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电磁炉原理

更新时间:2022-09-01 21:03:59作者:佚名

尽管机械键盘(轻触键)控制技术很成熟,且电路结构简单、成本低廉,已在好多电子产品中广泛应用,但因为机械键盘本身具有易锈蚀,并受气温、湿度影响较大,所以故障率仍然较高。另外,采用机械式键盘控制电路的电磁炉,须要在面板键盘的相应位置开孔,之后粘贴一张薄膜进行覆盖,如图1所示。

图1

机械式键盘使用时间一长,薄膜会断裂、变形或则起皱,薄膜就容易与面板粘贴处裂缝,如图2所示。电磁炉在使用过程中,面板难免会沾上一些水份、油渍,这种水份、油渍都会从裂缝处渗人到内部,轻则引起多种故障,严重时将毁坏元元件。

图2

新一代电容触摸感应式控制技术完全才能填补机械式键盘的缺点,具有耐锈蚀、防水保护及不受气温、湿度影响,且造价低廉等优点,成为新一代家电产品控制电路的新宠。电容触摸感应式控制技术已广泛地应用于手机、影碟机、电磁炉、抽油烟机、洗衣机,微波炉、电子秤、MP3、MP4、数码画框、多媒体音响、液晶电视、液晶显示器等产品中。因为该类控制没有传统的机械键盘,不须要在面板上开孔,面板可以采用一块整体的玻璃、陶瓷或塑胶等材质,既便捷清洁,还美观大方。另外,将触摸技术应用在电磁炉产品中,同时也清除了从面板上漏水的故障隐患。

一、电容触摸感应式控制技术的基本原理

所谓电容触摸感应式控制技术,其核心就是借助张弛振荡器形成数百千赫兹的正弦波,之后将这个正弦波讯号加在各个弹簧导电盘上,当用户的脚趾接触到导电盘的时侯(虽然有面板隔开,但对于高频讯号而言,玻璃、陶瓷、塑料等材质面板仍相当于导体),相当于给弹簧导电盘对地接了一只电容,借助电容通交隔直的特点,高频讯号通过电容分压,弹簧盘上的讯号电平将减小。

这个增加的讯号电流施加在阀值检查器上(或则被送到比较器内部电路进行处理,使相应输出端输出电平翻转),即可以形成触摸/无触摸的讯号。

市场上常见的采用电容触摸感应式控制技术的电磁炉,按控制插口类型分类主要有二种:

第一种是将张弛振荡器形成的数百千赫兹的正弦波加到各个功能键弹簧导电盘上。并将

各个功能键与比较器的输人端分别相连,通过比较器内部电路进行比较,在输出端实现高低电平的变化,但是一个键盘对应一个I/O口,每位I/O口分别用高或低两种不同的电平来表示键盘的开或关。这种方法的优点是:不需改动往年主系统的软硬件,只需单独做一块按键小板就可以实现触摸键盘功能,很适用于老产品改建,因而这些方法在较早电磁炉上较常见,其工作原理示意如图3所示。

图3工作原理示意图

第二种方法是鼠标输人插口与第一种一样,不同的是输出采用SPI、IIC、UART或是采取有限的几根I/O口来输出编码数据,这些方法的优点是所需的I/O口少,输出通常只须要2~3个I/O口即可实现数据传输。这些控制方法的工作示意图如图4所示,但在电磁炉中比较稀少。

图4控制方法的工作示意图

第三种方法是采用高度整合以后的触摸感应产品方案。该方案需采用专用的CPU芯片,直接将触摸键形成的电流变化送往CPU内部电路,经内部电路处理后去控制电磁炉显卡的工作状态,其工作示意图如图5所示。这些方案能极大地简化电路结构电磁炉原理,增加产品成本。

图5采用高度整合以后的触摸感应产品方案工作示意图

二、几种电磁炉触摸控制电路介绍

因为电磁炉触摸控制技术采用的插口形式不同,所以其电路有很大的区别,下边对三款常见的控制电路进行介绍:

电磁炉原理

1.采用组成的触摸控制电路

该控制电路简图如图6所示,其原理如下:四比较器与①脚外围的R1、R2和C1组成一个左右的方波发生器,从⑧脚输出,经C2耦合到由R3、R4、C3、D2及D3组成的测量电路中,之后通过R5送往⑤脚的内部电路。是一块8选1的解调器,其①、②、④、⑤,(12)-(15)脚为电平输人端,③脚为编码讯号输出端,输出的高低电平变化的电流就是编码讯号,该讯号被送到CPU内部电路进行进一步处理。

图6采用组成的触摸控制电路图

当用右手触摸到弹簧电极盘里面的面板时,因为弹簧盘上早已叠加了的高频讯号,也就相当于在R3、R4的两端并接了一只电容,电容对于高频讯号而言属于导体,这样就使电极上的电流增加,进而使的⑤脚电流增加,③脚输出电流也就急剧改变,变化的电流在LM393内部和⑤脚电流进行比较,从雨使输出端⑦脚电平翻转,该电流送入CPU电路,CPU才会通过不同的编码讯号作出相应的控制。

2.由组成的触摸控制电路

万利达MC-2051电磁炉采用芯片,配合构成触摸控制电路,其电路如图7所示(说明:电路板上机型为KJTT3,因为暂时没有找到该贴片器件的资料,为了保证图纸的确切性,所以绘成实物图)。

图7由组成的触摸控制电路图

其工作原理是:芯片的①、⑤脚内部电路和外fFlRC器件构成频度为左右的方波发钅器,形成的方波从③脚输出,通过各个墙砖电容加到每一个弹簧键上,再通过RC及贴片T3等器件组成的测量电路后,加到的⑦~(14)、(19)、(20)脚。触摸不同的弹簧键时,该弹簧键上叠加的高频讯号的电流都会增加,则贴片T3的工作状态翻转,变化的讯号送到内部,由内部电路进行处理,之后通过②、④、(16)、(17)脚与CPU芯片的①~④脚进行通讯,按照通讯情况进行控制电磁炉显卡的工作状态,达到控制电磁炉的目的。

3.由二0K94构成的触摸控制电路

GECSM牌SM22-18A3型电磁炉采用电磁炉专用的控制芯片-0K94,具有语音提示功能,并配有大屏幕显示屏,使整机外形奢华大气,受到用户的欢迎。该机控制板正、反面实物图如图8、9所示,其控制电路原理图如图10所示(该机的显示、语音电路没有在该图中绘出)。

图8该机控制板正面实物图

图9该机控制板背面实物图

图10控制电路原理图

该机的触摸控制原理是:来自电磁炉显卡的16.8V电源电流通过R40加到Q1(8050)的c极,与R39、R38等器件共同组成张弛振荡器,在c极上得到的振荡讯号,该讯号直接接到由R18、D13、D12、It17以及C4(这是“开/关”触摸键的测量电路,其他各功能键的测量电路与此相同)等器件构成的测量电路上,再送到-0K94的(16)脚(其他几个功能键的测量电路,分别与-0K94的(11)~(15)脚相连)。在静止状态时,-0K94的(11)~(16)脚电流稳定在4.5V左右,⑩脚稳定在3.68V.当人体触摸到触摸键弹簧时,相当于在测量电路与地之间并联了一只电容,因为电容具有“通高频、阻低频”的特点,电容成为导体,则被触摸键的测量电路⒈的电流都会增长,这个增长的电流被-0K94内部电路处理后,导致(19)脚输出的电流减小。实际增加多少电流与触摸不同的键有关,触摸不同键时,芯片通过内部电路与预定程序进行比较,之后引发(19)脚电流升高。(19)脚电流送到电磁炉显卡,控制显卡的不同工作状态。

从上述剖析可知,触摸控制电路虽然并不神秘,可以简化成常见的键控电路进行剖析,如图11所示,R1~R6几个阻值串联,当按下不同的轻触开关时,不同的内阻串联后对5V电流进行分压,分压后的电流被送到CPU内部电路,CPU依照不同的电流,作出不同的控制指令。只不过这儿没有使用轻触键,而是借助在高频讯号状态下,电容具有良好的导通性,当人体触摸时,也就相当于是并接了一只电容,这样叠加有高频讯号的测量电路上的电流必然增加,再通过比较器等电路控制输出端电平翻转。

图11

三、电磁炉触摸控制电路的检修

在实际检修过程中,电磁炉触摸控制电路最常见的故障就是触摸时不起作用,或则触摸灵敏度不够。

1.检修步骤

在检修触摸控制电路故障时,通常采用4步曲的方式进行处理。

第一步:清洗

电磁炉的使用环境导致了它容易进水或遭到油烟的污染,因而使控制板、主板发霉而导致整机不工作,工作衰弱等故障。首先对污物的电路板进行清洗,这也是电磁炉修理中重要的一步。观察面板是否灰尘,假如灰尘严重就要用稀释后的漂洗剂进行清洗电磁炉原理,灰尘的面板是引起触摸灵敏度增加的常见诱因之一。之后拆开电磁炉,取下触摸电路板,观察电路板是否灰尘(是否有油污、水分或虫子等杂物,器件引脚是否磨损),倘若有这种现象,就要用天那水(番茄水)或无水酒精对电路板进行清洗并烘干。若铜带或器件引脚有腐蚀开路的情况,要联接铜带或更

换同尺寸器件。对于目测没有发觉问题的电路板,可以取下电路板直接用手触摸弹簧盘进行试验,看是否能正常控制,倘若能控制,就说明电路板正常,故障应为灵敏度不够。

第二步:检测

任何家电要正常工作,都得要有正常的工作电源电流,所以首先检测电源电流是否正常至关重要。若测得电源电流过高或偏低,都要先将其修理正常后,才会进行下一步工作。在电源电流正常的情况下,再检测电路中关键点,例如在图10中,Q1的c极上必须有12V工作电流,-0K94的(20)脚必须有5V的工作电流,否则电路不可能正常工作。之后用数字万用表的频度挡检测Q1的c极上是否有的振荡讯号。若一时不能确定振荡器的具体部位或器件,可以直接检测各个弹簧键上是否有的讯号;倘若各个弹簧键上都没有这个讯号,同样可以说明振荡器没有工作或工作失常,致使触摸电路将失效。在讯号正常的情况下,直接触摸弹簧盘,同时跟踪检测该触摸弹簧上的电流,看是否随触摸而增加,之后检测-0K94的(19)脚电流是否急剧变化。正常情况下,这几处电流就会随触摸弹簧而减少。

第三步:代换

首先说明,这儿的代换并不是平时修理时所说的用正常器件代换怀疑器件,而是在确定正常的情况下,将-0K94的(11)~(16)脚外接的测量电路整体进行代换试验,例如用美工刀将(11)脚和(12)脚划开,之后将(11)脚外接的测量电路接在(12)脚上,将(12)脚外接的测量电路接在(11)脚上进行试验。这样做的目的是:因为几个测量电路的器件参数都是一样的,只是接在-0K94上的输人脚不同而已。值得注意的是,假如开机触摸键的测量电路失效,肯定没法步入工作状态,这么其他触摸键也就必然失效,所以在检修时,要首先检修开机键。假如代换后正常,就对测量电路进行详查,非常是电路中的小墙砖电容,最好用同尺寸的器件进行更换,不然容易造成触摸灵敏度增加的故障。

【提示】利用其他触摸键的测量电路代换开机触摸键,可以达到快速判定故障部位的目的。

第四步:调整

若除去面板触摸弹簧能正常反应,这并不能说明放入面板后也能正常工作,这是由于放入面板后,触摸灵敏度将增长好多。此时,首先可以将弹簧适当拉长一点,让弹簧盘能可靠地贴在面板上,但要注意弹簧键在面板上的贴合位置是否确切,最后再进行试验。

【提示】各款电磁炉触摸控制电路的检修形式与此长治小异,其检修的关键测试点就是各个IC的工作电源;电磁炉触摸控制电路的核心是左右的高频讯号,只有在工作条件具各的前提下,触摸控制电路才可能正常工作。

2.应急处理

在实际检修过程中,有时会碰到查出故障器件后,却没有配件更换的难堪境遇。这时在征询用户同意的前提下,可在其他位置安装轻触键以达到应急处理的目的,下边举例说明。

例:一台三星触摸屏电磁炉,故障为指示灯亮,触摸开机键不起作用,整机不能步入工作状态。

剖析检修:拆开外壳取出触摸电路板,发觉电路板很脏,用番茄水仔细清洗并烘干后,直接触摸开机弹簧键,电磁炉能进人工作状态。觉得早已修补,于是将整机装好,等到用户来取机时,却发觉又不能开机。再度取出触摸板,直接触摸开机触摸弹簧仍不能开机。检测的振荡讯号正常,开机触摸弹簧处的电流也能随触摸而减少。查看电路后发觉,开机键的测量电路是接到LM393的⑥脚,之后从LM393的⑦脚输出献给显卡上的CPU.检测LM393的⑥脚电流能变化,而⑦脚的电流却不能变化s直接用钳子将LM393的⑦脚对地漏电一下,电磁炉立即能正常王作,试验各个功能键都能“一触即发”,说明该LM393电路工作失常。

观察发觉LM393各脚间有些发霉痕迹,于是拆下LM393,清洗并烘干后,装机又能正常工作,但冷机2小时后故障再现。仔细剖析检修过程,怀疑LM393相关电路性能不良。于是在冷机状态下,用热风枪直接加热LM393,之后开机又恢复正常,冷机后故障再度恶变。

仔细检测并代换LM393外围的所有器件,没有发觉问题,只能怀疑是LM393性能变坏,或则LM393部位的电路板短路。因为手头暂无LM393,而用户又等着使用,只能考虑应急修理。

从上述检修过程剖析,既然直接对地短接LM393的⑦脚,电磁炉均能正常控制,能够外加一只轻触键来取代开机触摸键呢?在征询用户同意的情况下,在电磁炉正前方的顶部钻一个小孔,将一只轻触键的摇杆从该孔中伸开,并妥善固定好该轻触键后,再用一只100Ω的阻值与轻触键串联,之后用导线接在LM393的⑦脚与地之间,开机时不用面板上的开/死机键,而用这个新加的轻触键,多次试验使用一切正常。

【提示】

1.通常不倡导改变电路结构和壳体的办法来进行修理,并且没有配件的情况下,若能通过简单的电路改动使受损的家电起死回生,这也是一种挺好的权宜之计。

2.不同的触摸控制电路,其改动部位和方式是不同的,这须要先搞清电路原理,之后对症下药。

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