1.2　电磁炉的工作原理与组成

1.2.1　电磁炉的工作原理

电磁炉的工作原理说起来既简单也复杂，简单是因为电磁炉是利用锅具切断电磁线圈从而使其摩擦产生热量的；说它复杂是因为日常生活中常见的电风扇、洗衣机及彩色电视机等，它们在通电工作一段时间后，外壳上会有热量散出，这种热量不仅浪费能量，而且会对线缆本身产生一定的损耗，而电磁炉正是利用了这点，在需要大量电磁涡流的热效应产生就需要匹配相关元件，于是这就让电磁炉变成了一台高压变压器，加热线圈相当于变压器的初级，锅具相当于是变压器的次级，当初级线圈即加热线圈盘通过高频交变电流时，次级即锅具上便产生感应电流（涡流），该感应电流便通过锅具自身电阻发热，产生热量，达到加热食物的目的，如图1-5所示。

如图1-6所示，电磁炉内的谐振线圈（俗称线盘）和谐振电容通过电压谐振产生交变磁场，当将符合要求的平底锅具放在电磁炉的炉面上时，锅具底部的金属部分对该交变磁场进行切割，使锅具底部的金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具的分子高速无规律地运动，分子互相碰撞、摩擦后就会产生热能，使锅具自身快速发热，从而对锅内的食物进行加热，达到烹饪目的。因此，电磁炉加热方式的热效率要比其他炊具的热效率高许多，如图1-6所示为其热效率对比。

1.2.2　电磁炉的外部结构

从外观上来看，电磁炉主要是由上板、炉台面板、操作面板、底座、散热口、铭牌标识等部分构成的，如图1-7所示为典型电磁炉的实物外形。

电磁炉的炉台面板与电磁炉其他外壳部分结构不同，采用高强度、耐冲击、耐高温的陶瓷或适应微晶材料制成，在加热状态下热膨胀系数小，可径向传播热量。电磁炉的炉台面多为圆形和方形两种，并且其面板的花色也有所不同，主要有印花板、白板和黑板，如图1-8所示。

电磁炉的操作面板上一般都设有电源开关、功能开关按键、火力调节旋钮、温度指示灯、显示屏等，如图1-9所示，用户可以通过操作面板的按键实现对电磁炉的工作控制，电磁炉再通过指示灯或显示屏显示出电磁炉的工作状态。

电磁炉的散热口位于角落处，如图1-10所示。电磁炉内部产生的热量可以通过散热风扇的作用，由散热口及时排出，降低炉内的温度，利于电磁炉的正常工作。

电磁炉的品牌、型号、功率、产地等，都通过其铭牌标识进行表示，如图1-11所示为电磁炉的铭牌标识。通过铭牌标识主要是了解其供电电压和最大输入功率，以便了解家庭中的电源能否提供其消耗功率。

1.2.3　电磁炉的内部结构

将电磁炉外壳拆开，可以一目了然地看到电磁炉的内部，电磁炉主要是由电源供电及功率输出电路板、检测控制电路板、操作显示电路板以及炉盘线圈（又称线圈盘）、风扇散热组件等几部分构成的，如图1-12所示为典型电磁炉的实物内部。

①电源供电及功率输出电路板主要包括市电输入和整流滤波电路、电流检测电路、功率输出电路等，如图1-13所示为典型电源供电及功率输出电路板。其主要功能是将AC 220V市电提供的电能直接经高压整流滤波电路（如桥式整流电路、滤波电容等）生成DC 300V电压送入功率输出电路，由IGBT管（门控管）、炉盘线圈、谐振电容形成高频高压的脉冲电流，与铁质炊具进行热能转换。由于该电路板工作的功率较大，因此设有电流检测、电压检测等监控电路，以确保电磁炉中的重要元器件不被损坏。

②检测控制电路板主要包括MCU智能控制电路（微处理器控制电路）、锅质检测电路、IGBT过压保护电路、浪涌保护电路、同步振荡电路、PWM调制电路、IGBT驱动电路、温度检测电路、风扇驱动电路、报警驱动电路等，如图1-14所示为典型检测控制电路板。其功能主要是由MCU智能控制电路对同步振荡电路、PWM调制电路、IGBT驱动电路进行控制，使其能够驱动功率输出电路中的IGBT管（门控管）。在该电路板上还设有各种保护电路，如浪涌保护电路、IGBT过压保护电路等，对电磁炉各个工作点进行监控，从而确保使用安全。

③操作显示电路板是由操作按键（或开关）、键控指令形成电路、指示灯、显示屏等构成的，如图1-15所示为典型操作显示电路板。其功能主要是用于接收人工操作指令并送给MCU智能控制电路，由MCU智能控制电路进行处理，再输出控制指令，如开/关机、火力设置、定时操作等，并通过指示灯、显示屏将电磁炉工作状态显示出来。