Zasada ogrzewania w kuchence indukcyjnej
Kuchenka indukcyjna służy do podgrzewania potraw w oparciu o zasadę indukcji elektromagnetycznej. Powierzchnię pieca kuchenki indukcyjnej stanowi żaroodporna płyta ceramiczna. Prąd przemienny wytwarza pole magnetyczne poprzez cewkę pod płytą ceramiczną. Gdy linia magnetyczna w polu magnetycznym przejdzie przez dno garnka żelaznego, garnka ze stali nierdzewnej itp., wygenerowane zostaną prądy wirowe, które szybko podgrzeją dno garnka, aby osiągnąć cel podgrzewania żywności.
Jego proces działania jest następujący: napięcie prądu przemiennego jest przekształcane na prąd stały przez prostownik, a następnie moc prądu stałego jest przekształcana na moc prądu przemiennego o wysokiej częstotliwości, która przekracza częstotliwość audio, za pomocą urządzenia do konwersji mocy o wysokiej częstotliwości. Zasilanie prądem zmiennym o wysokiej częstotliwości jest dodawane do płaskiej, pustej w środku, indukcyjnej cewki grzewczej, aby wygenerować zmienne pole magnetyczne o wysokiej częstotliwości. Linia siły magnetycznej przenika przez płytę ceramiczną pieca i oddziałuje na metalowy garnek. W wyniku indukcji elektromagnetycznej w naczyniu do gotowania powstają silne prądy wirowe. Prąd wirowy pokonuje opór wewnętrzny garnka, aby zakończyć konwersję energii elektrycznej na energię cieplną podczas przepływu, a wytworzone ciepło Joule'a jest źródłem ciepła do gotowania.
Analiza obwodów zasady działania kuchenki indukcyjnej
1. Obwód główny
Na rysunku mostek prostowniczy BI zmienia napięcie o częstotliwości sieciowej (50 Hz) na pulsujące napięcie stałe. L1 to dławik, a L2 to cewka elektromagnetyczna. IGBT jest sterowany prostokątnym impulsem z obwodu sterującego. Kiedy IGBT jest włączony, prąd przepływający przez L2 gwałtownie wzrasta. Kiedy IGBT zostanie odcięty, L2 i C21 będą miały rezonans szeregowy, a biegun C IGBT wygeneruje impuls wysokiego napięcia do masy. Kiedy impuls spadnie do zera, impuls sterujący jest ponownie dodawany do IGBT, aby zapewnić jego przewodnictwo. Powyższy proces przebiega w kółko i ostatecznie wytwarzana jest fala elektromagnetyczna o głównej częstotliwości o częstotliwości około 25 KHZ, co powoduje, że żelazne dno garnka umieszczone na płycie ceramicznej indukuje prąd wirowy i sprawia, że garnek jest gorący. Częstotliwość rezonansu szeregowego przyjmuje parametry L2 i C21. C5 to kondensator filtra mocy. CNR1 to warystor (ochrona przeciwprzepięciowa). Kiedy z jakiegoś powodu napięcie zasilania prądem zmiennym nagle wzrośnie, nastąpi natychmiastowe zwarcie, co szybko spowoduje przepalenie bezpiecznika w celu ochrony obwodu.
2. Zasilanie pomocnicze
Zasilacz impulsowy zapewnia dwa obwody stabilizujące napięcie: +5V i +18V. Napięcie +18 V po prostowaniu mostka jest wykorzystywane w obwodzie napędowym IGBT, układ scalony LM339 i obwód napędu wentylatora są porównywane synchronicznie, a +5 V po stabilizacji napięcia przez obwód stabilizujący napięcie z trzema zaciskami jest wykorzystywane w głównym MCU sterującym.
3. Wentylator chłodzący
Po włączeniu zasilania główny układ sterujący wysyła sygnał napędu wentylatora (FAN), aby utrzymać obrót wentylatora, wdychać zimne powietrze z zewnątrz do korpusu maszyny, a następnie odprowadzać gorące powietrze z tyłu korpusu maszyny aby osiągnąć cel rozpraszania ciepła w maszynie, aby uniknąć uszkodzeń i awarii części z powodu środowiska pracy o wysokiej temperaturze. Gdy wentylator się zatrzyma lub rozpraszanie ciepła jest słabe, miernik IGBT jest wklejany z termistorem, aby przesłać sygnał nadmiernej temperatury do procesora, zatrzymać nagrzewanie i zapewnić ochronę. W momencie włączenia zasilania procesor wyśle sygnał wykrycia wentylatora, a następnie procesor wyśle sygnał napędu wentylatora, aby maszyna działała normalnie.
4. Stała kontrola temperatury i obwód zabezpieczający przed przegrzaniem
Główną funkcją tego obwodu jest zmiana jednostki napięcia rezystancji zmieniającej temperaturę w zależności od temperatury zmierzonej przez termistor (RT1) pod płytką ceramiczną i termistor (ujemny współczynnik temperaturowy) na IGBT i przesłanie go do głównego układ scalony sterujący (procesor). Procesor wysyła sygnał pracy lub zatrzymania, porównując ustawioną wartość temperatury po konwersji A/D.
5. Główne funkcje głównego układu sterującego (CPU)
Główne funkcje 18-pinowego głównego układu scalonego są następujące:
(1) Sterowanie włączaniem/wyłączaniem zasilania
(2) Regulacja mocy grzewczej/stałej temperatury
(3) Sterowanie różnymi funkcjami automatycznymi
(4) Brak wykrywania obciążenia i automatyczne wyłączanie
(5) Wykrywanie wejścia funkcji klucza
(6) Zabezpieczenie przed wzrostem temperatury wewnątrz maszyny
(7) Kontrola garnka
(8) Powiadomienie o przegrzaniu powierzchni pieca
(9) Sterowanie wentylatorem chłodzącym
(10) Sterowanie różnymi wyświetlaczami panelowymi
6. Obwód wykrywania prądu obciążenia
W tym obwodzie T2 (transformator) jest podłączony szeregowo do linii przed DB (prostownik mostkowy), więc napięcie AC po stronie wtórnej T2 może odzwierciedlać zmianę prądu wejściowego. To napięcie prądu przemiennego jest następnie przekształcane na napięcie prądu stałego poprzez prostowanie pełnookresowe D13, D14, D15 i D5, a napięcie jest przesyłane bezpośrednio do procesora w celu konwersji AD po podziale napięcia. Procesor ocenia bieżący rozmiar na podstawie przekonwertowanej wartości AD, oblicza moc za pomocą oprogramowania i kontroluje rozmiar wyjścia PWM w celu kontrolowania mocy i wykrywania obciążenia
7. Obwód napędowy
Obwód wzmacnia wyjściowy sygnał impulsowy z obwodu regulacji szerokości impulsu do siły sygnału wystarczającej do wywołania otwierania i zamykania IGBT. Im szersza szerokość impulsu wejściowego, tym dłuższy czas otwarcia IGBT. Im większa moc wyjściowa kuchenki cewkowej, tym większa siła ognia.
8. Synchroniczna pętla oscylacji
Obwód oscylacyjny (generator fali piłokształtnej) składający się z synchronicznej pętli detekcyjnej złożonej z R27, R18, R4, R11, R9, R12, R13, C10, C7, C11 i LM339, której częstotliwość oscylacyjna jest zsynchronizowana z częstotliwością roboczą kuchenki pod Modulacja PWM, wysyła synchroniczny impuls przez pin 14 z 339, aby zapewnić stabilną pracę.
9. Obwód ochrony przeciwprzepięciowej
Obwód ochrony przeciwprzepięciowej składający się z R1, R6, R14, R10, C29, C25 i C17. Gdy udar jest zbyt wysoki, pin 339 2 wyprowadza niski poziom, z jednej strony informuje MUC o wyłączeniu zasilania, z drugiej strony wyłącza sygnał K przez D10, aby wyłączyć moc wyjściową przemiennika.
10. Obwód dynamicznej detekcji napięcia
Obwód wykrywania napięcia składający się z D1, D2, R2, R7 i DB służy do wykrywania, czy napięcie zasilania mieści się w zakresie 150 V ~ 270 V po tym, jak procesor bezpośrednio przetworzy wyprostowaną falę impulsową AD.
11. Natychmiastowa kontrola wysokiego napięcia
R12, R13, R19 i LM339 składają się. Gdy napięcie wsteczne jest normalne, obwód ten nie będzie działał. Gdy chwilowe wysokie napięcie przekroczy 1100 V, pin 339 1 wygeneruje niski potencjał, zmniejszy PWM, zmniejszy moc wyjściową, kontroluje napięcie wsteczne, chroni IGBT i zapobiega przebiciu przepięciowemu.
Czas publikacji: 20 października 2022 r