Wat is het werkingsprincipe van een inductiekookplaat?

Verwarmingsprincipe van inductiekookplaat

Inductiekookplaten worden gebruikt om voedsel te verwarmen op basis van elektromagnetische inductie. Het ovenoppervlak van de inductiekookplaat is een hittebestendige keramische plaat. De wisselstroom genereert een magnetisch veld door de spoel onder de keramische plaat. Wanneer de magnetische lijn in het magnetische veld door de bodem van een ijzeren pan, roestvrijstalen pan, enz. stroomt, ontstaan ​​er wervelstromen die de bodem van de pan snel verwarmen, waardoor het doel van het verwarmen van voedsel wordt bereikt.

Het werkproces is als volgt: de wisselspanning wordt via de gelijkrichter omgezet in gelijkspanning, waarna de gelijkstroom via het hoogfrequente vermogensomvormer wordt omgezet in hoogfrequente wisselstroom die de audiofrequentie overschrijdt. De hoogfrequente wisselstroom wordt toegevoegd aan de platte, holle spiraalvormige inductieverwarmingsspoel om een ​​hoogfrequent magnetisch wisselveld te genereren. De magnetische krachtlijn dringt door de keramische plaat van het fornuis en werkt in op de metalen pan. Door elektromagnetische inductie ontstaan ​​er sterke wervelstromen in de kookpan. De wervelstroom overwint de interne weerstand van de pan om de omzetting van elektrische energie in warmte-energie te voltooien, en de gegenereerde joule-warmte vormt de warmtebron voor het koken.

Circuitanalyse van het werkprincipe van de inductiekookplaat

1. Hoofdcircuit
In de afbeelding verandert de gelijkrichterbrug BI de netfrequentie (50 Hz) in een pulserende gelijkspanning. L1 is een smoorspoel en L2 is een elektromagnetische spoel. De IGBT wordt aangestuurd door een rechthoekige puls van het regelcircuit. Wanneer de IGBT wordt ingeschakeld, neemt de stroom door L2 snel toe. Wanneer de IGBT wordt uitgeschakeld, zullen L2 en C21 een serieresonantie vertonen en zal de C-pool van de IGBT een hoogspanningspuls naar de aarde genereren. Wanneer de puls tot nul daalt, wordt de aandrijfpuls weer aan de IGBT toegevoegd om deze geleidend te maken. Het bovenstaande proces herhaalt zich in cirkels, en uiteindelijk ontstaat de elektromagnetische golf met de hoofdfrequentie van ongeveer 25 kHz, waardoor de ijzeren potbodem op de keramische plaat wervelstroom induceert en de pot heet maakt. De frequentie van de serieresonantie heeft de parameters van L2 en C21. C5 is de condensator van het vermogensfilter. CNR1 is een varistor (stootdemper). Wanneer de wisselspanning om welke reden dan ook plotseling stijgt, ontstaat er direct een kortsluiting, waardoor de zekering die het circuit beschermt, snel doorbrandt.

2. Hulpvoeding
De schakelende voeding is voorzien van twee spanningsstabilisatiecircuits: +5 V en +18 V. De +18 V na bruggelijkrichting wordt gebruikt voor het aanstuurcircuit van de IGBT, de IC LM339 en het ventilatoraanstuurcircuit worden synchroon vergeleken, en de +5 V na spanningsstabilisatie door het spanningsstabilisatiecircuit met drie aansluitingen wordt gebruikt voor de hoofdbesturing van de MCU.

3. Koelventilator
Wanneer de stroom wordt ingeschakeld, stuurt de hoofdbesturings-IC een ventilatorstuursignaal (FAN) uit om de ventilator draaiende te houden, de koude lucht van buitenaf in de machine te zuigen en de warme lucht aan de achterkant van de machine af te voeren. Dit zorgt voor warmteafvoer in de machine en voorkomt schade en defecten aan onderdelen door een hoge werktemperatuur. Wanneer de ventilator stopt of de warmteafvoer slecht is, wordt de IGBT-meter verbonden met een thermistor om het oververhittingssignaal naar de CPU te sturen, de verwarming te stoppen en bescherming te bieden. Zodra de stroom wordt ingeschakeld, stuurt de CPU een ventilatordetectiesignaal uit en vervolgens een ventilatorstuursignaal om de machine te laten werken wanneer deze normaal draait.

4. Constante temperatuurregeling en oververhittingsbeveiligingscircuit
De hoofdfunctie van dit circuit is het aanpassen van de temperatuurveranderingsspanning van de weerstandseenheid op basis van de temperatuur die wordt gemeten door de thermistor (RT1) onder de keramische plaat en de thermistor (negatieve temperatuurcoëfficiënt) op de IGBT, en het doorgeven hiervan aan de belangrijkste besturings-IC (CPU). De CPU genereert een start- of stopsignaal door de ingestelde temperatuurwaarde na A/D-conversie te vergelijken.

5. Belangrijkste functies van de belangrijkste besturings-IC (CPU)
De belangrijkste functies van de 18-pins master-IC zijn als volgt:
(1) Bediening van de aan-/uitschakelaar
(2) Verwarmingsvermogen/constante temperatuurregeling
(3) Besturing van diverse automatische functies
(4) Detectie van geen belasting en automatische uitschakeling
(5) Detectie van invoer van sleutelfuncties
(6) Bescherming tegen hoge temperatuurstijging in de machine
(7) Potinspectie
(8) Melding oververhitting van het ovenoppervlak
(9) Regeling van de koelventilator
(10) Bediening van diverse paneeldisplays

6. Laadstroomdetectiecircuit
In dit circuit is T2 (transformator) in serie geschakeld met de lijn vóór de DB (bruggelijkrichter), zodat de wisselspanning aan de secundaire zijde van T2 de verandering in ingangsstroom kan weerspiegelen. Deze wisselspanning wordt vervolgens omgezet in gelijkspanning via D13, D14, D15 en D5, en de spanning wordt na spanningsdeling rechtstreeks naar de CPU gestuurd voor AD-conversie. De CPU beoordeelt de stroomsterkte op basis van de omgerekende AD-waarde, berekent het vermogen via software en regelt de PWM-uitgangssterkte om het vermogen te regelen en de belasting te detecteren.

7. Aandrijfcircuit
Het circuit versterkt het pulssignaal dat door het pulsbreedte-aanpassingscircuit wordt afgegeven tot een signaalsterkte die voldoende is om de IGBT te openen en te sluiten. Hoe breder de ingangspulsbreedte, hoe langer de openingstijd van de IGBT. Hoe groter het uitgangsvermogen van de coil cooker, hoe hoger de vuurkracht.

8. Synchrone oscillatielus
Het oscillatiecircuit (zaagtandgolfgenerator), bestaande uit een synchrone detectielus bestaande uit R27, R18, R4, R11, R9, R12, R13, C10, C7, C11 en LM339, waarvan de oscillatiefrequentie gesynchroniseerd is met de werkfrequentie van het kooktoestel onder PWM-modulatie, stuurt een synchrone puls uit via pin 14 van 339 om een ​​stabiele werking te garanderen.

9. Overspanningsbeveiligingscircuit
Overspanningsbeveiligingscircuit bestaande uit R1, R6, R14, R10, C29, C25 en C17. Wanneer de overspanning te hoog is, geeft pin 339 2 een laag signaal af. Dit informeert MUC om de voeding te stoppen en schakelt het K-signaal via D10 uit om de voeding van de aandrijving uit te schakelen.

10. Dynamisch spanningsdetectiecircuit
Het spanningsdetectiecircuit, bestaande uit D1, D2, R2, R7 en DB, wordt gebruikt om te detecteren of de voedingsspanning binnen het bereik van 150V~270V ligt nadat de CPU de gelijkgerichte pulsgolf AD rechtstreeks heeft omgezet.

11. Directe hoogspanningsregeling
R12, R13, R19 en LM339 zijn samengesteld. Wanneer de tegenspanning normaal is, werkt dit circuit niet. Wanneer de momentane hoge spanning hoger is dan 1100 V, zal pin 339 1 een laag potentiaal genereren, de PWM verlagen, het uitgangsvermogen verlagen, de tegenspanning regelen, de IGBT beschermen en overspanningsuitval voorkomen.


Plaatsingstijd: 20-10-2022