电磁炉18V是怎么来的?

痴迷物理


电磁炉是比较常见的家用电器,其工作原理为电磁感应,利用电磁辐射对锅进行加热,电磁炉有层层缠绕的线圈,交流电流过线圈后产生方向变化的磁场,这时会对上方的金属锅产生漩涡电流,从而使锅加热。电磁炉内有电子元器件,电子元器件需要供电,那么低压直流18V是怎么来的呢?下面介绍两种常用的方案。

1 整流降压得到18V

将220V交流转化为直流,需要用到整流电路,而整流滤波降压电路是常用的交流转直流的方案。在早期的电磁炉电路中, 这种电路是应用比较多的。这种电路主要涉及到的关键元器件有:工频变压器、整流桥、滤波电容、稳压管或者三端稳压器。电路结构如下图所示。

220V交流电先通过变压器,将电压将为较低的交流电,再通过整流桥和滤波电容整流为较为平滑的直流,最后进入7818三端稳压器,获得较为稳定的直流18V。这是最典型、应用最广的交流转直流的电路。现在的电磁炉也在向着轻薄化去设计,但是因为工频变压器体积较大,占用非常大的空间;而且,这种电路的损耗也较大、转换效率较低。后来,很多厂家采用交流转直流的专用ASIC来处理。

2 专用IC方案得到18V

这种方案就解决了工频变压器体积大的问题,专用的交流转直流ASIC一般为八引脚封装,有直插或者贴片封装。典型的电路如下图所示。

输入端的二极管起到半波整流的作用,输出端可以通过电阻来调节输出电压。现在,这种ASIC的解决方案越来越多,由于不需要变压器所以,体积小了很多。在电饭煲、电磁炉、烧水壶、咖啡机、洗衣机上应用非常多。但是这种方式多是不隔离的,在调试、维修时需要注意安全。

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我们先来看一下电磁炉的电路方框图

从图中我们可以看到电磁炉大概分为5个单元电路

低压电源电路——低压单元电路为整个控制电路提供稳定电源

系统检测电路——系统检测电路为控制电路提供反馈,包括没有锅、干烧等

显示电路——显示电路为用户提供直观参数,包括工作时间、锅的温度等

控制电路——控制电路作为枢纽,控制功率输出部分,协调整个电磁炉工作

功率输出电路——通过IGBT的导通和关断,控制加热线圈,产生电磁,加热平底锅

电磁炉的低压电源电路就是18V电路(可能还包括5V电压,作为显示电路电源)

电磁炉的18V电源作为推动电磁炉主要功率器件IGBT,是异常重要的。

若是没有这个18V电源,电磁炉将直接不工作。

这个18V电路是通过开关电源电路或者工频变压器整流获取的(工频变压器较不常见)

↑如图所示是工频变压器整流到18V的电路原理图

↑这个是开关电源输出18V

在电路板上我们也能看到开关电源的身影

↑如图是集成好的开关电源电路做18V输出

↑这个是分散在电路板上的18V输出

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根据提问者的描述,电磁炉内部的18V电压是怎么来的呢?

电磁炉的基本原理

电磁炉主要由线圈盘、主控电路板、风扇、按键显示面板、陶瓷面板、上下壳等组成,其中主控电路板主要主要元器件有滤波电容、谐振电容、抗干扰电容、大功率IGBT开关管、整流桥、互感线圈、蜂鸣器、变压器、驱动芯片、LM339、8050/8550三极管等。


电磁炉的基本工作原理是:炉盘线圈工作电压约300V左右,300V的直流高压是220V交流电经过整流桥整流得到的,220V交流整流后最高电压为220V*1.414≈311V。其高压主回路是220VAC经过保险丝、电流互感器、电感、炉盘线圈、IGBT,通过控制IGBT开关管导通/断开来控制炉盘线圈是否工作。IGBT控制方式一般采用PWM调制,通过调节PWM的占空比来调节电磁炉的功率,其它功能还包括功率控制、温度控制、无锅检测、电压报警、电流过大报警、IGBT温度过高报警、锅底温度过高报警、风扇故障报警等,其基本原理框图如下图所示。

下图为某款电磁炉详细原理图,其主要的电源电压有输入端220V,内部电压有300V,电磁炉功率主回路,给炉盘线圈供电;5V,控制芯片、蜂鸣器等供电;18V或15V或12V;不同型号电磁炉其电压不同,主要用于驱动IGBT开关管以及为风扇提供电源。

18V电源是怎么来的呢?

了解了电磁炉的基本原理之后,下面重点说一下18V电源的原理,以其中一款电磁炉原理进行详细说明,其原理如下图所示,18V电源是由220V交流电经过变压器进行降压,再通过一个整流二极管进行半波整流,然后经过220μF/35V的电容进行滤波,最后通过串联510Ω的限流电阻再并联18V的稳压管(头条@技术闲聊原创),将最后输出电压稳定在18V,有的电磁炉直接使用三端稳压器7818进行稳压。

同理,5V电源的原理也类似,如上图,经过变压器次级线圈降压后的低压交流电经过4个二极管组成的桥式整流电路整流,然后经过470μF/25V的电容滤波,最后通过三端稳压器7805进行降压稳压得到5V电源。

那么没有具体电路板原理图的情况下怎么快速找到18V电源部分呢?如下图,紧贴散热器的那两个元器件,三个引脚的为IGBT开关管,四个引脚的为整流桥,找到小功率变压器,这就是提供5V、18V电源的变压器,因此附近这部分电路就是5V、18V电源电路,如下图红圈标识的地方。

注意:18V电源并不是直接连接IGBT驱动端,而是经过由NPN和PNP三极管8050、8550组成的对管来驱动IGBT,因为这样才可以通过控制8050、8550导通/截止实现PWM调制,调节电磁炉的功率。

18V电源故障怎么检修?

18V电源的负载:风扇和IGBT驱动,若是因为测量IGBT无驱动电压,并不代表18V电源故障,极有可能是用于驱动IGBT的8050/8550三极管故障,由8050、8550组成的三极管对管是易坏器件。最好测量IGBT附近的NPN三极管8050的集电极对地的电压,若无18V输出,确实极有可能是18V电源部分故障。

若18V电源输出输出不正常,先将后端负载去除再测量,有可能是负载短路引起。先把风扇插头拔掉,再测量,若输出正常,是由于风扇故障引起,可检查一下风扇扇叶是否被其它异物卡住?若没有,可能是马达故障,购买一个新的换上。若去掉负载输出仍不正常,可详细检查一下电源转换部分电路,先量一下变压器二侧线圈是否有大于18V的交流电输出,然后再检查整流二极管是否故障?限流电阻是否烧断?18V稳压二极管是否正常等。

总结:电磁炉内部一般有三种电压:300V、5V、18V(或12V、15V)。若想学习电磁炉维修,最好多研究一下电磁炉的详细原理,熟悉电路板每个元器件的功能,了解电磁炉常见的故障模式,哪些属于易损坏器件等。

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技术闲聊


有一个电源管理蕊片大概ver12,通过开关整流出来18V,再通过7805整出5V,如果没有18伏去查,电源管理芯片周边线路


方圆电脑家电维修


18v是电磁炉开关电源的其中一路输出,主要是为风扇供电以及为igbt驱动提供主电源。


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