東芝RC-DU10WA IH電飯煲技術(shù)特點結(jié)構(gòu)與故障維修

近些年，很多朋友喜歡買日本進口電飯煲，日本電飯煲做飯香好吃 ，而且還特別耐用 ，但是日本的電飯煲價格并不便宜，一臺IH型智能電飯煲售價大約在3千~3萬元人民幣，具體依產(chǎn)品級別而定。筆者近期維修了多臺日本IH型電飯煲，通過解剖機子，將其電路原理圖繪制出來與廣大維修人員分享，希望能幫助到更多的維修技術(shù)人員。

一、IH型電飯煲技術(shù)特點與結(jié)構(gòu)

IH是英文induction heat的簡稱(取其英文單詞的靠前個字母)，電磁加熱的意思，顧名思義，這種電飯煲是用電磁加熱的，而不是傳統(tǒng)的發(fā)熱盤加熱。用電磁加熱的電飯煲使內(nèi)膽自己發(fā)熱減少了熱傳遞這個環(huán)節(jié)，從而降低了熱能損耗，用起來熱效率更高，火力也更大，加熱更充分，也更省電。電飯煲中IH電磁加熱技術(shù)可以說是電飯煲加熱技術(shù)的重大創(chuàng)新。在日本，大部分產(chǎn)品已經(jīng)在應(yīng)用這個技術(shù)，而在國內(nèi)還沒有完全普及。其原理是通過磁場的變化直接加熱，由于采用對內(nèi)膽的環(huán)繞加熱這樣就比傳統(tǒng)的底盤發(fā)熱加熱方式更快、熱量更均勻。

目前IH型電飯煲在日本比較成熟，比較知名的品牌主要有:東芝、日立、象印、松下、三菱、虎牌、三洋等。國內(nèi)，在這方面的技術(shù)起步比較晚，市面上在售的主要有:格力、美的、小米、九陽、蘇泊爾等。各品牌IH電飯煲都有其特點，主推的技術(shù)也各有所長。東芝品牌主推的是真空壓力型，具有以下特點:(1)真空浸泡技術(shù);(2)變壓調(diào)節(jié)技術(shù);(3)內(nèi)鍋技術(shù);(4)IH電磁加熱技術(shù);(5 )智能控制技術(shù);(6)電控技術(shù)。這些涵蓋了智能電飯煲的新技術(shù)、新工藝與新方向。

日本原裝東芝RC-DU10WA IH智能電飯煲的外形如圖1所示，各部件的具體結(jié)構(gòu)見《東芝RC-DU10WA IH智能電飯煲維修圖解》圖2~圖9所示。

二、控制技術(shù)

真空浸泡控制技術(shù)就是煮飯前降低鍋內(nèi)壓力，通過真空泵抽吸使鍋內(nèi)低于1個大氣壓讓米粒能充分吸收水分來浸泡，提高米飯的軟香度。

當開始煮飯時，利用鍋內(nèi)的真空泵，抽出其鍋里的空氣，包括米內(nèi)部的空氣，這樣米就能夠更好地吸收水分使水能夠沁透到米的內(nèi)部，這個過程大約需要3min就能夠使米達到最理想的含水率，這樣煮出來的米飯比較軟甜。另外，鍋內(nèi)的氣壓降低也使其內(nèi)部水的沸點降低，提早進入沸騰狀態(tài)。真空浸泡控制技術(shù)電控工作原理如圖10所示。

當啟動“煮飯"按鈕后，調(diào)壓電磁閥得電關(guān)閉鍋內(nèi)外通道，安全閥得電關(guān)閉鍋內(nèi)外通道，門鎖關(guān)閉。CPU的③腳輸出高電平，經(jīng)三極管Q29工作，接至Q30驅(qū)動三極管的基極，Q30得電工作，真空泵電機一端接+20V電壓，另一端接地，真空泵電機運轉(zhuǎn)，帶動真空泵閥體對鍋內(nèi)的空氣進行抽吸工作，持續(xù)時間約3min左右。

1.變壓調(diào)節(jié)技術(shù)

東芝RC-DU10WA IH型高端電飯煲具有功能先進的變壓調(diào)節(jié)技術(shù)，能調(diào)節(jié)鍋內(nèi)的壓力，實現(xiàn)增壓、減壓和泄壓以及壓力過高保護等先進與完善的功能。通過壓力調(diào)節(jié)技術(shù)可以改善米飯的口感與香甜度，這是目前底盤發(fā)熱電飯鍋不能比擬的新技術(shù)。
(1)調(diào)壓閥控制原理

該款的IH型電飯煲采用圓鋼球自然落體的重力對鍋內(nèi)腔進行密封與調(diào)壓，如圖11所示。

減壓調(diào)節(jié):當電飯煲不工作或泄壓時，由于泄壓電磁閥推桿剛好頂著圓鋼球，使圓球與座體孔有1mm~2mm的間隙，此時內(nèi)煲與外部是連通的，進行泄壓工作，從而對內(nèi)煲的壓力實現(xiàn)減壓調(diào)節(jié)的功能。抽空與加壓調(diào)節(jié):該機有抽真空功能，當電飯煲按下“啟動"鍵，開始工作時，真空浸泡技術(shù)對鍋內(nèi)外空間進行密封隔絕。

控制原理:如圖12所示，當CPU的的腳輸出高電平，經(jīng)限流電阻R76后接三極管Q22的基極，該管子V->0.7V，導(dǎo)通，三極管Q21也導(dǎo)通，交流電經(jīng)D17整流后加到調(diào)壓電磁閥的一端，另一端接地， 約100V左右的直流電壓使線圈得電，此時電磁閥推桿動作，產(chǎn)生收縮位移，不再阻撓球體，球體利用其特點與自重對通氣口進行密封，便于有效地抽真空或加壓環(huán)節(jié)。在加熱使用過程中電磁閥工作，球體密封堵截通氣口，在煮飯過程及結(jié)束前3min~5min，電磁閥多次得電、失電，推桿復(fù)位與頂開小球等，泄氣調(diào)壓時使小球與通氣口有1mm~2mm的間隙泄放通道，通過加壓、減壓來調(diào)節(jié)鍋內(nèi)壓力(最大1.2atm)，這樣煮出的米飯不會出現(xiàn)軟硬不均的現(xiàn)象。

(2)安全閥控制原理

安全閥如圖11所示，主要起到對鍋內(nèi)密封加壓與安全泄壓的作用。

密封:抽真空或加熱過程中安全電磁閥工作原理如圖12所示。CPU的②腳輸出高電平，經(jīng)R72限流后接到Q10，其Vbe>0.7V，導(dǎo)通，三極管Q9也導(dǎo)通，交流電經(jīng)D16整流后加到安全閥線圈的一端，另一端接地，線圈兩端有約DC100V的電壓，使安全閥線圈得電，閥體推桿往鍋內(nèi)方向移動，頂著安全閥的閥體機構(gòu)，泄壓孔關(guān)閉，使鍋內(nèi)、鍋外空氣隔絕，這對內(nèi)鍋抽真空、加熱等起到密閉空間的作用。

導(dǎo)氣:當米飯煮熟需要開蓋食用前或者鍋內(nèi)壓力過高時，必須對內(nèi)鍋泄壓，避免高壓力導(dǎo)致對人的危險。泄壓時安全電磁閥失電，電磁推桿受彈簧作用力復(fù)位，不再頂著閥體機構(gòu)，泄壓孔疏通導(dǎo)氣，閥體對鍋內(nèi)壓力進行減壓、泄壓操作。

(3)超壓泄氣閥工作原理

該款I(lǐng)H型電飯煲為了避免調(diào)壓異常，導(dǎo)致鍋內(nèi)因壓力過高產(chǎn)生的潛在危險，一旦壓力超過1.4atm，該機子的超壓泄氣閥，如圖11所示，就會自動打開進行緊急泄氣，確保內(nèi)鍋的壓力在正常的范圍內(nèi)。當內(nèi)鍋壓力恢復(fù)到規(guī)定的氣壓范圍時，該超壓泄氣閥自動關(guān)閉。

2.真空保溫美白技術(shù)

東芝RC-DU10WA IH型高端電飯煲具有頂部鍋蓋(見圖4)和側(cè)部(見圖9)的線繞式保溫發(fā)熱絲，通過保溫發(fā)熱絲以及抽空.調(diào)壓技術(shù)，能夠鎖住鍋內(nèi)的水分，確保保溫40h都不會出現(xiàn)米飯變黃、變硬的現(xiàn)象，口感依舊。

3.H電磁加熱技術(shù)

該IH型電飯煲最大的優(yōu)勢是能依據(jù)電腦設(shè)定的程序和溫度傳感器檢測的數(shù)據(jù)，自動控制、調(diào)節(jié)線盤功率管的工作頻率，從而調(diào)整線盤電磁加熱的功率。該機子用了電磁線盤加熱(如圖13所示)，比傳統(tǒng)底盤發(fā)熱的電飯煲(如圖14所示)更先進，功率可調(diào)，米粒和米飯受熱程度更均勻。IH電磁加熱控制工作原理:線盤控制電路實物圖如圖15所示;電控原理圖如圖16所示。

AC220V電壓通過全波整流橋后變成約310V左右的直流電，經(jīng)C13、L1、C5組成的T型濾波電路，加到線盤與C1電容并接的一端，另一端主要是靠用戶操作控制面板，從而使CPU⑦腳輸出對應(yīng)控制功率電壓的直流電供給驅(qū)動芯片TA831GASG的①腳，通過內(nèi)部芯片的控制在⑦腳輸出不同占空比的PWM，從而控制開關(guān)管Q10由線盤、電容C1和開關(guān)管組成諧振電路，通過開關(guān)管的開關(guān)來控制線盤，從而產(chǎn)生磁力線對電飯煲進行加熱煮飯操作。開關(guān)管工作的頻率越高線盤加熱的速度越快、功率也越大。

功率管的集電極和發(fā)射極并接了3只電阻，分別是R1、R40、R2，這三個電阻主要就是吸收功率管截止時由線盤產(chǎn)生的反峰電壓，避免高電壓擊穿頻繁工作的功率管，為功率管提供一條泄放 、吸收電壓的回路。在實際維修過程中由于電阻燒斷，導(dǎo)致反峰電壓無法有效吸收，久而久之損壞功率管的故障屢見不鮮。

4.智能電控技術(shù)

(1)電控主板接插腳介紹

該款I(lǐng)H型電飯煲電控技術(shù)比較復(fù)雜，為了便于讀者學(xué)習(xí)，下面介紹主控板端口接插線排的功能如圖17所示。

(2)傳感器控制電路原理

該IH型電飯煲安裝了鍋蓋溫度傳感器(見圖18)、鍋底溫度傳感器以及鍋底超熱保護開關(guān)(見圖19)等探頭器件。

主要實施對鍋內(nèi)溫度、內(nèi)膽溫度的控制與超熱保護。其控制原理如圖20所示。

鍋底超熱保護器:鍋底溫度傳感器與鍋底超熱保護器制作安裝于一-體，如圖19所示。

只有當鍋底超熱保護器檢測煲內(nèi)溫度無異常時，開關(guān)電源+20V電壓進入鍋底超熱保護開關(guān)，也只有開關(guān)閉合前提下才有+20V的電壓輸出供給各模塊電路使用。如果該鍋底超熱保護器斷路損壞，整機各控制電路不工作無供電 ，處于無反應(yīng)狀態(tài)。

鍋底和頂蓋溫度傳感器:主要用于檢測內(nèi)膽和鍋內(nèi)的實時溫度，以便控制電磁線圈、側(cè)蓋和頂蓋保溫發(fā)熱絲的實時功率，確保煲內(nèi)米飯的口感。通過精準的溫度控制不會燒煳、燒焦鍋內(nèi)的米飯。鍋底和鍋蓋溫度傳感器采用的是負溫度系數(shù)的探頭，通過檢測鍋內(nèi)溫度的變化提供給CPU的78、79腳不同的電壓值，再通過CPU輸出PWM來控制功率管對電磁線圈保溫發(fā)熱絲進行加熱溫度的控制。在環(huán)境溫度28°C時，檢測鍋底溫度傳感器是73k，鍋蓋溫度傳感器是82k。

(3)防雷濾波電路

為了進一步保護控制主板控制面板，該 IH型電飯煲設(shè)置了一塊防雷濾波板，實物如圖21所示，該濾波板主要起到高電壓保護和濾波的功能。

高電壓保護原理:如圖22所示，輸入的AC220V電壓的橙色線(L) 端串接了一只10A/250V的保險管，之后在火零線之間并接了一只壓敏電阻RV101，一旦瞬間高電壓進入電路，例如雷電竄入，嚴重超過壓敏電阻的峰值電壓(471V )時，RV101瞬間擊穿短路，短路的大電流把保險管熔斷，避免高電壓再進入后面的電路燒毀電控板，保護器件與機子。另外，板子還設(shè)置了電子接閃器，用于泄放高電壓。

濾波原理:為了給電控板提供高質(zhì)量的電源，該防雷濾波板采用了由C101、L101、C102、C103等組成的型濾波器，有效濾除不需要的諧波。

(4)開關(guān)電源控制電路

開關(guān)電源電路設(shè)置在電控主板中，如圖23所示輸入的是AC220V，輸出的是DC20V，開關(guān)電源電路主要采用TOP254PN開關(guān)穩(wěn)壓模塊控制，來調(diào)節(jié)、穩(wěn)定輸出電壓。

開關(guān)電源組成:該開關(guān)電源采用串聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電路如圖24所示，交流220V電壓從T6、T7 端口輸入后接到全波整流橋D1，經(jīng)R10限流和D5防反峰二極管后接到TOP254PN模塊的④腳，經(jīng)內(nèi)部開關(guān)管振蕩工作從⑤一⑧端輸出+20V的電壓，經(jīng)L2和C8組成的LC濾波后得到比較平滑的直流電。

穩(wěn)壓控制原理:如果輸出的+20V電壓過高，采樣電路經(jīng)D8后使穩(wěn)壓管ZD5擊穿，電流變大，從TOP254PN模塊②腳輸入，使內(nèi)部的開關(guān)管振蕩頻率變低，輸出電壓快速調(diào)整穩(wěn)定在+20V;如果輸出的電壓過低，同理，經(jīng)采樣電路后使開關(guān)管振蕩頻率變高，輸出電壓也恢復(fù)到穩(wěn)定的+20V ，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓過程。+20V電壓輸出先進入鍋底的超熱保護器，如果保護器無異常，開關(guān)閉合，直接輸出+20V直流電壓供給電控板各電路:如果鍋內(nèi)溫度異?；蛟摮瑹岜Ｗo器損壞，則會導(dǎo)致無直流電輸出的情況，整機無反應(yīng)。

(5)保溫發(fā)熱絲控制電路

該機子的保溫發(fā)熱絲主要采用線繞式的發(fā)熱體，發(fā)熱量和功率不太大，側(cè)部發(fā)熱絲阻值是2.5k，頂部發(fā)熱絲阻值是1.1k。保溫發(fā)熱絲的電控部分采用固態(tài)繼電器控制，實物如圖25所示，原理圖如圖26所示。

固態(tài)繼電器是目前小功率器件、設(shè)備控制的主要方式，本處采用AQH2223固態(tài)繼電器耐壓是600V，最大工作電流是0.9A，完全能滿足小電流的側(cè)部和頂部發(fā)熱絲的需要?？刂圃?進入保溫程序后，如果CPUB腳輸出高電平，三極管Q2工作，集電極低電平接到固態(tài)繼電器的④腳，而②腳接+20V電壓，因此②、④腳接的內(nèi)部發(fā)光二極管工作，發(fā)射光信號，⑥、⑧腳的可控硅端導(dǎo)通(固態(tài)繼電器內(nèi)部原理如圖27所示)，電源火線(L)經(jīng)可控硅后從⑧腳輸出直接接到頂部發(fā)熱絲的一端，另一端接零線(N)，發(fā)熱絲得電發(fā)熱進行保溫工作。側(cè)部發(fā)熱絲的控制原理與，上述雷同，本處不再一一介紹。

(6)功率管散熱風(fēng)機驅(qū)動電路

雖然功率管、整流橋接了鋁散熱片，但是由于工作時熱量大，單憑鋁散熱片不能滿足高功率時產(chǎn)生大熱量散熱的需求，還需添加散熱風(fēng)機冷卻，如圖28所示，有效改善管子的工作溫度。

工作原理：如圖29所示，啟動電飯煲時，CPU的④腳同時輸出高電平經(jīng)電阻R36后直接接到三極管Q8的基極，Q8導(dǎo)通，直流風(fēng)機一端接+20V，另一端通過Q8接地，風(fēng)機運轉(zhuǎn)，對功率管、整流橋散熱，確保管子在合適的溫度內(nèi)，充分發(fā)揮管子的性能。

(7)蜂嗚器控制電路工作原理

如圖30所示。面板上每按下任何一個按鍵都會產(chǎn)生一個短暫的高電平從CPUI腳輸出，經(jīng)電阻R52后接到三極管Q24基板，024導(dǎo)通，蜂鳴器一端接+20V，另一端經(jīng)R58.Q24接地，蜂鳴器發(fā)出“滴”的聲音。另外、煮熟米飯CPU會連續(xù)發(fā)出4次高電平，經(jīng)024放大后使蜂鳴器也產(chǎn)生4次的“滴、滴、滴滴"蜂鳴聲音。

(8)液晶顯示器電池供電電路

該款H型電飯煲，為了在斷電時也能夠使液晶屏幕上顯示菜單和時鐘，在主板中安裝了一塊3V的電池，如圖31所示。

另外，在煮飯時如果突然斷電，由于有電池供電給CPU，因此下次來電CPU能記憶斷電狀態(tài)信息，啟動后從斷電點繼續(xù)往后工作，而不至于來電后又出現(xiàn)重新煮飯的現(xiàn)象。該電路工作原理如圖 32所示，3V電池經(jīng)電阻R64和防反向電流保護二極管D25后直接接到CPU 18腳保持CPU的一直(持續(xù))供電。

三、常見故障檢修

例1:一臺日本原裝東芝RC-DUIOWA H電飯煲，液晶屏幕有顯示，但是按任何按鍵機于無反應(yīng)。

分析檢修:液晶顯示屏有顯示，但是插上電源后按機子的任何按鍵沒反應(yīng)。打開底蓋，拆下防雷濾波板發(fā)現(xiàn)保險管已熔斷。這是一只10A的保險管，能夠熔斷說明有大電流器件短路。測量壓敏電阻RV101沒問題，電子接閃器保持斷開狀態(tài)也沒有問題，各電容、電阻完好，說明故障不在電源濾波板。把檢查對象轉(zhuǎn)移至 主板，拆卸電控主板(原理參考圖16所示).使用萬用表二極管擋測量功率三極管，發(fā)現(xiàn)管子的集電極(c)與發(fā)射極(e)擊穿短路，卸下故障器件后再測量整流橋正常，當測量與功率管并接的三只電阻時，發(fā)現(xiàn)其中一只電阻R1(270k/1W )斷路，由于斷路導(dǎo)致不能對功率管吸收反峰電壓，久而久之，功率管的集電極與發(fā)射極就會擊穿損壞。更換25A的功率管、270k/1W電阻和10A保險管后故障排除。

例2:一臺日本原裝東芝RC-DU10WA H電飯煲，液晶屏幕有顯示，但是屢燒功率管。

分析檢修:據(jù)用戶反映，該機子在三個月時間內(nèi)已經(jīng)多次更換了功率管，每次維修都是更換功率管和保險管。打開機子底蓋，取出電源濾波板和電控主板，測量保險管和功率管果真又損壞，什么原因?qū)е聦覔p功率管呢?不查清楚絕對不能輕易換新零件。依據(jù)圖16進行查找，供電電壓正常，未發(fā)現(xiàn)外圍的電阻電容等器件損壞，也未見電控板有虛焊、開路的現(xiàn)象，問題在那?據(jù)經(jīng)驗判斷功率管的驅(qū)動芯片TA831GASG內(nèi)部性能老化，導(dǎo)致輸出異常而屢損功率管。更換功率管驅(qū)動芯片TA831GASG (如圖33所示)和保險管后，使用近1年一切正常。

例3:一臺日本原裝東芝RC-10LHE2 H電飯煲，斷電(不接交流電源)時屏幕無顯示。

分析檢修:這是一臺東芝IH型中端電飯煲，斷電時屏幕沒顯示，如圖34所示，要通上電源才有顯示，給使用帶來不便，尤其煮飯過程中突然斷電，必須得重新煮。該故障是CPU斷電沒有了記憶的功能，不會重啟后續(xù)煮。拆開底蓋如圖35所示，取出電控板，使用萬用表測量電控板中的3V電池，發(fā)現(xiàn)電池的電量基本沒有了，如圖36所示。

由于手頭上沒有模一樣管腳的TOSHIBA的CR2450電池更換，于是選用了一顆日立IH型電飯煲使用的Panasonic 3V，CR2450電池換上，故障排除，如圖37、圖38所示。這是IH電飯煲的通病，一般使用2~3年后就會出現(xiàn)此故障，只需要更換電池即可修復(fù)。

例4:一臺日本原裝東芝RC-DU10WA H電飯煲，整機無反應(yīng)。

分析檢修:送修時看到液晶屏幕有顯示，但是按任何按鍵整機無反應(yīng)。開始以為插座松動，反復(fù)多次嘗試后故障依舊。拆開機子觀察保險管沒問題，防雷濾波板也有AC220V電壓送到電控主板的T6.T7腳，測量整流橋沒問題，有DC310V左右的電壓輸出(控制原理參考圖24所示)，測量開關(guān)電源輸出電壓為0V，問題應(yīng)該在開關(guān)電源或因負載短路所致。斷開開關(guān)電源輸出所接的負載，測量負載并無短路測量鍋底超熱保護器正常。上電，測量開關(guān)電源L2輸出電壓仍然為0V，問題應(yīng)該在開關(guān)電源本身。使用儀表測量開關(guān)電源周邊的器件未見異常，估計開關(guān)電源模塊TOP254PN損壞。更換TOP254PN后試機，故障排除。

例5:一臺日本原裝東芝RC-DU10WA IH電飯煲，煮飯有鍋巴。

分析檢修:據(jù)用戶反映近段時間該電飯煲煮起鍋巴的現(xiàn)象越來越嚴重。上電，操作各按鍵正常，依據(jù)原理分析，正常煮飯模式不應(yīng)該出現(xiàn)鍋巴，如果煮飯模式選擇錯誤當然也會形成鍋巴，但是細查后該功能沒問題。拆開機子底蓋，測量鍋底溫度傳感器，發(fā)現(xiàn)阻值異常，在環(huán)境溫度27°C時阻值為175.3k，嚴重超過正常27°C，76k左右的范圍，故障就在于該鍋底溫度傳感器異常(老化)，檢測鍋內(nèi)的溫度不準確導(dǎo)致煮飯有鍋巴現(xiàn)象。

由于該鍋底溫度傳感器與超熱保護器制作于一體，必須整體更換，而市面上沒有全新件，只能在貨場尋找拆機件替換。

例6:一臺日本原裝東芝RC-DU1OWA IH電飯煲，米飯保溫差。

分析檢修;該機子煮飯一切正常，突然某天開始出現(xiàn)米飯進入保溫程序3h左右保溫效果不好，檢修時以為頂蓋膠圈密封不良，檢查后一切正常。進一步細查，發(fā)現(xiàn)進入保溫程序的頂部發(fā)熱絲不工作，但是CPU的78腳有高電平輸出，三極管Q2工作正常，固態(tài)繼電器模塊AQH223的②、④腳有19.6V電壓(正常)，但是測量頂發(fā)熱沒有AC220V電壓，估計AQH2223固態(tài)繼電器損壞所由于手頭上沒有AQH2223，使用AQH1223替換(管腳一樣，僅是輸出電流比AQH2223小，僅為0.6A)后故障排除。

卸下該固態(tài)繼電器，人為在②、④腳加入20V直流電，發(fā)現(xiàn)⑥、⑧腳還是不導(dǎo)通，當把②、④腳電壓升到27V后，⑥、⑧腳導(dǎo)通，由此說明，該器件內(nèi)部發(fā)光或接收部分老化，維修中要注意此故障，避免走彎路。