Принцип нагрева индукционной плиты
Индукционная плита используется для разогрева пищи по принципу электромагнитной индукции. Поверхность печи индукционной плиты представляет собой жаропрочную керамическую пластину. Переменный ток генерирует магнитное поле через катушку под керамической пластиной. Когда магнитная линия в магнитном поле проходит через дно железной кастрюли, кастрюли из нержавеющей стали и т. д., будут генерироваться вихревые токи, которые быстро нагревают дно кастрюли, чтобы достичь цели разогрева пищи.
Его рабочий процесс заключается в следующем: напряжение переменного тока преобразуется в постоянный ток через выпрямитель, а затем мощность постоянного тока преобразуется в высокочастотную мощность переменного тока, превышающую звуковую частоту, с помощью устройства высокочастотного преобразования мощности. Высокочастотная мощность переменного тока подается в плоскую полую спиральную индукционную нагревательную катушку для создания высокочастотного переменного магнитного поля. Магнитная силовая линия проникает в керамическую плиту печи и действует на металлическую кастрюлю. Из-за электромагнитной индукции в кастрюле возникают сильные вихревые токи. Вихревой ток преодолевает внутреннее сопротивление кастрюли, завершая преобразование электрической энергии в тепловую при протекании, а генерируемое Джоулево тепло является источником тепла для приготовления пищи.
Анализ схемы принципа работы индукционной плиты
1. Основная цепь
На рисунке выпрямительный мост BI преобразует напряжение промышленной частоты (50 Гц) в пульсирующее напряжение постоянного тока. L1 — дроссель, а L2 — электромагнитная катушка. IGBT управляется прямоугольным импульсом из схемы управления. Когда IGBT включен, ток, текущий через L2, быстро увеличивается. Когда IGBT отключен, L2 и C21 будут иметь последовательный резонанс, а C-полюс IGBT будет генерировать импульс высокого напряжения на землю. Когда импульс падает до нуля, к IGBT снова добавляется импульс возбуждения, чтобы сделать его проводящим. Вышеописанный процесс повторяется снова и снова, и, наконец, создается электромагнитная волна основной частоты около 25 кГц, которая заставляет дно железной кастрюли, помещенное на керамическую пластину, индуцировать вихревой ток и нагревать кастрюлю. Частота последовательного резонанса принимает параметры L2 и C21. C5 — конденсатор фильтра питания. CNR1 — варистор (поглотитель перенапряжений). Когда напряжение источника переменного тока по какой-либо причине внезапно возрастает, оно мгновенно замыкается накоротко, что быстро перегорает предохранитель для защиты цепи.
2. Вспомогательный источник питания.
Импульсный источник питания имеет две цепи стабилизации напряжения: +5В и +18В. +18 В после мостового выпрямления используется для схемы управления IGBT, микросхема LM339 и схема управления вентилятором сравниваются синхронно, а + 5 В после стабилизации напряжения с помощью трехконтактной схемы стабилизации напряжения используется для основного управляющего микроконтроллера.
3. Вентилятор охлаждения
При включении питания основная микросхема управления посылает сигнал привода вентилятора (FAN), чтобы вентилятор продолжал вращаться, вдыхал внешний холодный воздух в корпус машины, а затем выпускал горячий воздух из задней части корпуса машины. для достижения цели рассеивания тепла в машине, чтобы избежать повреждения и выхода из строя деталей из-за высокой температуры рабочей среды. Когда вентилятор останавливается или рассеивание тепла плохое, в измеритель IGBT вставляется термистор для передачи сигнала о перегреве в ЦП, остановки нагрева и обеспечения защиты. В момент включения питания ЦП отправит сигнал обнаружения вентилятора, а затем ЦП отправит сигнал привода вентилятора, чтобы машина работала, когда машина работает нормально.
4. Постоянный контроль температуры и схема защиты от перегрева.
Основная функция этой схемы - изменить единицу измерения напряжения сопротивления при изменении температуры в соответствии с температурой, измеренной термистором (RT1) под керамической пластиной и термистором (отрицательный температурный коэффициент) на IGBT, и передать ее на главный управляющая ИС (ЦП). ЦП подает сигнал о работе или остановке, сравнивая заданное значение температуры после аналого-цифрового преобразования.
5. Основные функции основной микросхемы управления (ЦП)
Основные функции 18-контактной ведущей микросхемы заключаются в следующем:
(1) Управление включением/выключением питания
(2) Контроль мощности нагрева/постоянной температуры
(3) Управление различными автоматическими функциями
(4) Отсутствие обнаружения нагрузки и автоматическое отключение.
(5) Обнаружение ввода функций клавиш
(6) Защита от повышения температуры внутри машины.
(7) Проверка горшка
(8) Уведомление о перегреве поверхности печи
(9) Управление вентилятором охлаждения
(10) Управление различными дисплеями панели
6. Схема определения тока нагрузки
В этой схеме Т2 (трансформатор) подключен последовательно к линии перед DB (мостовым выпрямителем), поэтому переменное напряжение на вторичной стороне Т2 может отражать изменение входного тока. Это напряжение переменного тока затем преобразуется в напряжение постоянного тока посредством двухполупериодного выпрямления D13, D14, D15 и D5, и после деления напряжения напряжение напрямую передается в ЦП для преобразования AD. ЦП определяет текущий размер в соответствии с преобразованным значением AD, рассчитывает мощность с помощью программного обеспечения и управляет выходным размером ШИМ для управления мощностью и обнаружения нагрузки.
7. Схема привода
Схема усиливает выходной импульсный сигнал схемы регулировки ширины импульса до уровня сигнала, достаточного для открытия и закрытия IGBT. Чем шире ширина входного импульса, тем больше время открытия IGBT. Чем больше выходная мощность змеевиковой плиты, тем выше огневая мощь.
8. Контур синхронных колебаний.
Колебательный контур (генератор пилообразных волн), состоящий из синхронного контура обнаружения, состоящего из R27, R18, R4, R11, R9, R12, R13, C10, C7, C11 и LM339, частота колебаний которого синхронизирована с рабочей частотой плиты при ШИМ-модуляция выводит синхронный импульс через контакт 14 разъема 339 для обеспечения стабильной работы.
9. Схема защиты от перенапряжения
Схема защиты от перенапряжения состоит из R1, R6, R14, R10, C29, C25 и C17. Когда скачок напряжения слишком велик, вывод 339 2 выдает низкий уровень, с одной стороны, он информирует MUC о необходимости прекращения подачи питания, с другой стороны, он отключает сигнал K через D10, чтобы отключить выходную мощность привода.
10. Схема определения динамического напряжения.
Схема определения напряжения, состоящая из D1, D2, R2, R7 и DB, используется для определения того, находится ли напряжение источника питания в диапазоне 150–270 В после того, как ЦП напрямую преобразует выпрямленную пульсовую волну AD.
11. Мгновенный контроль высокого напряжения.
R12, R13, R19 и LM339 состоят из. Когда обратное напряжение в норме, эта схема не будет работать. Когда мгновенное высокое напряжение превышает 1100 В, вывод 339 1 выдает низкий потенциал, снижает ШИМ, снижает выходную мощность, контролирует обратное напряжение, защищает IGBT и предотвращает пробой из-за перенапряжения.
Время публикации: 20 октября 2022 г.
