5.2　主控电路的工作原理

5.2.1　主控电路的基本信号流程

如图5-15所示，电磁炉的主控电路是以微处理器为控制核心的功能电路。当主控电路中的微处理器满足工作条件时，可根据操作显示电路送入的人工指令信号或检测信号输出相应的控制信号，用以控制相关的功能部件动作，进而实现电磁炉加热食物的功能。

不同电磁炉的主控电路虽结构各异，但其基本信号处理过程大致相同，为了更加深入了解主控电路的工作过程，我们根据电路主要部件的功能特点，将主控电路划分成微处理器主控电路、同步振荡电路、PWM调制和驱动电路、风扇驱动电路、报警驱动电路、浪涌保护电路、IGBT过压保护电路、锅质检测电路、电流检测电路、电压检测电路、温度检测电路等几部分。

1　微处理器主控电路的基本信号流程

如图5-16所示，电磁炉的各主要电路均是由微处理器主控电路进行控制的，电磁炉的主控电路是以微处理器为核心组成的自动检测和主控电路，该电路主要由微处理器、晶振电路、复位电路、直流供电部分等构成。

2　同步振荡电路的基本信号流程

如图5-17所示，电磁炉同步振荡电路是产生脉冲信号的重要电路，在电磁炉中用于保持PWM驱动信号和LC谐振电路的同步，使其能够稳定地工作。

3　PWM调制电路的基本信号流程

如图5-18所示，电磁炉的各主要电路均是由微处理器主控电路进行控制的，电磁炉的主控电路是以微处理器为核心组成的自动检测和主控电路，该电路主要由微处理器、晶振电路、复位电路、直流供电部分等构成。

PWM调制电路中电压比较器输入端分别接收同步振荡电路送来的锯齿波和PWM脉冲信号，经RC滤波后的直流电压，经电压比较器处理后，由输出端输出不同脉冲宽度的波形信号，送入PWM驱动电路进行放大驱动。

4　PWM驱动电路的基本信号流程

电磁炉的PWM驱动电路在电磁炉中用于放大PWM信号，并将放大后的信号送到IGBT的控制极，该电路主要由门控管驱动放大器和一些其他辅助元器件构成。

电磁炉中的PWM驱动电路有两种结构形式：一种是采用晶体管构成的互补推挽式放大器；另一种则是采用集成电路芯片构成的功率放大器。

如图5-19所示，采用集成电路芯片构成的PWM驱动电路是将门控管驱动放大器制作在了集成电路内部。

如图5-20所示，采用互补推挽式放大器的PWM驱动电路是由一个NPN晶体管和一个PNP晶体管构成的，该放大器的偏压设置在晶体管的截止点上。

5　浪涌保护电路的基本信号流程

如图5-21所示，电磁炉的浪涌保护电路是用于防止交流电源供电电压中出现冲击性电压波动而损坏电磁炉，使电磁炉进入保护状态的。实际上是为了保护电磁炉中的IGBT不受损坏而设置的该电路。

6　IGBT过压保护电路的基本信号流程

如图5-22所示，IGBT过压保护电路是在过压的情况对IGBT实施保护的电路。

在电磁炉中，IGBT工作在高电压、大电流的条件下，需要进行实时监测和保护，使之安全工作，当IGBT集电极（C）电压过高时，IGBT过压保护电路就会启动，使PWM驱动电路的输出关闭。

7　锅质检测电路的基本信号流程

如图5-23所示，锅质检测电路主要用于检测电磁炉所使用的锅具是否符合要求。

8　电压检测电路的基本信号流程

如图5-24所示，电磁炉的电压检测电路是对输入的市电电压进行检测的，当输入的市电电压过高或过低时，电压检测电路均会将检测到的电压信号传送给微处理器，此时，微处理器会发出停机指令，来防止电磁炉在欠压或过压状态下产生的大电流损坏电磁炉上的元器件。

9　电流检测电路的基本信号流程

如图5-25所示，电流检测电路是用于判别电磁炉是否有过载的情况，即电流是否超过正常值，如有过载情况，电流检测电路会将检测到的信号传送给微处理器，此时，微处理器会发出停机指令，立即实施保护，防止损坏电磁炉内的元器件。

10　风扇驱动电路的基本信号流程

如图5-26所示，电磁炉的风扇驱动电路是由微处理器进行驱动控制的，当电磁炉开机后，微处理器对其输送驱动信号，散热风扇开始转动，当加热停止后微处理器使风扇再延迟工作一段时间，将机壳内的热量散掉，再停转。

11　温度检测电路的基本信号流程

如图5-27所示，电路中的RT1为温度传感器（热敏电阻器），位于炉盘线圈的中央，紧贴灶台面板，用以检测加热时的温度。一旦温度过高，微处理器便会输出过热保护信号，从而启动停机指令。

如图5-28所示，IGBT温度检测电路主要用以检测IGBT工作时的温度。

12　报警驱动电路的基本信号流程

如图5-29所示，电磁炉的报警驱动电路也可称为蜂鸣器驱动电路，当电磁炉在启动、停机、开机或处于保护状态时，为了提示用户进而驱动蜂鸣器发出声响。

5.2.2　实用主控电路的原理分析

1　典型实用微处理器控制电路的原理分析

图5-30为典型实用微处理器控制电路的原理分析（HMS87C1202A）。微处理器控制电路主要对电磁炉整机进行控制。它主要是由微处理器芯片、晶体及相关外围元器件构成的。在电磁炉开机时，电源电路送来的低压直流电压送至微处理器芯片的供电端引脚，为微处理器提供工作电压；晶体与微处理器芯片内部的振荡电路构成时钟振荡器，用于为微处理器芯片提供时钟信号。

图5-31为典型实用微处理器控制电路的原理分析（TMP87PH46N）。

2　典型实用工作状态检测电路的原理分析

图5-32为典型实用工作状态检测电路的原理分析。电磁炉工作状态检测电路主要包括过电流、过压检测电路，灶台温度和IGBT温度检测电路，此外还包含同步振荡和脉宽调制电路等。这些电路大都是由电压比较器LM339和运算放大器LM324芯片组成的，每个单元电路之间都有一定的关联。

3　典型实用电压检测电路的原理分析

图5-33为典型实用电压检测电路的原理分析。

4　典型IGBT过压保护电路的原理分析

图5-34为典型实用IGBT过压保护电路的原理分析。

5　典型实用同步振荡电路的原理分析

图5-35为典型实用同步振荡电路的原理分析。

6　典型实用锅质检测电路的原理分析

图5-36为典型实用锅质检测电路的原理分析。

7　典型实用PWM调制电路的原理分析

图5-37为典型实用PWM调制电路的原理分析。

8　典型实用浪涌保护电路的原理分析

图5-38为典型实用浪涌保护电路的原理分析。