近期,预制菜风波使餐饮行业成为舆论焦点。在这场讨论中,电磁炉这一厨房电器却意外成为众矢之的,被不少消费者与“预制菜”、“缺乏锅气”直接划等号。这种技术污名化现象,凸显了公众情绪一旦到位,就开始无差别攻击。在我看来,电磁炉完全躺枪。所以本期内容与非网准备拆解一款市场主流产品——小米电磁炉,顺便为电磁炉正名,避免公众对电磁炉这种现代烹饪设备产生误解。为什么拆小米这个品牌?因为它具有代表性,根据小米集团半年度财报,其家电系列产品营收显著增长,表明这个品牌在消费者中拥有广泛用户基础与认可度。
拆解
关于小米电磁炉外观功能等就不介绍了,直接开拆。拆解完,除了电磁炉外壳外,内部主要的元件包含散热风扇、开关以及功率调节的旋钮、加热线圈以及PCB主板,那来细看下每个部分。
从PCB主板开始看,下图右上是输入端接口,配有保险丝,接220V交流电。右下是弱电部分,通过晶丰明源的直插式DIP7封装的非隔离电源芯片(BP85976)实现18V直流电输出,同时也通过变压器实现二级降压5V输出,这些输出源分别给散热风扇、主控、蜂鸣器、LED等供电。
而高压部分主要是电磁炉的加热电路,包含了3颗电磁炉专用的电容器,全部采用阻燃塑料外壳封装。其两颗是创格电子的MKP-X2系列产品,主要用于输入端滤波;另外一颗是BM的谐振电容,它并联在加热线圈上,上图左侧的两个接口就是加热线圈的接口。 那电磁炉加热具体是如何进行的?千万别以为直接用市电进行加热,市电的频率太低,电磁炉加热需要频率很高的交流电,所以需要进行电流转换。将PCB主板上的散热铝块取下,如下图所示。
散热铝块下方是乐山希尔的单相全控式整流桥模块(D20SB100)以及华润微的N沟道MOSFET(CRG25T135BKR3S)。经过滤波后的市电首先会经过乐山希尔的整流器进行整流,整流后的直流电会通过华润为的N沟道MOSFET进行开/关控制,这样就能实现高频的电流。其中涉及到的这两个功率器件的发热量都很大,所以都被放置在散热器下方。 既然提到加热电路,那先来看下这个加热线圈。
加热线圈采用漆包线 绕制而成,能很好地满足电磁炉对电气绝缘、紧凑布局和高效热能转换的要求。上图中两根较粗的导线就是连接PCB主板上的两个加热接口。实际加热过程中,当你将 适用于电磁炉的锅具 (通常是铁质或不锈钢等导磁材质)放在炉面上时,这个交变磁场的磁力线会穿透锅底。锅具底部因切割磁力线会产生强大的 涡流,涡流在锅具底部本身固有的电阻作用下,会通过 焦耳热效应 将电能转化为热能,从而使锅具自身迅速发热,加热锅内的食物。因为热量直接产生于锅体本身,所以热效率非常高,通常可达到90%以上。这个热效率远高于传统燃气灶的40-50%,意味着更多能量直接用于烹饪而非散失。
除此之外,还可以看下这个加热线圈盘上,正面和背面都分布着磁条。这些磁条也叫导磁条,是按照磁力线方向排列,它们的主要作用是 约束和引导磁力线 ,使其向上穿过电磁炉的微晶面板作用到锅具,减少向下的磁泄漏和干扰,同时也能避免炉体自身发热。 紧贴着电磁炉的面板处,还有一颗 NTC热敏电阻,以及类似导热硅脂的白色物质,使NTC热敏电阻更容易感知锅具传导来的温度,方面精准测温。温度变化会引起NTC自身 电阻值 变化,这个变化的电阻会转化为一个变化的 电压信号送到电磁炉的 主控芯片 。主控芯片就可以通过判断该信号,来执行相应的操作,比如 调整加热功率、停止加热或触发过热保护 等。 再回到PCB主控板上,上面提到的这部分主要是电磁炉的加热电路,接着看电磁炉的控制部分,微控制器在PCB板的背面。
中微爱芯的8位微控制器,型号为AiP8F0010,从官方的介绍来看,这就是一款专为电磁炉设计的8051内核的MCU。
电磁炉的火力调节通过MCU采集旋转编码器信号实现控制,这个产品有6档火力调节。由此不难看出电磁炉能实现更精准的烹饪。
散热风扇采用东莞宁捷的18V 无刷直流电机,型号微NJ9020SH。
小结
通过对小米电磁炉的拆解,不难发现其内部结构和硬件方案选型。从整个硬件方案来看,毫无疑问全部采用了国产芯片方案,不得不说,在推进国产替代方案进程中,消费电子一直走在前列,希望今后的工业、汽车电子都能同步跟上。那屏幕前的你是如何看待小米这个电磁炉方案的呢?欢迎留言讨论。
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