2.2 电源单元电路工作原理
2.2.1 高压电源电路详解
电磁炉的电源按照电流强弱和电压高低的不同，可以分为高压电源和低压电源两种。其中，高压电源是指市电交流220V直接整流滤波后得到的直流+310V左右电压，主要供给谐振主电路，电流随电磁炉功率的不同一般在7～10A；低压电源是指市电交流220V经过降压、整流、滤波和稳压或者开关电源进行低压变换以后输出的几路电，低压电源主要供给MCU、驱动电路、LED或LCD显示器等小信号处理电路。
高压电源电路的组成方框图如图2-5所示，九阳JYCP-19型电磁炉高压电源电路原理图如图2-6所示。
图2-5 高压电源电路方框图
图2-6 高压电源电路原理图
各单元电路的主要作用和工作原理简述如下。
（1）过流过压保护电路和抗干扰电路
过流保护电路是防止整机电流因某种原因引起过流而继续增大从而严重烧坏整机电路和供电电路；过压保护电路是防止电网电压（或雷电等）输入过高而引起后级电路烧毁；抗干扰电路是隔离和消除电磁炉内外电路的相互干扰信号或杂波。
工频市电经过电源插头、插接件A、插接件L、保险管FUSB1后，进入CNR1过压保护和C6抗干扰电路。
（2）整流、滤波电路
整流电路是将交流市电直接转换成为脉冲直流电流，完成这一任务的是整流桥；脉冲电压中，不可避免地包含有交流成分，为了减小交流分量，L1、C11组成滤波电路，将脉冲的直流电变成比较平滑的直流电。
高压电源单元电路原理结构，在各品牌、机型电磁炉中一般变化不大。
2.2.2 低压电源电路详解
低压电源电路最后都输出两个基本电压：+5V电压供给MCU等小信号处理电器；+12～+23V电压供给IGBT管激励、风扇等电路。
电磁炉电路中，低压电源单元电路常有如下几种形式。
（1）分立式低压电源电路
分立式低压电源电路以九阳JYC-22F为例，原理图如图2-7所示。
图2-7 分立式低压电源电路原理图
当市电交流220V电压经插排、插座CN5和CN6输入降压变压器T1的初级绕组时，在次级绕组上产生感应电动势，该电压经D6～D9桥式整流，电容C49滤波后，产生+24V直流电压。此电压一路为散热风机提供电源，另一路经调整管Q6、稳压管ZD6组成的电子稳压电路输出+20V直流电压，为IGBT、驱动电路、集成电路IC3和IC4供电；+20V直流电压经调整管Q5、稳压管ZD1及其外围元件组成的电子稳压电路输出+5V直流电压，为MCU等小信号电路供电。另外，变压器T1的次级输出感应电动势，经二极管D18半波整流、电容C67滤波、电阻R18限流，一路输入调整管Q10的集电极，另一路经电阻R33、电容C57构成的大时间常数积分电路，为调整管Q10提供基极偏置电压，由稳压管ZD3将调整管Q10的基极电压钳位在20V，使稳压输出的电压比较稳定。
（2）变压器+三端稳压器低压电源
以奔腾PC20N（拓邦）机型为例，变压器分立式稳压电源单元电路图如图2-8所示。
图2-8 奔腾PC20N变压器分立式稳压电源单元电路图
变压器T初级电压（220VAC）取自电源抗干扰电路之后，经变压器降压后得到9V、17V两组交流低压。低压9V经桥式整流（D1～D4）、电容EC1滤波得到+10V左右的直流电，输入至三端稳压器U1的输入端（①脚），从三端稳压器的输出端（③脚）输出且通过电容EC2滤波，得到+5V的直流电。电容C4、C5为高频旁路电容。
另一组交流17V电压经桥式整流（D24～D27）、电容EC3滤波得到+19V左右的直流电压，输入至电子稳压器（Q7、Z3、R6），经稳压后得到+18V的直流电。其中EC7为滤波电容、C7为高频旁路电容。
稳压器的主要作用是稳定输出电压，三端固定输出式集成稳压器，在电磁炉电路中常用在低压电源中。该集成稳压器只有三个接线端，即输入端、输出端及公共端。其型号和管脚排列如图2-9所示，图2-8中的U1（7805），指的是+5V电压输出，输出电流为1.5A。
图2-9 三端集成稳压器的型号和管脚排到
（3）变压器+LM324运放低压电源
以尚朋堂SR-1609A电磁炉为例，变压器+LM324运放低压电源原理图如图2-10所示。
图2-10 尚朋堂SR-1609A电磁炉低压电源
三极管Q6、运放U3A（LM324）等组成16V稳压电路；运放U3B（LM324）、三极管Q8、稳压二极管ZD6等组成5V稳压电路。
220V市电经插排CN1送至变压器T1初级，次级有两路输出：13V交流电压和23V交流电压。
13V交流电压，经二极管D16～D19桥式整流、电容C37滤波，输出16V-1的直流电压，除供给风机电源外，还作为+5V稳压管Q8的工作电压。
23V交流电压，经D12～D15桥式整流、电容C22滤波、稳压管ZD8稳压，输出约27V直流电压，除送至LM324的④脚作为供电外，还经三极管Q6、运放U3A等稳压为16V，除对IGBT激励电路供电外，还经ZD5、U3BLM324、Q8、ZD6、C35稳压、滤波为+5V，作为MCU的工作电压。
+16V稳压原理：三极管Q6稳压输出的16V电压，一路经电阻R53、稳压管ZD5稳压为5V（该电压为固定的），送至运放U3A的②脚；另一路经电阻R63、R62分压后送至运放U3A的③脚，作为16V电源的取样电压（该电压为变化的）。U3A将②脚的取样电压与③脚的5V基准电压比较后，确定内运放有①脚输出电压值，从而自动调整Q6的导通量，实现16V稳压作用。
+5V稳压原理：16V-1电源，一路经电阻R51、稳压管ZD5稳压为5V，送至运放U3B的⑤脚作为基准电压；另一路经三极管Q8、稳压管ZD6稳压为5V后，除对MCU输出外，还反馈回U3B的⑥脚。当5V电压输出升高时，此电压使运放U3B的⑥脚电压高于⑤脚的基准电压5V，运放翻转其⑦脚输出电压为0V，三极管Q8截止，5V电源由电容C35存储的能量提供，当C35上电压下降到低于5V时，运放U3B又恢复到工作状态，⑦脚输出电压，使Q8导通其发射极输出5V电压。周而复始，使+5V电源稳定输出。
（4）开关变换器式低压电路
开关变换器式即振荡抑制型变换器式（RCC）开关电源，其电路如图2-11所示。
图2-11 美联C-20A25型电磁炉RCC方式开关电源
本电路的主要元件作用和工作原理如下。
D1、D2为整流二极管，把交流220V电压转化为脉冲直流电；D01为隔离二极管；L01、C01组成滤波电路，用于平滑脉冲电流，使之C01的两端得到+300V左右的直流电。
在开关变换电路中，T1为开关变压器（储能器）、Q02为开关管、Q01为调整管、R01为启动电阻、C02和D02为尖峰脉冲吸收元件、D03为整流二极管。+300V左右的电压通过T1初级绕组加到开关管Q02的集电极上，启动电阻R01把+300V左右的电压降压后加在Q02的基极上，使之启动工作。开关管工作后，T1的次级得到感应电压，该电压经过C03、R03耦合到Q02的基极（正反馈），使振荡维持下去。只要振荡继续下去，T1的次级便可得到储能（电压），经D03整流、C04滤波就产生了低压直流电。
R09、ZD01、Q01和R04等组成了稳压电路，当输出电压过高且超过ZD01的击穿电压时，ZD01导通，Q01也随之导通，对Q02的基极进行分流，使之输出电压下降。，其稳压过程不是通过PWM或PFM方式，而是通过由稳压管组成的电平开关控制开关管的通断来完成稳定输出电压的。低压绕组其后的+5V、+15V和+18V稳压滤波电路，可参考上面的相关电路分析，这里不多述。
（5）采用VIPer12A芯片的低压电路
电磁炉电路中采用VIPer12A电源模块的较多，以奔腾06年标准板为例，其原理图如图2-12所示，VIPer12A各脚功能及电压如表2-1所示。
图2-12 VIPer12A电源模块低压电源电路
表2-1 VIPer12A各脚功能及电压
注：部分电磁炉采用该器件时，它的①脚、②脚并未直接接地，而是接在18V供电的续流二极管的负极，因此它的①脚、②脚电压为18V，它的4脚电压为40V左右。
高压电源整流桥输出的+300V直流电压，经D90隔离、R90限流及EC90滤波后，通过开关变压器T90的②脚、①脚加至开关模块U92（VIPer12A）的⑤～⑧脚，模块内部各电路得电后开始启动工作，内部开关管进入开关振荡状态。此时，开关变压器T90便得到储能，其各次级绕组便有脉冲电压输出。其中，次级的⑤脚脉冲电压，经D93整流，EC91、C92滤波，R93限流，得到+18V的直流电压；次级的6脚脉冲电压，经D92整流、π形滤波（EC92、R92、EC93）、三端稳压器U92（7805）稳压，得到+5V直流电压，其中C90、C91为高频旁路电容，滤除高频干扰。+18V输出的高低取决于稳压二极管Z90的稳压值。
图2-12中D91、R91、C93为高频脉冲吸收电路。
注意
某些品牌或机型输入电压是取自交流220V，经D1、D2全波整流后输入至R90的，如图2-12中的虚线部分所示。
（6）采用FSD200芯片的低压电路
采用FSD200芯片的低压电路原理图如图2-13所示。
图2-13 FSD200芯片开关电源电路原理图
FSD200芯片开关电源的工作原理如下。
通电后，交流220V市电经D90整流、R90限流、EC90滤波后，得到+300V左右的直流电压，经T90的绕组加到U91（FSD200）的⑦脚，使内部电路开始工作，与此同时T90的次级两绕组产生感应交变电压，一组经D93整流、EC91滤波，得到+18V直流电压；另一组经D92整流、EC93滤波、U90（7805）稳压，得到+5V的直流电压。
本电路的输出电压（+18V）与电阻R96、R95的分压比有关。+18V电压经稳压二极管Z90击穿导通，经R96、R95分压，作为Q90的偏压，导通电流的大小，通过Q90的集电极加入U91的④脚，达到调整输出的作用。
（7）采用TH201A芯片的低压电路
采用TH201A芯片的低压开关电源电路原理图如图2-14所示。工作原理如下。
图2-14 TH201A芯片开关电源电路图
通电后，交流220V市电经ACL、ACN进入全波整流器D1、D2，整流后可得到+300V左右的脉冲电流，经C2滤波后一路加到开关管Q1的集电极上；另一路经启动电阻R1降压，加到开关管的基极上，使开关管工作在振荡状态，开关变压器的次级就得到两组低压电源（后级电路可参看上面内容）。
（8）采用TH202电源模块的低压电路
以九阳JYCP19BE机型为例，采用TH202电源模块的电路图如图2-15所示。
图2-15 TH202电源模块低压电源电路
采用TH202电源模块的低压电源电路工作原理同采用VIPer12A电源模块的原理基本相似，这里不做详述。