【正文】 了阻尼振蕩。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。所以Q3基極雖然是高電平。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）。Q4導(dǎo)通（短暫）輸出低電平，來控制Q2。 IGBT驅(qū)動(dòng)電路[26]圖45 IGBT驅(qū)動(dòng)電路 IGBT drive circuit驅(qū)動(dòng)電路有兩個(gè)任務(wù)：一是對開關(guān)脈沖進(jìn)行激勵(lì)放大，充分激勵(lì)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。在輸出端得到一個(gè)+5V的電壓。進(jìn)入U(xiǎn)3—三端穩(wěn)壓集成輸入端。R22為限流電阻。D8為鉗位二極管，把電位鉗制在0V以上。再由R13降壓EC10電容濾波輸出+18V比較平滑的直流電。U2的（此電壓有高頻脈動(dòng)成分）。電路的穩(wěn)壓由U2的3腳（反饋輸入）內(nèi)接的控制電路與外接的穩(wěn)壓管DW2完成。D6二次整流E1濾波后出來300V左右的高壓進(jìn)入U(xiǎn)2的8腳。如圖44所示。R7為限流電阻.。R6是下拉電阻，DW1為限幅穩(wěn)壓管（二極管）作用是把驅(qū)動(dòng)輸入限制在0V—18V之間。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）。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。因此電磁爐的開關(guān)選用IGBT管。一般說來普通的MOS場效應(yīng)管，雖然僅需微弱的驅(qū)動(dòng)電壓即可工作，但工作在高電壓和大電流狀態(tài)時(shí)，因內(nèi)阻較大，管子發(fā)熱快，難以長時(shí)間工作；大功率達(dá)林頓管雖然可以在高電壓、大電流狀態(tài)下長時(shí)間工作，但需要較大的驅(qū)動(dòng)電流。經(jīng)測試，此時(shí)加在開關(guān)管上的電壓約為十250V，工作電流在20A～40A之間。在電磁爐電路中，開關(guān)管扮演著非常重要的角色。當(dāng)C8uF/400V（DC）電容擊穿短路時(shí)，保險(xiǎn)絲會燒斷，整流器也會因電流過大而燒壞。圖42 高壓整流濾波電路 Highvoltag rectifier filter circuitL1扼流圈、C4電容組成倒L型濾波電路[7]。當(dāng)其燒壞后，不能隨意用其它整流器代替。如圖42所示。如圖41所示。LN1之間有電容C1，該電容既能防止電磁爐工作產(chǎn)生的高頻干擾脈沖竄入市電網(wǎng)干擾其他電器，又防止市電網(wǎng)的干擾脈沖竄入電磁爐電路影響其工作。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(shí)，就會被炸裂。所以16A/250V的保險(xiǎn)絲不能隨意改動(dòng)或代換（更不能直接短路）。（過小電流不夠過、易熔斷。由于電磁爐工作電流較大，接插件NL1和保險(xiǎn)管兩端引腳焊接必須牢固，目的是避免接觸不良。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。例如定時(shí)時(shí)鐘。(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。如程序在中斷中檢測到開機(jī)鍵按下，傳遞至主程序，主程序就進(jìn)行開機(jī)處理。為了使程序運(yùn)行穩(wěn)定可靠，主程序與定時(shí)中斷服務(wù)程序應(yīng)遵循如下原則：(1) 主程序與定時(shí)中斷服務(wù)程序可以雙向傳送數(shù)據(jù)。主程序是循環(huán)執(zhí)行的，主要實(shí)現(xiàn)那些需要實(shí)時(shí)處理的功能，如功率控制、定溫控制、無鍋檢測和報(bào)警等。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。通過對電磁爐的各個(gè)功能進(jìn)行劃分，每個(gè)程序模塊完成相應(yīng)特定的功能。詳細(xì)的硬件設(shè)計(jì)將在第四章介紹。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。2)：逆變部分（DCAC)，包括大功率開關(guān)器件IGBT、IGBT的隔離驅(qū)動(dòng)及過壓過流保護(hù)電路、緩沖電路等。電磁爐主要是利用電磁感應(yīng)原理，電流經(jīng)過線盤產(chǎn)生變化磁場，磁場感應(yīng)到爐面上的鐵質(zhì)鍋具底部產(chǎn)生渦流，從而產(chǎn)生大量的熱能，直接令鍋具底部迅速發(fā)熱，進(jìn)而加熱鍋內(nèi)食物。良好的軟件設(shè)計(jì)可以最大限度的發(fā)揮硬件資源的優(yōu)勢。硬件部分是實(shí)現(xiàn)電磁爐上述功能的基礎(chǔ)，可以說是電磁爐的“肢體”。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)。表32功率表檔位123456數(shù)碼管顯示123456功率范圍W間歇9001200150018002000(5)定時(shí)功能：在“火力”“定溫”功能時(shí)，按“定時(shí)”鍵，數(shù)碼管閃爍顯示定時(shí)時(shí)間，默認(rèn)顯示定時(shí)時(shí)間為“00：00”,操作指滑鍵向右滑動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)分鐘循環(huán)加5，范圍為“0059”；操作指滑鍵向左滑動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)小時(shí)循環(huán)加，范圍為“0003”。在火力狀態(tài)下，按滑動(dòng)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)下無按鍵操作時(shí)，2小時(shí)自動(dòng)關(guān)機(jī)進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài)。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。(3)待機(jī)狀態(tài)：“開關(guān)”燈亮，數(shù)碼管顯示“”，其它LED燈熄滅。(6)定時(shí)鍵：在“火力“或“定溫”狀態(tài)下按“定時(shí)”鍵，定時(shí)功能燈亮，進(jìn)入定時(shí)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)。(4)功能鍵：在待機(jī)狀態(tài)按下“火力”鍵，火力功能燈亮，進(jìn)入火力工作狀態(tài)；在待機(jī)狀態(tài)按下“定溫”鍵，定溫功能燈亮，進(jìn)入定溫工作狀態(tài)；“火力”“定溫”功能下可相互切換。(2)開/關(guān)”鍵：用來開機(jī)、關(guān)機(jī)。圖31 操作面板 Operation Panel按鍵說明如下：(1)本機(jī)具有 “開關(guān)”、“火鍋” 、“定溫” 、“童鎖”、“定時(shí)”5個(gè)按鍵和調(diào)大、調(diào)小用的指滑條。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。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。若無延時(shí)，當(dāng)環(huán)境溫度小于0度時(shí)，將會誤判為傳感器開路報(bào)警。延時(shí)時(shí)間將據(jù)開機(jī)時(shí)的環(huán)境溫度(用IGBT溫度檢測通道)而變化，若環(huán)境溫度大于0度，則延時(shí)2分鐘。鍋底溫度超溫、傳感器斷路報(bào)警若鍋底溫度過高，或溫度傳感器斷路則報(bào)警，數(shù)碼管顯示E3。數(shù)碼管顯示EZ。報(bào)警號如下:欠壓、過壓報(bào)警當(dāng)市電電壓低于170V，或超過260V時(shí)報(bào)警，數(shù)碼管顯示El。(5)報(bào)警功能當(dāng)開機(jī)時(shí)，微電腦不斷的檢測電磁爐的工作狀況，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，將發(fā)生報(bào)警。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。定時(shí)時(shí)間到后，電磁爐自動(dòng)關(guān)機(jī)。(2)定時(shí)功能最高定時(shí)時(shí)間為120分鐘。若溫度低于下限則打開加熱脈沖，以最高火力檔加熱。C。C，100176。C ，180176。(2)定溫功能定溫溫度有6檔，由高到氏分別為240176。其中間歇檔為斷續(xù)加熱，即開3秒，停3秒。不同火力的檔位，輸出的功率是不同的。此時(shí)按下開/關(guān)鍵，可以開機(jī)，要求實(shí)現(xiàn)以下具體功能。第三章 電磁爐的設(shè)計(jì)方案電磁爐實(shí)現(xiàn)的功能要求如下:電磁爐上電時(shí)，蜂鳴器響一聲，進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài)。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(shí)刻，L*中的能量釋放完畢，二極管自然阻斷。因此，是零電壓開通。但是，L*中還有剩余能量，并不為0，時(shí)刻。當(dāng)，即時(shí)，二極管D開始導(dǎo)通，使Cr左端電位不能再下降而箝位于0。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(dòng)，一部分消耗在R*上，一部分向Cr反向充電。然后，Cr開始釋放能量，使反向流動(dòng)，一部分消耗在R*上，一部分轉(zhuǎn)變成磁場能。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。由上面的結(jié)果可以看到，當(dāng)IGBT關(guān)斷之后，和呈現(xiàn)衰減的正弦振蕩， 是與的疊加，它呈現(xiàn)以為軸心的衰減正弦振蕩，其第一個(gè)正峰值是加在IGBT上的最高電壓。波形如圖26中的和。(2)諧振階段 IGBT關(guān)斷之后，L*和Cr相互交換能量而發(fā)生諧振，同時(shí)在R*上消耗能量，形成功率輸出。這時(shí)，仍有。流過R*形成了功率輸出，流過L*而儲存了能量。 (29)由初始條件，解得： (210)式中為時(shí)間常數(shù)。流過IGBT的電流與流過L*的電流相等。由于Cr上的電壓已經(jīng)是－，故Cr中的電流為0。（a）[t0,t1]階段（a）[t1,t1a]階段（c）[t1a,t2]階段 （d）[t2,t3]階段圖25各工作階段的等效電路 The equivalent circuit of the session(1)主開關(guān)導(dǎo)通階段按主開關(guān)零電壓開通的特點(diǎn)， 時(shí)刻，主開關(guān)上的電壓，則Cr上的電壓。分析一個(gè)工作周期的情況，定義主開關(guān)開通的時(shí)刻為t0。其中R*是次級電阻反射到初級的等效負(fù)載電阻；L*是次級電感反射到初級并與初級電感L相疊加后的等效電感。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(dòng)作由單片機(jī)控制，并通過驅(qū)動(dòng)電路完成。一般來講,器皿一般是用鋼質(zhì)、鐵質(zhì)材料來加熱，鋁、銅由于表面電阻率太小，而不易被加熱，陶瓷、木等又由于表面電阻率太大，使產(chǎn)生電流太小，所以也不易被加熱。電磁爐是運(yùn)用高頻電磁感應(yīng)原理加熱。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]。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。當(dāng)前在冶金和制造方面，感應(yīng)加熱主要用于淬火、透熱、釬焊和燒結(jié)等場合。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。將和的數(shù)值代入，即可得公式： (28)從上式可以看出，當(dāng)材料電阻率、相對磁導(dǎo)率給定后，透入深度△僅與頻率平方根成反比，此工件的加熱厚度可以方便地通過調(diào)節(jié)頻率來加以控制。透入深度△由下式確定： (27)式中：—工件電阻率(工程上規(guī)定，該處到表面的距離△稱為電流透入深度。交變磁場在導(dǎo)體中感應(yīng)出來的電流稱為渦流。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。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。圓環(huán)效應(yīng)：若將交流電通過圓環(huán)形線圈時(shí)，最大電流密度出現(xiàn)在線圈導(dǎo)體的內(nèi)側(cè)，這種現(xiàn)象稱為圓環(huán)效應(yīng)。臨近效應(yīng)：當(dāng)兩根通有交流電的導(dǎo)體靠的很近時(shí)，在相互影響下，兩導(dǎo)體中的電流要重新分布。在感應(yīng)加熱設(shè)備中存在三個(gè)效應(yīng)：集膚效應(yīng)、臨近效應(yīng)和圓環(huán)效應(yīng)。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。I。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。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。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)加熱有很多優(yōu)點(diǎn)：由于被加熱物體和加熱設(shè)備之間根本沒有電氣接觸，所以避免了許多電氣事故的發(fā)生；在很短的時(shí)間內(nèi)可以產(chǎn)生足夠大的能量，因而可以得到很高的能量密度。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。第二章 電磁爐感應(yīng)加熱原理2..1概述1831年，法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，內(nèi)容為：當(dāng)一個(gè)回路中的電流變化時(shí)，它附近的另外一個(gè)閉合回路中就會有感應(yīng)電流產(chǎn)生。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(jì)。電磁爐加熱的原理：當(dāng)線圈中通過高頻電流時(shí)，線圈周圍產(chǎn)生高頻交變磁場，在高頻交變磁場的作用下，鐵質(zhì)鍋底中產(chǎn)生強(qiáng)大的渦流，鍋底迅速釋放出大量的熱量，達(dá)到加熱目的。(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。. 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。2003年，國內(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)很好的開始。多功能復(fù)合型電磁爐將會越來越被廣大消費(fèi)者接納。20022003年，市場上炒得比較火爆的是“一鍵通”、“智能化”，其實(shí)目前真正能做到全智能化還需要一段時(shí)間。(2)功率越做越大，市場越分越細(xì)隨著微處理器引入電磁爐的控制系統(tǒng)，智能控制理論的應(yīng)用，以及微處理器的日趨強(qiáng)大。電磁爐將會被更多的消費(fèi)者所接受。近兩年來國家大力扶持農(nóng)民，推出“家電下鄉(xiāng)”政策。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。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。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