電磁爐溫度及電源控制方案

　　電磁爐由于其清潔、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)入百姓家庭，被人們所接受，由于其帶來的輻射很大，在日常生活中需要正確使用電磁爐，打開后要遠(yuǎn)離電磁爐，合理選擇溫度檔，滿足粥、菜等多種需要。電磁爐也可以用于工業(yè)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制，本文介紹一種實(shí)現(xiàn)電磁爐溫度自動(dòng)控制的方法。

　　電磁爐

　　電磁爐是一種利用電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)換為熱能的廚房電器。在電磁爐內(nèi)部，由整流電路將50/60Hz的交流電壓變成直流電壓，再經(jīng)過控制電路將直流電壓轉(zhuǎn)換成頻率為20~40KHz的高頻電壓，高速變化的電流流過線圈會(huì)產(chǎn)生高速變化的磁場，當(dāng)磁場內(nèi)的磁力線通過金屬器皿(導(dǎo)磁又導(dǎo)電材料)底部金屬體內(nèi)產(chǎn)生無數(shù)的小渦流，使器皿本身自行高速發(fā)熱，然后再加熱器皿內(nèi)的物品。

　　電磁爐的硬件結(jié)構(gòu)主要有主電源回路、振蕩電路、PWM脈寬調(diào)控電路、加熱開關(guān)控制電路、VAC檢測電路、電流檢測電路、浪涌電壓監(jiān)測電路、過零檢測、鍋底溫度監(jiān)測電路、IGBT溫度監(jiān)測電路、散熱單元、CPU控制回路、LED按鍵指示回路等組成。

　　主電源回路電源經(jīng)保險(xiǎn)絲,再通過濾波電路，通過電流互感器至橋式整流器，產(chǎn)生的脈動(dòng)直流電壓通過扼流線圈提供給主回路使用，電壓除送至輔助電源使用外，另外還通過二極管整流得到脈動(dòng)直流電壓作檢測用途。輔助電源AC220V 50/60Hz電壓接入變壓器初級(jí)線圈，次級(jí)兩繞組分別產(chǎn)生13.5V和23V交流電壓。13.5V交流電壓由橋式整流電路整流、濾波，獲得的直流電壓VCC除供給散熱風(fēng)扇使用外，還經(jīng)由三端穩(wěn)壓IC穩(wěn)壓、濾波，產(chǎn)生+5V電壓供控制電路使用。23V交流電壓由橋式整流電路整流、濾波后，再通過串聯(lián)型穩(wěn)壓濾波電路，產(chǎn)生+22V電壓供IC2和IGBT激勵(lì)電路使用。

　　振蕩電路由PWM脈寬調(diào)控電路控制，CPU控制電路通過控制PWM脈寬，通過振蕩電路進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對電磁爐的加熱功率控制。

　　當(dāng)不加熱時(shí)，使IGBT激勵(lì)電路停止輸出，IGBT截止，則加熱停止，當(dāng)加熱時(shí)，間隔輸出PWM試探信號(hào)，同時(shí)CPU通過分析電流檢測電路和VAC檢測電路反饋的電壓信息、VCE檢測電路反饋的電壓波形變化情況，判斷是否己放入適合的鍋具,如果判斷己放入適合的鍋具，輸出正常的PWM信號(hào)，電磁爐進(jìn)入正常加熱狀態(tài)，如果電流檢測電路、VAC及VCE電路反饋的信息，不符合條件，CPU會(huì)判定為所放入的鍋具不符或無鍋，則繼續(xù)輸出PWM試探信號(hào)，同時(shí)發(fā)出指示無鍋的報(bào)知信息，如1分鐘內(nèi)仍不符合條件，則關(guān)機(jī)。

　　浪涌電壓監(jiān)測電路滿足以下功能：當(dāng)電源正常時(shí)，振蕩電路可以輸出脈沖信號(hào)，當(dāng)有浪涌電壓輸出時(shí)，停止加熱，待電壓正常時(shí)，正常加熱。

　　鍋底溫度監(jiān)測電路是通過緊貼玻璃板底的負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻對鍋底的溫度進(jìn)行采集，熱敏電阻的電壓變化反映了加熱鍋具的溫度變化，CPU通過監(jiān)測該電壓的變化發(fā)出相應(yīng)的動(dòng)作。

　　IGBT溫度監(jiān)測電路原理與鍋底溫度監(jiān)測電路相同，將負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻緊貼在IGBT的散熱片上，對IGBT的溫度進(jìn)行采樣。

　　散熱單元由散熱片和風(fēng)扇組成，LED按鍵指示回路由按鍵、LED、按鍵移位控制芯片等組成。

　　CPU控制回路，通過對外電源監(jiān)測、鍋是否放在電磁爐上等采樣，發(fā)出指令，進(jìn)行加熱，通過對溫度的采樣，實(shí)現(xiàn)功率控制，形成一個(gè)完整的閉環(huán)系統(tǒng)。

　　系統(tǒng)硬件

　　系統(tǒng)硬件包括電磁爐、單片機(jī)顯示控制模塊、溫度傳感器。市場上的電磁爐、溫度傳感器能滿足要求，單片機(jī)顯示控制模塊采用宏晶公司的STC12c5410AD、液晶CSD19264B、時(shí)鐘芯片等。

　　用溫度傳感器監(jiān)測容器中的溫度，控制器實(shí)時(shí)采集，同時(shí)將實(shí)時(shí)溫度值在顯示器上顯示，記錄時(shí)間、設(shè)定值、保持時(shí)間等信息供使用人員使用。