1.2 电磁炉的工作原理

电磁炉的结构比较简单，主要由控制电路、电源供电及功率输出电路和操作显示电路等组成。如图1-34所示为典型的电磁炉整机结构图。由于电磁炉在工作时会产生很大的热量，因此在电磁炉的内部都安装有散热风扇，电磁炉在加热过程中所产生的热量会在散热风扇的作用下从电磁炉的排气口排出。电磁炉的灶台面板位于炉盘线圈的上方，炊具就放置在灶台面板上。通常，电磁炉所使用的炊具为铁质材料，因为铁质材料为软磁性材料，能够进行磁化，电磁炉就是通过炉盘线圈辐射出磁力线，去感应铁质炊具使炊具底部材料中产生涡流实现加热的。也正因为如此，其他材料的炊具无法在电磁炉上使用。

电磁炉主要是利用电磁感应原理进行加热的电热炊具，通过给线圈中加入高频电源，会在周围空间产生磁场，在磁场范围内若有铁磁性物质，就会在其中产生高频涡流，由于涡流的作用，铁磁性物质就会发热，将铁磁性材料制造的锅放到线圈上就可以炊饭，如图1-35所示。

在电磁炉中，炉盘线圈为感应加热线圈，又可简称为加热线圈。加热线圈在电路的驱动下形成高频交变的电流，并根据电磁感应的原理，交变电流通过加热线圈时变产生出交变的磁场，即线圈中的电流变化会产生变化的磁力线，对铁质的软磁性炊具（锅）的底部形成了许多由磁力线感应出的涡流，这些涡流又由于炊具本身的阻抗将电能转化为热能，从而实现对食物的加热。

1.2.1 电磁炉的整机工作原理

各种品牌和型号的电磁炉工作原理基本类似，从结构上来说基本上都包含了控制电路板、电源供电及功率输出电路和操作显示电路板等三大电路部分，它们之间通过连接插件及连接线进行信号的传输。如图1-36所示为美的MC—PSD16A型电磁炉中各部分之间的连接关系图。

从图1-36中可以看出电磁炉中各部分器件的连接情况，通过不同的连接插件将电路中的信号进行传送，对电磁炉进行启动/停止/加热等工作的控制。

由图1-36可知，电源供电及功率输出电路是电磁炉正常工作的动力源，只有电源供电及功率输出电路正常工作，其他电路和部件才可能正常工作，该电路是将市电交流220V进行滤波整流、为炉盘线圈供电。交流220V还通过电源变压器将降压后的电压输送到电磁炉的控制电路中（图1-36中的①、②号屏蔽线）。

电源供电及功率输出电路通过⑤号导线，将炉盘线圈的工作电流输入到炉盘线圈中，为炉盘线圈提供工作电压。

操作显示电路与控制电路也由数据线进行连接，该电路接收的各种人工指令信号通过⑧号数据线传递给检测控制电路，由其内部的微处理器进行控制，并输出相应的控制信号，再通过⑨号数据线将显示信号输入到操作显示电路板中，对电磁炉相应的工作状态进行显示。

图1-36中的④号线缆为门控管的温度检测传感器的数据线，通过该数据线将温度检测传感器的状态传输到检测控制电路的微处理器中，通过微处理器对其信号做出相应的处理和控制。

电磁炉的散热风扇通过⑦号线送接到电源供电端，进行工作。

如图1-37所示为典型的电磁炉的工作原理图，市电交流200V电压通过桥式整流器后，变成大约为300V的直流电压，再经过再经过扼流圈和滤波电容，将平滑后的300V直流电压加到炉盘线圈的一端，同时在加热线圈的另一端接一个门控管。当门控管导通时，加热线圈的电流通过门控管形成回路，这样在加热线圈中就产生了电流。在门控管的控制极加上开关脉冲，在炉盘线圈中就形成了开关电流。

1.2.2 电磁炉的各部分工作特点

如图1-38所示为典型的电磁炉的电路结构和信号流程图。

（1）主电源。市电交流220V电压输入到主电源中，该电压经过保险丝、滤波电路，为电磁炉供电，提供其各部分所需的工作电压。

（2）辅助电源。由于电磁炉的加热线圈需要高压电流，而控制电路、散热风扇、激励电路、检测电路等都需要低压、小电流，因此在电磁炉中都设有一个辅助电源以提供低压电路所需的低压。

（3）功率输出电路。电磁炉的功率输出电路主要由交流220V的市电插头、保险丝、电源开关、过压保护电路、炉盘线圈和电流检测电路等环节组成。如果整机的电流过大，会烧毁保险丝；如果输入的电压过高，过压保护器件会进行过压保护；如果主电源的电流过大，也会通过检测环节将电流检测的值通知控制电路进行自动保护。因为电磁炉是大电流高功率设备，所以供电的安全保护也十分重要。由于电磁炉的地线没有和交流部分进行隔离，所以地线都有可能带有220V高压，在检修时需要特别注意。

（4）门控管（IGBT）激励电路。炉盘线圈是由门控管进行控制的，而对于门控管的控制是由一个激励电路（脉冲信号放大电路）实现的。激励电路的功能是给门控管提供足够的驱动电流，因为一般门控管的功率比较大，所以需要比较大的激励电流，如果激励电流过小，门控管就不能正常工作。

（5）振荡电路。振荡电路是产生激励脉冲的电路，脉冲信号再经脉宽调制电路（PWM），变成可控脉宽的信号，经激励放大再去驱动门控管。同时振荡电路的振荡又受几个方面控制的，同步电路将振荡电路的振荡和整机的同步信号保持同步关系。这个同步关系就是指和控制信号的同步关系，如果这两个信号不同步，就不容易对脉冲信号进行控制。实际上大多数电磁炉都以交流50Hz信号为同步基准。在进行过压、过流和过热保护的时候，一般都通过对振荡电路进行控制，使振荡电路停振，则整机也就停止工作了。这是一种比较容易实现的控制方式。

（6）微处理器。人工操作指令是通过操作显示面板上的操作按键发出的。当按下某一操作按键后，操作显示电路就会将人工指令传递给微处理器，微处理器根据所接收到的指令信息对电磁炉的工作进行控制。在工作过程中，微处理器还会将电磁炉的工作状态信号送到显示电路进行显示，不管是开机工作状态还是关机保护状态都会在显示电路中显示出来。

电磁炉中的微处理器可通过开关控制电路直接对振荡电路进行开/关控制。当温度过高时，由温度检测传感器送来的温度信号送给微处理器，微处理器就会对振荡电路进行自动控制，此时，即使饭没做熟，也要对电磁炉进行断电关机，等电磁炉的温度降低以后才能够启动继续进行加热工作。

作为控制核心，微处理器在工作过程中不断地对门控管的温度进行检测，对门控管的电压进行检测，对锅底的温度进行检测，这些都要符合正常的工作条件，如果不符合这些条件，就要关机进行保护。

（7）浪涌电压监测电路。浪涌电压检测电路主要用于保护电磁炉整机电路进行保护的。例如，如果220V电压升得过高，浪涌电压检测电路就会将检测信号传给微处理器，微处理器输出保护信号会对整个机器进行保护。

（8）报警电路。报警电路就是在电磁炉出现过压、过载情况时发出报警信号。例如，若炉温过高或电磁炉在工作时未检测到铁质炊具，报警电路就会发出报警信号，驱动蜂鸣器发声。