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电脑控制式驱动电磁灶

时间:2022-10-13 百科知识 版权反馈
【摘要】:振荡电路由比较器LM339N及④脚振荡电阻R15、二极管DIO、电容C17组成。这时,C17通过R15、D10放电,使LM339N的④脚反相输入电压逐渐下降,当低于⑤脚正相输入时,内部比较器再次截止,②脚输出高电平。高压峰值检测用于检查门控管C极脉冲幅度。

第六章 电脑控制式IC驱动电磁

TA8316S驱动块负责驱动脉冲的放大;电压比较器LM339N负责同步控制、振荡和脉宽调制、+300V检测、门控管VAC检测,引脚功能如表3-16所列;CPU采用HT46R47,负责用户指令接收、温度检测、电流检测及整机控制等,引脚功能如表3-17所列。

1.电源电路

交流220V,一路经互感器T2和T3传输、Bl桥式整流、L2和C2滤波变换为+300V电压,作为加热线圈L、门控管N10的工作电压;另一路经变压器Tl降压,分别经D3、C8、N3、DW1和D4-D7、C4、7805等整流、滤波、稳压为+16.5V、+12V、+5V直流电压供各路负载使用。

2.CPU的工作CPU在⑫脚得到+5V电源、⑪脚得到正常复位电压、13和⑭脚外接晶体正常的情况下,启动进入待机状态,可接收用户指令和检测各种信号,并由1⑦脚~1⑧脚输出显示信号,经电脑板上译码器T4HC164N(图中未画出)处理后,驱动指示灯和数码管显示相应信息;同时由①脚输出蜂鸣器控制信号,进行上电提示或报警提示。

表3-16 LM339N引脚应用功能

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表3-17 LT46R47(CPU)引脚功能

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当CPU接收到用户发出的加热指令,且检测各路信号无异常的情况下,令⑩脚输出PWM脉宽调制信号,经R23、C19积分变换为直流电压提供给N5基极,N5导通集电极有电压输出,通过电阻R25、R26分压后,加到比较器LM339的⑤脚,启动振荡电路工作,产生振荡脉冲,经驱动电路使门控管及负载―炉盘线圈工作,开始加热。

当CPU接收用户停止加热指令,或检测到某路信号处于保护值时,令⑩脚输出低电压停机指令,使N5截止,集电极无电压输出,破坏振荡条件,振荡停止,门控管及负载炉盘线圈停止工作。

在CPU因检测到保护信号而进入保护状态,令⑩脚输出停机指令的同时,还由①脚输出蜂鸣器控制信号(高电平),令N5导通,驱动蜂鸣器鸣叫报警。

3.炉盘电路

炉盘电路由加热线圈L、谐振电容Cl、门控管N10、逆程二极管D25组成,由Bl桥式整流输出的+300V作工作电压,由TA8316S驱动电路对门控管N10提供驱动脉冲。

接通电源设置于加热状态时,振荡电路产生的脉冲,经TA8136S驱动后提供给门控管N10的G极,控制门控管N10的导通和截止。当门控管N10导通期间,流过加热线圈L的电流迅速增大;当门控管截止时,存储在L中的电能向谐振电容Cl充电(上负下正)。Cl充满电后,随即又向加热线圈放电,C放电完毕,加热线圈又反方向对电容Cl充电(上正下负),然后电容Cl通过逆程二极管D25放电,形成一个振荡周期。此时,门控G极在第二个脉冲到来时导通,重复上述过程。这样使Cl与L发生并联谐振,L周围会产生高频电磁场,该电磁场使放在电磁灶炉面上的铁锅感应强大的涡流,从而产生热量对食物进行加热。

4.振荡与驱动电路

振荡电路由比较器LM339N及④脚振荡电阻R15、二极管DIO、电容C17组成。在CPU的⑩脚脉PWM指令到达时,N5导通,集电极有电压输出,经R25、R26分压后由LM339的⑤脚正相输入,并与④脚反相输入电压进行比较,以确定内部比较器的导通/截止工作状态,并在比较器截止时使②脚为高电压,+16.5V通过R14、R15对C17充电,LM339N的④脚反相输入电压逐渐升高,当高于⑤脚正相输入时,内部比较器翻转令②脚输出变换为低电平。这时,C17通过R15、D10放电,使LM339N的④脚反相输入电压逐渐下降,当低于⑤脚正相输入时,内部比较器再次截止,②脚输出高电平。以后重复上述过程,从而在②脚输出端形成脉冲。此脉冲通过R17送驱动块TA8136S的①脚,进行功率放大后由⑦脚输出,送门控管N10的G极进行放大后推动加热线圈转换为电磁能,使锅具发热进行烹饪。

5.同步控制

炉盘加热线圈L的SK1、SK2两端电压,经Rg、R10分压和Rll一R13分压,分别加到电压比较器LM339N的⑦脚和⑥脚。这样,门控管集电极无反峰脉冲电压时,⑥脚负相输入低于⑦脚正相输入内比较器截止,其①脚输出高电压,使LM339N的⑤脚为高电压,振荡器才有可能振荡有脉冲输出,门控管才有可能导通,从而实现同步控制。这样避免门控管集电极反峰脉冲还没有消失,门控管就导通出现的大电流瞬间损坏门控管。

6.各种检测及保护

除+300V检测由电压比较器LM339N进行外,其他检测均由CPU检测相应引脚电压来实现,并在检测结果异常时,令⑩脚输出停机指令强迫振荡电路停振。

(l)+300V电压检测

桥式整流器Bl输出的+300V电压,经R5、R6、R7分压,通过D24隔离后,送电压比较器LM339N的⑧脚反相输入端,与L339N的⑨脚正极输入端基准2.5V电压(+2.5V电源通过R32、R33分压而得)比较。当电网220V电压过高时,+300V电压随之升高很多,使LM339N的⑧脚反相输入电压高于⑨脚正相输入,内比较器导通,其④脚输出低电平,通过D14将②脚输出钳位于低电平,停止对门控管提供驱动脉冲,停止加热。

(2)电网电压过压/欠压保护

220V电源经Dl、D2整流后分为两路:一路经R38、R39分压取样后提供给N6基极等欠压保护电路;另一路由R35、R36分压,经D17送CPU的⑤脚作为过压检测。当电网电压过高时,CPU的⑤脚电压高于设定值,CPU据此判断电网电压过高,而令⑩脚脉宽调制变换输出低电平停机指令,N4截止,发射极无电压输出,LM339的⑤脚正向输入下降,始终低于④脚负向输入,内部比较器始终导通,其②脚输出为0V低电平,而停止振荡脉冲输出,进入保护状态。

当电网电压过低时,N⑥脚电压低于0.6V导通值,令该管截止,集电极变为高电压保护值,并使CPUHT46R47的④脚为高电压,CPU据此判断电网电压过低,而进入欠压保护状态,令⑩脚输出停机指令。

(3)高压峰值检测

高压峰值检测用于检查门控管C极脉冲幅度。门控管N10集电极脉冲经SK2传输,R28、R27、R29分压后,送电压比较器L339N的⑩脚反相输入,与⑪脚正向输入(+5V经R30、R31分压而得)比较。当门控管N10的C极电压、脉冲因故过高(如超过1150V),会令LM339N的⑩脚反相电压高于⑪脚正向电压,内部比较器导通,其⑬脚输出低电平,通过D14使CPU的⑧脚为低电平,CPU据此进入峰值检测状态,令⑩脚输出停机指令,从而保护门控管N10不被击穿受

(4)电流及锅具检测

由电流互感器T2及相关D20~D23、C28组成。T2互感器次级输的感应电压值,与盘炉线线圈工作电流为正比例关系。因此可以通过监测炉盘线圈电路的大小确定是否过流,是否放入锅具。

当工作电流过大时,互感器犯次级输出的感应电压升高,经D20~D23整流,R43、R44分压、C28滤波,送CPU的⑥脚。当CPU检测到⑥脚电压大于标定范围的上限值时,CPU据此判断整机工作电流过大而进入保护状态,令⑩脚输出停机指令。

炉面没有放置锅具,或放置位置不正确时,负载轻、工作电流小,CPU的⑥脚达不到标定范围的下限,其内部检测电路据此判断无锅,而进入保护状态,令⑩脚输出停机指令,转为输出试探信号以继续检锅。

(5)过热保护

过热保护分为门控管过热保护和炉面过热保护两种。

门控管过热保护:当门控管N10温度超过设定值时,固定于门控管上的温控开关B4自动转换到断开状态,切断N7基极回路,N7截止无电压输出,令CPU的⑦脚变为低电压。CPU据此进行过热保护,令⑩脚输出停机指令,同时启动蜂鸣器报警。

炉面过热保护:当炉面温度超过标定值时,炉面热敏电阻(负温度系数)变得很小,CPU的⑦脚电压拉得很低。CPU据此进入过热保护状态,其处理结果同上。

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