А что внутри: индукционная варочная панель

Добавлено 20 ноября 2018 в 02:30

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
Варочная панель

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
Варочная панель со снятой верхушкой

Электроника пользовательского интерфейса

Печатная плата пользовательского интерфейса
Печатная плата пользовательского интерфейса

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
Драйвер светодиодов 1628

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
Печатная плата пользовательского интерфейса. Сторона с компонентами

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
Нижняя печатная плата

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
Небольшие компоненты поверхностного монтажа

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
Маломощный импульсный источник питания
IGBT транзистор в мощном импульсном источнике питания
IGBT транзистор в мощном импульсном источнике питания

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
Специальный микроконтроллер

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
Индукционная катушка

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
Провод литцендрат

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
Датчики температуры

Заключение

Индукционная катушка поближе
Индукционная катушка крупным планом

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.


На сайте работает сервис комментирования DISQUS, который позволяет вам оставлять комментарии на множестве сайтов, имея лишь один аккаунт на Disqus.com.


Сообщить об ошибке