【正文】 (1) 電磁爐由于功率大，在配置電源線(xiàn)時(shí)，應(yīng)選能承受15A電流的銅芯線(xiàn)，配套使用的插座、插頭、開(kāi)關(guān)等也要達(dá)到這一要求。輸人電源電路濾波不良就吸收不了所產(chǎn)生的浪涌電壓，使浪涌電壓監(jiān)測(cè)電路頻繁動(dòng)作，產(chǎn)生該故障。(4)浪涌檢測(cè)電路 該電路通過(guò)高阻值電阻取樣，假如某個(gè)電阻的阻值發(fā)生變化將會(huì)引起浪涌檢測(cè)保護(hù)電路的失靈，門(mén)控管同樣會(huì)因?yàn)檫^(guò)電壓而擊穿。屢損門(mén)控管的故障常常使維修人員不敢下手。(3)正常顯示。圖 514 定時(shí)控制流程圖Fig. 514 Timing control flow chart圖515是數(shù)碼管的顯示掃描流程圖。因?yàn)殡娐分械碾娍乖淖饔茫姶艩t開(kāi)機(jī)后風(fēng)扇檢測(cè)電壓則要經(jīng)過(guò)至少2秒鐘以上才可以正確地反映風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，所以開(kāi)機(jī)后延時(shí)2秒后是必要的。在中斷中完成對(duì)定時(shí)倒計(jì)數(shù)，直到減為0。圖512 鍵盤(pán)掃描流程圖 Keyboard scanning process flow chart圖513是執(zhí)行按鍵任務(wù)程序流程圖。在電磁爐開(kāi)機(jī)初始化或無(wú)鍵按下時(shí)被清0，若keyvl為0，則可認(rèn)為首次有鍵。由硬件電路可知，鍵盤(pán)顯示掃描必須在定時(shí)器中斷中進(jìn)行，因此必須使能定時(shí)器中斷，比較理想的是每過(guò)lms對(duì)鍵盤(pán)和顯示進(jìn)行一次掃描，可以定義一個(gè)計(jì)數(shù)器變量t，對(duì)TCC中斷次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，每計(jì)數(shù)到4個(gè)中斷，等于1ms的時(shí)間間隔，對(duì)鍵盤(pán)顯示掃描一次。(2) 定溫檔位的寄存器keepreg和計(jì)數(shù)器keept。8位乘法需要循環(huán)8次，并且每移一次的最低位均不參與加運(yùn)算，直接移出并保存在積tmp中。計(jì)數(shù)器heatt對(duì)5個(gè)檔位進(jìn)行計(jì)數(shù)，0為“炒”，比較方便控制查表。用戶(hù)所需要的每一個(gè)火力檔都應(yīng)該有對(duì)應(yīng)的輸出功率，假設(shè)用戶(hù)要求達(dá)到的功率是P，市電電是V，所需要的電流大約是I=P/V。功率控制的準(zhǔn)確性，需要準(zhǔn)確測(cè)定單片機(jī)輸出占空比與輸出功率之間的對(duì)應(yīng)系。(2) 控制線(xiàn)打開(kāi)后持續(xù)時(shí)間計(jì)數(shù)器ctlt。假若連續(xù)15次檢測(cè)到無(wú)鍋，電磁爐則會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)。(4) 報(bào)警號(hào)almnumb。在程序中設(shè)置了如下的變量對(duì)其進(jìn)行報(bào)警檢測(cè)控制。因?yàn)榄h(huán)境溫度較低時(shí)，POT溫度檢測(cè)電壓值將是很低的。(2) IGBT超溫、IGBT傳感器開(kāi)路報(bào)警IGBT上面緊貼一個(gè)熱敏電阻，經(jīng)單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換檢測(cè)IGBT的溫度。(3) 為了盡可能地減小模擬信號(hào)線(xiàn)上電容對(duì)采樣造成的影響，應(yīng)該降低AD轉(zhuǎn)換的頻率。圖55 A\D流程圖 A\D flow chart在AD轉(zhuǎn)換器中，在進(jìn)行通道切換后的第一次采樣時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部模擬開(kāi)關(guān)的切換，將會(huì)對(duì)該通道外部的模擬信號(hào)帶來(lái)比較大的尖峰干擾，所以在編程采取以下措施:(1) 盡可能地減少通道切換的次數(shù)。圖中的輸出處理標(biāo)志Putflag，當(dāng)設(shè)置為1時(shí)，表示主程序在進(jìn)行輸出的有關(guān)處理，中斷后不允許判斷按鍵，否則可能會(huì)引起輸出邏輯的混亂。(3) 可以檢測(cè)到開(kāi)機(jī)信號(hào)。主程序要保證在主程序循環(huán)一次的過(guò)程中，只使用了一次Powerflag信號(hào)，并且還需要保證在主程序循環(huán)的子程序中不再使用此標(biāo)志。完成上電初始化程序以后，便進(jìn)入主程序的循環(huán)，實(shí)際上主程序循環(huán)包括兩個(gè)部分即開(kāi)機(jī)循環(huán)和關(guān)機(jī)循環(huán)。當(dāng)引腳1 ()是高電平時(shí)，寄存器把這些數(shù)據(jù)移出送到單片機(jī)的PC3口。CPU通過(guò)檢測(cè)ADC7路值的變化作出如下指令控制: (1) 當(dāng)探測(cè)到IGBT結(jié)溫85℃時(shí)，根據(jù)當(dāng)前工作情況，升功率或降功率，或間隙加熱方式，讓IGBT結(jié)溫≤85℃。(2) 自動(dòng)功能及火鍋控制，利用探測(cè)溫度及結(jié)合時(shí)間，控制鍋具內(nèi)部的溫度，達(dá)到最佳的烹煮效果。如圖48所示。它的作用是排出爐內(nèi)熱氣：將IGBT及整流橋緊貼在散熱片上，利用風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)電磁爐外殼上的進(jìn)、出風(fēng)口形成的氣流將散熱片上的熱及線(xiàn)盤(pán)等零件工作時(shí)所產(chǎn)生的熱，加熱鍋具輻射進(jìn)電磁爐內(nèi)的熱、以及其它器件所散出的熱排出爐外。如圖47所示。由于電感線(xiàn)圈中的電流不能突變，流過(guò)IGBT的C、E極間電流逐漸增大。經(jīng)同步電路分壓后，又有一個(gè)信號(hào)（稱(chēng)為檢鍋信號(hào)）經(jīng)C30電容（因電容通高頻阻低頻特性）進(jìn)入Q2的基極。Q2基極因是低電平而截止，在集電極輸出高電平，來(lái)控制3。由于變壓器初級(jí)有高頻脈動(dòng)成分，次級(jí)耦合也有高頻脈動(dòng)成分。C12是用于提高整流性能，以防高頻干擾。維修時(shí)，當(dāng)IGBT擊穿燒壞，也要對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，正常后才可以更換IGBT。將場(chǎng)效應(yīng)管與大功率達(dá)林頓管有機(jī)地結(jié)合的IGBT管，將場(chǎng)效應(yīng)管作為推動(dòng)管，大功率大功率管作為輸出管,在高電壓、大電流狀態(tài)下長(zhǎng)期安全工作，并表現(xiàn)出極好的開(kāi)關(guān)特性，輸出功率可達(dá)1000W以上。作用是把整流出來(lái)的直流脈動(dòng)成分濾去，使輸出波形更加平滑。該電容的容量通常為2uF—5 uF。電磁爐的保險(xiǎn)絲是個(gè)保護(hù)裝置，在更換的過(guò)程中要選用同型號(hào)的更換。主程序提供數(shù)據(jù)給后臺(tái)，是輔助性的，是為了更好地幫助自已實(shí)現(xiàn)電磁爐的功能服務(wù)的。最后，將所有功能模塊連接在一起，完成整個(gè)控制系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)[28]。電磁爐的感應(yīng)加熱原理如前所述，電磁爐硬件部分主要包括以下幾個(gè)方面:1)：整流部分(ACDC)，包括三相不可控整流橋、LC濾波電路、電壓電流檢測(cè)電路等。當(dāng)定時(shí)時(shí)間設(shè)定為“00：00”時(shí)，閃爍10S后，取消定時(shí)，回到默認(rèn)功能時(shí)間2小時(shí)。(3)定溫功能：在待機(jī)狀態(tài)下，按下“定溫”鍵，蜂鳴器響一聲，進(jìn)入定溫功能；定溫指示燈長(zhǎng)亮，默認(rèn)定溫為第4檔，數(shù)碼管顯示 “180`C ”，檔位LED顯示對(duì)應(yīng)火力檔 位（火力檔位LED共有18個(gè)燈，三個(gè)燈為一組，共6組，對(duì)應(yīng)6檔火力）。在圖31中，從左至右按鍵為“定溫”“定時(shí)”“滑動(dòng)”“火力”“開(kāi)關(guān)”“童鎖”。若環(huán)境溫度小于0度，則延時(shí)時(shí)間隨著環(huán)境溫度的降低而增加，最大延時(shí)時(shí)間為9分鐘。報(bào)警時(shí)，蜂鳴器響一次，發(fā)光二極管全亮，數(shù)碼管高位顯示E，低位顯示報(bào)警弓t，持續(xù)5秒后自動(dòng)關(guān)機(jī)。定溫溫度檔數(shù)可根據(jù)用戶(hù)需要再增加或減少。C，210176。關(guān)機(jī)狀態(tài)下，沒(méi)有任何顯示，沒(méi)有加熱的脈沖，也沒(méi)有任何檢測(cè)、報(bào)警功能。于是，不再變化，充電結(jié)束。首先是L*釋放能量，Cr吸收能量，正向流動(dòng)，部分能量消耗在R*上。到達(dá)時(shí)刻，IGBT關(guān)斷，達(dá)到最大值。如圖25（a）所示，主開(kāi)關(guān)開(kāi)通后，電源電壓加在R*及L*支路和Cr兩端。[16][8]電磁爐的主電路如圖23所示，市電經(jīng)橋式整流器變換為直流電，再經(jīng)電壓諧振變換器變換成頻率為20～35kHz的交流電?，F(xiàn)代先進(jìn)的半導(dǎo)體制造技術(shù)使得電力電子開(kāi)關(guān)器件可以工作在越來(lái)越高的頻率，功能越來(lái)越強(qiáng)大，體積越來(lái)越小，成本越來(lái)越低。由于渦流產(chǎn)生的熱量與渦流的平方成正比，因此由表面至芯部熱量下降速度要比渦流下降速度快得多，可以認(rèn)為(85%90%)的熱量集中在厚度為△的薄層內(nèi)。感應(yīng)加熱電源就是綜合利用這三種效應(yīng)的設(shè)備。使工件內(nèi)部(工件表層電流透入深度△層)開(kāi)始加熱，其焦耳熱為： (25)式中：一感應(yīng)電流有效值(A) 一工件電阻() 一時(shí)間(S)感應(yīng)加熱與其他的加熱方式（燃?xì)饧訜?、電阻絲加熱）不同，它把電能直接送到工件內(nèi)部變成熱能而將工件加熱，而其他的加熱方式是先加熱工件表面，然后通過(guò)熱傳導(dǎo)加熱內(nèi)部。而如今，人們對(duì)高品質(zhì)、高效率、高安全性的家電產(chǎn)品的要求越來(lái)越高。(3)受海爾廠家的委托設(shè)計(jì)滿(mǎn)足其要求的電磁爐。(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、銅質(zhì)鍋具、甚至其他材料的鍋具亦成為可能。隨著這個(gè)政策的的進(jìn)一步實(shí)施，電磁爐生產(chǎn)企業(yè)轉(zhuǎn)戰(zhàn)農(nóng)村市場(chǎng)成為必然趨勢(shì)。到2008年底，國(guó)內(nèi)電磁爐生產(chǎn)廠家已有1000多家。(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(huì)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。 (5)電磁爐產(chǎn)品已進(jìn)入成熟銷(xiāo)售期，且有走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)之勢(shì)，市場(chǎng)之大眾所皆知；這樣，大功率及微型電磁爐的需求會(huì)猛增，這給電磁爐制造廠家又是一個(gè)新課題。(1)在1989年，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)正式開(kāi)始出售電磁爐（當(dāng)時(shí)國(guó)外只有松下產(chǎn)品進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，但只看不賣(mài)）。粗略地統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)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(kāi)發(fā)更智能化的，功能更加齊全的電磁爐。(4) 熱效率比較高且升溫比較快電磁爐是通過(guò)高頻電流經(jīng)過(guò)線(xiàn)圈產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，而變化的磁場(chǎng)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。一般說(shuō)來(lái)，電磁爐具備以下四個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：(1) 安全衛(wèi)生使用電磁爐烹調(diào)時(shí)，無(wú)熱、無(wú)輻射、無(wú)煙、無(wú)明氣、無(wú)煙塵排放，十分有利于凈化空氣和環(huán)境保護(hù)[1]。該系統(tǒng)覆蓋了電、機(jī)、磁等眾多的知識(shí)。電磁爐的設(shè)計(jì)與研究 摘 要電磁爐是目前發(fā)展最快的，市場(chǎng)增長(zhǎng)幅度最高的家電產(chǎn)品之一。單片機(jī)程序結(jié)構(gòu)分主程序和定時(shí)器中斷服務(wù)程序兩個(gè)部分，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)運(yùn)行，程序運(yùn)行穩(wěn)定可靠。同時(shí)，使用電磁爐也有利于減少火災(zāi)的發(fā)生。在這個(gè)過(guò)程中，不存在熱量的損耗。早在1957年德國(guó)NEFF公司開(kāi)始把電磁爐轉(zhuǎn)為民用。(2)在此后的兩年內(nèi)，電磁路的銷(xiāo)售掀起一陣狂潮。在國(guó)內(nèi)電磁爐的發(fā)展中會(huì)遇到過(guò)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(shí)，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(chǎng)矛盾，順利進(jìn)入全國(guó)各區(qū)域。比如IGBT在電磁爐所有器件中相對(duì)比較重要，它的性能的好壞絕對(duì)關(guān)系著電磁爐能否正常的工作。在目前宏觀經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)緩慢的背景下，電磁爐的銷(xiāo)量在國(guó)內(nèi)的家電行業(yè)中卻獨(dú)樹(shù)一幟。電磁爐將會(huì)被更多的消費(fèi)者所接受。2003年，國(guó)內(nèi)部分品牌成功地實(shí)現(xiàn)了鋁鍋、玻璃鍋、陶瓷鍋在電磁爐上的使用，是一個(gè)很好的開(kāi)始。在本文的第四章和第五章分別對(duì)電磁爐的硬件和軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。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。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(duì)象快速升溫，所以感應(yīng)電源通常需要輸出高頻大電流。在感應(yīng)圈中置一金屬工件，感應(yīng)線(xiàn)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。透入深度△由下式確定： (27)式中：—工件電阻率(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。電壓諧振變換器是低開(kāi)關(guān)損耗的零電壓型（ZVS）變換器，功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由單片機(jī)控制，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路完成。由于Cr上的電壓已經(jīng)是－，故Cr中的電流為0。這時(shí)，仍有。在時(shí)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。但是，L*中還有剩余能量，并不為0，時(shí)刻。此時(shí)按下開(kāi)/關(guān)鍵，可以開(kāi)機(jī)，要求實(shí)現(xiàn)以下具體功能。C ，180176。(2)定時(shí)功能最高定時(shí)時(shí)間為120分鐘。報(bào)警號(hào)如下:欠壓、過(guò)壓報(bào)警當(dāng)市電電壓低于170V，或超過(guò)260V時(shí)報(bào)警，數(shù)碼管顯示El。若無(wú)延時(shí)，當(dāng)環(huán)境溫度小于0度時(shí)，將會(huì)誤判為傳感器開(kāi)路報(bào)警。(2)開(kāi)/關(guān)”鍵：用來(lái)開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)。在定溫狀態(tài)下，按滑動(dòng)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。其它定時(shí)間閃爍10S后確認(rèn)，顯示定時(shí)時(shí)間倒計(jì)時(shí)，定時(shí)時(shí)間到后關(guān)機(jī)。2)：逆變部分（DCAC)，包括大功率開(kāi)關(guān)器件IGBT、IGBT的隔離驅(qū)動(dòng)及過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路、緩沖電路等。電磁爐的程序應(yīng)分為兩大部分：主程序和定時(shí)器中斷服務(wù)程序。(2) 由于中斷可能發(fā)生在主程序的任何地方，定時(shí)中斷服務(wù)程序?yàn)橹鞒绦蛱峁┑臄?shù)據(jù)隨時(shí)會(huì)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。（過(guò)小電流不夠過(guò)、易熔斷。如圖41所示。當(dāng)C8uF/400V（DC）電容擊穿短路時(shí)，保險(xiǎn)絲會(huì)燒斷，整流器也會(huì)因電流過(guò)大而燒壞。因此電磁爐的開(kāi)關(guān)選用IGBT管。R7為限流電阻.。U2的（此電壓有高頻脈動(dòng)成分）。進(jìn)入U(xiǎn)3—三端穩(wěn)壓集成輸入端。Q1基極高電平，所以導(dǎo)通，18V通過(guò)了三極管進(jìn)入IGBT的G腳（控制腳）。反復(fù)以上步驟。當(dāng)電流增大至某一值時(shí)IGBT立即截止，以避免大電流擊穿IGBT。IGBT導(dǎo)通時(shí)，線(xiàn)盤(pán)兩端電壓極性CN3“＋”CN4 “－”正電位（正電壓）。降低爐內(nèi)的環(huán)境溫度，以穩(wěn)定電磁爐正常工作。圖48電源電壓檢知電路 Power supply voltage detection circuit市電（交流220V）經(jīng)過(guò)橋式整流電路，在經(jīng)過(guò)LC電路濾波，經(jīng)過(guò)小電阻RK1(15歐)引出大電流，經(jīng)過(guò)R2,VR1,R40,R44,R43分得電流進(jìn)入IC1的16腳ADC0進(jìn)行檢知。(3) 自動(dòng)功能工作時(shí)，鍋具溫度是否高過(guò)設(shè)定溫度，立即停止工作，并關(guān)機(jī)。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(bào)知信息或不報(bào)知信息，而是每4S檢測(cè)一下鍋具。如圖411所示。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(cè)是否有開(kāi)機(jī)鍵按下。上電初始化包括接口的初始化、測(cè)試鍵的檢測(cè)、鍵盤(pán)的顯示掃描初始化、定時(shí)器中斷的初始化、AD轉(zhuǎn)換的初始化。(4) 關(guān)閉電風(fēng)扇。圖54 開(kāi)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。6個(gè)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(gè)通道，采樣6次，最后一起計(jì)算AD轉(zhuǎn)換結(jié)果。這里10ms ADC轉(zhuǎn)換一次。當(dāng)IGBT溫度過(guò)高或IGBT溫度傳感器開(kāi)路時(shí)報(bào)警。所以在剛開(kāi)機(jī)就進(jìn)行鍋底溫度傳感器的斷路檢測(cè)是不對(duì)的，并且在環(huán)境溫度低于攝氏零下5度時(shí)，因?yàn)殡姶艩t會(huì)誤檢測(cè)到鍋底的溫度傳感器斷路，而不能啟動(dòng)。(1) 報(bào)警標(biāo)志almflag。它用于區(qū)分報(bào)警類(lèi)型，此信號(hào)被傳入中斷后，就會(huì)有用報(bào)警顯示。在無(wú)鍋檢測(cè)時(shí)，按關(guān)機(jī)鍵，可以能關(guān)機(jī)。在控制線(xiàn)關(guān)斷時(shí)，設(shè)置持續(xù)時(shí)間計(jì)