一、原理概述
交流市电220V经RB1整流、L1和C14滤波后得到+300V左右直流电压，为高频输出电路提供电源。IGBT大功率开关管（又称门控管）的导通和截止时间（即占空比），是受控制电路中的PWM脉冲控制的。高频加热线盘L2和C15组成并联高频谐振电路，高频谐振电容C15的容量为0.27μF，L2的电感量为140μH，其高频谐振频率约为26.86kHz。当IGBT管导通时，流过加热线盘L2的电流迅速增大，与此同时，加热线盘L2将电能储存起来；当IGBT管截止时，储存在加热线盘L2中的电能向高频谐振电容C15充电，随即C15又向加热线盘L2放电。如此循环，电容C15与加热线盘L2并联谐振，加热线盘L2周围便产生高频交变电磁场。当灶面放置铁质锅时，交变的磁场使锅底感应出强大的涡流使锅体发热，对食物进行加热。
二、电路分析
该电磁灶主要由电源电路、加热主回路、功率控制及驱动电路、同步与振荡电路、MCU控制电路、温度检测保护电路、操作显示电路以及其他保护电路所组成。整机电路图见附图所示。
1.电源电路
电源供电分两部分：一是220V交流市电经保险管FUSE300（10A／250V）及C300、R313组成的抗干扰电路，再经电流互感器CT300初级至桥式整流器RB1，通过扼流圈L1、滤波电容C14（5μF／400VDC）滤波，产生+300V左右的直流电压，经加热线盘L2送到IGBT管集电极；二是220V交流市电经降压变压器T后，产生三组交流低压。一组经D14整流、BC13滤波，由010、R62、Z7、EC10、C38等组成的稳压电路，产生+18V（VCC）电压，为功率控制及驱动电路、LM339电压比较器供电。另一组经D13整流、BC11滤波，由Q11、R64、Z3等组成的稳压电路，产生+12V电压，专供散热风扇及其电路供电。还有一组经D12整流、EC12和EC16滤波、U2（7805）稳压，产生+5V电压，为MCU、电压比较器LM339的基准电压、IGBT管温度检测保护电路、锅具温度检测保护电路、电源，过、欠压保护电路、过零检测电路、显示控制板电路等供电。
2.加热主回路
加热主回路又叫高频输出电路，该电路主要由发热线盘L2、高频谐振电容C15（0.27μF／1200V）、IGBT管（型号为IRGP20B120VD）、R12、R59、D21等组成。该电路的IGBT管在驱动电路的驱动控制下，交替处于饱和与截止工作状态，加热线盘L2与C15并联谐振，产生的高频交变磁场，使铁质锅具产生高频涡流而发热。
3.驱动电路
该电路为IGBT管工作提供开关脉冲，控制IGBT管的导通和截止。是控制电路的末级驱动电路，受MCU微处理器、电流检测与功率调整电路、检测保护电路等的控制。该电路由IC3C（LM339）、IC3D（LM339）、Q8、Q9、R53、R48、R52、R54、R55、R58、Z5、EC8、EC9、D18等组成。来自比较器IC2C脚的脉冲控制信号，分别送到比较器IC3C、IC3D的反相输入端⑧、⑩两脚，由于⑨、两脚的基准电压不变，当送来的脉冲控制信号为高电平时，、两脚均输出低电平，Q9导通，Q8截止，+18V电压经过Q9的e－c极、R58、R59加到IGBT管的G极，使IGBT管导通；当送来的脉冲控制信号为低电平时，两脚均输出高电平，Q8导通，Q9截止，使IGBT管处于截止状态。
4.电流检测与功率调整电路
该电路由电流互感器C1300、桥式整流器D4～D7、可调电位器VR1、R24、R30、R31、EC2以及Q5、Z2、Z6、D16、R43、EC16等组成。当电磁灶工作时，CT300次级感应的电压经VR1分压，再经D4～D7整流后得到100Hz的脉动直流信号。该信号送至Q5基极，作为电流检测保护的控制信号。当工作正常时，Z6不击穿，Q5没有偏置电压而截止，不影响PWM脉冲信号的正常输出；当工作电流过大时，稳压二极管Z6的负极电压也升高，当超过Z6的稳压值（5.6V）时，Z6击穿导通，使Q5导通，稳压二极管Z2也击穿导通，使功率调节信号的幅度稳定在2.2V左右，输出功率下降，电流减小，达到了自动调节和过流保护的目的。此外，还将R30和R31分压的取样信号，送到MCU的脚电流信号检测端，使MCU有效地控制输出PWM脉冲信号的大小，调节电磁灶的输出功率。
5.同步与振荡电路
同步电路的功能主要是保证加到IGBT管的G极上的开关脉冲前沿与集电极上的峰值脉冲后沿相同步。该电路由比较器IC2D和分压电阻R35、R36、R37、R7，滤波电容C16、C7和钳位二极管D19等组成。电路工作时，电容C15左端电压经R37与R7分压后加至IC2D同相输入端脚，C15右端电压经R35、R36限压后加到IC2D反相输入端⑩脚。当C15两端电压为左负右正，即IGBT管集电极电压最高时，比较器脚输出低电平；当C15两端电压变为左正右负时，比较器脚输出高电平。IC2D输出的同步脉冲信号，送到后面的振荡电路。
该振荡电路属于自激振荡电路，其作用是产生标准的锯齿波电压。该电路由比较器IC2C，电阻R33、R45、R46，积分电容C32、滤波电容EC7，钳位二极管D8～D11等组成。当电路工作时，在比较器IC2C的反相输入端⑧脚产生锯齿波电压，由输入至IC2C⑨脚的同步脉冲信号和功率控制信号对其波形进行修正后，从脚输出已同步的方波控制信号，送到功率驱动电路。
6.检锅电路
检锅电路的作用是检测灶面有无铁质锅具、锅具大小及材质是否符合要求。其检锅电路主要有两种形式；一是检测高压脉冲个数的多少；二是检测电流的大小。该电路是由比较器IC2A、R35、R36、R37、R13所组成。电磁灶工作时，高压脉冲通过电阻R37、R35、R36分别送到比较器IC2A的④、⑤脚，②脚输出端输出脉冲个数送至MCU主控芯片脚，对此输入脉冲个数进行监测计数，若大于10个脉冲认为无锅；若少于5个脉冲，认为有锅、锅具大小及材质符合要求。
此外，还通过电流检测电路检测电流的大小，来判定锅具有无，是否符合要求。当电流检测电路输出的电流检测信号送到MCU的脚，达到设定值时，认为有锅；低于设定值时，判为无锅。
7.灶面温度检测保护电路
该电路是由负温度系数热敏电阻RT2（常温为10kΩ）和R9、R23、C6所组成。当灶面温度异常升高时，热敏电阻RT2阻值变小，＋5V电压经RT2、R23与R9分压后的电压必然升高，即送到。MCU脚的电压升高。当超过设定值时，MCU根据脚的信息，立刻令脚输出高电平关机信号，Q6导通，驱动脉冲信号被封杀，电磁灶不能工作，自我保护。
8.IGBT管温度检测保护电路
该电路由负温度系数热敏电阻RT1（常温为100kΩ）和R17、R8、C5所组成。当IGBT管温度超高时，热敏电阻RT1的阻值下降，＋5V电压经RT1、R17与R6的分压电压必然升高，此电压传送至MCU脚。当脚的电压高于设定值时，MCU也指令脚输出高电平关机信号，Q6导通，驱动脉冲信号同样被封杀，避免IGBT管因过热而损坏。
9.高压峰值检测保护电路
高压峰值检测保护电路即IGBT管Vce检测保护电路，又称尖峰脉冲检测保护电路。IGBT管在工作时，C极要承受＋300V左右的电压和谐振脉冲高压。为了使IGBT管长期可靠地工作，防止C极上的高压超过其承受极限而击穿，特设计了高压峰值检测保护电路。该电路是由IC2B（LM339）和R20、R42、R52、R56、C18、C31等组成。当IGBT管正常工作时，IC2B同相输入端⑦脚的基准电压高于反相输入端⑥脚的取样电压，IC2B①脚输出高电平，不影响驱动脉冲信号的传输。当IGBT管的C极上的高压达到其耐压极限值时，IC2B反相输入端⑥脚的电压高于同相输入端⑦脚的基准电压，①脚就翻转为低电平，使驱动脉冲信号被阻截，整机不能工作，以保护IGBT管。
10.市电电压检测保护电路
为了防止因输入电网电压过高（高于250V）、过低（低于160V）损坏IGBT管等贵重元件，该电磁灶设计了输入市电高低检测保护电路。电路是由Q7、D300、D301、R309、R8、R18、1129、C29、EC4所组成。市电220V交流电压，经D300、D301全波整流、电阻R309降压之后送AQ7的基极。当输入电压高低变化时，Q7发射极输出的电压也相应地变化，送到MCU主控芯片脚，MCU据此与所设定的值进行比较和判断，从而发出指令。当输入电压高于250V或低于160V时，MCV指令脚输出高电平关机信号，Q6导通，使驱动脉冲信号被短路到地，电磁灶不工作，并通过显示电路显示出相应的故障代码。
11.过零检测电路
该电路是由Q4、R308、R70、R71、C11、C40所组成。当电磁灶接通电源后，AC220V电压经D300、D301整流，R308降压后输入到Q4基极，从其集电极输出过零检测信号到MCU的脚，使MCU进入正常工作。
12.浪涌检测保护电路
浪涌检测保护电路即＋300V电压检测保护电路。该电路是为防止浪涌电压的冲击而设置的。
电路主要由IC3A（LM339）、R39、R27、R2、R28、C23、C30、Z4所组成。当＋300V电压正常时，电压经R39、R27与R2降压和分压后，送到IC3A的反相输入端④脚电压低于同相输入端⑤脚基准电压，②脚输出高电平，不影响驱动脉冲信号的正常输送。反之，当＋300V电压异常升高时，②脚跳变为低电平，D17、D20导通，使驱动脉冲被封杀，电磁灶不工作，以保护IGBT管及其他元件免遭损坏。
13.＋18V（Vcc）欠压检测保护电路
当＋18V电压偏低时，会造成IGBT管因欠激励而过热烧毁，为此，设计了IC3B（LM339）、R21、R28、R63、Z4组成的＋18V欠压检测保护电路。当＋18V电压过低时，IC3B反相输入端⑥脚的电压高于同相输入端⑦脚的电压，其①脚翻转输出低电平，D17、D20导通，驱动脉冲信号被封阻，整机不工作，以保护IGBT管不会因＋18V电压过低而造成欠激励烧坏。
14.风扇电机驱动电路
电磁灶在工作时，IGBT管、整流桥堆、加热线盘等元件会产生大量的热量，需要尽快地散热，为此专门设计了风扇电机驱动电路。该电路是由Q1、02、D1、R3、R1和风扇电机FAN所组成。风扇电机及其电路是由＋12V电源供电。正常工作时，MCU 28脚输出高电平信号，经R3限压后使Q2、Q1导通，散热风扇得电运转排热。停机后，28脚继续输出半分钟的高电平信号，使风扇运转继续排出机内的余热，以延长机器的使用寿命。
15.蜂鸣器该电路
是由蜂鸣器BUZ1、R34和。MCU21脚所组成。MCU 21脚直接输出BUZ1脉冲信号，使蜂鸣器发出故障响声提示电磁灶工作情况。
16。MCU单片机复位电路
为了使MCU单片机内部清零复位，设置了由03、Z1、R4、R16、R61、C7所组成的复位电路。当刚接通电源的一瞬间，由于电压低于稳压管Z1的稳压值（2.7V），Q3的发射极和基极的电压相等，Q3处于截止状态，MCU复位端⑧脚电压为0V，使MCU内部处于清零复位状态；当电压高于稳压管Z1的稳压值时，Q3的基极电压等于稳压值而低于发射极电压＋5V，Q3导通，MCU复位后的⑧脚电压为高电平＋5V，使MCU处于正常工作状态。
17。MCU单片机控制中心
MCU单片机内部设计的软件程序与硬件电路相配合，实现了该机的智能人性化。该机U1（MCU单片机型号为TMP86C807MN）共有28个引脚。①、④脚接地。②、③脚接X1200（8MHz）晶振。⑤脚接＋5V供电。⑧脚为复位端：⑥、⑦脚和⑨～15脚接显示控制面板。16、20脚接按键开关。17脚为过零检测信号输入端。18脚为锅具检测信号输入端。19脚为＋300V高压检测信号输入端。21脚为蜂鸣器驱动信号输出端。22脚为PWM脉冲控制信号输出端。23脚为市电电压检测端。24脚为灶面温度检测信号输入端。25脚为IGBT管温度检测信号输入端。26脚为整机电流检测信号输入端，既是检测电流变化大小的输入端，又是MCU自动调整输出功率依据的信息端，还是检锅信号的输入端。27脚为开／关机信号输出端。28脚为风扇驱动信号输出端。
