Ремонт микроволновой печи

	Электрические схемы микроволновых печей

Микроволновые печи с электромеханическим управлением обычно имеют стандартную электрическую схему. Отличия между различными моделями незначительны и не носят принципиального характера.

Силовая часть печей с электронными блоками управления практически не отличается от печей с электромеханическим управлением. На принципиальной схеме эти отличия проявляются лишь в том, что вместо контактов таймера присутствуют контакты реле. Иногда вместо репе ставится симистор, однако режим его работы фактически тот же, что и у таймера.

Такая взаимозаменяемость блоков управления позволяет, в частности, вдыхать новую жизнь в печи с напрочь сгоревшей электроникой путем замены электронного блока управления на электромеханический или на электронный, но от другой модели. Ограничения на подобную замену связаны, в основном, с габаритными размерами, особенностями крепежа и конструкцией механизма открытия дверцы.

В качестве примера рассмотрим схему микроволновой печи «Samsung RE290D», изображенной на рис. 1.

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема микроволновой печи «Samsung RE290D»

Чтобы включить СВЧ нагрев, требуется подать напряжение 220 В на первичную обмотку высоковольтного трансформатора. Это будет происходить, если контакты микропереключателя «Monitor switch» (MS) разомкнуты, а контакты всех остальных элементов цепи замкнуты. Рассмотрим условия, при которых устанавливается требуемое состояние контактов.

Термореле «cavity TCO» и «magnetron TCO» замкнуты, если температура камеры и магнетрона не превышает допустимой температуры.

Микропереключатели «primary switch» (PS) и «secondary switch» (SS) осуществляют блокировку включения магнетрона при открытой дверце и замыкаются при ее закрытии. На рисунке состояние микропереключателей соответствует открытой дверце.

Включение микроволновой печи происходит при установке ручки таймера на заданное время. При этом замыкаются контакты «timer switch» (TS), находящиеся внутри таймера. На обмотку страхующего реле «safety relay» начинает поступать напряжение, и его контакты замыкаются. В результате включаются электродвигатели таймера и вентилятора, а на трансформатор через сопротивление «resistor» подается напряжение.

Микропереключатель «monitor switch» контролирует исправную работу элементов блокировки дверцы. Если по какой-либо причине микропереключатели PS и SS перестанут размыкаться, то попытка включить печь с открытой дверцей приведет к перегоранию предохранителя «monitor fuse».

Вследствие этого включение реле SR станет невозможным, и генерации СВЧ мощности не произойдет. Следует обратить внимание, что для согласованной работы микропереключатель PS должен замыкаться позже, а размыкаться раньше, чем, соответственно, разомкнутся и замкнутся контакты MS. Нарушение этого синхронизма приведет к тому, что контакты PS замкнутся до того, как разомкнется MS, или наоборот, контакты MS замкнутся раньше, чем разомкнется PS. В обоих случаях это приведет к кратковременному короткому замыканию по входу с последующим перегоранием предохранителя. К сожалению, подобный асинхронизм в работе микропереключателей явление нередкое, поэтому, если в микроволновой печи без всяких видимых причин при закрытии или открывании дверцы горят предохранители, проблема, скорее всего, именно в несогласованной работе микропереключателей.

Резистор R1 служит для снижения пускового тока и работает лишь несколько миллисекунде процессе каждого включения, до тех пор пока не сработает реле «inrush relay», напряжение на которое подается одновременно с началом прохождения тока через резистор.

Необходимость сопротивления вызвана тем, что в начальный момент, высоковольтный конденсатор разряжен и в положительный полупериод, когда на диод подано прямое смещение, вторичная обмотка трансформатора оказывается замкнута «накоротко». В результате, при включении печи, происходит резкий бросок тока и она вздрагивает как от испуга, передавая свое душевное состояние окружающим. Сопротивление позволяет ограничить пусковой ток на некоторое время, в течение которого конденсатор постепенно заряжается до номинального значения и печь плавно входит в рабочий режим.

В настоящее время большинство развитых стран имеют стандарты, ограничивающие величину пускового тока, поэтому рассматриваемые элементы становятся обязательным атрибутом микроволновых печей с электромеханическим управлением.

Микропереключатель «VPS switch», установленный на таймере, служит для регулировки мощности. При задании уровня мощности меньше максимального он осуществляет периодическое отключение печи в соответствии с рисунком

Фильтр «noise filter» служит для снижения радиопомех, проникающих по цепям питания во
внешнюю сеть. Схема содержит также лампу накаливания «lamp» и двигатели таймера «timer motor» и вентилятора «fan motor», назначение которых не требует комментариев.

В зависимости от модели микроволновой печи, она может не иметь каких-либо рассмотренных компонентов или, наоборот, иметь дополнительные (например, при использовании комбинированных способов нагрева), однако это не вносит существенных изменений в работу электрической схемы.

В отличие от силовой части микроволновых печей, схемы электронных блоков управления имеют гораздо большее разнообразие. Особенно отличаются между собой печи, не имеющие специализированного микроконтроллера, построенные на основе дискретных элементов. Это характерно для первых моделей, которые в настоящий момент не выпускаются, но еще имеются в обиходе. В связи с этим не имеет смысла рассматривать какую-либо из схем в качестве примера.

Вместо этого рассмотрим работу некоторых наиболее часто встречающихся узлов и связанные с ними неисправности.

Схема начальной установки (рис. 2), предназначена для предварительного сброса в «0» ячеек памяти ОЗУ и установки всех имеющихся в схеме триггеров, счетчиков и т.п. в исходное состояние при подаче напряжения на блок управления.

Рис. 2. Схема начальной установки

В момент включения микроволновой печи в сеть конденсатор С разряжен, поэтому напряжение на нем равно «0» и на вход «reset» контроллера поступает сигнал сброса. Через короткий промежуток времени конденсатор зарядится через сопротивление R до напряжения питания, сигнал сброса на входе исчезнет и схема будет готова к дальнейшей работе.

Иногда сигнал сброса формируется не только при включении питания, но и при его снятии. Схема устройства, выполняющего данную функцию, показана на рис. 3.

Рис. 3. Схема начальной установки и контроля питания

Данная схема производит общий сброс и в том случае, если по какой-либо причине напряжение питания на микроконтроллере превысит допустимое.

Генератор тактовых импульсов, как правило, находится внутри микроконтроллера, за исключением источника опорной частоты, в качестве которого обычно используется кварцевый резонатор. Схема его подключения и сигналы на входе (BQ1) и выходе (BQ2) каскада усиления показаны на рис. 4.

Рис. 4. Схема подключения кварцевого резонатора

Формирователь сетевых синхроимпульсов предназначен для привязки времени включения и выключения силового источника питания к моменту прохождения амплитуды сетевого напряжения через ноль. Это позволяет предотвратить нежелательные выбросы тока в момент коммутации. Схема формирователя представлена на рис. 5.

Рис. 5. Схема формирователя импульсов

Он представляет собой транзисторный усилитель ключевого типа. В отрицательный полупериод транзистор закрыт и напряжение на выходе равно нулю. В положительный полупериод транзистор быстро входит в насыщение и амплитуда сигнала на выходе становится равной напряжению питания транзистора. Изменение выходного напряжения на выходе усилителя воспринимается микроконтроллером как момент перехода сетевого напряжения через ноль.

Коммутация элементов силовой цепи, как правило, производится посредством реле, установленных на блоке управления. Схема включения реле показана на рис. 6.

Рис. 6. Схема управления включением реле

Особенностью многих схем аналогичного назначения является невозможность включения силовой цепи (реле RY1) без предварительного включения вентилятора (реле RY2) и при открытой дверце камеры. В рассматриваемом случае это достигается тем, что ток через транзистор Q3, который включает реле RY1, может протекать только при замкнутом микропереключателе «DOOR» и открытом транзисторе Q2, включающем вентилятор, лампу и двигатель столика.

Схема формирования импульсов звуковой частоты предназначена для генерации зуммером звукового сигнала. Во многих случаях эта функция выполняется микроконтроллером с помощью программных средств. Однако в некоторых печах микроконтроллер задает только время звучания сигнала, а генератор звуковой частоты выполнен на дискретных элементах. В качестве примера рассмотрим рис. 7.

Рис. 7. Схема генератора сигнала звуковой частоты

Схема состоит из мультивибратора на транзисторах Q1, Q2 и усилителя на транзисторе Q3.
При отсутствии управляющего сигнала все транзисторы закрыты. При поступлении сигнала управления (+5 В) база транзистора Q2 оказывается под высоким потенциалом и он отпирается. Происходит постепенный заряд конденсатора С1 через резистор R4. В какой-то момент напряжение на нем, а соответственно, и на базе транзистора Q1 превысит напряжение отпирания, транзистор Q1 откроется, в результате чего напряжение на базе транзистора Q2 упадет и он закроется.

Конденсатор начнет разряжаться через сопротивления R1, R2, пока напряжение на нем не упадет до такого значения, при котором закроется транзистор Q1. После этого весь цикл будет повторяться до тех пор, пока не исчезнет управляющий сигнал. В те моменты, когда открыт транзистор Q1, будет открываться и транзистор Q3, в результате чего на вход зуммера будет поступать переменный сигнал звуковой частоты.

Схема контроля питания (рис. 8) производит общий сброс микроконтроллера, в том случае, если питающее напряжение на нем превышает допустимый уровень.

Рис. 8. Схема контроля питания

Напряжение стабилизации на стабилитроне чуть меньше напряжения питания, поэтому в обычном режиме падение напряжения на резисторе R1 и соответственно на базе транзистора составляет доли вольта. Транзистор закрыт, но находится на грани открытия. Прирост напряжения выше номинального полностью падает на резисторе R1, поэтому даже относительно небольшое увеличение напряжения питания, свидетельствующее о неполадках в схеме стабилизации, приводит к быстрому отпиранию транзистора и формированию сигнала сброса.

Подключение клавиатуры осуществляется в мультиплексном режиме (рис. 9).

Рис. 9 Схема подключения клавиатуры

На линии сканирования от микроконтроллера поочередно поступают короткие импульсы, синхронно смещенные относительно друг друга по времени.

При нажатии одной из кнопок последовательность импульсов, проходящих по подключенной к ней линии сканирования, поступает на соответствующую ей линию отклика и возвращается обратно в микроконтроллер, на один из его входов. Номер входа, по которому вернулись импульсы, и время их прибытия позволяют микроконтроллеру однозначно определить, какая из кнопок в данный момент нажата.

Поскольку подключение клавиатуры во многом аналогично рассмотренному ранее подключению знакосинтезирующих индикаторов, то в обоих случаях можно использовать одни и те же линии сканирования.

Диоды D1 — D4 служат для предотвращения замыкания выходов микроконтроллера при одновременном нажатии нескольких кнопок. Резисторы R1 — R4 фиксируют состояние логического «0», если ни одна из кнопок на данной линии отклика не нажата.

В рассматриваемом случае активным является низкий уровень напряжения, поэтому резисторы подключены к шине питания «-5 В».

Источники питания для цепей блока управления, как правило, имеют несколько выходных напряжений. Например, на рис. 10 показан источник питания, используемый во многих микроволновых печах компании «Samsung».

Рис. 10. Типовая схема питания блока управления микроволновой печи

В цепи накала люминесцентного индикатора используется переменное напряжение 2,5 В.

Анодное напряжение — -31 В создается схемой удвоения на диоде D2 и конденсаторе С2,-работа которой аналогична работе силового блока питания. Питание репе и зуммера осуществляется от стабилизированного напряжения -12 В, формируемого выпрямителем на диоде D1, управляющим транзистором Q, источником опорного напряжения на стабилитроне ZD и резисторе R1 и сглаживающими фильтрами на конденсаторах С1 и С3.

Дополнительный стабилизатор на интегральной микросхеме IC1 осуществляет питание микроконтроллера. На вход IC1 подается напряжение -12 В, с выхода снимается хорошо стабилизированное напряжение -5 В.

Параллельно первичной обмотке трансформатора иногда включается варистор, полупроводниковый прибор на основе окиси цинка. Назначение варистора состоит в том, чтобы предохранить блок питания от скачков напряжения (которые могут происходить при отключении мощной нагрузки, например магнетрона).

Вольт-амперная характеристика варистора напоминает аналогичную характеристику двунаправленного стабилитрона (рис. 11).

Рис. 11. Внешний вид, условное обозначение и вольт-амперная характеристика варистора

Скачок напряжения на входе трансформатора приводит к резкому снижению сопротивления варистора и, как следствие, к выравниванию напряжения. Поскольку при этом через варистор протекает большой ток, то длительное воздействие повышенного напряжения приводит к его перегоранию.

При выходе варистора из строя замену ему можно не искать, достаточно выпаять его останки из платы и зачистить обугленные места. С учетом того, что в России повышенное напряжение в сети явление нередкое, в микроволновые печи, поставляемые в нашу страну, варистор, как правило, не ставится.

В некоторых печах (например, «Moulinex») используются бестрансформаторные блоки питания (рис. 12).

Рис. 12. Схема бестрансформаторного блока питания

Вместо трансформатора в данной схеме используется делитель напряжения, основными элементами которого являются конденсаторы С1 и СЗ и резистор R2. Сетевое напряжение, выпрямленное диодом D1, делится на перечисленных элементах пропорционально их сопротивлениям.

Реактивное сопротивление конденсатора обратно пропорционально его емкости и может быть вычислено по формуле:

Если частота f измеряется в герцах, а емкость С в фарадах, то размерностью сопротивления Хс будут Омы. По сравнению с обычным резистивным делителем емкостной обладает тем преимуществом, что преобразует напряжение практически без потерь мощности.

Диод D1, помимо основной своей функции, связанной с выпрямлением напряжения, не позволяет разряжаться конденсатору С3, когда напряжение на нем превышает напряжение на входе. В итоге на конденсаторе С3 накапливается заряд, создающий постоянное напряжение величиной около 30 В.

В дальнейшем оно с помощью цепочки стабилитронов преобразуется в ряд стабилизированных напряжений, необходимых для работы блока управления. Резистор R1 служит для разрядки конденсатора С1 после отключения печи из сети. Характерной особенностью аналогичных блоков питания является то, что общая шина связана не с корпусом печи, а с одним из выводов сетевого напряжения.

Если в розетке, к которой подключена микроволновая печь, нулевой и фазовый провод перепутаны местами, то все элементы блока управления могут находиться под напряжением 220 В. Это никак не отражается на работе самого блока управления, но требует осторожности при проведении ремонтных работ.

Удачи в ремонте!

Всего хорошего, пишите to Elremont © 2007