如何提高電磁爐的穩(wěn)定性及降低返修率

　　燒機(jī)率居高不下的現(xiàn)象是電磁爐行業(yè)目前最突出的售后問題之一，阻礙電磁爐行業(yè)的發(fā)展。由于電磁爐獨(dú)特的工作原理，其中高壓、大功率電子零件的損壞在返修率中占最大的比重。這種故障往往給用戶帶來諸多麻煩，如火災(zāi)安全隱患、用戶供電系統(tǒng)過流跳閘、高昂的維修費(fèi)用等。目前降低高壓、大功率電子零件的損壞率是降低電磁爐返修率、提高電磁爐可靠性的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)優(yōu)良的電磁爐應(yīng)該有完整且設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和保護(hù)電路，但是一些螺絲刀工廠為了降低設(shè)計(jì)成本和材料成本，省略和忽略了相應(yīng)的保護(hù)措施，導(dǎo)致燒機(jī)的發(fā)生；同時(shí)，即使設(shè)計(jì)合格，但相關(guān)零件不合格、零件的累計(jì)公差或制造工藝隱患也會(huì)導(dǎo)致燒機(jī)的發(fā)生。降低電磁爐的燒機(jī)率、提高電磁爐的穩(wěn)定性是整個(gè)行業(yè)急需解決的難題。據(jù)專業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，超過80%的消費(fèi)者最關(guān)心的是電磁爐的質(zhì)量問題，很顯然產(chǎn)品質(zhì)量是電磁爐各廠家獲得市場(chǎng)的首要保證。

　　統(tǒng)計(jì)分析認(rèn)為：造成燒機(jī)主要隱患來自以下三個(gè)方面：設(shè)計(jì)、制造、使用。其中設(shè)計(jì)隱患為主要原因，主要常見問題有以下幾個(gè)方面：

　　1、線圈盤相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)不合理和品質(zhì)較差：線圈盤是電磁爐里核心關(guān)鍵元器件之一。其安全隱患主要表現(xiàn)在：a、為了節(jié)省成本，導(dǎo)致多股漆包銅線的等效截面積不足，在額定的工作電流下發(fā)熱嚴(yán)重，超出漆包線的耐溫。 b、漆包線絕緣等級(jí)較差，外層絕緣漆易破損，發(fā)生匝間短路。這些隱患易引起線圈盤高溫?zé)龤?，甚至可能?huì)發(fā)生整機(jī)的火災(zāi)事故。且一般很難在較短工作時(shí)間中暴露故障。選用設(shè)計(jì)合理、品質(zhì)優(yōu)良的線圈盤是保障電磁爐長期穩(wěn)定工作的重要因素之一。

　　2、高壓直流電容和高壓諧振電容的耐壓、耐溫特性差：適合電磁爐選用的高壓電容工作在高頻、高電流條件下，須具備耐高溫、耐高壓、良好的自愈性等優(yōu)良特性。目前由于高壓電容引起電磁爐損壞，其主要表現(xiàn)在高壓電容短路、爆裂、容量降低等現(xiàn)象。

　　3、散熱風(fēng)道設(shè)計(jì)不合理：由于電磁爐內(nèi)部散熱風(fēng)道設(shè)計(jì)不合理，散熱效率太低，內(nèi)部溫度過高，導(dǎo)致高壓電容、IGBT、線圈盤等高發(fā)熱量的電子零件長時(shí)間處于高溫的環(huán)境里工作，大大縮減其有效工作時(shí)間。設(shè)計(jì)優(yōu)良的散熱風(fēng)道，具有足夠的進(jìn)風(fēng)量、排風(fēng)量和較高的散熱效率，能夠有效的降低電磁爐內(nèi)部的溫升，電磁爐才能長期穩(wěn)定穩(wěn)定工作。

　　4、電磁爐內(nèi)部溢水：在用戶烹飪、清潔擦拭過程中極易發(fā)生溢水情況。由于整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)，容易使大量水滲漏到電磁爐內(nèi)部，就極易造成相關(guān)電路短路，輕則顯示錯(cuò)亂、按鍵無反映、無功率輸出，重則腐蝕PCB銅箔線路、IGBT損壞。滲漏的路徑主要集中在以下幾處：陶瓷板與上蓋的縫隙、控制面膜與上蓋的縫隙、風(fēng)扇的入風(fēng)口、尾部的排風(fēng)口。在設(shè)計(jì)電磁爐結(jié)構(gòu)時(shí)也應(yīng)充分考慮結(jié)構(gòu)的防溢水功能。

　　5、電力線路的浪涌沖擊電路保護(hù)無效：當(dāng)電力供電回路中發(fā)生電壓浪涌時(shí)，導(dǎo)致IGBT集電極電壓瞬間增高，而電磁爐的相應(yīng)保護(hù)電路未及時(shí)關(guān)斷IGBT柵極，IGBT既而損壞。因此合格的電磁爐浪涌保護(hù)電路要具備足夠快的反應(yīng)能力及可靠的關(guān)斷能力和合適的浪涌沖擊保護(hù)閾值。

　　6、IGBT的Vces抑制閾值設(shè)置太高：目前市場(chǎng)上主流電磁爐機(jī)型是單管IGBT諧振電路，其缺點(diǎn)是IGBT的耐壓要求較高，目前自諧振蕩方式的電路，一般IGBT的耐壓>1200V。但目前有很多電磁爐在設(shè)計(jì)過程中受成本和器件參數(shù)限制，設(shè)計(jì)時(shí)沒有留有足夠的裕量。故在電磁爐工作過程中，若出現(xiàn)電源電壓過高、工作狀態(tài)切換時(shí)產(chǎn)生瞬間沖擊、鐵鍋挪離灶板或空載、相關(guān)零件的參數(shù)偏差等情況，造成IGBT的集電極和發(fā)射極之間電壓實(shí)際值（Vce）過高，IGBT長時(shí)間受到超負(fù)荷的高壓沖擊，最終IGBT將會(huì)提早疲勞損壞、擊穿。因此，應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)留有足夠的裕量，確保批量生產(chǎn)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)楦鱾€(gè)零件公差累加而導(dǎo)致出現(xiàn)IGBT的Vce抑制閾值過高情況,消除潛在的隱患。

　　7、上電瞬間IGBT的保護(hù)：有些電磁爐的電路設(shè)計(jì)不合理或零件參數(shù)的偏差，在電磁爐的上電瞬間，其IGBT相關(guān)驅(qū)動(dòng)電路建立穩(wěn)態(tài)時(shí)間存在不同步現(xiàn)象，導(dǎo)致IGBT的柵極未可靠的關(guān)斷，出現(xiàn)不應(yīng)該有的瞬時(shí)導(dǎo)通；當(dāng)此瞬時(shí)導(dǎo)通的時(shí)間足夠長時(shí)，IGBT就可能過流燒毀。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，必須確保IGBT的柵極在上電時(shí)第一時(shí)間處于穩(wěn)定的關(guān)斷截止?fàn)顟B(tài)。

　　8、IGBT驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)能力差：一個(gè)理想的IGBT 驅(qū)動(dòng)器應(yīng)具有以下基本性能:(1) 動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng),能為IGBT 柵極提供具有陡峭前后沿的驅(qū)動(dòng)脈沖。當(dāng)IGBT 在硬開關(guān)方式下工作時(shí),會(huì)在開通及關(guān)斷過程中產(chǎn)生較大的開關(guān)損耗。這個(gè)過程越長,開關(guān)損耗越大。器件工作頻率較高時(shí),開關(guān)損耗甚至?xí)蟠蟪^IGBT 通態(tài)損耗,造成管芯溫升較高。這種情況會(huì)大大限制IGBT 的開關(guān)頻率和輸出能力,同時(shí)對(duì)IGBT 的安全工作構(gòu)成很大威脅。IGBT 的開關(guān)速度與其柵極控制信號(hào)的變化速度密切相關(guān)。IGBT 的柵極特性呈非線性電容性質(zhì),因此,驅(qū)動(dòng)器須具有足夠的瞬時(shí)電流吞吐能力,才能使IGBT 柵極電壓建立或消失得足夠快,從而使開關(guān)損耗降至較低的水平。另一方面,驅(qū)動(dòng)器內(nèi)阻也不能過小,以免驅(qū)動(dòng)回路的雜散電感與柵極電容形成欠阻尼振。在控制電路中造成干擾。( 2 ) 能向IGBT提供適當(dāng)?shù)恼驏艍?。IGBT 導(dǎo)通后的Vce壓降與所加?xùn)艠O電壓有關(guān),在漏源電流一定的情況下,Vge越高, Vce就越低,器件的導(dǎo)通損耗就越小, 這有利于充分發(fā)揮管子的工作能力。但是, Vge并非越高越好,一般不允許超過20V ,原因是一旦發(fā)生過流或短路,柵壓越高,則電流幅值越高, IGBT 損壞的可能性就越大。

　　制造過程造成的隱患主要存在以下方面：

　　1、靜電損傷（ESD）：因?yàn)榘雽?dǎo)體零件的特殊構(gòu)造，極易受到靜電的破壞。并且有些的靜電損傷并不能立即表現(xiàn)出故障現(xiàn)象，而是影響電子零件正常工作的可靠性，使之承受瞬間過載的能力大大減弱。特別是曾受過靜電沖擊的IGBT極易在正常使用的條件下?lián)p壞。因此必須在生產(chǎn)過程中儲(chǔ)存、運(yùn)輸、整形、焊接、維修等各個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)，嚴(yán)格按照相關(guān)靜電防護(hù)的要求作業(yè)。規(guī)范的操作流程是質(zhì)量品質(zhì)的有力保障。

　　2、控制板零件引腳虛焊：優(yōu)良的電路板制造工藝，是保障電子產(chǎn)品穩(wěn)定工作的基礎(chǔ)。例如因PCB焊錫工藝不過關(guān)，使電磁爐在運(yùn)輸或震動(dòng)過程中，IGBT的柵極與控制回路斷開；如果此時(shí)給電磁爐通電，可能引發(fā)懸空的柵極誤導(dǎo)通，損壞 IGBT。制造過程中必須建立有效的品質(zhì)監(jiān)控體系，才能確保品質(zhì)的穩(wěn)定性和可靠性。

　　用戶使用不當(dāng)造成電磁爐損壞也是比較常見問題，主要問題如下：

　　1、電磁爐內(nèi)部溢水：如在使用過程中操作不當(dāng)，使大量水滲漏到電磁爐內(nèi)部，就極易造成相關(guān)電路短路，IGBT損壞。此故障現(xiàn)象在售后服務(wù)反饋中占有相當(dāng)大的比例。電磁爐在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)充分的考慮防溢水功能。

　　2、異物短路：可導(dǎo)電的異物進(jìn)入電磁爐內(nèi)部，造成電路短路、IGBT損壞，這也是部分電磁爐損壞的原因。比如：小螺絲釘、金屬紐扣等等。特別是在南方城市，蟑螂等害蟲的進(jìn)入，導(dǎo)致電磁爐損壞的事故也時(shí)有發(fā)生。

　　(注：在電磁爐的營銷環(huán)節(jié)，也應(yīng)該向消費(fèi)者充分的解說，正確引導(dǎo)消費(fèi)者，讓消費(fèi)者合理、妥當(dāng)?shù)氖褂秒姶艩t。)

　　綜上所述，合理的設(shè)計(jì)、合格的零件、優(yōu)良的制造工藝是電磁爐降低電磁爐暴機(jī)率、提高電磁爐穩(wěn)定性的保證。提高電磁爐的穩(wěn)定性是引導(dǎo)電磁爐行業(yè)健康發(fā)展的必然要求。