【正文】 原因是系統(tǒng)設(shè)置工作溫度范圍不夠，在冬天傳感器阻值非常大，經(jīng)轉(zhuǎn)換電路后傳遞給CPU的電壓信號，足以令CPU判斷傳感器開路而停機(jī)保護(hù)。(3)主振電容C5損壞 此電容與加熱線圈共同組成諧振回路。當(dāng)掃描發(fā)光二極管時(shí)，可以直接將相應(yīng)緩沖區(qū)中的內(nèi)容調(diào)出顯示，當(dāng)掃描數(shù)碼管管時(shí)，則需要經(jīng)過查表才能顯示。這時(shí)無鍋檢測程序才以可進(jìn)行一次無鍋檢測。(3) 鍵未釋放標(biāo)志keynesc。只有鍵盤可以改變此標(biāo)志。當(dāng)電磁爐處于“加熱–保溫”狀態(tài)時(shí)，主程序?qū)⒅刂么擞?jì)數(shù)器，同時(shí)并將控制線反轉(zhuǎn)。用戶根據(jù)自已的需要會選擇不的火力，在市電的電壓相同的情況下，達(dá)到相應(yīng)的火力所需要的負(fù)荷電流是不同的。在無鍋檢測程序中設(shè)置了以下變量進(jìn)行報(bào)警檢測的控制：(1) 無鍋檢測標(biāo)志為noguoflag。(2) almdelay為報(bào)警延時(shí)計(jì)時(shí)器。(3)鍋底溫度超溫、傳感器斷路報(bào)警 假若鍋底溫度偏高或著溫度傳感器斷路則會報(bào)警，電磁爐的數(shù)碼管顯示為E3。顯然，第二種方法更適合本系統(tǒng)。圖53是關(guān)機(jī)處理流程圖。在開機(jī)循環(huán)中，開機(jī)初始化是一次性的，程序既要檢測是否有關(guān)機(jī)鍵按下，又要進(jìn)行開機(jī)處理，開機(jī)處理則包括功率控制、定溫控制、無鍋檢測和報(bào)警等等，是電磁爐主要功能實(shí)現(xiàn)的地方。(3) 在關(guān)機(jī)狀態(tài)下，如果IGBT溫升高于55℃，CPU則控制風(fēng)扇一直工作，直到溫度小于45℃后停止工作。如圖49所示。用來檢知線盤工作時(shí)的峰值。R41為下拉電阻。經(jīng)EC11濾波后為主芯片、保護(hù)電路、控制板供電。圖44 直流電源電路 DC power supply circuit市電（交流220V）經(jīng)DD2整流。當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，+300V經(jīng)加熱線圈、開關(guān)管以大電流給加熱線圈充電，電能轉(zhuǎn)化為加熱線圈中的電磁能。RZ1是壓敏電阻，作用是為了防止市電輸入電壓過高而損壞電磁爐，其外型像瓷片電容（藍(lán)色）。定時(shí)器中斷服務(wù)程序是定時(shí)執(zhí)行的，主要是為主程序服務(wù)的，包括提供良好的人機(jī)界面，為主程序提供狀態(tài)轉(zhuǎn)換及定時(shí)數(shù)據(jù)，以及實(shí)現(xiàn)各種需要計(jì)時(shí)、定時(shí)控制的功能等等。軟件部分則是完成電磁爐上述功能的關(guān)鍵，是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，也可以說是“靈魂’。(5)童鎖鍵：在非關(guān)機(jī)狀態(tài)下按“童鎖”鍵，童鎖功能燈亮，進(jìn)入童鎖狀態(tài)；在童鎖狀態(tài)按下只響應(yīng)開關(guān)鍵和童鎖鍵，其中開關(guān)鍵短按即可響應(yīng)，童鎖鍵需長按3S解鎖。當(dāng)環(huán)境溫度低于零下負(fù)30度時(shí)，將會誤判為傳感器開路報(bào)警。C，60176。(3) 電感放電階段 如圖25(d)所示，可得方程：初始條件為：。等效電路如圖25（b）及圖25（c）所示，我們也將其分為兩個(gè)階段來討論。圖24 電磁爐主電路等效電路 Equivalent circuit of the main circuit induction cooker電磁爐主電路的工作過程可以分成3個(gè)階段，各階段的等效電路如圖25所示。頻率越高，工件的加熱厚度就越薄。集膚效應(yīng)：當(dāng)交流電通過導(dǎo)體時(shí)，沿導(dǎo)體截面上的電流分布是不均勻的，最大電流密度出現(xiàn)在導(dǎo)體的表層，這種電流積聚現(xiàn)象稱為集膚效應(yīng)。感應(yīng)加熱是法拉第電磁感應(yīng)定律的具體應(yīng)用。電磁爐許多原來無法實(shí)現(xiàn)的功率都能一一實(shí)現(xiàn)，比如煮飯、煲湯、自動烹調(diào)等，都可以實(shí)現(xiàn)自動劃、智能化，真正實(shí)現(xiàn)煎、炸、燉、煮、炒。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。緊接著有許多品牌的電磁爐基本全軍覆沒，使整個(gè)華東地區(qū)造成談爐色變的陰影。近年來，國內(nèi)對電磁爐的需求量十分大。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。電磁爐實(shí)現(xiàn)的功能:加熱功能、定溫功能、定時(shí)功能、無鍋檢測功能、報(bào)警功能，具體包括過熱報(bào)警、過壓或者欠壓報(bào)警、風(fēng)扇失效報(bào)警等。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。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(jià)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]。國內(nèi)電磁爐行業(yè)競爭十分激烈。這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的出臺對電磁爐的發(fā)展有很大的促進(jìn)作用。(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。在一個(gè)金屬導(dǎo)體外面套上一個(gè)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(shí)，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。交變磁場在導(dǎo)體中感應(yīng)出來的電流稱為渦流。電磁爐是運(yùn)用高頻電磁感應(yīng)原理加熱。 (29)由初始條件，解得： (210)式中為時(shí)間常數(shù)。當(dāng)時(shí)，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。其中間歇檔為斷續(xù)加熱，即開3秒，停3秒。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(shí)間不計(jì)入定時(shí)時(shí)間。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。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)。詳細(xì)的硬件設(shè)計(jì)將在第四章介紹。圖33主程序框圖 program block diagram 圖 34定時(shí)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(jì) 交流電輸入部分市電220V經(jīng)接插件LN1接入電路。當(dāng)其燒壞后，不能隨意用其它整流器代替。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）。D8為鉗位二極管，把電位鉗制在0V以上。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。否則，高電壓形成的大電流必將損壞IGBT。(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(gè)電壓進(jìn)入IC1的11腳ADC1進(jìn)行檢知。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。SEG1SEG8用于段輸出，Grid1Grid7 用于位輸出。關(guān)機(jī)狀態(tài)下有如下特征:(1) 顯示部分全部熄滅，這時(shí)只有開/關(guān)鍵有效。以1MS中斷計(jì)數(shù)，每10MS進(jìn)行一次AD轉(zhuǎn)換。這種狀態(tài)持續(xù)5秒鐘后，電磁爐將會自動關(guān)機(jī)。在開機(jī)后，延時(shí)2秒種，檢測風(fēng)扇的工作電壓。也就是說，單片機(jī)檢測到的負(fù)荷電流值CRU將會很低。(4) 無鍋檢測次數(shù)的計(jì)數(shù)器noguot2。只有鍵盤才可以改變此標(biāo)志。圖510 定溫控制流程圖 Constant temperature control flow chart圖510為功率控制的流程圖。正是有了這樣的中斷，在一般情況下，主程序中不需要可為實(shí)現(xiàn)與時(shí)間控制有關(guān)方面的功能而專門的編寫一段延時(shí)程序。除此之外，本程序還有以下幾個(gè)方面的定時(shí)：(1) 蜂鳴器的延時(shí)。(8)“加熱一保溫”檔控制線的反轉(zhuǎn)定時(shí)。本章節(jié)主要介紹電磁爐屢燒門控管(IGBT)、無鍋、加熱不正常等最常見的三種故障類型的故障部位及檢修方法[13]。主要是檢查4性能足否正常(最好代換試之)，+18V是否偏低。另外，如果。特別注意機(jī)殼的進(jìn)風(fēng)和排通道是否暢通，門控管散熱片是否附著油污。另外，散熱風(fēng)扇在長時(shí)間使用以后可能會因?yàn)槟p或油污導(dǎo)致速變慢、噪音變大、線圈燒毀等故障，這種情況可以直接更換新品。(7) 定溫控制的定時(shí)。圖513 執(zhí)行按鍵任務(wù)流程圖 Flow chart of the implementation of key tasks圖514是定時(shí)控制流程圖。如，蜂鳴器的延時(shí)，在程序的運(yùn)行到任何地方都可以打開蜂鳴器，并同時(shí)設(shè)置延時(shí)時(shí)間計(jì)數(shù)器bzzrt=延時(shí)時(shí)間/10MS， 每10MS中斷一次，并將bzzrt減一，直到減到0時(shí)，將蜂鳴器關(guān)斷。每一個(gè)設(shè)定的溫度都需要有一個(gè)上、下限，當(dāng)單片機(jī)檢測到的溫度超過設(shè)定的上限時(shí)，就會立刻關(guān)斷加熱脈沖，停止加熱；然而，隨著溫度的降低，當(dāng)單片機(jī)檢測到的溫度低于設(shè)定的下限時(shí)，就會立刻輸出加熱脈沖，繼續(xù)加熱。程序中變量的設(shè)置說明如下:(1) 加熱/定溫狀態(tài)切換得標(biāo)志heatflag。(3) 延時(shí)2秒鐘計(jì)數(shù)器noguot1。假若在30秒內(nèi)，又將鍋放回到爐臺上，則會以原來的方式繼續(xù)工作，需要說明的是無鍋檢測的時(shí)間不會計(jì)入定時(shí)時(shí)間。(5) 風(fēng)扇工作異常報(bào)警因?yàn)楣β使茉诠ぷ鲿r(shí)發(fā)熱，并且加熱線圈在工作時(shí)也產(chǎn)生大量的熱量，電磁爐的內(nèi)部溫度一般都是很高，因此風(fēng)扇擔(dān)負(fù)著散熱的功能。在有異常情況出現(xiàn)時(shí)，將發(fā)生相應(yīng)的報(bào)警。(1) ADC值緩沖區(qū)的首地址為adcfr，6個(gè)字節(jié)分別對應(yīng)存放著6個(gè)通道的ADC值，尋址方式為間接方式尋址。延時(shí)600ms的軟件延時(shí)目的是等待電路狀態(tài)的穩(wěn)定，否則，一上電立刻按開/關(guān)鍵，有可能引起誤報(bào)警。本文引用于LED的驅(qū)動。(5)傳感器開路或短路時(shí)，開機(jī)后發(fā)出不工作信號（開路需要1分鐘后再判斷），并報(bào)知故障信息。(1) 結(jié)合爐面?zhèn)鞲衅髋cIGBT傳感器取到的AD值，控制風(fēng)扇工作。線盤與C5電容產(chǎn)生阻尼諧振，電磁能迅速轉(zhuǎn)化為熱能。所以Q3基極雖然是高電平。再由R13降壓EC10電容濾波輸出+18V比較平滑的直流電。高頻交變電流是由線盤的電感量，與高頻諧振電容的容量決定的。如圖42所示。例如定時(shí)時(shí)鐘。4)：控制電路及保護(hù)電路電路，包括信號調(diào)理電路、溫度檢測電路、電源電路、檔位輸入電路、顯示及故障報(bào)警電路、過溫、過壓、過流保護(hù)電路等。在定溫狀態(tài)下無按鍵操作時(shí)，2小時(shí)自動關(guān)機(jī)進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài)。風(fēng)扇工作異常檢測報(bào)警開機(jī)后，延時(shí)2秒，再檢測風(fēng)扇工作電壓。定時(shí)時(shí)間到后，電磁爐自動關(guān)機(jī)。不同火力的檔位，輸出的功率是不同的。然后，Cr開始釋放能量，使反向流動，一部分消耗在R*上，一部分轉(zhuǎn)變成磁場能。流過IGBT的電流與流過L*的電流相等。由整流電路將50/60Hz的交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓（ACDCAC、交流直流交流），再經(jīng)過控制電路將直流電壓轉(zhuǎn)換成頻率為20～35KHz的高頻電壓，高速變化的電流流過線圈產(chǎn)生高速變化的磁場，當(dāng)磁場內(nèi)的磁力線通過金屬器皿底部金屬體內(nèi)產(chǎn)生無數(shù)的小渦流，使器皿本身自行高速發(fā)熱，然后再加熱器皿內(nèi)的東西，達(dá)到用戶使用的結(jié)果[6]。當(dāng)電流和感應(yīng)電流相互靠攏時(shí)，線圈和工件表現(xiàn)出臨近效應(yīng)，結(jié)果聚集在線圈內(nèi)側(cè)表面，電流積聚在工件的外表面。感應(yīng)加熱的過程可簡單地描述為：根據(jù)安培定則，線圈中通過交變電流時(shí)周圍會產(chǎn)生交變的磁場，當(dāng)一個(gè)導(dǎo)體放入這個(gè)交變的磁場中時(shí)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和集膚效應(yīng)，在導(dǎo)體的表面會產(chǎn)生感應(yīng)電流（渦流），由于電流的熱效應(yīng)而產(chǎn)生熱量。. 本課題的主要內(nèi)容本文設(shè)計(jì)的電磁爐是民用的小功率的廚房電氣設(shè)備。從電磁爐在國內(nèi)開始銷售到2008年，我國電磁爐行業(yè)幾十年來沒有任何的標(biāo)準(zhǔn)可以依靠。據(jù)調(diào)查，在2001年，國內(nèi)生產(chǎn)電磁爐的廠家還不足百家，生產(chǎn)與電磁爐相關(guān)的電子元器件及配套產(chǎn)品的廠家也是少之又少。到了上世紀(jì)的80年代，在西方發(fā)達(dá)國家電磁爐的使用率在70%左右。(2) 體積小、重量輕、使用方便電磁爐是全封閉的結(jié)構(gòu)，外面只有一只電源線。本文基于感應(yīng)加熱原理，設(shè)計(jì)開發(fā)了電磁爐的控制系統(tǒng)，完成了電磁爐控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)，本文主要研究內(nèi)容如下:電磁爐的發(fā)展過程、工作原理、功能實(shí)現(xiàn)原理、硬件電路設(shè)計(jì)原理以及單片機(jī)程序的結(jié)構(gòu)等。與其他傳統(tǒng)的加熱廚房用具相比，電磁爐作為高科技的產(chǎn)品，具有許多的優(yōu)點(diǎn)。隨著環(huán)保意識和節(jié)能概念深入人心，電磁爐這種既環(huán)保又節(jié)能的廚房烹飪用具的市場潛力是巨大的。直至大功率集成塊IGBT的成熟，才使電磁爐的性價(jià)比得到保障及公眾認(rèn)可，發(fā)展至今消費(fèi)趨勢全民看好。電磁爐這塊大蛋糕吸引了許多生產(chǎn)廠家注意，投入大量的資金開發(fā)電磁爐。(3)多功能復(fù)合型電磁爐將成為新的廚房主流電器由于電磁爐的安全、清潔、無火、無煙等特點(diǎn)，必將引導(dǎo)廚房革命進(jìn)入無煙時(shí)代，這個(gè)理念已經(jīng)被很多人接受，而在五年內(nèi)，電磁爐取代煤氣爐已經(jīng)是順理成章的事了。在這些應(yīng)用中，可以非常方便地設(shè)定加熱參數(shù)，控制加熱效果。當(dāng)兩根導(dǎo)體流過的電流是反方向時(shí)，最大電流密度出現(xiàn)在導(dǎo)體內(nèi)側(cè)；當(dāng)兩根導(dǎo)體流過的電流是同方向時(shí)，最大電流密度出現(xiàn)在導(dǎo)體外側(cè)。感應(yīng)加熱的最大特點(diǎn)是將工件直接加熱，其優(yōu)點(diǎn)是工人勞動條件好，工件加熱速度快，溫度容易控制，加熱過程中不會混入雜質(zhì)及金屬燒損等，因此應(yīng)用的比較廣泛。時(shí)序波形如圖26所示。圖26 主要波形 Main waveforms由圖25（b）、,圖25（c）的等效電路圖可得式（211）方程組：（211）由初始條件，解微分方程組（211）并代入初始條件，可得下列結(jié)果： （212） （213） （214） （215）IGBT上的電壓： （216）式中： 為衰減系數(shù)；為電磁爐諧振頻率；為衰減振蕩角頻率；是由電路的初始狀態(tài)和電路參數(shù)決定的初相角，是僅由電路參數(shù)決定的滯后于的相位角。在即時(shí)，主開關(guān)已經(jīng)開通，在電源的激勵(lì)下，又從0開始正向流動，重復(fù)階段的過程。溫度控制均為上、下限控制，每5秒鐘控制一次，若溫度高于上限則關(guān)斷加熱脈沖。開機(jī)后，將延時(shí)一段時(shí)間，再進(jìn)行鍋底