摘 要

高频电磁炉是应用广泛的烹饪电器之一，其工作原理主要利用高频谐振电流在锅具底部产生涡流，从而达到加热的目的。基于感应加热原理，本文主要对高频电磁炉控制系统的硬件电路进行了设计，本文主要研究内容如下:

首先以电磁感应原理为基础，通过学习电磁炉感应加热的基本工作原理，设计了高频电磁炉主电路和主控制器原理框图。其次，在对电磁炉工作原理熟知的基础上,对高频电磁炉系统硬件电路进行了设计,主要包括电压谐振电路、以STM8S103F2P6为控制核心的正激推免开关电源电路、整流电路、温度信号检测电路等。然后，为了使设计的电磁炉简单可靠，工作可靠性很好，实现智能控制，本文以STM8S103F2P6单片机为控制核心，实现对电磁炉的各种控制。

最后，通过对本文设计的高频电磁炉进行仿真验证，结果表明本文设计高频电磁炉的硬件电路安全、可靠。

关键词:高频电磁炉；电磁感应原理；电压谐振电路；推免正激开关电源。

Abstract

High frequency electromagnetic oven is one of the most widely used cooking appliances. Its working principle mainly depends on eddy current at the bottom of the pan caused by the high frequency resonance current , so as to achieve the purpose of heating.Based on the principle of Electromagnetic induction, this paper mainly designs the hardware circuit of the control system of the high frequency induction cooker,and the main contents of this paper are as follows:

Firstly, by studying the principle of electromagnetic induction, the main circuit and main controller block diagram of the high frequency electromagnetic oven are designed by studying the basic working principle of induction heating.Secondly, based on the familiar with the working principle of induction cooker, the hardware circuit of the high frequency electromagnetic furnace system is designed, including the rectifier circuit, high-frequency oscillation circuit, voltage, current, temperature signal detection circuit, forward push switch free power supply circuit controlled by STM8S103F2P6 MCU etc.Then, in order to make the electromagnetic oven design simple reliable,and intelligent control, this paper uses STM8S103F2P6 MCU as control core in order to realize all kinds of intelligent control of high frequency electromagnetic

Finally, the simulation results show that the high frequency electromagnetic oven designed in this paper is safe and reliable.

Keyword: High Frequency electromagnetic oven；Principle of Electromagnetic

Induction ；Voltage Resonance Circuit,STM8S103F2P6 ；Forward Push

Switch Free Power Supply Circuit .

目 录

摘 要

Abstract

第1章 绪论 1

1.1课题研究的背景与意义 1

1.1.1课题研究背景 1

1.1.2课题研究的意义 1

1.2国内外发展现状与趋势 2

1.2.1电磁炉在国内发展的历史 2

1.2.2电磁炉的发展现状 2

1.2.3电磁炉的发展趋势 2

1.3 本课题的主要内容 3

第2章 高频电磁炉基本工作原理 4

2.1感应加热相关背景介绍 4

2.2感应加热原理基本工作原理 4

2.3电磁炉加热原理分析 6

2.3.1电磁炉的加热原理 6

2.3.2电磁炉主电路拓扑结构 6

2.3.3电磁炉主电路的工作过程 8

2.4 本章小结 11

第3章 高频电磁炉的功能要求和设计方案 12

3.1高频电磁炉的功能要求 12

3.2高频电磁炉总体设计方案 12

3.3.1硬件设计要求 12

3.3.2软件设计要求 13

3.3本章小结 14

第4章 电磁炉硬件电路设计 15

4.1 市电输入保护电路设计 15

4.2整流滤波电路设计 15

4.3高频振荡电路的设计 16

4.4 散热风扇驱动电路设计 16

4.5推免正激开关电源电路 17

4.6检测电路 18

4.6.1电源电压检知电路 18

4.6.2电流检知电路 19

4.6.3炉面温度与IGBT温度检知电路 19

4.7显示电路设计 20

4.8 本章小结 21

第5章 高频电磁炉软件设计与仿真 22

5.1模块化软件设计 22

5.1.1主程序框架 22

5.1.2定时器中断服务程序 22

5.2 Multisim简介 23

5.3高频电磁炉仿真分析 24

5.3.1高频电磁炉主电路的仿真 24

5.3.2控制电路的仿真 26

5.3.3同步电路仿真测试 27

第6章 总结与展望 28

参考文献

致谢

第1章 绪论

1.1课题研究的背景与意义

1.1.1课题研究背景

上世纪五十年代，德国NEFF公司的工程师利用电磁感应原理（法拉第原理）发明了世界上第一台电磁炉。到了七十年代中期，电磁炉在美国、日本等国家开始兴起，逐渐成为人们喜爱的烹饪厨具。目前，在发达国家中，电磁炉的使用率比较高，一般都在百分之70以上。而在我国，电磁炉行业起步晚，到20世纪末，电磁炉才正式走进中国市场，以美的为代表的生产厂家开始研发、生产电磁炉。随着电磁炉的逐渐热销，电磁炉已经在在烹饪厨具中扮演着举足轻重的角色^[1]。

和传统的煤气、天然气等明火加热用具相比，电磁炉有很多的优点。总的来说，电磁炉具有以下特点：

1. 安全卫生
2. 体积小、重量轻、使用方便
3. 加热的温度可以随意调节
4. 热效率比较高且升温比较快

近年来，随着一次能源的逐渐枯竭和使用能源的转型，国家鼓励使用以电力为代表的清洁能源。到了21世纪，随着人们对能源消费观念的转变，国内传统家庭对电磁炉的需求越开越大，电磁炉已成为市面上很受欢迎的烹饪厨具之一。随生活水平的提高和传统生活方式的转变，电磁炉销售和使用市场潜力很大，据相关数据显示，国内电磁炉的销售量每年以两位数的增速在逐年增加。

1.1.2课题研究的意义

本课题的研究意义可分为以两个方面：

（1）现实意义