電磁爐作為利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象來(lái)工作的烹飪廚具，無(wú)需明火加熱，因此高效又節(jié)能。目前，其發(fā)展趨勢(shì)以及市場(chǎng)前景十分樂(lè)觀，但想要在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中占有更大的份額，技術(shù)含量、品質(zhì)以及功能都要引起重視。東芝提供的電磁爐解決方案，請(qǐng)跟隨芝子的腳步來(lái)看看吧。

一基本構(gòu)造

在剖析方案之前我們首先要了解電磁爐的整個(gè)內(nèi)部的基本構(gòu)造，然后才能對(duì)模塊的整合進(jìn)行布局。

圖1.東芝電磁爐總體設(shè)計(jì)框架圖

首先分析電源部分，引入的交流電被分為兩部分，一部分是將交流電整流后經(jīng)IGBT驅(qū)動(dòng)線圈，使得線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，利用電磁感應(yīng)原理在鍋底產(chǎn)生渦流發(fā)熱。另一部分則是需要經(jīng)過(guò)整流、DC-DC轉(zhuǎn)換、穩(wěn)壓等操作把穩(wěn)定的直流電輸送到控制系統(tǒng)中的各個(gè)功能模塊。對(duì)于檢流器模塊電路，原理圖如下圖所示：

圖2. 檢流器模塊設(shè)計(jì)原理圖

二MCU

MCU是命令的接受和指揮中心，而在電磁爐工作中需要MCU在使用內(nèi)置定時(shí)器和ADC條件下依舊具備低功耗的功能特性，這里推薦使用東芝半導(dǎo)體自主研發(fā)的TMPM383FSUG產(chǎn)品，基于ARM Cortex M3核架構(gòu)，具備封裝小、功耗低的特點(diǎn)，在降低系統(tǒng)成本和提升開(kāi)發(fā)效率上都有較好的代表性。柵極驅(qū)動(dòng)一般推薦使用柵極驅(qū)動(dòng)光耦，這類(lèi)器件具備高擊穿電壓、效率高功耗低的特性，可以根據(jù)特征電路的設(shè)計(jì)去選擇使用的器件。東芝半導(dǎo)體研發(fā)生產(chǎn)的TLP5771H、TLP5772H、TLP5774H、TLP5751H、TLP5752H、TLP5754H等器件，采用SO6L小封裝，在軌對(duì)軌的傳輸過(guò)程中至少能減少10%的損耗，如果需要兼顧內(nèi)置保護(hù)功能，也可以選擇TLP5231進(jìn)行參考設(shè)計(jì)。驅(qū)動(dòng)級(jí)的IGBT器件在設(shè)計(jì)中往往需要考慮到器件是否具備快速切換、低飽和壓降的功能，而東芝半導(dǎo)體推出的GT50JR21、GT50JR22能夠很好的在電路中進(jìn)行適配。此外，東芝半導(dǎo)體自研的TLP7820采用SO8L小型封裝，低電流消耗的同時(shí)還可對(duì)電流進(jìn)行高精度檢測(cè)，在隔離放大電路中具備重大的參考價(jià)值。

電磁爐的散熱主要由內(nèi)置的風(fēng)扇承擔(dān)，顯示部分分別由7段數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示和狀態(tài)顯示燈組成。對(duì)于風(fēng)扇和狀態(tài)燈部分的方框圖如下所示：

圖3. 風(fēng)扇和狀態(tài)燈設(shè)計(jì)原理圖

可以看出這兩部分設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)潔，左側(cè)的風(fēng)扇散熱電路使用的電機(jī)電源來(lái)自于DC-DC轉(zhuǎn)換電路，圖中的MOSFET作為電機(jī)的開(kāi)關(guān)，接收MCU的命令。東芝半導(dǎo)體自主研發(fā)的U-MOS系列MOSFET產(chǎn)品SSM3K56MFV、SSM6N56FE具備低導(dǎo)通電阻、柵極輸入電荷小、快速切換的特性，可以更好的保護(hù)風(fēng)扇電機(jī)正常工作。同時(shí)為了防止電機(jī)信號(hào)對(duì)MCU的正常工作的影響，在MCU和電機(jī)之間還會(huì)加入光耦器件來(lái)隔離電氣影響，推薦使用東芝半導(dǎo)體研發(fā)生產(chǎn)的TLP183、TLP185。右側(cè)的狀態(tài)指示燈電路就更加簡(jiǎn)明了，交流電經(jīng)過(guò)整流器變成直流電，然后經(jīng)過(guò)直流轉(zhuǎn)換器、線性穩(wěn)壓?jiǎn)卧o指示燈供電，燈顯的控制命令同樣來(lái)自MCU的控制。電源整流電路部分推薦使用東芝整流二極管CMG06A。

東芝半導(dǎo)體致力于提供可靠和環(huán)保的半導(dǎo)體產(chǎn)品。在半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)、制造和工藝方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)實(shí)力。多年來(lái)持續(xù)投入大量資源和研發(fā)資金來(lái)開(kāi)發(fā)先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù)，使其產(chǎn)品具備競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)擁有先進(jìn)的半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備和制造工藝，能夠高效生產(chǎn)高質(zhì)量的半導(dǎo)體產(chǎn)品以滿足客戶的需求。

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