电磁炉触摸控制原理与检修技术 更新于2012-03-19 03:32:17 文章出处:互联网
电磁炉 触摸控制 检修技术
虽然机械按键（轻触键）控制技术很成熟，且电路结构简单、成本低廉，已在很多电子产品中广泛应用，但由于机械按键本身具有易磨损，并受温度、湿度影响较大，所以故障率一直较高。另外，采用机械式按键控制电路的电磁炉，需要在面板按键的相应位置开孔，然后粘贴一张薄膜进行覆盖，如图1所示。
图1
机械式按键使用时间一长，薄膜会破裂、变形或者脱胶，薄膜就容易与面板粘贴处开裂，如图2所示。电磁炉在使用过程中，面板难免会沾上一些水分、油渍，这些水分、油渍就会从开裂处渗人到内部，轻则引发多种故障，严重时将烧毁元器件。
图2
新一代电容触摸感应式控制技术完全能够弥补机械式按键的缺点，具有耐磨损、防水保护及不受温度、湿度影响，且造价低廉等优点，成为新一代电器产品控制电路的新宠。电容触摸感应式控制技术已广泛地应用于手机、影碟机、电磁炉、抽油烟机、洗衣机，微波炉、电子秤、MP3、MP4、数码相框、多媒体音箱、液晶电视、液晶显示器等产品中。由于该类控制没有传统的机械按键，不需要在面板上开孔，面板可以采用一块整体的玻璃、陶瓷或塑料等材质，既方便清洁，还美观大方。另外，将触摸技术应用在电磁炉产品中，同时也消除了从面板上渗水的故障隐患。
一、电容触摸感应式控制技术的基本原理
所谓电容触摸感应式控制技术，其核心就是利用张弛振荡器产生数百千赫兹的正弦波，然后将这个正弦波信号加在各个弹簧导电盘上，当用户的手指接触到导电盘的时候（即使有面板隔开，但对于高频信号而言，玻璃、陶瓷、塑料等材质面板仍相当于导体），相当于给弹簧导电盘对地接了一只电容，利用电容通交隔直的特性，高频信号通过电容分压，弹簧盘上的信号电平将降低。
这个降低的信号电压施加在阈值检测器上（或者被送到比较器内部电路进行处理，使相应输出端输出电平翻转），即可以产生触摸/无触摸的信号。
市场上常见的采用电容触摸感应式控制技术的电磁炉，按控制接口类型分类主要有二种：
第一种是将张弛振荡器产生的数百千赫兹的正弦波加到各个功能键弹簧导电盘上。并将
各个功能键与比较器的输人端分别相连，通过比较器内部电路进行比较，在输出端实现高低电平的变化，并且一个按键对应一个I/O口，每个I/O口分别用高或低两种不同的电平来表示按键的开或关。这种方式的优点是：不需改动以往主系统的软硬件，只需单独做一块键盘小板就可以实现触摸按键功能，很适用于老产品改造，因此这种方式在较早电磁炉上较常见，其工作原理示意如图3所示。
图3 工作原理示意图
第二种方式是键盘输人接口与第一种一样，不同的是输出采用SPI、IIC、UART或是采取有限的几根I/O口来输出编码数据，这种方式的优点是所需的I/O口少，输出一般只需要2~3个I/O口即可实现数据传输。这种控制方式的工作示意图如图4所示，但在电磁炉中比较少见。
图4 控制方式的工作示意图
第三种方式是采用高度整合之后的触摸感应产品方案。该方案需采用专用的CPU芯片，直接将触摸键产生的电压变化送往CPU内部电路，经内部电路处理后去控制电磁炉主板的工作状态，其工作示意图如图5所示。这种方案能极大地简化电路结构，降低产品成本。
图5 采用高度整合之后的触摸感应产品方案工作示意图
二、几种电磁炉触摸控制电路介绍
由于电磁炉触摸控制技术采用的接口方式不同，所以其电路有很大的区别，下面对三款常见的控制电路进行介绍：
1.采用CD4069组成的触摸控制电路
该控制电路简图如图6所示，其原理如下：四比较器CD4069与①脚外围的R1、R2和C1组成一个500kHz左右的方波发生器，从CD4069⑧脚输出，经C2耦合到由R3、R4、C3、D2及D3组成的检测电路中，然后通过R5送往CD4051⑤脚的内部电路。CD4051是一块8选1的译码器，其①、②、④、⑤，（12）-（15）脚为电平输人端，③脚为编码信号输出端，输出的高低电平变化的电压就是编码信号，该信号被送到CPU内部电路进行进一步处理。
图6 采用CD4069组成的触摸控制电路图
当用手指触摸到弹簧电极盘上面的面板时，由于弹簧盘上已经叠加了500kHz的高频信号，也就相当于在R3、R4的两端并接了一只电容，电容对于高频信号而言属于导体，这样就使电极上的电压降低，从而使CD4051的⑤脚电压降低，CD4051③脚输出电压也就随之改变，变化的电压在LM393内部和⑤脚电压进行比较，从雨使输出端⑦脚电平翻转，该电压送入CPU电路，CPU就会通过不同的编码信号做出相应的控制。
2.由SH69P48M组成的触摸控制电路
万利达MC-2051电磁炉采用SH69P48M芯片，配合DCL6929构成触摸控制电路，其电路如图7所示（说明：电路板上型号为KJT T3，由于暂时没有找到该贴片元件的资料，为了保证图纸的准确性，所以绘成实物图）。
图7 由SH69P48M组成的触摸控制电路图
其工作原理是：SH69P48M芯片的①、⑤脚内部电路和外fFl RC元件构成频率为500kHz左右的方波发钅器，产生的方波从③脚输出，通过各个瓷片电容加到每一个弹簧键上，再通过RC及贴片T3等元件组成的检测电路后，加到SH69P48M的⑦~（14）、（19）、（20）脚。触摸不同的弹簧键时，该弹簧键上叠加的500kHz高频信号的电压就会降低，则贴片T3的工作状态翻转，变化的信号送到SH69P48M内部，由SH69P48M内部电路进行处理，然后通过②、④、（16）、（17）脚与CPU芯片DCL6929的①~④脚进行通信，DCL6929根据通信情况进行控制电磁炉主板的工作状态，达到控制电磁炉的目的。
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