、 GT40T101, 代用SGW25N120和GT40T101時請將原配套該IGBT的D11快速恢復(fù)二極管拆除不裝。
(6) GT60M303 ----東芝公司出品,耐壓900V,電流容量25℃時120A,100℃時60A, 內(nèi)部帶阻尼二極管
。
2.2 電路方框圖0969*
2.3
2.3主回路原理分析
時間t1~t2時當開關(guān)脈沖加至Q1的G極時,Q1飽和導(dǎo)通,電流i1從電源流過L1,由于線圈感抗不允許電流突變.所以在t1~t2時間i1隨線性上升,在t2時脈沖結(jié)束,Q1截止,同樣由于感抗作用,i1不能立即變0,于是向C3充電,產(chǎn)生充電電流i2,在t3時間,C3電荷充滿,電流變0,這時L1的磁場能量全部轉(zhuǎn)為C3的電場能量,在電容兩端出現(xiàn)左負右正,幅度達到峰值電壓,在Q1的CE極間出現(xiàn)的電壓實際為逆程脈沖峰壓 電源電壓,在t3~t4時間,C3通過L1放電完畢,i3達到最大值,電容兩端電壓消失,這時電容中的電能又全部轉(zhuǎn)為L1中的磁能,因感抗作用,i3不能立即變0,于是L1兩端電動勢反向,即L1兩端電位左正右負,由于阻尼管D11的存在,C3不能繼續(xù)反向充電,而是經(jīng)過C2
、D11回流,形成電流i4,在t4時間,第二個脈沖開始到來,但這時Q1的UE為正,UC為負,處于反偏狀態(tài),所以Q1不能導(dǎo)通,待i4減小到0,L1中的磁能放完,即到t5時Q1才開始第二次導(dǎo)通,產(chǎn)生i5以后又重復(fù)i1~i4過程,因此在L1上就產(chǎn)生了和開關(guān)脈沖f(20KHz~30KHz)相同的交流電流
。t4~t5的i4是阻尼管D11的導(dǎo)通電流,
在高頻電流一個電流周期里,t2~t3的i2是線盤磁能對電容C3的充電電流,t3~t4的i3是逆程脈沖峰壓通過L1放電的電流,t4~t5的i4是L1兩端電動勢反向時, 因D11的存在令C3不能繼續(xù)反向充電, 而經(jīng)過C2、D11回流所形成的阻尼電流,Q1的導(dǎo)通電流實際上是i1
。
Q1的VCE電壓變化:在靜態(tài)時,UC為輸入電源經(jīng)過整流后的直流電源,t1~t2,Q1飽和導(dǎo)通,UC接近地電位,t4~t5,阻尼管D11導(dǎo)通,UC為負壓(電壓為阻尼二極管的順向壓降),t2~t4,也就是LC自由振蕩的半個周期,UC上出現(xiàn)峰值電壓,在t3時UC達到最大值
。
以上分析證實兩個問題:一是在高頻電流的一個周期里,只有i1是電源供給L的能量,所以i1的大小就決定加熱功率的大小,同時脈沖寬度越大,t1~t2的時間就越長,i1就越大,反之亦然,所以要調(diào)節(jié)加熱功率,只需要調(diào)節(jié)脈沖的寬度;二是LC自由振蕩的半周期時間是出現(xiàn)峰值電壓的時間,亦是Q1的截止時間,也是開關(guān)脈沖沒有到達的時間,這個時間關(guān)系是不能錯位的,如峰值脈沖還沒有消失,而開關(guān)脈沖己提前到來,就會出現(xiàn)很大的導(dǎo)通電流使Q1燒壞,因此必須使開關(guān)脈沖的前沿與峰值脈沖后沿相同步
。
2.4 振蕩電路
(1) 當G點有Vi輸入時、V7 OFF時(V7=0V), V5等于D12與D13的順向壓降, 而當V6<V5之后,V7由OFF轉(zhuǎn)態(tài)為ON,V5亦上升至Vi, 而V6則由R56
、R54向C5充電。
(2) 當V6>V5時,V7轉(zhuǎn)態(tài)為OFF,V5亦降至D12與D13的順向壓降, 而V6則由C5經(jīng)R54
、D29放電
。
(3) V6放電至小于V5時, 又重復(fù)(1) 形成振蕩
。
“G點輸入的電壓越高, V7處于ON的時間越長, 電磁爐的加熱功率越大,反之越小”。
2.5 IGBT激勵電路
振蕩電路輸出幅度約4.1V的脈沖信號,此電壓不能直接控制IGBT(Q1)的飽和導(dǎo)通及截止,所以必須通過激勵電路將信號放大才行,該電路工作過程如下:
(1) V8 OFF時(V8=0V),V8<V9,V10為高,Q8和Q3 導(dǎo)通
、Q9和Q10截止,Q1的G極為0V,Q1截止
。
(2) V8 ON時(V8=4.1V),V8>V9,V10為低,Q8和Q3截止
、Q9和Q10導(dǎo)通, 22V通過R71、Q10加至Q1的G極,Q1導(dǎo)通
。
2.6 PWM脈寬調(diào)控電路
CPU輸出PWM脈沖到由R6
、C33
、R16組成的積分電路, PWM脈沖寬度越寬,C33的電壓越高,C20的電壓也跟著升高,送到振蕩電路(G點)的控制電壓隨著C20的升高而升高, 而G點輸入的電壓越高, V7處于ON的時間越長, 電磁爐的加熱功率越大,反之越小
。
“CPU通過控制PWM脈沖的寬與窄, 控制送至振蕩電路G的加熱功率控制電壓,控制了IGBT導(dǎo)通時間的長短,結(jié)果控制了加熱功率的大小”
。
2.7 同步電路
R78
、R51分壓產(chǎn)生V3,R74 R75
、R52分壓產(chǎn)生V4, 在高頻電流的一個周期里,在t2~t4時間 (圖1),由于C3兩端電壓為左負右正,所以V3<V4,V5OFF(V5=0V) 振蕩電路V6>V5,V7 OFF(V7=0V),振蕩沒有輸出,也就沒有開關(guān)脈沖加至Q1的G極,保證了Q1在t2~t4時間不會導(dǎo)通, 在t4~t6時間,C3電容兩端電壓消失, V3>V4, V5上升,振蕩有輸出,有開關(guān)脈沖加至Q1的G極。以上動作過程,保證了加到Q1 G極上的開關(guān)脈沖前沿與Q1上產(chǎn)生的VCE脈沖后沿相同步
。
2.8 加熱開關(guān)控制
當不加熱時,CPU 19腳輸出低電平(同時13腳也停止PWM輸出), D18導(dǎo)通,將V8拉低,另V9>V8,使IGBT激勵電路停止輸出,IGBT截止,則加熱停止
。
(2)開始加熱時, CPU 19腳輸出高電平,D18截止,同時13腳開始間隔輸出PWM試探信號,同時CPU通過分析電流檢測電路和VAC檢測電路反饋
的電壓信息
、VCE檢測電路反饋的電壓波形變化情況,判斷是否己放入適合的鍋具,如果判斷己放入適合的鍋具,CPU13腳轉(zhuǎn)為輸出正常的PWM信號,電磁爐進入正常加熱狀態(tài),如果電流檢測電路
、VAC及VCE電路反饋的信息,不符合條件,CPU會判定為所放入的鍋具不符或無鍋,則繼續(xù)輸出PWM試探信號,同時發(fā)出指示無鍋的報知信息(祥見故障代碼表),如1分鐘內(nèi)仍不符合條件,則關(guān)機
。
2.9 VAC檢測電路
AC220V由D1、D2整流的脈動直流電壓通過R79
、R55分壓、C32平滑后的直流電壓送入CPU,根據(jù)監(jiān)測該電壓的變化,CPU會自動作出各種動作指令:
(1) 判別輸入的電源電壓是否在充許范圍內(nèi),否則停止加熱,并報知信息(祥見故障代碼表)
。
(2) 配合電流檢測電路、VCE電路反饋的信息,判別是否己放入適合的鍋具,作出相應(yīng)的動作指令(祥見加熱開關(guān)控制及試探過程一節(jié))。
(3) 配合電流檢測電路反饋的信息及方波電路監(jiān)測的電源頻率信息,調(diào)控PWM的脈寬,令輸出功率保持穩(wěn)定
。
“電源輸入標準220V1V電壓,不接線盤(L1)測試CPU第7腳電壓,標準為1.95V0.06V”。
2.10 電流檢測電路
電流互感器CT二次測得的AC電壓,經(jīng)D20~D23組成的橋式整流電路整流
、C31平滑,所獲得的直流電壓送至CPU,該電壓越高,表示電源輸入的電流越大, CPU根據(jù)監(jiān)測該電壓的變化,自動作出各種動作指令:
(1) 配合VAC檢測電路、VCE電路反饋的信息,判別是否己放入適合的鍋具,作出相應(yīng)的動作指令(祥見加熱開關(guān)控制及試探過程一節(jié))
。
(2) 配合VAC檢測電路反饋的信息及方波電路監(jiān)測的電源頻率信息,調(diào)控PWM的脈寬,令輸出功率保持穩(wěn)定
2.11 VCE檢測電路
將IGBT(Q1)集電極上的脈沖電壓通過R76 R77、R53分壓送至Q6基極,在發(fā)射極上獲得其取樣電壓,此反映了Q1 VCE電壓變化的信息送入CPU, CPU根據(jù)監(jiān)測該電壓的變化,自動作出各種動作指令:
(1) 配合VAC檢測電路
、電流檢測電路反饋的信息,判別是否己放入適合的鍋具,作出相應(yīng)的動作指令(祥見加熱開關(guān)控制及試探過程一節(jié))。
(2) 根據(jù)VCE取樣電壓值,自動調(diào)整PWM脈寬,抑制VCE脈沖幅度不高于1100V(此值適用于耐壓1200V的IGBT,耐壓1500V的IGBT抑制值為1300V)
。
(3) 當測得其它原因?qū)е罺CE脈沖高于1150V時((此值適用于耐壓1200V的IGBT,耐壓1500V的IGBT此值為1400V),CPU立即發(fā)出停止加熱指令(祥見故障代碼表)。
2.12 浪涌電壓監(jiān)測電路
電源電壓正常時,V14>V15,V16 ON(V16約4.7V),D17截止,振蕩電路可以輸出振蕩脈沖信號,當電源突然有浪涌電壓輸入時,此電壓通過C4耦合,再經(jīng)過R72
、R57分壓取樣,該取樣電壓通過D28另V15升高,結(jié)果V15>V14另 IC2C比較器翻轉(zhuǎn),V16 OFF(V16=0V),D17瞬間導(dǎo)通,將振蕩電路輸出的振蕩脈沖電壓V7拉低,電磁爐暫停加熱,同時,CPU監(jiān)測到V16 OFF信息,立即發(fā)出暫止加熱指令,待浪涌電壓過后、V16由OFF轉(zhuǎn)為ON時,CPU再重新發(fā)出加熱指令
。
2.13 過零檢測
當正弦波電源電壓處于上下半周時, 由D1、D2和整流橋DB內(nèi)部交流兩輸入端對地的兩個二極管組成的橋式整流電路產(chǎn)生的脈動直流電壓通過R73
、R14分壓的電壓維持Q11導(dǎo)通,Q11集電極電壓變0, 當正弦波電源電壓處于過零點時,Q11因基極電壓消失而截止,集電極電壓隨即升高,在集電極則形成了與電源過零點相同步的方波信號,CPU通過監(jiān)測該信號的變化,作出相應(yīng)的動作指令
。
2.14 鍋底溫度監(jiān)測電路
加熱鍋具底部的溫度透過微晶玻璃板傳至緊貼玻璃板底的負溫度系數(shù)熱敏電阻,該電阻阻值的變化間接反映了加熱鍋具的溫度變化(溫度/阻值祥見熱敏電阻溫度分度表),熱敏電阻與R58分壓點的電壓變化其實反映了熱敏電阻阻值的變化,即加熱鍋具的溫度變化, CPU通過監(jiān)測該電壓的變化,作出相應(yīng)的動作指令:
(1) 定溫功能時,控制加熱指令,另被加熱物體溫度恒定在指定范圍內(nèi)
。
(2) 當鍋具溫度高于220℃時,加熱立即停止, 并報知信息(祥見故障代碼表)。
(3) 當鍋具空燒時, 加熱立即停止, 并報知信息(祥見故障代碼表)
。
(4) 當熱敏電阻開路或短路時, 發(fā)出不啟動指令,并報知相關(guān)的信息(祥見故障代碼表)
。
2.6 PWM脈寬調(diào)控電路
CPU輸出PWM脈沖到由R6
、C33
、R16組成的積分電路, PWM脈沖寬度越寬,C33的電壓越高,C20的電壓也跟著升高,送到振蕩電路(G點)的控制電壓隨著C20的升高而升高, 而G點輸入的電壓越高, V7處于ON的時間越長, 電磁爐的加熱功率越大,反之越小。
“CPU通過控制PWM脈沖的寬與窄, 控制送至振蕩電路G的加熱功率控制電壓
,控制了IGBT導(dǎo)通時間的長短,結(jié)果控制了加熱功率的大小”
。
2.7 同步電路
R78
、R51分壓產(chǎn)生V3,R74 R75、R52分壓產(chǎn)生V4, 在高頻電流的一個周期里,在t2~t4時間 (圖1),由于C3兩端電壓為左負右正,所以V3<V4,V5OFF(V5=0V) 振蕩電路V6>V5,V7 OFF(V7=0V),振蕩沒有輸出,也就沒有開關(guān)脈沖加至Q1的G極,保證了Q1在t2~t4時間不會導(dǎo)通, 在t4~t6時間,C3電容兩端電壓消失, V3>V4, V5上升,振蕩有輸出,有開關(guān)脈沖加至Q1的G極。以上動作過程,保證了加到Q1 G極上的開關(guān)脈沖前沿與Q1上產(chǎn)生的VCE脈沖后沿相同步
。
2.8 加熱開關(guān)控制
當不加熱時,CPU 19腳輸出低電平(同時13腳也停止PWM輸出), D18導(dǎo)通,將V8拉低,另V9>V8,使IGBT激勵電路停止輸出,IGBT截止,則加熱停止
。
(2)開始加熱時, CPU 19腳輸出高電平,D18截止,同時13腳開始間隔輸出PWM試探信號,同時CPU通過分析電流檢測電路和VAC檢測電路反饋
的電壓信息、VCE檢測電路反饋的電壓波形變化情況,判斷是否己放入適合的鍋具,如果判斷己放入適合的鍋具,CPU13腳轉(zhuǎn)為輸出正常的PWM信號,電磁爐進入正常加熱狀態(tài),如果電流檢測電路
、VAC及VCE電路反饋的信息,不符合條件,CPU會判定為所放入的鍋具不符或無鍋,則繼續(xù)輸出PWM試探信號,同時發(fā)出指示無鍋的報知信息(祥見故障代碼表),如1分鐘內(nèi)仍不符合條件,則關(guān)機。
2.9 VAC檢測電路
AC220V由D1
、D2整流的脈動直流電壓通過R79
、R55分壓
、C32平滑后的直流電壓送入CPU,根據(jù)監(jiān)測該電壓的變化,CPU會自動作出各種動作指令:
(1) 判別輸入的電源電壓是否在充許范圍內(nèi),否則停止加熱,并報知信息(祥見故障代碼表)。
(2) 配合電流檢測電路
、VCE電路反饋的信息,判別是否己放入適合的鍋具,作出相應(yīng)的動作指令(祥見加熱開關(guān)控制及試探過程一節(jié))。
(3) 配合電流檢測電路反饋的信息及方波電路監(jiān)測的電源頻率信息,調(diào)控PWM的脈寬,令輸出功率保持穩(wěn)定
。
“電源輸入標準220V1V電壓,不接線盤(L1)測試CPU第7腳電壓,標準為1.95V0.06V”。
2.10 電流檢測電路
電流互感器CT二次測得的AC電壓,經(jīng)D20~D23組成的橋式整流電路整流
、C31平滑,所獲得的直流電壓送至CPU,該電壓越高,表示電源輸入的電流越大, CPU根據(jù)監(jiān)測該電壓的變化,自動作出各種動作指令:
(1) 配合VAC檢測電路、VCE電路反饋的信息,判別是否己放入適合的鍋具,作出相應(yīng)的動作指令(祥見加熱開關(guān)控制及試探過程一節(jié))
。
(2) 配合VAC檢測電路反饋的信息及方波電路監(jiān)測的電源頻率信息,調(diào)控PWM的脈寬,令輸出功率保持穩(wěn)定
2.11 VCE檢測電路
將IGBT(Q1)集電極上的脈沖電壓通過R76 R77、R53分壓送至Q6基極,在發(fā)射極上獲得其取樣電壓,此反映了Q1 VCE電壓變化的信息送入CPU, CPU根據(jù)監(jiān)測該電壓的變化,自動作出各種動作指令:
(1) 配合VAC檢測電路
、電流檢測電路反饋的信息,判別是否己放入適合的鍋具,作出相應(yīng)的動作指令(祥見加熱開關(guān)控制及試探過程一節(jié))