电磁炉18V是怎么来的?
18伏是电磁炉功率变换需要的电源!电磁炉有些带变压器变出低压直流电,有些从开关电源产生的!大多数都是开关电源,
把整流桥整流出来的300伏直流电压通过开关电源芯片控制芯片内的开关管导通与截止让高频变压器产生交变电压,这个电压例如22伏,再通过整流,滤波,稳压出18伏igbt供电,12伏散热风扇,5伏cpu芯片供电!就是这样来的!看我截的图,图示是如何稳压得出所需电源的!简单明了!
电磁炉是比较常见的家用电器,其工作原理为电磁感应,利用电磁辐射对锅进行加热,电磁炉有层层缠绕的线圈,交流电流过线圈后产生方向变化的磁场,这时会对上方的金属锅产生漩涡电流,从而使锅加热。电磁炉内有电子元器件,电子元器件需要供电,那么低压直流18V是怎么来的呢?下面介绍两种常用的方案。
1 整流降压得到18V
将220V交流转化为直流,需要用到整流电路,而整流滤波降压电路是常用的交流转直流的方案。在早期的电磁炉电路中, 这种电路是应用比较多的。这种电路主要涉及到的关键元器件有:工频变压器、整流桥、滤波电容、稳压管或者三端稳压器。电路结构如下图所示。
220V交流电先通过变压器,将电压将为较低的交流电,再通过整流桥和滤波电容整流为较为平滑的直流,最后进入7818三端稳压器,获得较为稳定的直流18V。这是最典型、应用最广的交流转直流的电路。现在的电磁炉也在向着轻薄化去设计,但是因为工频变压器体积较大,占用非常大的空间;而且,这种电路的损耗也较大、转换效率较低。后来,很多厂家采用交流转直流的专用ASIC来处理。
2 专用IC方案得到18V
这种方案就解决了工频变压器体积大的问题,专用的交流转直流ASIC一般为八引脚封装,有直插或者贴片封装。典型的电路如下图所示。
输入端的二极管起到半波整流的作用,输出端可以通过电阻来调节输出电压。现在,这种ASIC的解决方案越来越多,由于不需要变压器所以,体积小了很多。在电饭煲、电磁炉、烧水壶、咖啡机、洗衣机上应用非常多。但是这种方式多是不隔离的,在调试、维修时需要注意安全。
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电磁炉的主板内一般有300V,18V,5V三种直流电压
电磁炉通过电磁场使得金属锅产生涡流发热的一种小家电,广受消费者喜欢。电磁炉输入的是220V交流电,交流电输入后会转换为300V,18V,5V三种直流电压,给不同的电路供电。
220V交流电经过整流桥整流后就可以得到大约300V的直流电压,用于给炉盘线圈供电,产生涡流的能量来自这组电压。
18V电压后AC/DC转换电路得到,主要用于给散热风扇和IGBT驱动电路供电。
5V电压由18V电压降压得到,用于给控制电路供电。
电磁炉功能电路分析
电磁炉内部的电路板主要包括了整流桥、线圈盘、IGBT及驱动、PWM调制、同步振荡、温度检测、过压保护、主控芯片、风扇及驱动、报警驱动、操作显示电路、交流转低压直流等电路。
按功能,电磁炉的主板主要划分为三个部分:电源、控制和驱动。电源可以把输入的交流电转换电磁炉需要的各种直流电压;控制则是电磁炉的控制核心,操控着整个电磁炉系统的工作;驱动电动用于驱使IGBT、风扇和报警等电路的工作。
电磁炉的18V和5V电路分析
电磁炉的各种功能由单片机控制,单片机一般需要5V工作电压。而散热风扇和IGBT驱动则需要较高的18V电压。
18V和5V的电压可以通过开关电源方案实现,把输入的220V交流电,分别转换为18V和5V两组直流电压。
当然也可以先把220V交流电转换为18V直流电,再用LDO转换出一组5V直流电压。
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电磁炉基本工作原理
电磁炉的内部总共产生三路电压,一路是220V的交流输入电压经过整流滤波之后给高频振荡部分提供供电的310V电压,另外两路是经过降压之后的18V及5V电压,其中18V电压主要是给高频振荡部分的开关管IGBT提供驱动电压的,另外一路5V主要给单片机等控制部分供电。
电磁炉是利用高频感应实现加热的,通过高频开关信号的控制,经输入的交流电压变为高频的脉动直流电压,输入到加热线圈中,通过锅具产生的涡流实现加热。电磁炉的基本工作原理与开关电源相似,除了有基本的开关振荡电路之外,还有一部分保护电路。电磁炉中的保护电路通常包含以下几个部分:电压检测、电流检测以及温度检测,其中电压检测主要检测电网电压、整流之后的电压以及IGBT驱动输出,实现输入过欠压保护以及高压反峰过压保护;电流检测主要检测主回路中的电流,实现过流保护、功率反馈以及锅具检测;温度检测通过检测功率管温度及锅具温度实现过温保护。
电磁炉中供电电压的产生
电磁炉中的几路供电,其中主回路的供电是直接通过输入电压整流而成了,另外的两路低压是通过电源变压器降压而成。早期的电磁炉一般采用工频变压器降压,现在的电磁炉一般都是采用的开关电源实现降压。由于电磁炉低压部分控制电路的功率较小,所以两路低压不需要太大的功率,开关电源部分的电路一般采用单片电源驱动芯片,芯片内置开关管,外围结构比较简单,并且大部分的电源采用非隔离的设计。
上图是电磁炉中比较常用的开关电源结构,使用主控芯片是VIPer12A,这也是电磁炉中比较常用的电源芯片。芯片内置了高压开关管,最大的功率可以到13W。电源的工作原理比较简单:交流电压输入之后,经过保险电阻,经过整流滤波之后产生直流电压,电源正极经过变压器初级绕组到达芯片内置开关管的漏极,由漏极的电压源获取电压后给芯片提供启动电压,芯片工作后内部开关管产生高速开关,将直流电变为脉冲直流后输入到变压器的初级绕组,由次级感应出电压分为两路输出,一路经整流滤波之后输出18V电压,另一路经三端稳压芯片后输出5V电压。其中18V电压也作为电源芯片的供电以及电压反馈使用。