1.2 電磁爐的工作原理

電磁爐的結構比較簡單，主要由控制電路、電源供電及功率輸出電路和操作顯示電路等組成。如圖1-34所示為典型的電磁爐整機結構圖。由于電磁爐在工作時會產生很大的熱量，因此在電磁爐的內部都安裝有散熱風扇，電磁爐在加熱過程中所產生的熱量會在散熱風扇的作用下從電磁爐的排氣口排出。電磁爐的灶臺面板位于爐盤線圈的上方，炊具就放置在灶臺面板上。通常，電磁爐所使用的炊具為鐵質材料，因為鐵質材料為軟磁性材料，能夠進行磁化，電磁爐就是通過爐盤線圈輻射出磁力線，去感應鐵質炊具使炊具底部材料中產生渦流實現加熱的。也正因為如此，其他材料的炊具無法在電磁爐上使用。

電磁爐主要是利用電磁感應原理進行加熱的電熱炊具，通過給線圈中加入高頻電源，會在周圍空間產生磁場，在磁場范圍內若有鐵磁性物質，就會在其中產生高頻渦流，由于渦流的作用，鐵磁性物質就會發熱，將鐵磁性材料制造的鍋放到線圈上就可以炊飯，如圖1-35所示。

在電磁爐中，爐盤線圈為感應加熱線圈，又可簡稱為加熱線圈。加熱線圈在電路的驅動下形成高頻交變的電流，并根據電磁感應的原理，交變電流通過加熱線圈時變產生出交變的磁場，即線圈中的電流變化會產生變化的磁力線，對鐵質的軟磁性炊具（鍋）的底部形成了許多由磁力線感應出的渦流，這些渦流又由于炊具本身的阻抗將電能轉化為熱能，從而實現對食物的加熱。

1.2.1 電磁爐的整機工作原理

各種品牌和型號的電磁爐工作原理基本類似，從結構上來說基本上都包含了控制電路板、電源供電及功率輸出電路和操作顯示電路板等三大電路部分，它們之間通過連接插件及連接線進行信號的傳輸。如圖1-36所示為美的MC—PSD16A型電磁爐中各部分之間的連接關系圖。

從圖1-36中可以看出電磁爐中各部分器件的連接情況，通過不同的連接插件將電路中的信號進行傳送，對電磁爐進行啟動/停止/加熱等工作的控制。

由圖1-36可知，電源供電及功率輸出電路是電磁爐正常工作的動力源，只有電源供電及功率輸出電路正常工作，其他電路和部件才可能正常工作，該電路是將市電交流220V進行濾波整流、為爐盤線圈供電。交流220V還通過電源變壓器將降壓后的電壓輸送到電磁爐的控制電路中（圖1-36中的①、②號屏蔽線）。

電源供電及功率輸出電路通過⑤號導線，將爐盤線圈的工作電流輸入到爐盤線圈中，為爐盤線圈提供工作電壓。

操作顯示電路與控制電路也由數據線進行連接，該電路接收的各種人工指令信號通過⑧號數據線傳遞給檢測控制電路，由其內部的微處理器進行控制，并輸出相應的控制信號，再通過⑨號數據線將顯示信號輸入到操作顯示電路板中，對電磁爐相應的工作狀態進行顯示。

圖1-36中的④號線纜為門控管的溫度檢測傳感器的數據線，通過該數據線將溫度檢測傳感器的狀態傳輸到檢測控制電路的微處理器中，通過微處理器對其信號做出相應的處理和控制。

電磁爐的散熱風扇通過⑦號線送接到電源供電端，進行工作。

如圖1-37所示為典型的電磁爐的工作原理圖，市電交流200V電壓通過橋式整流器后，變成大約為300V的直流電壓，再經過再經過扼流圈和濾波電容，將平滑后的300V直流電壓加到爐盤線圈的一端，同時在加熱線圈的另一端接一個門控管。當門控管導通時，加熱線圈的電流通過門控管形成回路，這樣在加熱線圈中就產生了電流。在門控管的控制極加上開關脈沖，在爐盤線圈中就形成了開關電流。

1.2.2 電磁爐的各部分工作特點

如圖1-38所示為典型的電磁爐的電路結構和信號流程圖。

（1）主電源。市電交流220V電壓輸入到主電源中，該電壓經過保險絲、濾波電路，為電磁爐供電，提供其各部分所需的工作電壓。

（2）輔助電源。由于電磁爐的加熱線圈需要高壓電流，而控制電路、散熱風扇、激勵電路、檢測電路等都需要低壓、小電流，因此在電磁爐中都設有一個輔助電源以提供低壓電路所需的低壓。

（3）功率輸出電路。電磁爐的功率輸出電路主要由交流220V的市電插頭、保險絲、電源開關、過壓保護電路、爐盤線圈和電流檢測電路等環節組成。如果整機的電流過大，會燒毀保險絲；如果輸入的電壓過高，過壓保護器件會進行過壓保護；如果主電源的電流過大，也會通過檢測環節將電流檢測的值通知控制電路進行自動保護。因為電磁爐是大電流高功率設備，所以供電的安全保護也十分重要。由于電磁爐的地線沒有和交流部分進行隔離，所以地線都有可能帶有220V高壓，在檢修時需要特別注意。

（4）門控管（IGBT）激勵電路。爐盤線圈是由門控管進行控制的，而對于門控管的控制是由一個激勵電路（脈沖信號放大電路）實現的。激勵電路的功能是給門控管提供足夠的驅動電流，因為一般門控管的功率比較大，所以需要比較大的激勵電流，如果激勵電流過小，門控管就不能正常工作。

（5）振蕩電路。振蕩電路是產生激勵脈沖的電路，脈沖信號再經脈寬調制電路（PWM），變成可控脈寬的信號，經激勵放大再去驅動門控管。同時振蕩電路的振蕩又受幾個方面控制的，同步電路將振蕩電路的振蕩和整機的同步信號保持同步關系。這個同步關系就是指和控制信號的同步關系，如果這兩個信號不同步，就不容易對脈沖信號進行控制。實際上大多數電磁爐都以交流50Hz信號為同步基準。在進行過壓、過流和過熱保護的時候，一般都通過對振蕩電路進行控制，使振蕩電路停振，則整機也就停止工作了。這是一種比較容易實現的控制方式。

（6）微處理器。人工操作指令是通過操作顯示面板上的操作按鍵發出的。當按下某一操作按鍵后，操作顯示電路就會將人工指令傳遞給微處理器，微處理器根據所接收到的指令信息對電磁爐的工作進行控制。在工作過程中，微處理器還會將電磁爐的工作狀態信號送到顯示電路進行顯示，不管是開機工作狀態還是關機保護狀態都會在顯示電路中顯示出來。

電磁爐中的微處理器可通過開關控制電路直接對振蕩電路進行開/關控制。當溫度過高時，由溫度檢測傳感器送來的溫度信號送給微處理器，微處理器就會對振蕩電路進行自動控制，此時，即使飯沒做熟，也要對電磁爐進行斷電關機，等電磁爐的溫度降低以后才能夠啟動繼續進行加熱工作。

作為控制核心，微處理器在工作過程中不斷地對門控管的溫度進行檢測，對門控管的電壓進行檢測，對鍋底的溫度進行檢測，這些都要符合正常的工作條件，如果不符合這些條件，就要關機進行保護。

（7）浪涌電壓監測電路。浪涌電壓檢測電路主要用于保護電磁爐整機電路進行保護的。例如，如果220V電壓升得過高，浪涌電壓檢測電路就會將檢測信號傳給微處理器，微處理器輸出保護信號會對整個機器進行保護。

（8）報警電路。報警電路就是在電磁爐出現過壓、過載情況時發出報警信號。例如，若爐溫過高或電磁爐在工作時未檢測到鐵質炊具，報警電路就會發出報警信號，驅動蜂鳴器發聲。