Principio di riscaldamento della cucina a induzione
La cucina a induzione viene utilizzata per riscaldare gli alimenti sfruttando il principio dell'induzione elettromagnetica. La superficie del forno della cucina a induzione è una piastra in ceramica resistente al calore. La corrente alternata genera un campo magnetico attraverso la bobina posta sotto la piastra in ceramica. Quando la linea magnetica del campo magnetico attraversa il fondo di una pentola in ferro, in acciaio inossidabile, ecc., si generano correnti parassite che riscaldano rapidamente il fondo della pentola, raggiungendo così lo scopo di riscaldare gli alimenti.
Il suo processo di funzionamento è il seguente: la tensione alternata viene convertita in continua tramite il raddrizzatore, e quindi la corrente continua viene convertita in corrente alternata ad alta frequenza che supera la frequenza audio tramite il dispositivo di conversione di potenza ad alta frequenza. La corrente alternata ad alta frequenza viene aggiunta alla bobina di riscaldamento a induzione a spirale cava piatta per generare un campo magnetico alternato ad alta frequenza. La linea di forza magnetica penetra la piastra in ceramica del fornello e agisce sulla pentola metallica. Forti correnti parassite vengono generate nella pentola di cottura a causa dell'induzione elettromagnetica. Le correnti parassite superano la resistenza interna della pentola per completare la conversione dell'energia elettrica in energia termica durante il flusso, e il calore Joule generato è la fonte di calore per la cottura.
Analisi del circuito del principio di funzionamento della cucina a induzione
1. Circuito principale
Nella figura, il ponte raddrizzatore BI trasforma la tensione a frequenza di rete (50 Hz) in una tensione continua pulsante. L1 è un induttore e L2 è una bobina elettromagnetica. L'IGBT è pilotato da un impulso rettangolare proveniente dal circuito di controllo. Quando l'IGBT viene attivato, la corrente che scorre attraverso L2 aumenta rapidamente. Quando l'IGBT viene disattivato, L2 e C21 saranno in risonanza in serie e il polo C dell'IGBT genererà un impulso ad alta tensione verso terra. Quando l'impulso scende a zero, l'impulso di pilotaggio viene nuovamente aggiunto all'IGBT per renderlo conduttivo. Il processo descritto sopra si ripete e alla fine viene prodotta l'onda elettromagnetica a frequenza principale di circa 25 kHz, che induce correnti parassite sul fondo del crogiolo in ghisa posizionato sulla piastra in ceramica e lo riscalda. La frequenza di risonanza in serie assume i parametri di L2 e C21. C5 è il condensatore di filtro di potenza. CNR1 è un varistore (assorbitore di sovratensioni). Quando, per qualche motivo, la tensione di alimentazione CA aumenta improvvisamente, si verifica immediatamente un cortocircuito, che fa saltare rapidamente il fusibile di protezione del circuito.
2. Alimentazione ausiliaria
L'alimentatore switching fornisce due circuiti stabilizzatori di tensione: +5 V e +18 V. Il +18 V dopo la raddrizzatura a ponte viene utilizzato per il circuito di pilotaggio dell'IGBT, il circuito integrato LM339 e il circuito di pilotaggio della ventola vengono confrontati in modo sincrono, mentre il +5 V dopo la stabilizzazione della tensione da parte del circuito stabilizzatore di tensione a tre terminali viene utilizzato per il controllo principale della MCU.
3. Ventola di raffreddamento
All'accensione, il circuito integrato di controllo principale invia un segnale di azionamento della ventola (FAN) per mantenerla in rotazione, aspirare l'aria fredda esterna nel corpo macchina e quindi scaricare l'aria calda dalla parte posteriore del corpo macchina per dissipare il calore al suo interno, evitando così danni e guasti ai componenti dovuti ad alte temperature ambientali. Quando la ventola si ferma o la dissipazione del calore è scarsa, il misuratore IGBT viene collegato a un termistore per trasmettere il segnale di sovratemperatura alla CPU, interrompere il riscaldamento e ottenere la protezione. Al momento dell'accensione, la CPU invia un segnale di rilevamento della ventola e quindi un segnale di azionamento della ventola per far funzionare la macchina quando funziona normalmente.
4. Controllo costante della temperatura e circuito di protezione dal surriscaldamento
La funzione principale di questo circuito è quella di modificare l'unità di tensione della resistenza, in base alla temperatura rilevata dal termistore (RT1) sotto la piastra ceramica e dal termistore (coefficiente di temperatura negativo) sull'IGBT, e di trasmetterla al circuito integrato di controllo principale (CPU). La CPU genera un segnale di avvio o arresto confrontando il valore di temperatura impostato dopo la conversione A/D.
5. Funzioni principali del circuito integrato di controllo principale (CPU)
Le funzioni principali del circuito integrato master a 18 pin sono le seguenti:
(1) Controllo di accensione/spegnimento dell'alimentazione
(2) Potenza di riscaldamento/controllo costante della temperatura
(3) Controllo di varie funzioni automatiche
(4) Rilevamento assenza di carico e spegnimento automatico
(5) Rilevamento dell'input della funzione chiave
(6) Protezione contro l'aumento della temperatura all'interno della macchina
(7) Ispezione del vaso
(8) Notifica di surriscaldamento della superficie del forno
(9) Controllo della ventola di raffreddamento
(10) Controllo di vari display del pannello
6. Circuito di rilevamento della corrente di carico
In questo circuito, il trasformatore T2 è collegato in serie alla linea prima del raddrizzatore a ponte DB, in modo che la tensione alternata sul secondario di T2 possa riflettere la variazione della corrente di ingresso. Questa tensione alternata viene quindi convertita in tensione continua tramite il raddrizzamento a onda intera D13, D14, D15 e D5, e la tensione viene inviata direttamente alla CPU per la conversione AD dopo la divisione della tensione. La CPU valuta l'entità della corrente in base al valore AD convertito, calcola la potenza tramite software e controlla l'entità dell'uscita PWM per controllare la potenza e rilevare il carico.
7. Circuito di azionamento
Il circuito amplifica il segnale a impulsi in uscita dal circuito di regolazione della larghezza di impulso a un'intensità di segnale sufficiente a comandare l'apertura e la chiusura dell'IGBT. Maggiore è la larghezza di impulso in ingresso, maggiore è il tempo di apertura dell'IGBT. Maggiore è la potenza di uscita del coil cooker, maggiore è la potenza di fuoco.
8. Anello di oscillazione sincrona
Il circuito oscillante (generatore di onde a dente di sega) composto da un circuito di rilevamento sincrono formato da R27, R18, R4, R11, R9, R12, R13, C10, C7, C11 e LM339, la cui frequenza di oscillazione è sincronizzata con la frequenza di lavoro della pentola tramite modulazione PWM, emette un impulso sincrono tramite il pin 14 di 339 per garantire un funzionamento stabile.
9. Circuito di protezione contro le sovratensioni
Circuito di protezione da sovratensioni composto da R1, R6, R14, R10, C29, C25 e C17. Quando la sovratensione è troppo elevata, il pin 339 2 emette un segnale basso, da un lato, informando MUC di interrompere l'alimentazione, dall'altro, disattivando il segnale K tramite D10 per disattivare l'uscita di potenza del driver.
10. Circuito di rilevamento dinamico della tensione
Il circuito di rilevamento della tensione composto da D1, D2, R2, R7 e DB viene utilizzato per rilevare se la tensione di alimentazione rientra nell'intervallo 150 V~270 V dopo che la CPU ha convertito direttamente l'onda impulsiva raddrizzata AD.
11. Controllo istantaneo dell'alta tensione
R12, R13, R19 e LM339 sono composti. Quando la tensione di ritorno è normale, questo circuito non funziona. Quando l'alta tensione istantanea supera i 1100 V, il pin 339 1 emette un potenziale basso, riduce la modulazione PWM, riduce la potenza di uscita, controlla la tensione di ritorno, protegge l'IGBT e previene la rottura per sovratensione.
Data di pubblicazione: 20 ottobre 2022
