电磁炉设计说明书

会隐患，特 别适合地下室，高层建军筑等厨房。
改善环境：无明火燃烧，减少热量散发。提高能源使用效率，降低厨房环 境温度。无鼓风机装置，降低厨房噪音。
精确温控，大范围功率无级调节，与先进电脑控制技术的运用，可以精确 控制烹饪温度。既节能又保证食品的美味，更重要的是利于中菜菜肴制作标准 化的推广。
因此，设计家用电磁炉系统，顺应时代的发展，对社会的发展有巨大影响。
节省开支：与第二代炉具相比，可节省能源开支约 60%。
提高效率：与第二代炉具相比，烹饪时间节省 30%以上。
绿色环保：无燃烧废气排放，不消耗氧气，无噪音，无余存留，工作环境
清新。
操作简便：一键式操作与数码显示，智能化电脑控制技术具备自动检测锅
体，过热及空烧保护，过载保护功能。
安全可靠：无明火燃烧，无废气排放，无燃料泄漏，可避免人员及环境安
主要技术指标
一、基本功能 ~ 检测压力，功率 ~ 显示功率 ~ 无压报警
二、主要技术参数 ~ 功率范围 ： 500W，1000W，1800W ~ 压力检测 ： ~ 温度检测： ~ 功率显示 ： 四位数码管
~ 按键功能 ： 开，关，烧水，煎炸，功率 500W，1000W，1800W ~ 报警方式 ： 三极管驱动的蜂鸣音报警
第一章 绪论
1.1 选题的背景
家用电磁炉已有百年，最早源于欧洲，仅供皇家贵族使用，号称炊具中
的“皇冠”。由于其煎、炒、炸、煮、炖无一不能，且其体积小、携带方便，
能最大限度地节约厨房空间，目前在一些发达国家普及率超过 80％；在台湾，
8 5％以上家庭普及电磁炉，平均家庭占有率达到 2 台；在日本，与洗碗机、
1.2 设计过程以及工艺要求
主要研究内容 本次设计中的电磁炉具有开，关，烧水，煎炸功能，设计的该电磁炉具有
500w，1000w，1800w 三个功率选择，此外，根据电磁炉的使用功效，比较选择 出合适的压力传感器，湿度传感器，并且设计了电磁炉各个模块的电路图以及 相应的电路原理分析。
研究与设计方法 1、压力传感器的选择 2、湿度传感器的选择 3、双通道的模拟信号的采集 4、模数转换芯片的选择 5、各主要电路的设计和分析
作用。
第二章 方案的设计
2.1 压力传感器的选择
压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自 控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、 石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，下面就简单介绍压力传感 器原理及其应用。
压电压力传感器原理 压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。 其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的， 在一定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电 性质完全消失（这个高温就是所谓的“居里点”）。由于随着应力的变化电场变 化微小（也就说压电系数比较低），所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而 酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数，但是它只能在室温和湿度比较 低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体，能够承受高温和相当高的 湿度，所以已经得到了广泛的应用。 现在压电效应也应用在多晶体上，比如现在的压电陶瓷，包括钛酸钡压电 陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。 压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量， 因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。 实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。 压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感 器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等 优异的特点。压电式传感器既可以用来测量大的压力，也可以用来测量微小的 压力。
课程名称：工程测试技术
设计题目： 院 系： 专 业： 年 级： 姓 名： 指导教师：
家用电磁炉设计 机械工程系
西南交通大学峨眉校区
年月日
课 程 设 计 任 务书
专业
姓名
学号
开题日期： 年 月 日
完成日期：
年月日
题 目 家用电磁炉设计
一、设计的目的 电磁炉，是现代厨房革命的产物，它无需明火或传导加热而让热直接在锅底 产生，因此热效率得到极大提高。本次设计以单片机为核心，配合各类传感器， 研究电磁炉硬件系统和软件系统的设计。
工作环境清新，智能控制，操作方便，是不受工作场所限制的安全、节能、环
保、高效产品，是当今引领潮流的最时尚最提倡的烹饪新模式-无火烹饪，必不
可少的产品，此模式现正被广泛釆用
以下是对电磁炉的一些优势的列举：
功能齐全：具有以油或可燃气体为燃料德第二代炉具的煎、炒、煮、蒸、炖、
焖、扒、煲等各类烹调功能，特别符合燃料供应不便及安全条件受制场合
垃圾处理机并列，成为厨电新“三宝”。
20 世纪 80 年代初，电磁炉与
空调、彩电、冰箱等一起进入中国。虽然 90 年代初也曾掀起过一股猛烈的旋
风，但由于电磁炉的技术要求高，许多厂家又急功近利，片面以价格战争夺市
场，导致消费者质量投诉频繁，终于在热了一阵后急转直下，归于沉寂。
家用电磁炉，已改变和产生了烹饮的新模式-无火烹饪，顺应了社会进步的
3.1.1 压力信号采集....................................... 14 3.1.2 炉面传感器与 IGBT 热敏电阻取样 ...................... 16 3.2 电路模块分析 ........................................... 18 3.2.1 LC 振荡电路： ...................................... 19 3.2.2 同步及振荡电路 ..................................... 21 3.2.3 IGBT 高压保护电路 .................................. 22 3.2.4 PWM 脉宽调控电路 ................................... 23 3.2.5 IGBT 驱动电路 ...................................... 24 3.2.6 浪涌保护电路 ....................................... 25 3.2.7 电流检测电路 ....................................... 26 3.2.7 电压检测电路 ....................................... 27 3.2.8 电源供电电路 ....................................... 28 3.2.9 蜂鸣器报警电路 ..................................... 30 3.2.10 锅具温度检测电路 .................................. 30 3.2.11 IGBT 温度检测电路 ................................. 31 3.2.12 风扇驱动电路 ...................................... 32 3.2.13 主电源 ............................................ 32 3.2.14 显示控制部分 ...................................... 33 3.2.15 蜂鸣器驱动电路 .................................... 34 3.2.16 微电脑主控芯片 IC.................................. 35 3.3 针对现在的产品存在问题提出的一些改进 .................... 36 第四章 设计总结与参考文献 ................................. 37 4.1 设计总结 ............................................... 37 4.2 参考文献 ............................................... 38
陶瓷板，用于控制炉面锅具的温度。 6、加热线盘：位于壳内，主工作器件，发射磁力线，自身也会发热。 7、主 控 板：又叫电源板、主板，位于壳内，作为电转换的控制的主工作部分。 8、电源线及线卡：连接市电与电磁炉，提供电源通道。 9、电 风 扇：位于壳内，通过吸风将炉内热量带出壳外，起降温作用。 10、下 盖： 用耐温塑料制成，作为电器的下保护壳，及支撑内部器件及锅具
二、设计的内容及要求
本次设计中的电磁炉具有开，关，烧水，煎炸功能，设计的该电磁炉具有 500w，1000w， 1800w 三个功率选择，此外，根据电磁炉的使用功效，比较选择出合适的压力传感器，湿 度传感器，并且设计了电磁炉各个模块的电路图以及相应的电路原理分析。
三、指导教师评语
四、成 绩
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指导教师
(签章)
年月日
摘要
电磁炉是利用电磁感应原理制成的，在励磁线圈中通以交流电，产生交变磁场。 由于电磁感应效应，在铁或不锈钢制成的金属锅中会产生涡电流，电流的焦耳 热就可以对食物进行加热和烹饪。这种最新的加热方式，能减少热量传递的中 间环节，可大大提升制热效率，比传统炉具节省能源一半以上。本次设计主要 是从传感器和电磁炉主要电路方面对电磁炉进行一个简要的设计。
1.4 电磁炉组装结构图
电磁炉整机零件一般包括如下： 1、陶瓷板： 又叫微晶玻璃板，位于电磁炉顶部，用于锅具的垫放，具有足够
机械强度，耐酸碱腐蚀，耐高低温冲击。 2、上 盖： 用耐温塑料制成，作为电器的外保护壳。 3、面 膜： 用塑料薄膜制成，用于功能显示及按键操作指示。 4、灯 板： 又叫显示控制板，位于壳内，进行功能显示及功能按键操作。 5、炉面传感器组件：位于壳内，嵌在发热盘的中间，用橡胶头或其它方式顶住
关键词：电磁炉 传感器 主要电路
目录
第一章 绪论 ................................................ 4 1.1 选题的背景 .............................................. 4 1.2 设计过程以及工艺要求..................................... 5 1.3 电磁炉基本原理介绍....................................... 6 1.4 电磁炉组装结构图......................................... 7 第二章 方案的设计 .......................................... 9 2.1 压力传感器的选择......................................... 9 2.2 炉面传感器与 IGBT 传感器.................................. 9 2.3 信号采集通道 ........................................... 10 第三章 系统总体设计 ....................................... 14 3.1 信号采集 ............................................... 14
1.3 电磁炉基本原理介绍
电磁炉的加热原理： 电磁炉又称电磁灶，分为工频（低频）和高频两种。其中，工频电磁炉工
作简单可靠，但躁声大，热效率低，这里所说的电磁炉指高频电磁炉。 电磁炉是利用电磁感应原理将电能转换为热能的工作原理。由整流电路将
50/60Hz 的交流电压转换成直流电压（AC-DC-AC、交流-直流-交流），再经过 控制电路将直流电压转换成频率为 20~35KHz 的高频电压，高速变化的电流流 过线圈产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿底部金属体内产 生无数的小涡流，使器皿本身自行高速发热，然后再加热器皿内的东西，达到 用户使用的结果，如下图：
要示。
电磁炉高的能源利用率，改善环境具技术的革新，产品的更新换代是大势所趋，
以高新技术为依托，以电源为供应的第三代炉具，不锈钢密封外壳，无需耐火
砖，炉面无热度，重量轻，是利用电磁互变，产生高频电流。形成高频磁场，
磁力线于锅内产生大量涡流，锅内粒子剧烈运动产生热量，瞬间即能获得极高
温度，电能变热能转化率高达 95%，无明火，不消耗氧气，无燃料废气产生，