一、原理
这款泡茶炉的型号规格是金灶KJ—10E，是广东省海利企业近几年的新品，双炉构造，左侧是消毒锅，右侧是电烧水壶（见题图）。因为沒有现有的电路图，小编只能依照实体制作了电路电路原理图（见图1）。该设备的高频感应加热电路与别的知名品牌的电磁炉（灶）基本一致，是运用电流的磁效应将电磁能变换为热能工程的家用电器。开关管IGBT（VT3，型号规格：H20R1202）的饱和状态导通与截止时间（pwm占空比）可控于MCU输出的PWM差分信号；C8（0.22μF/1200V）与加温线盘L2（或L3，电感器量约为0.183mH）构成工作频率约为24kHz的并联谐振电路。当电磁炉工作中时，加温线盘周边便造成高频率交替变化磁场，当炉腔置放导磁又导电性的金属材料锅（ 壶） 具时， 交替变化的电磁场使锅（壶）底磁感应出强劲的涡旋而造成高烧。下边深入分析一下它的原理。
1. 开关电源电路
300V直流高压电源是立即由220V沟通交流电压经髙压整流桥堆（B1，型号规格：D15XB60H）整流器、 C7（4μF/400V）过滤造成的，是加温线盘、IGBT管工作中的主开关电源。VIPer22A（IC2）是小输出功率智能化开关电源电路集成化电路，其管脚作用如下图2 所显示。该集成化电路内嵌场效开关管、60kHz脉冲宽度调制器、智能化调节电路及过流、过电压、太热维护电路。它具备外部电路简约、键入电压融入区域宽、输出电压平稳等优势。远程器由VIPer22A和Z1、C5、C4、VD1、VD2、L1、C3等外部元器件构成＋18V直流稳压电源，主要是提供VT1、VT2、 IC1（LM339）、转换汽车继电器和散热电风扇应用。＋5V的开关电源也是由＋18V电源经78L05稳压管，C14过滤造成的，主要是做为标准电压源和提供操纵表明电路应用。
2. 操纵表明电路
操纵表明电路是由8位MCU集成icS3F9454BZZ-DK94（IC3）、8位串入/并出移位寄存器74HC164N（IC4）、数码显示管、三极管、LED、功能键和电阻器、电容器等元器件构成的，并根据8位连接器与主电路板联接。S3F9454B是三星的一款可多次程序编写的微处理器，內部设计方案的软件系统与硬件配置电路相互配合，完成智能化系统操纵。本电路MCU是选用內部钟表，并由 3脚输出至IC4（74HC164）的CP键入端（8脚），MCU的2脚输出的串行通信数据信息送往IC4的数据信息键入端（1、2脚）。MCU的4脚是关机校准端，与此同时也是“泡茶作用”键入端S2。在待机状态时，每按一下“S2”，则泡茶作用先后在“全自动”—“手动式”—“隔热保温”—“关掉泡茶”4个情况中间转换循环系统。 5脚是蜂鸣声数据信号输出端，用声响提醒电磁炉的工作情况。6脚～9脚输出的高、低电频使VT6～VT9截至或关断，与此同时2脚输出串行通信数据信息，3脚输出的脉冲发生器相互配合IC4的8位（本电路仅用7位）并行处理数据信息输出至数码显示管、VD7～VD11的功效是表明电磁炉各种各样运行状态和常见故障编码。10脚是消毒杀菌作用键入端S1，每按一下该键，则消毒杀菌作用先后在“走红”—“文火”—“关掉消毒杀菌”3个情况中间循环系统。11脚是散热电风扇推动数据信号输出端，电磁炉一切正常业务时，11脚输出高电平，使VT5关断，电风扇得电工作中，待机后11脚再次输出一段时间的高电平数据信号，电风扇再次工作中，排出炉内余热回收，增加电磁炉的使用期限。17脚是＋18V开关电源电路检验键入端，＋18V电压经电阻器R30、R31降血压分压后的取样电压键入到17脚，与设定值核对，当＋18V电压异常时（过高、过低或谐波失真电压过大），电磁炉不工作中，具有了防护功效。19脚是转换汽车继电器操纵数据信号输出端，汽车继电器吸合时是“泡茶”，释放出来时是“消毒杀菌”。
当双炉与此同时应用时，“泡茶”与“消毒杀菌”是分时图轮番加温。16脚、18脚分别是泡茶炉盘和消毒杀菌炉盘的温度感应器（负温度系数的温度传感器）的取样电压键入端，只需在其中有一只温度传感器短路即出现问题编码“E3”，则关机维护；只需在其中有一个炉盘过热，即出现问题编码“E4”，也关机维护。15脚是炉内电力电子器件太热检验键入端，Rt0负温度系数温度传感器是紧靠IGBT管散热器安裝。伴随着电力电子器件溫度的上升，取样电压也慢慢上升，与设定值开展核对来判断是不是太热。过热时表明问题编码“E6”，则关机维护。14脚是电压电压检验键入端。220V沟通交流电压经B1整流器，C7过滤造成＋300V直流电电压，经R4、R5和R7降血压分压后的取样电压由14脚键入，与设定值开展核对。当电压电压高过250V或小于160V时，电磁炉不工作中或关机维护，并表明过高“E1”或过低“E2”的常见故障编码。13脚是PWM 差分信号输出端。MCU依据设定命令或探测到的数据信息进行分辨：应不应该输出PWM差分信号，并能自动调节输出脉冲信号的pwm占空比，以做到调整电磁炉输出输出功率之目地。
3. 同歩电路
为了防止IGBT管在关断时被大电流量冲击性而毁坏，要确保加进IGBT管的G极上的PWM脉冲前沿与C极上的最高值脉冲后沿同样步，由IC1d、IC1c和外部元器件构成同歩电路。在休眠时，IC1d的积分电路端（11脚）的取样电压小于正相反端（10脚）的取样电压，13脚为低电频情况，而由IC1c、R11、R12、R13和C10等构成的锯齿形波震荡器按共振频率震荡。当电磁炉工作中时，IC1d的积分电路端（11脚）上发生由IGBT 管C极取样的单脉冲，经IC1d整形美容，13脚输出的同时单脉冲经C11送至由IC1c等构成的锯齿形波震荡电路，对其工作频率与波型开展调整后的同歩锯齿状单脉冲再送至脉冲宽度调制电路IC1b的正相反端（6脚）。
4. 脉冲宽度调制电路
该电路由IC1b当担。积分电路端（7脚）加上由IC3的13脚输出的PWM单脉冲，经積分电路产生的操控脉冲信号与正相反端（6 脚）的同歩锯齿状单脉冲开展较为。其基本原理是：当一个转变的直流电操纵脉冲信号（操纵脉冲信号的多少与PWM单脉冲的pwm占空比成正比例关系）与一个按锯齿状单脉冲规律性转变的标准脉冲信号开展较为时，输出端（1脚）的振荡時间将伴随着直流电源平在锯齿状单脉冲陡坡上所相匹配部位产生变化而转变，进而完成脉冲宽度调制。
5. 推动电路
由VT1、VT2及外部元器件构成IGBT管的推动电路，操纵其导通与截至。由IC1b的1脚输出的脉冲宽度调制单脉冲加到推动电路键入端，当IC1b的1脚的单脉冲处在高电平时，VT1关断、VT2截至、IGBT管饱和状态关断。当IC1b的1脚的单脉冲处在低电频时，VT2关断、 VT1截至、IGBT管截止。
6. 髙压峰值检测维护电路
当IGBT管工作中时，C极要承担 300V以内的直流电电压和串联谐振单脉冲髙压。为了避免C极上单脉冲累加后的髙压超出规定值而穿透，由IC1a和R7、R6、R5、R17、C12等构成的取样检验维护电路。当IGBT管一切正常业务时，IC1a正相反端4脚的取样电压小于积分电路端5脚的标准电压（＋5V），2脚呈截至高阻情况，不危害積分电容器C13上的操控脉冲信号，电磁炉按制定的输出功率开展加温。当因为种种原因（如电源插头跳火；LC并联谐振电力电容器C8欠佳、无效或变值；＋300V髙压耦合电容C7走电；積分电容器欠佳、无效或变值；或者在提、放锅壶具一瞬间等）在C极上激发极高的反峰单脉冲，使 C极的髙压即将做到抗压规定值时，IC1a的4脚的取样电压高过5脚的标准电压，2脚旋转为关断低阻情况，積分电容器C13上的电压经2脚泄流，IC1b的 7脚脉冲信号减少，1脚输出的PWM的占空比变小，IGBT管关断時间减少，高频率串联谐振力度降低，进而做到IGBT管的过电压保护。当极高反峰单脉冲一消退，电磁炉即恢复过来加温工作中。检修全过程
在制作电路图的环节中， 小编已对整体除集成化电路外的电阻器、电容器、电感器、三极管、二极管等电子器件从外形到线上或无网都开展了检验，均未出现异常。最先电焊焊接导线，把主电路板挪到外壳外，便于维修。插电，伴随着“嘀”一响声，表明“E1”常见故障编码，这表明是“开关电源电压过高”。测得那时候电压电压为222V，一切正常。轻按“泡茶”功能按键（或消毒杀菌功能按键），数码显示管、显示灯会先后依照表明的4个情况循环系统表明，一放开你的手又表明“E1”。然后精确测量相关触点的电压：测得A点电压为 302V，一切正常；测得 B点电压为 18.4V，表明开关电源电路一切正常；测得C点电压为 2.73V，紊乱。
断掉 5V开关电源输出的在其中一条跨线，再度精确测量，或是 2.73V，进而可判断78L05损坏。这时心里生疑， 5V电压已大幅紊乱，那麼操纵表明电路为什么还好像一切正常？转过头来仔细观看，S3F9454B、74HC164的工作中电压范畴为2～5.5V，而数码显示管和LED从好多个 mA到20mA电流量却都能闪光，仅仅色度不一样罢了，没用心比照是不容易察觉的。这样一来，操纵表明电路能工作中也不奇怪了。换掉78L05（评测电压为 5.18V），整体作用恢复过来。
至此，维修的旅途已结束了，但小编总感觉还有几个电路基本原理还将信将疑，以上的“紙上剖析”是不是准确呢？又如以上常见故障是＋5V电压异常，为何表明“E1”常见故障编码呢？锅检电路也是怎样运行呢？因此对已修完的整体开展一次检测，并仿真模拟常见故障情况，看其怎样开展维护，为此来认证以上解析是不是恰当。假如能深入了解了其原理，不但对本电磁炉发生别的的常见故障会得到解决，并且对维修别的知名品牌的电磁炉（灶）也是有助益。
二、仿真模拟常见故障情况 认证维护全过程
1. 仿真模拟电压电压过高过低当市电电压为220V时，精确测量IC3的14脚取样电压为1.75V，由测算得到250V时取样电压应是1.99V，160V时应为 1.27V。假如立即根据交流稳压器调节电磁炉键入电压超过250V或低于160V来认证，非常容易导致电磁炉毁坏。小编用30kΩ电阻并联在R5上，接入电磁炉开关电源，调整交流稳压器，使电磁炉表明“E1”的零界点，精确测量IC3的14脚电压为2.02V，这时电磁炉键入的沟通交流电压为193V；然后拆下来R5上的电容串联，用20kΩ电阻并联在R29上，同以上的实际操作，测得表明“E2”的临界值取样电压为1.26V，这时电磁炉键入的沟通交流电压为217V。那样电磁炉在安全性的沟通交流电压电压范畴内认证了在电力网电压过高过低时能高效地开展维护（临界值取样电压精确测量值与测算值十分贴近）。
2. 仿真模拟电力电子器件太热休眠时测出IC3的15脚的取样电压为0.43V。挑出来8位电源插头的2插脚，使其悬在空中，用1只4.7kΩ电阻器与2节1.5V电池构成可调式直流电电压源，电阻器核心管脚引至挑出来的2脚。启动，调整电阻器，使2脚电压慢慢上升，仿真模拟IGBT管溫度慢慢上升。当升高至表明“E6”的临界值电压数值 2.63V时，让电磁炉关机，进而认证了电力电子器件太热维护作用。
3. 仿真模拟温度控制过高休眠时测出IC3的16脚取样电压为4.70V，伴随着电磁炉逐渐正常的工作中，泡茶线盘溫度上升，Rt2电阻值降低，取样电压也伴随着慢慢减少。当降低至设定值时（溫度过高），电磁炉表明“E4”常见故障编码，进到关机维护情况。挑出来8位电源插头的3插脚，使其悬在空中，用2节1.5V的电池和1只4.7kΩ电阻器构成可调式直流电电压，选用2中上述方式，当测出取样电压降._至2.03V时转到600W工作中，再度降至1.85V时无源蜂鸣器响3声“嘀”，电磁炉停止工作。消毒杀菌炉盘过热维护也用相同方式检测。
4. 仿真模拟 18V电压紊乱当电磁炉一切正常业务时，测出IC3的17脚的电压为0.98V。用1只100k Ω 电阻器核心管脚串连1个100kΩ电阻器后并接在R30上，启动，一切正常业务时，调整电位器减少电容串联值，使17脚的抽样电压慢慢上升，仿真模拟＋18V电压过高的情况，当抽样电压上升到1.22V时，表明“E1”故障编码，电磁炉进到维护情况，停止工作。
然后拆掉以上R30上的电容串联和电位器，由1只4.7kΩ电位器核心管脚串连1个3.3kΩ电阻器，并接在R31上，在电磁炉一切正常业务时，调整电位器减少电容串联值，使17脚的抽样电压慢慢减少，仿真模拟＋18V电压过低的情况，当IC3的17脚的抽样电压降到0.65V时，表明“E2”故障编码，电磁炉进到维护情况，关机。本电磁炉修补前表明的故障编码为“E1”，这也是因为＋5V开关电源紊乱造成的。由以上仿真模拟故障全过程获知，不但当电力网电压过高时，发生故障编码为“E1”，并且当＋18V电压过高时，也表明“E1”故障编码。针对表明同一故障编码“E1”，则是很有可能由3个缘故中的之一造成或者由他们组成功效造成的。在电压电压或＋18V电压过高时表明“E1”故障编码，还行了解，由于都由电压过高造成的故障，那麼当不了＋5V电压过低紊乱时，为何也表明“E1”呢？由此可见，发觉MCU所设定的标准电压值是在IC3的配电电压为 5V时的值，当IC3供电电压过低时（如 2.73V），标准电压值已不再是原设定值了，也伴随着降低了很多，那麼在电压电压或＋18V电压一切正常时的抽样电压与集成ic内已偏移原设定值降低了众多的电压对比对，MCU将作出失误的分辨，表明“电压过高”的“E1”故障编码，因此在维修时，对展示的故障编码要深入分析，每个清除。
三、破译锅检电源电路
锅检数据信号是由IC3的13脚每过2秒左右导出工作频率约为24kHz的一串单脉冲，与此同时无源蜂鸣器“嘀”一声短音，但IC3是哪个键入端检验锅检数据信号来判断有没有符合规定的锅（壶）具呢？也是怎样检验呢？由电路图分析IC3的14脚和12脚最有可能。
上文已述14脚是电压电压过高、过低检验键入端，是否有很有可能与此同时又当担检验锅检数据信号单脉冲数目的键入端呢？因此选用如下所示方式来明确，把8位电源插头的1插脚（是与IC3的14脚相互连接）挑出来，使其悬在空中，由1节1.5V电池配电，即充电电池的正线接1插脚，负端接主线路板“地”端。这时14脚底电压为1.5V（这一举动目地取决于确保IC3的14脚的检验电压的抽样电压在标准值范畴内）。
电磁炉接入开关电源，锅检作用一切正常，放上炒锅，电磁炉即转到加温工作中，从而清除14脚的概率，修复1插脚为原先情况。如今 IC3只剩余12脚是锅检数据信号的键入端概率较大了。精确测量8位连接器5脚（与IC3的12脚相互连接）的电压值：在休眠和锅检时为0.33V，一切正常加温时几乎为0V。把8位电源插头的5插脚挑出来悬在空中，用1节1.5V电池和1只4.7kΩ电位器构成可调式电压源，调整电位器使核心管脚的电压为0.33V，并接至挑出来的5插脚上，电磁炉锅检作用紊乱，既有锅时锅里检电源电路仍然在开展检锅，不容易变为一切正常加温工作中。调整电位器减少电压至0.23V下列时，这时无论炉表面有没有炒锅，电磁炉皆处在加温情况。
当电压升高至0.24V以上时，无论炉表面有没有炒锅，皆处在锅检情况。至此，可表明2个问题：一是MCU集成ic（IC3）的12脚确是锅检数据信号的键入端；二是MCU集成ic是依据12脚底检验的电压的多少，核对设定的标准电压值，做出有没有炒锅（或是不是符合规定）的判断。光凭电路图分析，电磁炉一切正常加温，8位连接器5脚底的电压不太可能几乎为0V（应是＋5V电压经R20与R21的分压值0.33V）。这个问题令小编蒙蔽了，迷惑不解。期间也用数字示波器精确测量了相关触点的波型，但都没有答案。是不是制作的原理图错误呢？因此再次对比线路板查验了原理图，电路图没有错呀。仅仅在核对中看到了一个状况，就是R21的接位于分配得较为独特，并不是就近原则电焊焊接在8位连接器的5脚周边“地”端，反而是pcb线路板上一条布线直通髙压整流桥堆B1的“–”端周边，R21的一脚就电焊焊接在“–”端极近部位上（在制作原理图时小编也以前发觉了这一状况，那时候没在乎。），与此同时也注意到做为提供操纵表明电源电路的＋5V开关电源的“地线”可谓是“茫茫乡间的小路”从髙压整流桥堆“–”端拓宽回来，再加上提供VT1、VT2、IC1（LM339）、散热电风扇、转换汽车继电器等的＋18V的开关电源的“地线”也此后小道根据，尤其是VT3的“地线”也利用此小路上增设的一座过独木桥Φ 0.5mm×33mm的一条跨线，这样一来电磁炉在休眠或锅检时，＋5V开关电源“地”端与髙压整流桥堆“–”端中间的电压差仅有0.021V。
但当电磁炉炉表面放有符合规定炒锅的一瞬间， 这条“ 小道” 上的损耗达0.328V，＋5V开关电源“地”端为正，整流桥堆“–”端为负，等同于＋5V开关电源“地”端相对性桥堆“–”端抬高了0.328V，因而，8位连接器5脚与＋5V开关电源“地”(MCU的“地”)几乎是等电位连接0V（抬高的电压与R20、R21的分压值相相抵，MCU的12脚的抽样电压几乎为0V），电磁炉即进入一切正常加温工作中。这本质上是运用“地线”来检验电流量的转变，进而判断有没有符合规定的炒锅。小编在破译此迷时，内心暗自钦佩室内设计师运用此方法的恰当！它既优化了电源电路，又提升了稳定性，与此同时也想到到在制做音箱电源电路时一再强调的一点，接地装置和解决好地线具备何其的必要性了。
四、几个方面提议
1. 线路板用电焊焊接导线的方式，移到外壳外开展检验维修，有利于实际操作。
2. 接假负载法。拆掉加温线盘布线，用60～100W电灯泡接在加温线盘的布线端上，然后启动观查电灯泡发光情况来分辨故障的状况，如果不亮或一亮一灭，表明机身无短路故障故障；电灯泡发光，则表明机内存有短路故障。在维修或检验的全过程中接假负载来调试，可避免故障的进一步扩张。
3. 假如要替换有关的电子器件，脱卸式下原电子器件后，最好是能焊住相对性应的电子器件电源插座，那样便捷替换比照，有益于检测剖析。
4. 在通电检验的历程中需要留意避免触电事故，由于该类电源电路大多数是由220V电压立即整流器、过滤和用开关电源芯片来造成各种各样直流电电压配电路应用，虽然是“地线”（电路板上人为因素的“地”端），但针对市电力网而言，一样存有触电事故的危险因素，不必随便触碰。维修时最好用带双联开关，电流量10A以上的专用型插排。平常应用时，也最好用带电源开关，电流量10A以上的插排，无需时由电源开关断开开关电源，不能用插下电源插头的方式，因插下全过程中，通常非常容易因接触不良现象点火，造成髙压或大电流量冲击性而毁坏大功率电器，实际中也不缺该类状况，通常有些人述说：昨日还运用好好地的，如何今日插上就不能用了。附休眠时各IC管脚、插口的电压值和相关触点的波形（见图 4），供维修时参照。
