电磁炉因其外形美观、热效率高、体积小、重量轻、安全环保、操作简单，被很多人称为“烹饪之神”、“绿色炉灶”。目前，电磁炉在发达国家的家庭普及率已经超过80%。随着我国人民生活水平的提高和健康环保意识的增强，电磁炉必将走进千家万户。

美的电磁炉

以美的SY191电磁炉为例，它由300V供电电路、主电路(L、C谐振电路)、驱动电路、供电电路、保护电路、操作控制电路等组成。，如图12-2所示。

1.商用电源转换电路

如图12-2所示，机器的输入市电电压通过高频滤波电容C1抑制高频干扰脉冲后，一路使用整流电抗器DB1桥式整流器，用L1和C2滤波器在C2两端产生300V左右的d C电压为功率变换器(主电路)供电；另一路送到低压电源电路。电源输入电路的变阻器CNR1用于电源过压保护。

送到低压供电电路的市电电压首先被电源变压器降低，然后从它的两个次级绕组输出约8V和16V(与市电电压有关)的交流电压。其中8V交流电压由D4 ~ D7桥整流，约11.2V的DC电压由EC1和C4滤波产生。经三端稳压器U3(7805)稳压，经EC2、C5滤波后得到5V DC电压，为CPU、操作按键电路、指示灯等供电。16V交流电压经D8 ~ D11桥整流，EC7滤波器产生约23V DC电压。该电压通过由调节管Q5、18V调节器Z2和电阻R32组成的线性稳压电源产生约17.3V的DC电压(图示为18V)，经EC8和C13滤波后给功率管驱动电路、振荡器、风扇电机、保护电路等供电。

2.启动延迟电路

由连接到Q5的B极的诸如Q6的元件组成的电路是启动延迟(通电延迟)电路。当EC6此刻需要充电时，充电过程使Q6的B极电位由低到高逐渐升高，使得Q6在EC6充电初期导通，充电后关断，从而使Q6的E极电位由低到正常逐渐升高，导致Q5的E极输出的17.3V电压滞后于稳压器U3输出的5V电压， 并且功率管驱动电路的启动时间滞后于微处理器电路，从而避免了在微处理器和其它电路工作之前，功率管驱动电路已经

图12-2 sy 191电磁炉主板电路

3.系统控制电路

如图11-所示，该机的系统控制电路由微处理器TMP86C807M/N为核心组成。

(1)微处理器TMP86C807M/N的实际数据

微处理器TM86C807MN的引脚功能如表12-1所示。

表12-1微处理器TMP86C807M/N的引脚功能

(2)微处理器的工作条件

电源:低压电源输出的5V电压加到微处理器U1(TMP86C807M/N)的电源端子[5]上，为U1内部电路供电。

复位:启动瞬间，在滤波电容的作用下，5V电源电压从0V逐渐上升到5V。当电压低于3.3V时，Q11关断，在U1的复位信号输入端[8]输入低电平复位信号，U1的存储器、寄存器等内部电路开始复位。当5V电源超过3.3V时，Q11导通，其C极向U1[8]引脚输出高电平电压，U1内部电路复位结束。

时钟信号:U1接收到电源后，其内部振荡器开始工作，与引脚[2]和[3]相连的晶振XL200通过振荡产生时钟信号。

(3)备用控制

U1在获得上述三个基本工作条件后输出自检脉冲，确认电路正常后进入待机状态。待机时，管脚U1电磁炉待机期间，按下“开/关”键后，微处理器U1会从存储器中调出软件设定的默认工作状态数据，控制面板上的显示屏和指示灯会显示电磁炉的工作状态。[24]引脚输出的功率管使能控制信号将变为高电平，这将关断二极管D17并释放功率管驱动电路的关断控制。同时通过C9 (LM333)加到同步振荡电路的比较器U2C，然后U1通过PAN端子[18]引脚输出启动脉冲。该脉冲通过C11耦合到U2D的[10]脚，经比较放大后从U2D的[13]脚输出，再经Q9和Q8推挽放大，经R13限流后驱动导通功率晶体管IGBT1。IGBT1导通后，线圈和谐振电容C3进入电压谐振状态。主电路工作后，市电输入电路产生的电流被电流互感器CT1检测并耦合到次级绕组，然后通过C6抑制干扰脉冲，再通过R2和可调电阻VER限压，利用整流堆D20~D23整流产生采样电压。该电压由R59和R21采样，然后由EC5滤波，以产生DC采样电压CUR，并施加于引脚U1机器的同步控制和振荡电路由主电路脉冲采样电路、比较器U2C(LM339)、定时电容C11和定时电阻组成。。同时，主电路工作后，C3左端产生的脉冲电压经R23和R26采样后加到U2C[8]管脚，右端产生的脉冲经R24和R27加到U2C[9]管脚，这样U2C[14]管脚就可以输出PAN脉冲，加到U1C [18]管脚。输出的功率管使能控制信号为低电平。这个低电平通过D17使比较器U2D[11]为低电平，于是U2D的输出端[13]的电位变为低电平，使得驱动电路的Q8导通，Q9截止，功率晶体管IGBT1截止，机器处于待机状态。

4.上电和电位检测电路

[24]

当在炉面上放置合适的锅时，流过功率管的电流因负载而增大，电流检测电路产生的采样电压CUR较高。该电压经U1检测后，U1的PWM端[22]输出的功率调节信号的比值增大，延长了功率管的导通时间，使主电路的工作频率降低。此时U2C输出的摇摄脉冲在单位时间内减少到3 ~ 8个。U1检测到这种频率变化后，判断炉面上已经放置了合适的灶具，于是控制PWM端输出可调的功率调节信号，对电磁炉进行加热。反之，如果判断炉面上没有锅或者锅放置不当，就会控制电磁炉停止加热，U1[17]引脚输出报警信号，由Q2放大使蜂鸣器BZ1发出声音并报警。同时，U1还会控制显示屏显示故障代码“E0 ”,提醒用户没有放锅或放锅不当。

5.同步控制和振荡电路

[27]

线圈左端的电压通过R23、R26产生的采样电压施加到比较器U2C的反相输入端[8]，右端产生的电压通过R24、R27~R29产生的采样电压施加到U2C的同相输入端[9]。启动后，CPU输出的启动脉冲(检测脉冲)被驱动电路放大，使功率管IGBT1导通，线圈产生左正和右负电动势，使U2C[8]脚的电位高于U2C [9]脚的电位，U2C [14]脚的输出为低，导致U2D[10]脚输入的低电平电压低于U2C [11]脚的电压。因此，U2D[13]引脚输出高电平电压，使Q9导通，Q8截止。Q9的E极输出的电压通过R43和R13限流使IGBT1保持导通，而5V电压通过R31、C11和U2C[14]引脚组成的充电电路给C11充电。当C11右端电位高于U2D[11]脚电位时，U2D1[13]脚输出低电平电压，Q9关断，Q8导通，IGBT1被R13快速关断，流过线圈的传导电流消失。因此，线圈通过自感产生右正左负的电动势，使得U2C[9]引脚的电位高于[8]引脚的电位，导致U2C[14]引脚的输出为高电平。在此电平下，通过C11，U2D[10]引脚电位高于[11]引脚电位，确保IGBT1关断。然后，无论线圈是给谐振电容器C3充电还是给线圈放电，线圈的右端电势将高于左端电势，并且IGBT1将不导通。因此，只有当线圈通过C2和IGBT1中的阻尼管放电时，U2C[8]引脚的电位才高于[9]引脚的电位，这使得U2C[14]引脚的电位为低。由于电容器两端的电压不会突然改变，C11两端的电压通过D16和R30形成的回路放电。当线圈通过阻尼管放电，C11通过D16和R30放电，使U2D的[10]脚电位低于[11]脚电位时，U2D的[13]脚再次输出高电平电压，经驱动电路放大后再次导通功率管IGBT1，实现同步控制。因此，该电路不仅实现了功率晶体管的零电压开关控制，还为PWM电路提供了锯齿脉冲。该脉冲由C11通过充电和放电产生。

建议C11不仅需要5V电压通过一个电阻充电，还需要5V电源组成的电路放电，会对锯齿波产生一些不利影响，增加功率管的故障率。

6.功率调节电路

本机的功率调节电路由微处理器U1和PWM比较器U2D(LM339)组成。当输出功率需要增加时，由微处理器U1[22]引脚输出的功率调整信号PWM的比率增加，并且由R36、EC9和C14平滑滤波器产生的DC控制电压增加。该电压通过R41施加到比较器U2D的同相输入端[11]引脚，而锯齿波信号输入到U2D的反相输入端[10]引脚，因此U2D[13]引脚输出的激励脉冲的高电平时间延长。经过Q8和Q9的推挽放大后，功率管IGBT1的导通时间延长，提供给线圈的能量增加，功率增大，加热温度升高。相反，当U1[22]引脚输出的功率调节信号与空的比值减小时，电磁炉输出功率减小，加热温度低。

7.风扇冷却系统

启动后，微处理器U1的风扇控制端[23]输出的风扇控制信号为高电平，由R49电流限制，经Q10放大，驱动风扇电机转动，强制散热装置散热，防止功率管和整流电抗器过热损坏。

D18是用于保护Q10的箝位二极管。Q10切断后，电机绕组会在Q10的C极产生一个很高的反峰值电压，通过D18放电到18V电源电路中，从而避免了Q10的过压损坏。

8.保护电路

为了防止功率管因过压、过流、过热等原因而损坏，机器配有各种保护电路。保护电路通过两种方式实现保护功能:一种是切断PWM电路输出的激励脉冲，使功率管停止工作；另一种是由CPU控制功率调节信号与空的比值来关断功率管。

(1)电涌保护电路

保护电路由采样电路和比较器U2A(LM339)组成。5V电压由构成的R22和R52采样电路采样，产生约3.5V的参考电压，施加到U2A的同相输入端[5]。同时，通过整流器D1和D2对电源电压进行全波整流产生的电压被R34、R33和R45分压，然后通过D14加到U2A的倒相输入端[4]。当市电电压没有干扰脉冲时，U2A[5]引脚的电位高于[4]引脚的电位，因此U2A[2]引脚内部电路处于开路状态，D19关断，不影响U2D[11]引脚的电位，电磁炉正常工作。一旦市电中断干扰脉冲IGBT1，大量尖峰脉冲就会叠加在D1和D2的整流电压上。通过采样，U2A[4]脚的电位超过了[5]脚的电位，于是U2A[2]脚的内部电路被导通，U2D[11]脚的电位被D19箝位到低电平，于是U2D[13]脚输出的激励电压占空比。市电干扰脉冲消失后，U2A[2]引脚的电位变为高电平，D19截止，电路恢复正常工作。

D13是箝位二极管，用于防止采样电压过高，从而确保C22两端的电压不超过5.5V。C28和R6是加速电路，用于防止电路在启动时误操作。由于C28需要在启动时刻充电，充电电流使得U2A[2]引脚的电位为高，保证了PWM电路在启动时刻能够正常工作。

(2)功率管C极过压保护

保护电路以采样电路和比较器U2B(LM339)为核心。由R39和R35组成的采样电路对5V电压进行采样，产生约4.1V的参考电压，并施加到U2B的非反相输入端[7]。同时，功率晶体管IGBT1的C极产生的反峰电压被R24、R27~R29分压，并施加到U2B的反相输入端[6]。当IGBT1的C极产生的反峰电压在正常范围内时，U2B[6]脚的电位低于[7]脚的电位，所以U2B[1]脚内部电路处于开路状态，不影响U2D的[11]脚的电位，电磁炉正常工作。一旦IGBT1的C极产生的反峰电压过高，U2B[6]引脚的电位通过采样超过了[7]引脚的电位，使U2B[1]引脚内部电路导通，U2D[11]引脚的电位被R40箝位到低电平，使U2D[13]引脚输出的激励电压与空的比值降低到0，IGBT1关断。IGBT1的C极峰间电压恢复正常后，U2B的[6]脚电位低于[7]脚电位，U2B的[1]脚内部开路恢复，IGBT1再次进入工作状态。

(3)市电异常保护

保护电路由整流电路、采样电路和CPU组成。20 V市电电压经D1和D2全波整流产生脉动电压，再经R14和R15采样，市电采样电压VOL经EC3滤波产生，加到微处理器的U1[28]引脚上。当市电电压高于260V或低于160V时，U1检测到相应的上升或下降VOL信号后，判断市电电压异常，输出停止加热的控制信号，使电磁炉停止工作，从而防止功率管及其他元器件因市电电压异常而损坏。同时驱动蜂鸣器报警，控制显示屏显示故障代码，提醒用户机器进入市电异常保护状态。

当主电源电压低时显示的故障代码是“E7”，当主电源电压高时显示的故障代码是“E8”。

(4)炉膛表面过热保护

负温度系数RT1(作者加的)贴在炉面底部。它通过连接器与系统控制电路相连，一端接5V电源，另一端接微处理器U1的TMAIN信号输入端[25]。U1通过监测[25]引脚电压的变化来判断炉面温度。当炉面温度高于220℃时，RT1的阻值急剧下降，经RT1和R47分压后，5V的电压升高。该电压变化由EC11滤波，并施加于U1[25]引脚。U1检测后，判断炉面温度过高，输出加热停止信号，功率管停止工作。同时驱动蜂鸣器报警，控制显示屏显示故障码“E3”，提醒用户机器进入炉面温度保护状态。

建议热敏电阻RT1损坏后，检测不到炉面温度，容易扩大故障范围。因此，机器还配备了RT1异常检测功能。

如果连接器，RT1开路或EC11击穿，使UI[25]引脚输入电压为0，U1会判断RT1开路，不仅不会给出加热指令，还会驱动蜂鸣器报警，控制显示屏显示故障码“E1”，提醒机器的炉面温度传感器开路；如果RT1发生故障，UI[25]的输入电压处于高电平，U1判断RT1发生故障，不仅不输出加热指令，还驱动蜂鸣器报警，并控制显示屏显示故障代码“E2”，提醒机器的炉面温度传感器发生故障。

(5)功率管过热保护

负温度系数RT2(作者加的)紧贴IGBT的热沉。通过连接器连接到系统控制电路，经EC10滤波后，连接到微处理器U1的TIGBT信号输入端子[26]。当功率管的热沉温度高于85℃时，RT2的阻值减小，U1[26]引脚的输入电压增大。电压经U1检测后，判断散热片温度过高，U1将功率调节信号的比值降低到空，缩短了功率管的导通时间，减小了电流，将功率管的工作温度限制在85℃。当风扇异常导致散热片温度高于95℃时，RT2的阻值进一步降低，U1[26]引脚的输入电压进一步升高。U1检测到该电压后，判断功率管过热，U1立即输出加热停止信号，停止功率管工作，避免功率管过热损坏。同时驱动蜂鸣器发出警报，控制显示屏显示“E6”故障码，提醒用户机器进入功率管过热保护状态。

提示热敏电阻RT2损坏后，无法实现功率管的温度检测，容易扩大故障范围。因此，机器还配备了RT2异常检测功能。

当热敏电阻RT2开路或滤波电容EC10短路时，U1[26]引脚没有电压输入。被U1识别后，不仅不输出加热指令，还驱动蜂鸣器报警，并控制显示屏显示故障码“E4”，提醒机器的功率管温度检测电阻开路；当热敏电阻RT2击穿时，引脚U1[26]输入高电平信号。这个信号被U1识别后，不仅不能输出加热命令，还会驱动蜂鸣器报警，并控制显示屏显示故障码“E5”，提醒用户本机功率管温度检测电阻故障。当U1识别出热敏电阻RT2故障时，机器无法加热，显示器显示故障码“ed”，表示机器的功率管温度检测电阻故障。

9.常见故障排除

(1)整机不工作。

确认故障有正常市电电压输入后，可根据保险丝是否熔断进行维修。保险丝熔断的故障排除过程如图12-3所示，正常保险丝的故障排除过程如图12-4所示。

图12-3整机不工作的故障排除程序之一

(2)显示故障代码E0，保护性停机

故障主要是300V电源、低压电源、电流控制电路、驱动电路、浪涌保护电路等相关电路异常，无法形成灶具的检测信号。检修过程如图12-5所示。

图12-4整机不工作时的第二次故障排除过程

建议很多数据保护关机故障都是根据开机复位引入的，这是错误的。因为上电复位是指CPU电路在上电的瞬间复位。

(3)显示故障代码E1、E2或E3，并关机保护。

故障表示灶具干烧、炉面温度检测电路异常或CPU损坏。检修过程如图12-6所示。

(4)显示故障代码E4或E5，并关闭保护。

故障表示异常功率管温度检测系统或CPU导致异常功率管温度保护电路动作，或者功率管温度检测电路故障。检修过程如图12-7所示。

(5)显示故障代码E6以保护停机。

故障表示300V电源、低压电源、同步控制电路、电流控制电路、驱动电路等异常。导致功率管过热保护电路动作，或功率管温度检测电路异常导致过热保护电路失灵。检修过程如图12-8所示。

(6)显示故障代码E7，保护性停机

该故障表明机器已进入低电源电压保护状态。主要有两个原因:一是市电电压过低或供电线路和插座系统故障引起市电异常保护电路动作；二是市电采样电路故障导致的保护电路故障。检修过程如图12-9所示。

(7)显示故障代码E8，保护性停机。

该故障表明电源电压高，电源检测电路或CPU异常。检修过程如图12-10所示。

(8)加热温度低(功率不足)

故障主要是由于300V电源、主电路、低压电源、电流控制电路、功率调节电路、驱动电路、保护电路异常，导致线圈产生的磁场强度不足。检修过程如图12-11所示。

图12-5显示了故障代码E0，保护性停机的故障排除过程。

图12-6显示了故障代码e 1、E2或E2，以及保护性停车的故障排除过程。

图12-7显示了故障代码E4或E5，保护性停机的故障排除过程。

图12-8显示了故障代码E6，保护性停机的故障排除过程。

图12-9显示了故障代码E7，保护性停机的故障排除过程。

图12-10显示了故障代码E8，保护性停机的故障排除过程。

图12-11加热温度低的故障排除过程

如果锅炉可以检查，但不能加热，也可以参考此流程进行故障排除。

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