電磁爐場(chǎng)效應(yīng)管 解析電磁爐更換技巧、損壞原因分析等 KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2018-04-12
電磁爐是一種利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行加熱的常見(jiàn)家用電器。
在電磁爐的調(diào)試、維修過(guò)程中，對(duì)元器件或功能部件的檢測(cè)是非常重要的基礎(chǔ)技能。例如檢測(cè)場(chǎng)效應(yīng)管、集成電路、檢測(cè)電容、蜂鳴器，檢測(cè)熱敏電阻、電感等都應(yīng)用到了電子元器件的檢測(cè)技能。
就以典型電磁爐電路中效應(yīng)管、集成電路、電容、蜂鳴器，熱敏電阻、電感的檢測(cè)操作為例，電磁爐調(diào)試維修的實(shí)際應(yīng)用。
電磁爐場(chǎng)效應(yīng)管是電磁爐中非常核心的一款裝置，它的存在，使得電磁爐的加熱變得迅速安全。電磁爐利用交變電流通過(guò)線圈產(chǎn)生方向不斷改變的交變磁場(chǎng)，處于交變磁場(chǎng)中的導(dǎo)體的內(nèi)部將會(huì)出現(xiàn)渦旋電流，這是渦旋電場(chǎng)推動(dòng)導(dǎo)體中載流子(鍋里的是電子而絕非鐵原子)運(yùn)動(dòng)所致;渦旋電流的焦耳熱效應(yīng)使導(dǎo)體升溫，從而實(shí)現(xiàn)加熱。而電磁爐場(chǎng)效應(yīng)管正是提供交變磁場(chǎng)，使得渦旋電流能夠更大程度上被人們使用。
電磁路場(chǎng)效應(yīng)管使用一段時(shí)間之后需要更換，這樣才能夠保證電磁爐的正常使用。那么，我們?cè)撊绾芜M(jìn)行更換?首先，我們需要將電磁爐的后蓋拆開(kāi)，打開(kāi)電磁爐的裝置主板，然后找到電磁爐的電磁爐場(chǎng)效應(yīng)管，將它拆卸下來(lái)，然后更換上新的效應(yīng)管，最后我們通電測(cè)試電磁爐能否正常工作，然后將后蓋安裝好，這樣就可以完成電磁爐場(chǎng)效應(yīng)管的更換。
在更換的過(guò)程中我們需要注意，如果能夠判斷沒(méi)有其他問(wèn)題,同型號(hào)的管子直接換.其他管子要看功率和內(nèi)部有沒(méi)有保護(hù) 二極管 ;如果擔(dān)心電路有問(wèn)題,可以在裝上管子后,在交流電路串個(gè)100W燈泡,直接通電如果燈泡是閃亮的應(yīng)該沒(méi)有問(wèn)題,如果是常亮的說(shuō)明電路有問(wèn)題.不能直接換,還要排查問(wèn)題.我修過(guò)幾個(gè),就是這樣判斷的.有的說(shuō)串燈泡后啟動(dòng)不了,是低電壓保護(hù)在做怪,可以找到它取消，試好后再接上。
門控管又稱絕緣柵雙極晶體管，它可以看做是一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管和一個(gè)雙極型晶體管的復(fù)合結(jié)構(gòu)。是電磁爐供電電路的核心器件。
下圖是電磁爐內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖
下圖是場(chǎng)效應(yīng)管實(shí)物圖
電磁爐的供電電路主要是由門控管（場(chǎng)效應(yīng)管），門控管溫度檢測(cè)器，橋式整流堆，保險(xiǎn)絲，扼流圈等元器件組成。
門控管（場(chǎng)效應(yīng)管）的主要作用是控制爐盤線圈的電流，在調(diào)頻脈沖信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下使流過(guò)爐盤線圈的電流形成高速開(kāi)關(guān)電流，并使?fàn)t盤線圈與并聯(lián)電容器形成高壓諧振。
在對(duì)電磁爐進(jìn)行調(diào)試、檢修時(shí)，門控管（場(chǎng)效應(yīng)管）的檢測(cè)操作是非常必要的，應(yīng)首先對(duì)門控管進(jìn)行檢測(cè)。
從上圖可以看出，門控管的管腳排列和功用。
在對(duì)門控管檢測(cè)時(shí)，可以分為在路檢測(cè)和開(kāi)路檢測(cè)，下面以在路檢測(cè)為例，介紹門控管的檢測(cè)方法，首先將萬(wàn)用表的量程調(diào)至“Rx1k檔位。將黑表筆接控制極G，紅表筆接集電極C，門控管在電路板上時(shí)，集電極的正向電阻是3千歐左右，然后將兩表筆互換，測(cè)量集電極的反向電阻，萬(wàn)用表的讀數(shù)為無(wú)窮大。
檢測(cè)完集電極的正反向電阻后，接下來(lái)檢測(cè)發(fā)射極的正反向電阻。
將黑表筆接到控制極G上，紅表筆接到發(fā)射極E，門控管在電路板上時(shí)發(fā)射結(jié)的正向電阻約為40千歐左右，然后將兩表筆互換，測(cè)量發(fā)射極的反向電阻，萬(wàn)用表的讀數(shù)與正向阻值相同。
通過(guò)對(duì)門控管阻值的檢測(cè)，若阻值與上述的檢測(cè)結(jié)果差距很大，則說(shuō)明門控管已經(jīng)損壞。
下圖是電磁爐內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)
電磁爐的智能控制電路主要是由微處理器、晶體和諧振補(bǔ)償電容組成。微處理器是控制電路的核心器件，在電路中起到自動(dòng)檢測(cè)和控制電路的作用。
如果電磁爐開(kāi)機(jī)不工作，數(shù)碼顯示屏 也沒(méi)有反應(yīng)，應(yīng)首先檢查微處理器。
微處理器要想正常工作，必須要求供電電路，晶振電路和復(fù)位電路都正常。檢測(cè)微處理器時(shí)，應(yīng)首先識(shí)別微處理器各引腳功能。
下圖是一種微處理器的引腳分布。
根據(jù)微處理器的引腳分布，分別對(duì)電源電路，復(fù)位電路，晶振電路進(jìn)行檢測(cè)。
首先將萬(wàn)用表量程調(diào)到直流10v檔位。將萬(wàn)用表黑表筆接地，紅表筆接微處理器30腳，檢測(cè)電源端，應(yīng)該有+5V電壓。
在供電正常的情況下，檢測(cè)晶體起振電壓是否正常。萬(wàn)用表的黑表筆接地，紅表筆分別連接微處理器外接諧振晶體的2、3腳，正常情況下，兩引腳之間的電壓差應(yīng)在0.2V左右。
接下來(lái)檢測(cè)復(fù)位電路是否正常。黑表筆接地，紅表筆接處理器的7腳，檢測(cè)其復(fù)位電壓是否正常。
如果微處理器的供電電壓，晶振電路的電壓值、復(fù)位電路的電壓值都正常，此時(shí)可用示波器檢測(cè)晶振電路的輸出波形，從而進(jìn)一步判斷微處理器是否正常工作。
示波器的夾子接地，探頭檢測(cè)晶體的引腳，如果有規(guī)則的正弦波輸出，則說(shuō)明晶體正常，反之說(shuō)明晶體已經(jīng)損壞。
供電電路中，濾波電容是一個(gè)主要器件。供電電路主要由濾波電容，保險(xiǎn)絲，門控管，變壓器，橋式整流堆等元件組成。濾波電容的主要作用是對(duì)交流220V電壓進(jìn)行濾波、防止干擾。
檢測(cè)濾波電容時(shí)，使用萬(wàn)用表的Rx10k電阻檔位。紅黑表筆隨意接到電容兩端，然后表筆互換再次測(cè)量，萬(wàn)用表會(huì)顯示電容器的充放電過(guò)程。
當(dāng)交換表筆的時(shí)候，萬(wàn)用表的指針開(kāi)始時(shí)指向無(wú)窮大，然后就有充放電的過(guò)程，充電又放電，所以表筆會(huì)有一定幅度地?cái)[動(dòng)，說(shuō)明電容正常。
電磁爐的報(bào)警電路主要是由運(yùn)算放大器，蜂鳴器驅(qū)動(dòng)晶體管，蜂鳴器等組成。蜂鳴器的作用是發(fā)出報(bào)警聲音，用戶可以根據(jù)聲音來(lái)辨別電磁爐的工作狀態(tài)。如果出現(xiàn)工作時(shí)無(wú)蜂鳴聲，應(yīng)首先檢測(cè)蜂鳴器。
對(duì)于蜂鳴器可采用在路檢測(cè)方式。萬(wàn)用表調(diào)至電阻的Rx1檔位，首先應(yīng)該找出蜂鳴器的正負(fù)極，然后分別用紅黑表筆接觸蜂鳴器的正負(fù)極，萬(wàn)用表將顯示電阻值在20歐姆左右，在紅黑表筆接觸到蜂鳴器正負(fù)極時(shí)，會(huì)發(fā)出聲響，則蜂鳴器正常，反之，蜂鳴器已損壞。
電磁爐的供電電路主要由電容，保險(xiǎn)絲，扼流圈，變壓器，場(chǎng)效應(yīng)管，橋式整流堆等元件組成，熱敏電阻的主要作用是用來(lái)檢測(cè)鍋具的溫度。如果出現(xiàn)無(wú)法判斷爐盤線圈的溫度，或引起門控管擊穿的故障，應(yīng)首先檢測(cè)熱敏電阻。
檢測(cè)熱敏電阻時(shí)，可使用萬(wàn)用表檢測(cè)熱敏電阻在常溫和溫度變化時(shí)的阻值來(lái)判斷熱敏電阻的好壞。將萬(wàn)用表調(diào)到電阻檔Rx10k檔位。
常溫下，熱敏電阻的阻值應(yīng)在80千歐左右。溫度升高時(shí)，熱敏電阻的阻值會(huì)變小，如果在檢測(cè)熱敏電阻時(shí)，其常溫下的阻值與溫度變化后的阻值不同，說(shuō)明熱敏電阻正常，反之，熱敏電阻已損壞。
電感又稱為扼流圈。
電磁爐的LC振蕩電路主要由電感線圈和調(diào)頻電容組成。
電感線圈的主要作用是扼流、濾波。使用萬(wàn)用表檢測(cè)電感線圈時(shí)。通常只能通過(guò)檢測(cè)電感線圈的通斷來(lái)判別電感的好壞。講萬(wàn)用表量程調(diào)到Rx1電阻檔位。由于電感的電阻一般較小，所以測(cè)量時(shí)萬(wàn)用表的讀數(shù)幾乎為0，如果出現(xiàn)電感的阻值較高，說(shuō)明電感已損壞。
美的電磁爐開(kāi)關(guān)電源電路，主電路是采用（VIPER12A）8腳電源芯片，通過(guò)單端反激式開(kāi)關(guān)電源變換而降壓。其最大輸出功率為（220V/12W），適應(yīng)電網(wǎng)電壓在160V/260V波動(dòng)時(shí)均能正常穩(wěn)定輸出。具有工作效率高、功耗小、穩(wěn)壓范圍廣、電源安全可靠、機(jī)身溫度低、易維修等優(yōu)點(diǎn)。
電路原理圖如下：
電網(wǎng)電壓經(jīng)整流后變?yōu)槊}動(dòng)直流電壓+305V，通過(guò)串接開(kāi)關(guān)二極管D90（1N4007）、限流電阻R90（22Ω/2W）后，送至開(kāi)關(guān)高頻變壓器TR1初級(jí)的1-2繞組，加至電源芯片U91（VIPER12）的5-6-7-8腳（內(nèi)部開(kāi)關(guān)管漏極）。另一路經(jīng)TR1次級(jí)的5-6-7繞組經(jīng)整流二極管D93（1N4007），串接開(kāi)關(guān)二極管D94（1N4148）得到約+18V電壓加至U91的4腳使電源芯片U91振蕩起振輸出脈寬信號(hào)驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管，在場(chǎng)效應(yīng)管高速開(kāi)關(guān)狀態(tài)下，并通過(guò)互感作用使TR1次級(jí)的5-6-7繞組產(chǎn)生交流電壓。經(jīng)整流二極管D93（1N4007）、D92（1N4007）、EC91（220μF/25V）、EC92（47μF/25V）濾波后得到+18V、+5V電壓為整機(jī)低壓供電電路。
維修時(shí)，將電磁爐上電待機(jī)。用萬(wàn)用表直流電壓500V、50V、10V檔。
1、測(cè)開(kāi)關(guān)電源高壓供電電路EC90對(duì)地+305V電壓，為正常；
2、測(cè)C92對(duì)地+18V電壓，為正常；
3、測(cè)C91對(duì)地+5V電壓，為正常。
4、若測(cè)電解電容器EC90對(duì)地0電壓時(shí)（正常為+305V），多為電源芯片U1（VIPER12）已擊穿受損。U1受損后，還會(huì)造成限流電阻R90（22Ω/2W）開(kāi)路損壞。
5、若測(cè)電解電容器EC91對(duì)地0電壓時(shí)（正常為+18V），多為電源芯片U1（VIPER12）損壞。及穩(wěn)壓二極管ZD1（18V）擊穿損壞、二極管D94（4148）擊穿損壞、電解電容器EC91（220μF/25V）EC95、（4.7μF/35V）擊穿損壞、及高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器TR1初級(jí)線圈，存在匝間短路損壞。
6、若測(cè)電解電容器EC94對(duì)地0電壓時(shí)（正常為+5V），多為電阻R92開(kāi)路損壞、高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器TR1次級(jí)第6腳與第7腳之間繞組開(kāi)路、或整流二極管D92開(kāi)路受損、電容器C90、電解電容器EC93擊穿損壞、U90三端穩(wěn)壓器LM7805損壞、及CPU芯片漏電、擊穿損壞。當(dāng)TR1次級(jí)繞組第6腳與第7腳開(kāi)路時(shí)，可將電阻R92（10Ω/1W）拆下并在R98空位上焊接入電阻（10Ω/1W）后，整機(jī)即可恢復(fù)正常工作。
IGBT，英文全稱：Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管，也就是主功率大晶體管，是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動(dòng)電流較大；MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小，開(kāi)關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。
原因分析
在電磁爐中，IGBT損壞率很大，在沒(méi)有查明故障原因的時(shí)候就試機(jī)，會(huì)引起IGBT再次損壞，在電磁爐的維修中，經(jīng)過(guò)多次總結(jié)，歸納出以下幾個(gè)大原因：
原因一
0.3UF電容失效或漏電， 和400V電容容量變小的時(shí)候，將導(dǎo)致電磁爐LC震蕩電路頻率偏高 ，從而引起IGBT損壞。
經(jīng)檢查其他元件無(wú)問(wèn)題的時(shí)候 ，更換0.3UF和400V電容。
原因二
IGBT管激勵(lì)電路異常。
震蕩電路輸出的脈沖信號(hào)，不能直接控制IGBT飽和、導(dǎo)通和截止，必須通過(guò)激勵(lì)脈沖信號(hào)放大來(lái)完成。如果激勵(lì)信號(hào)出現(xiàn)問(wèn)題，高電壓就回加到IGBT管的G級(jí)，導(dǎo)致IGBT瞬間擊穿、損壞，常見(jiàn)的有驅(qū)動(dòng)管S8050和S8550。
原因三
同步電路異常。
同步電路在電磁爐中的主要作用是保證加到IGBT管G級(jí)上的開(kāi)關(guān)脈沖前沿與IGBT管上VCE脈沖后沿同步，當(dāng)同步電路工作出現(xiàn)異樣，導(dǎo)致IGBT管瞬間擊穿。
原因四
18V工作電壓異常。
在電磁爐中18V電壓出現(xiàn)時(shí)，會(huì)使IGBT管激勵(lì)電路、風(fēng)扇散熱系統(tǒng)及LM339工作失常導(dǎo)致IGBT上電瞬間損壞。
原因五
散熱系統(tǒng)異常。
電磁爐工作在大電流狀態(tài)下，其發(fā)熱量也大，如果散熱系統(tǒng)出現(xiàn)異常，會(huì)導(dǎo)致IGBT過(guò)熱損壞。
原因六
單片機(jī)異常。
單片機(jī)內(nèi)部會(huì)因?yàn)楣ぷ黝l率異常而燒毀IGBT。
原因七
VCE檢測(cè)電路異常。
VCE檢測(cè)電磁爐將IGBT管集電極上的脈沖電壓通過(guò)電阻分壓、取樣獲得取樣電壓，此電壓的信息變化傳到CPU，CPU監(jiān)測(cè)電壓的變化，做出各種相應(yīng)的指令，當(dāng)VCE檢測(cè)電路出現(xiàn)故障的時(shí)候，VEC脈沖幅度。超過(guò)IGBT管的極限值，從而導(dǎo)致IGBT損壞。用戶鍋具變形，或鍋底凸起不平，在鍋底產(chǎn)生的渦流，不能均勻的使變形的鍋具加熱，從而使鍋具溫度傳感器檢溫失常，CPU因檢測(cè)不到異常溫度信號(hào)而繼續(xù)加熱，導(dǎo)致IGBT損壞。
1、EC95（4.7μF/35V）擊穿損壞，二極管D94（4148）擊穿損壞，高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器TR1初級(jí)線圈存在匝間短路損壞，均會(huì)造成出現(xiàn)整機(jī)低壓供電電路對(duì)地0電壓。
2、若二極管D94（4148）開(kāi)路受損時(shí)，會(huì)造成控制顯示板指示燈出現(xiàn)“抖動(dòng)閃亮”故障。
3、若穩(wěn)壓二極管ZD1（18V）開(kāi)路損壞，會(huì)造成出現(xiàn)整機(jī)低壓供電電路對(duì)地電壓升高；穩(wěn)壓二極管ZD1（18V）失效損壞時(shí)（待機(jī)檢測(cè)C92對(duì)地+18V電壓是正常，但開(kāi)機(jī)后檢測(cè)C92對(duì)地+10V電壓偏低。），會(huì)造成出現(xiàn)屢爆IGBT管故障發(fā)生。
4、若發(fā)現(xiàn)主電路板及開(kāi)關(guān)電路部份燒毀，多為因電網(wǎng)電壓超高至380V，壓敏電阻保護(hù)后出現(xiàn)壓敏電阻燒毀；開(kāi)關(guān)電源電路流二極管D90擊穿，造成電解電容器EC90外殼頂爆。嚴(yán)重時(shí)甚至還出現(xiàn)燒毀D90、EC90周圍電路板。
5、在維修開(kāi)關(guān)電源電路，為了確保維修時(shí)避免造成整機(jī)出現(xiàn)短路。建議在電磁爐電源線L端串聯(lián)接入220V/40W燈泡，切記！
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