觸摸式電磁爐整體方案解析

電磁爐工作原理：
　　一般廚具是通過本身發熱，熱量再傳導到鍋具，電磁爐不是由本身產生熱量對食物進行加熱，電磁爐將交流電轉換成直流電壓，再通過勵磁線圈加到IGBT上，IGBT受驅動控制導通和截止，勵磁線圈有頻率為20-50KHz的電流流過，勵磁線圈產生高頻磁場，若有鐵鍋置于爐面上，則鍋底產生渦流，渦流克服鍋內阻而轉換成熱能。
　　由于電磁爐是采用這種磁場感應電流的加熱原理，它的關鍵元器件是大功率IGBT高速交替開關，IGBT的保護是電磁爐的重點和難點，針對電磁爐工作過程中，遇任任何情況都要快速保護的特點，賽元推出了電磁加熱專用微控制器SC91F738，內置16MHz RC可提供MCU 16MHz工作頻率，8K Flash ROM，256RAM，4路比較器，1路運算放大器，3+1通道ADC，蜂鳴器Buzzer，IGBT控制PPG，把過流保護，過流保護，反壓調節，同步等等功能模塊都集成到MCU內部。
　　電磁爐功能
　　1、無鍋檢測
　　自動偵測爐臺有無鍋，只在有鍋時，才能開啟功率器件IGBT.
　　2、功率控制
　　賽元SC91F738的PPG輸出不同的PWM信號，所形成的負荷電流的大小是不同的。根據所設的檔位的功率大小，由SC91F738測試到的市電電壓值、電流值，PPG輸出合適的PPG占空比，以達到功率的自動控制。使功率不受市的影響。
　　3、溫度控制
　　在微晶板的鍋底下方設置了溫度傳感器，可實現對溫度的自動控制，用戶可選適合的溫度檔。
　　4、定時
　　預約開機，定時關機
　　5、報警
　　市電過壓、欠壓，IGBT溫度過高，鍋底溫度過高、電流過大、傳感器故障等等都要報警。
　　基于賽元SC91F738電磁加熱專用MCU和賽元SC91F832觸摸按鍵MCU的電磁爐系統原理框圖
　　
　　下面對一些電磁爐功能模塊作簡要說明：
　　1、主回路，功率控制PPG
　　如框圖，IGBT受脈沖驅動，當IGBT導通時，勵磁線圈電流迅速增加，當IGBT截止時，L、C回路發生諧振，IGBT集電極產生脈沖高壓，當高壓降至近0時，驅動使IGBT再次導通，驅動脈寬決定了電磁爐負載的大小，通常IGBT由振蕩電路、脈寬控制電路等外圍電路完成。
　　賽元SC91F738把這些外圍電路集成到內MCU部，叫PPG（可編程脈沖產生器）。SC91F738內部有16MHz高速RC時鐘源，11Bits可調脈寬，在0.0625μs~128μs范圍，步進單位為0.0625μs， 2K級可調，使脈寬調節更別細膩平滑。
　　SC91F738的PPG，除反壓保護的自減功能外，它集成了活靈的自動追蹤目標值的功能。
　　SC91F738的PPG采用反向占空比的開漏輸出，把IGBT驅動電路一減再減。
　　2、同步檢測
　　同步電路監視主回路的工作狀況，當IGBT電壓下降接近0V時，輸出一個觸發脈沖，使IGBT導通。這樣可避免勵磁線圈中的電流瞬間變化太大，保護了功率器件IGBT.
　　賽元SC91F738集成了同步檢測功能，并自動觸發PPG輸出，使外部電路大大簡省，同時，SC91F738 PPG的延時功能，直接通過軟件設置不同的延時輸出時間，達到移相的效果，與用外部硬件移相比較，軟件設置更加靈活。
　　3、反壓自動調節
　　當IGBT關斷時，勵磁線圈產生反壓，為了保護IGBT，都要嚴密監視IGBT集電極電壓，一旦電壓過高，一般通過外圍電路立即關斷驅動脈沖，再通過軟件重新開啟，普通做法由于重啟較慢，正弦的包洛就會被削掉部分，降低電源利用率。
　　賽元SC91F738內部集成反壓自動調節模塊，不但反壓過大時，會自動按你程式預設減小脈沖寬度，還會根據反壓過壓次數，自動靈活調節，該模塊更特別的是它會自動跟蹤目標值功能，MCU硬件幫你做到動態平衡在最高效率，讓包洛更加接近正弦波，相同的外部元器件，能做到更高的電磁爐功率。
　　4、過壓保護
　　當電源本身或干擾而電壓過高時。如電機、電風扇、日光燈等開關時，電源都會被干擾而產生電壓浪涌，為了保護功率管IGBT不被燒壞，微控制器都要立即進入保護狀態。賽元SC91F738內部集成了一個過壓保護比較器。
　　5、過流保護
　　一般電磁爐只做電壓浪涌保護功能，但賽元SC91F738特別增加了一個電流浪涌保護比較器，具有電壓浪涌、電流浪涌雙重保護，使產品更加安全可靠。
　　6、電壓電流溫度測試
　　賽元SC91F738有3+1通道ADC，提供爐面溫測試、IGBT溫度測試、電壓測試，另一通道ADC連接到內部放大器，提供電流放大測試。
　　7、與面板的通訊接口
　　賽元SC91F738提供類IIC的高速通訊接口，使之與面板連接排線減到最少，只有兩根通訊線，既可以與慢速的IO通訊，還能與具有IIC接口的MCU高速通訊，如賽元SC91F832觸摸按鍵MCU.