电陶炉的工作原理与故障维修 |
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目前，市场上出现了一种新型的炊具-电陶炉， 其实物如图1所示，由耐高温的黑晶面板、镍铬合金丝发热盘、主控电路板、控制面板、电风扇、上下盖板等组成。 镍铬合金丝发热，在通电后产生热量和光波，通过黑晶面板将热量传递给锅具，以达到加热食物的目的。主控电路板控制镍铬合金丝发热盘的电流大小，达到控制加热开关的目的。 一、工作原理分析 电陶炉的电流调节主要在于它的主控电控板和控制面板相当于变流器，由可控硅控制电流来控制电压，从而控制了功率，其在炉中心有炉芯来感知温度，达到一定温度时自动解调电流控制温度。 电陶炉常用的主控板和控制面板电路如图2所示，二者通过连接器CN1连接，进行供电和驱动控制信号传递。 1、开关电源电路 开关电源由开关管Q1 (13003)、 三极管Q2(C1815)、开关变压器T1为核心组成。13003是NPN型硅三极管，采用TO-92封装，内置阻尼二极管，开关速度快，其集电极与基极击穿电压VCBO=600V，集电极与发射极击穿电压VCEO=400V，集电极最大耗散功率PCM=20W ，集电极最大电流ICM=1.5A。 AC220V电压经R1 限流、二极管D1整流、电容EC1滤波后，形成约300V的直流电压，一路经T1的初级绕组①-②加到Q1的集电极，另一路经电阻R5为Q1的基极提供启动正向偏置电压，Q1逐渐导通，其电流在T1中产生感应电压，次级③-④绕组的感应电压经电阻R6和电容C2正反馈到Q1的基极，使Q1迅速饱和。饱和导通后，Q1的电流增速减小，Q1在反馈电压的作用下迅速截止。Q1截止后，在电阻R5的作用下再次启动导通，如此周而复始，维持振荡状态，T1的次级③-⑤绕组的感应电压经三极管D3整流电容EC2和C3滤波后，产生18V左右的直流电压，一路为电风扇供电;另一路经电阻R7降压、Z2稳压、电容EC3和C4滤波后，产生5.1V电压，经连接器CN1的②脚为面板控制电路供电。 18V稳压管Z1和三极管Q2等元件组成稳压电路。当输出的电压超过18V时，Z1击穿导通，Q2导通，Q1的基极电压被短接，Q1提前截止，输出电压下降;另外，Q1的发射极电阻R3上端的电压经R4反馈到Q2的基极，对振荡进行控制。 2、风扇控制电路 开机后，5.1V电源为U1的④脚供电，U1启动工作，在输出驱动脉冲的同时，从⑨脚输出风扇控制电压(高电平)，经连接器CN1的④脚和电阻R18送到Q3的基极，Q3导通，风扇旋转，为机内散热。当按下启动/停止按键，电陶炉停止加热时，炉内温度仍然较高，电风扇继续运转一段时间才停转。 3、加热电路 AC220V电压经过双向可控硅Q5控制后，加到镍铬合金丝发热盘的两端镍铬合金丝发热盘发光、发热。控制板送来的驱动脉冲信号经过连接器CNI的⑥脚和R16送到Q4的基极，经Q4放大后，控制双向可控硅Q5的导通时间，即控制流过镍铬合金丝发热盘的电流大小，达到调温的目的。 4、调温控制电路 单片机u1(SN8P2511P )在此作为电陶炉控制电路，一是对开/关机进行控制，二是对加热输出功率进行控制，三是对风扇进行控制，四是对工作状态进行显示，其引脚功能如下:①脚接地，④脚接5.1V供电，⑦脚为启动和参考电压输入，⑨脚为风扇控制输出，⑧脚为加热驱动脉冲输出，1、2、5、10、12、13、14脚为LED指示灯和开关、定时、温控按键控制输入/输出。⑥脚为温度检测保护输入端，通过aN1的③脚外接温度检测电路。 通电后，AC220V电压经R17电阻和CN1的⑤脚为U1的⑦脚提供启动和参考电压，开关电源输出的5.1V电压经CN1的①、②脚为U1的①、④脚提供工作电压，U1启动工作，进入待机状态。当按下开关键SW4时，U1进入开启状态，从⑧脚输出激励脉冲，经Q4放大后，控制Q5的导通程度，达到调整温度的目的。 当按下控制面板的定时/功率+按键SW1时，U1的⑧脚输出激励脉冲宽度变宽，驱动双向可控硅Q5的导通时间延长，反之发热盘的温度下降。 三、常见故障检修 故障现象1:通电后无反应，指示灯不亮。分析检修:上电后若测得18V电压无输出，则首先测量AC220V输入电压是否正常，如果不正常，检查电源线和电源插座。接下来测量EC1两端有无300V的直流电压，若无，检查限流电阻R1、整流管D1和滤波电容EC1;若有，检查启动电阻R5、开关管Q1和脉宽控制管Q2及其外围元件。如果18V电压正常，则测量5.1V稳压管或滤波电容EC3两端的5V电压是否正常，若异常，则检查电阻R7、稳压管Z3或滤波电容EC3;若5V电压正常，，LED指示灯不亮，则对U1进行检测和更换。 故障现象2:通电后指示灯亮，不能加热。故障检修:此故障多为镍铬合金丝发热盘损坏，常见为镍铬合金丝烧断。 如果镍铬合金丝发热盘正常，则检查双向可控硅加热电路，常见原因为Q5开路损坏。 如果镍铬合金丝发热盘、Q5 和Q4均正常，但仍不加热，则检查面板控制电路，可通过测量CN1、U1各引脚的对地电阻和对地电压进行判断。 故障现象3:加热温度不可调。分析检修:此故障原因多为双向可控硅Q5击穿，造成AC220V市电直接加到镍铬合金丝两端，加热功率最大，且不可调。若Q5.Q4正常，则检查面板控制电路。 故障现象4:通电后风扇不转。分析检修:此故障原因一是风扇控制电路Q3损坏，二是风扇损坏。Q3基极接连接器CN1的④脚，开机时该脚对地电压约为4.7V，待机时为oV，如果始终为OV，则检查U1的①脚电路。连接器CNI各脚的在路电阻和对地电压见表1，供维修时参考。 说明:1.用BT100型数字万用表测量;2.对地开机电压在1000W状态测量;3.在路电阻用200kΩ挡测得。 |
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