5.2　主控電路的工作原理

5.2.1　主控電路的基本信號流程

如圖5-15所示，電磁爐的主控電路是以微處理器為控制核心的功能電路。當主控電路中的微處理器滿足工作條件時，可根據操作顯示電路送入的人工指令信號或檢測信號輸出相應的控制信號，用以控制相關的功能部件動作，進而實現電磁爐加熱食物的功能。

不同電磁爐的主控電路雖結構各異，但其基本信號處理過程大致相同，為了更加深入了解主控電路的工作過程，我們根據電路主要部件的功能特點，將主控電路劃分成微處理器主控電路、同步振蕩電路、PWM調制和驅動電路、風扇驅動電路、報警驅動電路、浪涌保護電路、IGBT過壓保護電路、鍋質檢測電路、電流檢測電路、電壓檢測電路、溫度檢測電路等幾部分。

1　微處理器主控電路的基本信號流程

如圖5-16所示，電磁爐的各主要電路均是由微處理器主控電路進行控制的，電磁爐的主控電路是以微處理器為核心組成的自動檢測和主控電路，該電路主要由微處理器、晶振電路、復位電路、直流供電部分等構成。

2　同步振蕩電路的基本信號流程

如圖5-17所示，電磁爐同步振蕩電路是產生脈沖信號的重要電路，在電磁爐中用于保持PWM驅動信號和LC諧振電路的同步，使其能夠穩定地工作。

3　PWM調制電路的基本信號流程

如圖5-18所示，電磁爐的各主要電路均是由微處理器主控電路進行控制的，電磁爐的主控電路是以微處理器為核心組成的自動檢測和主控電路，該電路主要由微處理器、晶振電路、復位電路、直流供電部分等構成。

PWM調制電路中電壓比較器輸入端分別接收同步振蕩電路送來的鋸齒波和PWM脈沖信號，經RC濾波后的直流電壓，經電壓比較器處理后，由輸出端輸出不同脈沖寬度的波形信號，送入PWM驅動電路進行放大驅動。

4　PWM驅動電路的基本信號流程

電磁爐的PWM驅動電路在電磁爐中用于放大PWM信號，并將放大后的信號送到IGBT的控制極，該電路主要由門控管驅動放大器和一些其他輔助元器件構成。

電磁爐中的PWM驅動電路有兩種結構形式：一種是采用晶體管構成的互補推挽式放大器；另一種則是采用集成電路芯片構成的功率放大器。

如圖5-19所示，采用集成電路芯片構成的PWM驅動電路是將門控管驅動放大器制作在了集成電路內部。

如圖5-20所示，采用互補推挽式放大器的PWM驅動電路是由一個NPN晶體管和一個PNP晶體管構成的，該放大器的偏壓設置在晶體管的截止點上。

5　浪涌保護電路的基本信號流程

如圖5-21所示，電磁爐的浪涌保護電路是用于防止交流電源供電電壓中出現沖擊性電壓波動而損壞電磁爐，使電磁爐進入保護狀態的。實際上是為了保護電磁爐中的IGBT不受損壞而設置的該電路。

6　IGBT過壓保護電路的基本信號流程

如圖5-22所示，IGBT過壓保護電路是在過壓的情況對IGBT實施保護的電路。

在電磁爐中，IGBT工作在高電壓、大電流的條件下，需要進行實時監測和保護，使之安全工作，當IGBT集電極（C）電壓過高時，IGBT過壓保護電路就會啟動，使PWM驅動電路的輸出關閉。

7　鍋質檢測電路的基本信號流程

如圖5-23所示，鍋質檢測電路主要用于檢測電磁爐所使用的鍋具是否符合要求。

8　電壓檢測電路的基本信號流程

如圖5-24所示，電磁爐的電壓檢測電路是對輸入的市電電壓進行檢測的，當輸入的市電電壓過高或過低時，電壓檢測電路均會將檢測到的電壓信號傳送給微處理器，此時，微處理器會發出停機指令，來防止電磁爐在欠壓或過壓狀態下產生的大電流損壞電磁爐上的元器件。

9　電流檢測電路的基本信號流程

如圖5-25所示，電流檢測電路是用于判別電磁爐是否有過載的情況，即電流是否超過正常值，如有過載情況，電流檢測電路會將檢測到的信號傳送給微處理器，此時，微處理器會發出停機指令，立即實施保護，防止損壞電磁爐內的元器件。

10　風扇驅動電路的基本信號流程

如圖5-26所示，電磁爐的風扇驅動電路是由微處理器進行驅動控制的，當電磁爐開機后，微處理器對其輸送驅動信號，散熱風扇開始轉動，當加熱停止后微處理器使風扇再延遲工作一段時間，將機殼內的熱量散掉，再停轉。

11　溫度檢測電路的基本信號流程

如圖5-27所示，電路中的RT1為溫度傳感器（熱敏電阻器），位于爐盤線圈的中央，緊貼灶臺面板，用以檢測加熱時的溫度。一旦溫度過高，微處理器便會輸出過熱保護信號，從而啟動停機指令。

如圖5-28所示，IGBT溫度檢測電路主要用以檢測IGBT工作時的溫度。

12　報警驅動電路的基本信號流程

如圖5-29所示，電磁爐的報警驅動電路也可稱為蜂鳴器驅動電路，當電磁爐在啟動、停機、開機或處于保護狀態時，為了提示用戶進而驅動蜂鳴器發出聲響。

5.2.2　實用主控電路的原理分析

1　典型實用微處理器控制電路的原理分析

圖5-30為典型實用微處理器控制電路的原理分析（HMS87C1202A）。微處理器控制電路主要對電磁爐整機進行控制。它主要是由微處理器芯片、晶體及相關外圍元器件構成的。在電磁爐開機時，電源電路送來的低壓直流電壓送至微處理器芯片的供電端引腳，為微處理器提供工作電壓；晶體與微處理器芯片內部的振蕩電路構成時鐘振蕩器，用于為微處理器芯片提供時鐘信號。

圖5-31為典型實用微處理器控制電路的原理分析（TMP87PH46N）。

2　典型實用工作狀態檢測電路的原理分析

圖5-32為典型實用工作狀態檢測電路的原理分析。電磁爐工作狀態檢測電路主要包括過電流、過壓檢測電路，灶臺溫度和IGBT溫度檢測電路，此外還包含同步振蕩和脈寬調制電路等。這些電路大都是由電壓比較器LM339和運算放大器LM324芯片組成的，每個單元電路之間都有一定的關聯。

3　典型實用電壓檢測電路的原理分析

圖5-33為典型實用電壓檢測電路的原理分析。

4　典型IGBT過壓保護電路的原理分析

圖5-34為典型實用IGBT過壓保護電路的原理分析。

5　典型實用同步振蕩電路的原理分析

圖5-35為典型實用同步振蕩電路的原理分析。

6　典型實用鍋質檢測電路的原理分析

圖5-36為典型實用鍋質檢測電路的原理分析。

7　典型實用PWM調制電路的原理分析

圖5-37為典型實用PWM調制電路的原理分析。

8　典型實用浪涌保護電路的原理分析

圖5-38為典型實用浪涌保護電路的原理分析。