电磁炉自动断电控制器

　　问题的提出

　　家用电磁炉的输入功率一般为2100W左右，因其耗能比较高，故设有散热风扇，以保证其内部电子元器件不能过热。散热风扇驱动电路一般由微控制器（MCU）控制。当电磁炉的启动信号送给MCU之后，由MCU进行逻辑控制，首先启动散热风扇，然后开始加热。当加热停止后MCU使散热风扇再延续工作一段时间，将机壳内的热量散掉。散热风扇停转后才能把电磁炉彻底断电。

　　实际使用中，比如烧开水，水烧开后按下电磁炉“开/关”键，电磁炉停止加热，主人取走开水，有时却忘记散热风扇停转后及时切断电磁炉电源，致使电磁炉长时间待机，空耗电能。

　　电磁炉散热风扇驱动电路基本原理

　　如图1所示为美的PSD16A型电磁炉的风扇驱动电路，图2为奔腾PC18E型电磁炉的风扇驱动电路。散热风扇一般采用直流12V或直流18V电动机。不同型号电磁炉的散热风扇驱动电路有所不同，但控制原理基本一致。

图1 美的PSD16A电磁炉风扇驱动电路

图2 奔腾PC18E电磁炉风扇驱动电路

　　电磁炉自动断电控制器工作原理

　　图3是笔者设计制作的电磁炉自动断电控制器电路原理图。该控制器既能手动控制电磁炉通、断电，也能在电磁炉停止加热且散热风扇停转3分钟后自动切断电磁炉电源。

图3 电磁炉自动断电控制器电路原理图

　　图中SB1是手动通电按钮，SB2是手动断电按钮。以单片机AT89C2051（IC1）、三极管VT1、中间继电器KA1、光电耦合器TLP521（U2）为的元器件实现电磁炉自动断电控制。光电耦合器U2用于检测电磁炉状态，其1脚经限流电阻R3接至散热风扇正极，2脚接至散热风扇负极，3脚接单片机P3.7口，4脚接控制器直流电源负极。电磁炉加热时，散热风扇运转，光电耦合器将单片机P3.7口拉低为低电平，表明电磁炉处于加热状态。散热风扇停转时，单片机P3.7口为高电平，表明电磁炉处于待机状态。发光二极管VD6为电磁炉待机指示灯，电磁炉待机时VD6闪烁，电磁炉加热时VD6熄灭。

　　该控制器基本工作原理如下。

　　按下通电按钮SB1，上电开机单片机P1.3口为高电平，中间继电器KA1常闭触点闭合，交流接触器KM1得电吸合并自锁，电磁炉及单片机控制系统得电。若不对电磁炉进行任何加热操作或加热结束散热风扇停转后，单片机P3.7口为高电平，表明电磁炉处于待机状态，单片机程序开启单片机内部总中断、T0中断并启动定时器T0计时，P1.7口控制发光二极管VD6闪烁。计时到约3分钟单片机P1.3口由上电开机时的高电平下跌为低电平，三极管VT1导通，中间继电器KA1线圈得电，交流接触器KM1线圈失电，电磁炉彻底断电。

　　散热风扇停转3分钟内可对电磁炉进行新的选择操作，若3分钟不够，可适当修改程序延长待机时间。

　　电磁炉加热时，散热风扇运转，单片机P3.7口为低电平，单片机程序关单片机内部中断并停止定时器T0计时，单片机P1.3口保持为高电平，三极管VT1截止，中间继电器KA1线圈不得电，交流接触器KM1保持得电自锁状态。单片机P1.7口控制发光二极管VD6熄灭。

　　按下断电按钮SB2可使电磁炉随时断电。

　　元器件选择与制作要点

　　家用电磁炉的输入功率一般为2100W左右，交流接触器额定电流大于10A，本例中选用CJX2—1210型交流接触器，其额定工作电流为12A，可满足一般电磁炉的工作要求。

　　电磁炉插座选用16A 250V型，主电路配线至少选1mm2以上国标铜芯线。

　　制作时虚线框内部分钎焊在图4所示电路板上，其中发光二极管VD6单独用电线引出。电路板尺寸为40mm×76mm。电路板左侧的插座J1用于连接降压变压器的9V二次绕组，无极性之分。插座J2用于并接电磁炉的散热风扇，电磁炉的散热风扇与其主电路板间一般也采用插接座连接，可在电磁炉散热风扇插座处引出不同颜色两条电线，以利区分正负极，散热风扇正极与J2插座的方形焊盘相连，散热风扇负极与J2插座的圆形焊盘相连。插座J3一端连接断电按钮SB2，另一端连接接触器线圈，无极性之分。

图4 电路板

　　电路板部分连同插座P1、交流接触器KM1、降压变压器T1一起封装在一320mm×80mm×100mm盒内。按钮SB1、SB2连同发光二极管VD6安装在盒体上，以便于操作与观察。

　　程序设计

　　该控制器控制功能简单，程序设计比较容易。主程序负责检测电磁炉状态，计时控制放在T0中断子程序中。

　　定时器T0计数初值的计算：本例中系统采用6MHz晶振，T0工作于方式1，理论上产生50ms定时计数初值应为"65536-25000"，当50ms计数单元deda计到20时正好为1s，实际使用中因元器件误差及软件运行耗时等原因，经试验产生50ms定时计数初值取为"65536-25500"。

　　程序清单如下：

　　#include <AT89X51.H>

　　/*包含器件配置文件*/

　　#define uchar unsigned char

　　uchar min=0,sec=0;

　　/*分、秒单元置初值*/

　　uchar deda=0;

　　/*50ms计数单元清零*/

　　/*50ms定时中断服务子函数*/

　　void zd（void） interrupt 1

　　{

　　TH0=-（25500/256）；

　　/*定时器T0赋初值*/

　　TL0=-（25500%256）；

　　deda++; /*50ms计数*/

　　if（deda>=20）{deda=0;sec++;}

　　/*秒计数*/

　　if（deda>10）P1_7=0;else P1_7=1;

　　/*VD6闪烁*/

　　if（sec>=60）{sec=0;min++;}

　　/*分计数*/

　　if（min>=3）P1_3=0;else P1_3=1;

　　/*待机3分钟电磁炉断电*/

　　}

　　/*主函数*/

　　void main（）

　　{

　　TMOD=0x01;

　　/*定时器T0初始化*/

　　TH0=-（25500/256）；

　　TL0=-（25500%256）；

　　while（1）

　　/*无限循环*/

　　{

　　if（P3_7==1）{IE=0x82;TR0=1;}

　　/*散热风扇停转，开中断，启动T0计时*/

　　else{IE=0x00;TR0=0;

　　/*散热风扇运转，关中断，停止T0计时*/

　　sec=0;min=0;deda=0;

　　/*散热风扇运转期间计时单元清零*/

　　P1_7=1;

　　/*散热风扇运转期间VD6熄灭*/

　　}

　　}

　　}