А что внутри: индукционная варочная панель
Вы когда-нибудь задумывались, какие компоненты заставляют индукционную варочную панель работать? Мы узнаем об этом в этом выпуске «А что внутри?».
Индукционные варочные панели являются популярной альтернативой электрическим и газовым плитам, поскольку они обеспечивают более высокую эффективность, чем их альтернативы. Это устройство содержит две печатные платы, индукционную катушку и пару датчиков температуры. По сравнению с большинством сегодняшней электроники эта плитка хорошо разделена на модули и ремонтопригодна.
![Варочная панель](/uploads/media/articles/0001/03/cca128763074974e8122e8fa941f5e916ef94252.jpeg)
Вскрытие
Чтобы открыть индукционную варочную панель, нужно было снять восемь саморезов с крестообразным шлицем. После их удаления пластиковый корпус разделяется на две части. Первая часть, верхняя, включает в себя пользовательский интерфейс и связанную с ним электронику. Нижняя часть – стеклянная варочная панель. Эти две части соединяет пятипроводный ленточный кабель (шлейф).
![Варочная панель со снятой верхушкой](/uploads/media/articles/0001/03/a9da71a06e10bd007b5189ba7be7e8ed31484184.jpeg)
Электроника пользовательского интерфейса
![Печатная плата пользовательского интерфейса](/uploads/media/articles/0001/03/4a7dbbbf4f005a99311c09a4776b78b5ec4e6d34.jpeg)
Эта электроника позволяет пользователю управлять варочной панелью. Электроника пользовательского интерфейса состоит из печатной платы со всеми элементами пользовательского интерфейса, расположенными на ней. На этой плате расположены семь красных светодиодов 5 мм, шесть тактильных кнопок и семисегментный дисплей. На плате есть площадки для двух дополнительных кнопок и еще двух светодиодов, но они пусты.
![Драйвер светодиодов 1628](/uploads/media/articles/0001/03/043c87ce8e6b543520b6ea634aa6584fdab8b3b6.jpeg)
На обратной стороне платы находится драйвер светодиодов «1628». Драйвер светодиодов 1628 изготавливается несколькими компаниями и может намного больше, чем просто управлять светодиодами. 1628 преобразует последовательные данные в управление отдельными светодиодами и позволяет сканировать кнопки. Этот драйвер находится в корпусе SOP 28 и припаян с обратной стороны однослойной печатной платы.
![Печатная плата пользовательского интерфейса. Сторона с компонентами](/uploads/media/articles/0001/03/9238025988f4143c2d6b2d739173cf03be681786.jpeg)
На печатной плате имеется несколько других пассивных элементов, расположенных сверху. Эти компоненты выполняют преобразование логических уровней с помощью делителей напряжения и помогают фильтровать сигналы.
Источники питания
![Нижняя печатная плата](/uploads/media/articles/0001/03/e054a68e8a88259ff2ea4f3d46103f932e8f1e7d.jpeg)
Находящаяся на нижней половине открытого корпуса, вторая печатная плата осуществляет регулировку напряжения и управление устройством. Это односторонняя плата с несколькими перемычками и компонентами с обеих сторон. Сторона пайки покрыта лаком для защиты небольших компонентов поверхностного монтажа.
![Небольшие компоненты поверхностного монтажа](/uploads/media/articles/0001/03/0740a2a3c7431f37e11007d7e62145cbbbede429.jpeg)
Питание переменным напряжением, поступающее на эту плату, делится на два пути: более мощный путь, который питает индукционную катушку, и путь меньшей мощности, который питает электронику управления.
120 В подключается через пару клеммных разъемов. Затем 120 В проходят через предохранитель 250 В / 20 А. На входе находится варистор Thinking TVR 07241 для защиты электроники.
Следуя дальше по менее маломощному пути, встречаем преобразователь переменного напряжения в постоянное, в начале которого стоят четыре диода, формирующие мостовой выпрямитель. Этот преобразователь управляется с помощью STMicroelectronics VIPER12A и импульсного трансформатора с сердечником EE13. Данный преобразователь работает на фиксированной частоте 60 кГц.
![Маломощный импульсный источник питания](/uploads/media/articles/0001/03/dfd917bea5745de25aa8028a64e3b5049654db2f.jpeg)
![IGBT транзистор в мощном импульсном источнике питания](/uploads/media/articles/0001/03/28a408129853ff2ac50cb86c42cbb70e3ef6dc7c.jpeg)
Питание мощной электроники так же проходит через мостовой выпрямитель, хотя и с бо́льшим радиатором. Выпрямленное напряжение затем посылается на две больших катушки индуктивности L1 и L2, а затем сглаживается с помощью C2 и C3. Два IGBT транзистора, включенных параллельно, Q1 и Q10, коммутируют напряжение на катушке. Это транзисторы Infineon IHW20N120R3, рассчитанные на 40 А при 1200 В.
Управляющая электроника
![Специальный микроконтроллер](/uploads/media/articles/0001/03/94607cd1817f9a72ed1b51d1658eb920ed281ae9.jpeg)
Сердцем этого устройства является специальный микроконтроллер S3F84B8 фирмы Zilog. Данный микроконтроллер разработан для использования в индукционных варочных панелях!
У данного микроконтроллера есть несколько функций, которые делают выгодным использования здесь. Он оснащен 10-разрядным ШИМ каналом для коммутирования катушки и восьмью 10-разрядными аналого-цифровыми преобразователями. Он требует лишь несколько внешних компонентов, что сокращает стоимость перечня элементов.
Катушка
![Индукционная катушка](/uploads/media/articles/0001/03/572df7b428a5a460d7a72d6eed6231be7fe9af4d.jpeg)
Ключевой частью индукционной варочной панели является катушка. Катушка в данной индукционной варочной панели состоит из 21 витка провода литцендрат. Многожильный провод литцендрат используется для уменьшения скин-эффекта.
![Провод литцендрат](/uploads/media/articles/0001/03/002112ee424aba94ebd05c16ed24a062a4548b42.jpeg)
В середине индукционной катушки находится датчик температуры. Данный датчик состоит из двух компонентов, чувствительных к температуре. Первый – это тепловой предохранитель. Этот предохранитель разработан для разрыва при температуре 184°C или 363°F.
Второй компонент – это стабилитрон. Из-за своих температурных коэффициентов некоторые стабилитроны могут использоваться для измерения температуры при наблюдении их обратного напряжения пробоя.
![Датчики температуры](/uploads/media/articles/0001/03/e1f3b7677485e83cedcbec6054215351a2e85877.jpeg)
Заключение
![Индукционная катушка поближе](/uploads/media/articles/0001/03/801b64f383581e4c5eb4427fcff4444540a5206e.jpeg)
Как вы можете видеть, в этой варочной панели есть куча интересной электроники. Это один из вариантов с более низкой стоимостью, но она по-прежнему построена достаточно хорошо с множеством специализированных компонентов.