SPMC65x單片機(jī)在電磁爐的應(yīng)用

　　◆5種復(fù)位功能：上電復(fù)位、低電壓復(fù)位、看門(mén)狗復(fù)位、外部復(fù)位及錯(cuò)誤地址復(fù)位

　　◆支持3種時(shí)鐘電路：晶體振蕩器、RC振蕩、外部信號(hào)

　　◆2種低功耗模式：Halt模式和Stop模式

　　◆低電壓監(jiān)測(cè)（LVD）功能

　　◆一個(gè)蜂鳴器驅(qū)動(dòng)輸出口

　　◆具有SPI總線

　　利用SPMC65P2404的這些資源，能夠份方便的實(shí)現(xiàn)電磁爐的功能。

　　3 電磁爐加熱原理

　　電磁爐是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理對(duì)食品進(jìn)行加熱的。電磁爐的爐面是耐熱陶瓷板，交變電流通過(guò)陶瓷板下方的線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)內(nèi)的磁力線穿過(guò)鐵鍋、不銹鋼鍋等底部時(shí)，產(chǎn)生渦流，令鍋底迅速發(fā)熱，達(dá)到加熱食品的目的。

　　電磁爐加熱原理如圖3-1所示，灶臺(tái)臺(tái)面是一塊高強(qiáng)度、耐沖擊的陶瓷平板（結(jié)晶玻璃），臺(tái)面下邊裝有高頻感應(yīng)加熱線圈（即勵(lì)磁線圈）、高頻電力轉(zhuǎn)換裝置及相應(yīng)的控制系統(tǒng)，臺(tái)面的上面放有平底烹飪鍋。

　　其工作過(guò)程如下：電流電壓經(jīng)過(guò)整流器轉(zhuǎn)換為直流電，又經(jīng)高頻電力轉(zhuǎn)換裝置使直流電變?yōu)槌^(guò)音頻的高頻交流電，將高頻交流電加在扁平空心螺旋狀的感應(yīng)加熱線圈上，由此產(chǎn)生高頻交變磁場(chǎng)。其磁力線穿透灶臺(tái)的陶瓷臺(tái)板而作用于金屬鍋。在烹飪鍋體內(nèi)因電磁感應(yīng)就有強(qiáng)大的渦流產(chǎn)生。渦流克服鍋體的內(nèi)阻流動(dòng)時(shí)完成電能向熱能的轉(zhuǎn)換，所產(chǎn)生的焦耳熱就是烹調(diào)的熱源。

　　4 電磁爐設(shè)計(jì)要求

　　電磁爐作為一種普遍的家用產(chǎn)品，除了要具有基本的加熱功能外，它的安全性能及穩(wěn)定性能是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

　　電磁爐設(shè)有多種保護(hù)裝置，包括小物件檢測(cè)、過(guò)熱自動(dòng)停機(jī)保護(hù)、過(guò)壓或欠壓自動(dòng)停機(jī)保護(hù)、空燒自動(dòng)停止加熱保護(hù)、2小時(shí)斷電保護(hù)、1~2分鐘自動(dòng)停機(jī)保護(hù)以及聲光報(bào)警顯示等。

　　綜合起來(lái)，電磁爐可由下述技術(shù)特性參數(shù)考核：

　?。?）自身保護(hù)特性。輸出開(kāi)關(guān)管是電磁爐的關(guān)鍵元件，工作于高電壓、大功率狀態(tài)，受成本和器件參數(shù)限制，設(shè)計(jì)時(shí)不可能有很大的富裕量，故在工作過(guò)程中，若電源電壓過(guò)高、工作狀態(tài)切換時(shí)產(chǎn)生瞬間沖擊、電流增大、機(jī)內(nèi)溫升過(guò)高、鐵鍋挪離灶板或空載，開(kāi)關(guān)管都可能損壞。因此，應(yīng)保證過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)溫、鍋檢測(cè)等保護(hù)裝置正常；

　?。?）鍋底溫度控制特征。鍋底發(fā)熱直接傳至灶板（陶瓷玻璃），灶板是導(dǎo)熱材料，故一般都將熱敏元件安裝在灶板底部，探測(cè)鍋底的溫度；

　?。?）功率穩(wěn)定性。電磁爐應(yīng)具有輸出功率自動(dòng)調(diào)整功能，以改善電源適應(yīng)性和負(fù)載適應(yīng)性；

　?。?）電磁兼容性。該性能涉及對(duì)其余家電的干擾和對(duì)人體的危害。電磁爐均在電源回路中設(shè)有LC濾波電路并用金屬圍框吸收漏磁通，同時(shí)采用脈沖方式，使平均輻射功率控制在最小限度；

　　在實(shí)現(xiàn)以上電磁爐的性能規(guī)格的基礎(chǔ)上，我們?cè)O(shè)計(jì)的電磁爐還具有以下的功能規(guī)格：

　　手動(dòng)控制火力，從300W~1600W 的范圍，共分為14 檔火力，每檔均有穩(wěn)定的功率；

　　手動(dòng)定溫選擇，從70 ~240℃的范圍，共分為6 檔定溫選擇，每檔都能達(dá)到精確定溫；

　　自動(dòng)烹調(diào)功能，內(nèi)部自帶1 自動(dòng)烹調(diào)功能：燒水。

　　6 種自選功能：火鍋，炒菜，蒸煮，燉燜，煎炸，燒烤，其中火鍋，炒菜可以調(diào)節(jié)不同的火力檔位；蒸煮，燉燜，煎炸，燒烤4 種功能可以選擇不同的溫度。

　　可以實(shí)現(xiàn)1~720 分鐘預(yù)約開(kāi)機(jī)功能，1~180 分鐘的定時(shí)關(guān)機(jī)功能。

　　系統(tǒng)提供2 小時(shí)自動(dòng)關(guān)機(jī)的保護(hù)功能。

　　5 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)采用SPMC65P2404 作為主控MCU,主要模式有：鍵盤(pán)掃描，鍋體溫度檢測(cè)，IGBT

　　溫度檢測(cè)，電流過(guò)流檢測(cè)，超壓欠壓檢測(cè)，振蕩信號(hào)檢測(cè)，風(fēng)扇控制，數(shù)碼管顯示控制，LED 控制，蜂鳴器控制，系統(tǒng)啟動(dòng)控制。

　　交流電220V 經(jīng)過(guò)前端濾波處理，通過(guò)整流橋，變成大約310v 左右的直流電，通過(guò)MCU控制IGBT 的導(dǎo)通和關(guān)閉，來(lái)控制加熱線圈的工作狀態(tài)。

　　開(kāi)關(guān)電源部分采用TI 公司最新推出的集成電路VIPer12A,來(lái)實(shí)現(xiàn)不同電壓的輸出，AC 接入后經(jīng)過(guò)半波整流，接到VIPer12A 的電壓輸入腳，輸出端通過(guò)穩(wěn)壓變壓的方式來(lái)得到18V 和5V 直流電，為IC 和其他外圍元件提供電源。

　　5.1.3 電壓值測(cè)量電路

　　AC 接入后，經(jīng)過(guò)半波整流，由R10 和R17 產(chǎn)生分壓，對(duì)電路的電壓進(jìn)行比例式測(cè)量，以判斷電路電壓是否超過(guò)或者不足。

　　電路中包含有電流檢測(cè)部分，通過(guò)電流互感器將總回路的電流按比較縮小后，通過(guò)整流，變成直流，連接電阻到地，系統(tǒng)通過(guò)檢查電阻端的電壓來(lái)判斷回路的電流大小。同時(shí)回路電流若超過(guò)一定值后，通過(guò)另一端的保護(hù)信號(hào)反饋到IGBT 的控制端，將控制信號(hào)拉低，使IGBT 停止工作，同時(shí)送到MCU,讓系統(tǒng)停止工作，并產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。

　　主控板中主要由MCU,數(shù)碼管，發(fā)光二極管，按鍵，復(fù)位電路組成，數(shù)碼管采用共陽(yáng)型的，發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)方法為動(dòng)態(tài)掃描，按鍵與SEG 線復(fù)用，控制COM 口，回讀SEG 數(shù)據(jù)的I/O 來(lái)掃描按鍵。復(fù)位電路為低電壓復(fù)位電路，當(dāng)電壓低于2.6V 時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生復(fù)位。