3.3　大回环振荡系统工作原理

整机振荡系统工作原理图如图3-3所示。

图3-3　整机振荡系统工作原理图

3.3.1　同步、振荡电路

同步、振荡电路主要由取样电阻R405、R406、R407、R408、R401、R402，运放U2C（LM339），电容C430等组成。

电磁炉上电开机后，单片机U1的⑨脚输出开机使能信号，该信号通过插排CN1②脚、R412、C403给脉宽调整电路一个开机启动信号，经驱动电路放大后，使IGBT开始谐振工作。

同步电路此时正确监视主回路工作状况，当IGBT的集电极电压下降接近0V时，线盘中的电流正在反向减小，通过脉冲调制电路输出一个触发脉冲经过R410、R414、R415、C404、C405（RC积分电路）与同步电路送过来的锯齿波，耦合切割成驱动脉冲再次加到IGBT的栅极，强行使IGBT导通。原理图中通过高压脉冲电阻强行降压取样，取线盘两端谐振电压变化波形，一端是IGBT的集电极，通过电阻R405、R406、R407、R408分压后，送入运放U2C（LM339）的⑨脚；线盘另一端是通过电阻R401与R402分压后送入LM339的⑧脚；通过该运放比较，其脚产生一个与线盘两端电压变化同步的脉冲波形，然后送至下一级脉宽调整电路。

根据LM339脚脉冲变化，通过C430耦合（电阻、电容、二极管组成的锯齿波产生回路），来回充放电产生锯齿波，送到LM339⑩脚（U2DLM339）。此脉冲变化与脚脉冲变化相同步，从而使驱动波形驱动IGBT导通、截止和线盘电压波形相同步。另一端通过电阻R412耦合送至单片机，作为检锅信号反馈端（开机后单片机该端子作为检锅信号输入端）；此端又作检锅试探脉冲输出，由单片机发出一个宽度为6μs的脉冲通过R412送入电容C403，振荡起振，送入到LM339⑩脚，与PWM（经过RC积分电路后的直流信号）比较，输出驱动信号波形。

3.3.2　PWM电路

PWM电路主要由R415、R414、R410、C404、C405及运放U2D（LM339）等组成。

所谓PWM即脉宽调制方波，是一个简单的RC积分电路。PWM是由单片机⑥脚（通过插排CN1⑦脚）输出与电流负反馈信号共同决定的，通过改变PWM的占空比，来改变电容C404上的直流电压，此直流电位的高低决定着IGBT导通时间的长短，即决定着机器的输出功率。逻辑关系是：此电位越高，IGBT导通的时间越长，机器的功率越大；此电位越低则相反。运放的脚（PWM）电平>⑩脚电平时，比较器的脚输出相当于开路，通过外接或内部上拉电阻，可以得到高电平，从而驱动IGBT导通；当脚（PWM）电平<⑩脚电平时，比较器的脚输出口相当于接地，输出为低电平。

3.3.3　驱动电路

驱动电路主要由三极管Q300、Q301等组成。当脉宽调整电路U2D的脚输出高电平时，驱动管Q301导通、Q300截止，使得Q301的发射极电压为+15V，然后通过电阻R301驱动IGBT；当脉宽调整电路U2D的脚输出低电平时，驱动三极管Q300导通，Q301截止，使得Q300的发射极电压为零伏，使IGBT为截止状态。驱动矩形脉冲信号的脉宽决定了电磁炉的功率，这个宽度是通过单片机脉宽调制电路决定的。

3.3.4　谐振电路

谐振电路主要由IGBT1、阻尼二极管、谐振电容C4、发热线盘等组成。

谐振电路又称主振荡电路或LC振荡电路。IGBT受到驱动信号（近似矩形的脉冲）激励导通时，+310V左右直流电压通过线盘聚能加到IGBT的集电极，电流顺着IGBT的C极到E极，线盘电流急剧增加，能量以电感的电流形式保存起来；当IGBT截止时，能量通过电感转向电容C4，以电流的形式向电压的形式转化，通过电容C4与电感（电磁线盘）并联回路给电容充电。当电容电压达到最大值时，电压可以达到1050V左右，此时电磁线盘的电流为0，接下来能量从电容C4转向电磁炉线盘，下一驱动脉冲已经到来，强行使IGBT导通，如此反复，形成LC振荡。