千澤TS-20AV3觸摸按鍵式電磁爐控制電路分析

本電磁爐控制電路由MCU主晶元（S3F9454822-94DK）、八選一電子模擬開關HCF4051、六反相器TC4069（多諧振蕩器）、LED驅動控制解碼器TM1628及四位數碼管顯示器、七隻觸摸式按鍵等組成，如圖1所示。（見文章結尾）
　　1.MCU主晶元S3F9454822-94DK
　　該晶元為系統控制微處理器，引腳功能及實測電壓見表1。插上電源插頭后，主板開關電源輸出18V、12V及5V的電壓，其中，5V電壓通過插座CN1的④腳經EC1濾波后供給MCU的（20）腳，同時內部設置的複位電路開始工作，保證MCU內部的存儲器、寄存器等電路在完成清零后開始進入到正常工作狀態。同時，MCU內部電路與②、③腳外接的晶體振蕩器產生8MHz的時鐘引腳功能代號電壓（V）1接地GND02外接8.OMHz晶振osc2.493外接8.OMHz晶振osc24441.3（未用）5蜂鳴器驅動信號輸出BUZZER06顯示信號輸出 2.827顯示信號輸出 3.458顯示屏控制信號輸出 1.479顯示屏控制信號輸出 3.9110風扇驅動信號輸出FAN4.8711主迴路電流檢測端I-AD0.1912電壓檢測端V-AD32313功率調整信號輸入PWM1.5814爐面溫度檢測信號輸入T-MAIN01415功率管溫度檢測T-IGBTO.2816啟動脈衝輸出PAN4.1417電流檢測端CUR018功率管使能信號輸出IGBTEN50919空NT5.0920電源VCC5.2信號，並輸出自檢脈衝，確認電路正常後進入到待機狀態，這時（18）腳輸出低電平的EN信號，保證功率管截止。
表1 S3F9454BZZ-94DK引腳功能及實測電壓（表中數據用勝利VC9805數字錶所測，下同）

　　開機時，S3F9454822-94DK從存儲器內調出軟體設置的默認工作狀態數據，控制顯示屏、LED發光管顯示當前的工作狀態。
　　（18）腳輸出高電平EN信號，解除對功率管的鎖定，並輸出檢鍋信號，當檢測電路檢測到有電流時，MCU確認爐面上放置了正常的鍋具，此時進入加熱狀態，並通過人機對話實現功能參數的調節，達到烹飪的目的。
　　2、8通道數字控制模擬電子開關HCF4051
　　HCF4051引腳功能及實測電壓見表2。
表2 HCF4051引腳功能及實測電壓


　HCF4051是單8通道數字控制模擬電子開關，如圖2所示，有三個二進控制輸入端A、B、C和INH輸入，具有低導通阻貳和很低的截止漏電流。開關接通哪一通道，由輸入的3位地址碼ABC來決定。在本機中，當MCU完成複位后，按照軟體設計默認的程序為HCF4051提供地址碼，使IOCOM與107接通，也就是③、④腳之間接通，確保開機指令優先，其後操作其他按鍵時才有效，輸出信號送到MCU的（16）腳。HCF4051的真值表見表3。

圖2 單8通道數字控制模擬電子開關
表3 HCF4051的真值表

　　3.CMOS六反相器
　　TC4069TC4069中的兩個門電路G1（U3A）、G2（U3B）及RC元件組成多諧振蕩器，如圖3所示，C14及電阻R12為振蕩定時元件。

圖3 多諧振蕩器
　　在本電路中，f=lMHz.振蕩信號由門G2（U3B）④腳輸出，經門G3（U3C）倒相放大后，由⑥腳輸出並送往觸摸按鍵電路中。當感應信號使輸出端為低電平時，反相器使輸出端輸出高電平，再次感應時電路狀態翻轉。TC4069的引腳功能及實測電壓見表4。
表4 TC4069的引腳功能及實測電壓

　　4.驅動控制解碼器
　　TM1628TM1628是一種帶鍵盤掃描介面的LED（發光二極體）驅動控制專用電路，內部集成有MCU數字介面、數據鎖存器、LED高壓驅動、鍵盤掃描等電路，引腳功能及實測電壓見下表。該lC內置功率CMOS管，能夠直接驅動LED,並具有多種顯示模式（11段x7位~14段x4位）。另外，該lC內置RC振蕩及上電複位電路，驅動的LED均採用共陰接法，DIO口為N管開漏輸出，在②腳與VDD之間接上拉電阻R2.
　　5、觸摸式按鍵

　　6、開機控制過程
　　插上電源插頭后，主板上的開關電源輸出18V（風扇驅動、功率管驅動電壓）、12V及5v電壓。其中，5V電壓通過插座CN1的④腳經EC1濾波后供給MCU的（20）腳、HCF4051的（16）腳及TM1628的⑦、（21）腳；12V通過插座CN1的（13）腳送到TC4069的（14）腳。這時，MCU內部設置的複位電路開始工作，保證MCU內部存儲器、寄存器等電路在完成清零后開始進入到待機狀態，並使（18）腳輸出低電平的EN信號，保證功率管截止；另一方面，MCU⑥、⑦、⑨腳輸出邏輯脈衝使HCF4051的③腳與④腳接通，同時由TC4069組成的多諧振蕩器起振，其⑥腳輸出矩形脈衝。
　　當用手觸摸面板開關時，人體的感應信號被二極體D14正向檢波後送到HCF4051的④腳，經D15反向檢波後送到TC4069⑥腳，此時TC4069⑥腳電位下降，因TC4069為反相器組成的多諧振蕩器，減小的輸出信號經反饋后反而得到的是增強的輸出脈衝，這一脈衝又使加在D14上的電壓升高，經HCF4051③腳送到MCU（16）腳，這時MCU從存儲器內調出軟體設置的默認工作狀態數據，進入檢鍋狀態。

ͼ1