電磁爐作為利用電磁感應現象來工作的烹飪廚具，無需明火加熱，因此高效又節能。目前，其發展趨勢以及市場前景十分樂觀，但想要在競爭激烈的市場中占有更大的份額，技術含量、品質以及功能都要引起重視。東芝提供的電磁爐解決方案，請跟隨芝子的腳步來看看吧。

一基本構造

在剖析方案之前我們首先要了解電磁爐的整個內部的基本構造，然后才能對模塊的整合進行布局。

圖1.東芝電磁爐總體設計框架圖

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IGBT驅動線圈，使得線圈產生磁場，利用電磁感應原理在鍋底產生渦流發熱。另一部分則是需要經過整流、DC-DC轉換、穩壓等操作把穩定的直流電輸送到控制系統中的各個功能模塊。對于檢流器模塊電路，原理圖如下圖所示：

圖2. 檢流器模塊設計原理圖

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在使用內置定時器和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體自主研發的TMPM383FSUG產品，基于ARM Cortex M3核架構，具備封裝小、功耗低的特點，在降低系統成本和提升開發效率上都有較好的代表性。柵極驅動一般推薦使用柵極驅動光耦，這類器件具備高擊穿電壓、效率高功耗低的特性，可以根據特征電路的設計去選擇使用的器件。東芝半導體研發生產的TLP5771H、TLP5772H、TLP5774H、TLP5751H、TLP5752H、TLP5754H等器件，采用SO6L小封裝，在軌對軌的傳輸過程中至少能減少10%的損耗，如果需要兼顧內置保護功能，也可以選擇TLP5231進行參考設計。驅動級的IGBT器件在設計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，而東芝半導體推出的GT50JR21、GT50JR22能夠很好的在電路中進行適配。此外，東芝半導體自研的TLP7820采用SO8L小型封裝，低電流消耗的同時還可對電流進行高精度檢測，在隔離放大電路中具備重大的參考價值。

電磁爐的散熱主要由內置的風扇承擔，顯示部分分別由7段數碼管動態顯示和狀態顯示燈組成。對于風扇和狀態燈部分的方框圖如下所示：

圖3. 風扇和狀態燈設計原理圖

可以看出這兩部分設計非常簡潔，左側的風扇散熱電路使用的電機電源來自于DC-DC轉換電路，圖中的MOSFET作為電機的開關，接收MCU的命令。東芝半導體自主研發的U-MOS系列MOSFET產品SSM3K56MFV、SSM6N56FE具備低導通電阻、柵極輸入電荷小、快速切換的特性，可以更好的保護風扇電機正常工作。同時為了防止電機信號對MCU的正常工作的影響，在MCU和電機之間還會加入光耦器件來隔離電氣影響，推薦使用東芝半導體研發生產的TLP183、TLP185。右側的狀態指示燈電路就更加簡明了，交流電經過整流器變成直流電，然后經過直流轉換器、線性穩壓單元給指示燈供電，燈顯的控制命令同樣來自MCU的控制。電源整流電路部分推薦使用東芝整流二極管CMG06A。

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