首次DIY维修苏泊尔C18AS电磁炉体会

qqq-888

最近有些忙，一直木有时间就10月19日发的帖子《苏泊尔C18AS电磁炉初步检查》续下去。初步检查的结果已在上帖子作了叙述，感兴趣的朋友可以参考一下。
  为了能够正确找到爆管原因并防止由于误判再度造成爆管及损坏其它元器件现象的发生，DIY前做些功课还是必要的。毕竟这是偶第一次维修电磁炉。
  要做到胸中有数，首先应该有相应电路图，照此分析电磁炉工作原理，测量各有关电路工作电压及元器件参数对正确判断故障点是至关重要。然而很遗憾，或许该款苏泊尔电磁炉太老旧了，其电路图至今也木有找到。下面是对照苏泊尔其它型号电路图，且结合手绘草图的基础上制定的分析和解决方案。
  一、爆管原因分析  本机是在毫无征兆的情况下突然爆管的。当时刚将一锅水（水装的有些满）置于瓷盘上，摁下启动键就听见电源插座处拍的一声闪亮一下就停止工作了。以为插座不良，随后排除。拆机后排查：15A保险管、IGBT和扁桥同时毁损。究竟是什么原因导致毁损的？
  下面依据苏泊尔T0307，PCB图号：QF-101-02（主板），且将全电路分解成以下若干单元部分：主高压供电电路、LC振荡电路、驱动放大电路、同步电压比较电路、高压检测电路、上电延时电路及使能关机电路等。对有可能导致故障的原因作了初步判断和简略分析（测量的有关物理参数均在换新品后，未接线盘，下同）。
图一

图二

  1、主供电路 指的是市电220V电压经整流桥整流后，转变脉动直流电源。这部分也可称作为高压供电部分，是全机最高负荷部分，是导致保险管、IGBT和扁桥毁损重灾区。
（1）保险管烧毁原因（高频滤波电容直接短路除外）
  本机发生故障时，保险管毁损极为严重的说，铅锌合金保险丝熔化后迅速溅射玻璃管全壁。显然说明短路电流极大。发生这种现象无非两种致因：直流和交流短路（直流短路由IGBT击穿和交流短路由扁桥击穿）。其中只要IGBT直流短路，必将连带扁桥跟着毁损（如果扁桥有保护电路则除外）。
（2）IGBT爆管原因
  IGBT爆管问题貌似最为被关注的。主供电路失常，其脉动直流电压高低将直接影响LC振荡频率及IGBT管饱和导通时间长短。值得指的是当电源线插头松动及电源插座接线头不良时，会导致LC振荡频率发生瞬时扰动，偶发爆损IGBT管（见后分析）。主供电路主要负责为LC振荡电路提供脉动直流电压，特别是高压供电电压不足，致使电磁炉振荡频率过高，IGBT管持续饱和导通时间过长，造成IGBT管击穿损坏。按照一般资料提供的参数是+300V左右。引起主因5μF/275V 滤波电容容量下降。然而，本机该元器件无损（与新品比对）。高压直流电输出约为271V（换新桥测量，当时心存疑虑）。
  2、LC振荡电路 LC振荡电路功能是将电能转换成磁能。主要由IGBT、线盘和谐振电容组成高频振荡回路。并通过IGBT高频开关电路实控加热功率。该电路偶主要测量峰值压和谐振电容。
  峰值测量方法是先将红表笔（+）接在IGBT管集电极c上，黑表笔（-）接在整流桥负极上（最好用引线），启动摁扭将电磁炉上电，此时万用表指针快速从0V开始上升至+25 V左右，又迅速回降至+0.7 V电压（本机如此）。说明浪涌脉动的的起伏和衰竭过程。显而易见，如果谐振电容容量变小，致使其向加热线圈盘放电电压不足，引起开关脉冲的前沿与峰值脉冲的后沿不同步，将导致造成IGBT击穿损坏。实测谐振电容0.3μF/1200V无损（与新品比对）。
  3、驱动电路 由于同步振荡输出信号较小，须经前置比较器放大并通过互补推挽电路再进行放大，将其输出端脉冲电压提高到+20V左右（本机如此），才能满足IGBT栅极电压（门控电压）及驱动功率的需求。具体测量步奏为（见图三）：

  用万用表直流电压10V档，测驱动放大电路中三极管Q603(C1008)集电极C对地约为+20V电压，测Q602（A708Y）和Q603(C1008)基极B对地约为+0.1V电压。焊下Q602和Q603，测量无损。若以上工作点电压异常，多为低压供电电路受损存在异常，应该重点排查互补推挽三极管和Q604是否开路或击穿以及邻近限流电阻和电容是否变质或开路。假设三极管Q602开路，此时驱动放大电路在上电时必定输出为高电平（正常为低电平），造成IGBT持续饱和导通，负载过度时间过长，必然爆损IGBT管。
4、同步电压比较电路 该电路指线盘LR-16与高频谐振电容C004（0.3μF/1200V）是通过IGBT管高频开关快速导通、截止，形成LC振荡电路。工作原理：当LC自由振荡的半周期时间出现峰值电压，即为IGBT截止时间，开关脉冲尚未到达。保持该相位时间极为重要，否则峰值脉冲还没有消失，则开关脉冲提前到来，就会在IGBT栅极产生极大的导通电流（或称门控电流），进而导致IGBT管烧坏。好在一般都设计有过流保护措施。由于IGBT的短路电流的大小与栅极电压有关,因此在实际应用中,则是通过减少栅极电压来降低短路电流或延长承受短路电流的时间。在LC电路中，由于IGBT开启时间很短（在一个周期中，IGBT开启时间约15~25s）。采用降低栅极电压的方法能够有效保护IGBT，免遭毁损。因此，分析和讨论完整的电磁振荡原理图时容易让人陷入浑沌，包括除电源主回路、同步电路、脉宽调制电路（PWM）、IGBT的驱动保护电路外，还包括电源电路（如高低、单双）、电流负反馈电路、过压保护电路、以及单片机控制电路。虽然电气原理貌似错综复杂的说，但是关键测试点却并非难以寻觅。实测G和LM339N相关工作电压。为什么？理由很简单：主回路中，IGBT受到的驱动信号为近似矩形的脉冲。当IGBT导通的时候，励磁线圈LR-16的电流急剧增加，能量以电感的电流形式保存起来。当IGBT截止时，励磁线圈LR-16与谐振电容C004并联回路发生谐振，产生电压约超1000V。驱动矩形脉冲信号的脉宽决定了电磁振荡工作的功率。这个宽度是通过同步电路和PWM共同实现的。而在PWM中，要想获得输出功率可控，必须使V[sub]ref[/sub]电平值可调，即由快速比较器LM339输出与电流负反馈信号共同决定的。经过测定，本机IGBT栅极对地约0.67V，IC2C（LM339）9脚（V+同相输入端）对地为+3.6V，14脚（输出端/OUT）对地约+20V，8脚V[sup]-[/sup]反相输入端对地电压为+3.4V。只有当同步电压比较电路中取样V[sup]-[/sup]电压与V[sup]+[/sup]取样电压相近时（正常为V-、V+取样电压应相差+0.2～+0.35V），才能避免电磁炉在上电加热时出现不定期爆损IGBT管及断续加热等故障发生。
参考图四

由于时间关系，仅就偶的03年苏泊尔C18AS老产品有可能导致爆管原因作了一些简单分析和简略叙述，不一定正确，仅供参考。然而分析跟分析，所测得数据偶也不敢完全相信，因为木有电路图和可比对的参数。不能立马上电试机呀！毕竟网购的IGBT、扁桥以及附带的电容等还是要米的。那怎么办？下面接着说一下偶实际维修方法和过程。
  二、维修步骤
  1、IGBT和扁桥代换
  原机为SGW25N120，不含阻尼管，现用FGA25N120NTD替换，内含阻尼管。因此将原电路的阻尼管拆除。扁桥的替换需考虑电磁炉总功率，新管为D25SBA80。现将两管相应管脚弯曲且与原PCB脚位对应（事先将原脚位孔处焊锡剔除），涂上导热硅胶后即可将IGBT和扁桥固定在铝质散热器上。觉得这样固定能够控制力度和涂胶更均匀，保证热传导效果。不过最后焊接要略微麻烦一些。扁桥可直接焊上。IGBT先用绝缘板隔离。见图五。目的预防IGBT因不明原因再度毁损。

  2、白炽灯使用
（1）替代保险管
主要用了40W和100W两种规格白炽灯。先在保险管处串接40W的，灯暗红，换100W灯丝不亮。见图六和图七。上电有滴一声，处于待机状态。然后测量在爆管原因分析中提到的几个关注点。同时用交流档100V测40W灯脚两端电压为65V左右。说明高压回路木有交直流短路现象。至此可以测试扁桥正极与负极电压，即1和4，约271V。随后测量副电源（低压）系统以及LC振荡电路及与控制MCU有关的电压。其实微控制部分的测量几乎可以飘过，因为待机声及面板控制键有反应即可证明此电路工作基本正常。不要遗忘测量浪涌脉动电压。


（2）替代线盘
分别用40W和100W白炽灯连接线盘接线柱。上电灯丝全灭。PCB板上IGBT集电极对地电压约271V，栅极0.67V。此时断电拆除绝缘板，焊上IGBT，再上电调试，原测量变化不大，灯丝不亮，但整个过程伴随蜂鸣器滴滴声，除非摁待机钮才能停止叫声。纠结了半天还是决定拆下线盘处假负载（注意保险管灯暂不要卸下），接上线盘。上电滴一声马上转入待机状态。摁下待机钮，出现寻锅起振滴滴声，15个滴滴声（貌似一秒钟一响）后自动转入待机。整个过程中，40W白炽灯处于恒暗红亮状态，100W则不亮。此时觉得离成功不远的说。稍过片刻，端上盛有水的锅。上电，摁下待机钮，只见原来恒定暗红的灯丝略微闪烁了一下，随后随着滴滴的间隔声出现有周期变化的闪亮，大概是这样的：前三下相对较亮，后三下较弱，周而复始，不会自动转入待机状态。同时数码管个位数零也随动闪亮。由于串接白炽灯，LC振荡不足以使电磁炉正常工作，但其浪涌脉动还是能够通过灯丝周期亮暗交替变化有所反映。到了最后阶段了，最后拆下串接保险管处的白炽灯，焊上15A保险管（不要着急，用一个带线过热保险器的插线板，还得预防万一啊！）。上电，滴一声处于正常待机状态。木有放锅，滴滴声15秒后自动转入待机状态。放锅启动待机按钮，呵！首先240℃（1800W）LED率先亮起，随后逐级调试一切恢复正常，保温，定时设置一起正常。不一会儿锅里的水也开了。见图八。接着上铁锅炒菜，哇！修好的感觉真好！见图九。
图八

图九

qqq-888

3、面板触摸屏及按钮修复
  由于使用已有年头了，高分子材料也到了使用极限，该老化的地方都老化了。触摸薄膜开始破损，按钮折断。既然修好了还得物尽其用。别看一层薄薄的塑料膜，其实它的存在还有防水防渗功能的。炒菜炖汤蒸饭等难免会有水溢出流淌在磁盘表面，如果有破损孔洞，就会有水进入电磁炉内部，后果自然不堪设想。偶的电磁炉之所以损坏发生爆管其罪魁祸首就在于此。在清洗瓷盘面时又碰触按钮键，塑料老化变得很脆弱。一下子有三个断裂了。怎么办？哦，那相对简单多了。先清洗干净触摸面板，贴上透明胶带，偶贴了两层。折断的按钮则利用ABS的热塑性，剪了三节细钢丝（废弃圆珠笔的弹簧）。然后用电烙铁将具有韧性的细钢丝烫嵌在塑料内，再敷上胶带。改制的按钮比原先的更具有弹性手感颇佳。见图十、十一、十二、十三和十四示意。
图十

图十一

图十二

图十三

图十四

  由于误操作木有安安静静的在后台编辑，有些体会和总结有时间在结束语里补充。

三联

谢谢分享

今天科技

3张电路图看不清楚啊，能不能用附件发出来

往前

谢谢分享!!!!!!!!!

恋上你的床1

学习学习。

何培铭

qqq-888 发表于 2014-11-13 19:19
1、IGBT和扁桥代换
  原机

找到需要编辑的而且是自己的帖子，在下方找到编辑按钮点击即可进行再编辑了

qqq-888

何培铭 发表于 2014-11-13 21:05
找到需要编辑的而且是自己的帖子，在下方找到编辑按钮点击即可进行再编辑了

指退回草稿状态编辑。编辑草稿已经多次了，不知道怎么回事，后来就找不到编辑菜单按钮，就在原来编辑钮附近点击了一下，结果就发表了。后面还有内容，不想把半成品亮相。呵呵！

何培铭

qqq-888 发表于 2014-11-13 21:23
指退回草稿状态编辑。编辑草稿已经多次了，不知道怎么回事，后来就找不到编辑菜单按钮，就在原来编辑钮附 ...

看看这张截图，希望有所帮助

qqq-888

何培铭 发表于 2014-11-13 21:37
看看这张截图，希望有所帮助

要的是后台草稿编辑状态。