美的IH系列电饭煲未采用加热管,而是采用电磁线盘,控制电路与普通电饭煲有很大不同。主要包括电源电路煮饭加热电路 、温度检测电路 、市电保护及功率管IGBT保护等电路,如图1所示。

一、电源电路
1、市电输入电路
      220V交流市电经C131、L131、C132和CY131、CY132、R134、R135 Π型滤波,消除高频噪扰杂波后,分成两路:一是经D061、D062全波整流,为开关稳压电路、上盖和侧面加热器供电,并取出市电过压、欠压、过零、浪涌及供电等检测信号送CPU;二是
经桥堆BD101整流为主加热线盘及驱动电路供电。
     RZ131为过压保护压敏电阻,当输入电压高于正常工作电压时相当于开路(阻值为无穷大),达470V时,RZ131击穿短路,FU131熔断,切断市电输入,起过压保护作用。R131~R133为C131、C132的泄放电阻,确保C131、C132有效工作,并能在断电后将C131、C132储存的电荷泄放掉,防止电击伤人。
2、开关稳压电路
(1)开关振荡电路
     该串联型开关电源由芯片SM70288(U091)、脉冲变压器T091等元件构成。U091内置基准电压源、60kHz振荡器、脉冲宽度调制器、R-S触发器、输出驱动器及开关管等电路,具有过流(OCP)、 过压(oVP)、欠压及过热保护(TSD)功能。300V 左右的VD电压经插件CNO91外接主温控器温度熔丝及D091 R091、T091初级①-③绕组加至U091④脚,为内置功率开关管D极供电,同时通过高压电流源对②脚外接EC096充电,当ECO96两端达到14.5V(典型值)时,内部电源产生电路开始工作,为芯片内部电路供电,由振荡器产生60kHz脉冲信号,控制调制器产生激励脉冲使开关管工作在开关状态。这时T091⑥-⑦绕组感应电压经R094限流D093半波整流和EC096平滑滤波后产生的电压,取代启动电压为U091②脚供电。
      C091、R093、D092组成的反峰压吸收电路,在开关管截止时,为T091初级自感电压提供导通回路,防止开关管过压损坏。
(2)输出稳压电路
     T091⑧-⑨绕组脉冲电压经D094整流,CO94、L092、ECO95、C096滤波后产生5V电压,为CPU、压电蜂鸣器、温度传感器及双向可控硅驱动电路供电;⑧-10绕组脉冲电压经DO095整流,ECO92、L091、ECO93、CO95滤波后产生的VFAN(18V/0.6A)为散热风扇电机供电,同时经R092限流后为IGBT管驱动电路供电。稳压电路由U092 (PC817C)、U093(CW431)、C092、C097、R095、R098、R099、R0910、R0911、R0912等组成。R0911、R0912分别对5V、VFAN两路输出电压进行取样,经U093处理后,将误差电压送至U091①脚,实现稳压。
(3)保护电路
      OCP过流保护电路:当U091①脚电压高于0.23V时,保护起控,切断开关信号输出的电流值为0.9A。OVP 过压保护电路:当U091②脚电压高于32V时,保护电路动作。
      欠压保护电路:当U091②脚电压在启动期间不足14.5V(最小13V),或启动后工作电压低于9V时,保护电路动作。过热保护由U091内部TSD电路组成,当芯片基板温度高于150°C时动作。
3、市电检测及保护电路
(1)市电过零信号形成电路
      300V的VD电压经R064、R065、R042、R041分压取样和C141高频滤波后,产生100Hz的检测信号,送至CPU 17脚,经CPU识别处理后,在市电过零输出触发信号,确保上盖侧面 加热器回路中的双向可控硅SCR161、SCR162在市电过零时导通,防止它们在导通瞬间过流损坏,实现低功耗的导通控制。
(2)供电信号检测电路
      300V的VD电压先经R061~R065分压取样及EC061.C061滤波消噪,再经R103限流和U08高频滤波后加至CPU 20脚。一旦检测到市电供电异常,CPU将关断2、23脚加热信号输出,实现市电异常保护。
(3)市电欠压信号检测电路
     300V的VD由R057、R058、R051、R055分压取样和CO52滤波后,加至CPU 16脚。一旦市电电压异常下降,CPU将关断各加热信号输出,实现市电欠压保护。
(4)浪涌信号检测电路
      VD电压经R057 R058、R052、R054分压取样和C051高频滤波后,加至CPU 15脚。一旦市电中出现过大的浪涌电压或浪涌电流时,CPU将关断2、23脚加热信号输出,起浪涌保护作用。
(5)市电过压信号检测电路
    VD市电由R056~R058、R053分压取样及C053高频滤波后,加至CPU 24脚。当市电异常升高时,CPU关断②、23脚加热信号输出,起过压保护作用。
二、煮饭加热电路
1、CPU简介

       该机CPU型号是LC87F0K(U101),这是一款集微处理器、同步控制、振荡、市电及加热保护等功能于一体的新型专用芯片,它不仅能输出IGBT管激励脉冲,还具有非常完善的控制、保护功能,其引脚功能见表1。

(1)CPU基本工作电路

       5V电压经C201滤波后加在CPU⑥脚,其内部时钟电路起振,控制CPU各输入、输出端口及操作显示电路(经②脚)协调工作;R261、C261构成的RC积分电路,在每次上电时,为CPU3脚加一个由低电平到高电平的复位信号,将CPU内部RAM(随机存储器)清零,并将ROM(只读存储器)的程序指针复位到第一执行单元,而后CPU开始工作。

(2)风扇电机/蜂鸣器驱动电路
      开机后,CPU①脚输出风扇电机高电平驱动信号,经R081、R082分压和C081消噪后,使Q081导通,风扇转动。DO81 为保护二极管。
      CPU①脚为复用端口,它还同时输出蜂鸣器驱动信号,在开机按操作键电路自动控制及进入保护状态时,经限流电阻R031使压电蜂鸣器BLO31发声。
2、煮饭控制电路
(1)内锅检测电路
      按一下操作显示面板“煮饭”键,BL031响一声,LCD液晶屏显示工作状态,此时CPU②脚输出启动脉冲信号,经Q123倒相和Q121、Q122推挽放大,驱动IGBT管导通,加热线盘和C102并联谐振,由RC101~RC103对电流取样后,经R101送回CPU⑦脚。若旋转了内锅,IGBT管电流增加,RC101~RC103上的压降增大,被CPU检测后,从②脚输出受控的加热激励脉冲,进入煮饭加热状态。反之,若CPU判断未放内锅(或内锅不合适),则关断②脚输出,停止加热,并显示相应的故障代码。
(2)浸泡控制电路
      放好内锅并选择煮饭方式或定时后,CPU控制面板上煮饭指示灯亮,②脚输出加热信号,使加热线盘与C102处于谐振加热状态。当内锅水温升至40°C时,插件CN071上的锅底温度传感器(NTC热敏电阻)阻值减小,与R072分压取出温度信号,经R071传给13脚,CPU②脚停止输出加热信号,使水温保持40°C左右让米粒充分吸收水分。在此期间,CPU 23脚无输出,上盖和侧面加热器均不工作。

(3)煮饭控制电路
      完成浸泡程序后,CPU②脚再次输出加热信号,23脚仍无输出,当内锅水温升高直至沸腾时,插件CNO72上的上盖温度传感器(NTC 热敏电阻)阻值变小,与R074分压后使11脚电压上升,CPU降低加热线盘温度,防止米汤溢出。这样微沸腾一段时间后,锅内水分减小,米饭与锅底形成热隔离层,当锅底温度快速上升到100°C时,锅底温度传感器阻值下降,使13脚电压上升,CPU判断饭已煮熟,开始执行焖饭程序。
(4)焖饭保温电路
      焖饭开始后,CPU②脚关断加热信号,加热线盘停止加热。与此同时,CPU 23脚输出过零触发信号,该信号一路经R167限流使Q161导通,5V电源电压由R161、R162分压后,触发双向可控硅SCR161导通,插件CN161外接侧面加热器获300V的VD电源,饭锅侧面加热;另-路经D161、R160使Q163.Q162相继导通,5V电源电压由R163、R164分压后触发双向可控硅SCR162导通,插件CN162外接上盖加热器获300V的VD电压,对上盖水蒸气进行加热烘干处理,防止水气凝结而滴入锅内,影响米饭口感。焖饭结束后,CPU控制蜂鸣器BL031鸣响,并进入保温状态。在保温期间,CPU控制底部加热线盘、上盖和侧面加热器间歇工作,使饭锅温度保持在60°C左右,同时保温指示灯发光。
3、同步控制电路
     为了保证加热线盘和C102并联谐振电路正常工作,电路设置了由CPU和取样电阻构成的同步检测控制电路。线盘左端产生的脉冲经R111~R114、R116分压取样加至CPU⑧脚,右端产生的脉冲经R117 ~R119、R1110 ~R1112、R1114与R1118、R1119分压取样加至CPU⑨脚。CPU内部同步控制电路通过对⑧、④脚输入脉冲信号的检测,确保加热线盘对C102充电期间,或C102对加:热线盘放电期间,②脚均输出低电平信号使IGBT管截止。只有加热线盘通过C102及IGBT管内置阻尼二极管放电结束后,②脚才输出高电平使IGBT管再次导通,避免IGBT因导通或关断损耗大而损坏。D111.D112为钳位二极管。若取样电阻异常导致CPU⑧、⑨脚电压超过5.4V时,D111、D112提供放电通路,防止CPU损坏,C112.C113是高频消噪滤波电容。
4、IGBT管保护电路
(1)过流保护电路
     当IGBT工作正常时,CPU⑦脚电压低于设定值,电路正常工作。若因市电电压升高或负载加重,当⑦脚电压超过保护值时,CPU②脚停止输出,IGBT管截止,起到过流保护作用。
(2)过压保护电路
     IGBT管集电极电压经R117~R119、R110~R112、R120、R127、R1116、R1117分压取样后,加至cPU 10脚。当IGBT管集电极电压在允许范围内时,②脚输出正常工作信号;当IGBT管集电极电压过低时,10脚电压随之升高,CPU关断②脚输出,IGBT管截止,起过压保护作用。
(3)过热保护电路
     R076、R075、RT071、C073等元件组成IGBT温度检测电路,RTO71为负温度系数热敏电阻(NTC),其阻值随IGBT管温度变化而变化。当IGBT管温度过高,RT071阻值急剧下降,CPU 12脚电压下降到设定值时,②脚停止输出加热信号,IGBT管截止,LCD上显示对应的故障代码。
5、温度传感器异常保护电路及故障代码
      该锅设置了底部温度传感器(CN071)、上盖温度传感器( CN072)和IGBT温度传感器RT071,分别与CPU 13、11、12脚相连。CPU设有温度传感器异常保护功能,当某温度传感器发生短路(或漏电)、开路(或失效)故障时,CPU将关断②脚加热信号输出,并在LCD屏上显示出对应的故障代码,见表2。


三、常见故障分析与检修
      故障现象1:整机不工作,且FU131熔断。分析检修:电流保险FU131熔断,说明负载存在短路现象,主要原因有:
(1)市电输入电路中压敏电阻RZ131或高频消噪电路C131、C132、CY131、CY132击穿、漏电。该锅消噪电容耐压为275V,若本地电网电压偏高时,建议采用400V或630V耐压的电容。
(2)开关稳压电路中的高压滤波电容ECO91(10uF/400V)漏电或U091内置开关管击穿。若为后者,进一步检查滤波电容ECO92~EC095、C095、co96,稳压管zD091及VFAN.18V、5V负载电路,还必须检查开关管反蜂电压保护元件D092、C091、R093。
(3)整流桥BD101、滤波电容C101、EC103,或IGBT管击穿,还需检查谐振电容C102、保护稳压管zD121、驱动管Q121-Q123及CPU,以免更换IGBT后再次烧坏。
      故障现象2:整机不工作,但FU131完好。分析检修:该故障表明CPU未进入工作状态,主要原因有:(1)测得CPU⑥、④脚间无5V(50.5V)电压或电压异常时,说明开关电源电路工作异常。先测u091④脚电压,正常值为300V左右。若为OV,可能是CNO91所接温度熔丝熔断,D061、D062、D091、RO91、T091①-③绕组开路;若偏低,一般是ECO91漏电;若偏高则为电网供电异常。当U091④脚供电过低或过高时,芯片内部欠、超压保护电路动作,开关电源将停振不工作。如U091④脚供电正常而②脚无14.5V(典型值)电压,多因TO91⑥-⑦绕组断路,R094.D093开路失效或ECO96漏电造成的。接下来测18V、5V输出电压如18V输出异常,检查D095、ECO92、ECO93、L091、R092等。如5V输出异常,检查D094、ECO94、EC095、L092、CO96及保护管zD091等。如输出电压波动(超出CPU的5±0.5V供电范围),检查U092.U093.R095、R098.R099、RO910、RO911、R0912等元件。
(2)CPU复位电路中的R261脱焊开路或c261击穿漏电,如这两个元件正常,可将CPU③脚快速对地短接一下,如CPU仍不能恢复工作,则为③脚内部电路损坏。
(3)时钟电路。有两种方法可以估判时钟电路是否起振: -是测时钟信号输出端⑦脚直流电压,正常时约为1/2VDD左右(2V~3V), 若为0V或5V,说明时钟停振;二是用万用表“dB"挡测②脚输出情况,在进行按键操作时,②脚的“dB"指示值应有变化,否则时钟电路有故障。
(4)若电源、复位、时钟电路均正常,在确认CPU各引脚焊接良好时,可判断cPU损坏。
      故障现象3:通电后不加热,显示“无内锅”故障代码。分析检修:在确认锅具及其放置正确后,则故障原因是内锅检测电路、低压电源300V供电谐振回路或电流检测电路异常。测得EC103两端无310V左右的电压,一般是整流桥BD101损坏,L101烧断开路,C101 EC103击穿漏电等引起的。如测得R126上端无18V电压,检查开关电源18V输出电路,可能是D095.L091.R092、T091⑧-①绕组开路或EC092、ECO093.C095漏电(此时18V输出偏低)。
     (3)检查电流检测电路中的取样电阻RC101~RC103(0.592x3)、R101及电容C107、C105。检查Q121 ~Q123.R121 ~R126、ZD121及IGBT管是否损坏。开机瞬间用示波器观测CPU②脚输出是否正常(亦可用万用表“dB”挡粗测),若不正常可能是CPU内部固化程序出了问题。
      故障现象4:通电后不加热,显示IGBT管过热故障代码。分析检修:导致IGBT管过热的原因较多,主要有:
     (1)CNO81接触不良或引线断脱, 保护管DO81击穿,Q081损坏或RO81.R082.C081异常引起风扇电机不转。也有可能是电机本身不良,如电刷磨损接触不良、电机绕组断路、电机轴承缺油干涩卡滞等。
     (2)VFAN电压(18V/0.6A)失常,检查开关电源中的D095、L091、EC092.EC093等元件。
     (3)IGBT温度检测电路中的热敏电阻阻值变小,分压电阻R076阻值增大,C073漏电等,使CPU 12脚输入IGBT温度信号电压降低,CPU误判IGBT管过热而保护停机。
     (4)加热线盘变形或局部短路、谐振电容C102不良或IGBT管本身性能变差。
     (5)同步取样电路故障,导致CPU⑧、⑨脚电压异常,检查取样元件R117~R119、R1110~R1112、R1114等。
     (6)CPU不良,通常是软件程序数据错乱。
    故障现象5:通电后不加热,显示上盖温度传感器开路或短路故障代码。分析检修:传感器开路性故障,此时CPU 11脚电压偏低,检查CN072、R073及C072。传感器短路性故障,此时CPU 11脚信号电压偏高,具体原因有:CN072外接热敏电阻性能变差(阻值变小)或漏电,R074开路。
      故障现象6:通电后不加热,显示底部温度传感器开路或短路故障代码。分析检修:(1)传感器开路性故障,此时CPU 13脚信号电压偏低,检查CNO71、R071、CO71、传感器短路性故障,此时CPU 13脚电压偏高,具体原因有:CN071外接热敏电阻阻值变小或漏电,R072开路。
      故障现象7:通电后不加热,显示通讯异常故障代码分析检修:CN101接触故障,如:CN101接触不良或引线断脱,C209击穿漏电或5V供电线路断裂。
     I2C总线元件不良,如CPU 21、22脚或R201、R202脱焊等。