유도 조리기의 작동 원리는 무엇입니까?

유도 조리기의 가열 원리

인덕션 쿠커는 전자기 유도 원리를 이용하여 음식을 가열하는 기기입니다. 인덕션 쿠커의 표면은 내열 세라믹 판으로 되어 있습니다. 교류 전류는 세라믹 판 아래에 있는 코일을 통해 자기장을 생성합니다. 자기장 내의 자력선이 철냄비, 스테인리스 냄비 등의 바닥을 통과하면 와전류가 발생하여 냄비 바닥을 빠르게 가열하여 음식을 가열하는 목적을 달성합니다.

작동 원리는 다음과 같습니다. 교류 전압은 정류기를 통해 직류로 변환되고, 직류 전력은 고주파 전력 변환 장치를 통해 가청 주파수를 초과하는 고주파 교류 전력으로 변환됩니다. 이 고주파 교류 전력은 평평하고 속이 빈 나선형 유도 가열 코일에 추가되어 고주파 교류 자기장을 생성합니다. 자력선은 스토브의 세라믹 플레이트를 관통하여 금속 냄비에 작용합니다. 전자기 유도로 인해 조리 냄비에 강한 와전류가 생성됩니다. 와전류는 냄비의 내부 저항을 극복하여 전기 에너지가 흐르면서 열 에너지로 변환되고, 생성된 줄열이 조리의 열원이 됩니다.

유도 조리기 작동 원리의 회로 분석

1. 주회로
그림에서 정류기 브리지 BI는 전원 주파수(50Hz) 전압을 맥동 DC 전압으로 변환합니다. L1은 초크이고 L2는 전자기 코일입니다. IGBT는 제어 회로의 직사각형 펄스에 의해 구동됩니다. IGBT가 켜지면 L2를 통해 흐르는 전류가 빠르게 증가합니다. IGBT가 차단되면 L2와 C21은 직렬 공진을 일으키고 IGBT의 C극은 접지로 고전압 펄스를 생성합니다. 펄스가 0으로 떨어지면 구동 펄스가 IGBT에 다시 추가되어 도통됩니다. 위의 과정이 계속 반복되면서 약 25kHz의 주 주파수 전자기파가 최종적으로 생성되고, 이로 인해 세라믹 판 위에 놓인 철 냄비 바닥이 와전류를 유도하여 냄비가 뜨거워집니다. 직렬 공진 주파수는 L2와 C21의 매개변수를 사용합니다. C5는 전력 필터 커패시터입니다. CNR1은 바리스터(서지 흡수기)입니다. 어떤 이유로 AC 전원 공급 전압이 갑자기 상승하면 순간적으로 단락이 발생하여 회로를 보호하는 퓨즈가 빠르게 끊어집니다.

2. 보조 전원 공급 장치
스위칭 전원 공급 장치는 +5V와 +18V의 두 가지 전압 안정화 회로를 제공합니다. 브리지 정류 후 +18V는 IGBT 구동 회로에 사용되고, IC LM339와 팬 구동 회로는 동기적으로 비교됩니다. 3단자 전압 안정화 회로를 통해 전압 안정화 후 +5V는 메인 제어 MCU에 사용됩니다.

3. 냉각 팬
전원이 켜지면 메인 제어 IC는 팬 구동 신호(FAN)를 전송하여 팬을 계속 회전시키고, 외부의 차가운 공기를 기계 본체로 흡입한 후, 기계 본체 후면에서 더운 공기를 배출하여 기계 내부의 열을 방출합니다. 이를 통해 고온 작업 환경으로 인한 부품의 손상 및 고장을 방지합니다. 팬이 멈추거나 열 방출이 불량하면 IGBT 미터에 서미스터가 부착되어 과열 신호를 CPU로 전송하여 가열을 중단하고 보호 기능을 수행합니다. 전원이 켜지는 순간 CPU는 팬 감지 신호를 전송하고, CPU는 기계가 정상적으로 작동할 때 팬 구동 신호를 전송하여 기계를 작동시킵니다.

4. 일정온도 제어 및 과열 보호 회로
이 회로의 주요 기능은 세라믹 플레이트 아래의 서미스터(RT1)와 IGBT의 서미스터(부온도계수)가 감지한 온도에 따라 저항의 온도 변화 전압 단위를 변화시켜 메인 제어 IC(CPU)로 전송하는 것입니다. CPU는 A/D 변환 후 설정된 온도 값을 비교하여 동작 또는 정지 신호를 생성합니다.

5. 메인 제어 IC(CPU)의 주요 기능
18핀 마스터 IC의 주요 기능은 다음과 같습니다.
(1) 전원 ON/OFF 스위칭 제어
(2) 가열전력/온도제어
(3) 각종 자동기능 제어
(4) 무부하 감지 및 자동정지
(5) 키 기능 입력 감지
(6) 기계 내부의 고온 상승 보호
(7) 냄비 검사
(8) 로 표면 과열 알림
(9) 냉각팬 제어
(10) 각종 패널 디스플레이 제어

6. 부하전류 검출 회로
이 회로에서 T2(변압기)는 DB(브리지 정류기) 앞선 선에 직렬로 연결되어 T2 2차측의 교류 전압이 입력 전류의 변화를 반영할 수 있습니다. 이 교류 전압은 D13, D14, D15, D5 전파 정류를 통해 직류 전압으로 변환되고, 전압 분배 후 AD 변환을 위해 CPU로 직접 전송됩니다. CPU는 변환된 AD 값에 따라 전류 크기를 판단하고, 소프트웨어를 통해 전력을 계산하며, PWM 출력 크기를 제어하여 전력을 제어하고 부하를 감지합니다.

7. 구동 회로
이 회로는 펄스 폭 조정 회로에서 출력되는 펄스 신호를 증폭하여 IGBT를 개폐 구동하기에 충분한 신호 강도로 만듭니다. 입력 펄스 폭이 넓을수록 IGBT 개방 시간이 길어집니다. 코일 쿠커의 출력 전력이 클수록 화력이 높아집니다.

8. 동기 발진 루프
R27, R18, R4, R11, R9, R12, R13, C10, C7, C11 및 LM339로 구성된 동기 검출 루프로 구성된 발진 회로(톱니파 발생기)는 PWM 변조에 따라 발진 주파수가 조리기의 작동 주파수와 동기화되어 339의 핀 14를 통해 동기 펄스를 출력하여 안정적인 동작을 구동합니다.

9. 서지 보호 회로
서지 보호 회로는 R1, R6, R14, R10, C29, C25, C17로 구성됩니다. 서지가 너무 높으면 핀 339 2번이 로우 레벨을 출력하여 MUC에 전원 공급을 중단하도록 알리고, D10을 통해 K 신호를 차단하여 드라이브 전원 출력을 차단합니다.

10. 동적 전압 검출 회로
D1, D2, R2, R7, DB로 구성된 전압 검출 회로는 CPU가 정류된 펄스파 AD를 직접 변환한 후 전원 전압이 150V~270V 범위 내에 있는지 검출하는 데 사용됩니다.

11. 순간 고전압 제어
R12, R13, R19, LM339는 구성 요소입니다. 역전압이 정상일 경우 이 회로는 작동하지 않습니다. 순간 고전압이 1100V를 초과하면 339번 핀(1)이 저전압을 출력하고 PWM을 풀다운하여 출력 전력을 감소시키고 역전압을 제어하며 IGBT를 보호하고 과전압 파괴를 방지합니다.


게시 시간: 2022년 10월 20일