康宝C20系列电磁炉主振荡回路主要由线盘L4、高压振荡电容C3、IGBT管Q1组成,如下图所示。
DB为整流全桥,L2为滤波电感,C2为高压滤波电容。
在t1~t2期间,当开关脉冲加至Q1的,G极时,Q1饱和导通,电流il流过L4,由于线盘存在感抗,不允许电流突变,所以在t1~t2期间,i1随线性上升。在t2时刻,脉冲结束,Q1截止,同样由于感抗作用,i1不能立即变为0,于是向C3充电,产生充电电流i2。在t3时刻,C3中电荷充满,电流变为0,这时L4的磁场能量全部转为C3的电场能量,在电容两端出现左负右正且幅度约为峰值电压,这时在Q1的c、e极间出现的电压为逆程脉冲峰压与电源电压之和c在t3~t4期间,C3通过L4放电完毕,i3达到最大,电容两端电压消失,这时电容中的电能又全部转化为L4中的磁能,因L4的感抗作用,i3不能立即变0,于是L4两端电动势反向,即L4两端电位左正右负,由于阻尼管D11的存在,C3不能继续反向充电,而是经过C2、D1形成电流14。在t4时刻,第二个脉冲开始到来,但这时Q1的Ve为正,Vc为负,处于反偏状态,所以Q1不导通,待i4减小到0时,L4中的磁能放完,即到t5时刻,Q1才开始第二次导通,产生15,随后又重复i1~i4过程,这样就在L4上产生 了和开关脉冲f(20kHz~30kHz)相同的交流电流。
在高频电流一个周期里,t2~t3期间的i2是线盘磁能对电容C3的充电电流,t3~t4期间的13是逆程脉冲峰压通过L4放电的电流,t4~t5期间的i4是在L4两端电动势经过C2、D11形成的阻尼电流。
Q1的c、e极间电压变化:在静态时,Vc为输人电源经过整流后的直流电源;在t1~t2期间,Q1饱和导通,Vc接近地电位;在t4~t5期间,阻尼管D11导通,Vc为负压(电压为阻尼二极管的正向压降);在t2~t4期间,也就是LC自由振荡的半个周期,Vc上出现峰值电压,在t3时刻Vc达到最大值。
上述分析说明两个问题:一是在高频电流的一个周期里,只有i1是电源供给L4的能量,所以i1的大小就决定加热功率的大小:同时脉冲宽度越大,t1~t2的时间就越长,i1就越大,反之i1就越小,或要调节加热功率,只需调节脉冲的宽度即可;二是在C自由振荡的半个周期内,会出现峰值电压,此期间Q1应截止,也就是说在此时间段不能加脉冲给Q1,如果峰值脉冲还没有消失,而开关脉冲又提前到来,这时就会出现很大的导通电流烧坏Q1,因此,必须使开关脉冲的前沿与峰值脉冲后沿相同步。
提示:Q1、C2、C3、DB均为易损元件,实修时一定要换为正品元件,以防再次损坏。IGBT管建议采用德国西门子、日本东芝或美国仙童公司的产品。因C2、C3工作于大电流、高电压快速充放电状态,应选用105℃高品质高温电容(普通电容为85℃)。