输出端的脉冲数量。锅具的检测和识别是由单片机智能完成的。目前市场上大多数品牌电磁炉所采用的检锅方式是脉冲计数法检测有无锅具,即通过PAN端口的脉冲信号的个数来检测是否有无锅具。其检测过程如下:开机后,单片机PAN口先是输出口,产生一个触发脉冲后,马上改为输入口检测比较器输出的同步信号。触发脉引起LC自由振荡,振荡波形会在IC2C比较后输出一序列的脉冲,单片机通过PAN端口对脉冲个数的检测可以确定是否有锅。当电磁炉上没有放置锅具时,电磁炉的LC振荡的损耗很小,在短时间内可认为自由振荡;若放置锅具,则LC振荡可认为阻尼振荡。根据此特性,单片机在检测锅具时,一般以250uS为时间段进行脉冲计数,自由振荡则整个计数时间内都是脉冲, 而阻尼振荡则只有2-3个脉冲数。因此在一定时间内,根据IC2C比较器输出的脉冲数可以正确确定是否放置锅具。此脉冲数量和锅具的材质以及加热面积有关,但是只要在250μS钟内同步控制电路输出4-8个脉冲单片机即认为此锅具的锅具材质符合加热条件。


           以上内容摘抄自本人编著的《看图学修电磁炉》一书,由人民邮电出版社出版

IGBTEN控制信号一般是高电平开通,低电平截止,这样设计有个最大的好处就是维修时不管单片机处于任何状态,电磁炉主回路都是截止状态,这样就可以避免在维修时,IGBT被误触发烧毁现象,不过这个也看具体电路,如果单片机在主控板上的,单片机不与振荡回路分离的,可以使用反向控制。

大回环电磁炉由于同步控制精度无法接近LC振荡过零死区,这样IGBT的开通损耗就会大大提升,一般热效率都在70%左右。小回环的优势就在这里,同步精度比其它更高,IGBT开通时限更接近LC振荡过零死区,这样效能也大大提高。
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发表于 2010-4-11 11:57:06 | 显示全部楼层
呵呵~,本人很小的,,属于真正的80后
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 楼主| 发表于 2010-4-13 20:31:40 | 显示全部楼层
80后的,真够小的,出乎意料。愿你永远年轻。
    《看图学修电磁炉》我去过书店,卖没了。买了本电磁炉维修技术问答,也是从这本书开始学电磁炉的。
       对于“原来没有IGBT了可以看一下原管子的安装结构 ,如果是大管的安装25N120是不好安装的”我装25N120时,管脚间距合适,但两边脚短了些。我接了断铜丝装上了。然后开机加热了,试了十几分钟没事。我想问下这种大回环电磁炉同步输入端电位差应多少。因为我的电磁炉同步输入端,339的8脚的68K大电阻坏了一个,我没买到,就换了个150K的,然后再把下面的分压电阻3.1K的换为4.8几K。凑了个0.19V( 照着美的的同步输入0.2V做的)用数字表测的。今天用指针表测竞为0.075V,我不知到谁对谁错(数字表还了)。还有25N120是高速管子,那它在这个大回环炉子上用得长吗?

[ 本帖最后由 zxxing 于 2010-4-13 21:32 编辑 ]
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