最全最牛电磁炉工作原理与分析
电磁炉工作原理与故障分析讲座
版本2
2008.10.08
编者：翁明光
目录
第一章电磁炉的基本工作原理的介绍 (3)
第二章电磁炉组装结构图 (5)
第三章电磁炉的基本加热功能及保护功能介绍 (7)
第四章电磁炉的原理图各功能部分的分析 (9)
第五章电磁炉常见异常故障分析之“葵花宝典” (32)
第六章电磁炉元器件的认别及其测量方式 (43)
第七章电磁炉上元器件的规格与作用简介 (48)
电磁炉由于具有热效率高、使用方便、无烟熏、无煤气污染、安全卫生等优点，非常适合现代家庭使用
第一章电磁炉的基本工作原理的介绍
电磁炉的加热原理
电磁炉又称电磁灶，分为工频（低频）和高频两种。其中，工频电磁炉工作简单可靠，但躁声大，热效率低，这里所说的电磁炉指高频电磁炉。
电磁炉是利用电磁感应原理将电能转换为热能的工作原理。由整流电路将50/60Hz的交流电压转换成直流电压（AC-DC-AC、交流-直流-交流），再经过控制电路将直流电压转换成频率为20~35KHz的高频电压，高速变化的电流流过线圈产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿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，然后再加热器皿内的东西，达到用户使用的结果。
如图1
图
1
图2
如图2。电磁感应加热的基本过程，至少需要整流单元、功率开关管、功率开关管驱动控制单元、加热线圈单元及锅具等部件。电磁炉是运用高频电磁感应原理加热。它将市电整流滤波后得到的脉动直流转换为高频电流，通过加热线圈建立高频磁场，磁力线经线圈与金属器皿底部构成的磁回路穿透炉面作用于锅底，利用小电阻大电流的短路热效应产生热量，在锅底形成涡流而发热，起到加热器皿中的食物的作用。
一般来讲,器皿一般是用钢质、铁质材料来加热，铝、铜由于表面电阻率太小，而不易被加热，陶瓷、木等又由于表面电阻率太大，使产生电流太小，所以也不易被加热。
第二章电磁炉组装结构图
电磁炉整机零件一般包括如下：
1、陶瓷板：又叫微晶玻璃板，位于电磁炉顶部，用于锅具的垫放，
具有足够机械强度，耐酸碱腐蚀，耐高低温冲击。
2、上盖：用耐温塑料制成，作为电器的外保护壳。
3、面膜：用塑料薄膜制成，用于功能显示及按键操作指示。
4、灯板：又叫显示控制板，位于壳内，进行功能显示及功能按键
操作。
5、炉面传感器组件：位于壳内，嵌在发热盘的中间，用橡胶头或其
它方式顶住陶瓷板，用于控制炉面锅具的温度。
6、加热线盘：位于壳内，主工作器件，发射磁力线，自身也会发热。
7、主控板：又叫电源板、主板，位于壳内，作为电转换的控制的
主工作部分。
8、电源线及线卡：连接市电与电磁炉，提供电源通道。
9、电风扇：位于壳内，通过吸风将炉内热量带出壳外，起降温作
用。
10、下盖：用耐温塑料制成，作为电器的下保护壳，及支撑内部
器件及锅具作用。
第三章电磁炉的基本控制功能及保护功能介绍
电磁炉分显示部分和主板控制部分
1、一般功能说明
1)、显示介面有LED发光二极管显示模式、数码管、LCD液晶、VFD荧光屏显示模式几种。
2)、操作方式有轻触按键、薄膜按键、触摸按键、编码器、电位器等模式。
3)、操作功能有加热火力调节、自动恒温设定、定时开机、预约开/关机、电量电压查询、自动功能和半自动功能（蒸煮、煮粥、煲汤、煮饭）、手动功能（煎、炸、抄、烤、火锅）等料理功能。
4)、使用电压范围分两个不同电压段，220VAC～240VAC机种在100VAC～280VAC 或100VAC～120VAC机种在85VAC~144VAC之间可连续工作，适用于50/60Hz的电压频率。使用环境温度在－20℃～45℃。
注明： a）、功率输出：输出范围120W~2200W之间
b）、温度控制: 即定温控制。
c）、定时控制: 可进行时间设置关机或开机。
d）、大小物检测:小于一定面积的金属将不被加热。Φ60~Φ100、Φ80~Φ120 2、保护功能
具有锅具超温保护、锅具干烧保、炉面传感器开短路保护、炉面失效保护，IGBT 测温传感器开短路保护，IGBT温度限制控制和超温保护、高低压保护、 2小时无按键保护、浪涌电压/电流保护、高低温环境工作模式，VCE过压保护、过零检测、大小物检测，锅具材质检测。
注明: a）无锅报警，无锅或锅具材质不对，小物件：停止加热。若在1分钟内检测到有锅，则自动退出报警状态，并恢复原来工作状态。
b）高/低压保护，当市电电网电压波动超出工作范围时，应能停止功率输出并报警，例如超出100~280V时出“低‘E1’”或“高‘E2’”； c）炉面传感器开路时，开机1分钟后检测，停止功率输出及报警，显示“E3”； d）炉面传感器短路时，停止功率输出及报警，显示“E4”；
e）IGBT传感器开路时，开机1分钟后检测，停止功率输出及报警，显示“E5”； f）IGBT传感器短路时，停止功率输出及报警，显示“E6”；
g）主传感器失效，停止功率输出及报警，显示“E7”；
h）干扰保护,当电网上产生瞬间高压或浪涌电流时，电路停止功率输出，暂停工作2S，当干扰去除后能回复功能输出。
i）过温保护/干烧保护,由于电磁炉为加热电器，内部很多器件在工作时会发出热量，当温度过高时因能报警并停止功率输出，电源指示灯
闪烁，待温度下降后恢复加热
j）IGBT温度过热,当高电压低功率自动提高功率以减小IGBT温升，如果出现异常温升，则温度达到95℃～110℃则停止加热保护,待温度低
于65℃左右恢复加热。
故障代码故障原因报警条件E1 低压保护电网电压低于100±5V
E2 高压保护电网电压高于285±5V
E3 炉面传感器开路延迟1分钟才检测传感器是否开路E4 炉面传感器短路马上停止加热
E5 IGBT传感器开路延迟1分钟才检测传感器是否开路E6 IGBT传感器短路马上停止加热
根据每档档位判断传感器值变化E7 炉面传感器失效
3、电路控制上，除有上述功能的电路外，还应有如下动作电路：
a）交流转直流，通过整流桥堆进行转换；
b）电源转换，将强电转换成弱电，提供18V，5V。
c）过零电路（同步电路），当IGBT的反压降到最低时才打开IGBT；
d） IGBT驱动电路
e）谐振电路，
f）功率控制电路，将PWM进行积分处理，进行不同档下的功率控制；
g）检锅电路；
h）反压保护电路，将IGBT工作反压控制在合理范围内；
I）高压保护电路
J）功率校准电路，通过可调电阻进行
K）蜂鸣器驱动电路，风扇驱动电路，热敏电阻取样电路
L）主芯片电路
m）显示及按键控制电路
第四章电磁炉的原理图各功能部分的分析电磁炉主板原理方框图
主板分成10大部分：
1、主回路的主谐振电路分析
2、IGBT驱动电路分析：(推挽式电路，高电平驱动有效)
3、电流取样电路
4、干扰保护电路
5、电压AD取样电路
6、同步电路和压控/自激电路
7、反压保护与PWM控制电路
8、炉面传感器与IGBT热敏电阻取样电路
9、风扇控制电路
10、开关电源电路
REAL -DESIGN ELECTRONICS INDUSTRIAL CO.，LTD 一、主回路的主谐振电路分析
由电力电子电路组成的电磁炉（Inductioncooker）是一种利用电磁感应加热原理，对锅体进行涡流加热的新型灶具。主电路是一个AC/DC/AC变换器，由桥式整流器和电压谐振变换器构成，当电磁炉负载（锅具）的大小和材质发生变化时，负载的等效电感会发生变化，将造成电磁炉主电路谐振频率变化，导致电磁炉的输出功率不稳定，就会使功率管IGBT过压损坏。在此先分析电磁炉主谐振电路拓扑结构和工作过程是怎样的。
1）电磁炉主电路拓扑结构
电磁炉的主电路如图1所示，市电经桥式整流器变换为直流电，再经电压谐振变换器变换成频率为20～35kHz的交流电。电压谐振变换器是低开关损耗的零电压型（ZVS）变换器，功率开关管的开关动作由单片机控制，并通过驱动电路完成。
电磁炉的加热线圈盘与负载锅具可以看作是一个空心变压器，次级负载具有等效的电感和电阻，将次级的负载电阻和电感折合到初级，可以得到图2所示的等效电路。其中R*是次级电阻反射到初级的等效负载电阻；L*是次级电感反射到初级并与初级电感L相叠加后的等效电感。
2）电磁炉主电路的工作过程
电磁炉主电路的工作过程可以分成3个阶段，各阶段的等效电路如图3所示。分析一个工作周期的情况，定义主开关开通的时刻为t0。时序波形如图4所示。
2.1 [t0，t1]主开关导通阶段
按主开关零电压开通的特点，t0时刻，主开关上的电压uce=0，则Cr上的电压uc=uce－Udc=－Udc。如图3（a）所示，主开关开通后，电源电压Udc加在R*及L*支路和Cr两端。由于Cr上的电压已经是－Udc，故Cr中的电流为0。电流仅从R*及L*支路流过。流过IGBT的电流is与流过L*的电流iL相等。由图3（a）得式（1）。
可见，iL按照指数规律单调增加。流过R*形成了功率输出，流过L*而储存了能量。到达t1时刻，IGBT关断，iL达到最大值Im。这时，仍有uc=－Udc，uce=0。iL换向开始流入Cr，但Cr两端的电压不能突变，因此，IGBT为零电压关断。
2.2 [t1，t2]谐振阶段
IGBT关断之后，L*和Cr相互交换能量而发生谐振，同时在R*上消耗能量，形成功率输出。等效电路如图3（b）及图3（c）所示，我们也将其分为两个阶段来讨论。波形如图4中的iL和uc。
由图3(b)、图3(c)的等效电路可得到式（3）方程组。
L*(di/dt)＋iLR*＋uc=0
Cr(duc/dt)=iL （3）
由初始条件iL(t1)=Im，uc(t1)=－Udc，
解微分方程组式（3）并代入初始条件，可得下列结果：
IGBT上的电压
式中：δ=R*/2L*为衰减系数；
φ是由电路的初始状态和电路参数决定的初相角，β是仅由电路参数决定的iL 滞后于uc的相位角。
由上面的结果可以看到，当IGBT关断之后，uc和iL呈现衰减的正弦振荡，uce是Udc与uc的叠加，它呈现以Udc为轴心的衰减正弦振荡，其第一个正峰值是加在IGBT上的最高电压。首先是L*释放能量，Cr吸收能量，iL正向流动，部分能量消耗在R*上。在t1a时刻，ω（t－t1a）=＋β，iL=0，L*的能量释放完毕，uc达到最大值Ucm，于是，IGBT上的电压也达到最大值uce=Ucm＋Udc。这时Cr开始放电，L*吸收能量，当ω(t－t1)=φ时，uc=0，Cr的能量释放完毕，L*又开始释放能量，一部分消耗在R*上，一部分向Cr充电，使uc反向上升，如图4所示。
然后，Cr开始释放能量，使iL反向流动，一部分消耗在R*上，一部分转变成磁场能。在uc接近0之前，ω(t－t1)=φ＋2β之时，iL达到负的最大值。当ω(t－t1)=π＋φ时，uc=0，Cr的能量释放完毕，转由L*释放能量，使iL继续反向流动，一部分消耗在R*上，一部分向Cr反向充电。由于Cr左端的电位被电源箝位于Udc，故右端电位不断下降。当ω(t－t1)=ω(t2－t1)，即t=t2时，uc=－Udc，uce=0，二极管D开始导通，使Cr左端电位不能再下降而箝位于0。于是，uc不再变化，充电结束。但是，L*中还有剩余能量，iL并不为0，t2时刻iL(t2)=－I2。这时，在主控制器的控制下，主开关开始导通。因此，是零电压开通。
2.3 [t2，t3]电感放电阶段
如图3(d)所示，可得方程：L*＋iLR*=Udc初始条件为：iL(t2)=－I2。
解此微分方程并代入初始条件，可得：
L*中的剩余能量，一部分消耗在R*上，一部分返回电源，iL的绝对值按指数规律衰减，在t3时刻，iL=0，L*中的能量释放完毕，二极管自然阻断。在uc=－Udc即uce=0时，主开关已经开通，在电源Udc的激励下，iL又从0开始正向流动，重复[t0，t1]阶段的过程。
二、IGBT驱动电路分析：(推挽式电路，高电平驱动有效)
作用：保护IGBT可靠导通与关断。
IGBT驱动电压至少需要16V，Q1（PNP管）、Q2（NPN管）组成推挽式驱动电路，它们的工作原理是：
1、当输入信号为高电平时，Q2导通，Q1截止，18VDC电压流通，给IGBT的G 极提供门极电压，IGBT导通。线盘开始储能。
2、当输入信号为低电平时，Q2截止，Q1导通，IGBT的G极接地，IGBT关断。此时线盘感应电压对谐电容放电，形成了LC振荡。
3、R6电阻在三极管截止时，把IGBT的G极残余电压快速拉低。C11电容作为高频旁路，另外作为平缓驱动电路波形作用，ZD1稳压管，稳定IGBT的G极电压，预防输入电压过高时，损坏IGBT。
在检锅时，如图2.1所示，波形不是很理想，有点变形。当检到锅工作后，如图2.2所示，控制推挽电路的波形与驱动IGBT波形很相似，功率越大，波形的高电平的宽度越大，B点的波形底部平，原因是LM339控制的一路内部三极管导通接地。而A点的波形底部比地略高一点。再回到零电压。
此电路容易出现的问题为上电烧机,为驱动电路输出高电平导致,温升高、瓷片电容有问题。
三、电流取样电路
作用：判断有无锅具、恒定电流、稳定调节功率提供反馈输入电流
电流互感器T1的次级测得的交流（AC）电压.经D9～D12组成的桥式整流电路整流，EC3电解电容滤波平滑、由电阻R15、RJ41、RJ16分压后，所获得的电流电压送到CPU，该电压越高表示电源输入的电流越大，待机时电流取样基本为零，如图3.1所示，电流越大，A点的电流电压波形幅值越高，B点的取样点就越高，表示功率越大。电容EC3选值时不应太大，如果太大了，会造成电容充放电时间太长，影响读取电流AD时间，从而会导致开机时，功率上升的时间很慢。
VR1电位器作校准功率用，通过VR1电阻的大小，就可以调节B点的输出电压，电阻越小，功率越大，反之就功率越小，一般调节电位器在中间位置。
CPU根据监测电压AD的变化，作出各种动作指令
1判断是否放入合适的锅具。（锅具是否小于Φ80（或Φ60）、是否有偏锅，电流
过小，再判PWM是否最大，两者满足则判为无锅）
2、限定最大电流，在低电压时保证电流恒定或不超过。保护关键器件工作在规格要求范围内，以及防止输入电源线或线路板走线过电流不够造成烧断。
3、配合电压AD取样电路及电调控PWM的脉宽，令输出功率保持稳定。
此电路易出现的现象：功率压死、功率飘移、无功率输出、断续加热
四、干扰保护电路
1、电流保护电路
作用：浪涌保护电路，监控输入电网的异常变化，在有异常时，关断IGBT进行保护
1、正常工作时，LM339的1脚内部三极管截止，电阻R19把1脚电压变为高电平，当电源输入端出现大电流时，1脚内部三极管导通，输出低电平，CPU连接的中断口经过二极管D18被拉低，CPU检测到低电平时发出命令，让IGBT关断，起安全保护作用，此保护属于软件保护，另外还有硬件保护，当1脚内部三极管导通，输出低电平，直接拉低驱动电路的输入电压，从而关断IGBT的G极电压，保护了IGBT不被击穿，通常要判断是软件保护还是硬件保护方法是：通常软件保护时，软件会设置2秒才起动，硬件起动时间很快不超过2秒钟。
2、C点电压由于选择的参考点是地，静态时，C 点的电压由RJ28、R27、R14电阻分压所得，当正常工作起来后，互感器感应输入端的电流，C点的电压会下降，电流越大，C点电压越低，如图4.1所示，所以A点电压也会下降，B点为LM339负端RJ29、RJ25分压后的基准电压，当A点电压下降到B点以下时，LM339反转，D点输出低电平拉低中断口。通过调节输入正负端的参数来改变干扰的灵敏。用工具查看两输入端在最大功率工作时，比较电压越接近越好，但仿止出现太过灵敏而导致中断间隙。（变频器上（不一定，但是比较能体现）一般干扰比较大，在最大档功率最大电流时（190~210V之间电流最大）最容易出现，）
3、CPU根据中断口检测电源输入端的浪涌电流，程序检测到有低电平，停止工
作，起保护IGBT不受浪涌电流所击穿。
此电路异常出现：检锅不工作、不保护爆机
2、电压保护电路
作用：高压保护电路，监控输入电网的异常变化，在有异常时，关断IGBT进行保护
1、电路的双重保护（电流和电压保护），由R53、R54、RJ55电阻组成分压电路，如果输入电压超过正常设定电压值， A点的电压就会升高，达到或超过三极管Q5的基极导通电压0.7V以上，则Q5一直导通，由于三极管的C极接到LM339的1脚，即中断口，所以程序检测到低电平后会关闭输出，保护IGBT及主回路上面的器件不被烧掉。
2、当有电压浪涌时，R53并联的电容C28起作用，因为电容两端电压不能突变，所以在瞬间电压起变化，电容就相当短路（耦合），A点的电压会瞬间变的很高，使Q5导通而让CPU中断口检测到。正常情况下A点的波形如图4.2所示。
此电路异常出现：检锅不工作、不保护爆机。
五、电压AD取样电路
作用：检测电路工作在什么电压段，高低压保护
AC220V由整流管整流成脉动直流电压，通过R4与RJ10、RJ11分压， D7二极管隔离AD检测口与输入端，EC2平滑后的直流电压送到CPU端口进行分解,不受输入端的影响，D8二极管让输入电压最钳位在5.7V，保护CPU端口不会被高电压击穿。正常电压下，输入电压比较稳定，如图5.1所示。
CPU检测输入电压信号后发出动作命令
1、判别输入的电压是否在充许的范围之内，否则停止加热，并发出报警信号。
2、判别输入电压是否高电压，根据输出功率是否为低功率（1300W以下），进行升功率，目的是为了减小IBGT在高压小功率时，出现硬导通，即IBGT提前导通，来减小IGBT的温升，根据高功率（1800W以上），配合炉面传感器是否检测到线
最详细电磁炉原理讲解
最详细电磁炉原理讲解 一、原理简介 电磁炉是应用电磁感应加热原理，利用电流通过线圈产生磁场，该磁场的磁力线通过铁质锅底部的磁条形成闭合回路时会产生无数小涡流，使铁质锅体的铁分子高速动动产生热量，然后加热锅中的食物。 二、电磁炉的原理方块图 三、电磁炉工作原理说明 1. 主回路 图中整流桥DB1将工频(50HZ)电流变成直流电流，L1为扼流圈，L2是电磁线圈，IGBT由控制电路发出的矩形脉冲驱动，IGBT导通时，流过L2的电流迅速增加。IGBT 截止时，L2、C12发生串联谐振，IGBT的C极对地产生高压脉冲。当该脉冲降至为零时，驱动脉冲再次加到
IGBT上使之导通。上述过程周而复始，最终产生25KHZ 左右的主频电磁波，使陶瓷板上放置的铁质锅底感应出涡流并使锅发热。串联谐振的频率取之L2、C12的参数。C11为电源滤波电容，CNR1为压敏电阻(突波吸收器)。当AC电源电压因故突然升在时，即瞬间短路，使保险丝迅速熔断，以保护电路。 2. 副电源 开关电源式主板共有+5V，+18V两种稳压回路，其中桥式整流后的+18V供IGBT的驱动回路和供主控IC LM339和风扇驱动回路使用，由三端稳压电路稳压后的+5V供主控MCU使用。 3. 冷却风扇 主控IC发出风扇驱动信号(FAN)，使风扇持续转动，吸入外冷空气至机体内，再从机体后侧排出热空气，以达到机内散热目的，避免零件因高温工作环境造成损坏故障。当风扇停转或散热不良，IGBT表贴热敏电阻将超温信号传送到CPU，停止加热，实现保护。通电瞬间CPU会发出一个风扇检测信号，以后整机正常运行时CPU发出风扇驱动信号使其工作。 4. 定温控制及过热保护电路
电磁炉工作原理和原理图
电磁炉工作原理 电磁炉是应用电磁感应原理对食品进行加热的。电磁炉的炉面是耐热陶瓷板，交变电流通过陶瓷板下方的线圈产生磁场，磁场内的磁力线穿过铁锅、不锈钢锅等底部时，产生涡流，令锅底迅速发热，达到加热食品的目的。 电磁炉加热原理如图所示，灶台台面是一块高强度、耐冲击的陶瓷平板（结晶玻璃），台面下边装有高频感应加热线圈（即励磁线圈）、高频电力转换装置及相应的控制系统，台面的上面放有平底烹饪锅。 其工作过程如下：电流电压经过整流器转换为直流电，又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电，将高频交流电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上，由此产生高频交变磁场。其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅。在烹饪锅体内因电磁感应就有强大的涡流产生。涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换，所产生的焦耳热就是烹调的热源。 1、概述 电磁灶是应用电磁感应原理进行加热工作的，是现代家庭烹饪食物的先进电子炊具。它使用起来非常方便，可用来进行煮、炸、煎、蒸、炒等各种烹调操作。
特点：效率高、体积小、重量轻、噪音小、省电节能、不污染环境、安全卫生，烹饪时加热均匀、能较好地保持食物的色、香、味和营养素，是实现厨房现代化不可缺少的新型电子炊具。电磁灶的功率一般在 700-1800W左右。 电磁炉按感应线圈中的电流频率分为低频和高频 两大类，相比较高频电磁灶受热效率高，比较省电。按样式分类，可以分以下三种。 台式电磁炉：分为单头和双头两种，具有摆放方便、可移动性强等优点。因为价格低较受欢迎。 埋入式电磁炉：是将整个电磁炉放入橱柜面内，然后在台面上挖个洞，使灶面与橱柜台面成一个平面。业内专家认为这种安装方法只求美观，但不科学，很大一部分消费群体把电磁炉当做火锅，埋入式炒菜并不方便。 嵌入式电磁炉：可适应不同锅具的需要，不再对锅具有特殊要求。 本文主要介绍利用SPMC65P2404芯片来实现电磁炉的设计。SPMC65P2404是凌阳推出的一款工业控制8位单片机，具有很高的性价比，抗干扰能力强，非常适合应用于工业控制类、家电类产品的设计。使用SPMC65P2404设计的电磁炉具有如下性能：
电磁炉工作原理及电磁炉电路图分析
电磁炉工作原理及电磁炉电路图分析 电磁炉工作原理及电磁炉电路图分析(一) 一.电磁加热原理 电磁炉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20-40KHz 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，然后再加热器皿内的东西。 二、电磁炉电路工作原理分析 2.1 常用元器件简介 2.1.1 LM339 集成电路 LM339 内置四个翻转电压为6mV 的电压比较器, 当电压比较器输入端电压正向时(+ 输入端电压高于- 入输端电压), 置于LM339 内部控制输出端的三极管截止, 此时输出端相当于开路; 当电压比较器输入端电压反向时(- 输入端电压高于+ 输入端电压), 置于LM339 内部控制输出端的三极管导通, 将比较器外部接入输出端的电压拉低, 此时输出端为0V 。 2.1.2 IGBT
绝缘双栅极晶体管(Iusulated Gate Bipolar Transistor)简称IGBT,是一种集BJT的大电流密度和MOSFET等电压激励场控型器件优点于一体的高压、高速大功率器件。目前有用不同材料及工艺制作的IGBT, 但它们均可被看作是一个MOSFET输入跟随一个双极型晶体管放大的复合结构。IGBT有三个电极(见上图), 分别称为栅极G(也叫控制极或门极) 、集电极C(亦称漏极) 及发射极E(也称源极) 。从IGBT的下述特点中可看出, 它克服了功率MOSFET的一个致命缺陷, 就是于高压大电流工作时, 导通电阻大, 器件发热严重, 输出效率下降。 IGBT的特点: 1.电流密度大, 是MOSFET的数十倍。 2.输入阻抗高, 栅驱动功率极小, 驱动电路简单。 3.低导通电阻。在给定芯片尺寸和BVceo下, 其导通电阻Rce(on) 不大于MOSFET的Rds(on) 的10%。 4.击穿电压高, 安全工作区大, 在瞬态功率较高时不会受损坏。 5.开关速度快, 关断时间短,耐压1kV~1.8kV的约1.2us、600V级的约0.2us, 约为GTR的10%,接近于功率MOSFET, 开关频率直达100KHz, 开关损耗仅为GTR的30%。IGBT将场控型器件的优点与GTR的大电流低导通电阻特性集于一体, 是极佳的高速高压半导体功率器件。 目前458 系列因应不同机种采了不同规格的IGBT, 它们的参数如下: (1) SGW25N120---- 西门子公司出品, 耐压1200V, 电流容量25 ℃时46A,100 ℃时25A, 内部不带阻尼二极管, 所以应用时须配套6A/1200V 以上的快速恢复二极管(D11) 使用, 该IGBT 配套10A/1200/1500V 以上的快速恢复二极管(D11) 后可代用SKW25N120 。 (2) SKW25N120---- 西门子公司出品, 耐压1200V, 电流容量25 ℃时46A,100 ℃时25A, 内部带阻尼二极管, 该IGBT 可代用SGW25N120, 代用时将原配套SGW25N120 的D11 快速恢复二极管拆除不装。 (3) GT40Q321---- 东芝公司出品, 耐压1200V, 电流容量25 ℃时42A,100 ℃时23A, 内部带阻尼二极管, 该IGBT 可代用SGW25N120 、SKW25N120, 代用SGW25N120 时请将原配套该IGBT 的D11 快速恢复二极管拆除不装。 (4) GT40T101---- 东芝公司出品, 耐压1500V, 电流容量25 ℃时80A,100 ℃时40A, 内部不带阻尼二极管, 所以应用时须配套15A/1500V 以上的快速恢复二极管(D11) 使用, 该IGBT 配套6A/1200V 以上的快速恢复二极管(D11) 后可代用SGW25N120 、SKW25N120 、GT40Q321, 配套15A/1500V 以上的快速恢复二极管(D11) 后可代用GT40T301 。 (5) GT40T301---- 东芝公司出品, 耐压1500V, 电流容量25 ℃时80A,100 ℃时40A, 内部带阻尼二极管, 该IGBT 可代用SGW25N120 、SKW25N120 、GT40Q321 、GT40T101, 代用SGW25N120 和GT40T101 时请将原配套该IGBT 的D11 快速恢复二极管拆除不装。 (6) GT60M303 ---- 东芝公司出品, 耐压900V, 电流容量25 ℃时120A,100 ℃时60A, 内部带阻尼二极管。 (7) GT40Q323---- 东芝公司出品, 耐压1200V, 电流容量25 ℃时40A,100 ℃时20A, 内部带阻尼二极管, 该IGBT 可代用SGW25N120 、SKW25N120, 代用SGW25N120 时请将原配套该IGBT 的D11 快速恢复二极管拆除不装。 (8) FGA25N120---- 美国仙童公司出品, 耐压1200V, 电流容量25 ℃时42A,100 ℃时23A, 内部带阻尼二极管, 该IGBT 可代用SGW25N120 、SKW25N120, 代用SGW25N120 时请将原配套该IGBT 的D11 快速恢复二极管拆除不装。
电磁炉工作原理和结构
电磁炉工作原理和结构 电磁炉是一种利用电磁感应原理加热的厨房电器。它通过电磁感应产生的磁场 来加热锅底，从而将食物加热烹饪。本文将详细介绍电磁炉的工作原理和结构。一、工作原理 电磁炉的工作原理基于电磁感应。当电磁炉通电时，内部的线圈会产生一个交 变电流，从而形成一个交变磁场。这个交变磁场会穿过锅底并与锅底中的铁磁材料相互作用。根据法拉第电磁感应定律，当锅底中的铁磁材料与交变磁场相互作用时，会在锅底中产生涡流。这些涡流会导致锅底发热，从而加热食物。 二、结构组成 1. 电磁线圈：电磁炉的核心部件是电磁线圈，它由绝缘导线绕成。电磁线圈通 电后会产生磁场，从而加热锅底。 2. 控制电路：电磁炉上配备有控制电路，用于控制电磁线圈的电流和功率。通 过控制电路，用户可以调节电磁炉的加热温度和时间。 3. 冷却系统：为了保护电磁炉的内部元件，电磁炉通常配备有冷却系统。冷却 系统可以通过风扇或散热片将电磁炉的内部散热，以保持电磁炉的正常工作温度。 4. 操作面板：电磁炉上的操作面板通常包括开关、调节按钮和显示屏。通过操 作面板，用户可以控制电磁炉的功率、温度和时间等参数。 5. 锅底：锅底是电磁炉与食物之间的接触面，通常由铁磁材料制成。锅底与电 磁线圈之间的相互作用使得锅底发热，从而加热食物。 三、优点和应用 1. 高效节能：相比传统燃气灶，电磁炉具有更高的热效率和更快的加热速度。 由于电磁炉只在锅底加热，热量损失较少，因此节能效果显著。
2. 温度控制精确：电磁炉可以根据用户的需求精确控制加热温度。这使得烹饪更加方便，可以根据不同食材的需求进行调整。 3. 安全可靠：电磁炉在工作时不会产生明火，减少了火灾的风险。此外，电磁炉通常配备有过热保护功能，可以在温度过高时自动断电，提高了使用的安全性。 4. 多功能性：电磁炉通常具有多种烹饪功能，如煮、炒、炖、煎等。用户可以根据自己的需求选择不同的功能来进行烹饪。 电磁炉的工作原理和结构使其在家庭和商业厨房中得到广泛应用。它不仅方便快捷，还具有节能环保的特点。随着科技的不断发展，电磁炉的性能和功能也在不断提升，为人们的生活带来了更多便利。
电磁炉的工作原理
电磁炉的工作原理 电磁炉是一种利用电磁感应原理加热食物的厨房电器。它通过在底部放置一个 铁质的磁性材料，当通电时，会产生一个强大的磁场，使得磁性材料产生高频振动，从而产生热量，将食物加热。以下是电磁炉的工作原理的详细解释。 1. 磁场产生 电磁炉内部的线圈通电后，会产生一个交变电流。这个电流会在线圈周围形成 一个强大的磁场。这个磁场是由电流在线圈周围产生的磁力线构成的。 2. 磁感应 电磁炉的底部放置一个铁质的磁性材料，通电后，磁场会穿过磁性材料。磁性 材料内部的份子会受到磁力线的作用，发生定向罗列，形成一个弱小的磁场。 3. 高频振动 电磁炉内部的线圈通电后，会产生高频的交变电流。这个高频电流会在磁性材 料中产生一个高频振动。振动会使得磁性材料内部的份子快速磨擦，产生热量。 4. 传热 产生的热量会通过磁性材料传递到锅底，然后再传递给锅内的食物。由于磁性 材料的热导率较高，热量能够迅速传递到食物中。 5. 温度控制 电磁炉内部设置了一个温度传感器，用于监测锅底的温度。当锅底的温度达到 设定的温度时，电磁炉会自动调整电流的大小，以保持锅底的温度在设定范围内。 6. 安全性
电磁炉具有较好的安全性能。由于磁性材料只在锅底产生热量，而其他部份基本不受热，因此触摸电磁炉的其他部份不会烫伤。此外，电磁炉还具有过热保护功能，当温度过高时会自动断电，以避免发生火灾等危（wei）险情况。 7. 能效高 电磁炉与传统的燃气灶相比，能效更高。由于电磁炉采用了电磁感应原理，直接将电能转化为热能，不会产生烟雾和废气，减少了能量的浪费。同时，电磁炉的加热速度也比传统燃气灶快，节省了烹饪时间。 总结： 电磁炉利用电磁感应原理将电能转化为热能，通过产生磁场和磁感应，使得锅底的磁性材料产生高频振动，从而产生热量。这种工作原理使得电磁炉具有高效、安全、节能的特点。电磁炉的广泛应用使得烹饪变得更加方便快捷，成为现代厨房中不可或者缺的电器之一。
全面讲解电磁炉的工作原理
全面讲解电磁炉的工作原理 电磁炉是一种利用电磁感应原理加热的厨房电器。它具有高效、环保、节能等特点，逐渐取代了传统的火炉和电炉。下面将全面介绍电磁炉的工 作原理。 电磁炉由电磁炉主机和磁性容器组成，主机内部有一个线圈，通过电 流在线圈中产生交变电磁场。当磁性容器放置在电磁炉上时，容器内的食 物受到电磁感应加热。 电磁炉的工作原理可以分为三个主要环节：电路工作、电磁感应和炉 具发热。 首先是电路工作环节。当电磁炉接通电源时，主机内的线圈将获得电流。电流通过线圈时会在周围形成可变电磁场，这个电磁场具有一定的频 率和强度。 然后是电磁感应环节。当磁性容器放置在电磁炉上时，容器内的食物 会受到电磁感应。电磁感应是一种物质中电流和磁场相互作用产生的现象。由于食物是导电体，当食物处于电磁场中时，食物内部会产生感应电流。 最后是炉具发热环节。当食物内部产生感应电流时，存在电流在导体 中通过时会产生焦耳热的现象，导致食物发热。这种发热方式叫做涡流加热。电磁炉中的涡流加热是通过在线圈中产生的可变电磁场，使磁性容器 中的食物受到感应电流而产生的。 总结起来，电磁炉的工作原理是通过电磁感应原理实现的。电流在电 磁炉主机中的线圈中产生交变电磁场，磁性容器中的食物受到电磁感应产 生感应电流，进而通过涡流加热原理使食物发热。
电磁炉的工作原理使其有许多优点。首先，电磁炉加热效率高，热源直接在食物内部产生，热量可充分利用，加热速度快。其次，电磁炉没有明火，只有磁磁性容器受热，具有很好的安全性，可以防止燃气泄漏和火灾等隐患。此外，电磁炉没有明火，不会产生烟雾和废气，对室内空气和环境污染较少。最后，电磁炉具有节能的特点，它可以根据食物的温度自动调整加热功率，避免了能量的浪费。 总而言之，电磁炉的工作原理是通过电磁感应实现的，它充分利用了电能和磁能之间的相互转换。电磁炉具有高效、环保、节能等优点，在现代厨房中得到广泛应用。
电磁炉工作原理详解
电磁炉工作原理详解 电磁炉是一种利用电磁感应原理加热食物的厨房电器。它以高频交 流电作为能源，通过电磁场将食物内部分子振动，从而产生热量，以 达到加热的目的。本文将详细解析电磁炉的工作原理。 一、电磁感应原理 电磁炉的工作原理基于电磁感应现象，即当通过线圈通电时，会产 生一个变化的磁场。根据法拉第电磁感应定律，当一个导体在磁场中 运动时，就会感应出电流。电磁炉利用这一原理将电能转化为热能。 二、电磁线圈 电磁炉的核心部件是电磁线圈，也称为发热线圈。它由多层绕组组成，绕组上通有高频交流电流。当电流通过绕组时，会形成交变磁场，这个磁场会穿透到锅底，并使锅底内的铁磁材料产生涡流。 三、涡流损耗 当锅放在电磁炉上时，锅底内的铁磁材料会受到电磁感应的影响而 产生涡流。涡流会在铁磁材料内部形成闭合回路，涡流越大，内部能 量损耗越多，产生的热量也就越多。涡流损耗是电磁炉的工作原理之一，也是电磁炉加热快的原因之一。 四、能量传导 当涡流在锅底内形成后，由于铁磁材料的导电性，它会使锅底内的 分子跟随涡流的变化而不断摩擦碰撞，产生大量的分子热运动，从而
将电能转化为热能。这样，食物就能够通过锅底的传导受热，并完成加热的过程。 五、温度控制 电磁炉还配备有温控系统，用于调节磁场的强度和频率，从而控制加热的温度。温控系统通过感应食物的温度变化，自动调节电磁线圈的供电频率和功率，以保持食物的加热温度在合适的范围内。 六、安全性 相较于传统燃气灶和电热管炉，电磁炉具有更高的安全性。首先，电磁炉的加热是通过锅底直接传导，而不是通过火焰或者电热丝进行加热，减少了燃气或电线带来的意外伤害风险。其次，电磁炉具备自动断电的功能，当温度超过一定范围或没有放置锅具时，电磁炉会自动停止供电，提高了使用的安全性。 综上所述，电磁炉利用电磁感应原理将电能转化为热能，通过涡流损耗和导热的方式加热食物。它的工作原理先进、高效，不仅煮食更快，还具备较高的安全性。随着科技的发展，电磁炉在厨房中的应用将会越来越广泛。
电磁炉工作原理
电磁炉工作原理 电磁炉是一种利用电磁感应原理加热的炊具。它使用电磁感应加热技术，通过电磁场产生的涡流和焦耳热来加热锅底，从而将食物加热烹饪。下面将详细介绍电磁炉的工作原理。 1. 电磁感应原理 电磁炉的核心是电磁线圈。当电磁炉通电时，电磁线圈中的电流会产生一个变化的磁场。这个磁场会穿过玻璃面板和锅底，与锅底中的铁质物质发生相互作用。根据法拉第电磁感应定律，当磁场与锅底相互作用时，会在锅底中产生涡流。 2. 涡流加热 涡流是由磁场的变化引起的电流环流。当涡流通过锅底时，会产生焦耳热。焦耳热是由电流通过导体时产生的热量，可以将食物加热到所需温度。涡流在锅底中产生的热量会传导到锅内的食物，使其加热。 3. 控制系统 电磁炉的控制系统是通过电子元件实现的。控制系统可以监测和调整电磁线圈中的电流，从而控制磁场的强度和频率。通过调整电流，可以控制涡流的大小和加热的强度，进而控制食物的加热温度。控制系统还可以根据用户的需求调整加热时间和功率。 4. 安全性 电磁炉具有较高的安全性。由于电磁炉只在锅底产生热量，锅底以外的部分基本上不会发热。因此，即使在炊具工作时，用户可以安全地触摸电磁炉的表面。此外，电磁炉还具有过热保护功能，当温度过高时会自动断电，避免发生火灾或其他安全事故。
5. 能效高 电磁炉具有较高的能效。由于电磁炉的加热方式是直接将热量传导到锅底和食物中，相比传统的燃气灶和电热炉，能量损失较小。此外，由于电磁炉的加热速度较快，可以更快地将食物加热到所需温度，节省烹饪时间。 总结： 电磁炉是一种利用电磁感应原理加热的炊具。它通过电磁线圈产生的磁场和涡流加热锅底，将食物加热烹饪。电磁炉具有安全性高、能效高的特点，能够快速加热食物并节省烹饪时间。控制系统可以监测和调整加热参数，满足用户的需求。电磁炉的工作原理为我们提供了一种更加方便、高效和安全的烹饪方式。
电磁炉工作原理解读
电磁炉工作原理解读 电磁炉是一种利用电磁感应原理加热食物的厨房电器，其工作原理 相对于传统炉灶来说更加高效和安全。本文将从电磁感应、电磁线圈、电磁铁芯以及热传导等方面详细解读电磁炉的工作原理。 一、电磁感应 电磁炉的工作依赖于电磁感应的原理。当电流通过导线时，会产生 磁场，而磁场的变化又会产生电流。电磁感应是指在磁场变化的情况下，产生感应电流。电磁炉通过产生高频交变磁场，使锅底的电流发 生变化，从而产生感应电流加热锅底。 二、电磁线圈 电磁线圈是电磁炉的核心部件，它由多层绝缘电线组成。当电流通 过电磁线圈时，会产生磁场，而决定磁场强度的因素包括线圈的匝数 和电流的大小。电磁炉中的电磁线圈通常采用铜质导线，因为铜具有 良好的导电和导热性能。 三、电磁铁芯 电磁铁芯是电磁炉中与电磁线圈相连接的部件，它的作用是集中磁场，增强感应电流的强度。电磁铁芯通常采用硅钢片制成，因为硅钢 片具有较低的磁导率和电阻率，能有效减小磁场的损耗和能量的消耗。 四、热传导
电磁炉通过感应电流加热锅底，而锅底的热量会通过热传导向上传递，使食物受热。与传统炉灶相比，电磁炉具有更高的热效率和更快的加热速度。这是因为在电磁炉中，锅底直接与感应电流接触，减少了能量的损失和散热过程。 电磁炉还具有自动热控和安全保护功能。通过内置的传感器，电磁炉能够实时监测锅底温度，并根据需要调整加热功率。此外，电磁炉具有过热保护、短路保护等安全机制，一旦发现异常情况，会自动断电保护。 总结起来，电磁炉工作原理是通过电磁感应产生高频交变磁场，使锅底感应电流加热锅底，利用热传导使食物受热。电磁炉能够高效、快速地加热食物，并具有安全可靠的特点。随着科技的进步，电磁炉在现代厨房中的应用越来越广泛，成为人们烹饪的好助手。
电磁炉的工作原理
电磁炉的工作原理 电磁炉是一种使用电磁感应原理产生热量的厨房电器。它比传统的燃气灶和电 热管式电炉更加高效、安全，并且在烹饪过程中能够精确控制温度。下面将详细介绍电磁炉的工作原理。 1. 磁场产生 电磁炉的底部装有一个大功率的铁芯线圈，通常称为感应线圈。当接通电源后，电流通过感应线圈，产生一个强磁场。这个磁场垂直于感应线圈平面，并且能够穿透底部的不锈钢面板。 2. 磁感应现象 当我们将一个平底的铁质或磁质锅放在电磁炉上时，感应线圈产生的磁场就会 穿过锅底，由于磁感应现象的作用，锅底内部就会形成一个电流环。这个电流环会在锅底周围形成一个闭合的磁场，与感应线圈的磁场相互作用。 3. 磁场作用力 根据洛伦兹力定律，在锅底内部的电流环与感应线圈的磁场相互作用时，就会 产生一个作用力。这个作用力使锅底受到推动，从而形成热能。实际上，锅底受到的作用力非常强大，能够迅速加热。 4. 加热传导 当锅底受到作用力加热后，热量会通过传导方式传递给锅内的食物，从而迅速 加热并煮熟食物。传导是通过分子之间的碰撞传递热能，因此电磁炉能够快速加热食物，提高烹饪效率。 5. 温度控制
电磁炉内置了一个温度传感器和控制器，可以实时监测锅底的温度。通过调整感应线圈产生的磁场强度，控制磁场作用力的大小，从而精确控制锅底的温度。这种温度控制技术使得电磁炉可以根据不同的烹饪需求进行温度调控，不仅可以保证食物的烹饪时间，还可以节约能源。 6. 安全性 由于属于电器产品，电磁炉在安全性方面有一定的优势。首先，它使用电能作为热源，不需要燃气，避免了燃气泄漏等安全隐患。其次，电磁炉的底板只有在感应锅具接触时才会产生热量，其他部分基本不会发热，这种设计能够避免烫伤事故的发生。另外，电磁炉还配备了过热保护装置，当底部温度过高时会自动断电，确保了使用的安全性。 总的来说，电磁炉是一种以电磁感应原理为基础的厨房电器，通过产生磁场、利用磁感应现象并通过磁场作用力来加热锅底，从而迅速传导热能给食物。它具有高效、安全、温度可控等优点，逐渐在家庭和商业厨房中得到广泛应用。
最全最牛的电磁炉工作原理与分析_电磁炉工作原理与故障分析讲座
电磁炉工作原理与故障分析讲座 版本2 编者：翁明光
目录 第一章电磁炉的基本工作原理的介绍 (3) 第二章电磁炉组装结构图 (5) 第三章电磁炉的基本加热功能及保护功能介绍 (7) 第四章电磁炉的原理图各功能部分的分析 (9) 第五章电磁炉常见异常故障分析之“葵花宝典” (32) 第六章电磁炉元器件的认别及其测量方式 (43) 第七章电磁炉上元器件的规格与作用简介 (48) 电磁炉由于具有热效率高、使用方便、无烟熏、无煤气污染、安全卫生等优点，非常适合现代家庭使用
第一章电磁炉的基本工作原理的介绍 电磁炉的加热原理 电磁炉又称电磁灶，分为工频（低频）和高频两种。其中，工频电磁炉工作简单可靠，但躁声大，热效率低，这里所说的电磁炉指高频电磁炉。 电磁炉是利用电磁感应原理将电能转换为热能的工作原理。由整流电路将50/60Hz的交流电压转换成直流电压（AC-DC-AC、交流-直流-交流），再经过控制电路将直流电压转换成频率为20~35KHz的高频电压，高速变化的电流流过线圈产生高速变化的磁场，当磁场的磁力线通过金属器皿底部金属体产生无数的小涡流，使器皿本身自行高速发热，然后再加热器皿的东西，达到用户使用的结果。如图1 图
1 图2 如图2。电磁感应加热的基本过程，至少需要整流单元、功率开关管、功率开关管驱动控制单元、加热线圈单元及锅具等部件。电磁炉是运用高频电磁感应原理加热。它将市电整流滤波后得到的脉动直流转换为高频电流，通过加热线圈建立高频磁场，磁力线经线圈与金属器皿底部构成的磁回路穿透炉面作用于锅底，利用小电阻大电流的短路热效应产生热量，在锅底形成涡流而发热，起到加热器皿中的食物的作用。 一般来讲,器皿一般是用钢质、铁质材料来加热，铝、铜由于表面电阻率太小，而不易被加热，瓷、木等又由于表面电阻率太大，使产生电流太小，所以也不易被加热。