电磁炉原理及电路.docx

1引言电磁灶是应用电磁感应原理进行加热工作的，是现代家庭烹饪食物的先进电子炊具。它使用起来非常方便，可用来进行煮、炸、煎、蒸、炒等各种烹调操作。电磁灶的功率一般在700--1800W左右。电磁炉按感应线圈中的电流频率分为低频和高频两大类，相比较高频电磁灶受热效率高，比较省电。按样式分类，可以分以下三种。台式电磁炉：分为单头和双头两种，具有摆放方便、可移动性强等优点。因为价格低较受欢迎。埋入式电磁炉：是将整个电磁炉放入橱柜面内，然后在台面上挖个洞，使灶面与橱柜台面成一个平面。业内专家认为这种安装方法只求美观，但不科学，很大一部分消费群体把电磁炉当做火锅，埋入式炒菜并不方便。嵌入式电磁炉：可适应不同锅具的需要，不再对锅具有特殊要求。本文主要介绍利用SPMC65P2404芯片来实现电磁炉的设计。SPMC65P2404是凌阳推出的一款工业控制8位单片机，具有很高的性价比，抗干扰能力强，非常适合应用于工业控制类、家电类产品的设计。使用SPMC65P2404设计的电磁炉具有如下性能：六种加热模式：火锅、煎炸、炒菜、烧烤、蒸煮、烧焖；一种自动工作模式：烧水；最大720分钟的定时开机功能；2小时自动关机保护功能；小物件检测功能，对不合适的物件不进行加热；系统采用过流、过压、超温等多种保护措施；采用开关电源，使系统能够在180~250V的电压范围内正常工作；系统设置了故障报警功能，方便故障查找及检修；系统含有自检程序，方便生产测试。2电磁炉加热原理电磁炉是应用电磁感应原理对食品进行加热的。电磁炉的炉面是耐热陶瓷板，交变电流通过陶瓷板下方的线圈产生磁场，磁场内的磁力线穿过铁锅、不锈钢锅等底部时，产生涡流，令锅底迅速发热，达到加热食品的目的。电磁炉加热原理如图2-1所示，灶台台面是一块高强度、耐冲击的陶瓷平板（结晶玻璃），台面下边装有高频感应加热线圈（即励磁线圈）、高频电力转换装置及相应的控制系统，台面的上面放有平底烹饪锅。

图21电磁炉加热原理
其工作过程如下：电流电压经过整流器转换为直流电，又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电，将高频交流电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上，由此产生高频交变磁场。其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅。在烹饪锅体内因电磁感应就有强大的涡流产生。涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换，所产生的焦耳热就是烹调的热源。3电磁炉设计要求电磁炉作为一种普遍的家用产品，除了要具有基本的加热功能外，它的安全性能及稳定性能是设计的关键。电磁炉设有多种保护装置，包括小物件检测、过热自动停机保护、过压或欠压自动停机保护、空烧自动停止加热保护、2小时断电保护、1～2分钟自动停机保护以及声光报警显示等。综合起来，电磁炉可由下述技术特性参数考核：（1）自身保护特性。输出开关管是电磁炉的关键元件，工作于高电压、大功率状态，受成本和器件参数限制，设计时不可能有很大的富裕量，故在工作过程中，若电源电压过高、工作状态切换时产生瞬间冲击、电流增大、机内温升过高、铁锅挪离灶板或空载，开关管都可能损坏。因此，应保证过压、过流、过温、锅检测等保护装置正常；（2）锅底温度控制特征。锅底发热直接传至灶板（陶瓷玻璃），灶板是导热材料，故一般都将热敏元件安装在灶板底部，探测锅底的温度；（3）功率稳定性。电磁炉应具有输出功率自动调整功能，以改善电源适应性和负载适应性；（4）电磁兼容性。该性能涉及对其余家电的干扰和对人体的危害。电磁炉均在电源回路中设有LC滤波电路并用金属围框吸收漏磁通，同时采用脉冲方式，使平均辐射功率控制在最小限度；4系统硬件设计系统采用SPMC65P2404作为主控MCU，主要模式有：键盘扫描，锅体温度检测，IGBT温度检测，电流过流检测，超压欠压检测，振荡信号检测，风扇控制，数码管显示控制，LED控制，蜂鸣器控制，系统启动控制。

图41系统框图
4.1功率板电路分析

图42功率板电路图
4.1.1加热线圈工作电路

交流电220V经过前端滤波处理，通过整流桥，变成大约310v左右的直流电，通过MCU控制IGBT的导通和关闭，来控制加热线圈的工作状态。4.1.2开关电源电路部分

开关电源部分采用TI公司最新推出的集成电路VIPer12A，来实现不同电压的输出，AC接入后经过半波整流，接到VIPer12A的电压输入脚，输出端通过稳压变压的方式来得到18V和5V直流电，为IC和其他外围元件提供电源。4.1.3电压值测量电路

AC接入后，经过半波整流，由R10和R17产生分压，对电路的电压进行比例式测量，以判断电路电压是否超过或者不足。 4.1.4温度测量

通过两个热敏电阻分别来测试IGBT和瓷砖底面的温度，以此来保护IGBT，和对系统进行温度控制时提供参考。4.1.5IGBT控制电路

电