電磁爐18V是怎麼來的?

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電磁爐是比較常見的家用電器,其工作原理為電磁感應,利用電磁輻射對鍋進行加熱,電磁爐有層層纏繞的線圈,交流電流過線圈後產生方向變化的磁場,這時會對上方的金屬鍋產生漩渦電流,從而使鍋加熱。電磁爐內有電子元器件,電子元器件需要供電,那麼低壓直流18V是怎麼來的呢?下面介紹兩種常用的方案。

1 整流降壓得到18V

將220V交流轉化為直流,需要用到整流電路,而整流濾波降壓電路是常用的交流轉直流的方案。在早期的電磁爐電路中, 這種電路是應用比較多的。這種電路主要涉及到的關鍵元器件有:工頻變壓器、整流橋、濾波電容、穩壓管或者三端穩壓器。電路結構如下圖所示。

220V交流電先通過變壓器,將電壓將為較低的交流電,再通過整流橋和濾波電容整流為較為平滑的直流,最後進入7818三端穩壓器,獲得較為穩定的直流18V。這是最典型、應用最廣的交流轉直流的電路。現在的電磁爐也在向著輕薄化去設計,但是因為工頻變壓器體積較大,佔用非常大的空間;而且,這種電路的損耗也較大、轉換效率較低。後來,很多廠家採用交流轉直流的專用ASIC來處理。

2 專用IC方案得到18V

這種方案就解決了工頻變壓器體積大的問題,專用的交流轉直流ASIC一般為八引腳封裝,有直插或者貼片封裝。典型的電路如下圖所示。

輸入端的二極管起到半波整流的作用,輸出端可以通過電阻來調節輸出電壓。現在,這種ASIC的解決方案越來越多,由於不需要變壓器所以,體積小了很多。在電飯煲、電磁爐、燒水壺、咖啡機、洗衣機上應用非常多。但是這種方式多是不隔離的,在調試、維修時需要注意安全。

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我們先來看一下電磁爐的電路方框圖

從圖中我們可以看到電磁爐大概分為5個單元電路

低壓電源電路——低壓單元電路為整個控制電路提供穩定電源

系統檢測電路——系統檢測電路為控制電路提供反饋,包括沒有鍋、乾燒等

顯示電路——顯示電路為用戶提供直觀參數,包括工作時間、鍋的溫度等

控制電路——控制電路作為樞紐,控制功率輸出部分,協調整個電磁爐工作

功率輸出電路——通過IGBT的導通和關斷,控制加熱線圈,產生電磁,加熱平底鍋

電磁爐的低壓電源電路就是18V電路(可能還包括5V電壓,作為顯示電路電源)

電磁爐的18V電源作為推動電磁爐主要功率器件IGBT,是異常重要的。

若是沒有這個18V電源,電磁爐將直接不工作。

這個18V電路是通過開關電源電路或者工頻變壓器整流獲取的(工頻變壓器較不常見)

↑如圖所示是工頻變壓器整流到18V的電路原理圖

↑這個是開關電源輸出18V

在電路板上我們也能看到開關電源的身影

↑如圖是集成好的開關電源電路做18V輸出

↑這個是分散在電路板上的18V輸出

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根據提問者的描述,電磁爐內部的18V電壓是怎麼來的呢?

電磁爐的基本原理

電磁爐主要由線圈盤、主控電路板、風扇、按鍵顯示面板、陶瓷面板、上下殼等組成,其中主控電路板主要主要元器件有濾波電容、諧振電容、抗干擾電容、大功率IGBT開關管、整流橋、互感線圈、蜂鳴器、變壓器、驅動芯片、LM339、8050/8550三極管等。


電磁爐的基本工作原理是:爐盤線圈工作電壓約300V左右,300V的直流高壓是220V交流電經過整流橋整流得到的,220V交流整流後最高電壓為220V*1.414≈311V。其高壓主迴路是220VAC經過保險絲、電流互感器、電感、爐盤線圈、IGBT,通過控制IGBT開關管導通/斷開來控制爐盤線圈是否工作。IGBT控制方式一般採用PWM調製,通過調節PWM的佔空比來調節電磁爐的功率,其它功能還包括功率控制、溫度控制、無鍋檢測、電壓報警、電流過大報警、IGBT溫度過高報警、鍋底溫度過高報警、風扇故障報警等,其基本原理框圖如下圖所示。

下圖為某款電磁爐詳細原理圖,其主要的電源電壓有輸入端220V,內部電壓有300V,電磁爐功率主迴路,給爐盤線圈供電;5V,控制芯片、蜂鳴器等供電;18V或15V或12V;不同型號電磁爐其電壓不同,主要用於驅動IGBT開關管以及為風扇提供電源。

18V電源是怎麼來的呢?

瞭解了電磁爐的基本原理之後,下面重點說一下18V電源的原理,以其中一款電磁爐原理進行詳細說明,其原理如下圖所示,18V電源是由220V交流電經過變壓器進行降壓,再通過一個整流二極管進行半波整流,然後經過220μF/35V的電容進行濾波,最後通過串聯510Ω的限流電阻再並聯18V的穩壓管(頭條@技術閒聊原創),將最後輸出電壓穩定在18V,有的電磁爐直接使用三端穩壓器7818進行穩壓。

同理,5V電源的原理也類似,如上圖,經過變壓器次級線圈降壓後的低壓交流電經過4個二極管組成的橋式整流電路整流,然後經過470μF/25V的電容濾波,最後通過三端穩壓器7805進行降壓穩壓得到5V電源。

那麼沒有具體電路板原理圖的情況下怎麼快速找到18V電源部分呢?如下圖,緊貼散熱器的那兩個元器件,三個引腳的為IGBT開關管,四個引腳的為整流橋,找到小功率變壓器,這就是提供5V、18V電源的變壓器,因此附近這部分電路就是5V、18V電源電路,如下圖紅圈標識的地方。

注意:18V電源並不是直接連接IGBT驅動端,而是經過由NPN和PNP三極管8050、8550組成的對管來驅動IGBT,因為這樣才可以通過控制8050、8550導通/截止實現PWM調製,調節電磁爐的功率。

18V電源故障怎麼檢修?

18V電源的負載:風扇和IGBT驅動,若是因為測量IGBT無驅動電壓,並不代表18V電源故障,極有可能是用於驅動IGBT的8050/8550三極管故障,由8050、8550組成的三極管對管是易壞器件。最好測量IGBT附近的NPN三極管8050的集電極對地的電壓,若無18V輸出,確實極有可能是18V電源部分故障。

若18V電源輸出輸出不正常,先將後端負載去除再測量,有可能是負載短路引起。先把風扇插頭拔掉,再測量,若輸出正常,是由於風扇故障引起,可檢查一下風扇扇葉是否被其它異物卡住?若沒有,可能是馬達故障,購買一個新的換上。若去掉負載輸出仍不正常,可詳細檢查一下電源轉換部分電路,先量一下變壓器二側線圈是否有大於18V的交流電輸出,然後再檢查整流二極管是否故障?限流電阻是否燒斷?18V穩壓二極管是否正常等。

總結:電磁爐內部一般有三種電壓:300V、5V、18V(或12V、15V)。若想學習電磁爐維修,最好多研究一下電磁爐的詳細原理,熟悉電路板每個元器件的功能,瞭解電磁爐常見的故障模式,哪些屬於易損壞器件等。

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有一個電源管理蕊片大概ver12,通過開關整流出來18V,再通過7805整出5V,如果沒有18伏去查,電源管理芯片周邊線路


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18v是電磁爐開關電源的其中一路輸出,主要是為風扇供電以及為igbt驅動提供主電源。


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