【正文】 壓。所以在剛開機(jī)就進(jìn)行鍋底溫度傳感器的斷路檢測是不對的，并且在環(huán)境溫度低于攝氏零下5度時，因為電磁爐會誤檢測到鍋底的溫度傳感器斷路，而不能啟動。在開機(jī)后，延時一段時間，再對鍋底溫度傳感器進(jìn)行斷路檢測。當(dāng)IGBT溫度過高或IGBT溫度傳感器開路時報警。這種狀態(tài)持續(xù)5秒鐘后，電磁爐將會自動關(guān)機(jī)。這里10ms ADC轉(zhuǎn)換一次。但在一個ADC轉(zhuǎn)換的周期內(nèi)的平均值，通過第一種方法更能表現(xiàn)出來。6個通道的AD轉(zhuǎn)換，可以用兩種方法:第一種方法是一次采樣切換6個通道，采樣6次，最后一起計算AD轉(zhuǎn)換結(jié)果。以1MS中斷計數(shù)，每10MS進(jìn)行一次AD轉(zhuǎn)換。圖54 開機(jī)處理流程圖 Power handling flow chart A/D轉(zhuǎn)換子程序圖55是AD轉(zhuǎn)換的流程。圖53 關(guān)機(jī)處理流程圖 Shut down process flow chart 開機(jī)處理總框架圖54是開機(jī)處理總框圖。(4) 關(guān)閉電風(fēng)扇。關(guān)機(jī)狀態(tài)下有如下特征:(1) 顯示部分全部熄滅，這時只有開/關(guān)鍵有效。上電初始化包括接口的初始化、測試鍵的檢測、鍵盤的顯示掃描初始化、定時器中斷的初始化、AD轉(zhuǎn)換的初始化。在開機(jī)狀態(tài)下，如果按下關(guān)機(jī)鍵，主程序則又返回到關(guān)機(jī)循環(huán)，再重復(fù)上述過程。電磁爐一上電，便默認(rèn)為關(guān)機(jī)狀態(tài)，因此主程序進(jìn)入關(guān)機(jī)循環(huán)，然后不斷的檢測是否有開機(jī)鍵按下。SEG1SEG8用于段輸出，Grid1Grid7 用于位輸出。如圖411所示。第一次上電時不作判斷處理。如果在不正常情況下溫升還繼續(xù)升高，高于110℃，則立即停止加熱，并報知信息或不報知信息，而是每4S檢測一下鍋具。用導(dǎo)熱硅脂涂在它們之間，并壓在PCB板上，IGBT產(chǎn)生的溫度直接傳到了熱敏電阻上，熱敏電阻與R28電阻分壓點(diǎn)的變化反映了熱敏電阻的阻值變化。(3) 自動功能工作時，鍋具溫度是否高過設(shè)定溫度，立即停止工作，并關(guān)機(jī)。圖49 電流檢知電路 Current detection circuit爐面?zhèn)鞲衅鳎籂t面加熱鍋具的溫度透過微晶玻璃板傳至緊貼在微晶玻璃板底部的傳感器，該傳感器的阻值變化直接反映了鍋具溫度的變化，傳感器與R27電阻分壓電壓的變化反映了傳感器的阻值變化，就反映出加熱鍋具的溫度變化。圖48電源電壓檢知電路 Power supply voltage detection circuit市電（交流220V）經(jīng)過橋式整流電路，在經(jīng)過LC電路濾波，經(jīng)過小電阻RK1(15歐)引出大電流，經(jīng)過R2,VR1,R40,R44,R43分得電流進(jìn)入IC1的16腳ADC0進(jìn)行檢知。(3) 判斷是否有特殊要求控制風(fēng)扇工作圖47 風(fēng)扇驅(qū)動電路 Fan drive circuit市電（交流220V）經(jīng)DD2整流后由R2R2RR12分壓得到一個電壓進(jìn)入IC1的11腳ADC1進(jìn)行檢知。降低爐內(nèi)的環(huán)境溫度，以穩(wěn)定電磁爐正常工作。C8為濾波電容。IGBT導(dǎo)通時，線盤兩端電壓極性CN3“＋”CN4 “－”正電位（正電壓）。否則，高電壓形成的大電流必將損壞IGBT。當(dāng)電流增大至某一值時IGBT立即截止，以避免大電流擊穿IGBT。電磁爐工作時，IGBT快速交替地工作在截止與導(dǎo)通狀態(tài)之間。反復(fù)以上步驟。因IGBT的G極（控制極）有信號輸入，開始導(dǎo)通（但很快就截止了。Q1基極高電平，所以導(dǎo)通，18V通過了三極管進(jìn)入IGBT的G腳（控制腳）。 IGBT驅(qū)動電路[26]圖45 IGBT驅(qū)動電路 IGBT drive circuit驅(qū)動電路有兩個任務(wù)：一是對開關(guān)脈沖進(jìn)行激勵放大，充分激勵I(lǐng)GBT使之處于良好的導(dǎo)通狀態(tài)；而是為IGBT關(guān)斷提供反偏電壓，使IGBT能夠可靠的關(guān)斷。進(jìn)入U3—三端穩(wěn)壓集成輸入端。D8為鉗位二極管，把電位鉗制在0V以上。U2的（此電壓有高頻脈動成分）。D6二次整流E1濾波后出來300V左右的高壓進(jìn)入U2的8腳。R7為限流電阻.。當(dāng)IGBT擊穿后，要對其進(jìn)行檢測，C5容量變值都會導(dǎo)致IGBT燒壞（特別是電容短路）。因此電磁爐的開關(guān)選用IGBT管。經(jīng)測試，此時加在開關(guān)管上的電壓約為十250V，工作電流在20A～40A之間。當(dāng)C8uF/400V（DC）電容擊穿短路時，保險絲會燒斷，整流器也會因電流過大而燒壞。當(dāng)其燒壞后，不能隨意用其它整流器代替。如圖41所示。壓敏電阻標(biāo)注一般為10D561K或10D471K，其最大允許使用電壓為300V（AC），當(dāng)電壓超出其范圍時，就會被炸裂。（過小電流不夠過、易熔斷。圖33主程序框圖 program block diagram 圖 34定時器中斷服務(wù)程序框圖 diagram of timer interrupt service routine第四章 電磁爐硬件電路設(shè)計 交流電輸入部分市電220V經(jīng)接插件LN1接入電路。(2) 由于中斷可能發(fā)生在主程序的任何地方，定時中斷服務(wù)程序為主程序提供的數(shù)據(jù)隨時會改變，因此在一次主程序循環(huán)中，此數(shù)據(jù)最好只使用一次。為了使程序運(yùn)行穩(wěn)定可靠，主程序與定時中斷服務(wù)程序應(yīng)遵循如下原則：(1) 主程序與定時中斷服務(wù)程序可以雙向傳送數(shù)據(jù)。電磁爐的程序應(yīng)分為兩大部分：主程序和定時器中斷服務(wù)程序。詳細(xì)的硬件設(shè)計將在第四章介紹。2)：逆變部分（DCAC)，包括大功率開關(guān)器件IGBT、IGBT的隔離驅(qū)動及過壓過流保護(hù)電路、緩沖電路等。良好的軟件設(shè)計可以最大限度的發(fā)揮硬件資源的優(yōu)勢。其它定時間閃爍10S后確認(rèn)，顯示定時時間倒計時，定時時間到后關(guān)機(jī)。在火力狀態(tài)下，按滑動鍵可進(jìn)行6檔火力調(diào)節(jié)，最小可調(diào)到1檔，“開/關(guān)”可以關(guān)機(jī)。在定溫狀態(tài)下，按滑動鍵可進(jìn)行6檔溫度調(diào)節(jié)，最小可調(diào)到1檔，最大可調(diào)到6檔。(6)定時鍵：在“火力“或“定溫”狀態(tài)下按“定時”鍵，定時功能燈亮，進(jìn)入定時設(shè)定狀態(tài)；基本狀態(tài)說明如下：(1)上電狀態(tài)：插上電源，蜂鳴器響一長聲（約1 S），所有LED燈全亮（約1 S），然后進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài)。(2)開/關(guān)”鍵：用來開機(jī)、關(guān)機(jī)。按照委托開發(fā)廠家海爾的要求，界面是LED數(shù)碼管顯示的。若無延時，當(dāng)環(huán)境溫度小于0度時，將會誤判為傳感器開路報警。鍋底溫度超溫、傳感器斷路報警若鍋底溫度過高，或溫度傳感器斷路則報警，數(shù)碼管顯示E3。報警號如下:欠壓、過壓報警當(dāng)市電電壓低于170V，或超過260V時報警，數(shù)碼管顯示El。若30秒內(nèi)，又將鍋放回爐臺上，則以原來的方式工作，無鍋檢測時間不計入定時時間。(2)定時功能最高定時時間為120分鐘。C。C ，180176。其中間歇檔為斷續(xù)加熱，即開3秒，停3秒。此時按下開/關(guān)鍵，可以開機(jī)，要求實現(xiàn)以下具體功能。解此微分方程并代入初始條件，可得： （217）L*中的剩余能量，一部分消耗在R*上，一部分返回電源，的絕對值按指數(shù)規(guī)律衰減，在時刻，L*中的能量釋放完畢，二極管自然阻斷。但是，L*中還有剩余能量，并不為0，時刻。當(dāng)時，Cr的能量釋放完畢，轉(zhuǎn)由L*釋放能量，使繼續(xù)反向流動，一部分消耗在R*上，一部分向Cr反向充電。在時刻，L*的能量釋放完畢，達(dá)到最大值，于是，IGBT上的電壓也達(dá)到最大值。波形如圖26中的和。這時，仍有。 (29)由初始條件，解得： (210)式中為時間常數(shù)。由于Cr上的電壓已經(jīng)是－，故Cr中的電流為0。分析一個工作周期的情況，定義主開關(guān)開通的時刻為t0。電壓諧振變換器是低開關(guān)損耗的零電壓型（ZVS）變換器，功率開關(guān)管的開關(guān)動作由單片機(jī)控制，并通過驅(qū)動電路完成。電磁爐是運(yùn)用高頻電磁感應(yīng)原理加熱。感應(yīng)加熱系統(tǒng)，曾經(jīng)只是應(yīng)用在航空、導(dǎo)彈等領(lǐng)域，現(xiàn)在也逐漸應(yīng)用到家電產(chǎn)品中去如電磁爐、電磁電飯煲、電磁熱水器等。這種性質(zhì)在工業(yè)金屬熱處理方面獲得了廣泛的應(yīng)用。透入深度△由下式確定： (27)式中：—工件電阻率(交變磁場在導(dǎo)體中感應(yīng)出來的電流稱為渦流。在感應(yīng)圈中置一金屬工件，感應(yīng)線圈兩端加上交流電壓，產(chǎn)生交流電流，在工件中產(chǎn)生感應(yīng)電流。臨近效應(yīng)：當(dāng)兩根通有交流電的導(dǎo)體靠的很近時，在相互影響下，兩導(dǎo)體中的電流要重新分布。金屬中產(chǎn)生的功率為： (26)從以上可以看到，如果增大電流和提高頻率都可以增加發(fā)熱效果，使加熱對象快速升溫，所以感應(yīng)電源通常需要輸出高頻大電流。在一個金屬導(dǎo)體外面套上一個匝數(shù)為N1的線圈，如圖21所示，當(dāng)交變電流通入感應(yīng)線圈時，感應(yīng)圈內(nèi)就會產(chǎn)生交變磁通，使感應(yīng)圈中的工件受到電磁感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電勢。采用感應(yīng)加熱原理的家電產(chǎn)品如電磁爐、電磁電飯煲、電磁熱水器等等以其安全、高效、快速、清潔、環(huán)保、節(jié)能等眾多優(yōu)點(diǎn)吸引了廣大的消費(fèi)者。感應(yīng)加熱在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，例如渦流冶煉、淬火、焊接等等。在本文的第四章和第五章分別對電磁爐的硬件和軟件進(jìn)行設(shè)計。(2) 感應(yīng)加熱是利用電磁感應(yīng)的原理使電能轉(zhuǎn)變成熱能。2003年，國內(nèi)部分品牌成功地實現(xiàn)了鋁鍋、玻璃鍋、陶瓷鍋在電磁爐上的使用，是一個很好的開始。20022003年，市場上炒得比較火爆的是“一鍵通”、“智能化”，其實目前真正能做到全智能化還需要一段時間。電磁爐將會被更多的消費(fèi)者所接受。這項標(biāo)準(zhǔn)的出臺對電磁爐的發(fā)展有很大的促進(jìn)作用。在目前宏觀經(jīng)濟(jì)增長緩慢的背景下，電磁爐的銷量在國內(nèi)的家電行業(yè)中卻獨(dú)樹一幟。從2006年起，國內(nèi)電磁爐的需求每年都在增加，據(jù)統(tǒng)計每年的增長率都在10%20%左右。比如IGBT在電磁爐所有器件中相對比較重要，它的性能的好壞絕對關(guān)系著電磁爐能否正常的工作。國內(nèi)電磁爐行業(yè)競爭十分激烈。在國內(nèi)電磁爐的發(fā)展中會遇到過很多困難，尤其是技術(shù)上的瓶頸，比如鍋具的適宜性，不同用電環(huán)境的要求，在攻克這些科技難題時，在技術(shù)上得到了豐富和積累，使得產(chǎn)品能夠突破前期市場矛盾，順利進(jìn)入全國各區(qū)域。(3)從1989年至1997年這十年期間，天馳電磁爐采用大功率管（飛利浦BUT12A）推挽輸出式及多路保護(hù)式電路克服了技術(shù)上的不成熟（模具結(jié)構(gòu)和通風(fēng)效果的設(shè)計、電子主要件參數(shù)不穩(wěn)定，線路設(shè)計及芯片程序保護(hù)電路極差），達(dá)到恒電流、恒功率的效果。(2)在此后的兩年內(nèi)，電磁路的銷售掀起一陣狂潮。雖然電磁爐在90年代初曾經(jīng)經(jīng)歷過一陣猛烈的旋風(fēng)，但是由于很多廠家急功近利，急于開發(fā)市場，而忽略了電磁爐的技術(shù)開發(fā)，片面以價格爭奪市場，導(dǎo)致電磁爐的質(zhì)量不穩(wěn)定，頻繁地招到消費(fèi)者的投訴，終于在熱了一陣后走了下坡路[4]。早在1957年德國NEFF公司開始把電磁爐轉(zhuǎn)為民用。它已成為中國市場上比較受歡迎的小家電產(chǎn)品之一。在這個過程中，不存在熱量的損耗。電磁爐的用戶界面上有相應(yīng)的開關(guān)鍵和指示燈，操作比較簡單，而且電磁爐內(nèi)部有許多附加的保護(hù)電路，任何人都可輕松使用它。同時，使用電磁爐也有利于減少火災(zāi)的發(fā)生?，F(xiàn)在由于人們生活水平的提高，廚房電氣化程度越來越高，電磁爐在我國也逐漸地進(jìn)入千家萬戶。單片機(jī)程序結(jié)構(gòu)分主程序和定時器中斷服務(wù)程序兩個部分，經(jīng)過反復(fù)試驗運(yùn)行，程序運(yùn)行穩(wěn)定可靠。電磁爐實現(xiàn)的功能:加熱功能、定溫功能、定時功能、無鍋檢測功能、報警功能，具體包括過熱報警、過壓或者欠壓報警、風(fēng)扇失效報警等。電磁爐的設(shè)計與研究 摘 要電磁爐是目前發(fā)展最快的，市場增長幅度最高的家電產(chǎn)品之一。硬件電路主要包括主回路、控制電路、保護(hù)電路、電源電路和顯示電路等單元回路。該系統(tǒng)覆蓋了電、機(jī)、磁等眾多的知識。目前，在西方發(fā)達(dá)國家，電磁爐的使用率比較高，基本上達(dá)到80%左右。一般說來，電磁爐具備以下四個方面的優(yōu)點(diǎn)：(1) 安全衛(wèi)生使用電磁爐烹調(diào)時，無熱、無輻射、無煙、無明氣、無煙塵排放，十分有利于凈化空氣和環(huán)境保護(hù)[1]。使用電磁爐沒有場合的限制，只需要把電源線插到220V的插座上即可使用。(4) 熱效率比較高且升溫比較快電磁爐是通過高頻電流經(jīng)過線圈產(chǎn)生變化的磁場，而變化的磁場在鐵質(zhì)的鍋底產(chǎn)生感應(yīng)電流(渦流)，渦流產(chǎn)生大量的熱量使鐵質(zhì)鍋底快速發(fā)熱。近年來，國內(nèi)對電磁爐的需求量十分大。粗略地統(tǒng)計，目前國內(nèi)有1000多家廠家把電磁爐作為自己企業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向，投入大量的資金開發(fā)更智能化的，功能更加齊全的電磁爐。而到了上世紀(jì)80年代末，電磁爐才開始進(jìn)入國內(nèi)市場。(1)在1989年，國內(nèi)市場正式開始出售電磁爐（當(dāng)時國外只有松下產(chǎn)品進(jìn)入中國市場，但只看不賣）。緊接著有許多品牌的電磁爐基本全軍覆沒，使整個華東地區(qū)造成談爐色變的陰影。 (5)電磁爐產(chǎn)品已進(jìn)入成熟銷售期，且有走進(jìn)千家萬戶之勢，市場之大眾所皆知；這樣，大功率及微型電磁爐的需求會猛增，這給電磁爐制造廠家又是一個新課題。國內(nèi)銷售比較好的品牌有愛德、富士寶、愛庭、三洋等，而到2003年兩年之內(nèi)，生產(chǎn)電磁爐的廠家多達(dá)上千家，而加工生產(chǎn)電磁爐零配件的廠家更是數(shù)不勝數(shù)。(3)零件的使用層次不齊擁有成熟品牌的電磁爐廠家一定會采用性能優(yōu)越的、兼容性強(qiáng)的配件以保證電磁爐擁有更好的、更穩(wěn)定的性能。國外在這類成長期的產(chǎn)品研發(fā)的投入上，少則占總銷售的15%，多則占30%，但國內(nèi)電磁爐品牌能在研發(fā)上投入上百萬的已經(jīng)寥寥可數(shù)了。到2008年底，國內(nèi)電磁爐生產(chǎn)廠家已有1000多家。從2009年3月1日起，國家開始依據(jù)《家用電磁灶能效限定值及能源效率等級》標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制實施。隨著這個政策的的進(jìn)一步實施，電磁爐生產(chǎn)企業(yè)轉(zhuǎn)戰(zhàn)農(nóng)村市場成為必然趨勢。電磁爐許多原來無法實現(xiàn)的功率都能一一實現(xiàn)，比如煮飯、煲湯、自動烹調(diào)等，都可以實現(xiàn)自動劃、智能化，真正實現(xiàn)煎、炸、燉、煮、炒。(4)電磁爐鍋具的多樣性和適用性目前電磁爐僅能使用帶導(dǎo)磁性質(zhì)的鐵質(zhì)材料，這極大地限制了電磁爐的使用范圍，隨著電磁爐技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，以及電磁爐工作頻率的提高，使鋁質(zhì)鍋具