家电维修职业技能速成课堂·电磁炉(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-09-07 15:19:07

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作者:陈铁山 主编

出版社:化学工业出版社

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家电维修职业技能速成课堂·电磁炉

家电维修职业技能速成课堂·电磁炉试读:

前言

电磁炉量大面广,在使用过程中产生故障在所难免。而电磁炉维修技术人员普遍存在数量不足和维修技术不够熟练的现状,打算从事维修职业的学员很多,针对这一现象,我们将实践经验与理论知识进行强化结合,以课堂的形式将课前预备知识、维修技能技巧,课内品牌专讲、专题训练、课后实操训练四大块为重点,将复杂的理论通俗化,将繁杂的检修明了化,建立起理论知识和实际应用之间的最直观桥梁。让初学者快速入门并提高,掌握维修技能。

本书具有以下特点:

课堂内外,强化训练;

直观识图,技能速成;

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按图索骥,一看就会。

值得指出的是,由于生产厂家众多,各厂家资料中所给出的电路图形符号、文字符号等不尽相同,为了便于读者结合实物维修,本书未按行业标准完全统一,敬请读者谅解!

本书由陈铁山主编,张新德、刘淑华、张新春、张利平、陈金桂、刘晔、张云坤、王光玉、王娇、刘运和、陈秋玲、刘桂华、张美兰、周志英、刘玉华、张健梅、袁文初、张冬生、王灿等也参加了部分内容的编写、翻译、排版、资料收集、整理和文字录入等工作。

由于水平有限,书中不妥之处在所难免,敬请广大读者给予指正。编 者第一讲 维修职业化训练预备知识课堂一 电子基础知识一、模拟电路

模拟电路就是利用信号的大小强弱(某一时刻的模拟信号,即时间和幅度上都连续的信号)表示信息内容的电路,例如声音经话筒变为电信号,其电信号的大小就对应于电信号大小强弱(电压的高低值或电流的大小值),用以处理该信号的电路就是模拟电路。模拟信号在传输过程中很容易受到干扰而产生失真(与原来不一样)。与模拟电路对应的就是数字电路,模拟电路是数字电路的基础。

学习模拟电路应掌握以下概念。

1.电源

电源是电路中产生电能的设备。按其性质不同,分为直流电源和交流电源。直流电源一般是由化学能转换为电能的,如干电池和铅蓄电池;交流电源是通过发电机产生的。

电源内有一种外力,能使电荷移动而做功,这种外力做功的能力称为电源电动势,常用符号E表示,其单位为伏特(V),常用单位及换算关系是:1千伏(kV)=1000伏(V)1伏(V)=1000毫伏(mV)1毫伏(mV)=1000微伏(μV)

2.电路

电路是指电流通过的路径。它由电源、导线和控制元器件组成。

3.电流

电流是指电荷在导体上的定向移动。在单位时间内通过导体某一截面的电荷量用符号I表示。电流的大小和方向能随时间有规律地变化,称为交流电流;电流的大小和方向不随时间发生变化,称为恒定直流电。

电流的单位为安培,用字母A表示,常用单位及换算关系是:1安培(A)=1000毫安(mA)1毫安(mA)=1000微安(μA)

4.电压

电压是指电流在导体中流动的电位差。电路中元器件两端的电压用符号U表示。电位的单位也称为伏特(V)。常用单位为伏(V)、毫伏(mV)、微伏(μV)。

5.电阻

电阻是指导体本身对电流所产生的阻力。电阻用符号R表示。电阻的单位为欧姆,用符号Ω表示。常用单位及换算关系是:1千欧(kΩ)=1000欧(Ω)361兆欧(MΩ)=10千欧(kΩ)=10欧(Ω)

由于电阻的大小与导体的长度成正比,与导体的截面积成反比,且与导体的本身材料质量有关,其计算公式为:式中 L——导体的长度,m;2

A——导体的截面积,m;2

ρ——导体的电阻率,Ω·mm/m。

6.电容

电容是指电容器的容量。电容器由两块彼此相互绝缘的导体组成,一块导体带正电荷,另一块导体一定带负电荷。其储存电荷量与加在两导体之间的电压大小成正比。

电容用字母C表示。电容量的基本单位为法拉,用字母F表示。常用单位及换算关系是:6121法拉(F)=10微法(μF)=10皮法(pF)  '

电容器在电路中的作用如下。

①能起到隔直流通交流的作用。

②电容器与电感线圈可以构成具有某种功能的电路。

③利用电容器可实现滤波、耦合定时和延时等功能。

使用电容器时应注意:电容器串联使用时,容量小的电容器比容量大的电容器所分配的电压要高,串联使用时要注意每个电容器的电压不要超过其额定电压。电容器并联使用时,等效电容的耐压值等于并联电容器中最低额定工作电压。

串并联时的等效电容计算见表1-1。表1-1 电阻和电容串并联等效电容计算注:表中G为电导,。

7.电能

电能是指在某一段时间内电流的做功量。常用千瓦时(kW·h)作为电能的计算单位,即功率为1kW的电源在1h内电流所做的功。

电能用符号W表示,单位为焦耳,单位符号为J。电能的计算公式为:W=Pt式中 P——电功率,W;

t——时间,s。

8.电功率

电功率是指在一定的单位时间内电流所做的功。电功率用符号P表示,单位为瓦特,单位符号为W,常用单位有千瓦(kW)和毫瓦(mW)等,即1W等于1000mW。

电功率是衡量电能转换速度的物理量。

假设在一个电阻R的两端加上电压U,而流过R的电流为I,则该电阻上消耗的电功率P为:

9.电感线圈

电感线圈是用绝缘导线绕制在铁芯或支架上的线圈。它具有通直流阻交流的作用,可以配合其他电器元器件组成振荡电路、调谐电路、高频和低频滤波电路。

电感是自感和互感的总称,其两种现象表现为:当线圈本身通过的电流发生变化时将引起线圈周围磁场的变化,而磁场的变化又在线圈中产生感应电动势,这种现象称为自感;两只互相靠近的线圈,其中一个线圈中的电流发生变化,而在另一个线圈中产生感应电动势,这种现象称为互感。

电感用符号L表示,单位为亨利,用字母H表示。常用单位及换算关系为:361亨(H)=10毫亨(mH)=10微亨(μH)

电感线圈对交流电呈现的阻碍作用称为感抗,用符号XL表示,单位为欧姆(Ω)。感抗与线圈中的电流的频率及线圈电感量的关系为:XL=ωL=2πfL。

10.欧姆定律

在一段不含电动势只有电阻的电路中流过电阻R的电流I与加在电阻两端的电压U成正比,与电阻成反比,称为无源支路的欧姆定律。

欧姆定律的计算公式为:式中 I——支路电流,A;

U——电阻两端的电压,V;

R——支路电阻,Ω。

在一段含有电动势的电路中,其支路电流的大小和方向与支路电阻、电动势的大小和方向、支路两端的电压有关,称为有源支路欧姆定律。其计算公式为:式中 I——有源支路电流,A;

U——电阻两端的电压,V;

R——支路电阻,Ω;

E——支路电动势,V。

11.基尔霍夫定律

基尔霍夫第一定律为节点电流定律,几条支路所汇集的点称为节点。对于电路中任一节点,任一瞬间流入该节点的电流之和必须等于流出该节点的电流之和。或者说流入任一节点的电流的代数和等于0(假定流入的电流为正值,流出的则看做是流入一个负极的电流),即,∑I=0(I为任一节点的电流)。例如图1-1所示的节点A的xx电流,则:I+I-I+I-I=012345图1-1 基尔霍夫第一定律

基尔霍夫第二定律为回路电压定律。电路中任一闭合路径称作回路,任一瞬间,电路中任一回路的各阻抗电压降的代数和恒等于回路中各电动势的代数和。

12.频率

频率是指交流电流量每秒钟完成的循环次数。用符号f表示,单位为赫兹(Hz)。我国交流供电的标准频率为50Hz。

13.周期

周期是指电流变化一周所需要的时间。用符号T表示,单位为秒(s)。周期与频率的关系互为倒数,其数学公式为:

14.相位和初相位

在电流表达式i=I(ωt+Φ)中,电角度(ωt+Φ)是表示正弦msin交流电变化过程的一个物理量,通常把交流电动势变化一个周期用2π来计量,一定的时间对应一定的角度,这个角度即称为电角度,其文字符号用字母“α”来表示,单位是弧度(rad)。任一瞬间交流电动势的电角度称为相位。当t=0(即起始时)时的相位Φ称作初相位。

15.角频率

角频率是指正弦交流电在单位时间内所变化的电角度。用符号ω表示,单位是弧度/秒(rad/s)。角频率与频率和周期的关系为:

16.振幅值

振幅值交流电流或交流电压,在一个周期内出现的电流或电压的最大值,用符号I或U表示。mm

17.有效值

有效值指交流电流i通过一个电阻时,在一个周期内所产生的热量,如果与一个恒定直流电流I通过同一电阻时所产生的热量相等,该恒定直流电流值的大小称为该交流电流的有效值,用字母I表示,电压有效值用U表示。

对于正弦交流电,其电流及电压的有效值与振幅值的数量关系为:

18.相电压

相电压是指在三相对称电路中,每相绕组或每相负载上的电压,即端线与中线之间的电压。

19.相电流

相电流是指在三相对称的电路中,流过每相绕组或每相负载上的电流。

20.线电压

线电压是指在三相对称电路中,任意两条线之间的电压。

21.线电流

线电流是指在三相对称电路中,端线中流过的电流。二、数字电路

用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路或数字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理的功能,所以又称数字逻辑电路。现代的数字电路由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成。逻辑门是数字逻辑电路的基本单元。存储器是用来存储二值数据的数字电路。从整体上看,数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。

数字电路与模拟电路不同,它不利用信号大小强弱来表示信息,它是利用电压的高低或电流的有无或电路的通断来表示信息的1或0,用一连串的1或0编码表示某种信息(由于只有1与0两个数码,所以称为二进制编码,如图1-2所示为数字信号与模拟信号波形对照)。用以处理二进制信号的电路就是数字电路,它利用电路的通断来表示信息的1或0。其工作信号是离散的数字信号。电路中晶体管的工作状态,即可产生数字信号,即时而导通时而截止就可产生数字信号。图1-2 数字信号与模拟信号波形对照

最初的数字集成器件以双极型工艺制成了小规模逻辑器件,随后发展到中规模逻辑器件;20世纪70年代末,微处理器的出现,使数字集成电路的性能产生了质的飞跃,出现了大规模的数字集成电路。数字电路最重要的单元电路就是逻辑门。

数字集成电路是由许多逻辑门组成的复杂电路。与模拟电路相比,它主要进行数字信号的处理(即信号以0与1两个状态表示),因此抗干扰能力较强。数字集成电路有各种门电路、触发器以及由它们构成的各种组合逻辑电路和时序逻辑电路。一个数字系统一般由控制部件和运算部件组成,在时脉的驱动下,控制部件控制运算部件完成所要执行的动作。通过模拟数字转换器、数字模拟转换器,数字电路可以和模拟电路实现互联互通。

1.数字电路的分类(1)按电路逻辑功能的特点分类 可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。

组合逻辑电路简称组合电路,它由最基本的逻辑门电路组合而成。其特点是:输出值只与当时的输入值有关,即输出唯一地由当时的输入值决定。电路没有记忆功能,输出状态随着输入状态的变化而变化,类似于电阻性电路,如加法器、译码器、编码器、数据选择器等都属于此类。

时序逻辑电路简称时序电路,它是由最基本的逻辑门电路加上反馈逻辑回路(输出到输入)或器件组合而成的电路,与组合电路最本质的区别在于时序电路具有记忆功能。时序电路的特点是:输出不仅取决于当时的输入值,而且还与电路过去的状态有关。它类似于含储能元器件的电感或电容的电路,如触发器、锁存器、计数器、移位寄存器、储存器等电路都是时序电路的典型器件。(2)按电路有无集成元器件来分 可分为分立元器件数字电路和集成数字电路。(3)按集成电路的集成度进行分类 可分为小规模集成数字电路(SSI)、中规模集成数字电路(MSI)、大规模集成数字电路(LSI)和超大规模集成数字电路(VLSI)。(4)按构成电路的半导体器件来分类 可分为双极型数字电路和单极型数字电路。

2.数字电路的特点

①同时具有算术运算和逻辑运算功能。数字电路是以二进制逻辑代数为数学基础,使用二进制数字信号,既能进行算术运算又能方便地进行逻辑运算(与、或、非、判断、比较、处理等),因此极其适合于运算、比较、存储、传输、控制、决策等应用。

②实现简单,系统可靠。以二进制作为基础的数字逻辑电路,可靠性较强。电源电压的小波动对其没有影响,温度和工艺偏差对其工作的可靠性影响也比模拟电路小得多。

③集成高、功能实现容易、体积小、功耗低是数字电路突出的优点之一。

另外,数字电路的设计、维修、维护灵活方便,随着集成电路技术的高速发展,数字逻辑电路的集成度越来越高,集成电路块的功能随着小规模集成电路(SSI)、中规模集成电路(MSI)、大规模集成电路(LSI)、超大规模集成电路(VLSI)的发展也从元器件级、器件级、部件级、板卡级上升到系统级。电路的设计组成只需采用一些标准的集成电路块单元连接而成。对于非标准的特殊电路还可以使用可编程序逻辑阵列电路,通过编程的方法实现任意的逻辑功能。数字电路与数字电子技术广泛地应用于家电、雷达、通信、电子计算机、自动控制和航天等科学技术领域。

数字电路的分类包括数字脉冲电路和数字逻辑电路。前者负责脉冲的产生、变换和测量;后者负责对数字信号进行算术运算和逻辑运算。课堂二 元器件预备知识一、常用电子元器件识别(一)二极管

二极管(diode)全称为晶体二极管,或称半导体二极管,由半导体组成的器件,具有单向导电功能(就是在正向电压的作用下,导通电阻较小,但在反向电压作用下,导通电阻极大或无穷大)。

二极管是最常用的电子元件之一,它最大的特性就是单向导电,也就是电流只可以从二极管的一个方向流过,二极管常用于整流电路、检波电路、稳压电路、各种调制电路。在电磁炉中常使用开关二极管、稳压二极管、整流二极管、发光二极管、贴片二极管等,如图1-3所示。新型超薄电磁炉大量采用贴片元器件,如图1-4所示。图1-3 电磁炉用二极管外形图1-4 新型超薄电磁炉大量采用贴片元器件(1)开关二极管 开关二极管是专门用来做开关用的二极管,二极管导通时相当于开关闭合,截止时相当于开关打开。其具有开关速度快、体积小、寿命长、可靠性高等特点,由导通变为截止或由截止变为导通所需的时间比一般二极管短,且在反向偏压下,则呈截止状态,其电阻很大,将在电路中起到控制电流接通或关断的作用。(2)稳压二极管 稳压二极管(又称齐纳二极管)是反向击穿特性曲线急骤变化的二极管,其工作时的端电压(又称齐纳电压)通常为3~150V,且按每隔10%,能划分成许多等级。可用来稳定直流工作电压及对信号进行限幅,通常用在稳压电源中作为基准电压或用在过电压保护电路中作为保护二极管。(3)整流二极管 整流二极管是将交流电能转变为直流电能的二极管。通常包含一个PN结,有阳极和阴极两个端子,且具有明显的单向导电性。(4)发光二极管 发光二极管简称为LED,是将电能转化成光能的二极管。由镓(Ga)与砷(AS)、磷(P)的化合物制成,由一个PN结组成,具有单向导电性,且工作电压较低、工作电流很小、抗冲击和抗震性能好,可靠性高,寿命长。在电磁炉中作为指示灯、组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光。(5)高速二极管 高速二极管就是反向恢复时间t比较小的二极rr管,其电流通过零点由正向转换到规定的值的时间间隔比较小,此类二极管在电磁炉中常用的有SF系列。(6)贴片二极管 贴片二极管常应用在新型电磁炉中,它具有单向导电特性,在电路中实现整流、钳位、电位隔离与限幅等作用。贴片二极管的封装形式有多种,常见封装形式有:矩形贴片二极管(外形同贴片电阻),黑色;圆柱无引线型,外形为透明红色玻璃管,带负极指示圆环等。电磁炉中所用的是矩形贴片二极管。(二)电阻器

电阻器通常简称为电阻,是一个限流元件,将电阻接在电路中后,电阻器的阻值是固定的。电阻一般是两个引脚,它可限制通过它所连支路的电流大小。阻值不能改变的称为固定电阻器。阻值可变的称为电位器或可变电阻器。电磁炉所用的电阻器有固定电阻器、压敏电阻器和电位器,其外形如图1-5所示。图1-5 电磁炉用电阻器(1)固定电阻器 固定电阻器是阻值不变或者变化忽略不计的电阻器,是电子制作中使用最多的元件,固定电阻器一经制成,其阻值便固定不变。

片式固定电阻器从“chip fixed resistor”直接翻译过来的,俗称贴片电阻(SMDresistor),是金属玻璃铀电阻器中的一种,是将金属粉和玻璃铀粉混合,采用丝网印刷法印在基板上制成的电阻器。贴片电阻器常用于新型超薄电磁炉。(2)压敏电阻器 压敏电阻器(VSR)全称为电压灵敏电阻器,是以氧化锌为主要材料而制成的金属-氧化物-半导体陶瓷元件。其电阻值随端电压而变化,且工作电压范围宽、对过压脉冲响应快、耐冲击电流的能力强、漏电流小、电阻温度系数小,性优价廉,体积小,是一种理想的保护元件,主要用于开关电源、集成电路及电子线路的抑制浪涌电流、过电压保护等。压敏电阻在电磁炉的交流进线电源中常被使用,在电路中文字符号为“RZ”或“R”。(3)电位器 电位器是一种可调的电子元件,由一个电阻体与一个转动或滑动系统组成,其作用是调节电压(含直流电压与信号电压)和电流。根据其材质,可分为线绕电位器、炭膜电位器、实芯式电位器;根据其输出与输入电压比与旋转角度的关系,可分为直线式电位器(呈线性关系)、函数电位器(呈曲线关系)。电阻体有两个固定端,通过手动调节转轴或滑柄,改变动触点在电阻体上的位置,改变动触点与任意一个固定端之间的电阻值,从而改变电压与电流的大小。电位器在电路中文字符号为“VR”或“R”。(三)电容器

电容器(electric capacity)简称电容(图1-6),是一种容纳电荷的器件,其最基本的功能就是充电和放电,由两个金属极,中间夹有绝缘材料构成。因其绝缘材料不同,所构成的电容器的种类有所不同,但基本结构均相同。电容用符号“C”表示。在电磁炉电路中常使用固定电容器、高频谐振电容器(振荡电容)、电解电容器、滤波电容器、抗干扰电容器等,新型电磁炉中还采用了贴片电容。图1-6 电容器(1)固定电容器 固定电容器是一种非化学电容器,其两极板间用绝缘电介材料制成,电容量不可改变,主要用在不需要改变电容量的电路中。(2)谐振电容器 谐振电容是指电磁炉电控板上与线盘相并联的高压电容,电容范围为0.15~0.4μF/1200V,此电容在工作中需承受超过DC1000V的电压,且会发热,如果耐温耐压不过关,则在工作过程中极易损坏。(3)电解电容器 电解电容器的两极板材料是电解质电介材料,其电解液涂层有极性,分正负,不可接错。电解电容器的特点是单位体积的电容量非常大,比其他种类的电容大几十到数百倍,额定的容量较大,且能够大规模生产(由于电解电容的组成材料均是普通的工业材料,制造电解电容器的设备为普通的工业设备,成本相对较低),被广泛用于直流或脉动电路中。(4)滤波电容器 滤波电容器用在电源整流电路中,用来滤除交流成分,使输出的直流更平滑。平波、滤波电容安装在电磁炉电控板上,交流进线处一般放置一个2μF/275V的CBB电容,起滤波作用,在整流桥、扼流圈后面放置4~10μF/275V的CBB电容,起直流平波作用,类似水桶原理,使后级的线盘、IGBT工作电流尽量平滑。滤波电容器的容量与电磁炉的功率有关,一般不小于4μF。电磁炉工作时电流大,且波动幅度高,故滤波电容器一般不采用普通电容,而选用无感、高频特性好、自愈能力强和稳定性电容器。(5)抗干扰电容器 抗干扰电容器具有较高的耐电压和抗外电干扰能力,该电容器跨接在市电输入线ACN\ACL之间,既防止电磁炉产生的高频干扰脉冲窜入市电网,干扰其他电器,又防止市电网中的干扰脉冲窜入电磁炉电路,影响电磁炉工作。(6)贴片电容 全称为多层(积层、叠层)片式陶瓷电容器,也称为片容,常用于新型电磁炉。贴片电容有两种尺寸表示方法,一种是以in(1in=25.4mm)为单位来表示,一种是以mm为单位来表示,如0402系列的贴片电容,04表示长度是0.04in,02表示宽度0.02in。(四)三极管

三极管全称为半导体三极管,也称双极型晶体管、晶体三极管,是一种控制电流的半导体器件,其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号,也用作无触点开关,在电路中用符号“Q”、“V”或“VT”表示。其内部含有两个PN结,发射区和基区之间的PN结称为发射结,集电区和基区之间的PN结称为集电结。两个PN结把半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,内部结构如图1-7所示。排列方式有PNP型三极管和NPN型三极管,其中,PNP型三极管发射区“发射”的是空穴,其移动方向与电流方向一致,箭头朝内;NPN型三极管发射区“发射”的是自由电子,其移动方向与电流方向相反,箭头朝外。图1-7 晶体管的内部结构

晶体管是电路中应用最广泛的器件之一,在电磁炉中常使用开关晶体管、功率晶体管,还有应用在新型电磁炉上的贴片三极管等,如图1-8所示。图1-8 晶体管(1)开关晶体管 开关晶体管又称开关双极晶体管,在电路中对电流起开关作用。其电流放大系数较大,特征频率较高,主要用于开关和数字电路中。(2)功率晶体管 通常将集电极耗散功率超过1W的晶体管称为功率晶体管。功率晶体管必须能够承受高电压和流过大电流,因此在内部结构上,功率晶体管与普通晶体管有所区别。功率晶体管常采用复合管结构,并制成模块。这种复合式功率模块称为达林顿管。在电磁炉中常采用一些专用的晶体管(如G25N120AND、S8050等)。(3)贴片三极管 贴片三极管基本作用是放大,它可以把微弱的电信号放大到一定强度,当然这种转换仍然遵循能量守恒,它只是把电源的能量转换成信号的能量。电磁炉采用贴片元件(如MMBT2222、L8050HPLTI、KTC9014S等),主要是为降低成本,提高可靠性。由于贴片三极管体积小,型号不便在上面打印,所以一般用标号(也称代码)标示,标号通常由2~4个符号(字母和数字)组成。(五)集成电路

集成电路的种类很多,电磁炉所用的集成电路主要有三端稳压器、单片机(微控制器)、显示芯片、电压比较器及电源IC、IGBT驱动块等。

1.单片机

单片机又称单片微控制器(MCU),为电磁炉电路控制核心元器件,即中央控制器,对整个电磁炉的运行状态进行控制。单片机芯片放置在主板上,其中单片机已嵌入了相关比较器及部分电磁炉专用程序函数;由于单片机芯片端口有限,一般通过串口驱动显示模块。常用的单片机主要有HT46R22、HT46C22、SPMC65P2404、SH69P42、GMS87C1202(图1-9)、S3F9454BZZ-DK94、S3F9488XZZ-QZ88等。图1-9 单片机

单片机是电磁炉中最大的一块集成电路,是电磁炉的微处理器,用来控制电磁炉“加热系统”输出功率的大小,以及何时开始加热、何时停止加热等“动作”。同时,单片机还具备检测整个“加热系统”的工作状态的功能,有针对性地对电磁炉进行保护。电磁炉是利用单片机根据炊具表面温度的大小来控制“加热系统”,改变输出功率的大小和控制加热时间,来达到自动烹饪的目的。单片机如损坏,主要表现在无功率输出,或锅拿走依然有功率,或显示错误、炸机等。

2.显示芯片

主要用于数码管类的电磁炉显示,是一移位送数寄存控制器。如若损坏,表现为显示错误、暗亮、按键操作失灵等,如图1-10所示。图1-10 显示芯片

3.电压比较器

电压比较器用来比较两个电压的大小(用输出电压的高或低电平,表示两个输入电压的大小关系),当“+”输入端电压高于“-”输入端时,电压比较器输出为高电平;当“+”输入端电压低于“-”输入端时,电压比较器输出为低电平。电压比较器用于电压、电流、温度信号的检测与判断。在电磁炉中常使用的电压比较器有LM339N(图1-11)、LM393等,它们的切换速度快,延迟时间小。图1-11 电压比较器

4.电源IC

电源IC是指开关电源的脉宽控制集成,电源靠它来调整输出电压电流的稳定,如图1-12所示。电磁炉电源IC有SM7028、VI-Per22A、FSD200、THX201、THX202H等,电磁炉开关电源故障率较高,一般是模块炸裂损坏。图1-12 电源IC

5.三端稳压器

稳压IC又称集成稳压电源及集成稳压器,它是将不稳定的直流电压变为稳定的直流电压的集成电路。三端稳压器共有三个引出端,其外形与大功率晶体管相同,如图1-13所示。图1-13 三端稳压器

三端稳压器在电磁炉中具有稳定电压的作用。由于在电磁炉的电源供电系统中,必须将交流电转换为比较平滑的直流电,但因电网供电电压的波动,经过整流和滤波电路处理后的直流电仍产生一定的波动,从而影响电磁炉的工作。故需要通过稳压电路将整流、滤波电路输出的电压进一步稳定在一定范围内。在电磁炉中常用的三端稳压器有7805、7809、7812等。

6.驱动块

电磁炉所用的驱动块,主要用于驱动大功率IGBT管,电磁炉最常用型号有TA8316(D8316)、TA8316AS TA8316S等,如图1-14所示。图1-14 驱动块(六)蜂鸣器

蜂鸣器是一种一体化结构的电声器件,它具有压电效应,在电磁炉中用作讯响器,符号为“H”或“HA”。它主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种,如图1-15所示。图1-15 蜂鸣器

其中,压电式蜂鸣器由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。少部分压电式蜂鸣器外壳上装有发光二极管。当接通适合的直流工作电源后,压电式蜂鸣器即可振荡发声。

电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后,振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈,使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下,周期性地振动发声。(七)电流互感器(电流检测器)

电流互感器也称电流检测线圈、检锅线圈。电磁炉所用的电流互感器(图1-16)串联在220V输入端电源上,起变流和电气隔离作用,它是将高电流按比例转换成低电流。电流互感器就是升压(降流)变压器,它有四个脚,其中粗一点的两个脚是初级,直通的,电阻为0;细一点的是次级,电阻一般为80Ω左右。电流互感器主要是次级绕线容易断线,易引起整机功率波动(即间歇加热)、检不到锅、功率异常等故障。图1-16 电流互感器

电流互感器的接线方式有完全星形接线式、两相两继电器不完全星形接线式、两相一继电器电流差接线式、三角形接线式等几种。(八)扼流圈

扼流圈是电感器的一种,它又称电感线圈、阻流圈或扼流圈,是用绝缘导线绕制的各种线圈,能产生电感作用,是一种非线性元件。在电磁炉电路中常使用振荡电感器、扼流圈[如常用的ф27mm或ф12mm磁环和14.5H电感线圈,ф33mm或ф15mm(内)磁环和11.5H电感线圈,ф1.4mm、11T、22.4μH共模电感滤波器和ф2mm、22T、62μH的共模电感滤波器等]。

扼流圈(图1-17)在整流桥后级,主要起两个作用,一是将外界来的干扰挡在门外,二是将IGBT、线盘工作时自产生的干扰关在门内,不让其跑到市电上,从而影响其他电器工作。振荡电感器在使用过程中,长时间高温下连续工作,品质会因温度升高而降低;而扼流圈的作用是产生感应电动势,阻止电流突变,减少IGBT的损耗。图1-17 扼流圈

实践表明电磁炉工作时,扼流圈温度不应超过80℃(反之,会因温度升高,使振荡圈内磁环老化加速),当温度高于120℃时将导致电感器品质永久降低或即时失效,此时IGBT会因扼流圈无扼流作用而迅速烧坏。二、专用电子元器件识别(一)IGBT管

IGBT(绝缘栅双极型晶体管)简称功率开关管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件。IGBT均可被看作是一个MOSFET(场效应晶体管)输入跟随一个双极型晶体管放大的复合结构,如图1-18所示。IGBT为电磁炉电路的核心元器件,是电磁炉的“心脏”。其在电路中相当于一个高频开关管,承受着高电压、大电流和高频开关损耗所产生的热量。图1-18 IGBT

IGBT有三个极,分别称为栅极G(门极)、集电极C(漏极)、发射极E(源极),如图1-19所示。一般来说,IGBT引脚排列顺序与常见的大功率三极管的引脚排列顺序一致,即型号标注的一面朝外,引脚向下,从左至右依次为栅极(G)、集电极(C)、发射极(E)。电磁炉中使用的IGBT多为N型。图1-19 IGBT种类及符号

在实际维修过程中,功率开关管的故障率是最高的。由于功率开关管承担着电磁炉整机的功率输出,其性能的优劣及参数选择是否合适直接关系到电磁炉是否能够长期稳定工作。电磁炉正常工作时,功率开关管处于高频率的导通和截止状态;当功率开关管导通时,220V交流市电经桥式整流器整流后获得约310V电压,经锅底励磁线圈盘、功率开关管的集电极、功率开关管的发射极、电源的负极(地)构成回路,电源以大电流给锅底励磁线圈盘充电,将电能转化为锅底励磁线圈盘中的电磁能。(二)桥式整流器

桥式整流器为电磁炉电路的核心元器件,其作用是将交流电源转换为直流电压,产生直流高压。整流桥是将几只整流二极管封装在一个壳内,能够将交流电变换为直流电的器件,如图1-20所示。图1-20 桥式整流器

根据电磁炉额定功率的不同,桥式整流器的额定输出电流大小也不同。一般而言,额定功率在2000W以下的电磁炉通常选用额定输出电流为15A的桥式整流器,如电磁炉中最常见的桥式整流器D15XB60,其额定耐压为600V;额定功率在2000W以上的电磁炉可以选用输出电流为25A左右的桥式整流器,如在大功率电磁炉中最常用到的D25XB80桥式整流器,其额定耐压为800V。(三)锅底励磁线圈

锅底励磁线圈(又称振荡线圈、感应加热器、励磁器等)实质上就是电感,为电磁炉电路中完成电磁振荡的重要元器件。其作用是对电能进行储存及释放,完成将电场能转换为磁场能,用于对电磁炉的锅具进行加热。电磁炉锅底励磁线圈可分大锅底励磁线圈和小锅底励磁线圈两种,有多种电感量,例如140μH、157μH等,主要由励磁线圈、塑料托盘及数根高磁通磁条等组成。它在电磁炉中的安装位置如图1-21所示。

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