如何提高电磁炉的稳定性及降低返修率

　　烧机率居高不下的现象是电磁炉行业目前最突出的售后问题之一，阻碍电磁炉行业的发展。由于电磁炉独特的工作原理，其中高压、大功率电子零件的损坏在返修率中占最大的比重。这种故障往往给用户带来诸多麻烦，如火灾安全隐患、用户供电系统过流跳闸、高昂的维修费用等。目前降低高压、大功率电子零件的损坏率是降低电磁炉返修率、提高电磁炉可靠性的关键。设计优良的电磁炉应该有完整且设计合理的结构设计和保护电路，但是一些螺丝刀工厂为了降低设计成本和材料成本，省略和忽略了相应的保护措施，导致烧机的发生；同时，即使设计合格，但相关零件不合格、零件的累计公差或制造工艺隐患也会导致烧机的发生。降低电磁炉的烧机率、提高电磁炉的稳定性是整个行业急需解决的难题。据专业调查数据显示，超过80%的消费者最关心的是电磁炉的质量问题，很显然产品质量是电磁炉各厂家获得市场的首要保证。

　　统计分析认为：造成烧机主要隐患来自以下三个方面：设计、制造、使用。其中设计隐患为主要原因，主要常见问题有以下几个方面：

　　1、线圈盘相关参数设计不合理和品质较差：线圈盘是电磁炉里核心关键元器件之一。其安全隐患主要表现在：a、为了节省成本，导致多股漆包铜线的等效截面积不足，在额定的工作电流下发热严重，超出漆包线的耐温。 b、漆包线绝缘等级较差，外层绝缘漆易破损，发生匝间短路。这些隐患易引起线圈盘高温烧毁，甚至可能会发生整机的火灾事故。且一般很难在较短工作时间中暴露故障。选用设计合理、品质优良的线圈盘是保障电磁炉长期稳定工作的重要因素之一。

　　2、高压直流电容和高压谐振电容的耐压、耐温特性差：适合电磁炉选用的高压电容工作在高频、高电流条件下，须具备耐高温、耐高压、良好的自愈性等优良特性。目前由于高压电容引起电磁炉损坏，其主要表现在高压电容短路、爆裂、容量降低等现象。

　　3、散热风道设计不合理：由于电磁炉内部散热风道设计不合理，散热效率太低，内部温度过高，导致高压电容、IGBT、线圈盘等高发热量的电子零件长时间处于高温的环境里工作，大大缩减其有效工作时间。设计优良的散热风道，具有足够的进风量、排风量和较高的散热效率，能够有效的降低电磁炉内部的温升，电磁炉才能长期稳定稳定工作。

　　4、电磁炉内部溢水：在用户烹饪、清洁擦拭过程中极易发生溢水情况。由于整机结构设计不当，容易使大量水渗漏到电磁炉内部，就极易造成相关电路短路，轻则显示错乱、按键无反映、无功率输出，重则腐蚀PCB铜箔线路、IGBT损坏。渗漏的路径主要集中在以下几处：陶瓷板与上盖的缝隙、控制面膜与上盖的缝隙、风扇的入风口、尾部的排风口。在设计电磁炉结构时也应充分考虑结构的防溢水功能。

　　5、电力线路的浪涌冲击电路保护无效：当电力供电回路中发生电压浪涌时，导致IGBT集电极电压瞬间增高，而电磁炉的相应保护电路未及时关断IGBT栅极，IGBT既而损坏。因此合格的电磁炉浪涌保护电路要具备足够快的反应能力及可靠的关断能力和合适的浪涌冲击保护阈值。

　　6、IGBT的Vces抑制阈值设置太高：目前市场上主流电磁炉机型是单管IGBT谐振电路，其缺点是IGBT的耐压要求较高，目前自谐振荡方式的电路，一般IGBT的耐压>1200V。但目前有很多电磁炉在设计过程中受成本和器件参数限制，设计时没有留有足够的裕量。故在电磁炉工作过程中，若出现电源电压过高、工作状态切换时产生瞬间冲击、铁锅挪离灶板或空载、相关零件的参数偏差等情况，造成IGBT的集电极和发射极之间电压实际值（Vce）过高，IGBT长时间受到超负荷的高压冲击，最终IGBT将会提早疲劳损坏、击穿。因此，应在设计时留有足够的裕量，确保批量生产时不会出现因为各个零件公差累加而导致出现IGBT的Vce抑制阈值过高情况,消除潜在的隐患。

　　7、上电瞬间IGBT的保护：有些电磁炉的电路设计不合理或零件参数的偏差，在电磁炉的上电瞬间，其IGBT相关驱动电路建立稳态时间存在不同步现象，导致IGBT的栅极未可靠的关断，出现不应该有的瞬时导通；当此瞬时导通的时间足够长时，IGBT就可能过流烧毁。在设计电路时，必须确保IGBT的栅极在上电时第一时间处于稳定的关断截止状态。

　　8、IGBT驱动电路的驱动能力差：一个理想的IGBT 驱动器应具有以下基本性能:(1) 动态驱动能力强,能为IGBT 栅极提供具有陡峭前后沿的驱动脉冲。当IGBT 在硬开关方式下工作时,会在开通及关断过程中产生较大的开关损耗。这个过程越长,开关损耗越大。器件工作频率较高时,开关损耗甚至会大大超过IGBT 通态损耗,造成管芯温升较高。这种情况会大大限制IGBT 的开关频率和输出能力,同时对IGBT 的安全工作构成很大威胁。IGBT 的开关速度与其栅极控制信号的变化速度密切相关。IGBT 的栅极特性呈非线性电容性质,因此,驱动器须具有足够的瞬时电流吞吐能力,才能使IGBT 栅极电压建立或消失得足够快,从而使开关损耗降至较低的水平。另一方面,驱动器内阻也不能过小,以免驱动回路的杂散电感与栅极电容形成欠阻尼振。在控制电路中造成干扰。( 2 ) 能向IGBT提供适当的正向栅压。IGBT 导通后的Vce压降与所加栅极电压有关,在漏源电流一定的情况下,Vge越高, Vce就越低,器件的导通损耗就越小, 这有利于充分发挥管子的工作能力。但是, Vge并非越高越好,一般不允许超过20V ,原因是一旦发生过流或短路,栅压越高,则电流幅值越高, IGBT 损坏的可能性就越大。

　　制造过程造成的隐患主要存在以下方面：

　　1、静电损伤（ESD）：因为半导体零件的特殊构造，极易受到静电的破坏。并且有些的静电损伤并不能立即表现出故障现象，而是影响电子零件正常工作的可靠性，使之承受瞬间过载的能力大大减弱。特别是曾受过静电冲击的IGBT极易在正常使用的条件下损坏。因此必须在生产过程中储存、运输、整形、焊接、维修等各个环节时，严格按照相关静电防护的要求作业。规范的操作流程是质量品质的有力保障。

　　2、控制板零件引脚虚焊：优良的电路板制造工艺，是保障电子产品稳定工作的基础。例如因PCB焊锡工艺不过关，使电磁炉在运输或震动过程中，IGBT的栅极与控制回路断开；如果此时给电磁炉通电，可能引发悬空的栅极误导通，损坏 IGBT。制造过程中必须建立有效的品质监控体系，才能确保品质的稳定性和可靠性。

　　用户使用不当造成电磁炉损坏也是比较常见问题，主要问题如下：

　　1、电磁炉内部溢水：如在使用过程中操作不当，使大量水渗漏到电磁炉内部，就极易造成相关电路短路，IGBT损坏。此故障现象在售后服务反馈中占有相当大的比例。电磁炉在结构设计时也应充分的考虑防溢水功能。

　　2、异物短路：可导电的异物进入电磁炉内部，造成电路短路、IGBT损坏，这也是部分电磁炉损坏的原因。比如：小螺丝钉、金属纽扣等等。特别是在南方城市，蟑螂等害虫的进入，导致电磁炉损坏的事故也时有发生。

　　(注：在电磁炉的营销环节，也应该向消费者充分的解说，正确引导消费者，让消费者合理、妥当的使用电磁炉。)

　　综上所述，合理的设计、合格的零件、优良的制造工艺是电磁炉降低电磁炉暴机率、提高电磁炉稳定性的保证。提高电磁炉的稳定性是引导电磁炉行业健康发展的必然要求。