电磁炉的工作原理与维修（续）

第一单元 电磁加热原理　　电磁炉是一种靠电磁场加热食物的灶具。　　我们知道：家用电器中的变压器工作时，铁芯会发热，如图1所示。为防止发热过多，浪费电能。理论和实践证明：涡流与磁感应强度成正比，与交流电频率的平方成正比。因此，电磁炉要达到一定的热交换功率，必须有能产生高磁感应强度的交变磁场线圈，还必须提高交流电的频率以提高涡流功率。一般情况下，流过电磁炉线圈的交流电频率在15KHZ——30KHZ之间。 电磁炉的工作原理是：当线圈中通过高频电流时，线圈周围产生高频交变磁场，在高频交变磁场的作用下，铁质锅底中产生强大的涡流，锅底迅速释放出大量的热量，达到加热目的，其工作示意图如图2所示。　　为了能在线圈中形成15KHZ——30KHZ的高频电流，电磁炉中设有变频电路，就是将整流滤波后的直流电变换高频交流电，其电路原理简图如图3所示。　　　　　　当220V交流电经DB1桥堆整流、L1和C1滤波后，形成+300V左右的直流电压，经线圈L2加到IGBT的漏极上，当开关脉冲高电平到达IGBT的栅极时，IGBT导通，内阻很小，电流由DB1的“+” -- L1 -- L2 --IGBT漏极--源极--地---DB1的“—”极，把电能转化成磁能储存在加热线圈中。当开关脉冲低电平到达IGBT的栅极时，IGBT截止，由于L2线圈中的电流不能突变，只能通过C2放电，即给C2充电，把磁场能转化成电场能，随后电容C2又向L2放电，如此周而复始，形成谐振，直到下一个开关脉冲高电平到达IGBT的栅极时，又重复上述过程。L2线圈产生的高频磁场，于是在铁质平底锅底便产生了强大的涡流，锅底迅速发热，加热结圈中的电磁能转化成为热能。　　常用的几种加热器具对照表：　　加热器具 液化器炉 普通电饭锅（电炒锅） 电磁炉　　加热方式 气体燃烧加热（热传导） 电流通过电阻后发热（热传导） 电磁感应，锅自身发热　　效率 40% —— 50% 50% —— 60% 高于 80%　　有无有害气体 有 无 无　　安全系数 低 中 高　　缺点 效率低、安全性差 效率低 电路复杂　　　　第二单元 电磁炉特殊元器件介绍　　一、陶瓷板：陶瓷板是微晶陶瓷板的简称。主要作用是承载加热锅。处于加热锅底下面。　　二、加热线圈：加热线圈又称为发热线圈，但它不发热，而是高频谐振回路中的一个电感，严格地说是称为高频谐振线圈。外形为圆盘形，是由多股漆线绞合后以同心圆方式由内到外绕27~33匝而成，中心安装有感温器支架用以安装热敏电阻，加热线圈的下面安装有多根磁条，用以会聚磁力线，减少磁力线外泄，如图所示。　　　　　　　　　　　　　　　　　　元件好坏的判别　　一、绝缘栅型场效应管（或IGBT）好坏的简易判别方法　　1、原理图　　　　　　　　2、实物图　　　　　　　　3、判断极性　　将万用表拨在R×1KΩ挡，用万用表测量时，将黑表笔固定接在某一电极上，另一表笔（红表笔）分别接其它　　两只管脚，若阻值均为无穷大，对调用红表笔固定接在这一电极（原黑表笔接的那只管脚）上，另一表笔　　（黑表笔）分别接其它两只管脚，若阻值均为无穷大，则固定不动的那只表笔接的那只管脚为栅极。其余两　　极再用万用表测量，若测得阻值为无穷大，调换表笔后测量阻值较小。在测量阻值较小的一次中，则判断红　　表笔接的为漏极（D）；黑表笔接的为源极（S）。　　4、判断好坏　　将万用表拨在R×10KΩ挡，用黑表笔接IGBT 的漏极（D），红表笔接IGBT 的源极（S），此时万用表的指针　　指在无穷处。用手指同时触及一下栅极（G）和漏极（D），这时IGBT 被触发导通，万用表的指针摆向阻值　　较小的方向，并能站住指示在某一位置。然后再用手指同时触及一下源极（S）和栅极（G），这时IGBT 被阻　　断，万用表的指针回到无穷处。此时即可判断IGBT 是好的。　　注意：若进第二次测量时，应短接一下源极（S）和栅极（G）。　　任何指针式万用表皆可用于检测IGBT。注意判断IGBT 好坏时，一定要将万用表拨在R×10KΩ挡，因R×1K　　Ω挡以下各档万用表内部电池电压太低，检测好坏时不能使IGBT 导通，而无法判断IGBT 的好坏。此方法同　　样也可以用于检测功率场效应晶体管（P-MOSFET）的好坏。　　附图　　　　　　　　IGBT 绝缘栅双极晶体管(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.　　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。.　　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%.　　　　代换ICBT时应注意的几个问题：　　由于IGBT管工作在高电压、大电流状态，工作温度高，易损坏，据不完全统计，在电磁炉故障维修中，IGBT管损坏占80%以上，而各厂家采用的IGBT管型号繁杂，有的厂家还把IGBT管型号标注打磨掉，因此，维修中不得不考虑IGBT的代换。代换时应注意以下二点：　　1、IGBT管的主要参数宜大不宜小，2000W以下的电磁炉可选用 大电流为20A—25A的IGBT管，2000W或2000W以上的电磁炉可选用 大电流为40A的IGBT管。　　2、应区分IGBT管内是否含有阻尼二极管，内含有阻尼二极管的IGBT管可代换不含阻尼二极管的IGBT管，若用不含阻尼二极管的IGBT管代换内含有阻尼二极管的IGBT管时，应在新更换的IGBT管的漏极和源极之间并接一只快速恢复二极管，如图所示。部分快速恢复二极管的型号及主要参数如表所示。　　　　　　　　　　电磁炉常用IGBT管型号和主要参数　　管子型号 高耐压（ V ） 大电流（ A ） 管内是否含有二极管　　20N 120CND 1200 20 有　　K25T120 1200 25 有　　G40N150D 1500 40 有　　5GL40N150D 1500 40 有　　G4PH50UD 1500 40 有　　GT40Q321 1300 40 有　　GT40T101 1000 40 无　　G40T101 1000 40 无　　GT40T301 1300 40 无　　ZQB35JA 1500 35 有　　G30P120N 1200 30 无　　GPQ25101 1000 25 有　　GT15J101 1000 15 无　　GT8Q191 1900 8 有　　GT50J101 1000 50 无　　GT50J102 1000 50 无　　GT50J301 1300 50 无　　GT60M104 1000 60 无　　GT60M301 1300 60 无　　GT75AN—12 1200 75 无　　15Q101 1000 15 有　　25Q101 1000 25 有　　80J101 1000 80 无　　JHT20T120 1200 20 有　　SKW25N120 1200 25 有　　　　二、DB1整流桥堆好坏的测量　　1、整流桥堆原理图　　　　　　2、好坏的测量　　方法一：　　用万用表R*1K档，黑表笔接“—”端，红表笔接“+”端，阻值在30K左右；对调表笔测量时，指针不动，表明该桥堆是好的。　　方法二：　　1）、用表R*1K档，黑表笔接其中的一个“~”端，红表笔接“+”端，阻值在10K左右；再用黑表笔接其中的另一个“~”端，红表笔接“+”端，阻值在10K左右；以上两次测量，在对调表笔后测量时，指针不动。　　2）、然后用黑表笔接“—”端，红表笔分别接两个“~”端时，阻值均在10K左右；以上两次测量，在对调表笔后测量时，指针不动。则表明此桥堆是好的。　　方法三：　　更好的方法是在线路板上直接测量（断电测量），用R*1档，方法同上，但阻值不同而已。　　三、二极管好坏的判别　　1、　　　　原理：二极管的单向导电性。　　　　　　2、 判别方法：　　用万用表R*1K档，黑表笔接P区（极），红表笔接N区，阻值10K左右，当对调表笔测量　　时阻值为无穷大，则表明该二极管是好的，否则坏的（指硅管）。

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