該機的主板電路見下圖所示。
一、同步取樣電路 2.待機狀態(tài)(8)腳電壓為3.38V,(9)腳為3.17v.兩個電壓雖有上下波動,但(8)腳電壓始終略高于(9)腳電壓,使(14)腳在待機狀態(tài)輸出一個穩(wěn)定的低電平O.11v。T作狀態(tài)(8)腳電壓:2.20V/P1P2(注)、2.19V/P3、2.16V,P4、2.14V/P5,(9)腳電壓:2.08V、2.05V、2.02V、2.00V,與待機相比,(8)腳、(9)腳電壓均有l(wèi)v以上的下降。并隨著功率的增加每擋又有1~2mV下降。這是由于+300V電壓隨著功率的增加,壓降逐漸增大造成的。(8)腳每擋電壓仍然保持略高于(9)腳電壓,但這時(14)腳輸出不是低電平,而是保持在2v以上的“中間”電平。因為同步電路的特點是以同步波形進行比較,不同于純粹直流電平的比較。因而不能機械的以電平的高低來分析該電路工作的狀況(注:該機面板顯示的功率指示見圖3所示。其中P1、P2均為間歇工作,P1工作3秒、停止11秒,P2T作8秒、停止4秒。所以P1功率低。P2功率高,但二者丁作時的電壓和波形相同)。 3.分析與探討及檢測時的要求。為了保證對同步點的可靠捕捉和脈寬調(diào)制需要。要求同步脈沖要有足夠的寬度。使比較電平應盡量接近,以該電磁灶為例,工作狀態(tài)兩個輸入端電壓僅差O.1V多一點。但過于靈敏的比較器最容易受到外界干擾。 使同步關系遭到破壞。一旦出現(xiàn)“失步”,就立刻“爆機”,即將IGBT擊穿并將整流橋同時燒毀。因此在測試電路時。一是要求表筆或示波器的探頭要與被測點可靠接觸。二是在測試過程中表筆或探頭不要亂動,需要更換測試點時。必須先關機。而后再更換。將測試帶來的風險盡量降到最低。 二、鋸齒狀同步脈沖電路該單元電路南C11、R72和D12組成。這是一個“微分式”同步脈沖形成電路,其中C11為微分電容。R72為微分電阻。選擇合適的RC時間常數(shù)。就可將同步取樣電路輸出的方波。正沿微分成為一個正向的鋸齒狀脈沖波。負沿微分成為一個負向的鋸齒狀脈沖波。D12為削波二極管。用來將無用的正向鋸齒波削平,而保留有用的負向鋸齒波。在IC2C(10)腳上測到的劇齒狀同步脈沖波見,得到的同步點就在脈沖波鋸齒的尖上。以圖解方式來表示鋸齒狀同步脈沖波的形成過程見下圖所示。 三、脈寬同步調(diào)制電路 2.待機狀態(tài)下IC2(11)腳電壓為OV,工作狀態(tài)由低功率到高功率電壓呈階梯狀:1.50V、1.68V、2.01V、2.21V。待機狀態(tài)時(10)腳電壓為5.11V;工作狀態(tài)時隨著功率的增加,電壓有所下降,但變化不大。其中最低功率為3.20V,最高功率為2.94V,待機狀態(tài)時(13)腳電壓為O.05V,工作狀態(tài)由低功率到高功率也呈階梯形狀,其中最低功率為0.86V.最高功率為1.83V。 3.分析與探討。通過波形測試可以發(fā)現(xiàn)。占空比和頻率每時每刻都在發(fā)生變化。功率換擋時變化大。即使在同一功率下也在不停地小變化。另外。當鍋具大小改變時。頻率也會改變。 鍋具增大頻率增高。這是因為諧振阻尼增大而導致主振(激勵)頻率加快。 四、驅(qū)動電路1.該單元電路南Q6、Q7,Q5、Q9及相關的電阻電容分立元件組成。其中Q6、Q7為兩級前置電壓放大,Q5、Q9組成后級推挽電路。推挽輸出的驅(qū)動脈沖。 2.分析與探討。測試Q6b極工作電壓為:-0.06V/PIP2、-0.03V/P3、O.01V/P4、0.04V/P5,在這組數(shù)據(jù)中可以看到,一是P3以前為負值、P4以后為正值,二是負值、正值都很小,均在OV附近,三是隨著功率增加,電壓也增加,這是因為06b極未加偏置,靜態(tài)電壓為0V。又因輸入到Q6b極的是脈寬調(diào)制脈沖。 平均電壓取決于脈沖高電平和低電平的寬度比。在P3以前比值偏低,導致平均電壓略低于OV,即為負值,P4以后比值偏高。 導致平均電壓略高于0V,即為正值。而且隨著功率增加。驅(qū)動脈沖的占空比也增加。所以平均電壓也就隨之增加。最低功率波形見波形9所示(彩圖。見本書第833頁),占空比為33.2%,電壓為-70mV,最高功率波形見波形10所示(彩圖。見本書第833頁),占空比為49.9%,電壓為+50mV,表明數(shù)字表電壓測試的結(jié)果與示波器波形測試的結(jié)果完全全相符。 五、市電過、欠壓檢測保護電路 六、V+浪涌檢測保護電路 工作時電壓各擋均在3.69V至13.26V之間反復跳變。同時觀察MCU(10)腳輸出PWM情況,電壓低時有PWM輸出,電壓高時無PwM輸出。用表筆測試(5)腳同時也引起輸出端(2)腳電壓發(fā)生跳變,跳變范圍由0.14V至。14.45V。由于在最低電壓時間很短。 ?。?)腳絕大部分時間處于高電平,即使電壓低時MCU有PWM輸出,電磁灶也不加熱。IC2B(5)腳不適宜測試,測試之前一定要做好記錄或觀測的充分準備。力爭一次測試成功。 2.分析與探討?!癡+浪涌”是將取樣點設在整流橋之后。進行整流取樣。待機狀態(tài)測+300V一般為310V,IC2D(8)腳波形見波形11所示(彩圖。見本書第834頁)。經(jīng)對波形顯示數(shù)據(jù)折算Al端的100Hz紋波幅度只有2V,表明待機時整流橋的損耗很低。工作狀態(tài)測+300V為:200V/P1P2、198V/P3、196V/P4、194V,P5,+300V均下降至200V以下。IC2D(8)腳波形見波形12所示(彩圖。見本書第834頁),經(jīng)折算A1端的100Hz紋波幅度可達107V,可見工作時整流橋本身壓降損失特別大。這樣會使浪涌信號幅度變得更矮、寬度變得更窄,延時作用進一步增加。如果浪涌信號發(fā)生在100Hz紋波波谷部位,將更加難以發(fā)揮作用,這一切對IGBT的保護都非常不利,因此要想浪涌電路保護動作快。就應該使浪涌電路的整流與整流橋完全分離(許多機型就是這樣)。 注意,由于在該電磁灶浪涌比較器中增加了正反饋。比較器的保護動作固然得到了加快。然而比較器的穩(wěn)定性卻大為下降,極有可能導致電磁灶出現(xiàn)斷續(xù)加熱的故障。筆者在維修中就遇到過這種現(xiàn)象,解決方法是將正反饋斷開(取下C38)即可。 七、電流檢測與鍋具檢測電路 測MCU(4)電壓:0V/待機、1.52V/P1P2、1.98V/P3、2.88V/P4、3.52V/P5。在市電輸入端測電流:0.10A/待機、3.34A/P1P2、4.12A/P3、5.96A/P4、7.38A/P5??梢钥闯?,即使在最低功率。輸入電流也在2A以上、而停止工作僅有0.1A.有鍋和無鍋界限非常明顯,說明利用電流取樣來判斷有無鍋具應該是特別容易和可靠的。當進行檢鍋時,在MCU(8)腳輸出檢鍋脈沖作用下。 IGBT每秒鐘快速導通一次(見“檢鍋脈沖輸出與風扇控制電路”,其信號波形見波形圖2l《彩圖。見本書第848頁)),電流上沖達到2A以上。判斷有鍋,電流上沖在1A以下(表測上沖為0.5A)。判斷無鍋。 2.分析與探討。電流互感器一般是安裝在市電輸人端。也有少量機型是安裝在IGBTc極與LC諧振電路之間(如易廚C16A和格蘭仕C18A—AP1等電磁灶)?,F(xiàn)有許多電磁灶已采用康銅絲電阻進行電流取樣,康銅溫度系數(shù)很小。僅為0.00005,是銅的1/90。用康銅絲電阻取代電流互感器??蓪㈦娏餍盘栔苯愚D(zhuǎn)化為電壓信號,使電路大為簡化。更有甚者。如尚朋堂、格力電磁灶,既不用互感,也不用康銅絲。而是通過檢測功率板的“地電流”。即可實現(xiàn)對工作電流的檢測。但其“地線”一定要寬。具備切實的可靠性。 八、IGBT管過壓保護電路1.該單元電路南IGBT c極高壓峰值取樣和比較器IC2A組成,其中峰值取樣電路除了增加一節(jié)分壓電路外。其余大部分與同步電路共用。對IC2A(6)腳進行電壓測試也出現(xiàn)異常現(xiàn)象。 無論待機和工作電壓均為1.46V,電磁灶出現(xiàn)不加熱現(xiàn)象。此時用收音機可以聽到每隔4秒發(fā)出一次“咔噠”聲。表明IC2A(6)腳也是不宜測試,仍需按上述要求倍加小心和謹慎。(7)腳電樂很穩(wěn)定,待機、工作均為3.99V。輸出端(1)腳待機按理說應為高電平。但實測為OV,工作狀態(tài)電壓:1.44V/P1P2、1.64V/P3、1.95V/P4、2.14V/P5,也不高得很明顯,這是因為通過R75受到脈寬調(diào)制電路IC2C(11)腳的功率控制電壓的影響,所測的電壓實際是反映了脈寬調(diào)制電路(11)腳功率控制的電平。為了不受影響斷開R75再測:1.25V/待機、2.40V/P1P2、2.52V/P3、2.62V/P4、2.70V/P5,可見各電壓只增加了不到1V,這是因為IC2A也是采用對波形進行比較的電路。性質(zhì)與同步取樣電路基本相同。平均電壓只能為“中間”電平。在(6)腳測波形與同步取樣波形相同,斷開R75測(1)腳波形,波形的性質(zhì)與同步取樣相同。 2.分析與探討。(1)如果高壓峰值來勢兇猛,使比較器徹底翻轉(zhuǎn),經(jīng)R75將脈寬調(diào)制電路(11)腳的功率控制電平拉到最低,可使脈寬調(diào)制電路無輸出。IGBT停止工作。將(7)腳+5V電壓斷開??赡M比較器徹底翻轉(zhuǎn),此時就會出現(xiàn)不加熱,用收音機聽到每隔4秒發(fā)出一次“咔噠”聲。是來源于MCU(10)腳每隔4秒輸出一次PWM信號引起的。(2)在多數(shù)情況下高壓峰值只是有一個由低到高增長的趨勢。這時比較器翻轉(zhuǎn)不徹底,只能是將功率控制電平適當拉低。使脈寬調(diào)制電路輸出驅(qū)動脈沖的占空比有所減小。IGBT導通時間變短。使高壓峰值增長的趨勢受到抑制。抑制的作用可使驅(qū)動脈沖占空比減小1/4以上,相當于由最高功率退縮到次高功率以下。而在次高功率條件以下出現(xiàn)管過壓的幾率極少。因此筆者將這種保護方式稱為“退縮性”保護。該電路的主要作用也就是“退縮性”保護。(3)有的機型將管過壓輸出加到脈寬調(diào)制電路的輸出端,通過拉低輸出端的電壓迫使IGBT停止工作,這就需要將輸出端的電壓徹底拉低,否則改變的不是驅(qū)動脈沖的占空比。而只是降低了驅(qū)動脈沖的幅度。容易導致對IGBT的激勵不足。結(jié)果又從另一方面增加了對IGBT的威脅。因此這種輸出的保護方式不如前者。有的機型將管過壓保護電路的輸出直接向MCtf報告,南MCU來決定采取減小占空比或采取自動關機。筆者認為這種輸出保護方式最好。 九、低壓電源電路 Tl初級繞組帶有135℃溫度保護器。安裝在初級繞組的最外層。小心剝開外層包裝即可露出來。 2.分析與探討。由于市電偏低、入戶電網(wǎng)老化、穩(wěn)壓電路有問題及排插接觸不良等因素。都有可能導致+16V欠壓,而+16V欠壓又會導致對IGBT的激勵不足,使IGBT發(fā)熱,而發(fā)熱后的IGBT就會使其c極耐壓降低,最終將IGBT擊穿。由于IGBT是因受熱而被擊穿。所以稱為“熱擊穿”,特點是IGBT發(fā)熱的同時。保險管也在發(fā)熱,出現(xiàn)“熱擊穿”保險管必然被燒斷。而整流橋一般完好。相對于“冷擊穿”,由于空氣自動開關普遍應用。因其動作比保險管快。其特點恰相反,即保險管一般完好。而整流橋常被燒毀。因此在電磁灶中一般都要設置+16V(有的機型為+18V)欠壓保護電路,但在該電磁灶卻未設置。筆者維修中就遇到一次“熱擊穿”現(xiàn)象,雖說不能認定就是由于沒有設置造成的。然而只有設置了才能令人更放心。 十、上電延時保護電路 十一、開/關機與自動關機電路 另外,當MCU發(fā)現(xiàn)電路異常時,MCU(9)腳也輸出高電平,Q4導通。實現(xiàn)自動關機保護。該電磁灶有些特殊,面板沒有“開,關機”按鍵,僅有“關機”按鍵,開機按鍵則是由烹調(diào)按鍵兼任,例如按下“炒菜”按鍵。既代表烹調(diào)項目選擇了“炒菜”,同時又代表執(zhí)行了“開機”減少一個環(huán)節(jié)。較便捷。 十二、MCU輸出PWM信號電路 MCU(10)腳根據(jù)功率擋次、鍋具大小以及電流檢測情況,輸出相應的PWM信號。隨機性測試。功率為P1P2時的信號波形占空比為31.5%,功率為P3時的信號波形占空比為34.7%,功率為P4時的信號波形占空比為44.1%,功率為。P5時的信號波形占空比為58.9%。由上述測試表明。功率大、占空比也大。 2.分析與探討。(1)鍋具大小也會引起占空比發(fā)生變化,實測表明鍋具增大。占空比變小。這是因為鍋具增大、阻尼增大、工作電流增大,MCU就要通過占空比的減小使電流降下來,維持出功率的穩(wěn)定。否則,不施加反向控制,額定輸出功率就要發(fā)生改變。如P4變P5,而且當鍋具增大到一定程度還會出現(xiàn)危險。而MCU將占空比減小,又使激勵頻率加快,這就是為什么鍋具增大會導致主振(激勵)頻率升高的根本原因。(2)同時表明主振(激勵)頻率是可變的,MCU輸出的PWM信號占空比小。會使頻率升高:占空比大,會使頻率降低(見“脈寬調(diào)制電路”波形6(彩圖。見本書第833頁)和波形7(彩圖。見本書第833頁l的比較)。(3)不發(fā)生變化的有兩點:一是PWM信號的頻率不變。對該電磁灶而言。無論占空比如何變化頻率始終為7.96kHz,比主振(激勵)頻率低很多。二是占空比增大,功率增大。 十三、鍋檢脈沖輸出與風扇控制電路 正常工作測MCU(8)腳波形是由同步輸出脈沖形成的負極性鋸齒波。無鍋時MCU(8)腳輸出的檢鍋脈沖波形,頻率為1Hz,脈寬為39.80ms,脈沖為負極性。將波形19中間的高頻振蕩波形展開是一個嚴重失真的正弦波群,波群中包含68個周期。 頻率為27.69kHz,與主振(激勵)頻率相當。檢鍋時在同步取樣電路輸出端IC2D(14)腳測波形,與同步輸出脈沖波形4相同,只是脈寬變窄約40%,表明在進行檢鍋時IGBT每秒鐘快速導通一次。斷開D15再測MCU(8)腳檢鍋脈沖依舊在。 但此時中間的高頻振蕩波形不見了。在進行檢鍋同時測MCU(6)腳該波形具有周期性,由長短脈沖組成。斷開D13再測波形不變。 十四、鍋溫檢測電路1.該單元電路由RT1、CN1、R70J、R68、C5及MCU(3)腳組成。其中RT1作為溫度傳感器,將鍋具(爐面)溫度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘杺鞯組CU(3)腳,MCU根據(jù)該電壓信號的變化做出相應的處理或發(fā)出有關指令。 2.分析與探討。維修發(fā)現(xiàn),當該單元電路出現(xiàn)開路時,MCIJ采取相應的措施為:工作3秒、停止11秒,經(jīng)過同樣3次循環(huán)檢測之后。MCU發(fā)出關機指令。同時出現(xiàn)P5指示燈和當前正在使用的烹調(diào)指示燈每秒閃亮一次,蜂鳴器每秒嗚一次。而且是持續(xù)性的鳴、閃不止,要想終止這種現(xiàn)象需采取人為關機。 如果捅頭、插座是隨機性的接觸不良,無論是在MCU的3個檢測周期之內(nèi)或在MCU發(fā)出自動關機指令之后。只要插頭、插座接觸不良能夠恢復正常,電磁灶的加熱也會隨時自動恢復。該項措施的特點是,即使MCU發(fā)出自動關機指令。但仍然保留電磁灶自動“復活”的機會,這可是一項十分難得的“寬容”措施。 十五、管溫檢測電路 2.分析與探討。為了避免在保護電壓的臨界點上頻繁關機和開機,需要對管溫電壓測試信號進行特殊處理。如樂邦C15A型電磁灶,是將測試信號加到“滯回”比較器IC2A進行處理。當輸出端(1)腳由高電平跳變?yōu)榈碗娖綍r,通過D408將同相輸入端(7)腳電平拉低,這樣在(7)腳上出現(xiàn)兩個基準電平。一個是高電平3.85V,一個是低電平3.69V,形成“回差”電壓。要想使輸出端(1)腳重新跳回高電平,則要求RT2阻值必須由600Ω恢復到880Ω,可見,“滯回”的目的就是為了給IGBT一個充分的冷卻時間,以免在保護電壓的臨界點上(相對應RT2阻值在600Ω這一點上)頻繁開/關機。在該電磁灶中是將測試信號直接加到MCU(20)腳,在MCU內(nèi)部也將按“滯回”原理進行處理。 十六、MCU復位電路 十七、蜂鳴器報警電路 作為控制蜂鳴器報警的聲響信號。在蜂鳴器報警時測到的波形,這是一個幅度為5v的負極性的方波,頻率為3.508kHz。進一步測試可知每個“嘀”聲長200ms.其中包含701.6個音頻信號周期。即701.6個方波。 十八、面板顯示與控制電路 2.運用“段碼/位掃描”原理對電路進行分析,以“炒菜”為例。開機默認顯示為炒菜指示燈LED2亮。功率指示燈Pl、P2、P3亮,P4閃亮(表示為“半”功率)。每秒閃亮一次。當按下“炒菜”按鍵SW11時。0.32V電平信號被MCU(18)腳接收,判斷為“炒菜”。MCU(9)腳發(fā)出開機指令,執(zhí)行“炒菜”烹調(diào),并令其他有關各腳對主板電路進行檢測及功率控制等。同時,MCU(16)腳輸出相應的數(shù)據(jù)(DATA),經(jīng)CN2(5)腳一位一位地加到面板顯示電路,完成相應的顯示。根據(jù)8段數(shù)碼管段碼與顯示數(shù)碼的關系表,其中段碼排序為h、g、f、e、d、c、b、a,當LED2亮時,根據(jù)面板顯示等效圖,相當于“燈組2”中“b”段為低電平。其余均為高電平。 段碼為11111101.16進制數(shù)為FDH.當MCU(19)腳位掃描選通Q9時,MCU(16)腳輸出段碼FDH,面板顯示電路中的LED2就會亮。當P1~P4同時亮時(P4正處于閃亮時刻)。段碼為11100001,16進制數(shù)為EIH,當MCU(17)腳位掃描選通Q8時,MCU(16)腳輸出段碼EIH.此時“燈組l”中P1—P4同時亮。當P1~P3同時亮時(即P4正處于閃滅時刻)。段碼為11100011.16進制數(shù)為E3H,當MCU(17)腳位掃描選通Q8時,MCU(16)腳輸出段碼E3H,此時“燈組1”中只有P1~P3同時亮,而P4不亮,只要MCU(16)腳交替輸出段碼EIH和E3H(在1秒內(nèi)輸出E1H,在另1秒內(nèi)輸出E3H),人眼看起來,就是P1~P3為常亮。P4為閃亮。其余各LED指示燈亮、滅原理均與以上LED2及P1~P4-樣。其中數(shù)據(jù)的傳送、接收及顯示完全由時鐘脈沖CLOCK控制。 |
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