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电磁炉里都用了哪些元器件?

2017-08-09 来源:胡安 [责任编辑:wenwei]
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【导读】凭借高效率,低成本,易用性,电磁炉已经成为电炉子和燃气炉子的替代品,被广泛的使用。今天的电磁炉,带LED触摸屏的成本甚至已经做到了100人民币以下,那么您有没有想过其内部构造是什么样的呢?
 
现在,凭借高效率,低成本,易用性,电磁炉已经成为电炉子和燃气炉子的替代品,被广泛的使用。
 
但是追溯其历史,世界上首台家用电磁炉子1957 年在德国诞生,当时作为贵族玩具其输出功率仅在100W左右。1980年代末期电磁炉进入中国,一直到上世纪末才被广泛使用起来。
 
今天的电磁炉,带LED触摸屏的成本甚至已经做到了100人民币以下,那么您有没有想过其内部构造是什么样的呢?
 
电磁炉里都用了哪些元器件?
 
拆解的这个电磁炉看不出来品牌,从外表来看还远没有我们百元内的电磁炉时尚,应该不是什么新款。
 
拆开后发现其包含两个电路板,一块感应线圈和一对温度传感器。与许多电子产品相比,这款灶具非常模块化,可修复。
 
电磁炉里都用了哪些元器件?
图:电磁炉外观
 
打开电磁炉内部看看
 
要打开电磁炉灶,必须拆下八个自攻十字头螺钉。
 
一旦拆开,塑料外壳立刻分成了两块。第一部分,顶部,包括了用户界面和相关的电子产品。底部则是玻璃炉灶的顶部。
 
连接这两层是一个带状电缆。
 
电磁炉里都用了哪些元器件?
图:电磁炉顶部与顶部
 
用户界面下的电子器件
 
电磁炉里都用了哪些元器件?
 
这些电子器件帮助用户控制电磁炉。
 
界面上有块电路板,上面包括界面所需所有元素。该板上装有七个5mm红色LED灯,六个触觉按钮和七段显示屏。
 
电路板还有两个额外的触觉按钮和两个LED的管脚,但没有接口。
 
电磁炉里都用了哪些元器件?
图:1628 LED驱动器
 
在板子的背面有一个“1628”LED驱动器。1628 LED驱动器很多家公司都有生产,它不仅仅是可以控制LED。1628将串行数据转换为单独的LED控制,并允许扫描按钮。
 
该驱动器采用SOP 28封装,并焊接到单层PCB的后部。
 
电磁炉里都用了哪些元器件?
图:用户界面的PCB的组件
 
PCB上有一些其他无源元件位于顶部。这些组件使用分压网络执行逻辑电平转换,并帮助过滤信号。
 
再来看看电源
 
电磁炉里都用了哪些元器件?
图:底部电路板
 
作为打开的外壳的下半部分,第二个电路板负责电压的调节和器件的控制。
 
这是一个单面板,两侧有几根跳线和组件。板的焊接侧涂有保护涂层,以保护小的表面贴装器件。
 
电磁炉里都用了哪些元器件?
图:小的表面贴装元件
 
进入该电路板的交流电被分成两条路径,包括为感应线圈供电的较高功率路径,以及为控制电子器件供电的低功率路径。
 
120V通过一对铲形连接器连接。 然后,120V会通过一个250V 20A保险丝。TVR 07241压敏电阻在输入端保护电子元件。
 
在低功率路径后面,有一个由四个二极管组成的桥式整流器。然后,AC-DC转换器将电压转换成XVDC。借助于意法半导体的VIPER12A和具有EE13内核的开关型变压器,可以控制此转换。
 
AC到DC转换器工作在固定的60kHz。
 
电磁炉里都用了哪些元器件?
图:低功耗开关电源
 
电磁炉里都用了哪些元器件?
图:大功率开关电源IGBT
 
尽管安装了较高功率的散热器,大功率电子部分还是会通过桥式整流器。全波整流电压然后通过两个大电感L1和L2发送,然后经过C2和C3。两个IGBT Q1和Q10并联,将电压切换到线圈。这两个IGBT是英飞凌的IHW20N120R3,在1200V时额定值为40A。
 
看看控制电路
 
电磁炉里都用了哪些元器件?
图:专用微控制器
 
这个设备的核心是一个特殊的微控制器,由Zilog制造的S3F84B8。该微控制器专为电磁炉设计!
 
该微控制器有几个特点使其非常适合此用途:它具有10位PWM通道来切换线圈,8个10位模数转换器。它只需要很少的外部组件,从而能降低BOM成本。
 
看看感应线圈的模样
 
电磁炉里都用了哪些元器件?
图:感应线圈
 
电磁炉灶的关键部分是线圈。该电磁炉的线圈由21匝Litz线组成。多导体Litz线用于减少皮肤效应。
 
电磁炉里都用了哪些元器件?
图:Litz线
 
位于感应线圈中间的是一个温度传感器。传感器中有两个温度传感组件。第一个是热熔丝,该保险丝在184度或363华氏度时打开。
 
第二个组件是齐纳二极管。不同齐纳二极管的温度系数不同,因此通过查看其反向击穿电压可以确定温度。
 
电磁炉里都用了哪些元器件?
图:温度传感器
 
结论
 
电磁炉里都用了哪些元器件?
图:仔细看看线圈
 
可以看到,这个电磁炉里面有一堆有趣的电子产品。这是一个较低成本的选择,但仍然合理的使用了很多专门的组件。
 
本文的拆解部分来源于Alex Udanis的拆解:Induction Cooktop
 
本文转载自电子技术设计。
 
 
 
 
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关键字:传感/MEMS 设计解剖 消费电子 
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