一、结构简介
虽然电磁炉的品牌与型号较多，但内部结构基本相同，主要由晶化板、电源线、风扇、线盘、热敏电阻、底座、上盖、线路板等部件构成，如图1所示。
晶化板处于电磁炉的最外面，决定电磁炉的外观，其板面中央位置属加热有效范围。晶化板是采用膨胀系数极小、耐高温、径向传热快、耐磨、耐冲击的材料制成的，分国产与进口两大类，进口面板具有更优越的性能。另外，白色晶化板具有不易发黄的优点。
2.线盘
在电磁炉中，线盘是完成LC振荡的重要器件之一，是将电能进行储存及释放的器件，是完成将电场能转换为磁场能的关键器件。线盘的直径大小应以保证锅底100%面积发热为宜，因为这样食物受热才会更均匀，热效率才会更高。
3.风扇
风扇是给电磁炉内散热的部件。目前，市面上的电磁炉风扇分有刷风扇与无刷风扇两大类。中高档电磁炉多采用无刷风扇，因为无刷
风扇更耐用，风量更大，噪音更小。有刷风扇的噪声来源主要是碳刷摩擦声。
4.热敏电阻
电磁炉中的热敏电阻多为负温度系数热敏电阻，- 般有两只，一只安装在线盘中央，以检测锅具的加热温度;另一只紧贴功率管(又称IGBT管)安装，以检测IGBT管的温度。
检测点的温度变化，会引起热敏电阻的阻值变化，从而引起温度检测电路输出电压变化，主控IC通过对该电压值的判断，对电磁炉的工作状态进行控制。
5.线路板
线路板是电磁炉的控制部件，由约200只元器件组成，主要分为以下单元电路:市电输入与EMC防护，整流滤波电路，LC振荡IGBT 驱动，过零检测，电流电压检测， 温度检测，同步控制;振荡控制，功率控制，按键显示，开关电源，如图2所示。
由于电磁炉的耗电量比较大(一般为1800W ~2200W)，所以要求电源线的过电流能力比较强，要求能通过10A以上的电流，其线芯直径不得小于1mm²，且电源线上必须有3C认证。如果线芯的直径太小，在电磁炉工作时，电源线将会明显发热，易引发火灾等安全事故。
二、单元电路分析
尽管不同型号电磁炉的电路不尽相同，但电路组成差别不大。稍早期的电磁炉多采用比较器(如LM339、LM393等)进行电压比较、单片机(又称MCU)进行控制的方式;较新的部分电磁炉省去了单独的比较器，相关电压比较与控制均由单片机完成，这样机器所需元器件更少，电路更为简洁。为了便于电路分析，下面以康宝C20系列电磁炉为例。
1.主振荡回路
主振荡回路主要由线盘L4、高压振荡电容C3、IGBT管Q1组成，如图3所示。DB为整流全桥，L2为滤波电感，C2为高压滤波电容。
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I4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i4。在4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，待计减小到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i5，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期间的记是线盘磁能对电容C3的充电电流，t3~t4期间的i3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3时刻Ve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il是电源供给L4的能量，所以il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1059C高 品质高温电容(普通电容为85C)。
2.PWM脉宽调控电路
单片机(U4)的多脚输出PWM脉冲，如图4所示，R21、C13、R22组成积分电路，PWM脉冲宽度越宽，C13两端的电压越高，送到信号合成电路U2A⑤脚的控制电压随着C13两端电压的升高而升高，而U2A⑤脚输入的电压越高;U2A②脚输出的方波信号周期越长，电磁炉的加热功率越大，反之越小。
3.同步电路
当机器正常工作时，振荡电容C3与线盘L4不断地进行能量转换，至使C3两端的电压不断地高、低变化。同步电路就是对C3两端电压进行检测，以判断振荡回路的状态。该电路如图5所示，由R5、R16分压所得电压V8加到U2C⑧脚，由R6、R7与R14、R15分压所得电压V9加到U2C⑨脚，当V8<V9时，U2C的14脚输出高电平，当V8>V9时，U2C的14脚输出低电平。
振荡信号合成电路将同步电路输出的电压转化为相应的同步脉冲信号，再经后级电路转化为相应的IGBT管驱动信号。
R47、D12、R17、C10组成的电路相当于积分电路，将U2C的14脚输出的电压转换成相应变化的三角波，并送到U2A④脚。U2A⑤脚外接PWM脉宽调控电路，以调控三角波的占空比宽度，并合成IGBT管驱动所需的方波信号，从②脚输出，送往供后级电路放大，以驱动IGBT管。
5.IGBT管激励电路
信号合成电路输出幅度约4.1V的脉冲信号，由于该电压不能直接控制IGBT管的饱和导通与截止，所以必须通过由Q3、Q4等元件组成的激励电路来驱动Q1，如图6所示。
该电路工作过程如下:
当信号合成电路输出正脉冲信号时，Q4导通，18V电压通过Q4直接加至Q1的G极，Q1导通;当输出负脉冲时，Q3导通，将Q1的G极电压拉低，使IGBT管迅速进入截止状态。6.加热开/关控制电路
开始加热时，U4的19脚输出低电平，Q7截止，不影响U2A的⑤脚电压，这时U2D的11脚电压高于10脚电压，其13脚输出高电压，为信号合成电路提供振荡条件。同时，F点电压为工作电压，D13截止。U4的13脚开始间歇输出PWM试探信号，随后U4通过分析电流检测电路和VAC检测电路反馈的电压信息，结合Vce检测电路反馈的电压波形变化情况，判断是否已放入适合的锅具(这一过程常称作“检锅”)，如果判断已放人适合的锅具，则U4的13脚转为输出正常的PWM信号，电磁炉进人正常加热状态;如果反馈回的信息不符合条件，U4判定所放的锅具不符合要求或无锅，则继续输出PWM试探信号，同时发出显示无锅的故障代码信息，如1分钟内仍不符合条件，则U4发出关机指令。
7.VAC检测电路
AC220V电压经D1、D2整流为脉动直流电压，通过R2、R19 R20、R13、R71分压，C12平滑滤波后得到-直流电压，送给U4的⑦脚，如图8所示。
U4根据⑦脚电压的变化，自动发出以下指令:
(1)判断输人的电源电压是否在允许范围内，如不在允许的范围内，则停止加热，并显示相应的故障代码。该型机的故障代码及其含义见表1。
(3)配合电流检测电路反馈的信息及方波电路监测的电源频率信息，调控PWM的脉宽，令输出功率保持稳定。
8.电流检测电路
电流互感器CT次级测得的AC电压，经D20、C11整流平滑及R70限幅后，获得一直流电压，并送至U4的⑥脚，如图9所示。U4的⑥脚电压越高，表示电源输人的电压越大，U4根据监测该电压的变化，结合上述检测信息进行检锅判断，或调控PWM脉宽，使输出功率保持稳定。
负温度系数热敏电阻NTC1紧贴在IGBT管的散热片上，其阻值变化间接反映了IGBT管的温度变化。热敏电阻与电阻R62对+5V电压分压，然后送到U4的④脚，如图10所示。
U4通过监测④脚电压来判断IGBT管的温度，并发出相应的动作指令:
(1)当判断IGBT管结温高于859C时，输出调整PWM的指令，使IGBT管结温不超过85°C。(2)若因某种原因(如散热系统故障)导致IGBT管结温高于959C时，立即停止加热，并显示相应故障代码。
(3)当热敏电阻NTC1开路或短路时，U4发出不启动指令，并显示相应的故障代码。
(4)在关机时，如IGBT管结温仍高于50C，U4发出风扇继续运转指令，直至温度低于50C后风扇才停转。
(5)在电磁炉刚启动时，当测得环境温度低于0°C时，U4调用低温监测模式加热1分钟，然后再转为正常监测模式，其目的是防止元件因低温参数改变而损坏电磁炉。
10.Vce检测与IGBT管保护电路
IGBT管(Q1)集电极上的脉冲电压通过R6、R7、R14、R15分压后，一路送至Q6基极(E点)，其发射极.上得到取样电压，并通过R75送到U4的③脚，如图11所示。
U4根据③脚电压值发出相应的指令:
(1)结合VAC检测及电流检测结果，判断台面上是否已放入适合的锅具。(2)根据Vce取样电压值自动调整PWM脉宽，使Vce脉冲幅度不高于1100V (对于耐压为1200V的IGBT管而言)或1300V(对于耐压为1500V的IGBT管)。
(3)当测得Vce脉冲峰值高于1150V(对于耐压为1200V的IGBT管而言)或1400V(对于耐压为1500V的IGBT管)时，U4立即发出停止加热指令，并显示故障代码。由R6、R7、R14、R15分压所得电压的另-一路加到U2D的四脚，当该脚电压大于5V时，U2D的B脚输出低电平，将U2A的⑤脚电压拉低，使U2A②脚无IGBT管驱动脉冲输出，以防止IGBT管因c.e极电压过高而损坏。
11.浪涌电压监测电路
因市电电网中存在多种干扰信号，当千扰脉冲过强时，易引起电磁炉损坏。因此，在电磁炉中均设有浪涌电压监测电路，如图12所示。
另外，在千扰脉冲信号到来时，瞬间高压经D17向C23充电，C23两端充得一定电压，随后C23通过R74放电，由于R74阻值较大(1MΩ)，则会使⑥脚电压约需1s才能恢复到正常状态，即在此期间整机停止加热约1s，避免元器件因受强干扰而损坏。
12.锅底温度监测电路
锅底温度监测电路如图13所示，插座CN6外接炉面传感器，该传感器实为负温度系数热敏电阻，安装在线盘中央，紧贴晶化板。锅具底部的温度透过晶化板传给炉面传感器，其电阻值随温度的变化而变化，与电阻R58的分压值也随之变化，即U4的⑧脚电压间接反映了锅底的温度。
U4根据⑧脚电压值发出相应的指令:
(1)当处于定温功能时，控制加热指令，使被加热物体的温度恒定在指定范围内。(2)当判断锅底温度高于220°C时，立即停止加热，并显示故障代码。
(3)当锅具空烧时，立即停止加热，并显示故障代码。
(4)当热敏电阻开路或短路时，U4发出不启动指令，并显示故障代码。
13.散热系统及报警电路
正常工作时，IGBT管、整流全桥DB、线盘均会产生大量的热量，加之锅底热量有一部分会传到电磁炉内部，这样就会导致电磁炉内部温度较高，因此需采用风扇进行强制散热。
开机后，U4的14脚输出高电平，该电压通过R52送至Q10基极，如图14所示，Q10饱和导通，风扇得电运转，将机内热量排到电磁炉外。D7、L3、C7为滤波电路，目的是给风扇提供稳定的直流电源。另外，当该电路产生反向电动势时，通过D7吸收，以避免三极管Q10过压损坏。
当炉内参数出现严重偏差或有异常现象时，MCU的⑤脚输出脉冲电平，此时BZ1发出报警声响。
该机主电源电路如图15所示。AC220V电压经DB1、L2、C2整流滤波后，得到305V左右的直流电压，通过D3隔离，再由R1、C4滤波，然后分为两路:一路经开关变压器T1的初级绕组加到Q2的c极，另一路经启动电阻R4送到Q2的b极，Q2进入饱和状态，T1初级产生电动势，TI的各次级也会产生相应的电动势。T1的次级设有一反馈绕组，其感应电压经R46、C30反馈到Q2的b极，激励Q2使之进入正常的开关状态。
T1的初级绕组及C21、R67、D4的参数决定Q2的开关频率(即工作频率)。同时，为了保证输出电压稳定，该电源还设有稳压电路。次级一绕组的感应电压经D6、C6整流滤波后得到约18V电压，并通过ZD1(18V稳压二极管)与Q9的基极相连，当输出电压升高，使Q9的b极电压高于0.7V时，Q9饱和导通，Q2的b极电压约降到0V，Q2截止，随后重新进入下一个工作周期，这样就使次级输出电压降低，达到稳压的目的。如次级输出电压升高，其稳压过程与上述相反。
Q11、R3、U1 R12、R11等元件组成的5V稳压电路，将18V电压稳定为5V，作为单片机及其他低压电路的工作电源。F1、E2、-V为VFD(真空荧光显示屏)工作时所需的灯丝电压和阴栅极负压。
三、关键元器件检测
1.IGBT管
在检测IGBT管前，须先明白其引脚功能，如图16所示。用数字万用表的二极管挡测量IGBT管的三极间的压降:正常时，e极与G极、c极与G极的正反向均不导通，万用表显示应为无穷大;当红笔接e极、黑笔接c极时，有0.4V左右的压降。如果任意两脚间的测量结果均为0，或用电阻挡测得其阻值均为几欧姆，则表明该IGBT管已击穿。
LM339内置四个翻转电压为6mV的电压比较器，如图17所示，每个电压比较器的等效电路如图18所示。
3.电流互感器
电流互感器又称电流检测器。正常时，其初级绕组的直流电阻为0Ω，次级绕组的直流电阻约为80Ω。若测得次级绕组电阻为无穷大，表明该互感器次级已开路;若测得初、次级绕组间电阻为数千欧姆，甚至更小，这说明该互感器已高压击穿，不能再使用，否则会损坏其他元件。
4.整流全桥
将数字万用表置于二极管挡，正常时:红笔接“-”，黑笔接“+”有0.9V左右的压降，如图19所示;交换两表笔测试，显示应为无穷大。红笔或黑笔接“-”，黑笔或红笔分别接两个交流输入端，均有0.5V左右的压降;交换两表笔测量，显示应为无穷大。
线盘由多股漆包铜线绞合而成，又常称为加热盘或发热盘。线圈直径与电磁炉功率有关，功率越大，加热线圈直径越大。1800W~200OW电磁炉的加热线圈直径约为18cm，电感量约100uH ~ 120uH。2200W的电磁炉的加热线圈直径约为20cm，电感量约150uH。
若线盘上局部烧焦，或出现明显的打火痕迹，或铜线与盘架之间的塑胶件脱落，则应及时更换线盘，以防故障扩大化。
四、电磁炉故障检修方法
1.直接观察法
首先检查电路板，若电路板上有油污，则必须先对电路板进行清洗、清洁;若电路板表面有打火痕迹，则先用洗板水或酒精进行清洗，然后刮净打火痕迹;若滤波电容或振荡电容有鼓包现象，则需换新。
2.电阻测量法
在断电状态下，用万用表电阻挡或二极管挡对保险管IGBT管、整流全桥、电流互感器IGBT的驱动电路进行测量，如有短路现象，应进一步查找原因，且不可贸然通电试机。
3.电压测量法
在不连接线盘的情况下，接通电源，测量开关电源输出的+18V和+5V电压，这两组电压误差应不大于0.5V。否则，说明负载(主要是单片机LM339及驱动电路)有过流现象，或开关电源有问题，这时应作进一步检查。
接下来测量IGBT管G极电压，正常时应为0V，如实测高于0.3V，则说明IGBT管驱动电路异常;若G极电压正常，则用200W/AC220V灯泡代替线盘，如图20所示，开机后灯泡应不亮。如有条件，此时可用示波器测量IGBT管G极的电压波形，正常时该波形为一条水平线，略有闪烁现象。若灯泡发光(包括灯丝发红)，或所测波形是明显的脉冲波形，此时千万不能连接线盘，否则会损坏IGBT管，而是应重点检查IGBT管G极所接驱动电路(本机型为R10，Q1、Q5等元件)及LM339。
在上述电压检测无误后，连接好显示板组件，进行各功能键的测试，由于此时未接线盘，在正常情况下应有对应的故障代码显示。若故障代码显示正常，则接上线盘、放上合适的锅具，注水加热，观察其工作过程应该是正常的。
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