电磁炉整机的工作原理

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，在周围空间产生磁场，在磁场范围内如有铁磁性物质，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进行炊饭。

1.电磁炉的加热原理

电磁炉虽然种类繁多，结构和功能也有所差异，但其整机控制电路和加热原理是相同的，图3-20所示为典型电磁炉的加热原理示意图。

图3-20 典型电磁炉的加热原理示意图

炉盘线圈为感应加热线圈（简称加热线圈）。加热线圈在电路的驱动下形成高频交变的电流。根据电磁感应原理，交变电流通过加热线圈时就产生出交变的磁场，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灶具进行磁化，这样就使灶具的底部形成了许多由磁力线感应出的涡流（电磁的涡流），这些涡流又由于灶具本身的阻抗将电能转化为热能，从而实现对食物的加热，这就是电磁炉加热的原理。

当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，附近的另一个线圈中会产生感应电流。实际上这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流。如果用图表示这样的感应电流，看起来就像水中的旋涡，所以我们把它叫做涡电流，简称涡流。在电磁炉工作的过程中，灶具置于随时间变化的磁场中，灶具内将产生感应电流，这种电流在灶具内自成闭合回路，产生涡流，使炊具产生大量的热量。

2.电磁炉的整机工作过程

在学习电磁炉的整机工作过程之前，首先了解一下其整机的结构，通过对整机结构的学习进一步来分析其工作的过程。图3-21所示为典型电磁炉的整机结构示意图。

从整机结构来看，电磁炉的结构比较简单，电源电路、检测和控制电路、功率输出电路和操作显示电路是电磁炉的主要电路。电磁炉从信号流程来说，可分为主电路信号流程和检测保护电路信号流程，如图3-22所示，主电路是电磁炉能够工作的基本电路，然而为了使用安全，主电路需要各个检测保护电路进行监控。(https://www.xing528.com)

从图中可知，市电AC 220V进入电磁炉以后，分为两路：一路经低压整流滤波电路，为微处理器MCU或其他电路进行供电，另一路经过高压整流滤波电路生成300V直流电压送入功率输出电路（炉盘线圈及IGBT）。通常炉盘线圈与谐振电容构成并联谐振电路，将炉盘线圈两端的电压送入同步振荡和锅质检测电路中，通过两个信号的比较，分别输出锅质检测信号和锯齿波脉冲信号，分别送入微处理器MCU和PWM调制电路中。

微处理器MCU对接收到的锅质检测信号进行判断，若有锅且锅质正常，则输出PWM信号送往PWM调制电路中。

图3-21 典型电磁炉的整机结构示意图

图3-22 电磁炉的整机工作原理

PWM调制电路接收来自同步振荡电路的锯齿波脉冲和微处理器MCU送来的PWM信号，这两路信号经PWM调制电路处理后，输出端就会输出不同脉冲宽度的脉冲信号，送入IGBT管驱动电路中进行放大驱动，经放大后的驱动信号送给功率输出电路中的IGBT管，使炉盘线圈产生高频振荡电流，使得炉盘线圈产生出交变的磁场，对铁质软磁性炊具进行磁化，在炊具的底部形成许多由磁力线感应出的涡流，将电能转化为热能，从而实现对食物的加热。

在电磁炉主电路的四周还有多个检测保护电路，这些电路对主电路进行控制。其中市电AC 220V进入电磁炉以后，分别送入电流检测电路、电压检测电路、浪涌保护电路中，经电流检测电路、电压检测电路处理后，将控制信号送入MCU智能控制电路中，而浪涌保护电路送出的控制信号则送入PWM调制电路当中，对振荡信号进行控制。

功率输出电路由温度检测电路、锅质检测电路、IGBT过电压保护电路进行控制，经检测到的信号分别送入MCU智能控制电路或PWM调制电路当中，对主电路进行监控和保护。风扇驱动电路和报警驱动电路也是由MCU智能控制电路进行控制的。