C305保护电路原理分析5.docx
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C305保护电路原理分析5
`课程
视听实训
章节
电磁炉
教师
陈、段
审批
课题
保护电路原理分析
课时
4
授课日期
授课班级
教学目的
与要求
1、掌握电流检测电路工作原理
2、掌握反压保护电路工作原理
3、掌握电压浪涌保护电路工作原理
4、掌握上电保护电路工作原理
5、掌握电流浪涌保护电路工作原理
重点
各部分单元电路的原理分析
难点
各部分单元电路的原理分析
授课类型
互动式、激励式
教具
作业
教材页第题
教学进程和时间分配表（可略去，直接填写教学内容）
序号
教学内容
时间分配
授课类型
1
复习提问
5
2
电流检测电路
3
反压保护电路
4
上电保护电路
5
电压浪涌保护电路
6
电流浪涌保护电路
教学内容：
一、复习提问
1、分析同步电路的工作原理？
2、分析驱动电路的工作原理？
新课引入
弄清功率异常，先得明白功率是怎样调节的。
功率的大小是由PWM波控制的，PWM是一组方波，功率越高，PWM波的高电平时间越长，反之，功率越低，PWM波的高电平时间相对于高档功率时窄一些。
PWM波的高电平越长，让驱动电路中的Q1基极高电平持续时间长，让Q1的CE两极导通时间长，18V在IGTB基极持续时间也越长，IGBT导通的时间也就越长，IGBT导通时间长，L2右侧的电压持续在低电平的时间长，L2左侧的电源310V就会对线圈充电时间长，L2所储存的能量也就越多，经LC振荡后放出来的能量就越多，功率也就越高。
二、电流检测电路
1、说明：
电磁炉在每个功率档位都会出现间隙加热现象。
可能在1000W，也可能在1300W，反正功率特别异常的现象都集中在电流检测这一块。
2、实际电路图：
3、工作原理：
电流检测电路由主要由一个放大电路和一个电位器组成。
通过康铜丝（R2）取样通过IGBT电流，康铜丝（10mΩ）变成电压信号，康铜丝的右端入地，到达358的5脚，电流是从康铜丝的右流到左，故在康铜丝的左端是负电压，358是一个放大器，放大倍数由R38和R39决定，从7脚输出的电压Uo
Uo=—R38/R39*Ui
刚好Ui为一个负电压，通过放大后变成一个正电压。
经过R43，D6，电位器送面板IC识别，我们通过调节电位器，可以调节功率的大小，但这相对于各档的功率来说，只是一个微调。
4、故障处理：
电位器虚焊，电位器失效，LM358失效（放大），其中358失效还可能出现的现象是无功率输出，但面板显示正常。
电位器滑片脚没有连上，也有可能出现显示正常，无功率输出。
康铜丝电阻不精准，也会导致功率出现异常。
三、反压保护电路
1、说明：
电磁炉在低功率档时正常，可到1600W时功率就调不上，在1800W，和2100W时功率都是在1600W（实际功率）不变。
这时可以重点分析IGBT的驱动波、反压波，了解反压保护原理。
2、实际电路图：
3、工作原理：
电磁炉工作时，IGBT的C极，电压可以升到1000多伏，IGBT在关断的情况下可以耐压1200V，为防止IGBT反压过高击穿IGBT而进行反压保护。
通过电阻R16、R18、R19对反压电压取样，取样电压送到LM339的6脚，与LM339的7脚电压进行比较。
如果IGBT的反压超过参数的设定值会使得LM339的6脚电压大于7脚电压，使LM339翻转1脚接地，而1脚通过R9与PWM波接在一起，这样就使PWM波直接到地，使得驱动电路中没有驱动波，电磁炉停止工作，进行反压保护。
如果R19/R19+R16+R18变大，会提前进行反压保护，反压提前进行保护，电磁炉的功率调不上，而只能维持在一定的功率工作。
如果R19错料变大，这种现象特别明显。
当然如果5V电压没有送到R53致使LM339P7脚电压为低电压，这样电磁炉会不检锅。
四、上电保护电路
1、电路图：
2、工作原理：
电磁炉上电瞬间，5V电都到达LM339的10，11脚，但是10脚有一个对地的电解电容CE11，而在11脚只有一个磁片电容C25，上电瞬间10脚5V电源先对电解电容充电，充满电后10脚才能达到稳定的5V，而11脚不用花时间充电，或者用时很少，所以在上电瞬间，11脚电压高于10脚电压，通过一个电阻18V到达LM339的13脚上，然后通过R12到达Q3的基极，让Q3导通。
在前面的电路中已经讲到，Q3的C极连接的是PWM波，所以，它会把PWM入地，同时它会死死地关闭Q1，不让18V通过Q1到达IGBT的基极，从而达到上电保护电路的作用。
稳定以后，10脚电压为5V，11脚电压在R25，R8，R30对5V电压的取样下为4.6V，此时，13脚输出为低电平。
五、电压浪涌保护电路
1、电路图：
2、工作原理：
电压浪涌是通过三个电阻R23，R15，R12分压取样，取样后通过一个二极管送到LM339的11脚，如果Ui*R12/R12+R15+R23大于5V（10脚电压为5V），就会出现电压浪涌保护（这里电压不会叠加，也就是不会在4.6V的基础上进行累加）。
Ui*R12/R12+R15+R23>5.7V（二极管分了0.7V）
Ui*12/12+820+330>5.7
算出来当Ui>552V就会进行电压保护，同样也是让Q3导通保护电路。
六、电流浪涌保护电路
1、电路图：
2、工作原理：
电流是通过IGBT的电流，通过康铜丝（R2）取样电流，康铜丝10mr，康铜丝的右端入地，到达358的3脚，电流是从康铜丝的右流到左，帮在康铜丝的左是一个负电压，变成电压信号，通过R41，送到358的2脚，358是一个放大器，放大倍数由R41和R40决定，从7脚输出的电压Uo
Uo=-R40/R41*Ui
刚好Ui为一个负电压，通过放大后变成一个正电压。
电压信号通过R42，R8，R30三个电阻取样电压送到电压比较器339的11脚进行比较，如果电压大于5V，会使339的13脚为高电平，18V电压通过R10送到驱动电路Q3使用权驱动电路中的Q3导通，PWM入地和Q1关闭，IGBT也关闭，功率降到0。
在以前的方案中浪涌保护是软硬件结合保护的：
浪涌通过LM339后，到达LM339的13脚，使13脚翻转，18V通过R11和R10送Q3进行保护，同时电压18V对C21（独石电容---105）进行充电，它的性能应介于瓷片电容和电解电容之间，容量比电解电容小，又比瓷片电容大。
有了这个电容后，它在浪涌消失后，C5开始放电，通过R8给339的11脚充电，使11脚持续高电平，让13脚长时间为高电平，进行长时间的保护，同时，C21通过R30（1MΩ）对地放电。
因为R8只有220K，这样就可以让13脚的高电平时间持续2S左右，对电路保护2S，这样既保护了电路，又更具可靠性。
七、电压、电流检测电路
1、电路图：
2、原理分析：
AC220V由D8、D9整流的脉动直流电压通过R46、R47分压、C15、CE6平滑后的直流电压送入CPU,根据监测该电压的变化,CPU会自动作出各种动作指令:
（1）判别输入的电源电压是否在充许范围内（150V—250V）,否则停止加热。
（2）配合电流检测电路、VCE电路反馈的信息,判别是否己放入适合的锅具,作出相应的动作指令。
（3）配合电流检测电路反馈的信息及方波电路监测的电源频率信息,调控PWM的脉宽,令输出功率保持稳定。
流电压送入CPU,根据监测该电压的变化,CPU会自动作出各种动作指令。
3、作用：
电压检测主要是检测输入的交流电压大小。
八、课外练习
1、分析电压、电流浪涌及上电保护电路的工作原理？
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