美的MB-IH-P50B智能電飯煲電路原理與故障維修

美的IH系列電飯煲未采用加熱管，而是采用電磁線盤，控制電路與普通電飯煲有很大不同。主要包括電源電路煮飯加熱電路 、溫度檢測電路 、市電保護(hù)及功率管IGBT保護(hù)等電路，如圖1所示。

一、電源電路
1、市電輸入電路
220V交流市電經(jīng)C131、L131、C132和CY131、CY132、R134、R135 Π型濾波，消除高頻噪擾雜波后，分成兩路:一是經(jīng)D061、D062全波整流，為開關(guān)穩(wěn)壓電路、上蓋和側(cè)面加熱器供電，并取出市電過壓、欠壓、過零、浪涌及供電等檢測信號送CPU;二是
經(jīng)橋堆BD101整流為主加熱線盤及驅(qū)動電路供電。
RZ131為過壓保護(hù)壓敏電阻，當(dāng)輸入電壓高于正常工作電壓時相當(dāng)于開路(阻值為無窮大)，達(dá)470V時，RZ131擊穿短路，F(xiàn)U131熔斷，切斷市電輸入，起過壓保護(hù)作用。R131~R133為C131、C132的泄放電阻，確保C131、C132有效工作，并能在斷電后將C131、C132儲存的電荷泄放掉，防止電擊傷人。
2、開關(guān)穩(wěn)壓電路
(1)開關(guān)振蕩電路
該串聯(lián)型開關(guān)電源由芯片SM70288(U091)、脈沖變壓器T091等元件構(gòu)成。U091內(nèi)置基準(zhǔn)電壓源、60kHz振蕩器、脈沖寬度調(diào)制器、R-S觸發(fā)器、輸出驅(qū)動器及開關(guān)管等電路，具有過流(OCP)、 過壓(oVP)、欠壓及過熱保護(hù)(TSD)功能。300V 左右的VD電壓經(jīng)插件CNO91外接主溫控器溫度熔絲及D091 R091、T091初級①-③繞組加至U091④腳，為內(nèi)置功率開關(guān)管D極供電，同時通過高壓電流源對②腳外接EC096充電，當(dāng)ECO96兩端達(dá)到14.5V(典型值)時，內(nèi)部電源產(chǎn)生電路開始工作，為芯片內(nèi)部電路供電，由振蕩器產(chǎn)生60kHz脈沖信號，控制調(diào)制器產(chǎn)生激勵脈沖使開關(guān)管工作在開關(guān)狀態(tài)。這時T091⑥-⑦繞組感應(yīng)電壓經(jīng)R094限流D093半波整流和EC096平滑濾波后產(chǎn)生的電壓，取代啟動電壓為U091②腳供電。
C091、R093、D092組成的反峰壓吸收電路，在開關(guān)管截止時，為T091初級自感電壓提供導(dǎo)通回路，防止開關(guān)管過壓損壞。
(2)輸出穩(wěn)壓電路
T091⑧-⑨繞組脈沖電壓經(jīng)D094整流，CO94、L092、ECO95、C096濾波后產(chǎn)生5V電壓，為CPU、壓電蜂鳴器、溫度傳感器及雙向可控硅驅(qū)動電路供電;⑧-10繞組脈沖電壓經(jīng)DO095整流，ECO92、L091、ECO93、CO95濾波后產(chǎn)生的VFAN(18V/0.6A)為散熱風(fēng)扇電機(jī)供電，同時經(jīng)R092限流后為IGBT管驅(qū)動電路供電。穩(wěn)壓電路由U092 (PC817C)、U093(CW431)、C092、C097、R095、R098、R099、R0910、R0911、R0912等組成。R0911、R0912分別對5V、VFAN兩路輸出電壓進(jìn)行取樣，經(jīng)U093處理后，將誤差電壓送至U091①腳，實現(xiàn)穩(wěn)壓。
(3)保護(hù)電路
OCP過流保護(hù)電路:當(dāng)U091①腳電壓高于0.23V時，保護(hù)起控，切斷開關(guān)信號輸出的電流值為0.9A。OVP 過壓保護(hù)電路:當(dāng)U091②腳電壓高于32V時，保護(hù)電路動作。
欠壓保護(hù)電路:當(dāng)U091②腳電壓在啟動期間不足14.5V(最小13V)，或啟動后工作電壓低于9V時，保護(hù)電路動作。過熱保護(hù)由U091內(nèi)部TSD電路組成，當(dāng)芯片基板溫度高于150°C時動作。
3、市電檢測及保護(hù)電路
(1)市電過零信號形成電路
300V的VD電壓經(jīng)R064、R065、R042、R041分壓取樣和C141高頻濾波后，產(chǎn)生100Hz的檢測信號，送至CPU 17腳，經(jīng)CPU識別處理后，在市電過零輸出觸發(fā)信號，確保上蓋側(cè)面 加熱器回路中的雙向可控硅SCR161、SCR162在市電過零時導(dǎo)通，防止它們在導(dǎo)通瞬間過流損壞，實現(xiàn)低功耗的導(dǎo)通控制。
(2)供電信號檢測電路
300V的VD電壓先經(jīng)R061~R065分壓取樣及EC061.C061濾波消噪，再經(jīng)R103限流和U08高頻濾波后加至CPU 20腳。一旦檢測到市電供電異常，CPU將關(guān)斷2、23腳加熱信號輸出，實現(xiàn)市電異常保護(hù)。
(3)市電欠壓信號檢測電路
300V的VD由R057、R058、R051、R055分壓取樣和CO52濾波后，加至CPU 16腳。一旦市電電壓異常下降，CPU將關(guān)斷各加熱信號輸出，實現(xiàn)市電欠壓保護(hù)。
(4)浪涌信號檢測電路
VD電壓經(jīng)R057 R058、R052、R054分壓取樣和C051高頻濾波后，加至CPU 15腳。一旦市電中出現(xiàn)過大的浪涌電壓或浪涌電流時，CPU將關(guān)斷2、23腳加熱信號輸出，起浪涌保護(hù)作用。
(5)市電過壓信號檢測電路
VD市電由R056~R058、R053分壓取樣及C053高頻濾波后，加至CPU 24腳。當(dāng)市電異常升高時，CPU關(guān)斷②、23腳加熱信號輸出，起過壓保護(hù)作用。
二、煮飯加熱電路
1、CPU簡介

該機(jī)CPU型號是LC87F0K(U101)，這是一款集微處理器、同步控制、振蕩、市電及加熱保護(hù)等功能于一體的新型專用芯片，它不僅能輸出IGBT管激勵脈沖，還具有非常完善的控制、保護(hù)功能，其引腳功能見表1。

(1)CPU基本工作電路

5V電壓經(jīng)C201濾波后加在CPU⑥腳，其內(nèi)部時鐘電路起振，控制CPU各輸入、輸出端口及操作顯示電路(經(jīng)②腳)協(xié)調(diào)工作;R261、C261構(gòu)成的RC積分電路，在每次上電時，為CPU3腳加一個由低電平到高電平的復(fù)位信號，將CPU內(nèi)部RAM(隨機(jī)存儲器)清零，并將ROM(只讀存儲器)的程序指針復(fù)位到靠前執(zhí)行單元，而后CPU開始工作。

(2)風(fēng)扇電機(jī)/蜂鳴器驅(qū)動電路
開機(jī)后，CPU①腳輸出風(fēng)扇電機(jī)高電平驅(qū)動信號，經(jīng)R081、R082分壓和C081消噪后，使Q081導(dǎo)通，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動。DO81 為保護(hù)二極管。
CPU①腳為復(fù)用端口，它還同時輸出蜂鳴器驅(qū)動信號，在開機(jī)按操作鍵電路自動控制及進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)時，經(jīng)限流電阻R031使壓電蜂鳴器BLO31發(fā)聲。
2、煮飯控制電路
(1)內(nèi)鍋檢測電路
按一下操作顯示面板“煮飯”鍵，BL031響一聲，LCD液晶屏顯示工作狀態(tài)，此時CPU②腳輸出啟動脈沖信號，經(jīng)Q123倒相和Q121、Q122推挽放大，驅(qū)動IGBT管導(dǎo)通，加熱線盤和C102并聯(lián)諧振，由RC101~RC103對電流取樣后，經(jīng)R101送回CPU⑦腳。若旋轉(zhuǎn)了內(nèi)鍋，IGBT管電流增加，RC101~RC103上的壓降增大，被CPU檢測后，從②腳輸出受控的加熱激勵脈沖，進(jìn)入煮飯加熱狀態(tài)。反之，若CPU判斷未放內(nèi)鍋(或內(nèi)鍋不合適)，則關(guān)斷②腳輸出，停止加熱，并顯示相應(yīng)的故障代碼。
(2)浸泡控制電路
放好內(nèi)鍋并選擇煮飯方式或定時后，CPU控制面板上煮飯指示燈亮，②腳輸出加熱信號，使加熱線盤與C102處于諧振加熱狀態(tài)。當(dāng)內(nèi)鍋水溫升至40°C時，插件CN071上的鍋底溫度傳感器(NTC熱敏電阻)阻值減小，與R072分壓取出溫度信號，經(jīng)R071傳給13腳，CPU②腳停止輸出加熱信號，使水溫保持40°C左右讓米粒充分吸收水分。在此期間，CPU 23腳無輸出，上蓋和側(cè)面加熱器均不工作。

(3)煮飯控制電路
完成浸泡程序后，CPU②腳再次輸出加熱信號，23腳仍無輸出，當(dāng)內(nèi)鍋水溫升高直至沸騰時，插件CNO72上的上蓋溫度傳感器(NTC 熱敏電阻)阻值變小，與R074分壓后使11腳電壓上升，CPU降低加熱線盤溫度，防止米湯溢出。這樣微沸騰一段時間后，鍋內(nèi)水分減小，米飯與鍋底形成熱隔離層，當(dāng)鍋底溫度快速上升到100°C時，鍋底溫度傳感器阻值下降，使13腳電壓上升，CPU判斷飯已煮熟，開始執(zhí)行燜飯程序。
(4)燜飯保溫電路
燜飯開始后，CPU②腳關(guān)斷加熱信號，加熱線盤停止加熱。與此同時，CPU 23腳輸出過零觸發(fā)信號，該信號一路經(jīng)R167限流使Q161導(dǎo)通，5V電源電壓由R161、R162分壓后，觸發(fā)雙向可控硅SCR161導(dǎo)通，插件CN161外接側(cè)面加熱器獲300V的VD電源，飯鍋側(cè)面加熱;另-路經(jīng)D161、R160使Q163.Q162相繼導(dǎo)通，5V電源電壓由R163、R164分壓后觸發(fā)雙向可控硅SCR162導(dǎo)通，插件CN162外接上蓋加熱器獲300V的VD電壓，對上蓋水蒸氣進(jìn)行加熱烘干處理，防止水氣凝結(jié)而滴入鍋內(nèi)，影響米飯口感。燜飯結(jié)束后，CPU控制蜂鳴器BL031鳴響，并進(jìn)入保溫狀態(tài)。在保溫期間，CPU控制底部加熱線盤、上蓋和側(cè)面加熱器間歇工作，使飯鍋溫度保持在60°C左右，同時保溫指示燈發(fā)光。
3、同步控制電路
為了保證加熱線盤和C102并聯(lián)諧振電路正常工作，電路設(shè)置了由CPU和取樣電阻構(gòu)成的同步檢測控制電路。線盤左端產(chǎn)生的脈沖經(jīng)R111~R114、R116分壓取樣加至CPU⑧腳，右端產(chǎn)生的脈沖經(jīng)R117 ~R119、R1110 ~R1112、R1114與R1118、R1119分壓取樣加至CPU⑨腳。CPU內(nèi)部同步控制電路通過對⑧、④腳輸入脈沖信號的檢測，確保加熱線盤對C102充電期間，或C102對加:熱線盤放電期間，②腳均輸出低電平信號使IGBT管截止。只有加熱線盤通過C102及IGBT管內(nèi)置阻尼二極管放電結(jié)束后，②腳才輸出高電平使IGBT管再次導(dǎo)通，避免IGBT因?qū)ɑ蜿P(guān)斷損耗大而損壞。D111.D112為鉗位二極管。若取樣電阻異常導(dǎo)致CPU⑧、⑨腳電壓超過5.4V時，D111、D112提供放電通路，防止CPU損壞，C112.C113是高頻消噪濾波電容。
4、IGBT管保護(hù)電路
(1)過流保護(hù)電路
當(dāng)IGBT工作正常時，CPU⑦腳電壓低于設(shè)定值，電路正常工作。若因市電電壓升高或負(fù)載加重，當(dāng)⑦腳電壓超過保護(hù)值時，CPU②腳停止輸出，IGBT管截止，起到過流保護(hù)作用。
(2)過壓保護(hù)電路
IGBT管集電極電壓經(jīng)R117~R119、R110~R112、R120、R127、R1116、R1117分壓取樣后，加至cPU 10腳。當(dāng)IGBT管集電極電壓在允許范圍內(nèi)時，②腳輸出正常工作信號;當(dāng)IGBT管集電極電壓過低時，10腳電壓隨之升高，CPU關(guān)斷②腳輸出，IGBT管截止，起過壓保護(hù)作用。
(3)過熱保護(hù)電路
R076、R075、RT071、C073等元件組成IGBT溫度檢測電路，RTO71為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)，其阻值隨IGBT管溫度變化而變化。當(dāng)IGBT管溫度過高，RT071阻值急劇下降，CPU 12腳電壓下降到設(shè)定值時，②腳停止輸出加熱信號，IGBT管截止，LCD上顯示對應(yīng)的故障代碼。
5、溫度傳感器異常保護(hù)電路及故障代碼
該鍋設(shè)置了底部溫度傳感器(CN071)、上蓋溫度傳感器( CN072)和IGBT溫度傳感器RT071，分別與CPU 13、11、12腳相連。CPU設(shè)有溫度傳感器異常保護(hù)功能，當(dāng)某溫度傳感器發(fā)生短路(或漏電)、開路(或失效)故障時，CPU將關(guān)斷②腳加熱信號輸出，并在LCD屏上顯示出對應(yīng)的故障代碼，見表2。

三、常見故障分析與檢修
故障現(xiàn)象1:整機(jī)不工作，且FU131熔斷。分析檢修:電流保險FU131熔斷，說明負(fù)載存在短路現(xiàn)象，主要原因有:
(1)市電輸入電路中壓敏電阻RZ131或高頻消噪電路C131、C132、CY131、CY132擊穿、漏電。該鍋消噪電容耐壓為275V，若本地電網(wǎng)電壓偏高時，建議采用400V或630V耐壓的電容。
(2)開關(guān)穩(wěn)壓電路中的高壓濾波電容ECO91(10uF/400V)漏電或U091內(nèi)置開關(guān)管擊穿。若為后者，進(jìn)一步檢查濾波電容ECO92~EC095、C095、co96，穩(wěn)壓管zD091及VFAN.18V、5V負(fù)載電路，還必須檢查開關(guān)管反蜂電壓保護(hù)元件D092、C091、R093。
(3)整流橋BD101、濾波電容C101、EC103，或IGBT管擊穿，還需檢查諧振電容C102、保護(hù)穩(wěn)壓管zD121、驅(qū)動管Q121-Q123及CPU，以免更換IGBT后再次燒壞。
故障現(xiàn)象2:整機(jī)不工作，但FU131完好。分析檢修:該故障表明CPU未進(jìn)入工作狀態(tài)，主要原因有:(1)測得CPU⑥、④腳間無5V(50.5V)電壓或電壓異常時，說明開關(guān)電源電路工作異常。先測u091④腳電壓，正常值為300V左右。若為OV，可能是CNO91所接溫度熔絲熔斷，D061、D062、D091、RO91、T091①-③繞組開路;若偏低，一般是ECO91漏電;若偏高則為電網(wǎng)供電異常。當(dāng)U091④腳供電過低或過高時，芯片內(nèi)部欠、超壓保護(hù)電路動作，開關(guān)電源將停振不工作。如U091④腳供電正常而②腳無14.5V(典型值)電壓，多因TO91⑥-⑦繞組斷路，R094.D093開路失效或ECO96漏電造成的。接下來測18V、5V輸出電壓如18V輸出異常，檢查D095、ECO92、ECO93、L091、R092等。如5V輸出異常，檢查D094、ECO94、EC095、L092、CO96及保護(hù)管zD091等。如輸出電壓波動(超出CPU的5±0.5V供電范圍)，檢查U092.U093.R095、R098.R099、RO910、RO911、R0912等元件。
(2)CPU復(fù)位電路中的R261脫焊開路或c261擊穿漏電，如這兩個元件正常，可將CPU③腳快速對地短接一下，如CPU仍不能恢復(fù)工作，則為③腳內(nèi)部電路損壞。
(3)時鐘電路。有兩種方法可以估判時鐘電路是否起振: -是測時鐘信號輸出端⑦腳直流電壓，正常時約為1/2VDD左右(2V~3V)， 若為0V或5V，說明時鐘停振;二是用萬用表“dB"擋測②腳輸出情況，在進(jìn)行按鍵操作時，②腳的“dB"指示值應(yīng)有變化，否則時鐘電路有故障。
(4)若電源、復(fù)位、時鐘電路均正常，在確認(rèn)CPU各引腳焊接良好時，可判斷cPU損壞。
故障現(xiàn)象3:通電后不加熱，顯示“無內(nèi)鍋”故障代碼。分析檢修:在確認(rèn)鍋具及其放置正確后，則故障原因是內(nèi)鍋檢測電路、低壓電源300V供電諧振回路或電流檢測電路異常。測得EC103兩端無310V左右的電壓，一般是整流橋BD101損壞，L101燒斷開路，C101 EC103擊穿漏電等引起的。如測得R126上端無18V電壓，檢查開關(guān)電源18V輸出電路，可能是D095.L091.R092、T091⑧-①繞組開路或EC092、ECO093.C095漏電(此時18V輸出偏低)。
(3)檢查電流檢測電路中的取樣電阻RC101~RC103(0.592x3)、R101及電容C107、C105。檢查Q121 ~Q123.R121 ~R126、ZD121及IGBT管是否損壞。開機(jī)瞬間用示波器觀測CPU②腳輸出是否正常(亦可用萬用表“dB”擋粗測)，若不正?？赡苁荂PU內(nèi)部固化程序出了問題。
故障現(xiàn)象4:通電后不加熱，顯示IGBT管過熱故障代碼。分析檢修:導(dǎo)致IGBT管過熱的原因較多，主要有:
(1)CNO81接觸不良或引線斷脫， 保護(hù)管DO81擊穿，Q081損壞或RO81.R082.C081異常引起風(fēng)扇電機(jī)***。也有可能是電機(jī)本身不良，如電刷磨損接觸不良、電機(jī)繞組斷路、電機(jī)軸承缺油干澀卡滯等。
(2)VFAN電壓(18V/0.6A)失常，檢查開關(guān)電源中的D095、L091、EC092.EC093等元件。
(3)IGBT溫度檢測電路中的熱敏電阻阻值變小，分壓電阻R076阻值增大，C073漏電等，使CPU 12腳輸入IGBT溫度信號電壓降低，CPU誤判IGBT管過熱而保護(hù)停機(jī)。
(4)加熱線盤變形或局部短路、諧振電容C102不良或IGBT管本身性能變差。
(5)同步取樣電路故障，導(dǎo)致CPU⑧、⑨腳電壓異常，檢查取樣元件R117~R119、R1110~R1112、R1114等。
(6)CPU不良，通常是軟件程序數(shù)據(jù)錯亂。
故障現(xiàn)象5:通電后不加熱，顯示上蓋溫度傳感器開路或短路故障代碼。分析檢修:傳感器開路性故障，此時CPU 11腳電壓偏低，檢查CN072、R073及C072。傳感器短路性故障，此時CPU 11腳信號電壓偏高，具體原因有:CN072外接熱敏電阻性能變差(阻值變小)或漏電，R074開路。
故障現(xiàn)象6:通電后不加熱，顯示底部溫度傳感器開路或短路故障代碼。分析檢修:(1)傳感器開路性故障，此時CPU 13腳信號電壓偏低，檢查CNO71、R071、CO71、傳感器短路性故障，此時CPU 13腳電壓偏高，具體原因有:CN071外接熱敏電阻阻值變小或漏電，R072開路。
故障現(xiàn)象7:通電后不加熱，顯示通訊異常故障代碼分析檢修:CN101接觸故障，如:CN101接觸不良或引線斷脫，C209擊穿漏電或5V供電線路斷裂。
I2C總線元件不良，如CPU 21、22腳或R201、R202脫焊等。