作者：郑全法 编著
出版社：化学工业出版社
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电磁炉维修就学这些试读：
前言
电磁炉又称为电磁灶，是利用电流通过炉盘线圈产生磁场，当磁场内磁力线通过铁质锅的底部时，磁力线被切割，从而产生无数小涡流，使铁质锅自身的铁分子高速旋转并产生碰撞摩擦生热而直接加热锅内的食物。电磁炉品种和数量逐年增加，大量的新型产品涌入市场，促进了维修行业的发展。如何能够在最短的时间内掌握维修技能，如何在没有基础的情况下，掌握复杂的电路分析本领，这些都是从事和希望从事电磁炉维修的人员面临的重要问题。
本书从基础讲起，新手及零基础的读者阅读起来完全没有压力，因为在书中配了大量实物照片；同时，在理论知识学习后，紧跟着学习附有图示的实际操作检修实例，帮助读者消化所学的理论知识，清晰地再现电磁炉检修的一个个过程。（1）零基础学习，新手入门无忧
本书所讲到的所有知识，都可以让零基础者学习阅读，比如元器件等知识，是从元器件外形讲起，然后讲其分类，再讲其性能的检测。一层层深入，让新手入门无忧。（2）先理论，后实践
在讲述电磁炉的各种故障时，先讲述该系统所包含的元件及涉及的电路，然后在实例部分，利用电磁炉常见的故障现象，用照片清晰地再现故障排除的一步步操作。（3）看电路，学检修
在学习电磁炉的控制过程时（这部分知识是最为复杂的），利用电路图示，用箭头及标注性文字，根据其电流（电压）走向，将电磁炉的控制过程一点点讲述，为日后检修时的故障分析积累知识。
本书语言通俗易懂，图示操作清晰易行，是一本深入浅出、图文并茂的实用读本。
本书由郑全法编著，参加内容整理工作的还有王中强、李国强、李俊伟、郭琪雅、郑亚齐、彭飞、武鹏程、孙晓权、孙涛、李军荣、杨耀等。
由于笔者水平有限，书中难免存在不足之处，敬请广大读者批评指正。编著者▶▶第1章了解电磁炉的组成及分类1.1 电磁炉的分类1.1.1 电磁炉的功能特点
电磁炉又称电磁灶，凭借外表美观、热效率高、体积小、重量轻、安全环保、操作简单等优点，被许多人称为“烹饪之神”和“绿色炉具”。目前，电磁炉在发达国家的家庭普及率已超过80％。随着我国人民生活水平的提高以及健康环保意识的增强，电磁炉也已走进千家万户。
电磁炉最早出现在德国，早期的电磁炉由于没有大功率的开关控制元件，工作频率很低，主电路和控制电路也很简单，直到大功率电子管出现后，开始有了频率较高的中频和高频感应炉，用于金属的冶炼、热处理和表面处理，给现代的工业生产带来了极大的便利。
20世纪50～60年代，随着电子技术的发展和新器件的出现，电磁技术才开始步入民用领域，进入了家庭的厨房。
后来，世界上不少国家陆续设计出很多功率较小、适合于民用的、用于加热食物的高频感应炉，即现在所称的电磁炉或电磁灶。由于那时所设计的电路非常复杂，加之受当时功率元器件的制造技术水平较低的限制，电磁炉的性能及工作的可靠性较低，而价格却相当高，因此电磁炉在很长一段时间内没有得到普及。
到了20世纪80年代，电磁炉从日本流入国内市场，在国人的头脑中初步形成电磁炉的概念。
20世纪90年代初，国内有了电磁炉生产厂家，并掀起一股电磁炉热潮，电磁炉以新的形象一度成为万众瞩目的厨卫用品，特别是其轻巧、环保、节能、快捷等特点，使其成为厨卫的新宠。
只是由于当时宣传的力度不够，价格也较高，导致推广的工作困难重重，再加上由于元器件质量不过关，整机质量无法保障，电磁炉很快就被市场淘汰了。从20世纪90年代后期开始，性能优异的大功率半导体功率器件的制造水平得到了极大的提高，出现了多种大功率、小体积、耐高压、大电流的电力电子器件，给电磁炉的普及和推广带来了生机。
后来，因单片机控制技术的日臻完善、成熟，并在电磁炉上得到大量应用，使得电磁炉的工作可靠性大大提高，电磁炉的许多智能功能也得以实现，同时价格却大幅下降，价廉物美的电磁炉产品如雨后春笋般涌现出来，并得到广大消费者的喜爱。尤其是现阶段在燃气价格不断上涨的情况下，因电磁炉经济实惠，使用清洁方便，电磁炉的市场销量节节攀升。
电磁炉特殊的工作原理决定了它与其他厨房电器相比具有如下特点。（1）高效节能 电磁炉在正常工作时，其发热线圈因自身损耗而微微发热，发热线圈中因通以高频交流电流，在铁质锅具底部产生强大的涡流，使锅具自身迅速发热，所以锅具才是真正的发热体。由于锅具自身发热，无中间热量传导损失，因此，电磁炉的热转换效率非常高，在80％以上，高于其他加热方式。
目前，市场上的电磁炉单灶功率为1600～2200W，且以1800W、2000W居多；双灶的总功率近3000W。电磁炉功率较大，热效率高，因此加热相同数量的食物时，电磁炉比其他灶具更为节能。
经实际试验，夏季使用1800W的电磁炉烧开一壶2L的水只需8min，耗电量约为0.24kW·h。（2）安全卫生 由于电磁炉采用电磁感应方式加热，因此操作简单方便，加热迅速。目前，电磁炉均采用先进的单片机控制技术，具有多重保护功能，使用安全、可靠。烹饪时无明火，无热辐射，不会产生二次污染物，干净、卫生、环保。有的电磁炉生产厂家还在其最近几年生产的电磁炉中采用了原生态负离子技术，在使用这种电磁炉煮饭的同时，会从电磁炉中产生原生态负离子，使厨房空气中过多的、对人体有害的正离子得到中和，而且还可以消除其他厨具使用过程中产生的油烟和尘埃，还人们一个“健康厨房”，真正达到绿色环保。（3）电脑智能控制，功能全面 由于现在生产的电磁炉全部由功能较为强大的单片机进行控制，因此可以实现许多其他厨房电器无法实现的智能功能，如小功率输出挡位自动进行断续加热、文火煲（熬）功能、火锅功能、自动烧水功能，以及电磁炉台面/元器件温度过高保护功能、防干烧功能、输入电源过/欠压保护功能等。
总之，电磁炉与使用普通明火（液化气灶等）加热方式的灶具相比，具有无明火、不燃烧、不产生有害气体、高效节能、安全环保等优点；与普通电热厨具（电饭煲等）相比，具有高效节能、安全可靠等优点。1.1.2 电磁炉的种类
电磁炉按其样式和工作原理的不同有两种分类方式。（1）按样式分类 根据电磁炉样式的不同主要可分为台式电磁炉和嵌入式电磁炉两种。台式电磁炉是目前应用最为广泛的电磁炉，它具有摆放方便、可移动性强等特点，图1-1为典型台式单头电磁炉的外形。图1-1 典型台式单头电磁炉外形
在台式电磁炉中，除上述典型的单头（单灶台）电磁炉外，双头（双灶台）电磁炉、多头（多灶台）电磁炉也逐渐增多。图1-2为双头（双灶台）和多头（多灶台）电磁炉的实物。图1-2 双头（双灶台）和多头（多灶台）电磁炉
嵌入式电磁炉通常采用嵌入的方式安装在橱柜面内，电磁炉的灶台与橱柜面形成一个平面（图1-3为典型的嵌入式电磁炉的实物），使得厨房整体更加美观。嵌入式电磁炉正逐渐受到用户的青睐。图1-3 嵌入式电磁炉（2）按电磁炉的工作原理分类 其分类方式如图1-4所示。图1-4 电磁炉按工作原理分类1.2 电磁炉的工作原理与组成1.2.1 电磁炉的工作原理
电磁炉的工作原理说起来既简单也复杂，简单是因为电磁炉是利用锅具切断电磁线圈从而使其摩擦产生热量的；说它复杂是因为日常生活中常见的电风扇、洗衣机及彩色电视机等，它们在通电工作一段时间后，外壳上会有热量散出，这种热量不仅浪费能量，而且会对线缆本身产生一定的损耗，而电磁炉正是利用了这点，在需要大量电磁涡流的热效应产生就需要匹配相关元件，于是这就让电磁炉变成了一台高压变压器，加热线圈相当于变压器的初级，锅具相当于是变压器的次级，当初级线圈即加热线圈盘通过高频交变电流时，次级即锅具上便产生感应电流（涡流），该感应电流便通过锅具自身电阻发热，产生热量，达到加热食物的目的，如图1-5所示。图1-5 电磁炉加热原理
如图1-6所示，电磁炉内的谐振线圈（俗称线盘）和谐振电容通过电压谐振产生交变磁场，当将符合要求的平底锅具放在电磁炉的炉面上时，锅具底部的金属部分对该交变磁场进行切割，使锅具底部的金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具的分子高速无规律地运动，分子互相碰撞、摩擦后就会产生热能，使锅具自身快速发热，从而对锅内的食物进行加热，达到烹饪目的。因此，电磁炉加热方式的热效率要比其他炊具的热效率高许多，如图1-6所示为其热效率对比。图1-6 电磁炉、液化气等厨具的热效率对比1.2.2 电磁炉的外部结构
从外观上来看，电磁炉主要是由上板、炉台面板、操作面板、底座、散热口、铭牌标识等部分构成的，如图1-7所示为典型电磁炉的实物外形。图1-7 典型电磁炉的外观
电磁炉的炉台面板与电磁炉其他外壳部分结构不同，采用高强度、耐冲击、耐高温的陶瓷或适应微晶材料制成，在加热状态下热膨胀系数小，可径向传播热量。电磁炉的炉台面多为圆形和方形两种，并且其面板的花色也有所不同，主要有印花板、白板和黑板，如图1-8所示。图1-8 炉台面板
电磁炉的操作面板上一般都设有电源开关、功能开关按键、火力调节旋钮、温度指示灯、显示屏等，如图1-9所示，用户可以通过操作面板的按键实现对电磁炉的工作控制，电磁炉再通过指示灯或显示屏显示出电磁炉的工作状态。图1-9 操作面板
电磁炉的散热口位于角落处，如图1-10所示。电磁炉内部产生的热量可以通过散热风扇的作用，由散热口及时排出，降低炉内的温度，利于电磁炉的正常工作。图1-10 电磁炉的散热口
电磁炉的品牌、型号、功率、产地等，都通过其铭牌标识进行表示，如图1-11所示为电磁炉的铭牌标识。通过铭牌标识主要是了解其供电电压和最大输入功率，以便了解家庭中的电源能否提供其消耗功率。图1-11 电磁炉的铭牌标识1.2.3 电磁炉的内部结构
将电磁炉外壳拆开，可以一目了然地看到电磁炉的内部，电磁炉主要是由电源供电及功率输出电路板、检测控制电路板、操作显示电路板以及炉盘线圈（又称线圈盘）、风扇散热组件等几部分构成的，如图1-12所示为典型电磁炉的实物内部。图1-12 典型电磁炉的实物内部结构
①电源供电及功率输出电路板主要包括市电输入和整流滤波电路、电流检测电路、功率输出电路等，如图1-13所示为典型电源供电及功率输出电路板。其主要功能是将AC 220V市电提供的电能直接经高压整流滤波电路（如桥式整流电路、滤波电容等）生成DC 300V电压送入功率输出电路，由IGBT管（门控管）、炉盘线圈、谐振电容形成高频高压的脉冲电流，与铁质炊具进行热能转换。由于该电路板工作的功率较大，因此设有电流检测、电压检测等监控电路，以确保电磁炉中的重要元器件不被损坏。图1-13 典型电源供电及功率输出电路板
②检测控制电路板主要包括MCU智能控制电路（微处理器控制电路）、锅质检测电路、IGBT过压保护电路、浪涌保护电路、同步振荡电路、PWM调制电路、IGBT驱动电路、温度检测电路、风扇驱动电路、报警驱动电路等，如图1-14所示为典型检测控制电路板。其功能主要是由MCU智能控制电路对同步振荡电路、PWM调制电路、IGBT驱动电路进行控制，使其能够驱动功率输出电路中的IGBT管（门控管）。在该电路板上还设有各种保护电路，如浪涌保护电路、IGBT过压保护电路等，对电磁炉各个工作点进行监控，从而确保使用安全。图1-14 典型检测控制电路板
③操作显示电路板是由操作按键（或开关）、键控指令形成电路、指示灯、显示屏等构成的，如图1-15所示为典型操作显示电路板。其功能主要是用于接收人工操作指令并送给MCU智能控制电路，由MCU智能控制电路进行处理，再输出控制指令，如开/关机、火力设置、定时操作等，并通过指示灯、显示屏将电磁炉工作状态显示出来。图1-15 典型的操作显示电路板1.3 电磁炉的选购与型号识别1.3.1 电磁炉的型号识别
在本书第1.2节讲述电磁炉结构时，图1-7展示了贴在电磁炉底部的铭牌，铭牌可以说是电磁炉的“身份证”，它不仅详细指出了它的“出生地”及“出生日期”，也清晰地标示出了电磁炉的基本参数，一般的电磁炉型号的结构如图1-16所示。图1-16 铭牌标识1.3.2 电磁炉的选购
现在电磁炉不断热销，导致各大生产厂家纷纷投入大量的人力、物力进行新产品的研发，电磁炉产品更新换代加速，致使大量更新换代产品涌入市场；另一方面，电磁炉的附加功能日益增强，产品逐渐趋于完美，更加加快了电磁炉“飞入寻常百姓家”，那么电磁炉以什么样的优势吸引着消费者，消费者将如何选购电磁炉呢？
电磁炉的选购要看其四要素，它们分别如下。（1）看其功能和质量 首先应进行外观检查，品质过硬的电磁炉都是采用最优秀的材质，面板、芯片、外壳、电路线等各个零配件都由权威厂家来供货。此外，还要注意电磁炉炉面、侧面、底部等处不可有碰伤或擦伤，装饰图案应清晰。电源线、插头也应完好无损。其次是进行零部件的检查，检查时可用手捧起电磁炉，朝前后、左右、上下等方向各轻摇几次，如感到炉内有零件晃动或脱落的声响，表明内部有零部件松动或脱落现象，不要购买。之后是进行通电检查，检查各种功能及保护装置是否工作正常。（2）看功率 一般说来，功率大的电磁炉功率调节范围也大，如需使用“小火”时可使功率调得更小，而且功率大，烹调食物或炒菜的效果就好。所以如果家庭用电设备的容量足够大时，应选择功率较大的电磁炉，但电能消耗也大，价格也高。购买前，应根据家里就餐人数多少来选购何种功率的电磁炉。对于三口之家以及单身人员，购买1800W的电磁炉就能满足要求。（3）看散热 由于电磁炉在工作中会产生很大热量，这样，内置风扇对电磁炉来说就很关键了，好的电磁炉一般用进口的直流冷却风扇，散热性好、噪声小，有助于延长电磁炉的使用寿命。购买时应注意，在电磁炉不工作时，把电磁炉翻过来并将其晃动，风扇的扇叶与轴、轴与轴承间应无间隙，不松动；通电后，电动机应无明显的噪声或摩擦声，扇叶的转动应平稳。（4）看服务 最后还应重视品牌和服务。一般来讲，名牌产品的售后服务更有保证。小家电行业不比大家电，一台电磁炉才几百块钱，如果厂家实力不够强大，根本不能提供相应的维修服务，更不用说相关的投诉处理了。
所以，只有充分了解自己的需求，在选购商品时才能购买到经济实用的产品。▶▶第2章熟悉电磁炉的加热原理2.1 电磁炉的整体加热原理和信号工作过程2.1.1 电磁炉的整体加热原理
在第1章中讲述电磁炉原理时说过，电磁炉在通电工作一段时间后，外壳上会有热量散出，这是为什么呢？
因为家用电器都用到了电磁线圈，即人们平常所说的漆包线圈。
这些漆包线圈缠绕在形状特别的铁芯上，通过一定的连接方法，从而实现风扇电动机运转、电源变压器变压的功能。那么，电动机、变压器的铁芯并没有与线圈绕组相通，它们又怎么会发热的呢？以电源变压器为例，其结构如图2-1所示。图2-1 电源变压器结构
由电学基础知识可知，当在变压器线圈中通上交流电后，在线圈中就会产生交变的电磁场。处于线圈中间的铁芯（由一块块绝缘的硅钢片叠合而成），它的每一块硅钢片都会有磁力线穿过，由于产生的是交变磁场，即磁场强度是变化的，故穿过硅钢片的磁力线条数（即磁通量）也是变化的。
由楞次定律可知，在每块硅钢片的内部会产生闭合的涡旋状的感应电流（感应电流方向为某一时刻的电流方向），以阻止磁通量的变化，这一感应电流称作涡电流，通常简称为涡流。涡流在每一块硅钢片中流动，由于电流具有热效应，从而使硅钢片发热，温度升高。金属通过涡流发热，从而将电能转换成热能的现象就称作涡流的热效应。
涡流的热效应对靠线圈绕组工作的电气设备会产生不利影响，它不仅浪费电能，而且涡流发热产生的热量长时间聚集，会加快线圈绕组的绝缘老化，甚至破坏线圈绕组的绝缘，从而导致电气设备因绝缘性能降低而击穿损坏。因此，为了减小涡流，避免涡流对电气设备所造成的不利影响，常见的工频变压器、电动机等的铁芯多采用涂有绝缘漆的或者表面有绝缘介质薄膜的薄硅钢片叠合而成。但一切事物的好与坏都是相对的，涡流的热效应也是如此，人们专门利用涡流的热效应原理，将它应用到加热技术上来，这种加热技术就称作电磁加热技术。电磁炉就是利用电磁加热技术制成的新兴厨房电器。
理论和实验证明，涡流的功率不仅与磁感应强度（B）成正比，而且与交流电频率的平方成正比。正是基于这一理论，目前电磁炉为了达到一定的热交换功率，以满足煎、炒、蒸、煮等烹饪要求，除了安装有能产生高磁感应强度的磁场线圈外，同时还给线圈通以较高频率（15～30kHz）的交流电，通过提高交流电的频率达到提高涡流功率的目的。当给线圈通以高频交流电时，线圈的周围便会产生高频交变的磁场，在高频交变磁场的作用下，铁质锅具的底部便会产生强大的涡流，该强大的涡流使锅具的底部迅速释放出大量的热量，以满足烹饪的要求。
通过对上述电磁炉加热原理的介绍，读者不难明白，电磁炉实质上就是一台高频变压器，加热线圈相当于变压器的初级，锅具相当于是变压器的次级，当初级线圈即加热线圈盘通过高频交变电流时，次级即锅具上便产生感应电流（涡流），该感应电流便通过锅具自身电阻发热，产生热量，达到加热食物的目的。
非导磁性材料不能有效会聚磁力线，几乎不能形成涡流，就像普通变压器如果没有硅钢片铁芯，而只有两个绕组是不能传送能量的原理一样，是不能产生足够的热量的。另外，导电能力特别差的磁性材料因其自身电阻率高，产生的涡流电流就小，也不能产生足够的热量。所以，电磁炉所采用的锅具都采用导电性能相对较好的铁磁性材料的金属、合金及它们的复合体。
为了能在加热线圈中形成15～30kHz的高频交流电流，电磁炉中设有频率变换电路（单管高频振荡电路），即220V交流市电经桥式整流器整流、滤波后形成约+310V的直流电压，送至加热线圈盘，再经过开关振荡管后，变成高频交流电流。为了能使电磁炉根据使用需要而输出不同的功率，电磁炉还设置有功率检测和控制电路，另外还有相关的保护电路。电磁炉的原理框图如图2-2所示。图2-2 电磁炉原理框图
220V交流市电经过桥式整流器整流，L1、C2组成的滤波电路滤波后，得到约+310V的直流电压。此直流电压加在加热线圈盘上，经IGBT接到地（即电源的负极）形成回路。当IGBT导通时，+310V电压给加热线圈盘充电，电能转换成电磁能储存在加热线圈盘中；当IGBT截止时，加热线圈盘给高频谐振电容C3充电，接着C3又向加热线圈盘放电，如此周而复始，由加热线圈盘与电容C3构成的LC并联谐振电路进入谐振状态。由电学基础知识可知，其谐振的频率由加热线圈盘的电感量和电容C3的容量决定，即f=1/（2πLC）。IGBT在控制电路输出的PWM开关脉冲的驱动下以一定频率同步地导通、截止，使加热线圈中产生15～30kHz的高频交变电流，从而在铁质平底锅具的底部产生强大的涡流，锅具底部迅速发热。改变IGBT导通时间，即改变了发热线圈盘中的储能量的大小，从而改变了涡流的功率，达到控制发热量，即控制输出功率的目的。2.1.2 电磁炉的信号工作过程
上一节讲述电磁炉的电路工作过程，接下来将从信号流程来说，电磁炉的信号工作过程可分为主电路信号流程和检测保护电路信号流程，如图2-3所示，主电路是电磁炉能够工作的基本电路，然而为了使用安全，主电路需要各个检测保护电路进行监控。图2-3 典型电磁炉信号工作过程（1）主电路信号流程 如图2-3所示，市电AC220V进入电磁炉以后，分为两路：一路经过高压整流滤波电路生成DC+300V电压送入功率输出电路；另一路经过低压整流滤波电路生成多个低压电压，送入MCU智能控制电路及其他电路模块中，使其能够正常工作。
MCU智能控制电路接收操作显示电路送来的人工指令，经过逻辑处理，分别送给同步振荡电路和PWM调制电路控制信号，然后由IGBT管驱动电路进行放大处理，经放大后的驱动信号送给功率输出电路中的IGBT管，使炉盘线圈产生高频振荡电流，使得炉盘线圈产生出交变的磁场，对铁质软磁性炊具进行磁化，在炊具的底部形成许多由磁力线感应出的涡流，将电能转化为热能，从而实现对食物的加热，如第1章中的图1-5所示。（2）检测保护电路信号流程 如图2-3所示，在电磁炉主电路的四周还有多个检测保护电路，这些电路对主电路进行控制。其中市电AC220V进入电磁炉以后，分别送入电流检测电路、电压检测电路、浪涌保护电路中，经电流检测电路、电压检测电路处理后，将控制信号送入MCU智能控制电路中，而浪涌保护电路送出的控制信号则送入PWM调制电路当中，对振荡信号进行控制。
功率输出电路由温度检测电路、锅质检测电路、IGBT过压保护电路进行控制，经检测到的信号分别送入MCU智能控制电路或PWM调制电路当中，对主电路进行监控、保护。风扇驱动电路和报警驱动电路也是由MCU智能控制电路进行控制的。2.2 电磁炉的电路结构2.2.1 单门控管电磁炉的电路结构
从前文可知，从电磁炉的整机电路结构和实现功能上来说，电磁炉是由市电输入和整流滤波电路、功率输出电路、IGBT驱动电路、MCU智能控制电路、同步振荡电路、PWM调制电路、操作显示电路等部分构成的，不同品牌和不同型号的电磁炉又具有各种不同的检测保护电路，如浪涌保护电路、电压检测电路、电流检测电路等，这些电路各具特色，使电磁炉在使用上更加安全可靠。因而，在学习检修过程中，应首先了解其整机结构特点，熟悉各单元电路的工作状态。
控制电磁炉形成高频开关振荡电压的元器件为IGBT管（门控管），为了提高元器件的可靠性，有些电磁炉采用双门控管的驱动方式，首先来讲述下单门控管电磁炉电路结构。
如图2-4所示为典型单门控管电磁炉的整机结构框图。电磁炉的电源由AC220V电压提供，该电压经过桥式整流电路给炉盘线圈提供电流。炉盘线圈的高频电流是由门控管进行控制的，IGBT管（门控管）是由驱动放大电路控制的。驱动电路的功能是给IGBT管（门控管）提供足够的脉冲驱动电流。图2-4 典型单门控管电磁炉整机结构框图
从图2-4中可以看到，驱动电流是由PWM调制信号送入驱动电路产生的。PWM调制电路受到同步振荡电路及其他几个电路控制。其中同步振荡电路是产生脉宽调制信号（PWM调制信号）的电路，如果MCU送出的控制信号和PWM调制电路产生的信号不同步，就不容易对脉冲（PWM）信号进行控制。并且在进行过压、过流和温度保护的时候，一般都是通过对振荡电路进行控制，使振荡电路停振，那么整机也就停止工作了。这是一种比较容易实现的控制方式。如图2-5所示为典型的采用单IGBT管（单门控管）控制方式的电磁炉整机电路。2.2.2 双门控管电磁炉的电路结构
如图2-6所示为典型双门控管电磁炉的整机结构框图。从图2-6中可以看到，炉盘线圈是由两个IGBT管（门控管）组成的控制电路控制的。图2-5 典型单门控管电磁炉的整机电路结构
如图2-7所示为典型的采用双IGBT管（双门控管）控制方式的电磁炉整机电路。图2-6 典型双门控管电磁炉整机结构框图
这台电磁炉是采用双IGBT管（双门控管）控制的。也就是说，炉盘线圈导通或截止的控制是由两个IGBT管一起控制的。两个IGBT管的基极受驱动电路的控制，将PWM调制信号放大到足以能够驱动IGBT管工作所需要的电流。PWM调制电路输出的PWM信号首先送到晶体管Q7的基极，Q7将PWM信号放大以后加到Q3的基极，然后经Q3放大去驱动Q9和Q1两个晶体管构成的互补对称式驱动电路。其中Q9是NPN型的晶体管，Q1是PNP型的晶体管。如果Q3集电极输出的是PWM信号的正半周，则晶体管Q9导通；如果是PWM信号的负半周，则晶体管Q1导通。所以当一个PWM信号送过来时，晶体管Q9和Q1分别工作在正半周和负半周，这样就可以实现交替控制。即当晶体管Q9工作时，放大后的PWM调制信号通过电阻R27驱动IGBT1工作；当晶体管Q1工作时，IGBT2工作，这就使得在一个周期里两个IGBT管可以交替地工作。图2-7 典型的双门控管电磁炉整机电路▶▶第3章掌握检修电磁炉的基本原理和方法3.1 电磁炉故障的基本检修方法3.1.1 电磁炉电路系统的检修方法
维修电磁炉要有恰当的方法和遵循一定步骤，这样才能有条不紊，提高效率，而且需要开阔的检修思路。电磁炉检修一般有以下几个步骤。
①根据故障现象判断故障性质、所涉及的电路故障范围，在本书下一节中将会详细讲述。
②常规检查。故障范围确定后，要进行常规检查，检查的内容有：
a.首先检查大功率取样电阻、滤波电容、高频谐振电容及IGBT等功率元器件；
b.接着再检查同步电路的取样功率电阻；
c.然后检查二极管、三极管等；
d.电磁炉中同步电路、驱动电路、锅具检测电路及各类保护电路等经常用到的电压比较器（最常用到的电压比较器的型号是LM339），对其采用代换法进行检修试验也很必要；
e.最后检查+300V、+18V、+5V等直流电压是否正常，尤其是出现反复爆机故障的电磁炉，检测交、直流电压是否正常也是十分必要的。
经过上述检查后，一般故障往往均能排除。例如，一台奔腾PC20N电磁炉（TOPBAND托邦电路板）出现能正常开机，各功能按键操作均正常，不加热的故障。首先按照上述方法检查出同步电路的取样电阻，以及相关二极管、三极管等均正常，接着将电压比较器LM339更换后通电开机，加热正常，故障排除。这样维修起来，效率高，少走弯路。
由于使用不当，电磁炉因进水而发生故障占电磁炉所有故障的比例较高。对因进水而产生故障的电磁炉的维修，一定要仔细检查，找出进水点，进行彻底清除后，再更换损坏元器件，不能“头痛医头、脚痛医脚”。3.1.2 电磁炉常见故障的检修流程
在上节中对常见故障的检修流程粗略地讲了一下，接下来，将电磁炉检修时常用的方法、办法详细地讲述如下，其中包括许多操作性的知识，请多注意在图示中的提示。（1）确定故障范围 为了直观判别故障性质，确定故障范围，同时也为了防止带电测量时将故障范围进一步扩大，专门维修电磁炉，最好组装一套专用维修电源插座，如图3-1所示。图3-1 专用维修电源插座
图3-1中，主开关K1可选用DZ47系列的漏电断路器，额定脱扣电流采用20A规格的，开关K2可选用额定脱扣电流为15A的空气开关，2电源线选用线截面积不小于2.5mm的铜芯护套线，交流电流表量程选0～20A，电压表量程选0～250V，灯泡功率选60～100W。
在通电检查之前，先断开开关K2（通常称之为走灯），然后将电磁炉接上专用维修电源插座，通过观察灯泡的亮度情况，即可大概确定电磁炉的故障范围。
①灯泡不亮。如果灯泡不亮，说明主板上的功率元器件（如IGBT、整流桥堆等）或者压敏电阻等串联在电源主回路中的功率元器件存在短路的故障，造成保险丝熔断（也有的机型因主板上的两只滤波电容容量较小，灯泡不亮也属正常）。
②灯泡微亮。如果灯泡微亮，说明功率元器件基本正常，多数是低压直流电源电路、控制电路或者驱动电路部分存在故障。
③灯泡亮度正常。如果灯泡能够达到正常功率的亮度，说明主板上存在短路的故障，一般多数是功率元器件如IGBT、整流桥堆等被击穿（俗称爆机）。
经过上述初步检查，对电磁炉故障范围及损坏程度就会有大概了解，这不仅便于估算维修成本，还可以确定维修方向。（2）一般故障的检修 故障范围确定后，就要开盖进行进一步检查。一般情况下，如果是控制电路发生故障，通常出现以下几种现象：不开机、不检锅和不加热等。
电磁炉不开机的故障又有以下几种情况：
①通电无反应。一般是电源部分电路如+5V、+18V（或+12V）不正常，检修这部分电路，故障一般都能排除。
②通电后，指示灯亮，但听不到蜂鸣器响声，风扇不转（即不自检）。检查+5V电源及CPU的复位电路、晶体振荡电路是否正常，如上述电路正常，一般是CPU损坏（实际检修中CPU损坏的情况极少）。
③通电后，指示灯亮，自检正常，按开关键不能开机。大多是按键老化失灵，更换即可。
④通电后，能自检，指示灯全亮。多为部分按键漏电，最好把按键全部更换，故障即可排除。也可能是按键板脏污，清洗后烘干，故障一般也能排除。
电磁炉出现不检测锅具的故障主要检查锅具检测电路、电流检测电路、驱动电压信号产生和放大通路或者同步电路等，检查这部分电路要注意关键电容或功率调节电位器有无变值。根据一般维修经验，同步电路的几只大功率取样电阻开路或者电阻值增大现象最为常见，而且如果同步电路的大功率取样电阻出现电阻值增大的情况，电磁炉会出现有时正常有时不正常的故障现象，甚至还会出现挑锅的故障现象。
不加热故障分出现故障代码和无故障代码且各操作指示均正常两种情况。前者只需根据故障代码检查相关电路即可，后者一般是功率电路部分或者是驱动信号至功率电路有开路故障，检查也较简单。
电磁炉出现爆机故障比较常见，造成爆机故障的原因一般有以下几种：
①功率晶体管（含高频谐振电容）老化或性能不佳；
②功率调节电路（含PWM信号失常）故障；
③过流（或者浪涌）保护电路故障；
④同步电路故障等；
⑤+18V（有的电磁炉中采用+15V或者+12V等）直流电压不正常等；
⑥驱动电压信号输出级电路故障等；
⑦IGBT的使能电路相关元器件故障。
对爆机故障的检修，在换上好的功率元器件后，还要检查上述相关电路元器件是否正常，然后通电检测出各关键点及保护电路的静态值均正常后，方可带锅运行（有时还可模拟保护电路电压以检查保护电路的正常情况）进行老化试验。（3）疑难故障的检修 电磁炉出现疑难故障主要是因为电磁炉工作频率较高，电磁炉工作在有水汽、油烟及煤气腐蚀等恶劣环境中。
正是因为上述两个原因，电磁炉出现的一些故障会让人觉得莫名其妙。例如拆修一台尚朋堂的电磁炉，将其装复后却不能工作。偶然发现从主板通到CPU板上的信号线被压到了线圈盘底下，于是将信号线整理，避开加热线圈盘并按照原来走向固定后，电磁炉又恢复正常工作。事后分析故障原因：可能是因为信号线压在线盘下，高频信号串入CPU板，从而对CPU产生了干扰致其不能正常工作。
又例如修一台电磁炉，该电磁炉故障是功率小且不可调，查功率调节电路、PWM电平等相关电路元器件均正常。偶尔发现电路板较脏，将其清洁、烘干后，将电磁炉装好就工作正常了。
综上所述，电磁炉疑难故障的维修，一般都要考虑到电磁干扰、油腻脏污等产生的无形电阻以及水、煤气腐蚀等原因引起的元器件（多是电阻、开关二极管）变值等这几种情况，疑难故障维修就会变得较为容易。通过多维修、多实践、多总结，做到精益求精，就能使维修水平不断提高。
对电磁炉疑难故障的维修，一定要透过现象看本质，当维修进入困境时，要及时改换维修思路，甚至暂时放下不修。待经过一段时间后，也许在维修其他电磁炉故障的过程中有可能找出排除疑难故障的方法。3.2 电磁炉常见故障检修思路分析3.2.1 电磁炉按键失灵的故障分析
电磁炉工作环境在厨房，长期处于一种高温、高湿并且布满油烟的恶劣环境下，而电磁炉按键开关都是使用轻触开关，如图3-2所示，轻触开关内部触点在此环境下就会发生氧化、腐蚀现象，导致开关失控故障。有些电磁炉因为长时间使用，按键部分的薄膜已经破裂，这样电磁炉按键显示板部分的腐蚀受损情况也会更严重。对于按键板的维修主要还是以点对点进行，按键操作失灵的就更换轻触开关。图3-2 轻触开关
在更换故障的轻触开关后，为了避免陈旧的微动开关继续受潮、漏电导致新的故障引发反复维修，建议换掉所有轻触开关，或者把不用的功能开关拆下来。
LED显示部分出现显示异常（常亮、不亮、数码管显示不全等），大多也是操作开关矩阵电路部分漏电引起的。也有些老机器是因为LED显示部分出现异常后导致不能开机或者操作电磁炉故障。对于这些问题只能一个一个地检查LED有没有漏电、变质现象了。
对于线路板出现腐蚀和油污这类问题，就要先清洁后维修。清洁时可以用牙刷和洗洁精进行水洗，洗干净后烘干即可开始维修。对于一些廉价的电磁炉，因为使用的电路板质量太差，铜箔和绝缘漆非常薄，在受油烟腐蚀后铜箔就会出现微小的断裂带，造成铜箔看起来是完整的，但实际确实已经开路，对这类问题可以进行飞线维修。
飞线是指排线由于经常受到按压，导致折叠部位断裂而接触不良，在断裂的两端用细的漆包线用烙铁焊接。3.2.2 电磁炉有或没有检锅，不加热的故障分析
电磁炉不加热，可以分为两种情况，一是电磁炉开机有检锅，但检测不到锅具，然后不加热。而另一个则是电磁炉开机不检锅也不加热的故障。（1）电磁炉开机检测不到锅具，不加热故障 电磁炉开机检测不到锅具，不加热故障现象是电磁炉最普遍的故障现象，几乎所有的故障都可导致。
第一步：检查油污情况。其检测步骤如图3-3所示。图3-3 检测第一步
一般在遇到这类故障电磁炉的时候，首先观察电路板上有没有受污损的地方，排除人为因素后再对电磁炉电路进行检查。在电磁炉电路中，有很大一部分故障都是电路污损引起的，所以拿到电磁炉后不要急着拆修，先仔细观察电路板的脏污程度，认真清洁以后再进行检查，可以得到事半功倍的奇效。
第二步：从体积较大的电阻开始检测，到LM339或LM393芯片。其检测步骤如图3-4所示。图3-4 检测第二步
在这一故障中，同步单元、驱动单元、逆变单元构成的振荡控制环路中只要有一个环节出现问题即可导致故障，另外附属的浪涌保护、高压保护等电路出现异常也会引发这类故障。
检修的步骤可以按常规的由易到难原则，先检查同步信号采样的几个分压大功率电阻是否有变值现象，或者带线圈盘测量同步比较器的输入端电压值，如果与实际差别很大，先检查外围元器件，再怀疑LM339集成电路。
在大量的电磁炉维修实例中，电磁炉故障大多是电阻或电容元件变值或者漏电导致的，集成电路的损坏率反而是比较低的，这一点与大家电正好相反，因此在维修的时候不要盲目地更换集成电路。如检查完同步单元但故障没有排除，则维修思路就要转向几个附属的保护单元了。
第三步：测几个关键点的电压，再检测IGBT驱动单元。其检测步骤如图3-5所示。图3-5 检测第三步
对于保护单元的故障确定，可以将保护单元与主振荡回路切断，然后试机，故障排除，说明故障点在该保护单元中；如果故障依旧，则说明故障点不在此处，继续进行检修。最后对IGBT驱动单元进行检查。在这个故障中，单片机引发的问题几乎是没有的。根据第1章中说到的检锅原理，就可以分析出电磁炉的检锅过程是建立在振荡回路正常振荡的情况下的，只有这样单片机才能对锅具进行检测。如振荡回路不能工作起来，提供给单片机的同步脉冲数量不符合软件要求，则单片机也就不能确认锅具是否适合加热了。（2）电磁炉开机不检锅，不加热故障 其检测步骤如图3-6所示。图3-6 拆下炉盘线圈确实故障范围
电磁炉开机后没有检锅报警声，不加热故障比上一类复杂一些，技术难度相对大一些，但是故障点也更集中一些。
电磁炉通电开机后，风扇和指示部分都运转正常，就是无锅状态下电磁炉不会提示蜂鸣报警（叫无锅报警信号或检锅信号），发现这样的问题就要小心对待了，开机没有无锅报警这一现象就可确定同步单元已经出现严重的故障，切不可因好奇突然将锅具放上电磁炉，否则立即会出现IGBT烧爆现象，造成故障范围扩大化。
检修判断这一故障的时候，只要将电磁炉的线圈盘从电路上拆掉就可确定故障范围：电磁炉去掉线圈盘后开机，报警声恢复，说明故障点在同步电路；倘若拆除线圈盘后报警声依旧静音，那结果就有点不好判断了，下面就来具体分析一下。
正常情况下，检锅信号只有在单片机检测到锅具材质符合加热要求后才会停止报警，但是电磁炉在没有锅具的情况下没有检锅信号，那就可以假设电磁炉的空载振荡频率正好落在了允许加热的范围内，此时单片机就会停止报警，等待触发电流信号，这时如果直接将锅具放置上去，电流就会异常失控，IGBT就会“嘭”的一声烧爆掉。
检修时，只要将线圈盘从电路上去掉，破坏电磁炉的振荡环路，使电路截止，这样在开机后单片机检测到的同步频率就会离开加热范围，单片机自动恢复报警。这样就可以直接判断故障点的方向在同步电路，如果去掉线圈盘检锅信号依旧没有恢复，则问题就可能出现在单片机上。
故障出现在同步电路上的时候，大多数是同步输出的三角波形成电路出现异常导致故障，例如美的SF183电磁炉电路图中的R39、R41、D19、C7构成的回路就是三角波形成电路，在实际维修中大多数都是电容C7出现容量衰减或者漏电导致故障，更换的时候建议用新的CBB类别电容进行代换，不宜用旧件代换维修，以免造成故障的顽固性假象。如果去掉线圈盘后故障依旧，就要检查一下单片机的时钟源（晶振）是否频漂，更换一下就可检测，如果不行就可以确定单片机出现异常了，电磁炉报废。
值得注意的是，检修的时候不要忘记检查一下线圈盘背面的磁条，如果磁条有断裂烧焦、严重变色等故障，说明故障点就在线圈盘上，更换线圈盘即可排除。3.2.3 电磁炉功率不稳定、间隙加热的故障分析
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