1、第3章 厨房电器,3.1电饭锅 3.2电烤箱 3.3电炒锅 3.4微波炉 3.5电磁灶 3.6吸油烟机 3.7电子消毒柜,3.5 电磁灶电磁灶又称电磁炉，是70年代发展起来的一种新型家用电器。电磁灶可对食物进行蒸、炒、炸、煮等加工，可控制火力，操作十分方便。 电磁灶与传统的灶具相比，有诸多优点： (1) 热效率高。由于电磁灶利用电磁感应原理，直接在锅底利用涡流发热，因而其热效率很高，可达80%以上，比煤气灶约高一倍，比一般电炉节电60%左右。 (2) 安全性好。电磁灶无明火，灶体本身不发热，不存在发生火灾的危险。同时，由于其灶体仅对导电的金属材料有明显加热作用，所以对人体无烧伤、灼伤的可能。(
2、3) 清洁卫生。灶体不发热，食品溢出至灶台不会焦糊；无明火，不存在空气污染；灶台表面光滑，清理工作简便易行。(4) 烹饪效果好。由于带有温控装置，因而可根据不同烹饪要求，准确控制发热功率及烹饪温度，火候好掌握。(5) 费用低廉。完成同一烹饪过程，若普通电灶费用为1，液化气和煤气费用分别为0. 87和0.58，而电磁灶仅为0.63。,3.5.1 电磁灶的结构 电磁灶由高频大电流发生器、感应线圈、冷却风扇、微晶玻璃灶台面板、控制面板、保护装置、外壳及平底烹饪锅组成。其基本结构及加热原理如图3.5.1 所示。1.高频大电流发生器高频大电流发生器是电磁灶的高频电力转换装置，是电磁灶的重要部件。其功能除
3、如前所说的将工频电流变频加大为高频大电流外，还对异常温升、电流过大或使用非铁磁材料的锅等不正常情况报警。2.感应线圈感应线圈是产生高频交变磁场的空心螺旋电感线圈，其工作电流是高频大电流。 3.冷却风扇 冷却风扇用于对高频大电流发生器及感应加热线圈 图3.5.1基本结构及加热原理图等部件散热、降温，以保证电路正常工作。,4.微晶玻璃灶台面板微晶玻璃灶台面板将锅具与灶腔隔开，用于支撑锅具；同时，防止水、油、污物等物体落入灶内。该面板可在600高温下承受骤冷的冲击。5.控制面板控制面板上设有功率调节和温度调节旋钮，二者需配合使用。6.保护装置保护装置设有磁性开关，只有当烹饪锅符合放置位置正确、平底、
4、铁磁材料制成等条件时，开关才闭合，电路方可正常工作。此外，该装置还设置了保险及保护电路。7.外壳外壳由阻燃材料制成。外壳前后两边开有许多小气孔，这些小气孔与冷却风扇相配合，使灶内空气流通，降低温度,8.平底烹饪锅平底烹饪锅是烹饪食物的容器，由铁磁材料制成。为提高发热功率，需制造强磁场，因而感应线圈的匝数（圈数）很多，若选用铜或铝材料制成烹饪锅，则锅底的等效电阻可等于甚至小于线圈自身的电阻，这样，大部分电能消耗在线圈电阻上，使得电磁灶发热效率大大降低。因此，锅体材料应选用高频电阻稍大些的材料；再考虑到磁导率及受磁力线作用的有效面积对发热功率的影响，烹饪锅应用铁磁材料制成，并呈平底的形状。典型电磁
5、灶的内部结构如图3.5.2所示。各部件名称:1上壳 7主机板2陶瓷面板 8风扇电机3开关显示板 9扼流圈4加热线圈盘 10变压器5功率管散热器 11电源线6功率板 12下壳,图3.5.1基本结构及加热原理图,图3.5.2 电磁灶的内部结构图,3.5.2 电磁灶的基本原理电磁灶是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的厨房电器。在电磁灶内部，由整流电路将50/60Hz的交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成频率为40KHz的高频电压，高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿(导磁又导电材料)底部金属体内产生无数的小涡流，使器皿本身自行高速发热，然后再加
6、热器皿内的食物。3.5.3 万宝牌DCZ-13电脑型电磁灶简介DCZ-13电脑型电磁灶采用MOTOROLA公司XC68HC705P6ACP 单片机芯片。这种新型电磁灶由于芯片内具有功能控制程序，外围元件少，线路及工艺结构简练，因此整机一致性好，可靠性高。1.主要功能该电磁灶面板功能按钮及显示如图3.5.3。电磁灶工作的启动和关停由“开关”按钮控制；加热、定温两种功能由“定温加热”按钮控制，红、黄两只LED 发光二极管分别显示其状态。加热功能具有四挡功率可调，最高挡功率约1300W，最低挡功率约 700W，由“增加”、“减少”两按钮调节。五只LED发光二极管显示其功率状态（低功率两只发光管显示的
7、功率状态是相同的）。,图3.5.3 电磁灶面板图 定温功能具有80度、100度、140度、180度、220度五挡温度可调，同样由“增加”、“减少”两按钮调节温度高低。定温功能可用于煎、炸、保温等烹调。 2.保护功能 (1) 具有锅检报警功能：灶面无锅，锅质不符等均会引起自动报警、关机。 (2) 温度异常，如水烧干后引起温度剧增，会自动关机。(3) 电磁灶处于正常工作状态，如无人看管，约两小时后会自动关机。(4) 若交流电源电压太低（约低于150V），会自动关机。,3.基本工作原理DCZ-13电磁灶基本原理可简化成图3.5.4所示。220V交流市电经整流滤波，通过加热线圈1L2提供给高频谐振大功
8、率管1BG1。1BG1经激励后产生高频振荡，其振荡频率由电感1L2、1C4 所组成的并联谐振电路决定。1L2电感量约160H , 1C4电容量为0.2F，计算其振荡频率约为28kHz 。高频交变大电流流过加热线圈1L2，在其上方产生交变磁场。如灶面放上铁质锅，交变磁场使锅底产生无数涡流，涡流的流动产生焦耳热，从而铁锅被加热。大功率开关管1BG1的导通、截止时间，可以通过控制电路中的脉宽调制电路进行调节。 灶面上锅的大小不一样和锅质不同，加热功率也会不一样。加热线圈是由多股高强度漆包线绞绕成圆盘状，再平整牢固地粘贴在线架上而制成。1C4采用耐压大于1500V的聚丙烯电容。1BG1采用韩国SGL4
9、0N150D大功率高速开关管，该管Vces大于1500V , Ic为40A，内有快速恢复二极管，且输入阻抗高。它是N型沟道大功率模块。,图3.5.4 DCZ-13 电磁灶基本原理简化图,4.电路分析 DCZ-13电脑型电磁灶主要由电源系统、脉宽可调高频振荡电路、检测控制中心、显示电路、温度控制和其它相关保护电路构成。整机电路原理图如图3.5.5所示。,(1) 脉宽可调高频振荡电路当启动电磁灶工作时，MCU (20) 脚发出的触发脉冲经U3F激活振荡电路。参阅局部图3.5.6, 1BG1集电极的振荡信号经R3、R4、R13分压输至U1C的同相端(9)脚，与反相端(8)脚基准电平比较，U1C输出同
10、步脉冲，经C22、R15、D6积分电路，形成锯齿波，输至脉宽调制电路U1A反相端(4)脚，与(5)脚功率控制电平比较后，U1A输出脉宽可调脉冲波。该脉冲波经驱动器TA8316集成电路放大，从(7)脚输至高频振荡管1BG1基极，驱动1BG1，形成稳定振荡，产生高频脉冲电压。功率控制电平的形成过程是：振荡电流经图3.5.5的1T1取样、1D1整流后，由图3.5.6 电位器W可变端输至U1B同相端(7)脚，形成电流取样电平。由电位器W 调节最高挡加热功率为1300W。当用户通过“增加”或“减少”按钮调节功率大少时，MCU芯片(11) 、(12)、(13)脚就输出不同状态值，它决定了UIB反相端(6)
11、脚功率调节电平。经U1B、C16、Q4自动跟踪、比较、放大，从而形成功率控制电平。 驱动电路由U6(TA8316)集成块构成。所驱动的1BG1是一只N型沟道大功率高速开关管，为电压驱动，对驱动功率要求不大。,(2) 定温控制电路定温控制电路主要由U4 (74LS145)、U2A ( LM339)、Q8构成。当按动“定温加热”按钮时，定温指示灯亮，即处于定温工作状态。不管定温温度选择何挡，MCU芯片(11)、(12)、(13)脚的输出均定位在最高加热功率挡状态。按动“增加”或“减少”功率调节按钮，MCU(16)、(17)、(18)脚不同状态值输至U4 (13)、(14)、(15)脚，经U4译码，
12、从(1)(6)脚输出相应状态组合。这样在R51R56公共端形成相应的基准电压，输入到比较器U2A同相端脚。 U2A(4)脚为热敏电阻温度检测电压。负温度系数热敏电阻紧贴微晶玻璃板背面。温度上升，阻值下降，U2A(4)脚电平随之升高，当其值高于(5)脚基准电压时，U2A(2)脚输出由高电平跳变成低电平，Q8由导通转为截止，Vcc电压经R50、D9、D10分别加到Q4基极和U1A(4)脚，锁定脉宽调制电路，U1A输出端(2)脚跳变成低电平，停止加热。,当取样温度降低时，U2A(4)脚电压低于(5)脚基准电压时，U2A输出又由低电平跳变成高电平，Q8饱和导通，D8、D10被反偏，解除封锁，继续恢复加
13、热状态。从而起到恒定温度作用。 由电路图3.5.5可看出，热敏电阻RQ1还是Q7三极管基极偏置电阻。在正常情况下，Q7充分导通，Vcc电压经R47加至脉宽调制电路U1A输出端(2)脚，形成上拉电压。当热敏电阻断裂或其回路导线脱落、插头插座接触不良，Q7将失去基极偏置电流而截止，U1A(2)脚失去上拉电压，其输出被钳位在低电平，从而停止加热，起到保护作用。在正常加热和定温工作状态下，U4（74LS145）(7)脚输出高电平，D5被反偏，不影响基准电压形成。此时Q5导通，风机开启运转。当关机或非正常工作状态自动关机时，U4 (7)脚输出低电平，通过D5，加至U2A(5)脚，U2A翻转，输出低电平，
14、停止加热。与此同时通过D1迫使Q8截止，风机停止转动。,图3.5.5,图3.5.5 万宝牌DZC-13电磁灶电路原理图,图3.5.6 局部电路原理图,(3) 1BG1过压保护和过热保护电路1BG1在高频振荡过程中承受高反压冲击, 为避免在异常情况下损害1BG1，设有U1D( LM 339 )保护电路。其同相端(11)脚为基准电压约5.7V , 1BG1 集电极脉冲高压经1R5、1R6与R28分压送至U1D反相端(10)脚。,正常情况下，(11)脚电平高于(10)脚，U1D(13)脚输出高电平，不影响脉宽调制电路工作。当1BG1集电极脉冲电压幅度大于1325V时，反相端脚电平高于同相端(11)脚
15、基准电压，U1D输出端(13)脚跳变成低电平。C12经R37放电，功率控制电平降低，输出脉宽变窄。从而1BG1导通时间变短，振荡电流减少，脉冲电压幅度降低,起到保护作用。1BG1不仅工作在高反压状态下，而且工作在大电流状态下，因此设有过热保护电路。它是由U2C和温控开关构成。温控开关紧固在大散热器上，正常情况下闭合。当散热器温度达到温控开关断开温度时，温控开关断开，U2C(8)脚电平高于(9)脚电平，U2C输出端(14) 脚翻转成低电平。此低电平一方面使1BG1截止，停止加热；另一方面被MCU接收，发出关机指令，从而自动关机保护。只有待温度降下来，温控开关闭合后，才能重新启动电磁灶工作。,(4
16、) 检测控制中心 检测控制中心主要由MCU单片机及其内写程序、U2D比较器等构成。MCU (26)、(27)脚接4MHz晶振，(1)脚接U5( HOT7044A )低压复位电路。当5V电源电压低于4.4V时，系统会自动关机。MCU(3)、(4)脚通过面板按钮系统接收用户操作指令。如插好电源线，按一下“开关”按钮，电磁灶会按内存程序自动选择“加热”功能，(11)、(12)、(13)脚输出自动选择最高挡功率(1300W)。并且(21)脚输出低电平，经U3E跟随，Q6截止，不影响功率控制电平形成电路。 MCU(25)脚接收U2D(13)脚输出的脉冲信息，自动监测灶面情况变化。当灶面无锅或锅突然被移开
17、时，一方面(24)脚所接蜂鸣器发出报警声，同时MCU(21)脚会自动产生锅检秒脉冲。秒脉冲高电平与低电平脉宽之比约为4比1。当秒脉冲为高电平时，经U3E跟随，Q6饱和导通，U1B反相输入端被钳位在低电平，功率调节失去作用；并且此高电平经D7、D5封锁脉宽调制电路，U1A输出端跳变成低电平，停止加热。,当秒脉冲处于低电平时，Q6截止，功率控制电平形成电路恢复正常作用，同时脉宽调制电路被解锁，U1A(2)脚输出锅检脉冲。经过约30秒钟检测，若仍无锅，(21)脚自动跳变成高电平，自动关机。在锅检过程中，所消耗的功率很少，仅维持锅检需要。 MCU对(21)脚所获得的信息进行鉴别，若电磁灶一直处在正常加
18、热或保温状态，无任何状态变化，则视为无人看管，约两小时后即自动关机。 MCU 通过(22)、(23)脚自动监测异常温度，一旦出现温度异常，(21)脚跳变成高电平，(11)、(12)、(13)脚也发出关机信息，从而停止加热，自动关机。 5.检修方法及注意事项电磁灶在使用过程中要注意维护好。通风通道要畅通，风机下端吸风口和后端排风口不要被餐布、纸张等杂物堵塞，常清刷。若风叶打滑或风机坏，应停止开机，修好后再用。最好不要满功率长时间工作，使用一、两个钟头应关机，对延长1BG1开关管寿命有好处。,一旦出现故障，请交给生产厂家维修部或专业人士修理。尽管如此，维修时不可掉以轻心，因为其线路是一个闭环大电流
19、高频振荡系统，较复杂。一不小心，损坏的是大功率开关管1BG1 和驱动集成电路TA8316，其价格约占总成本的五分之一。维修时，如用示波器观测波形，必须接隔离变压器；调节电位器确定最大功率时，最好接功率表对照调节。 (1) 常见故障及故障原因见表3.5.1。,(2) 故障排除方法及步骤将电磁灶翻转，卸下底座周边螺钉。再翻转，打开上盖，轻放于近旁，注意不要拉伤连接排线。再卸下加热线盘三颗螺钉及引线两颗螺钉，轻轻将连接热敏电阻的两芯插头从主电路板插座上拔出。将所卸部件放于一旁，这样电源板和主电路板便呈现于眼前。一般来说，先检查电源板，目测保险管是否烧断，1L1漆包线是否烧毁，再用万用表检测开关管1B
20、G1和整流桥堆是否损坏，1BG1紧固定在大散热器上，散热器即为1BG1集电极。将9脚排线插头1CN1从主电路板插座中拔出，测量散热器与1CN1插头3 脚（地）之间的电阻、散热器与(2)脚之间的电阻，即为1BGl的c、e间，c、b间电阻。若呈现短路或开路，1BG1肯定损坏。如c、b之间被击穿短路、又可能殃及主板上驱动电路TA8316，使其损坏。1BG1可用SGL40N150（其内部不含恢复二极管）代替，但必须在1BG1的c、e间极间外接恢复二极管，其反向耐压要大于1500V，二极管正极与1BG1发射极相接。,排除了电源板故障后，接着测量各低压电源对地电阻：+5 V约为85k, Vcc约为3k,
21、+12V约为3.3k, +18V地电阻呈无穷大。若负载电阻基本正常，可进一步通电检查以上各组电源电压。此时应断开电源板电源检查为宜。各组电源电压正常后，再“静态”模拟检查主电路板MCU 芯片程序和外围线路组合功能。所谓“静态”是指继续断开电源板1CN19脚连线（即从主板9线插座上拔下插头）和断开电源板电源情况下，主电路板与上盖显示板、风机、热敏电阻、温控开关、变压器次级等连接插头均连接好。接通电源，利用面板上的按钮，检查MCU 程序和相关线路是否正常，以判断故障范围。按“开关”按钮，电源指示灯亮、加热指示灯亮、风叶转动、功率指示灯亮；按“减少”、“增加”按钮，功率指示灯跟随变化；按“定温加热”按钮，定温指示灯亮，再按又转为加热指示灯亮。约30 秒钟后，自动关机，风机停转，所有指示灯熄灭。若如此，说明芯片程序及相关线路正常。若电源、加热、,功率指示灯均亮、风机转，而各按钮均不起作用，有可能是CN5 所插热敏电阻回路开路。若个别指示灯不亮或按钮不起作用，而操作程序正常，则多为显示电路板有故障。总之须先排除显示电路板、外围插件回路故障后，再解决主电路板上的故障。在该状态下还必须检测U6 ( TA8316 )输入、输出脚对地电压。(1)脚电压约为0.19V，(7)脚电压为0V。经上述各项检测、排除故障后，方可恢复电源板、加热线盘安装，插接好ICNI全部连线，盖好上盖。通电试机。,
