Индукционная плита

4 сентября 2014


Рис. Индукционная плита в разобранном состоянии.

Введение.

До недавнего времени считали, что электрическая плита – довольно простое устройство, и в принципе не требует серьезных знаний от ремонтника. А схемы для электроплит придумали трусы, которые желтый провод не могут отличить от синего провода. Так бы и остались при своем мнении – пока не столкнулись с  индукционной плитой. Во первых выяснилось, что абсолютно не знали, что такое индукционная плита, ошибочно принимая ее за инфракрасную плиту. Во вторых уровень электроники хоть и не сложен, но заставил поискать схему в интернете, так как без схемы понять, как работает это чудо устройство практически невозможно. Надпись на шильдике утверждает о производителе в Нидерландах, надпись на материнской плате говорит о китайских корнях.  

Устройство индукционной плиты.

Нагрев на индукционной плите происходит за счет индукции. Не смотря на тавтологию это означает следующее, об эту плитку нельзя обжечься, на этой плитке можно готовить только в железной или чугунной посуде. Нужен такой девайс на кухне вопрос к профессионалам, судя по рекламе готовка на данной плите происходит без выделения лишнего тепла, так как варочная панель не нагревается. В разобранном состоянии плита вызывает противоречивые эмоции - большой вентилятор, массивный радиатор и просто впечатляющий фильтр.


Рис. Требования к охлаждению силовой электроники довольно высоки, этим объясняется большой размер лопастей охлаждающего вентилятора

Большой вентилятор, массивный радиатор и просто впечатляющий фильтр. Большой вентилятор говорит о тяжелом тепловом режиме работы силовой цепи раскачивающей нагревательную петлю, само наличие вентилятора ставит крест на бесшумной работе.


Рис. Мощный радиатор, но рука китайского токаря дрогнула, и оттяпала от радиатора почти сантиметр алюминия.

Мощный алюминиевый радиатор - 3,5 кВт выходного каскада надо как то охлаждать, соответственно можно предположить, что работа индукционной плиты совсем уж не такая и холодная, тепло с радиатора все равно выкидывается наружу, а значит, повышает окружающую температуру. При осмотре радиатора не обошлось без курьезов, радиатор имеет размеры явно меньше, чем это изначально предполагалось, не хватает даже закрыть силовой транзистор.


Рис. Даже экономные китайцы не стали экономить на сетевом фильтре индукционной плиты.

Гипертрофированно большой сетевой фильтр говорит о простом факте, силовой индукционный контур фонит гармониками настолько хорошо, что даже китайский производитель не стал скупится на фильтрах.

Ремонт.

Индукционная плита HENDI 3500 watt (Induction 239780) материнская плата BT-2010T5(V09). Отсутствие опыта ремонта подобных устройств дало свои отрицательные результаты, ремонт несколько затянулся. К сожалению с первого раза схему на индукционную плиту найти не удалось, начали разрисовывать свой вариант, как оказалось зря, схему нашли, но наработки остались.

Схемы именно на индукционную плиту HENDI 3500 watt найти не удалось, но вскоре выяснилось все китайские плиты выполнены по одной схеме и принципу работы, поэтому с 90% точностью подошла схема с плиты Better. Схема настолько точна, что совпадают даже названия элементов на плате, правда, на схеме они не все, на плате элементов чуть больше.


Рис. Схема индукционной плита HENDI 3500 watt.Нарисована довольно необычно, но при желании можно понять что куда.

Схема есть так же в хорошем качестве (скачать в PDF).

Сердцем всего электронного блока является специфический микроконтроллер S6F9454 со встроенной дрыгалкой на борту. Судя по наклейке на борту 350Q-H(A), на борту находится память, но достучаться до нее не удалось.


Рис. Микроконтроллер S6F9454 со встроенным ШИМ контроллером на борту.


BUZ/FAN – (5 pin P20/T0) выходной сигнал, включает вентилятор. Алгоритм работы при включенной индукционной плите U=0В, при включении нагревателя U=4В, после выключения нагревателя, сигнал продолжает удерживаться 1,5-2 мин.
T-IGBT - (15 pin P04/AD4) входной сигнал, снимается с делителя - терморезистора RT (3950-10K) и резистора R6 (1К). Терморезистор RT (3950-10K) установлен на одном из IGBT транзисторов (не на радиаторе). При нормальной температуре (25С) на вход приходит около U=0,5В, при перегреве около U= 3-4В

PWM – (13 pin PWM/AD6) выходной сигнал. Сигнал с ШИМ, управляет силовыми ключами нагревательного элемента. Частота около 50кГц. Сигнал появляется сразу после подачи питающего напряжения на микроконтроллер. По наличию сигнала можно косвенно судить по исправности микроконтроллера.

INT – (19 pin P00/INT0) выходной сигнал. Этим сигналом закрывается драйвер Q7(8050), Q8(8550) силовых ключей. При этом сигнал PWM продолжает выдавать меандр.

CN4-5 – (4 pin Reset) никуда не подключен, даже к +5В. Контакт уходит на плату индикации и там просто висит в воздухе.

PAN - (19 pin P24) входной сигнал. Сигнал формирующийся из разности сигналов H1 и H2, сигнал говорит о том, что на рабочей поверхности находится железный предмет, например кастрюля.

V-AD - (12 pin P07/AD7) входной сигнал. Сигнал индикатор входного напряжения на силовом диодном мосте.

I -AD - (16 pin P02/AD2) входной сигнал. Сигнал индикатор с токового трансформатора CT1, его наличие говорит, что по силовому диодному мосту течет ток.

 

Поломка №1 Не работает вентилятор.


Рис. Схема включения вентилятора. Простота схемы усложняется алгоритмом работы.

Не смотря на простоту поломки, без схемы было довольно разобраться. Как оказалось, все довольно просто, при включении в сеть, вентилятор не включается, при включении нагревательного элемента – вентилятор включается, и при выключении нагревательного элемента продолжает работу еще 1,5-2 минуты. Сигнал BUZ/FAN с процессора выходил (точка B) на базе транзистора (точка A) отсутствовал. Прозвонка показала пробитый переход Б-Э и переход Б-К в обрыве у транзистора (по схеме) Q1 (8050). После замены транзистора Q1 (8050) вентилятор заработал.  

 

Поломка №2 Не работает нагреватель.


Рис. Набор механика для изучения принципа работы индукционной плиты.

При включении агрегата, микроконтроллер выдавал сигнал на включение вентилятора. Но медная петля включаться отказывалась. Сигнал PWM с микроконтроллера блокировался и через некоторое время отключался дисплей.


Рис. Сигнал PWM, таким выходит с микроконтроллера. Но блокируется IC3B (LM339 1 pin), а значит,  раскачки нагревательного элемента нет.

На лицо не только блокировка нагревательного элемента, но и наличие обратной связи. Ремонт начинаем с проверки блока питания, результат не заставил себя ждать – вместо положенных 18В, в наличии только 12-14В. Путем нехитрых измерений и визуальной оценки силовых элементов получается потребляемая мощность 10 Вт, а выдаваемая 5Вт, как результат провал по напряжения при пиковой нагрузке. В этом месте стоило было остановится и немного подумать, но такого не случилось, все силы были брошены на доработку блока питания. В результате инженерных доработок добились стабильных 16в на выходе при пиковой нагрузке, больше не получалось – ВЧ трансформатор явно не мог выдать больше.  Ремонт тогда пошел в другую сторону, из схемы вырвали IC3 (LM339) и начали моделировать каждый узел отдельно. Все датчики работали идеально, даже удалось раскачать нагревательную катушку внешним генератором на 5-10% мощности, все элементы были рабочие, но собранные воедино отказывались работать. Моделирование работы и изучения принципа работы печки могло бы затянуться надолго, если бы не появился специалист по кухонному оборудованию, который и починил все устройство в течение одной секунды.


Рис. При помощи вот такого нехитрого приспособления была починена индукционная плита, кстати пластина лежала на включенной плите всего 2 секунды.

Для включения индукционной плиты надо было просто положить на нагревательный элемент кусок металла побольше. Собственно все оказалось очень просто требовался изменить добротность колебательного контура путем внесения относительного большого куска металла, на простую отвертку -  печка отказывалась реагировать. Проблема с питанием разрешилась сама собой, для микроконтроллера требовалось стабильное питание +5В, которое получалось со стабилизатора 7805, а IC3 (LM339) работала в режиме компаратора, без опорного напряжения и требований к питающему напряжению +18В фактически не было.

Не обошлось и без экспериментов, 20-ти килограммовая гиря за одну минуту раскаляется так, что за основание нельзя прикоснутся – сильно горячо, в то время как ручка гири была абсолютно холодная.  

 

 

Теги: