电磁炉加热原理如图所示,灶台台面是一块高强度、耐冲击的陶瓷平板(结晶玻璃),台面下边装有高频感应加热线圈(即励磁线圈)、高频电力转换装置及相应的控制系统,台面的上面放有平底烹饪锅。 其工作过程如下:电流电压经过整流器转换为直流电,又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电,将高频交流电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上,由此产生高频交变磁场。其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅。在烹饪锅体内因电磁感应就有强大的涡流产生。涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换,所产生的焦耳热就是烹调的热源。 1、概述 电磁灶是应用电磁感应原理进行加热工作的,是现代家庭烹饪食物的先进炊具。它使用起来非常方便,可用来进行煮、炸、煎、蒸、炒等各种烹调操作。特点:效率高、体积小、重量轻、噪音小、省电节能、不污染环境、安全卫生,烹饪时加热均匀、能较好地保持食物的色、香、味和营养素,是实现厨房现代化不可缺少的新型电子炊具。电磁灶的功率一般在700-1800W左右。 电磁炉按感应线圈中的电流频率分为低频和高频两大类,相比较高频电磁灶受热效率高,比较省电。 本文主要介绍利用SPMC65P2404来实现电磁炉的设计。SPMC65P2404是凌阳推出的一款工业控制8位单片机,具有很高的xxx,抗干扰能力强,非常适合应用于工业控制类、类产品的设计。使用SPMC65P2404设计的电磁炉具有如下性能: 六种加热模式:火锅、煎炸、炒菜、烧烤、蒸煮、烧焖; 一种自动工作模式:烧水; {zd0}720分钟的定时开机功能; 2小时自动关机保护功能; 小物件检测功能,对不合适的物件不进行加热; 系统采用过流、过压、超温等多种保护措施; 采用,使系统能够在180~250V的电压范围内正常工作; 系统设置了故障报警功能,方便故障查找及检修; 系统含有自检程序,方便生产测试。 2、电磁炉设计要求 电磁炉作为一种普遍的家用产品,除了要具有基本的加热功能外,它的安全性能及稳定性能是设计的关键。 电磁炉设有多种保护装置,包括小物件检测、过热自动停机保护、过压或欠压自动停机保护、空烧自动停止加热保护、2小时断电保护、1~2分钟自动停机保护以及声光报警显示等。 在实现以上电磁炉的性能规格的基础上,我们设计的电磁炉还具有以下的功能规格: 手动控制火力,从300W~1800W 的范围,共分为14 档火力,每档均有稳定的功率; 手动定温选择,从70 ~240℃的范围,共分为6 档定温选择,每档都能达到xx定温; 自动烹调功能,内部自带1 自动烹调功能:烧水。 6 种自选功能:火锅,炒菜,蒸煮,炖焖,煎炸,烧烤,其中火锅,炒菜可以调节不同的火力档位;蒸煮,炖焖,煎炸,烧烤4 种功能可以选择不同的温度。 可以实现1~720 分钟预约开机功能,1~180 分钟的定时关机功能。 系统提供2 小时自动关机的保护功能。 3、系统硬件设计 系统采用SPMC65P2404 作为主控MCU,主要模式有:键盘扫描,锅体温度检测,IGBT 温度检测,电流过流检测,超压欠压检测,振荡信号检测,风扇控制,数码管显示控制, 控制,蜂鸣器控制,系统启动控制。 功率板电路分析 开关电源部分采用TI 公司{zx1}推出的VIPer12A,来实现不同电压的输出,AC 接入后经过半波整流,接到VIPer12A 的电压输入脚,输出端通过稳压变压的方式来得到18V 和5V 直流电,为 和其他外围元件提供电源。 电路中包含有电流检测部分,通过电流互感器将总回路的电流按比较缩小后,通过整流,变成直流,连接电阻到地,系统通过检查电阻端的电压来判断回路的电流大小。同时回路电流若超过一定值后,通过另一端的保护信号反馈到IGBT 的控制端,将控制信号拉低,使IGBT 停止工作,同时送到MCU,让系统停止工作,并产生报警信号。
控制板电路分析
4、系统软件设计 主流程采用分时结构,在每个不同的时间片进行不同的工作,时间片可以对动态扫描的LED进行定时刷新和扫描,方便程序控制。 工作时采用时间轮循的方式,能有效的利用时间资源。过程中主要通过标志的方式将信息传递到其他模块。
电流过流中断是整个系统{wy}的中断,当产生中断时,系统马上停止控制信号,然后置电流过流标志,让系统在其他地方检测过流的状态是否持续3 秒,若是,则产生电流过流的报警信号,系统停止工作。 功率调节模块 系统需要根据外部电压和电流的大小,来计算是否已经达到了设定的功率值,通过比较后的功率大小关系来调整PWM 值,以输出比较恒定的功率。 假设外部电压为V1, MCU 检测到的电压值V2,根据电路计算得: V2=5.1*V1/(330+5.1) 得到的A/D 值DATA 为: DATA=V2*256/5 外部电流和MCU 通过转换的电压的测试值的关系为: 外部电流值/转换后的电压=2.4 根据上述关系来换算功率值的大小: P=V*I=0.06*AD(V)*AD(I) 推出:AD(I)=100*P/(6*AD(V)) 确定AD(I)后,再通过调整PWM 值,以使AD(I)达到计算的值。 |