Текст
                    Г.С.Семенов
РЕМОНТ
МИКРОВОЛНОВЫХ ПЕЧЕЙ
Москва
СОЛОН-Пресс
2003


УДК 621.397 ББК 32.94 -5 С19 Сапунов Г. С. Серия «Ремонт», выпуск 19 С19 Ремонт микроволновых печей. - М.: СОЛОН-Пресс, 2003. - 272 с.: ил. - (Се- рия «Ремонт») ISBN 5-98003 -122-7 В книге в популярной форме изложены особенности микроволнового излучения, его вли­ яние на вещество и биологические объекты. Подробно рассмотрены устройство и принцип действия микроволновой печи и составляющих ее компонентов. Приводится более 70 элект­ рических схем микроволновых печей с кратким описанием характерных неисправностей и ме­ тодов их устранения Книга рассчитана на читателей, стремящихся самостоятельно освоить ремонт микровол­ новых печей. Книги издательс rва «СОЛОН-Пресс» можно заказать наложенным платежом по фиксированной цене Оформить заказ можно одним из двух способов: 1) послать открытку или письмо пu адресу: 123242,Москва,а/ я 20; 2) передать заказ по электронной почте (e-mail) на адрЕ"с. magazin@solon-r .ru. При оформлении заказа следует правильно и полностью указать адрес, по которо- му должны быть высланы книги, в также фамилию, имя и отчество получателя. Жела­ тельно указать дополнитеJiьно свой телефон и адрес электронной почты Через Интернет Вы можете в любое время получить свежий каталог издательства «СОЛОН-Пресс» Для этого надо послать пустое письмо на робот-автоответчик по ад­ ресу: katalog@solon-r.ru . Получать информацию о новых книrах нашего издательства Вы <-можете, подписав­ шись на рассылку новостей по электронной: почте. Для этого пошлите письмо по адре­ су: news@solon-r .ru. В теле письма дслжно быть написано слово SUBSCRIВE. УДК 621.397 ББК 32.94 -5 ISBN 5-98003-122-7 © Макет, обложка СОЛОН-Пресс, 2003 © Г. С. Сапунов, 2003
Предисловие 3 Предисловие Как отремонтировать микроволновую печь? Для многих людей этот вопрос превратился в го­ ловную боль. Ничто не вечно под луной, и время от времени дорогостоящие изделия даже самых известных фирм-производителей, славящихся своим качеством, перестают функционировать. Как, вероятно, догадывается читатель, продукция отечественных предприятий - не исключение. Но ес­ ли утюг или даже телевизор можно снести в мастерскую, то при поломке микроволновой печи воз­ никают непредвиденные проблемы. В настоящее время далеко не каждая мастерская по ремонту бытовой техники берется за ремонт микроволновых печей. И это несмотря на довольно высокие цены, установившиеся в этой сфере деятельности. Между тем в таком ремонте нет ничего сверх­ сложного. Во всяком случае, это не сложнее, чем ремонт телевизора. Известно, что любую вещь можно отремонтировать, если достаточно долго вертеть в руках. Прочитав эту книгу, вы в 99% случаев сможете подтвердить справедливость этого высказывания на практике, отремонтировав свою печь самостоятельно. Оставшийся процент относится к тем слу­ чаям, когJJ,а или ремонт требует более глубоких познаний, или печь проще выбросить, чем реани­ мировать. Зачем, к примеру, пытаться восстановить печь, случайно попавшую под бронепоезд? При желании, вдохновившись первыми успехами, можно открыть свое дело и восполнить бюджет, частично растраченный на данную книгу. Разумеется, для того чтобы браться за ремонт такой простой вещи, как микроволновая печь, требуются некоторые элементарные познания в электротехнике и электронике, однако я и не льщу себя надеждой, что эту книгу с упоением будут читать домохозяйки. Так чем же вызван дефицит услуг по оказанию "микроволновой помощи"? На мой взгляд, имеются три основные причины. Первое - это практически полное отсутствие в продаже запчас­ тей к микроволновым печам. И на первый взгляд может показаться, что данная книга здесь вряд ли чем поможет. Однако это не совсем так. Во многих случаях вышедшие из строя детали можно восстановить, и при этом они еще долго прослужат. А некоторые детали импортных микроволновых печей можно без потери качества заменить на отечественные. Существуют даже такие случаи, ког­ да весь ремонт заключается в том, чтобы просто удалить неисправную деталь, ничего не поставив взамен. И это не экзотика, а часто встречающаяся поломка. Вторая сдерживающая причина - это полное отсутствие технической литературы по данному вопросу. Немного перефразируя известное выражение, можно сказать, что эта книга - "луч света в темном царстве". Конечно, в рамках од­ ной книги нельзя дать исчерпывающую информацию по всем вопросам, которые могут возникнуть при ремонте микроволновых печей, но автор старался отобрать наиболее важный материал, кото­ рый может представлять интерес и с познавательной, и с практической точки зрения. И, наконец, тормозит печной сервис специфика микроволнового излучения. Даже специали­ сты по электронике зачастую очень смутно представляют, что такое микроволны и как с ними бо­ роться. Как правило, специальная литература по данной теме до такой степени нашпигована трудноперевариваемыми формупами, что желание закрыть книгу возникает гораздо раньше, чем начнешь что-нибудь понимать. В то же время без знания основ микроволновой техники при ремон­ те печей невозможно обойтись. Поэтому в первой главе данной книги автор попытался в популяр­ ной форме изложить те разделы микроволновой техники, которые необходимы для понимания особенностей работы микроволновой печи. Простейшие формулы приводятся только там, где без них не обойтись. В том же стиле выдержаны и последующие главы. Книга состоит из трех основных разделов. Первый условно можно назвать теоретическими основами печного ремесла или, может быть, несколько скромнее - ликбез для начинающих. Вто­ рой - это методы и особенности ремонта микроволновых печей. Здесь подробно описана работа некоторых типовых электрических схем и изложен весь накопленный автором опыт, который, я на­ деюсь, будет полезен не только начинающим, но и профессионалам. Последний раздел включает в себя различного рода справочную информацию.
4 Азы микроволновой техники 1. Азы микроволновой техники 1.1 . Что такое микроволны Микроволновое или, иначе, сверхвысокочастотное (СВЧ) излучение - это электромагнитные волны длиной от одного миллиметра до одного метра. Сфера применения микроволновой техники в настоящее время достаточно широка и по мере развития науки и технологии все больше внедря­ ется в нашу повседневную жизнь. Кроме рассматриваемых в этой книге микроволновых печей можно отметить такие области применения, как радиолокация, радионавигация, системы спутнико­ вого телевидения, телефонная сотовая связь и многое другое. В последнее время идут интенсив­ ные и небезуспешные исследования по использованию микроволн в медицине и биологии. Физическая природа микроволнового излучения такая же, как у света или радиоволн. Отли­ чие только в частоте, с которой происходят электромагнитные колебания, или в длине волны, чте­ те же самое, поскольку последняя связана с частотой соотношением: Л=Оf где Л - длина волны, с - скорость распространения волны, f - частота. Частота, с которой происходят колебания электромагнитного поля, в значительной степени влияет на его внешние свойства. Все знают о существовании радиоволн, инфракрасного или тепло­ вого и ультрафиолетового излучения, рентгеновских лучах и видимом свете. Но все это разные проявления одного и того же явления - электромагнитных волн. Различие заключается только в одном - в частоте колебаний (рис. 1.1 ). И, тем не менее, свойства перечисленных явлений могут отличаться как день от ночи. Причина заключается в соизмеримости длины волны с различными физическими объектами. Например, свет или рентгеновское излучение легко проходят через кри­ сталл, у которого расстояние между атомами меньше длины волны и, наоборот, длинноволновое из­ лучение не сможет проникнуть, допустим, в металлическую трубу даже очень большого диаметра. Поэтому, попав каким-нибудь загадочным образом в цельнометаллический тоннель с транзистор­ ным приемником, не пытайтесь его трясти и бить о стену в надежде извлечь звуки, отличные от тре­ ска и шипения. Рис. 1.1 . 111111111 Частота, Гц 1010 1012 1014 1018 1018 1020 1022 1024 1111111 11111 1 Длина волны, м 1111 11 111111111111 104 ... 102 1.0 10-2 10 4 L1km L1mL1cm Шкала электромагнитных волн 10-6 10 -st._ 10-10 10 -12 10 ·14 10-16 L 1μm 1nm μm =micrometr nm = nanometr Если в низкочастотной электронике принято оперировать понятиями токов и напряжений, то в микроволновом диапазоне в большинстве случаев используются величины, характеризующие электромагнитное поле. Главные из них - это напряженность электрического поля Е и напряжен­ ность магнитного поля Н. Для наглядности электрические и магнитные поля принято изображать в виде силовых линий. Силовые линии не являются реально существующими физическими величина­ ми, а лишь помогают графически отобразить то, что не имеет ни формы, ни цвета, ни запаха. Ка­ сательная к силовой линии указывает направление силы. действующей на электрический заряд или магнитный диполь, а плотность расположения силовых линий - на величину напряженности поля.
Азы микроволновой техники 5 Например, на рис. 1.2 показано магнитное поле вокруг проводника с током и электрическое поле, образованное двумя точечными зарядами. Длина волны микроволнового поля - величина того же порядка, что и компоненты электри­ ческих схем, поэтому последние очень сильно влияют на его распределение. Если в СВЧ цепь включен резистор, то его ориентация в пространстве, размеры и длина выводов имеют такое же значение, как и номинал, а в некоторых случаях и более важное. Такие компоненты, как конденса­ торы и индуктивности, вообще выполняются на СВЧ платах в виде утопщения или сужения токове­ дущего проводника. В этом есть некоторое преимущество, поскольку многие пассивные элементы технопогически можно выполнить очень легко и с минимальными затратами. Например, колеба­ тельная система магнетрона, используемого в микроволновых печах, представляет собой медную штампованную болванку со специальными отверстиями. Аналогичная конструкция на более низких частотах потребовала бы не одного десятка конденсаторов и индуктивностей. Но за все в жизни приходится платить. В данном случае некоторая простота в изготовлении с лихвой перекрывается сложностью на этапе расчета и конструирования. Это одна из причин, которые сдерживают широ­ кое распространение микроволновой техники. Есть и другие, не менее важные. Рис. 1.2. ____ .....__ / н ......, / ' / _............. \ / ' / / -- \ \ 1 / ,,,...... \\ 11 1 1~~\11 11(\\\!~111( \\\"=//// / '\ -- / / \ '....... // / ' -- / ' / .. ... .. / ..__ __ ,,,,,,., ., . Силовые линии электрического поля Е, образованные двумя разноименными точечными за­ рядами и магнитные силовые линии вокруг проводника с током Н Большую сложность представляет проведение измерений на сверхвысоких частотах. Напри­ мер, волновое сопротивление, хотя оно и измеряется в омах, невозможно измерить омметром. Электрические параметры элементов микроволновой техники носят распределенный характер. Ес­ ли в радиотехническом колебательном контуре электрическая энергия сосредоточена в конденса­ торе, а магнитная в катушке индуктивности, то в СВЧ резонаторе, выполняющем ту же функцию, электрические и магнитные поля переплетены между собой и отделить емкость от индуктивности, за исключением отдельных специфических случаев, не представляется возможным. Пирожок, по­ догреваемый в микроволновой печи и, соответственно, являющийся нагрузкой СВЧ цепи, вносит в нее дополнительную емкость, а также индуктивность и сопротивление. Переместив пирожок внут­ ри камеры, мы поменяем соотношение между этими параметрами, поэтому бессмысленно изме­ рять пирожки в микрофарадах, даже если бы они хорошо подходили для использования в СВЧ цепях по другим причинам. Еще одно препятствие на пути микроволновой техники лежит в плоскости теории. В класси­ ческой электротехнике существует ряд фундаментальных законов, таких, как закон Ома, законы Кирхгофа и др., с помощью которых можно рассчитать электрическую цепь. Иногда это просто, ино­ гда очень просто, а иногда сверхсложно, но тем не менее можно. Однако в СВЧ диапазоне приме­ нение этих законов в чистом виде, как правило, невозможно. Как, например, использовать закон Ома, устанавливающий соотношение между током и напряжением, если отсутствует само понятие напряжения? Все законы классической электротехники имеют ограниченный характер. Это вовсе не означает, что они неверны, но они справедливы только там, где отсутствует излучение. Ранее отмечалось, что радиоволны и видимый свет имеют одну и ту же физическую природу. Но ведь ни­ кому не придет в голову измерять яркость солнечного света в вольтах или амперах. В свою оче­ редь законы оптики тяжело использовать при конструировании электрического чайника. В ограниченном применении физических законов нет ничего необычного. В природе подобные явле­ ния встречаются на каждом шагу. К примеру, в механике в свое время было обнаружено, что при скоростях, близких к скорости света, не выполняются законы Ньютона, длительное время считав­ шиеся незыблемыми. И только после появления теории относительности Эйнштейна, дополнившей механику Ньютона, все стало на свои места. Оказалось, что существует более общий закон приро­ ды, включающий в себя закон Ньютона как составную часть. Подобная же ситуация сложилась в
6 Азы микроволновой техники электродинамике. Существуют уравнения Максвелла, более полно описывающие процессы, связан­ ные с электромагнитным попем во всем спектре электромагнитных колебаний. Законы классичес­ кой электротехники, как и законы оптики, можно считать частными случаями уравнений Максвелла. В свою очередь, и уравнения Максвелла не являются универсальными. При электро­ магнитных взаимодействиях элементарных частиц вступают в силу законы квантовой механики, дополняющие уравнения Максвелла. Вполне возможно, что через некоторое время и законы кван­ товой механики также придется рассматривать как частный случай более общей теории. Уже дав­ но ученые пытаются вывести единую теорию поля, объединяющую все известные виды взаимодействий: гравитационное (описывающее силы притяжения), электромагнитное, сильное и слабое (последние проявляются на уровне атомного ядра). Может возникнуть резонный вопрос: за­ чем вообще использовать большое количество частных законов, не проще ли пользоваться одним универсальным? Но проблема в том, что чем более общий характер носит тот или иной закон природы, тем сложнее его практическое использование. К примеру, самый отпетый троечник, имея под рукой нужные формулы, без труда вычислит мощность, теряемую в резисторе при прохождении электри­ ческого тока. Но попробуйте решить ту же задачу с помощью уравнений Максвелла. Без всяких на­ тяжек это предмет для докторской диссертации. Исключительно для иллюстрации ниже приведена система указанных уравнений цля изотропной и оцнороцной срецы: - - аЕ rotH =crE +аа0-; -+ ан rotE=-μμ -· о дt' div(aa0 E) =Р; div(μμ 0 H) =О. дt Что будет в случае анизотропной и неоднородной среды, читатель может домыслить сам. Если бы электротехникам, в своей работе, приходилось пользоваться исключительно данны­ ми уравнениями, мы, скорее всего, до сих пор читали бы при свечах. К счастью, природа распоря­ дилась иначе. Так в низкочастотной электронике, используются намного более простые физические законы, которые можно теоретически вывести из уравнений Максвелла, хотя раци справедливости следует отметить, что большинство из них были экспериментально открыты до то­ го, как Максвелл создал свои уравнения. Такое упрощение возможно, когда размеры электронных компонентов намного меньше длины волны. В этом случае излучение радиоволн практически от­ сутствует и, поэтому, можно считать, что вся энергия передается вдоль проводников, в виде элек­ трического тока'. В качестве примера, представим, что на пути проводника с током имеется резистор. Если излучение отсутствует, теряемую в нем мощность можно легко вычислить по про­ стой формуле: Но, если этот же резистор поставить на пути распространения эпектромагнитной волны, то результат будет не столь очевиден. Как уже отмечалось, микроволновый диапазон - это та часть электромагнитного спектра, где классическая электротехника уже не работает, а относительно простые законы оптики еще не работают. Поэтому при решении электродинамических проблем в указанном диапазоне приходит­ ся либо изощряться, приспосабливая законы оптики и классической электротехники к СВЧ, либо пытаться решать уравнения Максвелла, что в некоторых случаях приносит свои плоды. Смысл этих уравнений состоит в следующем: Первое уравнение говорит нам о том, что источником магнитного поля могут служить либо протекающий ток, либо меняющееся во времени электрическое поле. В некотором смысле это 'На самом Аеле и в этом случае энергия переАается посреАством электромагнитного поля. ПровоАа лишь ука­ зывают полю маршрут. В качестве Аоказательства можно привести простой пример: обычная телефонная связь меЖАУ Санкт-Петербургом и ВлаАивостоком осуществляется по провоАаМ. Если бы энергия переАава­ лась не полем, а носителями тока - электронами, скорость которых значительно меньше скорости света, то ответ на "Привет!" ЖАать пришлось бы часами.
Азы микроволновой техники 7 сходные вещи, поскольку электрический ток представляет собой движение электрических зарядов, а каждый движущийся заряд меняет окружающее электрическое поле и тем самым создает вокруг себя магнитное поле. Это объясняет существование магнитного поля вокруг проводников на посто­ янном токе. Оно создано совокупностью всех движущихся по проводнику зарядов. Из второго уравнения следует, что меняющееся во времени магнитное поле порождает замк­ нутое электрическое поле. Остановимся на этом следствии более подробно. В низкочастотной электронике принято считать, что источником электрического поля служат электрические заряды. В этом случае силовые линии поля исходят с поверхности заряда или схо­ дятся на нем. Система уравнений Максвелла это не отвергает, указанное свойство отражено в тре­ тьем уравнении, однако помимо этого может существовать такая конфигурация электрического поля, когда его силовые линии замкнуты сами на себя, аналогично магнитным силовым линиям. Подобное поле может существовать только в динамике, и чем быстрее происходит изменение маг­ нитного поля, тем благоприятнее условия для возникновения электрического. Именно поэтому на низких частотах полевые эффекты практически не проявляются и ими можно пренебречь. Наличие кольцевого электрического поля создает возможность для возникновения и распространения ра­ диоволн. Поясню это на следующем примере: допустим, у нас имеется проводник, по которому про­ текает высокочастотный ток. Вокруг этого проводника, следовательно, будет существовать быстро изменяющееся магнитное поле. Это, в свою очередь, приведет к возникновению кольцевого элек­ трического поля, меняющегося с той же частотой. Последнее породит магнитное поле, и так до бес­ конечности. Исходный проводник с током, являющийся антенной, топько инициирует процесс, а дальше все происходит само собой. Энергия электрического поля переходит в магнитную энергию, и наоборот. Причем весь этот процесс не стоит на месте, а распространяется с максимально допу­ стимой скоростью - 300 ООО км/сек. И, наконец, последнее уравнение Максвелла указывает на отсутствие в природе одиночных магнитных зарядов. Последнее обстоятельство вносит некоторую асимметрию в систему уравне­ ний. Действительно, если в электростатике имеются положительные и отрицательные заряды, спо­ собные существовать независимо друг от друга, то магнитные полюса неразделимы, как сиамские близнецы. На какие бы мелкие части мы ни дробили постоянный магнит, мы никогда не получим от­ дельно S или N полюс. Подобная асимметрия, как бы демонстрирующая приоритет одного поля над другим, смущала многих физиков с момента появления рассматриваемых уравнений. Попытки об­ наружить отдельный магнитный полюс никогда не прекращались и предпринимаются до сих пор. И не только из праздного научного любопытства. Если бы удалось на практике разделить магнитные полюса, это совершило бы такую революцию в технике, масштабы которой трудно даже предста­ вить. Заканчивая с разбором уравнений Максвелла, совершим небольшой экскурс в историю. В се­ редине прошлого века, когда были получены эти уравнения, о существовании электромагнитных волн еще никто не подозревал. Эти уравнения как бы обобщали и сводили воедино все, что было известно физикам того времени об электричестве и магнетизме. Лишь в результате анализа полу­ ченных уравнений Максвелл пришел к выводу о наличии в природе электромагнитных волн и о ско­ рости их распространения, в точности совпадающей с известной к тому времени скоростью света. На основании этого была высказана гипотеза об электромагнитной природе видимого света, под­ твержденная дальнейшими исследованиями. Примерно такая же ситуация возникла при открытии Менделеевым его Периодической таб­ лицы, предсказавшей существование в природе многих химических элементов, до той поры неиз­ вестных науке. Уместно в этой связи привести слова немецкого физика Генриха Герца, посвященные теории Максвелла: "Нельзя изучать эту удивительную теорию, не испытывая по вре­ менам такого чувства, будто математические формулы живут собственной жизнью, обладают соб­ ственным разумом, - кажется, что эти формулы умнее нас, умнее даже самого автора, как будто они дают нам больше, чем в свое время было в них заложено". И действительно, мог ли предполо­ жить Максвелл, какой переворот в жизни людей совершит практическая реализация изобретений, в основе которых лежат четыре его уравнения. 1.2. Элементы микроволновой техники Вполне понятно, что специфика СВЧ излучения накладывает свой отпечаток и на компонен­ ты, из которых строятся электрические схемы. Мы рассмотрим только те из них, которые в той или иной мере встречаются в микроволновых печах.
8 Азы микроволновой техники Волноводы Для передачи энергии от генератора к нагрузке в СВЧ диапазоне используются волноводы. Волновод представляет собой полую, металлическую трубу, как правило, круглого или прямоуголь­ ного сечения (рис. 1.3). • ;~ : ..'· .. с . .." ".. . . ".. ' • Рис.1.З. Внешний вид прямоугольного и круглого волноводов Электромагнитная энергия передается по волноводу примерно так же, как вода по водопро­ водной трубе. В принципе, водопровоцная труба, если ее тщательно очистить от грязи и накипи, вполне может быть использована и для транспортировки электромагнитных волн. Продолжая ана­ логию, можно заметить, что в местах протечки воды может просачиваться и электромагнитная энергия, поэтому сочленение отрезков волноводов необходимо производить как можно плотнее. На этом, пожалуй, сходство заканчивается, и начинаются различия. Глядя на рисунок, нетрудно по­ нять, что изготовление волноводов вещь не простая и дорогостоящая. В отличие от ржавых внут­ ренностей водопроводной трубы внутренняя поверхность волноводов часто полируется и покрывается тонким слоем серебра. Очевидно, что переход с обычной двухпроводной линии на волноводы произошел не с целью экономии средств. Остановимся более подробно на причинах та­ кого перехода. Как уже отмечалось, с повышением частоты возрастает доля мощности, теряемой на излучение. Кроме того, что это плохо само по себе, это приводит к засорению эфира радиопо­ мехами и отрицательно сказывается на здоровье радио- и электронных устройств. Поэтому уже в метровом диапазоне передача сигналов осуществляется по коаксиальному кабелю, представляю­ щему собой двухпроводную линию, у которой один проводник выполнен в виде экранирующей оп­ летки, предотвращающей излучение энергии. Однако при дальнейшем повышении частоты возрастают потери, связанные с затуханием сигнала в материале, заполняющем пространство между центральной жилой и оплеткой кабеля. При достаточно высокой частоте и большой переда­ ваемой мощности это приводит к перегреву кабеля и выходу его из строя. Например, коаксиальный кабель РК-75 с полиэтиленовым наполнением и длиной 10 м на частоте 3 ГГц теряет 84% переда­ ваемой мощности. Медный прямоугольный волновод при тех же условиях теряет всего около 5% мощности. Используя в качестве наполнителя материалы с малым затуханием, можно повысить уровень цопустимой передаваемой мощности, а поскольку наименьшими потерями обладает воз­ душное заполнение, то кабель естественным образом трансформируется в коаксиальный волновод. Конструктивно последний уже ничем не проще волноводов, изображенных на рис. 1.3, скорее даже наоборот, поэтому выбор типа волновода определяется уже не экономической целесообразностью, а различием в их характеристиках. Может возникнуть вопрос, откуда вообще берутся потери в вол­ новоде, если он изготовлен из меди с площадью поперечного сечения в десятки миллиметров? От­ вет заключается в том, что токи текут не по всему сечению волновода, а лишь там, куда проникает электромагнитное поле по так называемому скин-слою. Глубина скин-слоя зависит от частоты и удельной проводимости металла, из которого изготовлен волновод. Она вычисляется по формуле: S[мкм]= 0.016 D цl 1 Е~ fГГ ·cr1/0M·M К примеру, на частоте 2.45 ГГц глубина проникновения поля составляет от 1.3 мкм для меди до 10 мкм для нержавеющей стали. Поэтому общая площадь поперечного сечения, по которому проходит ток, относительно невелика. Большое значение имеет качество внутренней поверхности волновода. Чем выше шероховатость стенок волновода, тем длиннее путь СВЧ токов и тем быст-
Азы микроволновой техники 9 рее происходит затухание волны. Поэтому для снижения потерь волноводы иногда полируют и по­ крывают тонким слоем серебра, на глубину скин-слоя. В СВЧ технике встречаются волноводы с различным профилем поперечного сечения: П-об­ разные, Н-образные, круглые, овальные и т.д. В микроволновых печах используются только прямо­ угольные волноводы, поэтому мы ими и ограничимся. В целом конфигурация поля в волноводе может иметь очень сложную форму. К счастью, тео­ рия дает механизм, позволяющий свести сложную структуру поля к набору относительно простых типов, из которых, при желании, можно воссоздать любую конфигурацию существующих в волново­ де полей. Прежде чем начать анализ типов, существующих в прямоугопьном волноводе, сформули­ руем некоторые правила, которые вытекают из теории электромагнитных колебаний. 1. Электрические и магнитные силовые линии в электромагнитных полях взаимно перпенди­ кулярны. 2. Магнитные силовые линии замкнуты и охватывают проводник с током или переменное электрическое поле. 3. Электрические силовые линии или идут от одного электрического заряда к другому, или подобно магнитным пиниям замкнуты и охватывают переменное магнитное поле. 4. Изменение электромагнитного поля во времени и в пространстве, вдоль произвольного направления, в однородной среде, происходит по синусоиде или косинусоиде. 5. При нормаnьном отражении волны от проводящей поверхности (т.е. когда направления па­ дающей и отраженной волн прямо противоположны) ее фаза изменяется на 180°. 6. Магнитные силовые линии у поверхности проводника всегда параллельны этой поверхно­ сти. 7. Электрические силовые линии не могут идти вдоль поверхности проводника, а всегда пер­ пендикулярны этой поверхности. Два последних свойства определяют структуру поля у поверхности проводника, т.е. на грани­ це между проводником и областью распространения электромагнитной волны. Поэтому их называ­ ют "граничными условиями". Электромагнитное попе всегда имеет такую структуру, при которой выполняются эти условия. При распространении волн в волноводе вдоль поперечных координат устанавливаются так называемые стоячие волны. В данном случае название говорит само за себя. Хотя структура вол­ ны в поперечном направлении может быть точной копией структуры волны в продольном направ­ лении, между ними, как говорят в Одессе, есть две большие разницы. В первом случае попе статично и никакого движения вдоль поперечных координат не наблюдается, меняется лишь амп­ литуда поля, а во втором случае картина поля все время сдвигается в сторону распространения волны со скоростью v. Распространяемые по волноводу электромагнитные волны условно можно разделить на два основных типа. Волны, имеющие составляющую электрического поля вдоль направления распрост­ ранения и не имеющие магнитной, относятся к Е-типу. И наоборот, волны, имеющие магнитную со­ ставляющую вдоль направления распространения и не имеющие электрической, относятся к Н-типу. Каждый тип волны обозначается соответствующей буквой с индексом из двух цифр, пока­ зывающим число стоячих полуволн вдоль большей и меньшей сторон поперечного сечения волно­ вода. Таким образом, по названию волны можно определить соответствующую ей структуру поля. Если размеры обеих поперечных координат меньше, чем длина попуволны, то через такой волновод волна распространяться не может. В этом случае говорят, что волновод является запре­ дельным для данного типа волны. Наибольшая длина волны, которая может распространяться по волноводу, называется крити­ ческой. При фиксированных размерах волновода критическая длина волны зависит от ее типа. Ни­ же приведена формула для ее расчета. Как видно из формулы, чем выше индексы m и п, тем больше должны быть поперечные раз­ меры волновода, при которых возможно распространение данного типа. Это обстоятельство облег-
10 Азы микроволновой техники чает селекцию типов, поскольку на рабочей длине волны всегда можно так подобрать размеры а и Ь, чтобы распространялись только нужные типы волны. На практике в качестве рабочего обычно используется тип Н10, изображенный на рис. 1.4. Для большей наглядности на рисунке также приве­ дены графики распределения электрического и магнитного полей вдоль широкой стенки. Равенст­ во нулю второго индекса в названии волны говорит о том, что вдоль узкой стенки поле не меняется. Обратите внимание, что отсутствует не само поле, а лишь его изменение. Таким образом, размер Ь не влияет ни на структуру распределения полей в волноводе, ни на его критическую частоту. Практически из этого следует, что даже очень узкая щель, шириной более ЛJ2, может рассматри­ ваться как волновод, проводящий СВЧ энергию с минимальными потерями. у х ----~ ... lx Еу ----=-~х "" .. "" .. ".".""""""""""""."""" """"""" .. """"""""""""""."""""" .·· ".. """"::::::::: :: :::::::::"" "" "." ·.. :·' .. """ -":::::::: :: ::::::::": · """. ·~ .. ~ """. ·~:::' ... """ ·.: ~~:" --------- . "\j~~~· .. ····---- .. \jt ~:: !:~!: : :!• .:. .: .:..:. •:: ~". ·.• . .."... .•. . ,... :t!it •· о:е-':•е :е •~ ;;: ::~:: : ::е .' ::: :_: _' _: ·_ .·_. _- -.· _= _= _= _= _= _:- -_~_:_:~-~-~-~-~-~-=-=_:_:_._~_-:_: _· _. JP..: ·. .. . ... -... .)} ..:::;::_: _:: _:::_:~~~~~~~~~;::::·) ...... ; ..·, .-,-;, .,,-....-... ..... ···1·············---J~--' "~" ::::: : ::::: :::::; :::,:;::"" ;1::;;:::::: :::: :::: :: : " .... _, Рис. 1.4. Структура электромагнитного поля в прямоугольном волноводе для волны типа Н10 Столь тщательное рассмотрение этого типа не случайно, поскольку он является основным для прямоугольного волновода. Можно даже сказать, основным в квадрате, поскольку, во-первых, это рабочий тип волны для подавляющего большинства задач, в частности именно этот тип исполь­ зуется в микроволновых печах, а во-вторых, он основной по определению. Для волноводов произ­ вольного поперечного сечения основным называется наиболее низкочастотный тип волны. Все остальные - это высшие типы, как правило, являющиеся паразитными. Основные преимущества данного типа волны состоят в следующем: 1. Наименьшие размеры волновода, при заданной длине волны. 2. Простая конфигурация поля и, как следствие, простота при его возбуждении и при согла­ совании волновода с нагрузкой или другими устройствами. 3. Относительная удаленность от других типов, что облегчает его селекцию. Как известно, все познается в сравнении, поэтому не лишним будет вкратце рассмотреть и некоторые другие типы волн. Если постепенно увеличивать частоту, излучаемую через волновод,
Азы микроволновой техники 11 т.е. уменьшать дпину вопны, то в опредепенный момент вдопь широкой стенки вопновода сможет уместиться две стоячие попувопны. Тогда создадутся усповия дпя возникновения типа Н20. При дапьнейшем увепичении частоты появятся типы Но1, Н11, Е11 и т.д. Структура попей дпя типов, бпи­ жайших к основному, показана на рис. 1.5 . Анапизируя эти типы, не трудно выявить опредепенные закономерности в структуре попей и, при жепании, построить типы с бопее высокими индексами. Рис. 1.5 . Рис. 1.6 . 1411 ::f:IT1f :fll 1111111::Jltl ....-·----..-. -. ·-- ·-- -·- .. ----- -. +· ·--- - ·-- ··---. - ... -- Структура ближайших к основному типов волн в прямоугольном волноводе о 1 2 Область отсечки Л/а Критические длины волн прямоугольного волновода (стрелки указывают области, в которых указанные типы волн могут распространяться по волноводу) На рис.1.6 представпена диаграмма распредепения критических дпин вопн, наибопее бпизких к основному типу. У стандартных вопноводов, как правипо, выпопняется соотношение Ыа<О.5, по­ этому бпижайшим к основному явпяется тип Н20. При этом расстояние между критическими длина­ ми вопн основного типа и всеми поспедующими увепичивается.
12 Азы микроволновой техники Заштрихованный участок показывает обпасть дпин вопн, рекомендованных к испопьзованию, поскопьку в этом спучае будет распространяться единственный тип Н10. Данный участок не примы­ кает непосредственно к обпасти отсечки. Это не спучайно. Дело в том, что распространение элек­ тромагнитных волн в замкнутых системах, какой и является волновод, отличается от их распространения в свободном пространстве. Это, в частности, проявляется в том, что скорость распространения электромагнитной энергии в волноводе меньше чем скорость света. Различие на­ иболее ощутимо в окрестности критической длины волны. Замедление скорости электромагнитных волн увеличивает потери энергии в стенках волновода. На рис. 1.7 показана зависимость затуха­ ния в волноводе от частоты, из которой видно, что при частотах, близких к критической, потери возрастают во много раз. Рис. 1.7 . а, дб/м 0,4 0,3 0,2 0,1 --Гi 1 о 1 1 1 1 . ·-1.. .. .. .. .... 1 1 1 1 1 1 1 fкр 10 20 30 t Ыа=О,5: 1 40 1 _1 1 1 f, ГГц Зависимость потерь в стенках прямоугольного волновода от частоты (штриховой линией от­ мечен коаксиальный волновод с той же площадью поперечного сечения) Попутно заметим, что рост потерь при увеличении частоты связан с уменьшением толщины скин-слоя. Пунктирной линией для сравнения показана аналогичная зависимость для коаксиально­ го волновода с той же площадью поперечного сечения. Как видим, сравнение не в пользу послед­ него, если не считать узкой полоски вблизи критической частоты. Именно поэтому этот участок и не используется на практике. Длина волны в волноводе Лв больше длины той же самой волны в свободном пространстве. Эта разница тем ощутимее, чем ближе Лв расположена к Л.кР. Ниже приведена формула для расче­ та Лв, которая может быть полезна при расчете и анализе различных волноводных устройств. л Лв = --r====== Еμ-(~)2Лкр При воздушном заполнении волновода - Еμ=1 и формула слегка упрощается. Возбуждение волноводов Возбуждение волн в волноводе можно осуществить с помощью устройства, создающего в не­ котором сечении волновода переменное электрическое или магнитное поле, совпадающее по кон­ фигурации силовых линий с полем волны требуемого вида. Возбуждение вопн происходит также при создании в стенках волновода СВЧ токов, совпадающих с токами волны желаемого типа. Сра­ зу оговоримся, что любое устройство, служащее для возбуждения волн, с таким же успехом может использоваться для их приема. При передаче энергии от генератора к нагрузке, большое значение имеет согласование пе­ редающего тракта. Под согласованием понимается способность передающей линии обеспечить
Азы микроволновой техники 13 из наибопее сложных задач при проектировании микровопновых систем, особенно бопьшой мощно­ сти. Любые неоднородности в тракте, к числу которых относятся и эпементы возбуждения, и сама нагрузка, способны привести к отражению мощности обратно к генератору. Помимо того, что это снижает выходную мощность и КПД системы, отраженная энергия небпагоприятно воздействует на генератор и при бопьшом рассогпасовании может вывести его из строя. Обычно, энергия от генератора поступает по коаксиальной линии. Подключение ее к вопно­ воду осуществпяется либо в виде магнитной петли связи, пибо в виде электрического штыря (рис. 1.8). ....~~""!"'lr.:-\: . .. -··· · -·---·--· ........ ----. -.. ----------------· "_. " б) Рис.1.8. Емкостной (а) и индуктивный (б) способы возбуждения волновода Магнитная петля связи, как правило, распопагается в месте, где магнитное поле наибопее сильно, причем ее плоскость перпендикупярна магнитным силовым линиям. Подобный вид связи, в частности, используется внутри магнетрона цпя отбора энергии от его колебательной системы. Электрический штырь размещается в максимуме электрического поля, вдоль его сиповых ли­ ний. Во многих случаях штырем служит продолжение внутреннего провода коаксиальной линии или вывод энергии генераторного прибора. Такой тип возбуждения используется в большинстве микро­ вопновых печей Обычно в них мощность от магнетрона попадает в рабочую камеру через неболь­ шой отрезок прямоугольного волновода. Оказывается, проще согпасовать магнетрон с волноводом, а затем вопновод с рабочей камерой, чем непосредственно магнетрон с камерой. Возбуждение волновода не такой простой вопрос, как может показаться на первый взгляд. Наибопьшие сложности возникают при согпасовании, в микровопновых печах в особенности, по­ скопьку нагрузка в этом случае может меняться в широких предепах. Практически невозможно со­ гпасовать маг11етрон с рабочей камерой таким образом, чтобы и при максимапьной загрузке печи и при практически пустой камере отражаемая мощность находипась в допустимых предепах (не бо­ пее 25 - 30%). Поэтому во всех руководствах к микровопновым печам оговаривается минимапь­ ная загрузка камеры (около 200 г). Анапогичные спожности возникают при попытке замены магнетрона одного типа на другой, даже еспи основные эпектрические параметры у них практиче­ ски одинаковы. Еспи имеются отличия в геометрических размерах вывода энергии, могут возник­ нуть пробпемы, непредвиденные дпя непосвященных. Дпя посвященных проблемы останутся, но статус их изменится. Они станут ожидаемыми и во многих случаях устранимыми. Рассмотрим бо­ пее детально возбуждение электромагнитных волн в волноводе. Типичная конструкция подключе­ ния магнетронного генератора к вопноводу показана на рис. 1.9а. Вывод энергии магнетрона по своей сути - это антенна в виде электрического штыря, явпя­ ющегося продопжением внутренней жипы коаксиального вопновода. Прямоугольный волновод с од­ ной стороны закорочен металлической стенкой, распопоженной на расстоянии примерно в четверть дпинь1 вопны. Размеры штыря и расстояние до короткозамыкающей стенки явпяются клю­ чевыми при согпасовании генератора с вопноводом. Известно, что оптимапьная длина антенны в свободном пространстве равна ЛJ4. В нашем случае это чуть более З см. Длина антенны в волно­ воде допжна быть нескопько ниже этого значения, поскопьку эпектрическая емкость, образован­ ная верхней крышкой вопновода и торцом антенны, увепичивает эффективную длину последней. Другими словами. увеличение торцевой емкости антенны эквивалентно некоторому увепичению ее длины. Поспедний вариант менее предпочтитепен, поскольку, во-первых, создает у острия антенны
14 Азы микроволновой техники высокую напряженность попя, что может привести к эпектрическим пробоям, во-вторых, увепичи­ вает покапьный разогрев антенны и, наконец, требует бопьшей высоты вопновода. Обычно вывод магнетрона оканчивается медным коппачком шириной окопа 1.5 см. Это увепичивает торцевую ем­ кость, поэтому дпина антенны может быть нескопько ниже чем ЛJ4. Форма и размеры коппачков, а также дпина антенны у разных магнетронов могут отпичаться друг от друга. Это связано с тем, что каждый магнетрон рассчитан на работу с вопноводом опредепенных размеров. Поэтому при заме­ не магнетронов важно это учитывать и стараться подбирать замену не только в соответствии с эпе­ ктрическими параметрами, но и с одинаковыми выводами энергии. Теперь рассмотрим, какое значение имеет расстояние L между торцевой стенкой вопновода и выводом энергии магнетрона. Как быпо сказано ранее, это расстояние примерно равно ЛJ4. Вна­ чапе, дпя простоты, допустим, что вывод энергии не нарушает структуру попя в вопноводе. В соот­ ветствии с граничными усповиями эпектрическое попе распредепится в вопноводе по синусоиде. Штырь магнетрона будет изпучать эпектромагнитные вопны во всех направпениях. Назовем вопну, движущуюся в нужном направпении, т.е. к нагрузке, - прямой вопной, а вопну, движущуюся в про­ тивопопожном от жепаемого направпении - обратной. Обратная вопна поспе зеркапьного отраже­ ния от метаппической стенки изменит свою фазу на 180°. Поскопьку на ее движения к стенке и обратно уйдет поповина периода, ипи еще 180°, то в тот момент, когда отраженная вопна достигнет штыря, ее фаза, сдепав попный оборот на 360° будет такой же, как и у прямой вопны. Поэтому они спожатся и с удвоенной мощностью дружно устремятся в камеру микровопновой печи. L =Л/4 Рис. 1.9. б) Подключение магнетрона к волноводу (а) и распределение напряженности электрического поля в волноводе (б) Теперь предпопожим, что расстояние L будет не AJ4, а AJ2. В этом спучае отраженная от стен­ ки вопна, возвратясь к штырю, окажется в противофазе с прямой. Эти вопны взаимно уничтожат­ ся, распространения энергии вдопь нужного направпения не произойдет, и пирожки в камере останутся хоподными. Но, как вывеп еще Михайпо Ломоносов, ничто не исчезает бесспедно. Не су­ мев пробиться в камеру, микровопновая энергия отправится обратно в магнетрон и будет там вер­ шить свои черные депа. Мы рассмотрепи два крайних спучая - наипучший и наихудший. Любое другое распопожение штыря даст промежуточный резупьтат, т.е. часть энергии уйдет на нагрев пирожков, а часть - на нагрев магнетрона. В наших рассуждениях мы предпопагапи, что штырь не изменяет структуру попя. Однако как вы, безусповно, догадываетесь, это дапеко не так. Вносимая штырем емкость нарушает синусои­ дапьную форму распредепения эпектрического попя вбпизи него. Попе будет концентрироваться в основном внутри этой емкости, и идеапьная синусоида трансформируется в реапьную картинку на рис. 1.9б. Теперь перейдем к практическим выводам, которые вытекают из предыдущего материапа. Еспи при замене магнетрона происходит изменение емкости, из-за бопьшей ипи, наоборот, мень­ шей дпины вывода энергии, то неизбежно произойдет рассогпасование, спедствием которого мо­ жет оказаться перегрев магнетрона и спабый нагрев в камере микровопновой печи. В принципе, в некоторых спучаях это можно устранить. Например, изменив емкость ипи сместив магнетрон отно­ ситепьно торцевой стенки. Но пучше этого не депать, поскопьку резупьтат подобных действий без специапьного оборудования трудно отспедить, а заранее вычиспить необходимые корректировки практически невозможно. Самый простой и надежный способ - это подобрать новый магнетрон с такой же высотой вывода энергии, как и у старого.
Азы микроволновой техники 15 Запредельные волноводы, диафрагмы Еспи поперечные размеры вопновода меньше критической дпины вопны, то такой вопновод называется запредепьнь1м. Распространения энергии через него не происходит. Необходимо по­ мнить, что термин "запредепьный" всегда относитепен. Всякий вопновод явпяется запредепьным дпя одних частот и обь1чным дпя других. Поэтому, когда говорят "запредельный", всегда подразу­ мевается рабочая частота, дпя которой вопновод таковым явпяется. С помощью подобного вопно­ вода можно обеспечить доступ к обпасти, в которой сосредоточено эпектромагнитное попе, и в то же время избежать утечки энергии. Несмотря на то что распространение энергии в заnредепьном вопноводе отсутствует, пере­ менные эпектрическое и магнитное попя существуют. Сиповые пинии попя как бы втягиваются в попасть вопновода. Амппитуда этих попей убывает по экспоненте по мере удапения от входа. Ко­ личественно степень убывания попя снижается примерно в 1ООО раз при удапении от входа на рас­ стояние, равное АкР. В свою очередь, критическая дпина вопны примерно вдвое превышает диаметр кругпого вопновода. Поэтому еспи, например, мы имеем отверстие диаметром 1 мм в ме­ талпической стенке топщиной 2 мм, то напряженности попей на противопопожных концах этого от­ верстия будут отпичаться, примерно, в 1ООО раз. Но это еще не значит, что одна тысячная допя СВЧ мощности будет изпучаться в окружающее пространство. Дпя того чтобы это произошпо, не­ обходимо непосредственно у отверстия иметь какой-нибудь приемник микровопнового изпучения, например коаксиапьный кабепь с петпей связи на конце. При его отсутствии пишь очень мапая часть энергии, сосредоточенной у выходного отверстия, будет изпучаться наружу. Практически, дпя тех соотношений размеров, которые приведены в нашем примере, можно считать, что изпуче­ ние отсутствует попностью. Камера микровuпновой печи содержит бопьшое копичество разпичных отверстий, предназна­ ченных дпя освещения, конвекции воздуха, визуапьного набr~юдения и т.д. Поэтому важно знать, при каких усповиях обеспечивается достаточная экранировка камеры. Наскопько правомерно счи­ тз.ть отверстие в камере запредельным вопноводом, еспи его продопьные размеры значитепьно меньше АкР? Предпопожим, что топщина стенки бпизка к нупю. Такое отверстие уже просто непри­ лично называть вопноводом, поэтому будем называть его диафрагмой, как принято в технической литературе по СВЧ. Соответственно условие J.>ЛкР уже не может быть достаточным дпя надежной экранировки. Расчет попя проникающего сквозь диафрагму довопьно спожен, поэтому мы рассмо­ трим пишь некоторые факты, которые позвопят как-то ориентироваться в уровне изпучения сквозь отверстия в камере микровопновой печи. Практика показь1вает, что излучение превышающее до­ пустимый уровень, возникает, когда диаметр кругпого отверстия составляет примерно 15 - 20 мм. Попе, возбуждаемое кругпой диафрагмой, пропорционапьно кубу ее радиуса. Поскопьку изпучение из нескопьких отверстий примерно пропорционапьно их чиспу, то замена одного бопьшого отвер­ стия нескопькими мапыми, с той же ппощадью поперечного сечения, приводит к оспабпению попя в .JП раз. Этот факт испопьзуется при проектировании окон в микровопновых печах, которые из­ го1авпиваются в виде мепкоперфорированной сетки. Попутно заметим, что уменьшение диаметра ячеек сетки попожитепьно сказывается и на дизайне микровопновой печи. Еспи диафрагма представпяет собой не кругпое, а щепевое отверстие, то бопьшое значение имеет его пространственная ориентация. Узкая щепь не изпучает, еспи она распопагается вдопь пиний тока, как это показано на рис. 1.1 О. Иначе говоря, изпучение сквозь щепь возникает топько тогда, когда она прерывает пинии тока на поверхности проводника. Сказанное относится к узкой щепи, ширина которой значитепьно меньше дпины вопны возбуждающих копебаний. Значитепьное повышение изпучения сквозь диафрагму может произойти, еспи непосредст­ венно вбпизи отверстий распопожены какие-пибо провода ипи иной проводящий мусор. Особенно еспи сквозь отверстие проходит отрезок проводника. Это может быть забытый при ремонте ипи сборке винт, шуруп, кусок провода и т.д. В этом спучае диафрагма может превратиться в отрезок коаксиапьного волновода, дпя которого не существует ограничений на диаметр, и изпучаемая мощ­ ность может увепичиться в сотни раз. Отсюда вывод: чистота - запог здоровья. Резонаторы Еспи в вопноводе на рис. 1.9 на пути распространения эпектромагнитной вопнь1 поставить метаппическую стенку, то вопна отразится от нее и двинется в обратном направпении. Дойдя до противопопожной стенки, она вновь отразится, и этот процесс будет повторяться до тех пор, пока из-за потерь энергии в стенках вопновода вопна окончатепьно не затухнет. Еспи при этом фазы многократно отраженных от стенок вопн будут совпадать, то эти вопны, взаимно усипивая друг дру-
16 Азы микроволновой техники га, могут в сотни раз увеличить напряженности электромагнитных полей в рассматриваемой обла­ сти. Как известно из физики, суммирование одинаковых по частоте и амплитуде волн, движущих­ ся в противоположных направлениях, дает в итоге стоячую волну. Поэтому в рассматриваемом объеме структура полей вдоль продольной оси будет подобна структуре полей вдоль остальных ко­ ординат. Это утверждение не очевидно, и некоторым читателям может показаться сомнительным. В качестве доказательства можно привести пример, часто наблюдаемый в природе. Стоя у камен­ ной набережной, можно заметить, как волны, направленные к берегу, складываясь с отраженными от гранитных стен, создают иллюзию полного отсутствия продольного движения. Волны поднимают­ ся и опускаются, находясь на одном и том же месте и никуда не двигаясь. По этому поводу хорошо сказал "большой ученый" Козьма Прутков: "Бросая в воду камешки, смотри на круги, ими образуе­ мые; иначе такое бросание будет пустою забавою". Неизлучающие щели Излучающие щели <;> <;> <;> Рис. 1.1 О. Влияние ориентации щелей в волноводе на их излучающую способность (распределение то­ ков на внутренней поверхности волновода показано для волны типа Н10) Явление, при котором устанавливается режим стоячих волн, называется резонансом, а уст­ ройство, где все это происходит, - резонатором. Геометрическое тело, образованное нами в ре­ зультате манипуляций с волноводом, есть не что иное, как призма; соответственно подобные резонаторы называются призматическими. Разумеется, призматическая форма не является обя­ зательным атрибутом резонатора. Любой объем, ограниченный со всех сторон проводящей поверх­ ностью, может рассматриваться как резонатор. Однако на практике стремятся использовать простые формы, поскольку их параметры могут быть просчитаны аналитически. Более сложные формы требуют расчетов с помощью специальных численных методов на мощных компьютерах, причем время, требуемое для расчета только резонансных частот, может измеряться часами. Но
Азы микроволновой техники 17 никакой компьютер не поможет, если резонатор имеет форму, не поддающуюся математическому описанию. В этом случае помочь может только эксперимент, то есть вы изготавливаете резонатор замысловатой формы, который, на ваш взгляд, должен обладать превосходными свойствами, вклю­ чаете - не работает; вносите коррективы, включаете - не работает. И так до тех пор, пока не до. бьетесь требуемого результата или пока не лопнет ваше терпение и вы не решите, что лучше заняться выращиванием кактусов. Аналогом резонатора в радиотехнике служит колебательный контур. Этапы постепенного преобразования резонатора в контур по мере увеличения резонансной частоты показаны на рис. 1.11. Рис. 1.11 . Последовательный переход от колебательного контура к резонатору по мере увеличения ча­ стоты Частота колебательного контура вычисляется по формуле: f-1 - 2п.JСС где L - индуктивность катушки контура, а С - емкость конденсатора. С повышением резонансной частоты контура значения величин L и С уменьшаются. Конст­ руктивно это выглядит как раздвижение пластин конденсатора и снижение количества витков ка­ тушки сначала до одного, а затем до нескольких, параллельно включенных полувитков, которые в пределе сливаются в единую замкнутую полость. Как и в контуре, основными параметрами резо­ натора являются резонансные частоты и добротность. Рассмотрим каждый из этих параметров в отдельности применительно к призматическому резонатору, как наиболее нас интересующему. Мы получили его из волновода, поэтому вполне естественно, что часть свойств волновода будет при­ суща и призматическому резонатору. Множество типов волн, существующих в волноводе, транс­ формируется в стоячие волны резонатора, которые образуют множество видов колебаний. По аналогии с прямоугольным волноводом, виды колебаний призматического резонатора обозначают­ ся путем добавления к типу волны еще одного индекса, указывающего количество стоячих полу­ волн вдоль продольной координаты. Собственно понятия продольной и поперечной координат для резонатора теряют смысл, поскольку структура полей в любом направлении зависит только от ви­ да колебаний и геометрических размеров сторон. Ни одно из направлений нельзя выделить как приоритетное. При этом следует помнить, что обозначение вида колебаний связано с определен­ ной ориентацией призматического резонатора. Например, один и тот же вид может рассматривать­ ся как Н110, Н101, Но11 в зависимости от выбранной системы координат. Каждый вид колебаний в резонаторе характеризуется собственной резонансной частотой и добротностью. Аналогично волноводу, самый низкочастотный вид называется основным, осталь­ ные - высшими видами. На практике обычно используется основной вид, по тем же причинам, что и в случае волновода. Камера микроволновой печи, которую можно рассматривать как призмати­ ческий резонатор, - это как раз то редкое исключение из правила, которое подтверждает само правило. Дело в том, что резонансные явления в камере, скорее, вынужденная необходимость, чем желательное явление. Более подробно этот вопрос будет рассмотрен в разделе "Камера микровол­ новой печи" . Длины волн резонаторных видов колебаний вычисляются по формуле, напоминающей форму­ лу для расчета критических длин волн в волноводе: 2 Ло = ----====== m2n2р2 -+-+- а2ь212
18 Азы микроволновой техники Как и в вопноводе, в резонаторе существуют Е и Н виды копебаний. Но, как спедует из при­ веденной формупы, резонансная частота зависит топько от индексов вида копебаний, а не от типа вопны. Например, копебания видов Е111 и Н111 будут происходить на одной и той же частоте. В этом спучае говорят, что данные виды колебаний явпяются вырожденными. Реапьная картина попя в ре­ зонаторе будет представпять собой коктейпь из этих видов. Преобпадание копебаний того ипи ино­ го вида будет связано топько с усповиями возбуждения. Ранее быпа отмечена анапогия между резонатором и копебатепьным контуром. Но есть су­ щественная разница между видами колебаний в резонаторе и гармониками контура. Природа этих различий кроется в пространственной форме копебаний в резонаторе, в то время как в контуре электромагнитная энергия может дви~аться топько в одном направпении - вдоль проводника с то­ ком. Поэтому гармоники всегда кратны основной частоте, а в резонаторе все опредепяется соот­ ношением индексов m, п, р, разпичные сочетания которых позвопяют попучать бопьшое разнообразие видов копебаний, частоты которых могут распопагаться на пюбом расстоянии от ос­ новной частоты. На рис. 1.12а показан спектр резонансных частот дпя резонатора с поперечными размерами 200х300х400 мм, то есть примерно соответствующим камере микровопновой печи. Как нетруд1-10 заметить, чем дапьше мы удапяемся в сторону более высоких частот, тем гуще распопо­ жены резонансные частоты. В пределе они спиваются в сппошной спектр. Штриховой пинией отме­ чена рабочая частота микровопновых печей. Несмотря на то, что возможна ситуация, когда непосредственно на рабочей частоте нет ни одного резонанса, в камере они будут возбуждаться в бопьшом копичестве. Чтобы понять, каким образом это происходит, необходимо вначапе рассмот­ реть второй основной параметр резонатора - добротность. 0.5 Pmax а) / ·············(······· 1 •••.••••••. . t ••..• ----!---':., .. _ "'""' 2.44 2 .45/ ''---------._.......- --/ б) Полоса рабочих частот Рис. 1.12 . Спектр резонансных частот камеры микроволновой печи с поперечными размерами 200хЗООх400 мм (а), и амплитудно-частотная характеристика резонанса вблизи рабочей час­ тоты (б) Как уже отмечапось, при резонансе амппитуды эпектрического и магнитного попей в сотни и тысячи раз превышают амппитуду возбуждающего попя. Максимапьное значение амnпитуд ограни­ чивается тем, что с ростом напряженности магнитного попя возрастают и токи в стенках резона­ тора, что приводит к допопнитепьным потерям. В какой-то момент энергия, теряемая в стенках, сравняется с энергией возбуждения и установится состояние равновесия. Таким образом, в резонаторе запасается некоторая энергия. Еспи в этот момент отключить источник возбуждения, то копебания в резонаторе продопжаются относитепьно допго, (это могут быть сотни периодов), пока вся запасенная энергия не израсходуется на нагрев стенок. Очевидно, чем меньше потери в резонаторе, т.е. чем выше его качество, тем на бопее высоком уровне ста-
Азы микроволновой техники 19 билизируется амплитуда колебаний и тем дольше они будут происходить после отк~:~ючения генера­ тора. Для определения качества резонатора абсолютные значения амплитуд и времени затухания непригодны, поскольку они зависят от уровня входного сигнала. Удобнее в качестве характеристи­ ки резонатора использовать отношение запасенной энергии к величине подводимой мощности или, что то же самое, к мощности, теряемой в резонаторе за один период колебаний. Это отношение и называется добротностью. Каждый резонатор способен работать на любой из принадлежащих ему резонансных частот или даже сразу на нескольких. Поскольку потери на разных частотах разные, добротность всегда определяется применительно к какой-то конкретной частоте. Обычно это основная частота, но бы­ вают специфические случаи, когда резонатор возбуждается на более высокочастотных видах коле­ баний. Как уже упоминалось, микроволновая печь - один из таких случаев. Чем выше добротность, тем уже полоса частот, в которой возможно возбуждение резонато­ ра, и тем больше амплитуда колебаний электромагнитного поля. Существует простая формула, ус­ танавливающая связь между добротностью и шириной полосы рабочих частот: 0=~Лf где Лf - ширина полосы на уровне половинной мощности. Если нет потерь, то возбуждение резонатора возможно только на резонансной частоте. Шаг влево, шаг вправо - гибель для колебаний. Но резонатор без потерь - это некая идеальная абст­ ракция наподобие непогрешимого Иисуса Христа. В реальной жизни потери и грехи всегда есть, хо­ тя они могут быть очень незначительны. Добротность самых высококачественных резонаторов, работающих в условиях сверхпроводимости, может превышать 1О ООО. В большинстве вакуумных приборов СВЧ добротность составляет порядка 1ООО. Добротность пустой камеры микроволновой печи на рабочих видах колебаний не превышает 100, поэтому полоса частот, на которой происходит ее возбуждение, более 25 МГц. Следовательно, камера может возбуждаться на видах, которые смещены относительно частоты магнетрона на 12.5 МГц в любую сторону и даже более. В качестве иллюстрации на рис. 1.12б показана амплитудно­ частотная характеристика резонанса на частоте 2.44 ГГц. Из рисунка видно, что, несмотря на уда­ ленность резонанса от частоты магнетрона, он будет успешно возбуждаться. То же самое относится и к другим близлежащим видам. Замедляющие системы Работа электровакуумных приборов СВЧ (в том числе магнетронов, используемых в микро­ волновых печах) основана на взаимодействии потока электронов с электромагнитным полем. Эф­ фективность работы приборов часто зависит от длительности такого взаимодействия. При этом возникает проблема, связанная с тем, что никаким напряжением невозможно разогнать электро­ ны до скорости света, с которой распространяются электромагнитные волны. Но если гора не идет к Магомету, значит, нужно Магомету идти к горе. Для устранения этого несоответствия были созда­ ны различные устройства, которые позволяют либо замедлить распространение электромагнитных волн, либо создать имитацию их замедления. В качестве простейшей замедляющей системы мож­ но рассматривать волновод с диэлектрическим заполнением. Однако такое решение не всегда приемлемо из-за относительно высоких потерь и небольшо­ го коэффициента замедления. Например, если требуется замедлить скорость волны в 20 раз, то диэлектрическая проницаемость материала заполнения должна быть более 400. Такими парамет­ рами обладают только сегнетоэлектрики, но они в то же время имеют и самые высокие потери, что исключает их использование. Из используемых на практике замедляющих систем наиболее про­ стой и понятной является "спиральная" (рис. 1.13). Волна в ней распространяется вдоль изогнутой в виде спирали центральной жилы коаксиаль­ ного волновода, и поэтому ее фазовая скорость замедляется. В качестве замедляющей системы могут служить связанные резонаторы, настроенные на од­ ну частоту. Разумеется, если они связаны полем, а не бечевкой перед сдачей в утиль. Связь меж­ ду резонаторами приводит к тому, что возникновение колебаний в одном из них инициирует колебания в соседних. Если из нескольких резонаторов создать цепочку, то регулировкой связи можно так подобрать фазы колебаний, что электрон, пролетающий вдоль этой цепочки, все время будет находиться в одной и той же фазе.
20 Азы микроволновой техники с Рис. 1.13. Конструкция спиральной замедпяющей системы Рис. 1.14 . Замедпяющая с1.1стема в виде цепочки связанных резонаторов
Азы микроволновой техники 21 В качестве наглядной иллюстрации можно привести аналогию из спортивной жизни: гавай­ ский абориген, занимающийся серфингом может продолжительное время двигаться вместе с вол­ ной, находясь на ее гребне. На рис. 1.14 представлен случай, когда за время, необходимое АЛЯ преОАОления электроном расстояния между соседними резонаторами, фаза колебаний изменяется на 180°, или на п радиан. Подобная замедляющая система, свернутая в кольцо, используется в ка­ честве анодного блока магнетронов. 1.3 . Магнетроны Магнетроном называется генераторный, вакуумный, двухэлектродный прибор СВЧ, в кото­ ром движение электронов происходит в скрещенных электрическом и магнитном полях. ПереА тем как ознакомиться с работой магнетрона, необходимо вспомнить законы взаимодействия электро­ нов с электрическим и магнитным полями, чем мы в данный момент и займемся. Движение электронов в электрическом поле На рис. 1.15 показаны три основных случая движения ОАИночного электрона в однорОАНОм эле­ ктрическом поле, созданном цвумя плоскими электродами, обозначенными как анод(+) и катоА (-) . +++ + +++ + +++ !~l i ··....···· "· ·". "".. ..". . ·"....... ··········· ..9 ...".....·· а. б. в. Рис. 1.15 . Варианты движения электронов в постоянном электрическом поле + ..··· ....· ..... ····· ···• В первом случае (рис.1.15а} электрон влетает в поле, отрываясь от отрицательно заряженно­ го катода. Для такого электрона поле будет ускоряющим. Оно действует на электрон с постоянной силой и заставляет его двигаться с ускорением вдоль силовых линий поля. При этом, кинетическая энергия электрона возрастает. Если он попадает в ускоряющее поле, не имея начальной скорости, то, достигнув анода, он приобретает скорость, равную: V=6·10 5 .../U ,м/сек, где U - напряжение между анодом и катодом. Как видим, скорость электрона не зависит от пройденного расстояния, а определяется исклю­ чительно разностью потенциалов. Как известно, энергия не возникает из ничего. Приобретенную кинетическую энергию электрон отбирает у поля. Переместив отрицательнь1й заряд с катода на анод, электрон снизил заряд обоих электродов и тем самым уменьшил напряженность поля между ними. Если электрон влетает в поле со стороны анода (рис. 1.156), имея некоторую начальную ско­ рость, то поле будет для него тормозящим. Скорость движения электрона и его кинетическая энер­ гия в тормозящем поле уменьшаются, так как в данном случае работа совершается не силами поля, а самим электроном, который за счет своей энергии преодолевает сопротивление сил поля. Энер­ гия, теряемая электроном, переходит к полю. Имея достаточный запас энергии, электрон может цолететь до катода, несмотря на действие тормозящих сил поля. Но если, не долетев цо противопо­ ложного электроца, электрон израсходует свою кинетическую энергию, его скорость окажется рав­ ной нулю, а затем электрон будет двигаться в обратном направлении. При этом поле возвращает ему ту энергию, которую он потерял при своем замедленном движении. Теперь рассмотрим случай, когда электрон влетает в электрическое поле, имея начальную скорость, направленную под углом к силовым линиям поля (рис. 1.15в). Помимо изменения вели­ чины скорости электрона, будет изменяться и направление его движения, так что траектория АВИ­ жения электрона становится криволинейной. Электрон под действием сил поля отклоняется в сторону положительного потенциала.
22 Азы микроволновой техники Иногда для упрощения считают, что ток во внешней цепи вакуумного электронного прибора возникает в момент попар,ания электронов на анод. В р,ействительности ток протекает и в процес­ се движения электронов от катода к аноду. Чтобы это уяснить, вспомним явление электростатиче­ ской индукции. Пусть имеется электрически нейтральный проводник (рис. 1.1 ба), к одному концу которого приближается отрицательный электрический заряд е. Тогда электроны, имеющиеся в проводнике, отталкиваясь зарядом е, сместятся в сторону удаленного конца и там образуется отрицательный заряд. На ближнем к заряду е конце получится недостаток электронов, т.е. положительный заряд. Процесс перераспредепения зарядов есть не что иное, как эпектрический ток, поэтому на основа­ нии нашего мыспенного эксперимента можно сделать обобщающий вывод: если отрицательный эле­ ктрический заряд приближается к проводнику или удаляется от него, то в этом проводнике возникает ток, по направпению совпар,ающий с направлением движения заряда. В электронных приборах функцию индуктирующего заряда выполняют электроны, движущиеся от катода к аноду, а возникающий при этом ток во внешней цепи называется наведенным. + -u а. 6. Рис. 1.16 . Возникновение наведенных токов В электронике СВЧ наведенные токи очень широко используются для возбуждения колебаний в резонаторах, которые являются составной частью большинства СВЧ приборов. В качестве при­ мера рассмотрим электрическую схему на рис. 1.1 бб. Здесь в области между анодом и катодом по­ мещены обклар,ки конр,енсатора с отверстием в центре, так чтобы электроны могли беспрепятственно проходить сквозь него. Во внешней цепи обкладки замкнуты на катушку индук­ тивности, образуя колебательный контур. Предположим, электроны вылетают с катода поочерер,но по одному. Тогда первый электрон, пролетающий мимо обкладок конденсатора, вызовет во внеш­ ней цепи наведенный ток и в контуре возникнут электрические колебания. Помимо постоянной со­ ставляющей электрического поля, между обкпадками появится переменная составляющая. Если после этого выпустить еще один электрон, то в интересующей нас области он либо получит допол­ нительное ускорение, когда переменное поле будет совпадать по направлению с постоянным, либо наоборот - замедпится в случае противопопожной ориентации полей. В последнем случае элек­ трон отдаст часть своей энергии контуру, увеличив амплитуду его колебаний. Выпуская электроны таким образом, чтобы они каждый раз попадали в тормозящее электрическое поле контура, мы мо­ жем возбудить в нем колебания любой амппитуды, которую только обеспечивает его добротность. Если же электроны будут влетать в пространство между обкладками в тот момент, когда там уско­ ряющее поле, то второй электрон погасит колебания, возбужденные первым, и дальше все будет происходить в том же духе: один эпектрон бур,ет совершать работу, другой - ее уничтожать. Поч­ ти как в жизни: один человек, обливаясь потом и прокпиная всеобщую грамотность, очищает лифт от надписей, второй с не меньшим упорством их восстанавливает. Оба трудятся, но, работая в про­ тивофазе, национальное богатство страны не увеличивают. Движение электронов в магнитном попе Движущийся электрон представляет собой элементарный ток и поэтому испытывает со сторо­ ны магнитного поля такое же действие, как и проводник с током. Из электротехники известно, что на прямолинейный проводник с током, находящийся в магнитном поле, действует механическая си­ ла, направленная под прямым углом к магнитным силовым линиям и к направлению тока. Эта сила пропорциональна напряженности поля, величине тока и длине проводника, а также зависит от угла между проводником и направлением поля. Она будет наибольшей, если проводник расположен пер-
Азы микроволновой техники 23 пендикулярно силовым линиям; если же проводник расположен вдоль линий поля, то сила равна ну­ лю. Когда электрон в магнитном поле неподвижен или движется вдоль его силовых линий, то на него магнитное поле вообще не действует. На рис 1.17 показано, что происходит с электроном, ко­ торый влетает с начальной скоростью Vo в равномерное магнитное поле, перпендикулярно его си­ ловым линиям. Под действием сил со стороны магнитного поnя его траектория искривляется, он начинает двигаться по дуге окружности. При этом его скорость и кинетическая энергия не изменя­ ются. Радиус окружности, по которой цвижется электрон, определяется по формуле: mVo r =---:r- eH где m и е - масса и заряд электрона, Vo - скорость электрона, Н - напряженность магнит­ ного поля. ••···.• .. . ····• •· ··... .. Рис. 1.17 . Воздействие постоянного магнитного поля на движущийся электрон Конструкция магнетрона Устройство магнетрона показано на рис. 1.18. Он представляет собой вакуумный диоц, анод которого выполнен в виде медного цилиндра, на внутренней стороне которого расположено четное число резонаторов. В магнетронах для микроволновых печей их, как правило, десять. Форма резо­ наторов может быть различной, но при этом они должны облацать следующими качествами: 1. Электрическое поле преимущественно сосредоточено в зазоре резонатора. 2 Все резонаторы сильно связаны между собой. 3. Резонаторы имеют высокую добротность. В дальнейшем для простоты мы будем рассматривать только одну конструкцию магнетрона, которая типична для микроволновых печей. Резонаторы в этом случае представляют собой секто­ ры цилиндра. По сравнению с другими конструкциями эта более технологична и более экономична. Четные и нечетные перегородки между резонаторами соединены между собой связками, назначе­ ние которых мы выясним позже. Катод представляет собой спираль из вольфрама, поверхность ко­ торого имеет шероховатость для увеличения эмиссии. Выводы катода через металлокерамический переход и высокочастотный фильтр подключаются к внешнему разъему. Промежуток между ано­ дом и катодом, называемый пространством взаимодействия, с торцов ограничен металлическими пластинами, препятствующими выходу электронов и СВЧ поля из этого пространства. Для отбора энергии вблизи оцного из резонаторов подключена магнитная петля связи, которая через отрезок коаксиального волновода соецинена с излучателем. Магнитное поле в пространстве взаимодейст­ вия созцается двумя кольцевыми постоянными магнитами и магнитопроводом, в качестве которо­ го служат корпус и фланец. Для более интенсивного охлаждения магнетрона анодный блок окружен радиатором Для снижения паразитного излучения в месте соединения магнетрона с внешней це­ пью имеется металлическая оплетка. СВЧ фильтр состоит из катушек индуктивности на феррито­ вом серцечнике и проходных конденсаторов.
24 Азы микроволновой техники ---------«:Излучатель (антенна) -----~Изолятор ~--- ~~-....~~==========--------uплетка ~J~~==---l========~~Выводы питания 4-----с:с•Фильтр Ферритовый стержень _ _ _ ____.,.~ Резонаторы Рис.1.18. Конструкция магнетрона микроволновой печи
Азы микроволновой техники 25 Принцип действия магнетрона Рассмотрим вначале движение электронов в магнетроне, предполагая, что колебаний в ре­ зонаторах нет. Для упрощения изобразим анод без резонаторов (рис 1.19), как будто их забыли сделать. Под влиянием ускоряющего электрического поля электроны стремятся лететь вдоль его сило­ вых линий, т.е. по радиусам от катода к аноду. Но как только они набирают некоторую скорость, по­ стоянное магнитное поле начинает искривлять их траектории. Так как скорость электронов постепенно нарастает, то радиус этого искривления постепенно увеличивается. Поэтому траекто­ рия электронов представляет собой не дугу окружности, а более сложную кривую - циклоиду На рисунке показаны траектории электронов, вылетевших с катода с ничтожно малой начальной ско­ ростью при разной напряженности магнитного поля Н. Анодное напряжение во всех случаях одно и то же. Если магнитное поле отсутствует, то электрон летит строго по радиусу (траектория 1 на ри­ сунке). При напряженности поля, меньшей некоторого критического значения НкР, электрон попа­ дает на анод по криволинейной траектории 2. Критическая напряженность поля соответствует более искривленной траектории 3. В этом случае электрон пролетает у самой поверхности аноца, почти касаясь ее, и возвращается на катоц. Наконец, если поле выше критического, то электрон еще более круто поворачивает обратно (кривая 4). Н=Нкр Рис. 1.19. Движение электронов в пространстве взаимодействия при различной индукции магнитного поля Рис. 1.20. Вращающееся электронное облако в пространстве взаимодействия Магнетроны работают при напряженности поля, несколько большей критической. Поэтому электронь1 при отсутствии колебаний пролетают близко к поверхности анода на различных рассто­ яниях от него в зависимости от начальной скорости. Поскольку одновременно движется очень большое количество электронов, можно считать, что в пространстве взаимодействия вращается электронное облако в виде кольца (рис. 1.20).
26 Азы микроволновой техники Скорость вращения электронного облака зависит от приложенного напряжения и поэтому мо­ жет регулироваться. Чтобы при ее увеличении электроны не попадали на анод, одновременно не­ обходимо увеличивать и напряженность магнитного поля. Теперь вернем на место наши резонаторы. Все они сильно связаны между собой, так как маг­ нитное поле каждого из них замыкается, проходя через смежные резонаторы (рис. 1 21). Рис. 1.21 . Связь между резонаторами магнетрона с помощью магнитного поля Переменное электрическое поле в магнетронных резонаторах сосредоточено в области ще­ ли, причем значительная его часть проникает в область взаимодействия, что имеет принципиаль­ ное значение в работе магнетрона. Движение электронного облака в пространстве взаимодействия будет наводить токи в резонаторах. Однако в начальный момент увеличение амп­ литуды колебаний будет сдерживаться тем, что движение электронов не синхронизировано, и в то время, как одни электроны будут возбуждать колебания, отдавая им часть своей кинетической энергии, другие будут эти колебания гасить. Кроме того, если сдвиг фаз в соседних резонаторах не синхронизирован со скоростью электронов, то один и тот же электрон, отдавая энергию одному ре­ зонатору, будет ее тут же отбирать у другого. Обычно для нормальной работы магнетрона требует­ ся, чтобы фазы соседних резонаторов были смещены на 180°, т.е. на п радиан. Поэтому такой вид колебаний называется п - видом. Чтобы способствовать возбуждению этого вида и препятство­ вать возбуждению остальных, в магнетроне используются металлические связки, которые электри­ чески соединяют между собой четные и нечетные резонаторы. Предположим, что в какой-то момент времени в резонаторах случайным образом возникпи колебания нужного нам вида (рис. 1.22). Попытаемся цоказать, что при правильно зацанных режи­ мах магнетрона эти колебания буцут усиливаться за счет автоматической группировки электронов В любой точке пространства взаимоцействия мы можем рассматривать СВЧ поле как сумму цвух составляющих: радиальной - направленной по рациусу от центра магнетрона, и перпенцику­ лярной ей касательной составляющей. Рассматривая рис. 1.22, можно заметить следующую харак­ терную особенность: во всем пространстве, нахоцящемся поц отрицательным сегментом, рациальная составляющая поля направлена к катоду, а во всем пространстве поц положительным сегментом она направлена к аноцу (поле считаем направленным в ту сторону, куца цвижется эле­ ктрон под цействием этого поля). Границами, разцеляющими эти пространства, являются плоско­ сти, прохоцящие через ось магнетрона и середины щелей. Обозначим оцну из таких плоскостей буквами АА. Слева от этой плоскости радиальная составляющая буцет ускорять электроны, по­ скольку она совпацает по знаку с постоянным анодным напряжением. Так как поц влиянием маг­ нитного поля направление скорости изменяется, то через некоторое время увеличение скорости в рациальном направлении превращается в увеличение скорости по направлению к плоскости АА.
Азы микроволновой техники 27 Поэтому электроны, находящиеся под положительным сегментом, догоняют электроны, находящи­ еся в плоскости Ад. Электроны, находящиеся под отрицательным полюсом, тормозятся радиальной составляющей СВЧ поля, поэтому их скорость в направлении движения электронного облака сни­ жается. В результате образуются области электронных скоплений, по форме напоминающие спицы колеса, как это показано на рис. 1.23. Эти спицы вращаются с такой скоростью, чтобы за половину периоца проходить расстояние от одной резонаторной щели до другой. ЕР- радиальная составляющая СВЧ поля Ек- касательная составляющая СВЧ поля Ед- поле, созданное анодным напряжением Рис. 1.22 . Распределение силовых линий переменного электрического поля в пространстве взаимодей­ ствия Рис. 1.23 . Форма вращающегося электронного облака в работающем магнетроне В этом случае электроны, находящиеся в спицах, пролетая над щелями резонаторов, могут постоянно попадать в тормозящее поле касательной составляющей и отдавать ему энергию, накоп­ ленную во время движения по радиальной составляющей. Таким образом, основная роль касатель­ ной составляющей СВЧ поля заключается в преобразовании кинетической энергии электронов в энергию колебаний, а основная роль радиальной составляющей заключается в преобразовании равномерного электронного облака в колесо от телеги. Рассмотрим более подробно движение отдельного электрона в двух случаях: когда он нахо­ дится в спице и когда он вне ее. Как уже отмечалось, при отсутствии СВЧ поля электрон, вылетев­ ший с катода со скоростью, равной нулю, совершит круг почета вблизи анода и вновь вернется на катод. Причем скорость в конце пути будет той же, что и в начале, т.е. в нашем случае нулевой. При наличии СВЧ поля возможны цва случая: 1. Допустим, электрон находится в области спицы. Тогда, вылетев с катоца, он будет разго­ няться анодным напряжением и за счет магнитного поля постепенно изменять направле-
28 Азы микроволновой техники ние движения. Влетев в тормозящее СВЧ поле, он отдаст ему часть своей кинетической энергии, и его скорость снизится. В результате ему не хватит оставшейся энергии, чтобы долететь обратно цо катода. В какой-то момент он остановится, а затем вновь начнет цви­ жение к аноцу поц воздействием анодного напряжения. Все предыдущие процессы повто­ рятся, за исключением того, что точкой начала движения будет не катод. В этом же духе будут происходить и последующие циклы, пока в конце концов электрон не доберется цо анода. Таким образом, электрон на пути к аноду проходит по сложной траектории (рис. 1.24) несколько раз, отдавая свою энергию СВЧ полю. 2. Возможен, оцнако, и другой случай. Если при прочих равных условиях электрон вылетел с катода в момент, когда он находился между спицами, то он попацет в ускоряющее СВЧ по­ ле, и поэтому ему после правого разворота в магнитном поле вполне хватит энергии вре­ заться в катод. Избыток кинетической энергии выцелится в виде тепла, приводя к дополнительному разогреву катода. Рис. 1.24 . Траектория электрона, находящегося в "спице", при движении от катода к аноду U, 11 о 81 ·----~·-··-;:11z·---В2---·-·-·-·-· .. . • ••1 .r • . . .. . •• •• ••• 1 •• • ...·· i .•• ····вз········ ...~· Рис. 1.25 . Рабочие характеристики магнетронов Характеристики магнетронов Основными параметрами магнетронов являются: рабочая частота, выходная мощность, ко­ эффициент полезного цействия (КПД), рабочие токи и напряжения. Частота магнетронов для мик-
Азы микроволновой техники 29 роволновых печей сост::э.вляет 2450 МГц. Отклонение от этой частоты в ту или иную сторону может быть вызвано изменением анодного напряжения или параметрами нагрузки. Величина смещения частоты составляет несколько мегагерц. Мощность магнетронов лежит в пределах от 500 Вт, до 1 кВт, а КПД составляет от 50% у электронных динозавров до 85% в наиболее удачных конструкци­ ях. АноАный ток магнетронов для микроволновых печей обычно составляет 250 - 300 мА. Рабочие напряжения некоторых типов магнетронов привеАены в таблице 2.1 . В практике эксплуатации магнетронов широко пользуются графическими рабочими характе­ ристиками, позволяющими в зависимости от конкретных условий установить требуемые значения мощности и КПД. Типичные рабочие характеристики приведены на рис. 1.25. По вертикальной ко­ орАинатной оси отложены значения анодного напряжения, по горизонтальной оси - значения аНОАНОГО тока. Для выражения взаимной зависимости нескольких параметров магнетрона на рабочие ха­ рактеристики наносят рЯА кривых, вдоль которых одна из представляемых величин остается неиз­ менной. Эти кривые называются соответственно линиями постоянной мощности, КПД и магнитной индукции. На рисунке линии постоянной индукции сплошные, линии постоянного КПД - пунктир­ ные. Если изменять напряжение на магнетроне от значения U1 до U2, оставляя неизменной маг­ нитную индукцию В3, то рабочая точка, определяющая режим работы магнетрона, будет переме­ щаться вдоль линии постоянной ИНАукции. Вследствие слабого наклона линий постоянной индукции при этом будет наблюдаться сильное изменение тока, протекающего через магнетрон (от 11 до 12). Из характеристик видно, что в пределах одной линии постоянной индукции ток изменяется практи­ чески от нуля до своего максимального значения при относительно небольшом изменении анодно­ го напряжения. Поэтому на практике режим работы магнетрона удобнее контролировать не по напряжению на магнетроне, а по анодному току. В областях очень малых и очень больших токов магнетрон работает неустойчиво. в области малых токов наблюАается низкая стабильность частоты магнетрона, а в области больших токов возможно появление "искрения" - кратковременных электрических пробоев внутри магнетрона, приводящих к быстрому разрушению катода. КПД магнетрона возрастает при ОАновременном увеличении анодного напряжения и магнит­ ной индукции, если при этом не нарушаются условия синхронизма. КПД магнетрона напрямую за­ висит от потерь, которые происходят двумя путями. Часть мощности теряется потому, что некоторые электроны прибывают на анодный блок магнетрона с большими скоростями и тратят свою энергию на его нагрев. Вследствие этого магнетрон разогревается АО высокой температуры и необходимо принимать специальные меры для его охлаждения. Другая часть мощности теряется в резонаторах магнетрона, так как в них возникают СВЧ токи большой силы. Для снижения этих по­ терь необхОАИМО повышать добротность резонаторов. Существуют и некоторые другие виды по­ терь, но их удельный вес невелик. 1.4. Взаимодействие микроволновой энергии с веществом Для того чтобы понять за счет чего происходит нагрев в микроволновой печи, необходимо по­ знакомиться с некоторыми свойствами вещества. Электромагнитное поле проявляет себя и как магнитное, и как электрическое, но, поскольку продукты, приготавливаемые в микроволновой пе­ чи, являются диэлектриками, воздействие магнитного поля на них пренебрежимо мало и его мож­ но не учитывать. диэлектрические свойства материалов могут интересовать нас по двум причинам. Во-первых, приготавливаемые продукты должны максимально поглощать СВЧ энергию, в противном случае возможно ее отражение обратно в магнетрон со всеми вытекающими послед­ ствиями. Во-вторых, в камере микроволновой печи имеются диэлектрические детали конструкции (СВЧ-окна. поццоны и т.д.), которые не должны подвергаться нагреву под воздействием микровол­ новой энергии. Диэлектриками принято называть вещества, основным электрическим свойством которых яв­ ляется способность к поляризации и в которых возможно существование электрического поля. Та­ кое поле может длительно сохраняться лишь в средах, плохо проводящих электрический ток. Электропроводность - способность проводить электрический ток - обусловпена наличием в веществе свободных носителей заряда -- электрически заряженных частиц, которые под воздей­ ствием внешнего электри•1еского поля направленно перемещаются сквозь толщу материала,
30 Азы микроволновой техники создавая ток проводимости. Параметром вещества, количественно определяющим его электропро­ водность, является удельное объемное сопротивление р, измеряемое в омах на метр (Ом*м). Носителями заряда в диэлектриках могут быть ионы, электроны и молионы - заряженные коллоидные частицы. У реальных диэлектриков р=107 - 1018 Ом*м, что практически означает от­ сутствие протекающего через них тока. Параметром диэлектрического материала, определяющим его способность противостоять пробою, является электрическая прочность ЕпР - напряженность электрического поля в диэлект­ рике, при достижении которой происходит его пробой. Механизм пробоя диэлектриков может иметь различный характер. Основными видами пробоя твердых диэлектриков являются электрический и тепловой. Электрический пробой представляет собой разрушение диэлектрика силами электричес­ кого поля и сопровождается образованием электронных лавин. Тепловой пробой обусловлен на­ гревом диэлектрика до критической температуры вследствие диэлектрических потерь, при нарушении в диэлектрике теплового равновесия. Электрическая прочность диэлектриков при теп­ ловом пробое составляет 1 - 10 кВ/мм, при электрическом - примерно 100 - 1000 кВ/мм. Помимо удельного объемного сопротивления, для краткости обычно называемого удельным сопротивлением, для твердых диэлектриков в качестве параметра вводят также удельное поверх­ ностное сопр"отивление ps. Очень часто пробой диэлектрика происходит именно по поверхности, особенно при работе в загрязненных или увлажненных средах. Внешнее электрическое поле отсутствует Орбита электрона .. ,,. Направление внешнего электрического nоля Электрическое поле диполя Рис. 1.26 . Смещение электронной орбиты nод воздействием электрического nоля Одним из важнейших параметров диэлектрических материалов является диэлектрическая проницаемость. Различают относительную диэлектрическую проницаемость Er (прежде е) и абсо­ лютную диэлектрическую проницаемость ErEo (ео - электрическая постоянная или, по старой тер­ минологии, диэлектрическая проницаемость вакуума, равная 8.854*10-12 Ф/м). По физическому смыслу диэлектрическая проницаемость - количественная мера интенсив­ ности процесса поляризации. Поляризация представляет собой смещение связанных зарядов под действием внешнего электрического поля. Основными видами поляризации являются электронная, ионная и дипольная. Электронная поляризация - упругое смещение электронных орбит относительно ядер в ато­ мах и молекулах под действием внешнего электрического поля. В качестве примера можно рассмо­ треть поляризацию атома водорода, состоящего из положитепьно заряженного ядра и вращающегося вокруг него электрона. Если поле отсутствует, то центр, вокруг которого вращается электрон, совпадает с центром ядра и, соответственно, заряды полностью нейтрализуют друг дру­ га. В присутствии электрического поля электрон смещается относительно ядра, как это показано на рис. 1.26, центр вращения электрона и центр ядра расходятся в пространстве и образуется ди­ поль. Электронная поляризация происходит во всех диэлектриках независимо от присутствия в них других видов поляризации. Ионная поляризация - это упругое смещение противоположно заряженных ионов в узпах кристаллической решетки. Присутствует в кристаллических веществах. Ионная и электронная по­ ляризации происходят без потерь энергии.
Азы микроволновой техники 31 Дипольная поляризация характерна для полярных диэлектриков. Полярные молекулы имеют несимметричное строение. Центры тяжести разноименных зарядов у них не совпадают, и поэтому в отсутствие внешнего электрического поля эти молекулы представляют собой диполи. Характер­ ным представителем дипольных диэлектриков является вода, молекула которой показана на рис. 1.27. Молекула воды состоит из атома кислорода и двух атомов водорода. Связь между атомами осуществляется за счет того, что электрон каждого из атомов водорода образует пару с одним из атомов кислорода, которая является общей для обоих атомов. Поскольку размеры и свойства ато­ мов водорода и кислорода различны, наличие такой пары приводит к смещению центров положи­ тельного и отрицательного зарядов отнщ:ительно друг друга. Дипольный момент возникает из-за того, что оси между центрами атомов водорода и центром атома кислорода не совпадают. Угол между ними составляет примерно 105°. Этот, на первый взгляд, незначительный факт имеет дале­ ко идущие последствия. Свойства воды как растворителя объясняются главным образом существо­ ванием у ее молекулы дипольного момента. Этот момент играет важную роль и в химических реакциях, происходящих в присутствии воды. Трудно вообразить, на что был бы похож мир, если бы атомы в молекуле воды располагались no прямой линии, как в некоторых других веществах. Ско­ рее всего, наблюдать это было бы некому. Атом кислорода Рис. 1.27 . Молекула воАы Свойства диэлектриков, состоящих из полярных молекул, существенно отличаются от диэле­ ктриков с другими видами поляризации. Относитепьная диэлектрическая проницаемость неполяр­ ных жидкостей близка к 2, в ro время как для воды она равна примерно 80. Сущность дипольной поляризации состоит в повороте диполей в направлении электрического поля. При отсутствии внешнего электрического поля молекулы полярного диэлектрика, находящиеся в хаотическом теп­ ловом движении, ориентированы произвольным образом (рис. 1.28а) и какое-либо выделенное на­ правление отсутствует. Ситуация изменится, если диэлектрик поместить в электрическое поле. Электростатические сипы будут стремиться развернуть диполи вдоль силовых линий. В результате дипольные молекулы частично ориентируются вдоль поля, причем степень их ориентации будет за­ висеть от напряженности приложенного поля. В идеальном диэлектрике отсутствуют свободные носители зарядов, поэтому его суммарный заряд всегда равен нулю. При помещении диэлектрика во внешнее электрическое поле за счет ори­ ентации диполей вдоль силовых линий на противоположных сторонах диэлектрика образуются не­ скомпенсированные заряды, которые создают внутреннее поле, по направлению обратное приложенному (рис. 1 . 28б). В результате суммарное поле в диэлектрике оказывается меньше, чем поле в свободном пространстве, при прочих равных условиях. Таким образом, диэлектрическую проницаемость можно рассматривать как меру, характери­ зующую степень снижения напряженности электрического поля в диэлектрике по сравнению с ва­ куумом. Однако с точки зрения микроволновой техники более существенным является то, что скорость распространения электромагнитных волн в веществе пропорциональна .../f,. Для поясне­ ния этого факта и вытекающих последствий рассмотрим картинку на рис. 1.29. Электромагнитная волна распространяется по волноводу со скоростью Vo и на некотором участке попадает в область, заполненную диэлектриком. В результате ее скорость уменьшается в .. . /f, раз, что приводит к такому же сокращению длины волны. Волна в диэлектрике как бы сжимает­ ся в продольном направлении. При этом энергия электромагнитного поля, запасенная на участках, ограниченных длинами L1 и L2, одна и та же, поскольку размеры участков на рисунке выбраны та­ ким образом, чтобы на них умещалась ровно одна длина волны. Из этого можно сделать следующий качественный вывод: чем выше диэлектрическая проницаемость вещества, тем больше плотность запасаемой в нем электромагнитной энергии. Количественные оценки более сложны и зависят от типа волны, формы диэлектрика и т.д., но, поскольку при ремонте микроволновой печи эти знания вряд ли помогут, скорее наоборот, только окончательно запутают, мы в эти дебри углубляться не будем.
32 Азы микроволновой техники Электрическое поле Вне шнее Внутреннее отсутствует эле ктрическое поле электрическое поле J / 0-0 \ /~- .. ........ ..... 0-0 11 0-0 _. .., ...... 1 .... "". . ."/ ~ 0-0 11 -,. . 0-0 ~ ········ ........ ..... ~ r' 0-0 \ \0-0 а) б) Рис. 1.28. Дипольная поляризация Аиэлектрика ПОА возАействием внешнего электрического поля Диэлектрик 1 1 Волновод " .. .. .. .. .. .. .. .. . :u ................ . ,,.,,, ", ", ",, ,, ,, Е Рис.1.29. Изменение характеристик поля в волновоАе при его заполнении АИэлектриком Может показаться, что возникает некоторое противоречие в полученных выводах: с одной стороны, из-за поляризации, амплитуда поля в диэлектрике уменьшается, а с другой - возрастает запасенная энергия. Но это противоречие кажущееся. В подтверждение этих слов приведем при­ мер из электростатики. Если между обкладками обычного конденсатора поместить диэлектрик, то его емкость, а соответственно и запасенная энергия возрастут. В то же время напряженность по­ ля между обкладками уменьшится. Теоретически волновод можно представить в виде эквивалент­ ной схемы, состоящей из набора индуктивностей и емкостей, и поэтому приведенный пример с конденсатором не пустая абстракция, а вещественное доказательство.
Азы микроволновой техники 33 Поляризация диэлектрика приводит к изменению напряженности электрического поля не только внутри него, но и снаружи. Рассмотрим, как это происходит. Предположим, между обклад­ ками заряженного конденсатора помещен диэлектрический шар (рис.1.ЗОа). В результате поляри­ зации, вблизи его полюсов образуются электрические заряды, компенсирующие поле внутри ~:1иэлектрика. Но эти же заряды создадут и внешнее электростатическое поле, как это показано на рис . 1.ЗОб. Поэтому вне шара, как и внутри него, электрическое поле будет складываться из поля, которое существовало бы в отсутствие шара и поля образованного зарядами поляризованного ди­ электрика. Результирующая картина поля показана на рис.1.ЗОв. Внешне все выглядит так, как буд­ то силовые линии поля втягиваются в диэлектрик. Иногда бывает удобно считать, что чем выше ER, тем сильнее происходит втягивание силовых линий внутрь диэлектрика. Но при этом полезно не за­ бывать, что на самом деле этого, конечно, не происходит. Все это не более, чем своеобразный эле­ ктромагнитный мираж. Рис.1.30. • н '. ннннн'.J•J•J• J -- ,,. " , ' , ' 1 1 1 1 1 1 1 1 ' , ' ,,. , " -- а) б) в) Изменение электрического поля конденсатора при помещении между его обкладками шара из полярного диэлектрика Мы рассмотрели влияние диэлектрика на электростатическое поле конденсатора. То же са­ мое происходит и в динамике, в СВЧ устройствах, с той лишь разницей, что амплитуда полей посто­ янно меняется. (В некоторых материалах, СВЧ все же вносит свою специфику. Это проявляется в наличии гистерезиса, явления при котором поле диполя отстает по фазе от внешнего поля.) Еще одним важным параметром диэлектрических материалов являются диэлектрические по­ тери. Они служат для определения электрической мощности, затрачиваемой на нагрев диэлектри­ ка, находящегося в электрическом поле. В справочной литературе для характеристики способности диэлектрика поглощать энергию переменного электрического поля используют тангенс угла диэлектрических потерь tgб. Столь за­ мысловатый термин используется потому, что непосредственно входит в формулу для рассеивае­ мой в диэлектрике мощности, и поэтому удобен при технических расчетах. Физический смысл tgб состоит в следующем: в случае диэлектрика без потерь ток в емкостной цепи опережает напряже-
34 Азы микроволновой техники ние на угол 90°. Наличие потерь приводит к сдвигу фазы между током и напряжением, и угол меж­ ду ними становится меньше 90° на величину 8. Количественно потери оказываются пропорциональ­ ны tg8, отсюда и удобство использования этой величины. Рассмотрим два основных вида диэлектрических потерь. 1. Потери на электропроводность обнаруживаются в диэлектриках, имеющих низкое удель­ ное объемное сопротивление. К таким диэлектрикам, в частности, относится вода. Хими­ чески чистая вода считается хорошим диэлектриком, но в природе она чистой не бывает. (Для этого вовсе не обязательно, чтобы в ней мыли сапоги). Вода является прекрасным растворителем и поэтому всегда содержит массу примесей. Известно, что в морской воде содержится вся таблица элементов Менделеева, включая и те элементы, о существовании которых он только догадывался. Поэтому электропроводность воды определяется не столько молекулами самой воды, сколько содержащимися в ней примесями, которые мо­ гут диссоциировать на положительно и отрицательно заряженные ионы. Под воздействием переменного электрического поля ионы начинают двигаться в такт изменяющемуся полю, попутно расталкивая встречающиеся на пути молекулы воды и таким образом преобразуя электрическую энергию в тепловую. Причем концентрация примеси не обязательно долж­ на быть высокой. Достаточн~ одного иона на тысячу молекул воды, чтобы вода перестала быть диэлектриком и перешла в разряд полупроводников. Вспомните пословицу о бочке меда и ложке дегтя: народная мудрость установила влияние примеси на вещество задолго до открытия его молекулярного строения. о;:: :s: I ф 3" о Ео с 1- :r: Q) :s: ::r :s: -8- -8- (1) о ::х::: Частота, Гц Рис. 1.31. Поглощение электромагнитного поля ВОАОЙ в зависимости от частоты В дополнение можно привести наглядный пример из жизни: если в метро в час пик у одного из пассажиров возникнет серьезный стимул периодически бегать из одного конца вагона в другой, то температура на данном отрезке маршрута ,цойдет до кипения за очень короткое время. 2. Релаксационные потери обусловлены поворотом полярных молекул в направлении сило­ вых линий электрического поля. Каждый поворот требует некоторых затрат энергии, осо­ бенно если при этом мешают соседи, которых приходится расталкивать и которые, в свою очередь, норовят отплатить тем же. Возвращаясь к предыдущему примеру, немного изме­ ним начальные условия: высадим неугомонного бегуна, а на каждого из оставшихся пас­ сажиров оденем по два рюкзака, для большего сходства с молекулой воды, и заставим
Азы микроволновой техники 35 вращаться вокруг своей оси. Нетрудно предположить, что и в этом случае результатом бу­ дет повышение температуры. Поскольку ориентация поля меняется на противоположную дважды за период, то чем выше частота, тем чаще происходит выяснение отношений меж­ ду молекулами и тем больше энергии превращается в тепло. На рис. 1.31 приведена зависимость коэффициента поглощения а для воды во всем спектре электромагнитных частот. Как видим, на частоте работы микроволновой печи поглощение энергии близко к максимальному, что обеспечивает хорошее преобразование электромагнитной энергии в тепловую. Диэлектрические потери, отнесенные к единице объема диэлектрика, называют удельными потерями. Их можно рассчитать по формуле: где Е - напряженность электрического поля, ro - круговая частота. Из приведенного выражения следует, что потери в веществе определяются произведением диэлектрической проницаемости Е на tg8. Это произведение иногда называют коэффициентом диэ­ лектрических потерь. Чтобы представлять степень нагрева того или иного вещества в электричес­ ком поле, необходимо знать его i:; и tg8. Указанные параметры некоторых веществ приведены в таблице 1.1 . Анализируя приведенные в таблице данные, легко определить материалы, которые можно ис­ пользовать для изготовления вспомогательных деталей, находящихся внутри камеры. Например, фторопласт, полиэтилен, слюда - имеющие очень низкий коэффициент удельных потерь. С другой стороны, несложно предсказать результат нагрева банки с трансформаторным мас­ лом в микроволновой печи "Электроника", имеющей текстолитовую перегородку в верхней части камеры. Эта перегородка сгорит раньше, чем масло нагреется хотя бы на несколько градусов. 1.5. Влияние СВЧ излучения на биологические объекты У многих людей в нашей стране термин "излучение" вызывает подсознательный страх и не­ преодолимое желание держаться подальше от всего, что с этим связано. Возможно, это "синдром Чернобыля". Свою лепту в это вносит и сходство слов "радио" и "радиоактивность", хотя слово "ра­ диоактивность" имеет своим корнем "радий" - химический элемент, в котором впервые было об­ наружено явление радиоактивности. Поэтому имеет смысл "отделить зерна от плевел" и разобраться, как в действительности микроволновое излучение влияет на биологические объекты и какую опасность оно может представлять для человека. Как мь1 уже знаем, микроволны - это вид электромагнитной энергии, занимающий по шкале частот положение между радиоволнами и инфракрасным излучением (рис. 1.1 ), и поэтому ему при­ сущи некоторые свойства своих соседей. Ни тепло, ни радиоволны не наносят ущерба нашему здо­ ровью, следовательно, нет особых причин ожидать этого и от микроволнового излучения. Рассматривая шкалу электромагнитных частот, можно выделить две принципиально различ­ ные формы излучения на разных ее концах. Излучение волн с частотой больше, чем у видимого света называется ионизирующим, а если частота излучения меньше, чем частота видимого света, то такое излучение является неионизирующим. Для того, чтобы понять разницу между этими дву­ мя видами излучения, необходимо разобраться во взаимодействии электромагнитных волн с веще­ ством. Все в природе состоит из атомов, мельчайших неделимых частичек вещества. "Атом" в пере­ воде с греческого означает "неделимый". Если взять любой однородный предмет, к примеру желез­ ный трамвайный рельс, и последовательно распиливать его на все более мелкие кусочки, то в конце концов мы получим такой маленький кусочек, который является мельчайшим носителем ве­ щества Атом можно продолжать делить и дальше, на электроны, протоны и другие элементарные частицы, но тогда это уже будет не железо. Электрон железа ничем не отличается от электрона кислорода и поэтому не несет в себе никаких свойств вещества. Сочетания атомов различных эле­ ментов могут образовывать молекулы - мельчайшие частички веществ более сложной структуры. В этом случае разрушение вещества может наступить еще раньше, на этапе деления молекул на атомы.
36 Азы микроволновой техники Таблица 1.1 Диэлектрик е tgб Вареный горох 9 0.5 Винипласт 4.0 0.02 Вода вблизи точки замерзания 87.8 - Вода вблизи точки кипения 55.6 - Вода при t=20°C 81 0.11 Гетинакс 7.5 0.015 Капрон 4.5 0.06 -0 .1 Картофель 38 0.3 Касторовое масло 4.0 0.02 Кварц плавленый 3.8 1*10" 4 Льняное масло 3.3 - Метиловый спирт 32.6 - Мороженая говядина при t=-15°C 5.0 0.15 Мороженая свинина при t=-15°C 6.8 1.2 Нейлон 4.6 0.04 Пластмассы Э1 -340 -02, Э2-330-02, Э8-361-63, Э9-342-73, 7.5-9 .5 0.08 Э10-342-63, Э11-342-63, Э15-121-02 Пластмассы Э3-340-65, Э4-100-30, Э5-101-30, Э6-014-30 6-8 0.01 -0 .012 Плексиглас 2.61 8.4*10" 3 Поджаренная говядина при t=24°C 28 0.2 Поджаренная свинина при t=35°C 23 2.4 Полистирол 2.55 0.5*10" 3 Полиэтилен 2.26 О.4*10·3 Сапфир 11 0.26*10"" Слюда 5.4 0.3*10" 3 Стекло С5-1 3.8 1*10· 4 Стекло С63-1 12 131 *10" 4 Текстолит 3.67 6.0*10" 2 Трансформаторное масло 2.2 0.001 Фреон 215 2.76 6.0 Фторопласт-4 (тефлон) 2.0 3.0*10· 4 Эбонит 2.67 6.0*10" 3 Электрофарфор 5-8 0.025 Эпоксидный компаунд Д1 4 0.02 Этиловый спирт 24.З -
Азы микроволновой техники 37 Обратим внимание, что всякое деление вещества требует затрат опредепенной энергии. Так же, как при отрезании от рельса небольшого кусочка железа необходимы физические усилия, от­ Аеление электрона от атома тоже требует приложения энергии извне. Отличие заключается в том, что если рельс можно пилить долго и с перекурами, то отделение электрона от атома требует одно­ кратного действия. Нельзя это сделать в два этапа, как нельзя перепрыгнуть через пропасть, ис­ пользуя тройной прыжок. Подобно веществу электромагнитное поле также состоит из элементарных волновых паке­ тов - квантов. Не может существовать поле с энергией меньше, чем энергия кванта. Однако кван­ ты волн разных частот могут очень сильно отличаться друг от друга, поскольку энергия кванта пропорциональна частоте излучения. Например, увеличив частоту в десять раз, мы во столько же раз увеличиваем эне.Ргию квантов электромагнитного поля. Сущность ионизирующего излучения заключается в том, что энергия кванта оказывается достаточной для того, чтобы оторвать элек­ трон от атома. Необходимая для ионизации энергия для разных веществ разная. Поэтому и энер­ гия квантов, а соответственно, и частота излучения при ионизации различных веществ требуется разная. Некоторые вещества способны ионизироваться уже при инфракрасном излучении и види­ мом свете. Этот эффект используется в различных фотоэлементах, фототранзисторах и т.д. Иони­ зация биологической ткани может происходить при частотах, примерно в десять раз превышающих частоту видимого света. Примером такого излучения может служить рентгеновское, представляю­ щее опасность для человека. Биологическая ткань состоит из довольно сложных молекул, каждая из которых может содер­ жать тысячи атомов. Тем не менее каждая ионизированная молекула является дефектной, по­ скольку ее свойства могут заметно отличаться от свойств обычной молекулы. При длительном воздействии ионизирующего излучения количество таких молекул накапливается, что может при­ вести к необратимым результатам. Из-за способности к накапливанию дефектных молекул даже очень слабое ионизирующее излучение может лредставлять серьезную опасность. Квант энергии неионизирующего излучения не способен оторвать электрон от атома и поэто­ му не представляет угрозы для биологической ткани. Особо подчеркнем, что мощность излучения в этом случае не имеет значения, так как если для ионизации молекулы нужна определенная энер­ гия, то этого не смогут сделать и миллион квантов с вдвое меньшей энергией. Микроволновое из­ пучение по шкале частот расположено ниже инфракрасного, поэтому никакого ионизирующего воздействия на вещество не оказывает. Однако это вовсе не означает, что оно вообще не пред­ ставляет опасности. Любой вид энергии несет в себе определенную угрозу, и риск тем больше, чем выше уровень энергии и время ее воздействия. Например, электрическая батарейка и линия высо­ ковольтной передачи заключают в себе один и тот же вид энергии, но степень риска при работе с ними изменяется от пренебрежимо малой до смертельно опасной. Можно получать удовольствие, принимая солнечные ванны, но, если переусердствовать, это может закончиться ожогом или сол­ нечным ударом. Микроволновое излучение здесь не исключение. Работая с СВЧ оборудованием мощностью 100 Вт, у которого сломаны все защиты и блоки­ ровки, самое худшее, что может случиться, эквивалентно нагреву тканей тела нагревателем такой же мощности. Это может быть неприятно, но не смертельно. Аналогичная ситуация с оборудовани­ ем мощностью 100 кВт, превратит субъекта, оказавшегося в неподходящее время в неподходящем месте, в пепел в течение нескольких минут. Единственным утешением для скорбящих родственни­ ков будет экономия на крематории. Как правило, не бывает четкой границы между опасным и безопасным уровнем мощности. Считающееся вполне безопасным напряжение 36 В, при определенных условиях может вызвать поражение электрическим током. Поэтому в качестве стандарта безопасного излучения принима­ ется такое, которое ни при каких условиях не может нанести вреда. Влияние СВЧ полей на биологические объекты до конца еще не изучены. Имеются сведения о положительном воздействии микроволн на семена сельскохозяйственных культур. Существуют медицинские аппараты, использующие микроволновую энергию для лечения разпичных заболева­ ний. В печати были сообщения о том, что так называемое биополе есть не что иное, как микровол­ новое излучение с длиной волны около 8 мм, (впрочем за достоверность этого автор поручиться не может). Основным биологическим воздействием микроволнового излучения в настоящее время считается повышение температуры тела за счет поляризационных эффектов. Для количественной оценки уровня излучения используется параметр "плотность мощности", измеряемый в ваттах на квадратный сантиметр. Чувствительность человеческого тела к микроволновому излучению зави­ сит от его частоты. Излучение миллиметрового диапазона и более высокочастотное почти полно-
38 Азы микроволновой техники стью поглощается кожным покровом и может ощущаться при плотности мощности в несколько мил­ ливатт на квадратный сантиметр. На частоте работы микроволновой печи (2450 МГц) проникновение излучения внутрь тела со­ ставляет несколько сантиметров и производимый им нагрев чувствуется при плотности мощности 20 - 50 мВт/см 2 в течение нескольких секунд. Опасность такого излучения заключена в возмож­ ности получения внутренних ожогов, которые могут быть гораздо более опасны, чем обычные ожо­ ги, поскольку организм к ним менее приспособлен. Особенно чувствительны к таким ожогам глаза и яичники, поскольку низкий поток крови в этих частях тела практически не рассеивает тепло. За­ метим, что необратимые изменения в организме могут наступать при достижении внутренними тканями тела температуры выше 43°С. Минимальная плотность излучения, при которой это может произойти, составляет 20 мВт/см 2 • Например, плотность излучения 100 мВт/см 2 в течение продол­ жительного времени может служить причиной глазной катаракты и временного бесплодия. При плотностях мощности, в десять и более раз меньшими, излучение считается полностью безопас­ ным. Например, плотность излучения от телевизионной вышки, фактически производящей такое же воздействие на организм человека, как СВЧ, в некоторых местах составляет единицы милливатт на квадратный сантиметр, однако мы его никак не ощущаем. В настоящее время в мире существуют два основных стандарта на уровень безопасного из­ лучения. Один из них разработан Американским Национальным Институтом Стандартов (ANSI} и предлагает считать безопасным излучение с плотностью мощности в 10 мВт/см2 • Для микроволно­ вых печей стандартом является плотность мощности в 1 мВт/см2 на расстоянии 5 см от печи. Европейский стандарт (в том числе и российский) предполагает, что уровень плотности излу­ чения от микроволновой печи не должен превышать 10 мкВт (0.01 мВт) на квадратный сантиметр на расстоянии 50 см. от источника излучения (рис. 1.32). Причиной такого расхождения стандартов послужили исследования, выполненные в Советском Союзе в 80-х годах, по нетепловому воздей­ ствию микроволн на живые организмы, в особенности на нервную систему. Зарегистрированы по­ вышенная утомляемость и бессонница у людей, обслуживающих высокочастотное оборудование радио- и телевизионных станций. Нетепловое влияние наблюдалось также на энцефалограммах кроликов. Причины нетеплового воздействия на биологические объекты до конца не изучены; пред­ полагается, что при этом происходят изменения в свойствах макромолекул и нервных мембран. Однако сразу оговоримся: при том уровне излучения, который допустим принятым стандартом т.е. более чем в тысячу раз меньшим безопасного уровня с точки зрения теплового воздействия), вли­ яние нетепловых эффектов не обнаружено. Попутно заметим, что плотность излучения от сотово­ го телефона, примерно на порядок превышает излучение от микроволновой печи. Рис.1.32. Уровень безопасной плотности излучения от микроволновой печи Для промышленных установок уровень разрешенного излучения несколько выше. В таблице 1.2 указаны предельно допустимые уровни плотности мощности в диапазоне частот 300 МГц- 300 ГГц в зависимости от продолжительности воздействия (СанПиН 2.2 .4/2.1 .8.055-96). Все выпускаемые печи удовлетворяют требованиям безопасности, а хорошие микроволно­ вые печи имеют уровень излучения в десятки раз ниже допустимого. Однако некоторые микровол­ новые печи со временем могут превысить допустимые нормы плотности излучения, но к роковым последствиям, тем не менее, это не приводит (если только это не дыры в корпусе или дверце).
Азы микроволновой техники 39 До сих пор мы рассматривали только негативное влияние микроволнового излучения на би­ ологические объекты. Это может создать у читателя однобокое представление о предмете. Попро­ буем выровнять чашу весов, отметив некоторые преимущества приготовления пищи в микроволновой печи. Поскольку микроволновое излучение обеспечивает очень быстрое приготовление пищи и на­ грев ее происходит изнутри, уменьшается разрушение содержащихся в продуктах витаминов. В таблице 1.3 приведены примеры степени сохранения полезных витаминов и сравнение с другими способами приготовления пищи. Таблица 1.2 Продолжительность Предельно допустимые уровни плотности Продолжительность Предельно допустимые уровни плотности воздействия потока энергии, (мВт/см2) воздействия потока энергии, (мВт/см2) 8.0 и более 0.025 3.5 о 057 7.5 0.027 3.0 0.067 7.0 0.029 2.5 0.080 65 о 031 2.0 0.100 6.0 0.033 1.5 0.133 5.5 0.036 1.0 0.2 5.0 0.040 0.5 0.4 4.5 0.044 0.25 0.8 4.0 0.050 0.2 и менее 1.0 Таблица 1.3 Продукты Витамины В сыром виде Микроволновая печь Обжаривание Кипячение Электрическая печь Шпинат 100% 82% 69% Капуста ' 100% 93% 73% Перец с 100% 80% 79% Сладкий картофель 100% 88% 70% 35% Печеные яблоки 100% 82% 35% Бифштекс 100% 71% 68% в Печеная свинина 100% 66% 64% Угпубпенные лабораторные исследования показали, что микроволновое изпучение обладает стерипизующим действием в отношении стафилококков, кишечных папочек и других микроорганиз­ мов. Причина этого эффекта заключается в том, что температура внутри продуктов возрастает очень быстро при одновременном диэлектрическом нагреве протеинов микроорганизмов. Проис­ ходит так называемый "тепловой удар", отправляющий микроорганизмы в нокаут. В качестве иплю­ страции на рис. 1.33 показано сравнение стерилизующего воздействия обычного и микровопнового нагрева на возбудителей сенной лихорадки . Рис. 1.33. Степень выживания, % 10 0.1 0.01 J~ о •••••••••"" Обычное приготовление пищи Микроволновый нагрев ' ~!,...... ······ .... "' ' 1' 50 100 150 200 Длительность нагрева, сек. i i ~ ,,,... Степень выживания возбуАителей сенной лихораАКИ при обработке проАуктов обычным спо­ собом и с помощью микроволнового нагрева Как легко видеть из рисунка, эффект стерилизации при использовании микровопнового изпу­ чения в сотни раз выше, чем при обычных способах приготовления пищи.
40 Анатомия микроволновой печи 2. Анатомия микроволновой печи Прежде чем перейти к содержанию новой главы, коротко рассмотрим ее структуру и мотивы именно такого изложения материала . В настоящее время количество названий микроволновых пе­ чей измеряется сотнями и постоянно появляются новые модели. Поэтому в рамках одной книги не­ возможно подробно описать работу всех существующих микроволновых печей. Кроме того, в этом нет никакого смысла, поскольку многие их узлы и связанные с ними неприятности похожи, как близнецы. Вероятность того, что читателю придется ремонтировать микроволновку, не представ­ ленную в данной книге, достаточно велика. Поэтому материал излагается следующим образом: вначале описывается конструкция стандартной микроволновой печи и подробно рассматривается работа, особенности и типичные неисправности каждого узла. Затем таким же образом рассматри­ вается работа типовых принципиальных схем. А при описании конкретных схем, приведенных в книге, внимание уделено только специфическим особенностям, присущим только данной модели. Типовая конструкция микроволновой печи со снятым кожухом показана на рис. 2.1. Попыта­ емся изучить ее анатомию. Предварительно заметим, что, несмотря на кажущееся многообразие микроволновых печей, их внутреннее строение практически одинаково. В некоторые печи введены дополнительные элементы (гриль, конвектор и т.д.), однако это никак не отражается на тех элемен­ тах, которые обеспечивают микроволновый нагрев. Напрашивается сравнение из области физио­ логии. Страус внешне мало чем похож на воробья, однако оба состоят из органов, которые одинаковы и по названию, и по функциональному назначению, и по принципу действия. Дверца \ Микроnереключатель Трансформатор Рис. 2.1. Внешний вид микроволновой печи со снятым кожухом Сетевой фил ьтр Приготовление пищи происходит в металлической камере, снабженной дверцей для защиты от излучения. Для обеспечения равномерного нагрева пищи служит вращающийся столик, который приводится в движение микродвигателем, находящимся под камерой. Иногда вместо вращающего­ ся столика с той же целью используется диссектор - металлическая деталь, по внешнему виду на­ поминающая пропеллер, который располагается в верхней части камеры и прикрывается диэлектрическим окном из радиопрозрачного материала. Микроволновая энергия поступает в ка­ меру от магнетрона, как правило, через отрезок прямоугольного волновода. Для охлаждения маг­ нетрона в процессе работы предназначен вентилятор. Теплый воздух от магнетрона через воздуховод направляется в камеру, обеспечивая дополнительный подогрев пищи, и затем вместе с образуемым паром выводится наружу через специальные неизлучающие отверстия. Высоко-
Анатомия микроволновой печи 41 вольтный блок питания магнетрона состоит из трансформатора, конденсатора и диода. Часто име­ ется также фьюз-диод, назначение которого мы выясним позже. Чтобы не допустить работу микро­ волновой печи с неплотно закрытой дверцей, используются блокировочные микропереключатели. В зависимости от типа микроволновой печи их насчитывается от 2 до 5 штук. Освещение в камере осуществляется лампой накаливания, обычно раслолагаемой внутри воздуховода. Режим работы печи задается с помощью блока управления. Последний может быть выполнен либо в виде элект­ ромеханического таймера, либо в виде электронного блока, как правило, на основе микроконтрол­ лера. Для предотвращения наводок от работающей микроволновой печи во внешнюю цепь используется сетевой фильтр, на котором размещены также один или два предохранителя. Чтобы исключить выход печи из строя из-за перегрева, многие из них имеют термореле, которые обычно располагаются на магнетроне и на камере с внешней стороны. Мы рассмотрели конструкцию стандартной микроволновой печи. Можно сказать, что любая печь содержит вышеназванные элементы. Исключения можно пересчитать по пальцам, поэтому там, где имеются отличия, о них будет сказано особо. Теперь перейдем к более детальному изуче­ нию узлов, составляющих микроволновую печь. 2.1. Камера микроволновой печи Основная проблема, возникающая в камере микроволновой печи, - это неравномерность нагрева продукта. Причина заключается в том, что камера, по сути, представляет собой резонатор, колебания в котором происходят в виде стоячих волн. Особенностью стоячих волн является нали­ чие пространственных максимумов и минимумов электрического поля. Для наглядности на рис. :l.2a - д показано изменение электрического поля за полпериода колебаний на виде Н220. Выбор данного вида обусловлен тем, что он не имеет вариаций поля вдоль координаты Z, по­ этому в любом сечении, в плоскости Х-У, распределение поля одинаково. Это позволяет вместо ко­ ординаты Z изобразить амплитуду напряженности электрического поля, что облегчает понимание происходящих процессов. Вдоль координат Х и У амплитуда поля меняется по синусоиде. Так как вдоль каждой из координат обычно укладывается несколько полупериодов, то в рабочей части ка­ меры имеются точки, в которых поле равно нулю. Для нагрева продукта полярность электрическо­ го поля не имеет значения, поэтому в дальнейшем приводятся рисунки, в которых по вертикальной оси отложен квадрат амплитуды, характеризующий выделяемую в продукте мощность Р (рис. 2.2е). Из рисунка хорошо видно, что при работе на одном виде колебаний мощность в камере рас­ пределена очень неравномерно, изменяясь от нуля до своего максимального значения, поэтому продукт в одно и то же время может в одних местах подгорать, а в других оставаться совершенно холодным. Камера микроволновой печи работает на высших видах колебаний, количество которых мо­ жет быть достаточно велико. Например, на рис. 2.3а показаны виды колебаний, существующие в ка­ мере с поперечными размерами 20х26х20 см. Нетрудно заметить, что по мере удаления от основной частоты плотность видов колебаний возрастает, стремясь в бесконечности к сплошному спектру. Для равномерного нагрева желательно иметь как можно больше видов вблизи рабочей ча­ стоты. Достичь этого при фиксированной частоте излучения генератора можно несколькими путя­ ми. Один из них - увеличение размеров камеры. В этом случае основной вид и все последующие смещаются в область низких частот, а на рабочей частоте окажутся более плотно расположенные высокочастотные виды (рис. 2.3б). Загрузка камеры приводит примерно к такому же результату, что и увеличение ее размеров. Это объясняется тем, что продукты питания, примерно на 80% со­ стоящие из воды, имеют большую диэлектрическую проницаемость. А при заполнении резонатора диэлектриком с е>1 его резонансные частоты смещаются в область более низких значений. При за­ грузке камеры снижается также и ее добротность, что, в свою очередь, приводит к расширению по­ лосы рабочих частот и, как следствие, к увеличению количества рабочих видов колебаний. Это хорошо видно из рассматриваемых рисунков, в которых затененной областью отмечены рабочие виды копебаний при малой (рис. 2.3а) и большой (рис. 2.3б) загрузках камеры. Необходимо отметить, что амплитуды показанных на рис. 2.3 видов неодинаковы и в зависи­ мости от вида колебаний и способа возбуждения они могут меняться в широких пределах. Практи­ чески очень трудно создать элемент возбуждения, благоприятный для всех видов. Как правило, некоторые виды либо плохо возбуждаются, либо не возбуждаются совсем. Кроме того, само по се­ бе наличие большого количества видов еще не обеспечивает равномерного нагрева. Суммарное электрическое поле, образованное суперпозицией всех видов колебаний, может быть очень слож-
42 Рис. 2.2. а) б) в) Анатомия микроволновой печи /у Е г) д) е) ~ х Изменение распределения электрического поля (а - д) и распределение мощности (е) в кам€ ре микроволновой печи на виде Н220 за полпериода колебаний
Рис. 2.3 . Рис. 2.4 . Анатомия микроволновой печи 43 а) б) Спектр резонансных частот при малой (а) и большой (б) загрузках камеры. Затененной обла­ стью отмечены рабочие виды колебаний Распределение мощности в камере при одновременном возбуждении видов Н110, Н120, Н210, Н220, Нззо, Н44О ным, но в любом случае из-за чередования направленности оно будет содержать максимумы и ну­ левые точки. Пример такого поля приведен на рис. 2.4 . При наличии поглощающей нагрузки, каким является продукт, распределение полей в каме­ ре усложняется. Наряду с рассмотренными ранее Е и Н видами появляются гибридные виды коле­ баний, характеризующиеся наличием составляющих магнитного и электрического полей по всем трем координатам. Это способствует некоторому выравниванию температуры нагрева в различнь1х частях камеры. Причем, чем больше продукта находится в камере, тем равномернее происходит его нагрев. Выравнивание температуры происходит также за счет конвекции и теплопроводности. Однако всего этого явно недостаточно для нормального приготовления продуктов. Исправить поло­ жение можно, если имеющиеся виды колебаний или хотя бы часть из них включать поочередно. До­ бавление или, наоборот, изъятие любого вида приводит к изменению общей структуры электрического поля. То же самое происходит, когда меняется соотношение амплитуд различных видов. Участки с максимальной и минимальной амплитудой смещаются в пространстве камеры и могут меняться местами. В результате каждый участок продукта в процессе приготовления пищи поочередно подвержен влиянию полей различной конфигурации и интенсивности. При большом ко-
44 Анатомия микроволновой печи личестве комбинаций нагрев в рабочей области камеры может быть достаточно равномерным. Ис­ ключение составляют участки вблизи ребер и в углах камеры, где поле даже теоретически не мо­ жет быть велико. В качестве примера на рис. 2.5 показано распределение плотности мощности электромагнитного поля за некоторый промежуток времени при последовательном возбуждении нескольких видов. Рис. 2.5 . Рис. 2.6 . Распределение средней мощности в камере при поочередном возбуждении видов Н110, Н120, Н210, Н220, Нззо, Н44о а) 6) Поглощение энергии В построении двух последних рисунков участвовали одни и те же виды колебаний, но отличия в конечном результате видны невооруженным взглядом. Таким образом, даже относительно не­ большое число видов при их правильном возбуждении могут обеспечить требуемую равномерность нагрева продукта. Суворов говорил, что воевать нужно не числом, а уменьем, и, как видим, его слова справедливы не только на полях сражений. Рассмотрим этот же вопрос с несколько иной точки зрения. Очень часто в инструкциях по пользованию микроволновой печью приводятся рисунки, поясняющие принцип ее действия {рис. 2.ба). Суть комментариев к таким рисункам сводится к следующему: микроволновая энергия от генератора, поступая в камеру, поглощается продуктами либо непосредственно, либо после од­ ного или нескольких отражений от ее стенок. В результате этого продукт нагревается сразу со всех сторон. Не оспаривая по существу такой комментарий, хочется предостеречь читателя от ложных выводов, которые могут быть на нем основаны. Обратимся к рис. 2.бб, на котором схематично изо­ бражен рассматриваемый процесс. Выделим в объеме продукта небольшой кусочек и посмотрим, как будет происходить его нагрев. Микроволновая энергия может поступать в выделенный объем различными путями, часть из которых отмечена стрелками. Напряженность электрического поля в интересующем нас объеме будет векторной суммой полей, образованных волнами всех направле­ ний. Векторная сумма подразумевает, что в процессе сложения учитывается не только численное значение напряженности поля, но и его пространственная ориентация. Отсюда следует, что сум-
Анатомия микроволновой печи 45 марное поле может оказаться меньше, чем каждое из слагаемых. Арифметическое сложение амп­ литуд непригодно даже в том случае, когда пространственная ориентация всех полей одинакова, поскольку волны, добравшиеся до рассматриваемого участка разными маршрутами, наверняка бу­ дут отличаться фазами. Следствием этого будет интерференция волн, приводящая к тому, что в разных точках сумма одних и тех же волн будет давать разный результат. Диапазон этих измене­ ний будет колебаться от нуля до арифметической суммы амплитуд. Для того, чтобы поле действи­ тельно равномерно со всех сторон проникало в продукт, необходимо волны, идущие по разным направлениям, разделить во времени. В итоге мы пришли к тем же выводам что и прежде, когда рассматривали камеру как резонатор. Рис. 2.7 . Диссектор Существует много различных устройств , реализующих селекцию видов во времени. Наиболь­ шее распространение получили диссектор и вращающийся столик. Типичная конструкция диссекто­ ра показана на рис. 2.7 . Он представляет собой несколько металлических лопастей различной конфигурации, закреп­ ленных на общей оси, которые расположены в непосредственной близости от ввода СВЧ энергии. Принцип действия диссектора состоит в следующем: во время вращения он своими лопастями воз­ мущает электромагнитное поле в том месте, где СВЧ энергия поступает в камеру. В результате не­ которые из существующих видов могут подавляться. При вращении диссектора условия возбуждения для различных видов меняются, в зависимости от взаимного расположения ввода энергии и ближайших к нему лопастей . Поэтому спектр электромагнитных колебаний, а соответст­ венно и структура поля в камере постоянно видоизменяются. Для большей эффективности лопасти диссектора делают неодинаковыми, так чтобы каждая лопасть по-своему влияла на условия воз­ буждения. Дополнительный результат достигается за счет того, что вращение диссектора периоди­ чески изменяет форму камеры, что влияет на резонансные частоты. Однако этот эффект не стоит переоценивать . Если лопасти находятся на заметном расстоянии от ввода энергии, добиться высо­ кой равномерности нагрева практически невозможно. Достоинством диссектора является простота его конструкции и, как следствие, низкая стои­ мость и высокая надежность. Недостатки напрямую связаны с принципом его действия . Чем лучше условия для перемеши­ вания поля, тем хуже условия согласования. В настоящее время не существует способа, позволя­ ющего рассчитать диссектор так, чтобы при любом угле поворота он влиял только на те виды колебаний, которые мы хотим подавить, не затрагивая остальные. Практически всегда подавляют­ ся все виды, только в разной степени. Поэтому при вращении диссектора постоянно меняется со­ mасование камеры с СВЧ трактом . И, естественно, не в лучшую сторону. Как отмечалось в лредыдущей главе, ухудшение согласования приводит к более напряженному режиму работы маг­ нетрона и к снижению его к.п.д. Таким образом, настройка диссектора - это всегда компромисс между согласованием и равномерностью нагрева, которая, как правило, не очень высока. Поэто­ му может возникнуть желание самостоятельно исправить положение. Настоятельно рекомендую не делать этого без крайней необходимости, особенно в импортных печах. Иначе может оказаться, что после первого же усовершенствования каждый ваш последующий шаг будет безрезультатной попыткой вернуть все в предыдущее состояние. Приступать к ремонту следует только при наличии явных неисправностей в работе диссектора, к которым можно отнести искрение, отсутствие враще­ ния и слишком большую неравномерность нагрева. Искрение возникает, когда лопасти диссектора в момент вращения соприкасаются или очень близко приближаются к металлической оболочке камеры . Причиной этого может быть некоторый
46 Анатомия микроволновой печи наклон оси вращения. Устранить искрение можно, либо выправив ось, либо отогнув лопасти диссек­ тора таким образом, чтобы зазор между ними и камерой нигде не снижался менее чем до 4 - 5 мм. Вращение диссектора в микроволновых печах обеспечивается двумя способами: воздушным потоком от вентилятора, охлаждающего магнетрон, или с помощью ременной передачи. Последний вариант характерен для печей российского производства. В этом случае наиболее вероятная неис­ правность - это обрыв одного из пассиков между шкивами вентилятора и диссектора При исполь­ зовании первого способа отсутствие вращения может быть вызвано несколькими причинами. Большинство из них выявляется сразу после вскрытия, и рассматривать их мы не будем. Менее очевидные причины связаны с плохой работой вентилятора. Иногда его лопасти прокручиваются на оси, а иногда он не достигает нужных оборотов. В результате мощность воздушного потока оказы­ вается недостаточной для раскрутки диссектора. Кроме того, это негативно сказывается на охлаж­ дении магнетрона. До сих пор равномерность нагрева мы характеризовали терминами "хорошая" и "плохая". Та­ кой градации явно маловато, даже для самой примитивной регулировки. Все равно что деньги счи­ тать, оперируя понятиями "мало" и "много". Используя такую "систему исчисления", товарно-денежные отношения между продавцом и покупателем вполне могут окончиться безре­ зультатно, если не считать результатом факты рукоприкладства. Чтобы избежать подобных недора­ зумений, существует ряд стандартов, позволяющих оценить равномерность нагрева в численной форме. При этом следует помнить, что любой стандарт определяет ее лишь приближенно, тем бо­ лее, что и сама равномерность нагрева величина не постоянная, а зависит от вида и количества загружаемого продукта. Рис. 2.8. Расположение стаканов в камере микроволновой печи при измерении равномерности нагре­ ва В соответствии с НВН-100 ГОСТ 19308-80, для определения равномерности нагрева на дно камеры микроволновой печи устанавливают 5 стаканов, содержащих по 100±3 мл водопроводной воды. Стаканы располагаются так, как показано на рис 2.8 . Температура воды, которая не должна превышать +2О 0С, измеряется ртутным термометром с ценой деления 0.1°С. После этого на 2 минуты производится включение СВЧ нагрева. Затем в те­ чение не более 15 секунд вода в стаканах перемешивается и измеряется ее конечная температу­ ра. Коэффициент равномерности определяется по формулам: n IJлtc -Лt1I k=1- -'1=_..1____ n Iлt1 1=1 n I.,лt1 Лt =~ с n
Анатомия микроволновой печи 47 где t,к и t,н - температура воды в i-м стакане после нагрева и до него. Приведем численный пример: предположим, что начальная температура во всех стаканах имела 12°С. После нагрева температура в стаканах распределилась следующим образом: N° стакана Температура, 0С 2 3 4 5 40 50 41 37 42 Вычислим приращение температуры лt, для каждого стакана: N°стакана лt; 2 3 4 5 40-12=28 50-12=38 41-12=29 37-12=25 42-12=30 Найдем среднюю температуру Лtс: 28+38+29+25+30 Лtс = =30 5 Определим отклонение от средней температуры IЛtc-Лtil: No стакана IЛtc-Лt,I 2 3 4 5 130-281=2 130-381=8 130-291=1 130-251=5 130-301=0 Найдем коэффициент равномерности К: 2+8+1+5+0 к = 1 - --------- =0.89 28+38 +29 +25 +30 Отраслевой стандарт ОСТ 11 0367-83 утверждает, что коэффициент равномерности должен быть не менее 0.7 . Отчасти с этим можно согласиться, поскольку при коэффициенте ниже 0.7 ни о какой равномерности говорить не приходится. Однако эта цифра не может считаться образцом, на который следует равняться, и скорее свидетельствует о стремлении оградить отечественного про­ изводителя от необузданных притязаний потребителя. Хорошо спроектированные и изготовленные печи имеют коэффициент равномерности более 0.9. Другим устройством, обеспечивающим равномерный нагрев продукта, является вращающий­ ся поддон. Конструктивно он обычно состоит из микродвигателя со встроенным редуктором, стек­ лянного или металлического поддона и муфты, снабженной роликами (рис. 2.9). На первый взгляд, принцип действия рассматриваемой конструкции очевиден и не требует комментариев. Вращаясь в неравномерно распределенном электрическом поле, каждая точка про­ дукта (за исключением центра вращения) поочередно попадает в места с разной интенсивностью поля. В течение полного оборота поглощаемая мощность усредняется, что дает выравнивание тем­ пературы. Не отрицая существования описанного эффекта, добавим к нему еще один, не менее
48 Анатомия микроволновой печи значимый. Если продукт физически неоднороден или расположен несимметрично относительно центра вращения (обычно так и бывает), то при его вращении распределение полей различных ви­ дов колебаний будет заметно меняться. В этом случае сам продукт выступает в роли диссектора, причем более эффективного, чем металлический. Поэтому даже в центре вращения напряженность электрического поля будет постоянно изменяться, обеспечивая дополнительную равномерность нагрева. При такой конструкции теоретически возможен равномерный нагрев, даже если имеется всего один вид колебаний. Рис. 2.9. Микродвигатель и муфта, обеспечивающие вращение поддона Таким образом, достоинством вращающегося поддона является более высокая по сравнению с диссектором равномерность нагрева и лучшее согласование камеры с СВЧ трактом, поскольку в этом случае равномерность нагрева обеспечивается не за счет подавления видов. Неисправности вращающегося поддона в основном связаны с выходом из строя микродвига­ теля, но, прежде чем приступать к его замене или ремонту, необходимо убедиться, во-первых, что на него поступает напряжение 220 В, а во-вторых, что муфта, посаженная на вал двигателя, не про­ кручивается. Для замены подойдет любой двигатель от микроволновой печи, если он соответству­ ет по габаритам и крепежным отверстиям. В микродвигателях обычно встречаются два типа поломок: перегорание обмотки или обламывание зубьев пластмассовых шестеренок во встроен­ ном редукторе. Для того чтобы разобрать двигатель, необходимо отжать зажимы на лицевой сторо­ не и снять верхнюю крышку. Дальнейшая разборка сложности не представляет, но, если не запомнить, в каком порядке расположены шестерни редуктора, проблемы возникнут при последу­ ющей сборке. Обмотка двигателя представляет собой обычную катушку с тонким изолированным проводом, и для ремонта достаточно его заменить. Типичный двигатель содержит примерно 5000 - 6000 вит­ ков провода диаметром О.ОЗ мм. Можно использовать и провод диаметром 0.05 мм, при ремонте это даже предпочтительней, поскольку он прочнее и меньше рвется при намотке. Более толстый провод может не уместиться на катушке. Если неприятности возникли из-за поломки зуба в одной из шестеренок редуктора, то в неко­ торых случаях удается оказать эффективную "стоматологическую" помощь. Для этого на месте сло­ манного зуба, разогретым паяльником можно вплавить маленький кусочек стального провода, например от канцелярской скрепки, подходящего диаметра. Внешний вид шестерни с аналогичным "протезом" показан на рис. 2.1 О. В микроволновых печах с металлическим поддоном иногда возникает искрение между ним и дном камеры. Это происходит при разрушении эмали, покрывающей поддон, как правило, на самой кромке. Устранить искрение можно путем изоляции мест с поврежденной эмалью, например тон­ ким слоем лака, эмали или эпоксидного клея. В некоторых печах (например, "Электроника СП-25") не совсем удачно выбран материал для роликов. В результате они со временем теряют форму и перестают вращаться. В этом случае ро­ лики требуется заменить. Из доступных материалов наиболее подходящими для изготовления но­ вых роликов являются фторопласт-4 (тефлон) и полиэтилен. Место ввода СВЧ энергии в камеру прикрывается специальной крышкой из непоглощающих изоляционных материалов. Это сделано для того, чтобы предотвратить попадание влаги и грязи в волновод и на антенну магнетрона. Загрязнение изолятора антенны может привести к поверхност­ ному электрическому пробою и, как следствие, к выходу магнетрона из строя. При нормальной ра-
Анатомия микроволновой печи 49 боте крышка практически не поглощает энергии и не влияет на нагрев микроволновой печи. Тем не менее не редки случаи, когда упомянутая деталь начинает интенсивно гореть, с искрением и едким дымом. В подавляющем большинстве случаев причины такого буйного поведения мирной детали кроются в неправильной эксплуатации печи. Основная причина - это включение при недостаточ­ ной загрузке или вовсе без нее. Какими бы малыми ни были поглощающие свойства крышки, но, ес­ ли в камере печи больше нет объектов, где бы микроволновая энергия могла продемонстрировать свою мощь, она начинает перегреваться, а из-за повышенной напряженности электрического поля, существующей при недостаточном объеме загрузки, на ее поверхности возникают пробои. Резуль­ татом таких пробоев будет обугливание некоторой части крышки, поэтому в дальнейшем процесс может лавинообразно нарастать, даже если последующие включения печи производить в соответ­ ствии с правилами. Еще одной причиной, приводящей к аналогичным последствиям, может служить чрезмерная загрязненность крышки. Диэлектрические свойства грязи далеки от идеальных, поэто­ му она будет поглощать энергию и перегреваться. При определенных условиях температура загряз­ нений может дойти до такого значения, при котором они начнут обугливаться. Дальнейший ход событий полностью повторяет предыдущий сценарий. Рис. 2.1 О. Пластмассовая шестерня с восстановленным зубом Если процесс обугливания не зашел слишком далеко, восстановить работоспособность мик­ роволновой печи можно, сняв крышку и удалив загрязненные и обуглившиеся места. Выражение "не слишком далеко" означает, что в процессе зачистки вы удалили все лишнее и при этом не до­ шли до сквозных отверстий. Качество своей работы вы легко можете проверить, посмотрев крыш­ ку на просвет. Обугленные участки менее прозрачны и поэтому затемнены. Новую крышку можно изготовить самому. Самое главное - подобрать подходящий материал, прозрачный для микро­ волн. Дпя этой цели может быть использован фторопласт или полиэтилен. Толщину следует выби­ рать минимальной, но обеспечивающей необходимую жесткость. Обычно это 0.5 - 1.0 мм. При небольших размерах крышки ее можно с успехом вырезать из коробки из-под сливочного масла, удалив при этом краску. Одна из наиболее важных и технически сложных деталей микроволновой печи - это дверца камеры. С одной стороны, она должна обеспечить быстрый доступ к камере и возможность визу­ ального наблюдения за процессом приготовления пищи, а с другой - обеспечить надежную защи­ ту от микроволнового излучения. Рассмотрим устройство типичной дверцы микроволновой печи (рис. 2.11 ). Основная ее цеталь - это металлический каркас 1, имеющий специально рассчитанный про­ филь. Дпя улучшения дизайна каркас помещен в декоративную пластиковую оболочку 2. С той же целью имеющиеся с внутренней стороны лазы лрикрыты пластиковым вкладышем 3. Назначение прозрачного плексигласового окна 4 в комментариях не нуждается. Для фиксации дверцы в закрытом состоянии служат запоры 5 и пружина 6. При закрытии дверцы запоры нажимают кнопки блокировочных микропереключателей 7, разрешающих работу электрической схемы. При открытой или неплотно закрытой дверце, если кнопка хотя бы одного из микропереключателей оказывается не нажатой, электрическая цепь оказывается разомкнутой и микроволновая печь не включится, как бы старательно и долго вы ни нажимали на кнопку "ПУСК". Рычаг 8 позволяет отжать запоры и открыть дверцу (механизм, соединяющий рычаг с кнопкой "ОТ­ КРЫТЬ", на рисунке не показан). Для обеспечения визуального наблюдения за процессом приготовления пищи в дверце мик­ роволновой печи имеется окно 9, выполненное из тонкого, плотно перфорированного металличес­ кого листа, который, как правило, приваривается к каркасу дверцы. Иногда окно изготавливают в
50 Анатомия микроволновой печи 4 6 5 Рис. 2.11 . Дверца микроволновой печи 1 9 3 7
Анатомия микроволновой печи 51 ецином технологическом цикле с каркасом, путем перфорации последнего в надлежащем месте. Размеры отверстий в окне не превышают 3 мм, что практически полностью исключает проникнове­ ние сквозь них микроволновой энергии. Между корпусом и дверцей микроволновой печи почти всегда имеются щели. Очень сложно обеспечить плотный контакт этих деталей по всему периметру в течение всего срока эксплуатации. Если не принять соответствующих мер, микроволновое излучение будет проникать сквозь эти ще­ ли наружу, даже если их размер относительно невелик. Чтобы исключить такое развитие событий, в цверце имеется специальное устройство, именуемое СВЧ дросселем. Конструктивно он выпол­ нен в виде паза, проходящего по всему периметру контакта дверцы с корпусом. На рис. 2.12 пока­ зано поперечное сечение дросселя. В разных микроволновых печах форма его профиля может несколько отличаться от приведенной на рисунке, но принцип действия всех дросселей одинаков. дверца Л.14 • i у Рис. 2.12. Принцип действия дроссельного уплотнения Как быпо показано в первой главе, излучение сквозь щель возникает в том случае, когда она обрывает пинии СВЧ тока. Если в месте ее расположения СВЧ токи отсутствуют или ориентирова­ ны вдоль щели, излучения наблюдаться не будет. Таким образом, задача подавления СВЧ изпуче­ ния сводится к тому, чтобы в месте контакта дверцы с камерой устранить поперечные СВЧ токи. Решая поставленную задачу в лоб, успеха не добиться, поскольку, обеспечивая равномерность на­ грева, мы приняли все меры, чтобы направпение и амплитуда СВЧ токов постоянно меняпись. Рас­ смотрим, как справляется с этой проблемой СВЧ дроссепь. Паз располагается на расстоянии в четверть дпины вопны от отверстия камеры. Его глубина также равна ЛJ4. Два четвертьволновых отрезка образуют полуволновую линию с коротким замы­ канием на ее конце и разрывом в точке А, находящейся в середине пинии. В короткозамкнутой по­ пуволновой линии электромагнитное попе существует в виде стоячей волны. Это означает, что пространственное распределение электрического и магнитного поля, а следовательно, и токов не меняется. При выбранных размерах паза и расстоянии от него до камеры распределение токов вцоль зазора и паза будет таким, что в месте разрыва ток практически равен нулю. Поэтому про­ сачивание эпектромагнитной энергии во внешнее пространство будет очень незначительным. Его величина напрямую зависит от амплитуды тока в месте разрыва, которая, в свою очередь, зависит от местоположения и размеров зазора. Для бопьшей наглядности размеры зазора и паза на рисун­ ке непропорциональны. В действительности зазор обычно не превышает 0.1 мм, в то время как чет­ верть длины волны составляет более 30 мм. Из эпектродинамики известно, что входное сопротивление короткозамкнутой полуволновой линии равно нулю. Физически это означает, что зазор шириной d между стенкой камеры и дверцей лрактически не представляет никакого сопротивления для тока 1, протекающего в указанном на ри­ сунке направлении. Здравомыслящему, но непосвященному читатепю такое утверждение может показаться абсурдом, поскопьку непонятно, каким образом эпектроны, как носители тока, могут преодолеть подобную преграду. Сравнение с конденсатором в данном случае не годится, так как емкость зазора относительно невелика. Ответ пегко найдется, еспи вспомнить принцип действия трансформатора, в котором электрически изолированные друг от друга обмотки обмениваются энергией с помощью магнитного поля. В нашем случае происходит нечто подобное. Ток, протекаю­ щий с одной стороны зазора, создает в нем магнитное попе, которое, в свою очередь, возбуждает ток на противоположной стороне. Разница лишь в том, что вместо магнитопровода и бопьшого ко-
52 Анатомия микроволновой печи личества витков мы используем полуволновую линию. Таким образом, преобразовав щель в полу­ волновую линию, мы избавились от необходимости в хорошем электрическом контакте между двер­ цей и стенками камеры. Более того, непосредственный электрический контакт, из-за непредсказуемости его возникновения и влияния на параметры дросселя, в микроволновых печах искусственно устраняется. Для этого внутреннюю сторону дверцы, а иногда и камеры, покрывают эмалью. Такое покрытие, кроме всего прочего, устраняет возможное искрение между дверцей и стенками камеры. Рассмотрим основные неисправности, связанные с работой дверцы. В некоторых печах, особенно старых типов конструкции, наблюдается повышенное фоновое излучение. В большинстве случаев это вызвано увеличением зазора d между дверцей и лицевой плоскостью камеры. Нормальный зазор соизмерим с толщиной листа машинописной бумаги. Поэто­ му вышеупомянутый лист может служить своеобразным инструментом, с помощью которого мы до­ статочно легко можем определить, соответствует ли зазор требуемым параметрам. Если между дверцей и камерой лист проходит с усилием или не проходит вообще, значит, все в порядке, если же лист входит свободно, значит, необходимо уменьшить зазор. Измерение величины зазора необ­ ходимо проводить по всему периметру дверцы. Сразу оговоримся, что регулировку дверцы можно проводить топько при наличии приборов, позволяющих измерить величину фонового излучения. Де­ лать это вслепую не только бессмысленно, но и опасно. Если не для жизни, то для зрения. Имеются лишь две точки, где есть возможность регулировки зазора. Во-первых, в месте крепления дверцы к камере. Если повышенный фон наблюдается со стороны крепления, нужно ос­ лабить винты, крепящие дверцу, придвинуть ее к камере, чтобы устранить зазор, и зажать винты. Все операции лучше производить при закрытой дверце, иначе можно переусердствовать и, устра­ нив большой зазор с одной стороны, получить еще больший с противоположной. Со стороны блока управления регулировку зазора можно осуществить смещением механизма защелки вглубь корпу­ са. Для этого нужно ослабить винты, крепящие указанный механизм, сместить его в нужную сторо­ ну и вновь зажать винты. В принципе, защелка не имеет каких-пибо пазов, позволяющих двигать ее в произвольном направлении, но, поскольку величина требуемого смещения не превышает не­ скольких десятых миллиметра, существующий люфт между винтами и отверстиями под них позво­ ляет это сделать. Здесь также важно не перестараться и следить за тем, чтобы после всех манипуляций дверца хорошо закрывалась и оба запора включали блокировочные микропереключа­ тели. В некоторых печах российского производства увепичение зазора бывает связано с переко­ сом дверцы. При этом бывает, что в одном или двух углах зазор выше допустимого, а в остальных нормальный. Любая регулировка дверцы приводит только к тому, что ситуация зеркально меняет­ ся. Такой перекос иногда удается устранить. Для этого нужно отжать винты, крепящие перфориро­ ванное металлическое окно, слегка выгнуть дверцу в противоположном перекосу направлении и, не отпуская дверцы, зажать винты. Наибольшая часть неисправностей дверцы связана с работой запоров, механизма фиксации и механизма открывания дверцы. Как правило, это чисто механические поломки и ремонт сводит­ ся к изготовпению и замене сломанной детали. Иногда между дверцей и стенками камеры возникает искрение. Причина этого кроется в по­ вреждении эмали на внутренней поверхности дверцы. Устранить это доволь:-ю просто, необходимо лишь закрасить поврежденный участок тонким слоем лака или эмали. 2.2. Магнетрон Внешний вид магнетрона представлен на рис. 2.13. Излучение микроволновой энергии осу­ ществляется от антенны 1, представляющей собой штенгель, на который плотно посажен металли­ ческий колпачок (штенгель - заваренная трубка, через которую в процессе производства магнетрона откачивался воздух). Антенна изолирована от корпуса 6, по переменному току, кера­ мическим цилиндром 2. Внешний кожух магнетрона 3 совместно с фланцем 4 составляют магнито­ провод, формирующий необходимое распределение магнитного поля, источником которого служат кольцевые магниты 5. Фланец используется также для крепления магнетрона к микроволновой пе­ чи. Радиатор 7 служит для более интенсивного охлаждения магнетрона во время работы. Коробка фильтра 8 содержит внутри себя индуктивные выводы, которые совместно с проходными конденса­ торами 9 образуют высокочастотный фильтр, снижающий проникновение СВЧ-излучения по выво­ дам питания 1О.
Анатомия микроволновой печи 53 Надежность контакта между магнетроном и корпусом микроволновой печи обеспечивается кольцом из металлической сетки. В таблице 2.1 представлены параметры некоторых типичных магнетронов для микроволно­ вых печей. Рис. 2.1 З. Магнетрон Скорость приготовления пищи в микроволновой печи напрямую зависит от мощности, кото­ рую способен генерировать магнетрон. В настоящее время большинство печей имеют магнетроны с номинальной мощностью 700 - 850 Вт, что позволяет, например, довести двухсотграммовый ста­ кан воды до кипения в течение 2 - З минут. Таким образом, можно простыми средствами оценить мощность микроволновой печи. Для более точных измерений можно воспользоваться формулой: С ·m-ЛТ р = ___,_Р____ t где СР - удельная теплоемкость нагреваемого продукта (для воды СР=4180 джоуль/градус), m - масса продукта (кг), ЛТ - разность температур, t - время нагрева (с). При стандартных измерениях объем воды должен составлять 1000±5 мл, время нагрева 60±1 с, а начальная температура не должна превышать 20°с. В этом случае исходная формула при­ нимает более простой вид: Р = 70-ЛТ Воду желательно налить в тонкостенный сосуд из боросиликатного стекла. Перед измерени­ ем температуры воды после нагрева воду в сосуде необходимо тщательно перемешать. Рассмотрим пример: предположим, мы поместили литровую банку воды, с начальной темпе­ ратурой 10°С, в микроволновую печь и включили нагрев на одну минуту. После отключения печи температура воды оказалась 22°с. Отсюда мощность, поглощенная нагрузкой, составит: Р=70•(22-10)=840 Вт. Неисправности магнетронов условно можно разбить на две группы: подлежащие восстанов­ лению и прочие. Вначале кратко остановимся на безнадежных случаях. К ним можно отнести: об­ рыв или перегорание накала, нарушение вакуума, полное отсутствие генерации при наличии необходимых напряжений и исправном накале, короткое замыкание между анодом и катодом. Теперь более подробно остановимся на случаях, когда положение можно спасти. Наиболее часто встречающаяся ситуация из этого перечня - это пробой проходных конденсаторов. Наличие такого пробоя легко обнаружить тестером, проверив сопротивление между выводами магнетрона и корпусом, при отключенной внешней цепи. Если оно отлично от бесконечности, нужно снять крышку с коробки фильтра и откусить провода, соединяющие конденсаторы с катушками фильтра. После этого повторить измерения. Если после этой операции показания прибора не изменятся, значит, конденсатор пробит. В этом случае вам повезло и вы отделаетесь малой кровью. Если же
54 Анатомия микроволновой печи Таблица 2.1 N Наименование Рабочее напряжение Напряжение Выходная мощность, п/п анода, кв накала, В Вт Магнетроны зарубежных фирм 1 2M11J 3.8 3.15 500-600 2 2М209 3.8 3.15 500-600 3 2М213 3.8 3.15 500-600 4 2М216 3.8 3.15 500-600 5 2М218 3.8 3.15 500-600 6 2М231 3.8 3.15 500-600 7 QBP65BH(FN) 3.8 3.15 500-600 8 WB27X274 3.8 3.15 650 9 2М104А 4,0 3.15 750 10 2М107 4,0 3.15 750 11 2М108 4,0 3.15 750 12 2М128 4,0 3.15 750 13 2М157 4.0 3.15 -3 .3 700-850 14 2М167 4.0 3.15 -3 .3 700-850 15 2М172 4.0 3.15-3.3 700-850 16 2М204 4.0 3.15 -3 .3 700-850 17 2М214 4.0 3.15-3.3 700-800 18 2М224 4.0 3.15 -3 .3 700-850 19 2М226 4.0 3.15 -3 .3 700-850 20 2М240Е 4.0 3.15-3.3 700-850 21 ОМ75 4.0 3.15-3.3 700-850 22 QBP75BH(FN) 4.0 3.15 -3 .3 700-850 23 WB27X51 4.0 3.15 -3 .3 700-850 Магнетроны российского производства 24 Блесна-2 4.0 6.3 600-700 25 М105-1 4.0 3.15 600-700 26 М136 4.0 3.15 600-700 27 М151 4.0 6.3 600-700 28 М152 4.0 3.15 700-850 29 М153-4 4.0 3.15 700-850 30 М156 4.0 3.15 700-850
Анатомия микроволновой печи 55 отключенные конденсаторы окажутся в порядке, то, прежде чем менять магнетрон, визуально убе­ цитесь, что замыкание происходит внутри магнетрона, а не на его поверхности. Излучение сквозь выводы питания для разных магнетронов, даже одного типа, различно. Ес­ ли излучение невелико, допустимо включать магнетрон напрямую, без проходных конденсаторов. Однако с уверенностью сказать о возможности работы без проходных конденсаторов можно толь­ ко при наличии приборов, измеряющих уровень СВЧ-излучения. Поэтому пробитые конденсаторы желательно заменить. Причиной пробоев конденсатора служат кратковременные броски напряжения в моменты включения и выключения источника питания, которые могут превышать рабочее напряжение кон­ ценсатора. Несколько слов о происхождении таких выбросов: магнитное поле в сердечнике транс­ форматора, а соответственно и ток во вторичной обмотке определяются не величиной тока в первичной обмотке, а скоростью его изменения. При переменном токе эти понятия связаны, по­ скольку чем больше ток, тем с большей скоростью он меняется в течение периода. Однако посто­ янный ток, проходящий по первичной обмотке, какой бы большой он ни был, не вызовет никакой реакции во вторичной обмотке. И, наоборот, увеличение частоты входного напряжения, т.е. увели­ чение скорости изменения тока в первичной обмотке приводит к росту магнитного потока через вторичную обмотку, со всеми вытекающими последствиями. Этот факт используется в импульсных блоках питания, в которых увеличение частоты позволяет при той же выходной мощности значи­ тельно снизить размеры силового трансформатора. При включении и выключении трансформатора происходит резкое изменение тока через первичную обмотку и, следовательно, столь же резкое, кратковременное возрастание тока во вторичной обмотке. В соответствии с законом Ома: U=l•R, напряжение на нагрузке также изменится скачком, пропорционально току и сопротивлению нагруз­ ки Если включение трансформатора происходит в отрицательный полупериод, когда диод заперт, а ток анода еще не появился, сопротивление нагрузки близко к бесконечности, поэтому скачок на­ пряжения на выходе трансформатора может быть очень существенным. Иногда, вследствие долгой работы или из-за включения магнетрона на пустую камеру, замет­ но снижается эмиссия катода. В результате мощность микроволновой печи уменьшается в два и более раз. Восстановить былую мощность можно, добавив напряжение на накал. Для этого обычно цостаточно добавить полвитка на накальной обмотке трансформатора. К сожалению, не каждый трансформатор позволяет проделать такую манипуляцию. В камеру ... ~ Рис. 2.14 . Возникновение СВЧ-разряда между антенной магнетрона и стенками камеры В некоторых марках микроволновых печей возможно возникновение СВЧ-разряда между ан­ тенной магнетрона и корпусом. Это происходит там, где практически отсутствует волновод между магнетроном и камерой и антенна расположена в непосредственной близости от диэлектрическо­ го окна. Разряд происходит после пробоя этого окна, как показано на рис. 2.14 . Если вовремя не заменить пробитое диэлектрическое окно, колпачок антенны может прого­ реть насквозь, и тогда разряд будет продолжаться автономно и не исчезнет, даже если вы устрани­ те первопричину. Исправить положение можно, заменив колпачок. Его можно изготовить на токарном станке или снять со сгоревшего магнетрона аналогичной конструкции. Размеры нового
56 Анатомия микроволновой печи колпачка должны строго соответствовать старым, а его посадка на магнетрон должна быть плот­ ной. 2.3. Высоковольтный блок питания Блок питания магнетрона должен обеспечивать подачу постоянного анодного напряжения на магнетрон Ua = 4.0 кВ и переменное напряжение накала 3.15 В. При этом величина анодного тока составляет примерно 300 мА, а тока накапа 1О А. Указанные величины могут незначительно изме­ няться в ту ипи иную сторону в зависимости от типа магнетрона и требуемой мощности. Конструк­ тивно блок питания состоит из трансформатора, диода и конденсатора и собран по схеме удвоения напряжения (рис. 2. 15). +оТо~----- Блок регулировки мощности -З,15V Рис. 2.15 . Принципиальная электрическая схема высоковольтного блока питания А Рассмотрим работу схемы бопее подробно. Один из выводов высоковольтной обмотки транс­ форматора соединен с его корпусом, который обычно заземляется. Будем считать, что потенциал на этом выводе постоянен и равен нулю. Тогда на втором выводе напряжение в течение периор,а будет изменяться от +U до -U. В моменты времени, когр,а напряжение на выводе положитепьно, р,и­ од находится в открытом состоянии, напряжение на магнетроне равно нупю, а конденсатор будет заряжаться до амплитудного значения переменного напряжения. Когда напряжение поменяет свой знак, диод окажется в запертом состоянии, а на магнетрон попадет удвоенное напряжение, обра­ зованное суммой напряжений на трансформаторе и на зарядившемся конденсаторе. Поскольку в отрицательный полупериод напряжение на трансформаторе возрастает по синусоиде, от нуля до амплитудного значения, магнетрон начнет генерировать мощность не сразу, а спустя некоторое время, поспе того как суммарное напряжение конденсатора и трансформатора достигнет некото­ рого значения (примерно 3.6 кВ). В этот момент начнется генерация мощности, быстро нарастаю­ щей от нуля до максимума (при 4.0 кВ). Работа магнетрона будет сопровождаться постепенным разрядом конденсатора. В какой-то момент суммарное напряжение начнет снижаться, выходная мощность пойдет вниз, пока генерация полностью не прекратится. В спедующий полупериод опять начнется зарядка конденсатора и т.д. Графически этот процесс изображен на рис. 2.16. Как наглядно видно из рисунка, магнетрон в микроволновой печи работает только в отрица­ тельный попупериод, отдыхая в положительный. Фактически он работает даже нескопько меньше чем полпериода, поскольку он включается топько при достижении напряжением определенной ве­ пичины и выключается раньше, чем напряжение станет равным нупю. Основным достоинством схе­ мы удвоения является то, что снижается высокое напряжение на выходе трансформатора. Соответственно, уменьшается копичество витков во вторичной обмотке, что позволяет снизить его вес, габариты и стоимость. Накальная обмотка одним из выводов соединена с высоким анодным напряжением, поэтому на выводы магнетрона одновременно подается переменное напряжение накапа 3.15 В и постоян­ ное анодное напряжение 4.0 кВ. Дпя магнетронов с катодом прямого накапа не имеет значения, какой из накальных выводов соединен с анодным напряжением. При использовании магнетронов с косвенным накалом анодное напряжение необходимо подавать на вывод обозначаемый "FA". В
Анатомия микроволновой печи 57 противном случае через накал будет протекать анодный ток, приводя к его дополнительному разо­ греву. Однако, к каким-либо катастрофическим последствиям это не приводит. Кроме того, исполь­ зование в микроволновых печах магнетронов с косвенным накалом большая редкость. Поэтому без больших натяжек выводы магнетрона можно считать равноценными. Необходимо оговориться, несмотря на то, что мы используем термин "анодное напряжение", в действительности анод соеди­ нен с корпусом магнетрона и его потенциал всегда равен нулю, а отрицательное рабочее напряже­ ние подается на катод. Для нормальной работы магнетрона важно, чтобы анод имел положительный потенциал +4.0 кВ по отношению к катоду, а какой из электродов заземлен, значе­ ния не имеет. Поскольку корпус магнетрона непосредственно соединен с анодом, то вполне есте­ ственно, что именно он имеет нулевой потенциал. 0. -.. ..--... .... .... ....- -- - -- -- ..- -- ..- -- ,..... ...----,...~ i:: 1 : 1 1 1 i 1 t ·-J ---~- -+- -1 -" !-·---/- -- i- -/----f· "+ - •· ---1 --+ -t- J 1,-·-t· - ·t-· 1 -·i· -г- . ',..__\ ~ ·- Рис. 2.16 . Форма токов и напряжений на основных элементах блока питания В микроволновых печах управление мощностью осуществляется ступенчато, периодическим отключением блока питания, т.е. регулируется средняя мощность за определенный цикл. (Подроб­ нее об этом в разделе "Блок управления".) Рассмотренная схема наиболее часто используется в микроволновых печах, несмотря на присущие ей некоторые недостатки. Главный из них состоит в том, что анодное напряжение пода­ ется на магнетрон одновременно с накалом. При работе на средних и малых уровнях мощности, когда магнетрон периодически выключается, нить накала подвергается многократному нагреву и охлаждению, что снижает ее срок службы. Кроме того, в момент включения анодное напряжение подается на холодный катод, поскольку он не успевает разогреться, что также негативно влияет на магнетрон. Рассмотрим вкратце несколько схем, которые позволяют обойти указанные недостат­ ки. Самое простое решение - это установить независимый накальный трансформатор (рис. 2.17). Накальный трансформатор включается за несколько секунд до включения анодного напряже­ ния и постоянно работает в течение всего времени, устанавливаемого таймером, независимо от выбранного уровня мощности. В некоторых моделях печей (например, "Электроника СП23 ЗИЛ") накальный трансформатор включается и выключается одновременно с самой печью. Основной не­ достаток таких конструкций - это увеличение размеров, веса и стоимости микроволновой печи.
58 Анатомия микроволновой печи От этого избавлена схема на рис. 2.18. Анодное напряжение от бпока питания подается на магнетрон через специальньtй высоко­ вольтный переключатель. В этом случае при регулировке мощности отключается не весь блок пи­ тания, а только анодная цепь, что позволяет при одном трансформаторе получить тот же результат, что и в предыдущем случае. Блок регулировки мощности Рис. 2.17 . Принципиальная схема высоковольтного блока питания с независимым накальным транс­ форматором Блок регулировки мощности Рис. 2.18 . Принципиальная схема блока питания с использованием высоковольтного реле в анодной це­ пи Как было показано в предыдущей главе, изменение анодного напряжения даже в небольших пределах может существенно повлиять на работу магнетрона. Диапазон изменения анодного на­ пряжения, при котором мощность магнетрона изменяется от нуля до оптимального значения, со­ ставляет около 500 В. Поэтому магнетрон с номинальным рабочим напряжением 4.0 кВ при реальном напряжении 3.5 кВ работать не будет. Фактически это означает, что, если не принять ка­ ких-либо специальных мер, снижение сетевого напряжения на 10% приведет к полной потере мощ­ ности микроволновой печи, а увеличение напряжения на те же 10% заставит ее работать в непосильном режиме, и тогда от безвременной кон'-!ины магнетрон может спасти только вовремя сгоревший предохранитель. Положение усугубляется тем, что магнетроны, даже одного типа, обла­ дают некоторым разбросом параметров. Рабочее напряжение магнетрона определяется напря-
Анатомия микроволновой печи 59 женностью магнитного попя, создаваемого постоянными магнитами. Технологически при массо­ вом производстве довольно спожно изготовить магниты с одинаковой индукцией. Поэтому факти­ ческое рабочее напряжение магнетрона может на несколько процентов отпичаться от номинального. На заре телевизионной техники, когда с телевизорами возникапи похожие пробле­ мы, подключение к сети велось через специальные ферромагнитные стабилизаторы. В микровол­ новой печи ситуация проще и роль такого стабилизатора при определенных условиях может выполнить имеющийся трансформатор. Рассмотрим вкратце принцип действия ферромагнитного стабилизатора. Магнитопровод трансформатора обладает свойством магнитного насыщения. Магнитное насыщение - явление, при котором в ферромагнитных материалах, при увеличении напряженности намагничивающего поля Н, начиная с некоторого его значения Hm, наблюдается резкое снижение роста магнитной ин­ дукции (рис. 2.19). в Hm Рис. 2.19. Зависимость величины магнитной индукции В от напряженности намагничивающего поля Н в трансформаторе микроволновой печи Если подобрать железо трансформатора таким образом, чтобы работать в зоне насыщения, изменение напряжения на первичной обмотке практически не будет влиять на величину тока в на­ грузке. Нет смысла выбирать рабочую точку слишком далеко от точки насыщения, поскольку в этом случае снизится к.п.д. трансформатора. Подчеркнем, что рассматриваемый стабилизатор являет­ ся стабилизатором тока. Напряжение на разных магнетронах может быть разным, но всегда таким, какое требуется для получения заданной мощности. Если же магнетрон отключен, то напряжение хопостого хода может заметно превышать 4 кВ. Понимание физических процессов, происходящих в трансформаторе микроволновой печи, позволяет установить ограничения при его замене. Глав­ ное - это равенство анодного тока до и после замены. Эти замечания следует учитывать также и при замене магнетрона. Если в результате замены магнетрон и трансформатор перестанут составлять гармоничную пару, то возможны два случая: 1. Магнетрон рассчитан на большую мощность, чем позволяет обеспечить трансформатор. В результате последний будет работать в режиме сильного насыщения. Как следствие маг­ нетрон не будет выдавать номинальной мощности, усилится гул трансформатора и снизит­ ся его к.п.д. 2. Магнетрон рассчитан на меньшую мощность, чем трансформатор. Из-за возрастания анодного тока, мощность печи увеличится, однако магнетрон будет сильно перегреваться, что приведет к снижению его долговечности. При включении печи на длительное время (более 5 минут) возможно, также, отключение термореле. На блок питания приходится примерно третья часть поломок в микроволновой печи. Это объ­ ясняется тем, что все элементы, составляющие блок питания, работают на предельных режимах и, как правило, не имеют достаточного запаса прочности. Обычно в руководствах по эксплуатации микроволновых печей указывается, что на максимальную мощность печь можно включать не бо­ лее чем на 20 - 30 минут, после чего ей необходимо дать отдохнуть такое же время. Конечно, тех­ нически не представляет труда сделать печь более надежной, однако это неизбежно приведет к росту ее габаритов, веса и стоимости. Поэтому производители микроволновых печей выбирают компромиссный вариант, при котором печь при правильной эксплуатации работает относительно надежно, но может быстро выйти из строя при нарушении этих правил.
60 печи: Анатомия микроволновой печи Имеется четыре основные причины, приводящие к поломке блока питания микроволновой 1. Длительная работа печи на максимальной мощности. 2. Включение микроволновой печи при отсутствии продукта в камере либо длительная рабо­ та при загрузке меньше чем минимапьно допустимая. (Стандартная минимальная загруз­ ка равна 200 мл воды.) 3. Работа при повышенном напряжении электрической сети. В условиях России, особенно в сельской местности, такое, к сожалению, скорее норма, чем исключение. Люди, берущие микроволновую печь на дачу, чтобы облегчить себе жизнь, очень часто ее усложняют. 4. Детали имеют заводской брак или механические повреждения. Установив причины, попробуем разобраться со следствиями. Наиболее неприятная вещь - это выход из строя трансформатора. Обычно сгорает вторичная обмотка в результате межвитко­ вого замыкания. При изготовлении высоковольтных обмоток считается хорошим тоном проклады­ вать изоляционную бумагу между слоями витков. В этом случае витки на различных слоях не соприкасаются и вероятность межвиткового пробоя значительно снижается. Однако тщательное и скрупулезное соблюдение инструкций - в некоторых случаях прямой путь в тупик. В трансформа­ торах для микроволновых печей этого, как правило, не делается, поскольку производители печей считают, что лучше потратиться на дополнительное сервисное обслуживание, чем выпускать нары­ нок монстра, которого без автопогрузчика не сдвинуть с места. Поэтому упор делается на качест­ во лаковой изоляции провода и на ровную укладку слоев. В этом случае напряжение между соседними слоями не превышает нескольких десятков волы. При неправильной укладке провод мо­ жет проваливаться через несколько слоев, и тогда напряжение между ним и слоем, до которого он добрался, может достигать сотен волы, что значительно повышает вероятность пробоя. В резуль­ тате пробоя образуется несколько короткозамкнутых витков, через которые протекает большой ток. Если количество короткозамкнутых витков невелико, трансформатор некоторое время может работать, как исправный, но инфекция уже занесена и от нее, как от СПИДа, лекарства не сущест­ вует. Процесс будет лавинообразно развиваться дальше. Короткозамкнутые витки будут перегре­ ваться, разрушать изоляцию соседних витков и т.д. Помимо плохой укладки провода возникновению пробоя может способствовать высокая температура. В этом случае в лаковой изо­ пяции могут появиться микротрещины, замыкание и "далее со всеми остановками". Сгоревший трансформатор можно заменить. Новый трансформатор должен быть на ту же мощность, что и прежний. Естественно, это должен быть трансформатор от микроволновой печи, а не от сварочного аппарата или чего-нибудь еще. "При отсутствии наличия" трансформатор можно отремонтировать. Относительно легко это сделать в микроволновых печах российского производства. Во-первых, потому, что катушка вто­ ричной обмотки в них размещена на каркасе, а во-вторых, потому, что железо трансформатора не заварено, как это делается в импортных печах. Тем не менее и в этом случае все может оказать­ ся сложней, чем кажется на первый взгляд. Первая проблема возникает при попытке извлечь из трансформатора катушку. Обычно для уменьшения гула детали магнитопровода склеиваются и по­ сле сборки заливаются лаком. Поэтому, сняв металлическую стяжку, не стоит рассчитывать, что остальные детали развалятся, как карточный домик. Без мощных тисков и хорошего молотка вам не обойтись. Рекомендуется перед разборкой пометить детали магнитопровода, с тем чтобы при сборке установить их в том же порядке. Но предположим, что с этим вы справились. Теперь необ­ ходимо размотать катушку, попутно сосчитав количество витков. Как правило, вторичная обмотка содержит около 2300 витков медного провода с двойной лаковой изоляцией диаметром 0.41 - 0.45 мм. Так как трансформатор работает в режиме стабилизации тока, небольшие ошибки при оп­ ределении количества витков слабо влияют на его работу, поэтому будет достаточно, если вы точ­ но установите количество слоев и количество витков в слое. При намотке катушки необходимо периодически с помощью кисточки покрывать ее лаком, с тем чтобы все витки после высыхания лака были жестко зафиксированы. Без этого вы сами себе подложите мину, которая взорвется в последний момент, а именно во время пробного включения. Печь будет работать, но звук будет такой, как будто на вашей кухне взлетает бомбардировщик с полной загрузкой. Борьба с гулом - это одно из наиболее сложных дел при ремонте мощных транс­ форматоров. Гул трансформатора возможен и в том случае, когда обмотка неплотно посажена на сердечник магнитопровода. При сборке трансформатора после ремонта имеет смысл вбить клины­ шек между катушкой и сердечником. В импортных трансформаторах, для снижения гула, детали магнитопровода сварены между собой. Сварка осуществляется мягким сплавом по внешней стороне, поэтому разобрать трансфер-
Анатомия микроволновой печи 61 матер не сложно. Для этого необходимо в месте соединения деталей сделать ножовкой два пропи­ ла глубиной 1 - 2 мм, а затем, используя тиски и молоток, разъединить детали магнитопровода. При сварке трансформатора после замены обмотки его также необходимо зажать тисках, чтобы не было зазора между соединяемыми частями. Изготовление обмотки для импортного трансформато­ ра - работа очень непростая, но не безнадежная. Конечно, при наличии намоточного станка. Предварительно необходимо изготовить разборный каркас по размеру катушки, проложить внутрь спой бумаги или скотч-ленту и плотно намотать катушку, периодически покрывая ее лаком. После высыхания лака каркас разбирается, и катушка надевается на сердечник магнитопровода. Как из­ вестно, опыт растет прямо пропорционально выведенному из строя оборудованию. Поэтому, убе­ дившись, что катушка не входит в сердечник, вносите необходимые коррективы и начинаете все заново. Если у вас получится с первой попытки, значит, вы родились в рубашке и вам нужно не пе­ чи ремонтировать, а в рулетку играть. Чтобы уменьшить число итераций, лучше изначально снизить количество витков на 1 - 2 споя. По причинам, указанным выше, это допустимо, хотя и нежелательно. Если после долгих му­ чений собранная печь не будет давать необходимой мощности, исправить положение можно, доба­ вив полвитка на накальной обмотке. В этом случае небольшой дефицит анодного напряжения, образованный уменьшением количества витков, мы компенсируем дополнительной эмиссией като­ да. В результате анодный ток, а соответственно и полезная мощность возрастут до приемлемого значения. Данная мера может помочь, когда число витков снижено на 5 - 10%, однако нужно по­ мнить, что при этом сокращается срок службы магнетрона. Конечно, если есть возможность не пользоваться приведенными рекомендациями, лучше так и сделать. Гораздо правильней поставить новый трансформатор, а не возиться с "трупом" старого. Но иногда вопрос стоит ребром: либо вы­ бросить печь, либо попытаться починить. Для тех, кто выбрал второй вариант, автор попытался по­ казать, как это можно сделать и к чему это может привести. Рис. 2.20. Случай, приводящий к перегреву первичной обмотки трансформатора Помимо выхода из строя вторичной обмотки в трансформаторе могут быть и некоторые дру­ гие неисправности. Иногда начинает перегреваться и дымить первичная обмотка. Обычно в этом случае причина кроется не в трансформаторе, а в устройстве, управляющем подачей напряжения на первичную обмотку. Трансформатор в этом случае выступает в роли козла отпущения, отдува­ ясь за неправильную работу управляющих структур. На рис. 2.20 изображена упрощенная схема, показывающая, каким образом это может происходить. Включение трансформатора осуществляет­ ся с помощью симистора, на который от независимого источника питания подается управляющее напряжение. Если одно из плеч диодного моста не работает, то симистор отпирается только в момент про­ хождения либо четных, либо нечетных полуволн. В результате через трансформатор, наряду с пе­ ременным, начинает протекать постоянный ток. Поскольку сопротивление трансформатора по
62 Анатомия микроволновой печи постоянному току близко к нулю, то величина этого тока практически ничем не ограничена. Поэто­ му в рассматриваемом варианте первым делом перегорят сетевые предохранители. Но возможен вариант, когда работают оба плеча диодного моста, но не симметрично. Более подробно это рас­ сматривается в разделе о симисторах. В этом случае через первичную обмотку будет протекать два тока: переменный, совершающий полезную работу, и постоянный, мешающий этой работе и расходующий свою энергию исключительно на нагрев первичной обмотки. При работе микроволновой печи большое значение имеет качество контактов. Особенно большое значение имеют контакты в накальной цепи. Попробуем разобраться, к чему может при­ вести даже небольшое ухудшение контакта между накальной обмоткой трансформатора и вывода­ ми магнетрона. Ток накала магнетрона составляет величину около 13 А. Его уменьшение примерно на 20% может привести к значительной потере эмиссии. В то же время сопротивление нити нака­ ла равно примерно 0.3 Ом. Таким образом, увеличение сопротивления на 20%, или на 0.06 Ом, приводит к уменьшению тока на те же 20% и, как следствие, к потере эмиссии. Сопротивление в 0.06 Ом - очень маленькая величина, которую не измерить обычным тестером, поэтому, если кон­ такт внешне выглядит нормальным и при измерении тестером не показывает никакого сопротивле­ ния, это еще не говорит о его надежности. Обычно проводники, соер,иняющие детали в микроволновых печах, не паяются, а снабжаются специальными разъемами. Типичная неисправ­ ность в микроволновых печах - ухудшение контактов в разъемах. Лучший способ убедиться в на­ дежности разъема - попробовать его разъединить. Если это сделать трудно, значит, разъем в порядке, если легко, то его можно немного обжать пассатижами. Кроме цепи накала, большое значение имеет и качество контактов на первичной обмотке си­ лового трансформатора. Можно сказать, что важность того или иного контакта в любом электриче­ ском приборе прямо пропорциональна величине тока, протекающего через него. Ток в первичной обмотке равен примерно 6 А, этого достаточно, чтобы к соответствующим контактам относиться уважительно. Еще одной неисправностью, связанной с трансформатором, является пробой накальной об­ мотки. Дело в том, что, хотя напряжение на ее выводах всего чуть более 3 В, сама она находится под потенциалом - 4 кВ по отношению к корпусу. А напряжение между вторичной обмоткой и на­ кальной, в зависимости от фазы сетевого напряжения, колеблется от 2 кВ до 6 кВ. При нарушении изоляции обмотки возможен пробой как на корпус, так и на вторичную обмотку. Способствовать этому может наличие влаги и грязи в месте вероятного пробоя. Рис. 2.21 . Высоковольтные конденсаторы Иногда в случае пробоя на корпус можно произвести ремонт, не прибегая к разборке транс­ форматора. Это возможно в двух случаях: во-первых, когда последствия пробоя не велики и есть возможность изолировать место пробоя; во-вторых, когда имеется возможность заменить накаль­ ную обмотку, не разбирая трансформатор. Относительно легко это делается, если она намотана по­ верх вторичной или первичной обмоток. Если вам повезло и поврежденная обмотка снята, то, устанавливая новую, необходимо помнить о том, что толщина устанавливаемого провода должна быть примерно равна толщине снятого. Если это не удается сделать и провод требуемой толщины не входит в зазор между корпусом и катушкой, можно попробовать взять провод немного потонь­ ше, но при этом, скорее всего, придется добавить количество витков. Критерий правильного выбо­ ра между толщиной провода и количеством витков - наличие напряжения 3.15 В на выводах при подключенном магнетроне. Подчеркнем, что без нагрузки величина напряжения на накальной об­ мотке значения не имеет. Анодное напряжение во время измерений можно и даже нужно отклю­ чить, это можно сделать, отсоединив разъем от выхода вторичной обмотки. Внешний вид высоковольтных конденсаторов для микроволновых печей показан на рис. 2.21, а их параметры приведены в таблице 2.2 .
Анатомия микроволновой печи 63 В микроволновых печах российского произвор,ства, как правило, испопьзуются конр,енсаторы емкостью 1 мкФ и с максимальным напряжением 5000 В. Реально, напряжение на конр,енсаторе в российских микроволновых печах не превышает 2.1 кВ, поэтому при необхор,имости он может быть заменен на соответствующий импортный. Noп\п Наименование 1 MWC2180 2 MWC2185 3 MWC2187 4 MWC2191 5 MWC21100 6 MY.JC21110 7 MWC21120 8 MWC25080 9 MVC25085 ' 10 MWC25110 Таблица 2.2 Эпектрическая емкость Максимальное рабочее напряжение 0.8 мкФ О.85мкФ О.87мкФ 0.91 мкФ 1.ОмкФ 1.1 мкФ 1.2мкФ 0.8 мкФ О.85мкФ 1.1 мкФ Блок регулировки 1 мощности 21008 21008 21008 21008 21008 21008 21008 25008 25008 25008 Рис. 2.22. Принципиальная схема высоковольтного блока питания с управлением выходной мощностью за счет изменения емкости конденсаторов Номинал электрической емкости впияет на вепичину мощности, вырабатываемой магнетро­ ном. При замене желательно использовать конр,енсатор той же емкости, хотя бопьшого криминала не бур,ет, еспи емкость бур,ет немного отпичаться. Иногр,а изменение емкости конр,енсатора используется р,ля регулировки выхор,ной мощности (рис. 2.22). Привер,енная схема сор,ержит два паралпельно вкпюченных конр,енсатора, ор,ин из которых может отключаться р,ополнительным переключателем. Обычно такой способ, применяемый в мор,е­ пях с ограниченной мощностью, предусматривает только р,ва режима выхор,ной мощности: "высо­ кая" и "низкая". Эта система не требует какой-либо р,ополнительной схемы управления, необхор,им только механический переключатель.
64 Анатомия микроволновой печи В целях безопасности дпя быстрого разряда конденсатора между его выводами подключает­ ся высокоомное сопротивление (1 - 10 МОм). В импортном варианте это сопротивление подкпю­ чается в процессе изготовления конденсатора и расположено внутри его корпуса. Для полного разряда требуется приблизительно 30 секунд. Бывают спучаи, когда это сопротивление перегора­ ет. Тогда на конденсаторе длительное время может сохраняться большой электрический заряд. По­ этому рекомендуется, приступая к ремонту, даже если печь давно выключена из сети, разрядить конденсатор. Для этого достаточно замкнуть выводы магнетрона на корпус с помощью отрезка хо­ рошо изолированного провода. В противном случае вы рискуете из-за ничтожной оплошности уго­ дить на "электрический стул". Неисправности высоковольтного конденсатора связаны с пробоем между его обкладками и гораздо реже с пробоем на корпус. Для проверки его работоспособности достаточно "прозвонить" конденсатор тестером. Сопротивление между выводами должно быть равно примерно 1 -10 МОм, а между корпусом и любым из выводов отсутствовать. При измерении сопротивления выводы кон­ денсатора должны быть отключены от внешней электрической цепи. Теоретически возможна неис­ правность, вызванная внутренним обрывом одного из выводов. Обнаружить ее можно при наличии прибора, измеряющего электрическую емкость. При его отсутствии можно попробовать зарядить конденсатор с помощью низковольтного источника напряжения и после его отключения проследить за процессом разряда. У целого конденсатора напряжение будет плавно спадать, у неисправного оно будет отсутствовать. Для предотвращения пробоев конденсатора между его выводами иногда включают фьюз-ди­ од, который принимает удар на себя. Фьюз-диод, или, говоря по-русски, предохранительный диод, внешне напоминает обычный высоковольтный диод. Внутри он состоит из двух встречно включен­ ных диодов с различными номиналами. Их параметры подобраны таким образом, чтобы при нор­ мальной работе печи не оказывать на нее никакого влияния. В то же время при закорачивании магнетрона или чрезмерном повышении напряжения на конденсаторе фьюз-диод пробивается, вы­ зывая короткое замыкание вторичной обмотки и, как следствие, перегорание сетевого предохра­ нителя. В первом случае это предохраняет трансформатор от перегрева, а во втором спасает конденсатор от пробоя. Но в наших условиях выигрыш от этого сомнительный. При коротком замы­ кании в магнетроне предохранитель обычно перегорает и без посторонней помощи, а что касается конденсатора, то, хотя стоимость фьюз-диода заметно меньше стоимости поспеднего, вероятность его выхода из строя выше, примерно в той же пропорции. В условиях отпаженного сервиса это мо­ жет быть оправдано, тем не менее в некоторых современных микровопновых печах указанные при­ боры отсутствуют. С учетом того, что в России найти такие диоды крайне сложно, решение напрашивается само собой. Ремонт в таком варианте напоминает операцию при аппендиците: уда­ пяем пишнее, и больной опять здоров. И, наконец, последний эпемент, составляющий блок питания, - высоковольтный диод (рис. 2.23). Рис. 2.23. Высоковольтные диоды применяемые в микроволновых печах В таблице 2.3 представпены основные типы диодов, которые используются в микровопновых печах. Высоковольтный диод представляет собой большое количество последоватепьно соединен­ ных обычных выпрямительных диодов, выполненных по единой технологии в одном корпусе. Такая его конструкция вносит свою специфику при проверке диода на целостность. В отличие от обычно­ го, высоковольтный диод при проверке тестером не показывает сопротивпения ни в прямом, ни в обратном направлении. Объясняется это тем, что диод имеет непинейную волы-амперную харак­ теристику и его сопротивление зависит от приложенного напряжения (рис. 2.24). При измерении тестером мы прикладываем к электродам диода напряжение от гальваничес­ кой батарейки, которое обычно не превышает 4.5 В. Для обычного диода этого вполне достаточно,
Анатомия микроволновой печи 65 чтобы ощутить разницу между прямой и обратной ветвями характеристики. В высоковопьтном ди­ оде прикпадываемое напряжение депится поровну между всеми составляющими его элементарны­ ми диодами. В итоге каждый из них оказывается под напряжением, в соответствующее число раз меньшим. При напряжении менее чем 0.5 В сопротивление в прямом направлении оказывается до­ статочно велико даже у одного диода, а при последоватепьном соединении всех элементарных ди­ одов общее сопротивление возрастет пропорционально их количеству. Поэтому исправный высоковольтный диод может казаться неисправным, показывая бесконечное сопротивление в обо­ их направпениях, и наоборот - неисправный диод, показывающий небольшое сопротивпение в прямом направлении и бесконечное в обратном, внешне можно принять за исправный. Таблица 2.3 Nп/п Тип прибора Максимальное обратное напряжение Максимальный прямой ток 1 HV 05-12 2 HV 07-15 3 КЦ201Е 4 КЦ202Е .... , ......... " ........ . . . . . . . ' . ....~ .. ·1· ...~-,·. j.... ····(··-:--··~m~·· ...."..."...."...".... . . . . . . . . : :. ...., -.-·:...."...~.... . . . . . . ····" ··· -.· ···' -·• ·-. ···· . . . . . . . . :.: ' ••••r•••~••••"•••~•••• . . . . :.:: .-.. ~ ... "....~ ...".... . . . . . . ·.... : ....· .........·.... : .. . 12000 в 15000 в 15000 в 15000 в ... ~ ....,... -~ ...... -.-: -- ..---... " .·.... -.-.-·. ::::.::::: • •••••• 1 •••••• "." •••••• ::::: . ' . . . -·:----:----:···-:·-··: . . . . . . . . . . ' . ' ' . . . . . ... " ......... , ......... ·--·-·····---,·-···-···· . . . ' . . . . . . . . : . :.: . ... ~.-..:.-.-~ -...:...;----:-...;.---:-...:...-: . . . ' . . . . ::::' : : : ... " ......... " ....... •1···-····················· ' ' . ' . . ' . . . :::::::::: ... ~ .. -.:... -~ ........~ ... ·:· ...; ... ·:· ...; ... ·: . . ' . . . ' . :. . :: : : ..:· ...,---.,..-.~...•,• ...:...•, . . . . . . . . . о~ : 1:Q: ... :..)U,y!. .. -.:....:.---~ ....:....~ ...; ....~ ...; ....· ...-; Рис. 2.24. Вольт-амперная характеристика полупроводникового диода 550мА 750мА 500мА 500мА В некоторых печах российского производства высоковольтный трансформатор не имеет на­ кальной обмотки либо она не используется, а напряжение накала подается с отдельного накапьно­ го трансформатора. Обычно независимый накап испопьзуется в микроволновых печах с эпектронным управпением, поскопьку в них уже имеется дополнительный трансформатор дпя пита­ ния бпока управления. Недостаток такой конструкции в том, что при подкпючении к трансформато­ ру накальной обмотки его размеры возрастают в нескопько раз. Кроме того, возникает опасность пробоя между высоким напряжением на накапьной обмотке и низковольтными цепями бпока уп­ равления, что может привести к непоправимым резупьтатам. 2.4. Блок управления Бпоки управления для микроволновых печей встречаются двух типов: эпектромеханические и электронные. Имеется две основные функции, которые должен выполнять бпок управления: под­ держание заданной мощности и выключение печи по истечении установленного времени работы. Независимо от типа исполнения, все печи одинаково успешно справляются с этими задачами. По­ скольку эпектронный бпок управпения содержит внутри себя микроЭВМ с богатыми потенциапьны­ ми возможностями, у разработчиков микроволновых печей всегда есть подспудное желание каким-то образом задействовать эти возможности. И здесь каждый изощряется, как может. Начи­ ная от встроенных часов и заканчивая отрывками из музыкапьных произведений, сигнализирую­ щими об окончании работы. Все это можно рассматривать как некоторые излишества, не влияющие на испопнение основных функций.
66 Анатомия микроволновой печи Величина пор,аваемого в рабочую камеру уровня микроволновой мощности регулируется временем срабатывания исполнительного устройства, в качестве которого может использоваться реле, микропереключатель или симистор. Исполнительное устройство периодически включает и выключает источник питания магнетрона в соответствии с выбранной мощностью. В качестве при­ мера на рис. 2.25 показаны два цикла работы микроволновой печи "Плутон", для различных режи­ мов мощности. Полный цикл составляет 22 секунды. В зависимости от выбранной мощности, магнетрон включается только на определенное время, в пределах одного цикла, а каждый последу­ ющий цикл периодически повторяет последовательность этих действий. -· Процент Уровень выбранной мощности, Время включения магнетрона мощности ватт ~ 22 сек 22сек 100 800 ~ 16 сек 16 сек 70 560 ~ ...... 1 10 сек 10 сек 40 320 ~- 1 6 сек 6 сек 20 160 ~~1 Рис. 2.25 . Продолжительность включения магнетрона при различных уровнях задаваемой мощности Рис. 2.26 . Внешний вид и внутренняя начинка типичного электромеханичесlfого таймера микроволно­ вой печи Несмотря на то что многие микроволновые печи в качестве исполнительного устройства име­ ют симистор, позволяющий осуществлять плавную регулировку больших мощностей, питание на магнетрон всегда пор,ается в виде импульсов. Их скважность меняется в зависимости от требуе­ мой мощности. Очень редкие и не совсем удачные исключения лишь подчеркивают правило. Основ­ ная причина такого пор,хода к конструированию печей состоит в том, что он гораздо проще и надежнее. В то же время на процесс приготовления пищи способ регулировки мощности никак не влияет.
Анатомия микроволновой печи 67 Электромеханический блок управпения состоит из таймера и связанного с ним механизма ступенчатой регупировки мощности. Часто эти детапи выполнены в едином корпусе. Обычно тай­ мер включает в себя микродвигатель, редуктор, механический звонок и систему контактов и мик­ ропереключателей, обеспечивающих включение блока питания. Типичная конструкция таймера показана на рис. 2.26. Поскольку таймер электромеханический, то его попомки могут быть связаны как с механиче­ скими, так и с электрическими узлами. В первом спучае это, как правило, выход из строя редукто­ ра. Типичная неисправность - поломка зубьев в пластмассовых шестернях. В этом случае двигатель таймера работает, но отсчет времени не производится, и поэтому автоматического от­ ключения микроволновой печи по истечении заданного времени не происходит. В большинстве слу­ чаев такую неисправность можно устранить, воспользовавшись способом, показанным на рис. 2.10. Поломки электрической части проявляются как отсутствие замыкания или размыкания внут­ ренних контактов. Возможен также выход из строя микродвигателя, хотя на практике такое случа­ ется крайне редко. Обычно в таймере имеется две пары контактов. Первая, назовем ее усповно основной, замыкает цепь, подающую питание на вентилятор магнетрона, на лампу для освещения камеры, а также на микродвигатели столика и таймера. В цепи питания магнетрона последоватепь­ но с основной парой контактов присутствует дополнительная, обеспечивающая периодическое включение и выключение бпока питания магнетрона в соответствии с выбранным режимом мощ­ ности. Дополнительные контакты, как правило, представпяют собой встроенный стандартный мик­ ропереключатель. Из-за большого тока, проходящего через обе пары контактов (около 6 А), они могут подгорать. Если процесс подгорания начался, то он будет нарастать павинообразно, пока контакт окончательно не выйдет из строя. Чем сипьнее подгорел контакт, тем больше его сопротив­ ление и тем большая мощность, в виде тепла, будет на нем выделяться. Сломанный микропереклю­ чатепь необходимо заменить, а неработающие основные контакты можно зачистить. Контакт должен быть пружинящим, поэтому иногда его ламели требуется немного подогнуть. Чтобы до­ браться до контактов, таймер необходимо разобрать. Делать это нужно с осторожностью, следя, чтобы при снятии крышки не потерять присутствующие там пружины и мелкие детали. В некоторых микровопновых печах, например "MOULINEX", для того чтобы разобрать таймер, необходимо предварительно снять звонок. Обратите внимание на то, что винт, крепящий звонок, может иметь левую резьбу. ,_ Структурная схема электронного блока управления показана на рис. 2.27. Основным элементом блока управления микроволновой печи является микроконтроплер, в котором запрограммированы последовательность и значения выходных сигналов в зависимости от информации, поступающей на его входы. Главным источником входной информации служит клави­ атура, на которой попьзователь задает время и режимы приготовления пищи. Помимо этого, на вход микроконтроллера поступает сигнал о закрытии дверцы микроволновой печи и с различных датчиков, если таковые имеются. Информация о выбранном режиме работы и о времени, остаю­ щемся до конца выпопнения программы, отображается на индикаторе. В процессе работы микро­ контроллер включает и выключает различные исполнительные устройства, к которым относятся реле, симисторы, пьезоэлектрические звонки и т.д. Для согпасования по мощности исполнительные устройства, а иногда и устройства индикации подключаются через буферные усилитепи. Блок уп­ равления содержит также источник питания, состоящий из понижающего трансформатора, одного или нескольких выпрямителей и стабилизаторов. Дпя ремонта блока управления его необходимо отсоединить от микроволновой печи, подать на него напряжение от независимого источника и поставить короткозамыкающую перемычку на блокирующий вход. Рассмотрим более подробно основные узпы блока управления, присущие им неисправности и методы их устранения. Клавиатура Подавпяющее большинство микроволновых печей имеют псевдосенсорную ппеночную клави­ атуру. Принцип ее действия показан на рис. 2.28. Кпавиатура выполнена в виде трехспойной полимерной пленки, приклеенной на твердую по­ верхность. На верхний и нижний слои с внутренней стороны нанесены металлизированные или угольные контактные ппощадки, объединенные с помощью системы проводников в несколько шин. В месте расположения контактных площадок средний слой имеет вырезы, а на лицевой стороне
68 Анатомия микроволновой печи клавиатуры нанесены изображения кнопок. При нажатии на изображение кнопки контактные пло­ щадки замыкаются, пор,авая соответствующий сигнал на микроконтроллер. При отпускании кнопки клавиатура за счет эластичности материала восстанавливает исхор,ную форму. и контакт размыка­ ется. В качестве примера на рис. 2.29 показаны внутренняя структура и соединения провор,ников ор,ной из наиболее часто встречающихся клавиатур, от блока управления "БУВИ-2". Клавиатура Датчики (закрытой дверцы, температуры, веса и т.д.) 11 {~ '-. ~ - Микроконтроллер 1~ Блок питания .... '-. ..о11 - Буферные 1. усилители "'i '\ ... " . J1 1.- • ~ Исполнительные устройства ' ... ,,,. Индикатор 1. ... Рис. 2.27. Структурная схема электронного блока управления микроволновой печи Рис. 2.28. Поперечное сечение пленочной клавиатуры в области замыкаемого контакта Сомнения в исправности клавиатуры возникают в том случае, если эффект при нажатии на изображения кнопок либо вообще отсутствует, либо не соответствует ожидаемому. Разумеется, ес­ ли ваши ожидания не выхор,ят за рамки инструкции по эксплуатации. Убедиться в том, что неисправности блока управления вызваны работой клавиатуры, можно, вынув клавиатуру из разъема и замкнув на короткое время отрезком провода те выводы блока уп­ равления, которые должны замыкаться кнопкой подозреваемой в саботаже. Если эффект соответ­ ствует прер,писанному, значит, ваши сомнения оправданны и клавиатуру нужно ремонтировать. Сложность заключается в том, что необхор,имо предварительно знать, какие выводы какой кнопкой замь1каются. Если требуемая информация в данной книге отсутствует, можно выбрать два пути дальнейших действий. Первый путь радикальный. Нужно отклеить клавиатуру от блока управления и по топологии, которая видна с обратной, прозрачной, стороны, составить схему коммутации. Вто­ рой путь - это так называемый метод "научного тыка". Он может быть использован, когда входные и выходные шины разделены между собой, как, например, на рис. 2.29. В этом случае схему ком-
Анатомия микроволновой печи 69 мутации можно составить поочередным замыканием всех входных шин со всеми выходными, каж­ дый раз анализируя полученный результат. Трудности здесь связаны с тем, что некоторые кнопки, например "ПУСК", можно включить, только если набрана предварительная информация. Поэтому составление схемы будет происходить в несколько этапов. Вначале отмечаются те соединения, ко­ торые можно установить сразу, а затем, используя установпенные контакты для предварительного набора, определяются и недостающие звенья схемы коммутации. Любители головоломок и ребусов получат истинное наслаждение. Рис. 2.29 . Внутреннее строение пленочной клавиатуры от блока управления "БУВИ-2" Типичными неисправностями, связанными с работой клавиатуры, являются: О пропадание контакта в соединительном разъеме, О обрыв проводящих дорожек, О залипания. Первый случай наиболее простой, и часто бывает достаточно поправить контакт в разъеме, чтобы устранить возникшие проблемы. Поэтому всегда имеет смысл начинать именно с проверки этого звена, особенно если выводы клавиатуры в разъеме имеют некоторый люфт и жестко не фик­ сированы. Обрыв проводящих дорожек чаще всего происходит в выводах клавиатуры. Это обусловлено тем, что данное место наиболее подвержено деформации и, кроме того, проводники здесь являют­ ся открытыми, в отличие от остальных частей клавиатуры, где проводящее покрытие закрыто плен­ кой с обеих сторон. Обнаружить дефектные дорожки можно, рассматривая их на просвет. Восстановить поврежденные участки проще всего проводящим клеем. Технология такого ремонта настолько очевидна, что никаких пояснений не требуется. При отсутствии такого клея можно выре­ зать тонкую полоску медной или алюминиевой фольги и приклеить ее на поврежденный участок скотчем. Не следует пытаться решить проблему с помощью паяльника, поскольку при нагреве ме­ талп, из которого состоят проводящие дорожки, будет скатываться в шарики и таким образом толь­ ко усугубит неприятности. Даже если вам удастся припаять перемычку, используя низкотемпературный припой, надежность такого соединения будет невелика. Через какое-то вре­ мя припой отвалится, попутно прихватив с собой часть проводящих дорожек. В некоторых случаях обрыв дорожек происходит внутри клавиатуры. Помимо производствен­ ного брака это может быть вызвано чрезмерным усердием при нажатии клавиш и попаданием вла­ ги на проводящую поверхность. Как правило, дорожки изготовлены методом напыления тонкого слоя серебра на попимерную пленку. Присутствие влаги вызывает окисление серебра, что может послужить причиной разрушения дорожки. Характерно, что одновременно с этим может происхо­ дить и замыкание соседних дорожек, поскольку вода, перенасыщенная ионами серебра, является хорошим электролитом, проводящим ток. Поэтому при уходе за микроволновой печью клавиатуру можно протереть влажной ветошью, но нельзя ее мыть. Несколько спов о том, как можно обнаружить обрыв проводящих дорожек. Для этого входные и выходные шины нужно соединить между собой и подключить к тестеру, как показано на рис. 2.30.
70 Анатомия микроволновой печи При такой схеме подключения при нажатии любой кнопки будет измеряться сопротивление соответствующего соединения. Если проводящие дорожки где-нибудь оборваны, то нажатие на оп­ ределенные клавиши не приведет к изменению показаний прибора. Причем в зависимости от того, какие именно клавиши не срабатывают, можно ориентировочно определить местоположение де­ фектного участка. Например, если на предыдущем рисунке участок, отмеченный утолщенной лини­ ей, имеет обрыв, то не будут работать кнопки "5" и "6". Еспи ни одна из кнопок не работает, то возможной причиной этого может быть неразомкну­ тый контакт в какой-либо кнопке ипи замыкание шин. Если виной всему кнопка, то проверить это можно, используя схему на рис. 2.30 . Показания тестера будут фиксировать наличие замыкания, в то время как ни одна из кнопок не нажата. Убрав перемычки, соединяющие проводящие дорожки, и измерив сопротивление между каждой парой входных и выходных дорожек, залипшую кнопку можно локализовать. Причиной таких залипаний может быть деформация пленки и отслоение про­ водящего покрытия в области контактных площадок. Последний вариант типичен для клавиатур, у которых в качестве проводящего покрытия используется нечто, напоминающее уголь. Вещество, из которого состоят контактные площадки, осыпаясь, заполняет промежуток между ними и при неко­ тором накоплении приводит к замыканию. Рис. 2.30. Обнаружение обрыва проводящих дорожек в пленочной клавиатуре Иногда замыкание происходит между соседними дорожками. В основном это происходит при попадании влаги внутрь клавиатуры и, как правило, вблизи ленточного вывода, где имеются не­ большие щели. Обнаружить такой несанкционированный контакт можно путем измерения сопро­ тивления между соседними дорожками. Оно должно быть бесконечным или около того. В противном случае можно отклеить клавиатуру от корпуса блока управления и через прозрачную тыльную сторону попытаться обнаружить место замыкания. Теоретически считается, что клавиатура, как, впрочем, и большинство деталей микроволно­ вой печи, ремонту не подлежит. И приходится действовать в соответствии с поговоркой: "Если нель­ зя, но очень хочется, то можно". Если в клавиатуре произошел внутренний обрыв или замыкание, то для восстановления ее работоспособности требуется вскрытие. Для этого нужно расчленить склеенные между собой слои в месте предполагаемого дефекта, устранить его и вновь все склеить. Чтобы вскрытие не показало, что больной умер от вскрытия, при его проведении нельзя допускать попадания клея на токопроводящие дорожки и жепательно не притрагиваться к ним руками. Но да­ же при соблюдении всех мер предосторожности иногда подобная операция приводит к тому, что часть дорожки оказывается на одном слое, а часть - на другом. Чтобы при последующем склеива­ нии контакт не исчез, нужно вдоль поврежденного участка проложить тонкую полоску фольги (пибо воспопьзоваться токопроводящим клеем). В последнее время кроме кнопок на лицевой панели блока управления иногда размещают ме­ ханические генераторы импульсов. Эти устройства позволяют сократить время набора информа-
Анатомия микроволновой печи 71 ции и уменьшить количество кнопок на клавиатуре. Принцип действия и устройство генератора им­ пульсов очень просты и поясняются на рис. 2.31. При повороте ручки генератора на некоторый угол <р поворачивается и укрепленный на той же оси кронштейн 1. На кронштейне имеется две пары ламелей 2. Ламели первой пары поочеред­ но замыкаются с веерообразно расположенными металлическими полосками 3, электрически со­ единенными между собой. Эти полоски могут быть изготовлены непосредственно на плате методо1111 травления. Вторая пара ламелей обеспечивает скользящv~й постоянный контакт с выходными клем­ мами генератора. Если схема подключения механического генератора импульсов соответствует приведенной на рисунке, то поочередное замыкание и размыкание контакта между ламелями и по­ лосками, при повороте ручки, приводит к появлению импульсов на его выходе. Ламели первой па­ ры немного смещены друг относительно друга, поэтому выходные импульсы на выходах разнесены во времени. Это лозволяет микроконтроллеру определить направление вращения ручки, что необ­ ходимо, если один и тот же генератор используется как для увеличения показаний индикатора, так и для их уменьшения. з u U2 U1 Рис. 2.31. Устройство механического генератора импульсов Проводящая резина Резина ( -~ U11опп U21 по Стеклотекстолит Рис. 2.32 . Вариант кнопки для блока управления микроволновой печи о Иногда встречается тип клавиатуры, в котором кнопки изготовлены по планарной технологии, как показано на рис. 2.32 . При нажатии на кнопку замыкаемые контакты прижимаются цилиндром из проводящей рези­ ны, обеспечивая их замыкание. Сопротивление такого контакта может составлять сотни ом, одна­ ко этого достаточно для того, чтобы микроконтроллер отличил замкнутое состояние от разомкнутого. Однако с течением времени сопротивление по разным причинам может значитель­ но возрасти, и взаимопонимание с контроллером пропадает. Исправить это можно, если приклеить кусочек фольги на замыкающую поверхность. Индикатор Для отображения вводимой с клавиатуры информации и текущего состояния работы микро­ волновой печи служат знакосинтезирующие индикаторы. Они преобразуют электрические сигналы в видимое изображение цифр, букв и т.д. Наибольшее распространение получили индикаторы, в ос­ нову работы которых положены такие физические эффекты, как: катодолюминесценция (в вакуум­ ных люминесцентных), электрооптические эффекты в жидких кристаллах (в жидкокристаллических) и инжекционная электролюминесценция в р-п переходах (в полупроводниковых).
72 Анатомия микроволновой печи По способу отображения информации индикаторы можно подразделить на сегментные и ма­ тричные. В первом случае элементы отображения выполнены в виде сегментов, из которых можно составить цифры или буквы . Типичным представителем этого семейства может служить восьмисег­ ментный индикатор, представленный на рис. 2.33а. Он позволяет индицировать все цифры и огра­ ниченное число букв. Матричный индикатор представляет собой набор элементов в виде точек, сгруппированных по строкам и столбцам {рис. 2.33б) . С его помощью можно индицировать цифры, любые буквы, как латинского алфавита, так и кириллицы, а также различные знаки и пиктограммы. Индикаторы могут быть многоразрядными, имеющими несколько знакомест в одном корпусе {рис. 2.33в) . Если индикатор специально предназначен для работы в блоке управления микровол­ новой печи, он может содержать специфичные мнемосхемы, отображающие текущий режим рабо­ ты. а) в) Рис. 2.33 . Восьмисегментный (а), матричный (б) и многоразрядный (в) индикаторы Существует две основные схемы включения знакосинтезирующих индикаторов: статическая и мультиплексная. При статическом режиме работы все элементы отображения {сегменты, точки и т.д.) имеют отдельные выводы. Управляющие сигналы подаются одновременно на все элементы, участвующие в отображении информации. При мультиплексном режиме элементы отображения не имеют независимых выводов. Одно­ именные элементы всех знакомест {или злементы одной строки в матричном индикаторе) подклю­ чаются к отдельной общей шине питания. Напряжение на указанные шины подается последовательно во времени. В каждый конкретный момент под напряжением находится только од­ на шина. Знакоместа {столбцы в матричном индикаторе) имеют независимые выводы цепей управ­ ления. Если на какое -либо знакоместо подать постоянный управляющий сигнал, то поочередно будут высвечиваться все злементы данного знакоместа. Для того чтобы индицировался нужный на­ бор сегментов, управляющий сигнал подается только в те моменты, когда на соответствующие этим сегментам шины подано напряжение питания. При этом может наблюдаться некоторое мерцание элементов отображения, поскольку время их включения относительно невелико, по сравнению с периодом между включениями. Чтобы это не раздражало глаза, частота подачи импульсов питания на шины должна быть более 40 Гц . В этом случае человеческий глаз не замечает мерцания, даже если оно имеется. В качестве наглядного примера на рис. 2.34 показан типичный индикатор для ми­ кроволновой печи и временные диаграммы сигналов на всех выводах при высвечивании слова "Епd", сигнализирующего об окончании работы . Достоинством мультиплексного режима является то, что он позволяет значительно сократить число выводов индикатора . Например , для нормальной работы полупроводникового матричного ин­ дикатора на рис. 2.33б в статическом режиме требуется 43 вывода, а в мультиплексном - 13. Рассмотрим более подробно конструкции и основные особенности индикаторов, используе­ мых в микроволновых печах. Вакуумный люминесцентный индикатор {рис. 2.35) представляет собой ламповый триод, за­ ключенный в плоский стеклянный корпус, из которого откачан воздух . Аноды выполнены в виде сег­ ментов, покрытых катодолюминофором, светящихся под воздействием электронной бомбардировки. В зависимости от состава применяемого люминофора сегменты могут иметь раз­ личные цвета свечения. Величина анодного напряжения большинства индикаторов составляет 27-30 в. Прямонакальный катод выполнен в виде нескольких нитей тонкой вольфрамовой проволоки с оксидным покрытием, закрепленной на растяжках. Обычно питание накала осуществляется пере-
Анатомия микроволновой печи 73 менным напряжением 2.4 В: Срок службы вакуумного люминесцентного индикатора в значитель­ ной степени определяется долговечностью оксидного катода. Рабочая температура катода, соот­ ветствующая номинальному напряжению накала, выбирается так, чтобы обеспечить его максимальную долговечность . Повышенное напряжение накала ускоряет процесс испарения эмис­ сионно-активного слоя, а пониженное ослабляет устойчивость катода к воздействию факторов, от­ равляющих оксидное покрытие. Если напряжение накала отличается от номинального на 10%, то срок службы индикатора сокращается примерно на порядок. ' ' 1-...J,;:i:::;;=:.&-~-.:....~-.i.-....._.;...._;..._~~; 11 1--1 --+ -...... -+-- +--+ -4-+ --+- -н~; ш 1--+--+--!---.o!---!--+--+--~-+-~~: IV L--! ..- .:... .-! ..- .i..:......_J......-!..-J......-'-~L-!~:v Рис. 2.34. Работа многораэрядного индикатора в мультиплексном режиме В акуумная колба l Рис. 2.35. Вакуумный люминесцентный индикатор для микроволновой печи Сетка выполнена из вольфрама. имеет мелкую структуру и высокую прозрачность для элек­ тронов. Для полного снятия свечения анодов-сегментов на сетку необходимо подать запирающее (отрицательное) напряжение от 1.5 до 5 В. Жидкокристаллические индикаторы являются пассивными. Сами они света не излучают, по­ этому для их работы требуется источник проходящего или отраженного света. Жидкие кристаллы лредставляют собой органические соединения, находящиеся в промежуточном состоянии между твердым (кристаллическим) и изотропножидким. Под воздействием электрического поля молекулы жидких кристаллов переориентируются, в результате чего меняется его прозрачность. На рис. 2.36 показана конструкция жидкокристаллического индикатора, работающего в отраженном свете. Меж­ ду двумя прозрачными стеклянными пластинами 1 помещается жидкокристаллическое вещество 2. На внутреннюю поверхность верхней (лицевой) пластины наносятся электроды из прозрачной эле­ ктропроводящей пленки З (например, двуокиси олова), выполненные в виде сегментов требуемой формы. Нижний электрод 4 имеет высокий коэффициент отражения и является общим для каждого знакоместа . Расстояние между пластинами составляет 5 - 20 мкм.
74 Анатомия микроволновой печи Если на какой-либо сегмент подано напряжение, то интенсивность отраженного света, прохо­ дящего сквозь жидкокристаллическое вещество, значительно ослабевает, в результате чего данный сегмент выглядит более темным. При отсутствии напряжения свет практически беспрепят­ ственно отражается от зеркальной поверхности нижней пластины. Достоинством жидкокристаллических индикаторов является их очень малое энергопотребле­ ние, недостатком - низкая контрастность, особенно при слабой освещенности. Указанный недо­ статок отсутствует в индикаторах, работающих в проходящем свете. Отличие таких индикаторов от рассмотренного состоит в том, что общий электрод также является прозрачным, а за нижней пла­ стиной расположен внутренний источник света. Кроме того, существуют жидкокристаллические ин­ дикаторы, в основу работы которых положены другие физические эффекты, позволяющие, в частности, получать цветное изображение. Однако в настоящее время все эти разновидности ин­ дикаторов для микроволновых печей можно рассматривать как редкую экзотику. Рис. 2.36 . Принцип действия и устройство жидкокристаллического индикатора Ресурс жидкокристаллических индикаторов ограничен тем, что со временем ухудшается кон­ траст между активными и пассивными зонами, нарушается ориентация молекул, увеличивается время переключения. Это связано с электрохимическими явлениями на границе жидкий крис­ талл - подложка. Скорость деградационных процессов связана с наличием постоянной составля­ ющей напряжения возбуждения, которая приводит к электролизу в жидком кристалле и газовыделению. Электроды теряют свою прозрачность, и сегменты становятся видимыми в отсут­ ствие напряжения возбуждения, нарушается герметичность, растет ток потребления. Полупроводниковые индикаторы представляют собой набор светодиодов, выполненных в форме сегментов, расположенных на общей подложке. Излучение светодиода возникает в области p-n перехода при пропускании через него прямого тока. При этом происходит возбуждение атомов, т.е. "накачка" электронов на более высокие энергетические уровни. Такое состояние атомов явля­ ется нестабильным, поэтому они стремятся вернуться в исходное положение. В процессе возвра­ та дополнительная энергия, полученная во время возбуждения, высвобождается в виде фотонов, что приводит к свечению. Излучение светодиодов происходит в видимом и инфракрасном диапазо­ не длин волн. На полупроводники, излучающие энергию в инфракрасном диапазоне, иногда нано­ сят люминофор, который преобразует невидимое излучение в видимое. К достоинствам полупроводниковых индикаторов можно отнести низкое напряжение пита­ ния, совместимость с микросхемами, высокое быстродействие, механическую прочность, надеж­ ность и долговечность. К недостаткам относятся большие токи потребления, высокая стоимость. Как правило, индикаторы для микроволновых печей ремонту не подлежат. Нет большого кри­ минала в том, чтобы при замене использовать индикатор другого типа, но основанного на том же принципе действия. Однако это потребует некоторой переделки печатной платы, поскольку выводы у индикаторов разных типов обычно не совпадают. Тиристоры и симисторы Тиристор - это полупроводниковый прибор ключевого типа, проводящий ток в одном направ­ лении. Он имеет три электрода: анод, катод и управляющий электрод. Внешний вид тиристоров и си­ мисторов показан на рис. 2.37 . Анод тиристора электрически соединен с корпусом прибора. Семейство волы-амперных ха­ рактеристик тиристора показано на рис.2.38. Прямые ветви каждой из характеристик имеют три участка. Первый от начала координат до точки А, участок с высоким сопротивлением аналогичен
Анатомия микроволновой печи 75 обратной ветви обычного выпрямительного диода. В этом состоянии тиристор выключен, и ток че­ рез него практически не проходит. Второй участок, между точками А и В, соответствует неустойчи­ вому состоянию, когда тиристор даже при незначительном превышении напряжения, называемого напряжением переключения Uпер, переходит в состояние с малым сопротивпением (точка В). Этот участок характеризуется отрицательным дифференциальным сопротивлением, увеличение тока на нем сопровождается снижением напряжения между катодом и анодом. Участок от точки В и далее характеризуется высокой проводимостью или малым сопротивлением и аналогичен прямой ветви полупроводникового диода. Анод К АУЭ Рис. 2.37. Внешний вид корпусов для тиристоров и симисторов используемых в микроволновых печах 1 1 ' ' 1 1 !,- - 14 -- и ;и-- ~--- -i 1 f ! 1 1 ~--t- - -!- - - - -:- - -- -+ 2- 1 1 - - - r - ' -2 1- Рис. 2.38 . Вольт-амперные характеристики тиристоров - - .\. - -- t·-- ' - - ' ' \ ' \ ' ' ' t----- -- -i-- ' 1 1 1 - -.! у.в - . ' Если через цепь управления пропустить ток управления ly, то напряжение переключения уменьшается. Постепенно увеличивая ly, мы достигнем тока спрямления, при котором участок с от­ рицательным сопротивлением полностью исчезает. На практике рабочее напряжение выбирается меньше максимального напряжения переклю­ чения, которое достигается при ly=O, поэтому при отсутствии тока управления тиристор находится в закрытом состоянии. В свою очередь, ток управления обычно выбирается больше, чем ток спрям­ ления, соответственно, при наличии тока управления тиристор всегда обладает низким сопротив­ лением независимо от анодного напряжения. Примечательной особенностью тиристора является то, что он, переключенный в состояние с высокой проводимостью, будет находиться в этом состоянии сколь угодно долго даже при снятии управляющего сигнала. Это свойство позволяет включать тиристор с помощью коротких импульсов управляющего тока. Для того чтобы выключить тиристор, необходимо путем уменьшения напряже­ ния в анодной цепи, снизить ток до некоторого малого значения, имеющего порядок тока спрямле­ ния и называемого током удержания. Если тиристор стоит в цепи переменного тока, то его выключение автоматически происходит в момент прохождения напряжения через ноль. Обратная ветвь вольт-амперной характеристики тиристора при отсутствии управляющего то­ ка аналогична соответствующей характеристике диода. Появпение тока управления вызывает не-
76 Анатомия микроволновой печи значительное увеличение обратного тока тиристора. В целом можно считать, что при отрицатель­ ном напряжении на аноде ток через тиристор не идет независимо от состояния управляющего эле­ ктрода. Тиристоры используются, в основном, как электронные ключи и регуляторы мощности. Они способны практически без потерь коммутировать цепи, по которым проходят токи в десятки и да­ же сотни ампер. Однако тиристоры имеют одно существенное неудобство - они проводят ток толь­ ко в одну сторону, что ограничивает их использование в цепях переменного тока. Этот недостаток устранен в симисторах. Свое наименование симистор получил от объедине­ ния слов "симметричный тиристор". Кое-кто на Западе обзывает симистор триаком. Иногда это сло­ во используется и в нашей технической литературе. Чтобы не возникало путаницы, будем считать, что "триак" - это псевдоним симистора. Симистор способен проводить ток в обоих направлениях. Переключение из закрытого состо­ яния в открытое происходит при подаче напряжения на управляющий электрод. Для того чтобы вновь закрыть симистор, необходимо изменить полярность напряжения на основных электродах. В этом нет проблемы, поскольку симистор предназначен для работы в цепях переменного тока, где это автоматически происходит через каждые полпериода. Конструктивно симисторы изготавливаются в тех же корпусах.что и тиристоры. Поэтому, по аналогии, основные электроды симисторов иногда называют анодом и катодом. На самом деле по­ нятия "анод" и "катод" для симистора теряют свой смысл, поскольку его основные электроды рав­ ноценны. Существуют специальные названия для основных электродов симистора, используемые в технической литературе - силовой электрод со стороны управляющего электрода, сокращенно СЭУ, и силовой электрод со стороны основания прибора - СЭ. Однако русский язык отвергает та­ кие длинные и мудреные названия, поэтому в обиходе по-прежнему пользуются терминами "анод" и "катод". Волы-амперные характеристики симистора показаны на рис. 2.39 . Рис. 2.39. Вольт-амперные характеристики симисторов В отличие от тиристора, у симистора обратная ветвь характеристики напоминает прямую ветвь. Но именно напоминает, а не является ее зеркальным отражением. Симистор нельзя рассма­ тривать как два встречно включенных тиристора в одном корпусе. В противном случае пришлось бы иметь два независимых управляющих электрода, что заметно усложняет схему управления. Включение симистора в произвольном направлении осуществляется от одного источника сигнала. Причем управляющий сигнал может быть как разнополярным, когда полярность между катодом и управляющим электродом соответствует полярности между катодом и анодом, так и однополяр­ ным, когда независимо от полярности напряжения между анодом и катодом на управляющий элек­ трод подается отрицательный относительно катода потенциал. Первый вариант более предпочтителен, с точки зрения параметров симистора, но в ряде случаев проще использовать вто­ рой вариант. Основные отличия между прямыми и обратными ветвями волы-амперных характеристик си­ мистора состоят в том, что напряжение переключения и ток спрямления для прямой ветви меньше
Анатомия микроволновой печи 77 соответствующих параметров обратной ветви. Из этого можно сдепать следующие практические выводы: если напряжение между анодом и катодом больше напряжения переключения прямой вет­ ви и меньше напряжения переключения обратной ветви, то симистор начнет проводить ток в одном направлении, т.е. будет работать как выпрямительный диод. Аналогичная ситуация возникнет, ес­ ли напряжение на приборе в обоих случаях меньше напряжения переключения, но на управляю­ щем электроде имеется сигнал, позволяющий включить симистор только в прямом направлении. Поскольку параметры полупроводниковых приборов заметно зависят от рабочей температуры, то при выборе симистора необходимо, чтобы рабочее напряжение с запасом отличалось от напряже­ ния переключения. То же само9 относится и к току управления: он должен быть заведомо больше тока спрямления. R Е А - 220 в Еу t1 Рис. 2.40 . Схема включения симистора в цепь переменного тока и соответствующие ей осциллограммы токов и напряжений типовая схема включения симистора в цепь переменного тока и соответствующие ей осцил­ лограммы токов и напряжений показаны на рис. 2.40. В качестве нагрузки в схеме используется обыкновенная лампа накаливания. Источником анодного напряжения является бытовая электри­ ческая сеть, а на управляющий электрод подаются импульсы отрицательной полярности от специ­ ального генератора. В моменты времени t±пп управляющие импульсы отпирают симистор, его сопротивление рез­ ко снижается и через него начинает проходить ток. Напря:>t<ение на симисторе в этот момент пада­ ет примерно до 1 В. Такое состояние продолжается до тех пор, пока переменный ток, проходящий через симистор, не станет меньше тока удержания. В этот момент симистор запирается и остает­ ся в таком положении цо прихода следующего управляющего импульса. После этого все повторяет­ ся, но с обратной полярностью токов и напряжений. В принципе, управляющий сигнал не обязательно должен быть импульсным. Он может быть и постоянным. В этом случае симистор от­ пирается, когда анодный ток превышает ток спрямпения. При этом возрастает ток, потребляемый uепью управлени.я, но, как правило, он несопоставим с током анодной цепи, и этим фактором мож­ но пренебречь. Достоинство импульсного управления заключается в том, что при этом появляется возмож­ ность регулировки выходной мощности. Если задерживать момент подачи управляющих импульсов на некоторое время относительно начала полупериода, то действующее значение напряжения, прикладываемого к нагрузке, уменьшится (рис. 2.41 ). Таким образом, изменяя время задержки уп­ равляющих импульсов, можно регулировать мощность в нагрузке от максимапьного значения до нуля.
78 Анатомия микроволновой печи В микроволновых печах рассмотренный выше принцип фазового управления мощностью, как правило, не применяется. Однако он используется в специальных сетевых адаптерах, позволяющих в сеть напряжением 220 В включать приборы, предназначенные для работы с меньшим напряже­ нием. В частности, во многих странах мира (например, в США), стандартное напряжение бытовой электрической сети составляет 110 В, соответственно все электробытовые приборы, приобретен­ ные там и включенные здесь, будут работать одинаково: в качестве фейерверка. Чтобы этого не произошло, и служат вышеуказанные адаптеры. Они представляют собой компактные приборы, по виду напоминающие электрический тройник, вставляемый в розетку, и начинены симистором и схемой его управления. Е Рис. 2.41. Форма тока в нагрузке в зависимости от времени подачи импульса на управляющий электрод симистора В микровопновых печах нагрузка всегда включается через трансформатор, который, в част­ ности, может работать в режиме насыщения (рис. 2.42). В этом случае кривая тока будет несколь­ ко отличаться от приведенной выше. Во-первых, огибающая линия тока изменит свою форму. Из синусоидальной она превратится в более плоскую, ограниченную током насыщения. Кроме того, ток при индуктивной нагрузке отста­ ет по фазе от напряжения на угол <р, примерно равный п/2. Величина этого угла зависит от соотно­ шения между активной и реактивной составляющими сопротивления нагрузки. Вследствие этого на тот же угол должны быть смещены и управляющие импульсы. Для обеспечения надежного включе­ ния в системах с индуктивными нагрузками чаще всего применяют широкие управляющие импуль­ сы или пачки узких импульсов. Как было установлено ранее, неправильный выбор режима может привести к тому, что сими­ стор будет работать только в положительные полупериоды. В случае активной нагрузки это обыч­ но не влечет за собой особых последствий. Однако при индуктивном характере нагрузки это чревато большими неприятностями. Ток нагрузки будет содержать постоянную составляющую, для
Анатомия микроволновой печи 79 которой индуктивность практически не представляет сопротивления. В результате, если в качестве нагрузки используется трансформатор микроволновой печи, его первичная обмотка будет сильно перегреваться и поручительство за ее дальнейшую работоспособность будет граничить с безответ­ ственностью. В микроволновых печах типа "Лена" это основная причина выхода из строя накаль­ ных трансформаторов. Причем самое неприятное в этом случае то, что процесс может начаться самопроизвольно, в тот момент, когда печь находится в нерабочем состоянии, но подключена к се­ ти. R LлJ Тр А!Е -220 в Е Рис. 2.42. Особенности включения через симистор трансформатора микроволновой печи Тр JICМ а) б) в) Рис. 2.43. Варианты электри'-tеской развязки силовой и управляющей цепей при использовании симис­ тора Возможной причиной неправипьного включения симистора может быть выход из строя одно­ го из плеч диодного моста, питающего цепь управления. При этом в один из полупериодов сигнал управпения либо вообще отсутствует, либо включает симистор с задержкой, что приводит к асим­ метричной работе последнего и, как результат, к появлению постоянной составпяющей тока со все­ ми вытекающими последствиями. В некоторых случаях, для того чтобы обеспечить хорошую развязку между анодной и управ­ ляющей цепями, управляющий электрод подключается к схеме через импульсный трансформатор или оптронную пару (рис. 2.4За, б). В поспеднем варианте симистор отпирасэтся за счет возникаю­ щей на электродах фотодиода электродвижущей силы при его освещении светодиодом. Однако дан-
80 Анатомия микроволновой печи ная схема будет работать только при небольших токах управления. Ситуация упрощается, если в качестве переключающего элемента использовать оптосимистор (рис. 2.4Зв). Его отличие от обыч­ ного симистора состоит в том, что он не имеет управляющего электрода, а в проводящее состоя­ ние включается за счет фотоэффекта при освещении p-n переходов встроенным в корпус светодиодом. Поэтому анодная цепь оптосимистора полностью изолирована от цепи управления. Микроконтроллеры Контроллером принято называть специапиэированную микроЭВМ, предназначенную для уп­ равления конкретными устройствами. Набор функций контроллера обычно ограничен рамками тех задач, которые необходимо решать с помощью этих устройств. Если все основные элементы кон­ троллера расположены на одной микросхеме, то его без колебаний можно назвать микроконтрол­ лером (рис. 2.44). Рис. 2.44. Внешний вид некоторых микроконтроллеров С появлением микроконтроллеров цифровая и цифро-аналоговая схемотехника вступила в качественно новый этап своего развития. Задача всякой электронной схемы - это генерация тре­ буемых выходных сигналов в зависимости от сигналов на входе. Раньше для решения этой задачи во многих случаях требовалось соэдание сложных электронных схем, состоящих из триггеров, ло­ гических элементов, дешифраторов и т.п. При этом небольшое изменение функций схемы иногда требовало существенной ее переделки. Микроконтроллер позволяет тот же перечень задач решать программными средствами. В этом случае соотношение между входными и выходными сигналами определяется текстом программы, которая при желании достаточно просто может быть изменена. Таким образом, одна и та же схема может быть использована и для управления микроволновой пе­ чью, и дDя регулировки расхода топлива в автомобиле. Сфера применения микроконтроллеров постоянно расширяется. Это связано с тем, что они обладают большими возможностями при сравнительно низкой себестоимости. В настоящее время в мире ежегодно продаются сотни миллионов микроконтроллеров различного назначения. Практи­ чески вся электробытовая техника имеет модели со встроенными микроконтроллерами. В состав некоторых микросхем иногда включается миниатюрная литиевая батарея, и таким образом появ­ ляется возможность использовать микроконтроллеры в предметах, которые связаны с электриче­ ством примерно так же, как соленый огурец с теоремой Пифагора. Примером могут служить различные смарт-карты, самонаводящиеся авиабомбы и музыкальные поздравительные открытки. Похоже, недалек тот день, когда микроконтроллерами будут укомплектованы гвозди и туалетная бумага. В блоках управления микроволновых печей используются простейшие 8-битные контроллеры. Как правило, они относятся к разряду "заказных" и имеют однократно программируемую память, т.е. укаэани1;1е микроконтроллеры предназначены для работы исключительно в конкретном устрой­ ст.ве и не могут быть заменены ни на что другое. "Заказной" характер микроконтроллера означает, что фирма потребитель заказывает его у фирмы производителя под свою конкретную разработку. Следствием этого является то, что из-за ограниченного спроса на эти изделия они практически от­ сутствуют в свободной продаже. Поэтому, если микроконтроллер вышел из строя, бессмысленно искать ему замену в магазине радиотоваров. Единственное место, где его можно отыскать, это сервисная ремонтная служба компании, производителя данной бытовой техники. Цели и объем дан­ ной книги не позволяют подробно останавливаться на устройстве и описании работы каждого из многочисленного семейства микроконтроллеров. (Для справки: только компания "Моторола" произ­ водит более 300 наименований.) Поэтому мы рассмотрим только общие вопросы, которые позво­ лят как-то ориентироваться в этой проблеме, а конкретные рецепты приводятся непосредственно в описаниях работы некоторых блоков управления. В состав микроконтроллера входят следующие основные элементы: микропроцессор, опера­ тивное запоминающее устройство (ОЗУ или RAM, в латинской транскрипции), постоянное запоми­ нающее устройство (ПЗУ или ROM), порты ввода-вывода. Дополнительно контроллеры могут
Анатомия микроволновой печи 81 комплектоваться различными таймерами, аналого-цифровыми преобразователями и т.п., в зависи­ мости от сферы их применения. Блок-схема типового контроллера представлена на рис. 2.45 . Основной элемент микроконтроллера - это процессор. Он синхронизирует работу всех ос­ тальных устройств и следит за их деятельностью. Кроме того, внутри процессора имеется арифме­ тико-логическое устройство (АЛУ), которое условно можно представить как встроенный калькулятор. Во время работы процессор последовательно считывает информацию из памяти, рас­ познает записанные там инструкции и либо сам их исполняет, например, когда требуются вычисле­ ния, либо поручает это своим коллегам. Рис. 2.45. Блок-схема контроллера Последовательность действий процессора задается программой, хранимой в ПЗУ. Обычно программа записывается в процессе производства микроконтроллера и после этого не может быть изменена. Объем постоянной памяти обычно составляет единицы или десятки килобайт. (Один байт информации позволяет хранить любую цифру, букву кириллицы или латинского алфавита, матема­ тические и некоторые другие знаки, всего 256 символов, поэтому он принят в качестве единицы из­ мерения.) Вводимые пользователем данные (время работы, режим и т.д.) и результаты промежуточных вычислений процессора хранятся в ОЗУ. Информация, хранимая в ОЗУ, в любой момент может быть прочитана процессором или изменена. При отключении питания информация пропадает, в от­ личие от ПЗУ, где она хранится вечно. Объем ОЗУ в микроконтроллерах невелик и составляет все­ го несколько сотен байт. Порты ввода-вывода служат для связи микроконтроллера с внешним миром. Они обеспечи­ вают ввод информации с клавиатуры, ее отображение на индикаторе и выдачу управляющих сигна­ лов на исполнительные устройства, такие, как реле, симисторы, сигнальные зуммеры и т.д. Для согласования по мощности выходы портов иногда подключают к исполнительным устройствам че­ рез буферные усилители. В некоторых печах имеются различного рода датчики (температуры, пустой камеры, веса, влажности и т.д.), которые имеют аналоговый сигнал на выходе. Для преобразования этих сигналов в понятный микроконтроллеру цифровой код служит входящий в его состав аналого-цифровой пре­ образователь (АЦП). Если печь имеет сразу несколько датчиков, АЦП может работать в мульти­ плексном режиме, поочередно отслеживая их показания. Передача данных от одного блока к другому осуществляется по магистрали данных. Выходы всех блоков микроконтроллера имеют три устойчивых состояния: логические "О" и "1 ", а также об­ рыв (так называемое Z-состояние). В последнем случае блок может быть полностью электрически отсоединен от магистрали данных. Это позволяет процессору упорядочить связь между блоками та­ ким образом, чтобы в каждый момент времени к магистрали данных было подключено только по одному выходу и требуемое число входов. Основной вопрос при ремонте блока управления микроволновой печи - это определить, свя­ зана ли поломка с работой микроконтроллера, и если да, то можно ли этому помочь. Необходимо заметить, что подобные неисправности встречаются не часто, поэтому, прежде чем грешить на ми­ кроконтроллер, нужно убедиться в том, что проблема не связана с более простыми вещами. Преж­ де всего необходимо убедиться в наличии питания и его соответствии номинальному значению. Имеет смысл просмотреть печатную плату на предмет обнаружения обрывов и "закороток". В ка­ честве последних иногда служат плоды пищеварения известных своей прожорливостью и плодови­ тостью насекомых. "Закорачивание" может произойти также в клавиатуре. Невозможность запуска может свидетельствовать об отсутствии сигнала блокировки дверцы. Как уже отмечалось, практически невозможно найти замену неисправному микроконтролле­ ру. Если он вышел из строя, то у вас имеется два выхода: выбросить блок управления или попы-
82 Анатомия микроволновой печи таться его исправить. Первое быстрее. Сразу отметим, что применительно к печам российского производства ("Берегиня", "Электроника-25" и т.д.), в которых контроллер выполнен на основе од­ нокристальной микроЭВМ общего назначения с внешним ПЗУ, подобная дилемма возникает при неисправном ПЗУ. В некоторых печах (например, "Gold Star") вышедший из строя микроконтроллер иногда можно искусственно реанимировать, но такое случается относительно редко. Теоретически возможно поставить универсальный программируемый микроконтроллер вместо сломанного. Для этого. например, может сгодиться программируемая однокристальная микроЭВМ семейства МК51 (российский аналог КМ1816ВЕ51). Автору в своей практике приходилось проделывать подобную процедуру, однако рекомендовать ее для массового использования вряд ли целесообразно. Основная проблема заключает~я в написании программы, которая должна обеспечивать уп­ равление всеми функциями микроволновой печи с учетом особенностей существующей схемы. Да­ же у специалиста это может отнять от несколько дней, до нескольких недель. Кроме того, для "прошивки" микросхемы требуются компьютер и программатор. Поэтому мы не будем детально ос­ танавливаться на этом вопросе: тот, кто чувствует в себе способность справиться с этой задачей, скорее всего, обойдется без авторских рекомендаций, а неспециалисту лучше не добавлять себе головной боли. Легче не ввязываться, чем развязаться. 2.5. Прочие элементы микроволновой печи Термореле предназначены для отключения микроволновой печи при ее перегреве. Внешний вид типичного термореле представлен на рис. 2.46. Термореле устанавливаются на магнетрон, на внешнюю поверхность камеры и иногда на трансформатор, вентилятор и воздуховод. Изготавливаются на разную температуру отключения (см. табл. 2.4) Рис. 2.46. Термореле --· --- ·- --- -- Рис. 2.47 . Микропереключатель Отключенное термореле автоматически восстанавливает соединение, после того как его температура снизится до температуры включения. У нормально работающей микроволновой печи магнетрон нагревается до 80 - 100°с, поэтому с учетом некоторого запаса на него устанавлива­ ются термореле с температурой отключения 120 - 160°С. Микропереключатели используются для блокировки дверцы и в некоторых случаях в качест­ ве компонентов кнопки запуска и регулятора мощности в таймере. Внешний вид и назначение кон­ тактов показаны на рис. 2.47. Вентиляторы служат для охлаждения магнетрона. При мощности последнего 750 - 850 Вт, они должны обеспечивать плотность воздушного потока 1 м"'/мин. В некоторых печах воздушный по­ ток от вентиляторов осуществляет также вращение диссектора. Гриль представляет собой инфракрасный излучатель, выполненный в виде мощного нагрева­ тельного элемента, заключенного в керамические цилиндры или металлическую оболочку специ-
Анатомия микроволновой печи 83 Таблица 2.4 Тип Температура Погрешность :t°C. Температура Погрешность ± 0 С. отключения включения BTL-30 30 3 15 6 BTL-40 40 з 25 6 BTL-50 50 3 35 6 BTL-60 60 3 45 6 BTL-70 70 3 55 6 BTL-80 80 3 65 6 BTL-90 90 3 75 6 BTL-100 100 4 80 7 BTL-110 11о 4 90 7 BTL-120 120 4 98 7 BTL-130 130 4 110 8 BTL-140 140 4 115 8 BTL-150 150 7 120 8 BTL-160 160 7 130 8 Рис. 2.48. Гриль альной формы (рис. 2.48). Потребляя примерно такую же мощность, что и магнетрон, гриль медлен­ нее нагревает продукт, за счет инерционности и более низкого КПД. Однако в отличие от микро­ волн, нагревающих продукт изнутри, гриль производит нагрев снаружи, образуя на нем корочку. Сочетание гриля с микроволновым излучением позволяет достичь хорошего качества и привычно­ го внешнего вида приготовляемого продукта за короткое время. Гриль является одним из самых надежных элементов микроволновой печи. В практике автора не встречалось случая, когда бы тре­ бовалась его замена. Конвектор встречается в наиболее дорогих моделях микроволновых печей. Принцип его дей­ ствия аналогичен тому, который применен в недавно появившихся конвекционных печах. Специ­ альный вентилятор осуществляет циркуляцию воздуха внутри камеры с одновременным его подогревом. Для этого в задней стенке камеры имеется ряд неизлучающих отверстий. Замкнутое
84 Анатомия микроволновой печи пространство камеры приводит к тому, что воздух в ней за счет постоянного подогрева может до­ стигать температуры более 200°с. Образно говоря, конвектор - это плод любви электрофена и ка­ стрюли. Печи с конвектором обычно имеют датчик температуры. Когда воздух в камере нагревается до заданного значения, нагревательный элемент отключается, а вентилятор продол­ жает работать. При остывании воздуха нагреватель включается вновь. Конструкция микроволно­ вой печи со встроенным конвектором схематично показана на рис. 2.49 . 1 lr - Рис. 2.49 . Устройство конвектора микроволновой печи Нить предохранителя Стеклянная колба Рис. 2.50 . Устройство высоковольтного предохранителя j Вентилятор Задняя стенка камеры Металлический колпачок Высоковольтный предохранитель пред_назначен для защиты трансформатора от перегрузки. Его конструкция показана на рис. 2.50. Восстановление перегоревшего предохранителя особой трудности не представляет. Для это­ го достаточно вместо сгоревшей нити подпаять отрезок медного провода диаметром около 0.1 мм. Трудности могут появиться при попытке снять металлический колпачок со стеклянной трубки. Это можно сделать, только если колпачок предварительно хорошо разогреть паяльником. 2.6 . Перспективы развития микроволновых печей Название этой главы вводит в искушение заняться предсказаниями, причислив себя к бес­ численному отряду ясновидящих. Удобнее всего предрекать, что будет лет через сто, поскольку, к тому времени как выяснится абсурдность измышлений предска:зателя, не будет ни его самого, ни тех, кто имел глупость ему внимать. Однако столь отдаленные перспективы применительно к мик­ роволновым печам вряд ли заинтересуют читателя. В то же время предсказание ближайшего буду­ щего таит в себе опасность быть уличенным в шарлатанстве. Чтобы избежать подобных обвинений, автор решил сомнительных гипотез не строить, а привести некоторые разработки, которые уже ре­ ально существуют, но пока не нашли широкого распространения. Дальнейшее совершенствование микроволновых печей основано на сочетании микроволн с другими способами обработки продуктов и на более эффективном использовании микроконтролле­ ра. В настоящее время его возможности реализуются в 11учшем случае процентов на десять Фак­ тически микроконтроллер выполняет в основном функцию электронного таймера, с чем до этого прекрасно справлялся и механический таймер. Основное ограничение на эффективное использо­ вание микроконтроллера вызвано отсутствием обратной связи при работе печи. Не зная о текущем
Анатомия микроволновой печи 85 состоянии продукта, программа, содержащаяся в ПЗУ, не может полностью обеспечить качествен­ ного приготовления, так как она составлена в расчете на определенный состав и вес продукта, ко­ торые не всегда точно выдерживаются. Даже температура окружающей среды в какой-то мере может требовать корректив в режиме приготовления пищи. Хозяйка, стоящая у плиты, ориентируется не столько на время и потребляемую плитой мощ­ ность, сколько на вкус, запах и цвет. Когда мясо на сковороде начнет пригорать, умелая хозяйка снимет его с плиты, даже если по рецепту это требуется сделать только через 1о минут. Таким об­ разом, осуществляется обратная связь в процессе приготовления. Микроволновая печь дыма не чувствует и в аналогичной ситуации будет действовать строго по программе, т.е. до полного испе­ пеления. При этом подразумевается, что сама программа полностью корректна. Но, как гласит один из законов Мэрфи, если бы строители так строили, как некоторые программисты пишут про­ граммы, первый же залетевший дятел разрушил бы цивилизацию. Отсюда вывод: для гарантирован­ ного качества приготовляемого продукта, требуется наличие датчиков обратной связи. Разумеется, вкус, запах и цвет у микроконтроллера никаких эмоций вызывать не будут. Бо­ лее того, не существует и датчиков реагирующих на эти параметры. Однако можно обнаружить ко­ свенные изменения, происходящие в процессе приготовления пищи, которые могут быть преобразованы в электрические сигналы. А с ними микроконтроллер уже способен разобраться ос­ новательно. Следует подчеркнуть, что использование косвенных измерений совсем не означает получение сомнительных результатов. Иногда косвенные методы даже более объективны, чем пря­ мые. Вспомните полиграф, или "детектор лжи'', состоящий на государственной службе в США. Если какой-нибудь чиновник Госдепартамента, утверждая, что он свою американскую Родину любит бопьше, чем деньги, провалится на полиграфе, его уволят. Несмотря на ясные и чистые глаза, вну­ шающие доверие начальству. Таким образом, признается, что выводы полиграфа, основанные на измерении косвенных параметров, приближают к истине быстрее, чем анализ путаных ответов на каверзные вопросы проницательных агентов ФБР. В настоящее время существуют датчики, которые позволяют в процессе приготовления про­ дукта измерять следующие параметры: температуру продукта, температуру в камере, вес продук­ та, начало парообразования, абсолютную и относительную влажность в камере. Рассмотрим более подробно конструкцию, принцип действия и методы использования каждого из перечисленных дат­ чиков. Датчики температуры Датчики температуры могут быть двух типов: с использованием термопары и с использовани­ ем терморезистора. В первом случае измерения основаны на контактной разности потенциалов, возникающей при соединении разных металлов. Физическая природа этого явления состоит в том, что кинетическая энергия электронов в разных металлах различна. Поэтому при соприкосновении разнородных металлов электроны из металла с большей энергией перетекают в металл с меньшей энергией. В результате в первом металле образуется недостаток электронов, и он заряжается по­ ложительно, во втором образуется их избыток и он заряжается отрицательно. Контактная разность потенциалов может составлять от сотых долей вольта до нескольких вольт, в зависимости от вы­ бранной пары металлов. Рис. 2.51 . Измерение температуры с помощью термопары Термопара представляет собой два проводника из специально подобранной пары металлов (например, никель - железо), образующих замкнутую цепь (рис. 2.51 ). При различной температуре контактов в замкнутой цепи возникает ток, называемый термо­ электрическим. Если цепь разорвать в произвольном месте, то на концах появится разность потен­ циалов, пропорциональная разности температур. Для точных измерений необходимо стабилизировать температуру одного из спаев, а второй приложить к измеряемому объекту.
86 Анатомия микроволновой печи Терморезистор представляет собой полупроводниковый резистор, сопротивление которого зависит от температуры. На рис. 2.52 . показана типичная зависимость сопротивления терморези­ стора от температуры. Если терморезистор имеет хороший тепловой контакт с измеряемым объектом, то темпера­ туру последнего можно определить, измерив сопротивление резистора . ."-, R, кОм \ ~ 40 20 ~- ~--- 11 '- 1'.. ...... 1 1 о 20406080100 - - Т, 0С Рис. 2.52 . Зависимость сопротивления терморезистора от температуры Термодатчики используются для измерения температуры в камере и поддержания заданного теплового режима. Обычно они представляют собой металлическую капсулу с двумя выводами, ус­ танавливаемую внутри камеры на одной из ее стенок, причем выводы находятся с внешней сторо­ ны камеры. Такая конструкция исключает влияние микроволнового излучения на показания датчика. Имеются термодатчики в виде щупа, втыкаемого непосредственно в приготавливаемый продукт. Это позволяет более точно отслеживать температуру внутри продукта. Датчики веса Датчик веса автоматически определяет вес продукта, помещенного в камеру, что позволяет микроконтроллеру более точно выбрать требуемый режим приготовления пищи. Наиболее актуаль­ но использование датчиков веса в полупромышленных установках для микроволновой сушки, поз­ воляющих точно измерить количество испаренной влаги. Измерение веса интересовало людей всегда, поэтому со времен построения египетских пи­ рамид и до наших дней создано большое количество соответствующих устройств, использующих разные физические явления. Рассмотрим два способа измерения веса, которые к настоящему вре­ мени реально воплощены в производимых печах и установках. с С+ЛС Рис. 2.53. Принцип действия емкостного датчика веса На рис. 2.53 . показан принцип действия емкостного датчика веса. Он выполнен из двух ме­ таллических пластин, разделенных изолятором, причем верхняя пластина может быть днищем ка­ меры. Пластины образуют конденсатор, емкость которого измеряется специальной электронной схемой. Продукт, помещаемый в камеру, прогибает ее днище и тем самым увеличивает емкость конденсатора. Программа, содержащаяся в ПЗУ микроконтроллера, позволяет по изменению ем­ кости определить вес помещенного продукта. Конструктивно иногда целесообразнее верхнюю пла­ стину и днище камеры не делать едиными, а соединить их с помощью рычажного механизма.
Анатомия микроволновой печи 87 Датчик веса на основе тензорезистивного эффекта показан на рис. 2.54 . Тензорезистивным эффектом называется явление изменения сопротивления полупроводни­ ков при одноосной деформации (растяжении или сжатии). Деформация кристаллической решетки полупроводника проявляется в изменении расстояния между атомами. При этом изменяется энер­ гия электронов, часть из них переходит на более высокий энергетический уровень, возрастает чис­ ло электронов проводимости, увеличивается их подвижность в электрическом поле. Поскольку концентрация свободных электронов в полупроводнике относительно невелика, небольшое ее из­ менение, вызванное деформацией кристаллической решетки, приводит к заметному изменению электропроводности. а) 6) 1 1 в) Рис. 2.54 . Принцип действия тензорезистивного датчика веса Конструктивно тензорезистивный датчик представляет собой пленку, на которую в виде тон­ ких полос нанесен полупроводниковый материал. Пленка наклеивается на деталь, подвергаемую изгибу в процессе взвешивания (рис. 2.54а). Поскольку проводимость полупроводников в значи­ тельной степени зависит от температуры, то для повышения точности и стабильности показаний тензодатчики включаются по мостовой схеме (рис. 2.54б). При отсутствии измеряемого веса сопро­ тивление каждого из плеч моста одинаково, поэтому выходное напряжение равно нулю. Появление нагрузки приводит к изгибу кронштейнов, на которые наклеены датчики. В результате верхний дат­ чик растягивается, т.е. сопротивление R1 увеличивается, а нижний датчик сжимается, и, соответ­ ственно, R2 уменьшается. Между плечами моста появляется напряжение Uвых, зависящее от веса нагрузки. Поскольку температура на оба датчика действует одинаково, то можно считать, что на­ грев или охлаждение окружающей среды практически не влияет на значение Uвых. Датчик пара Изменение температуры некоторых диэлектриков приводит к их поляризации. Если пластину из такого диэлектрика подвергать нагреву или охлаждению, то на ее противоположных сторонах по­ являются разноименные заряды. Если на обе стороны пластины нанести электроды и замкнуть их с помощью проводника, то в нем возникнет электрический ток, который будет продолжаться до тех пор, пока не прекратится изменение температуры. Это явление называется пироэлектрическим эффектом. На его использовании основан датчик пара, применяемый в некоторых микроволновых печах.
88 Анатомия микроволновой печи Конструкция датчика показана на рис. 2.55 . Пироэлектрический материал заключен между двумя электродами и одной стороной прикле­ ен к металлическому основанию с целью повышения механической прочности. Датчик устанавли­ вается на патрубок, через который пар удаляется из печи (рис. 2.56). Металлическое основание Покрытие Провода Электроды Диэлектрик Клей Рис. 2.55 . Принцип действия и внутреннее устройство датчика пара Датчик пара Обнаружение пара Включение магнетрона 1 --+ Останов Мощность Рис. 2.56. Установка датчика пара в микроволновой печи В момент начала парообразования будет происходить конденсация пара на относительно хо­ лодных деталях патрубка, в результате чего температура установленного на нем датчика резко возрастет. На выводах датчика появится разность потенциалов, которая будет воспринята микро­ контроллером. По времени, прошедшему с момента включения магнетрона до начала парообразо­ вания, микроконтроллер вычисляет параметры загруженного продукта и определяет время и режим его дальнейшего приготовления. С внешней стороны датчик охлаждается вентилятором, по­ этому снижение парового потока приведет к быстрому остыванию датчика, что может быть исполь­ зовано для корректировки режима. Применение датчика пара или рассмотренных ниже датчиков влажности позволяет осуществ­ лять автоматическое приготовление пищи, без установки таймера и режима приготовления вруч­ ную. Датчики влажности Существуют понятия "абсолютная влажность" и "относительная влажность". Прежде чем при­ ступить к рассмотрению конкретных датчиков, имеет смысл определиться, что есть что. Термин "относительная влажность" обычно применяется для обозначения уровня влажности в сообщениях о погоде. Он характеризует процентное соотношение между текущим количеством пара в воздухе и его количестве при насыщении, т.е. максимально возможном его количестве при данной температуре. При насыщении дальнейшее парообразование приводит к конденсации влаги и ее выпадению в виде осадков . Поскольку уровень насыщения зависит от температуры, то и относительная влаж­ ность меняется при ее колебаниях.
Анатомия микроволновой печи 89 Абсолютная влажность показывает вес паров воды, содержащихся в одном кубометре возду­ ха, поэтому ее значение не зависит ни от температуры, ни от чего-либо еще. С точки зрения приготовления продукта, работа датчиков влажности аналогична рассмотрен­ ному ранее датчику пара. Основные отличия состоят в лишь в механизме регистрации пара. Кон­ струкция датчика относительной влажности показана на рис. 2.57. Пористый Пар полупроводник а) R, Ом 107 нf 20406080 Относительная влажность, % б) Рис. 2.57. Принцип действия датчика относительной влажности Сетчатый колпачок ~ Рис. 2.58 . Датчик абсолютной влажности R Абсолютная влажность Чувствительный элемент датчика изготовлен из пористого керамического полупроводника (MgCr04-Ti02). При нагреве продукта выделяющийся пар попадает в поры данного материала и из­ меняет его сопротивление. Повышение точности измерений достигается за счет совместного ис­ пользования датчиков влажности и температуры. Датчик влажности расположен вблизи вытяжного отверстия, через которое происходит выпуск выделяемого продуктами пара вместе с циркулирую­ щим воздухом. Это означает, что на чувствительный элемент датчика могут попадать брызги пищи, масло, соль и т.п., приводящие к снижению точности измерений. Чтобы не допустить этого, вокруг чувствительного элемента помещается нагревательная катушка, предназначенная для его обжига и очистки. Максимальная температура нагревательной катушки достигает приблизительно 6ОО 0 С. Она включается на 30 - 60 секунд перед началом и в конце приготовления пищи. Устройство датчика абсолютной влажности отличается от предыдущей конструкции наличием нагревателя, на который помещен датчик и сетчатого колпачка, который предохраняет его от за­ грязнения. Внешний вид датчика абсолютной влажности представлен на рис. 2.58. Кроме использования датчиков обратной связи, повышение качества приготовления пищи достигается за счет сочетания микроволнового нагрева с другими способами обработки продуктов. В настоящее время наиболее часто микроволны объединяются с грилем и конвектором. Иногда в дополнение к этому используется ультрафиолетовый излучатель, представляющий собой кварце-
90 Анатомия микроволновой печи вую лампу наподобие той, что применяется для искусственного загара. Загар в данном случае предназначен для микробов, но этот дармовой солярий здоровья им вовсе не прибавпяет, а сов­ сем даже наоборот. Некоторые полупромышленные установки наряду с микроволновым излучением используют частичноо вакуумирование. Наиболее эффективно такое сочетание действует при сушке продук­ тов, поэтому не исключена возможность, что в ближайшем будущем и некоторые бытовые печи бу­ дут оснащены вакуумными системами. Принцип действия микроволновых вакуумных сушильных установок основан на зависимости температуры кипения от давления (рис. 2.59). '. 1 Ткиn ,•с 100 i/ i J ~1- ,_ ~ ..... - 50 -1- - . ,; ,; ; ... о 1 - 1- ~ " 1 102 103 104 105 106 Давление, Па Рис. 2.59. Зависимость температуры кипения воды от давления При пониженном давлении вода начинает закипать при температуре менее 100°с (для справ­ ки: нормальное атмосферное давление на уровне моря примерно равно 1о~ Па). С этим хорошо знакомы жители высокогорий и альпинисты. Можно часами варить мясо в открытом котпе, и все равно оно останется наполовину сырым. Однако при сушке такое поведение воды обладает суще­ ственными преимуществами. Для качественной сушки пищевых продуктов их температура не долж­ на превышать 70°С. Лекарственные травы и коренья сушатся при еще более низкой температуре (примерно 40°С). При этом в продуктах сохраняется большинство витаминов, а лекарственные рас­ тения не теряют своих лечебных свойств. Если требуется высушивать большое количество продук­ та, необходимо повышать интенсивность процесса сушки. Для этого существует только один способ - это дополнительный подогрев и вентиляция. В обычных условиях мощность, затрачиваемая на эти цели, ограничивается опасностью пе­ регрева. Однако при наличии соответствующего вакуума интенсивность сушки практически ничем не ограничена. Пока в продукте присутствует влага, его температура не превысит температуры ки­ пения и подводимая мощность будет расходоваться не на нагрев продукта, а на испарение влаги, т.е. на сушку. Причем из всех существующих способов подвода тепла к продукту использование ми­ кроволн наиболее эффективно. Это обусловлено несколькими причинами, главные из которых за­ ключаются в бесконтактном способе передачи тепла, равномерном нагреве продукта со всех сторон, высоком к.п.д. и преимущественном нагреве продукта изнутри. Последнее обстоятельство выгодно отличает микроволновый нагрев от инфракрасного, при котором в первую очередь высы­ хают поверхностные слои, препятствуя дальнейшей сушке. Кроме бытовых микроволновых печей микроволновый нагрев применяется во многих отрас­ лях промышленного производства. Наибольшее распространение получили установки, в которых микроволновая энергия используется для сушки различного рода диэлектрических материалов (на­ пример, древесины). Некоторые промышленные и полупромышленные установки, в сущности, мало чем отличают­ ся от обычной микроволновой печи, поскольку состоят из тех же элементов, а увеличение мощно­ сти достигается за счет модульной конструкции, при которой вместо одного генератора используется несколько. Имеются установки, в которых одновременно работает несколько десят­ ков магнетронов того же типа, что и в микроволновой печи. Несмотря на то что существуют гене­ раторы СВЧ с выходной мощностью в сотни киловатт, во многих случаях вместо одного такого прибора целесообразнее использовать несколько менее мощных генераторов. Причин этому не­ сколько. Во-первых, это более выгодно с экономической точки зрения. Компоненты для микровол­ новых печей выпускаются в большом количестве, поэтому их стоимость ниже, а технические характеристики, такие, как к.п.д., долговечность, надежность и т.д., выше. Во-вторых, использова-
Анатомия микроволновой печи 91 ние нескольких генераторов, в общем случае, обеспечивает более равномерный нагрев. В-третьих, снижается вероятность электрических пробоев. Имеются и другие причины, по которым модульный вариант на основе компонентов микроволновой печи оказывается более предпочтительным. Отсю­ да следует, что при ремонте подобных установок в полной мере могут быть использованы те же ме­ тоды, что и при ремонте микроволновых печей. 2.7. Разборка микроволновой печи Чтобы добраться до внутренностей микроволновой печи, прежде всего необходимо снять ко­ жух. Для этого нужно отвернуть крепящие его винты, расположенные с тыльной стороны печи и иногда снизу (рис. 2.60). Вынуть вкладыши Отвернуть винты Отвернуть винты Рис. 2.60. Снятие кожуха микроволновой печи Некоторые печи предусматривают их крепление в подвесном состоянии. Для этого в кожухе, сверху, имеются специальные отверстия. Чтобы указанные отверстия не портили внешний вид пе­ чи в настольном положении, их затыкают пластмассовыми вкладышами. При снятии кожуха вкла­ дыши предварительно нужно вынуть. Детали микроволновой печи соединены с помощью разъемов, некоторые из которых имеют защелку, повышающую надежность контакта. Чтобы разъединить такой разъем, нужно отжать за­ щелку, нажав на имеющийся выступ. Чтобы заменить микродвигатель вращения поддона, снятие кожуха не требуется. Для этого нужно предварительно снять крышку с нижней стороны печи. Очень часто такая крышка изготавли­ вается методом штамповки совместно с днищем. Для ее снятия требуется перекусить перемычки, соеАиняющие указанные детали. После завершения ремонта крышка переворачивается и крепится имеющимся в днище винтом. При снятии магнетрона предварительно требуется снять воздуховод. В некоторых моделях для этого нужно снять также и трансформатор. Для снятия блока управления необходимо отсоединить все разъемы и отвернуть крепежные винты. В некоторых печах (например, "Moulinex") часть винтов может находиться с лицевой сторо­ ны, под ручками управления или под декоративной пленкой. 2.8. Электрические схемы микроволновых печей Микроволновые печи с электромеханическим управлением обычно имеют стандартную эле­ ктрическую схему. Отличия между различными моделями незначительны и не носят принципиаль­ ного характера. Силовая часть печей с электронными блоками управления практически не отличается от пе­ чей с электромеханическим управлением. На принципиальной схеме эти отличия проявляются лишь в том, что вместо контактов таймера присутствуют контакты реле. Иногда вместо реле ста­ вится симистор, однако режим его работы фактически тот же, что и у таймера. Такая взаимозаме-
92 Анатомия микроволновой печи няемость блоков управления позволяет, в частности, вдыхать новую жизнь в печи с напрочь сго­ ревшей электроникой путем замены электронного блока управления на электромеханический или на электронный, но от другой модели. Ограничения на подобную замену связаны, в основном, с га­ баритными размерами, особенностями крепежа и конструкцией механизма открытия дверцы. В качестве примера рассмотрим схему микроволновой печи "Samsung RE2900", изображен­ ной на рис. 2.61. NOISE FILTER FU1 TIMER SECONDARY SAFEТY SWITCH SWITCH RELAY ;-rc TIMER MOTOR MONITOR SAFEТY SWIТCH LАМР CAVIТY тсо МAGNEТRON тсо MONITOR FUSE PRIМARY SWITCН FAN MOTOR VPC SWITCH INRUSH RELAY R1 Рис. 2.61. Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "Samsung RE290D" HV CAPASITOR Чтобы включить СВЧ нагрев, требуется подать напряжение 220 В на первичную обмотку вы­ соковольтного трансформатора. Это будет происходить, если контакты микропереключателя "Monitor switch" (MS) разомкнут.ы, а контакты всех остальных элементов цепи замкнуты. Рассмот­ рим условия, при которых устанавливается требуемое состояние контактов. Термореле "cavity ТСО" и "magnetron ТСО" замкнуты, если температура камеры и магнетро­ на не превышает допустимой температуры. Микропереключатели "primary switch" (PS) и "secondary switch" (SS) осуществляют блокиров­ ку включения магнетрона при открытой дверце и замыкаются при ее закрытии. На рисунке состо­ яние микропереключателей соответствует открытой дверце. Включение микроволновой печи происходит при установке ручки таймера на заданное вре­ мя. При этом замыкаются контакты "timer switch" (TS), находящиеся внутри таймера. На обмотку страхующего pene "safety relay" начинает поступать напряжение, и его контакты замыкаются. В ре­ зультате включаются электродвигатели таймера и вентилятора, а на трансформатор через сопро­ тивление "resistor" подается напряжение. Микропереключатель "monitor switch" контролирует исправную работу элементов блокировки дверцы. Если по какой-либо причине микропереключатели PS и SS перестанут размыкаться, то по­ пытка включить печь с открытой дверцей приведет к перегоранию предохранителя "monitor fuse". Вследствие этого включение реле SR станет невозможным, и генерации СВЧ мощности не про­ изойдет. Следует обратить внимание, что для согласованной работы микропереключатель PS дол­ жен 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 перего­ ранием предохранителя. К сожалению, подобный асинхронизм в работе микропереключателей яв­ ление 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 милписекунд в процессе каждого включения, до тех пор пока не сработает реле "iпrush relay", напряжение на ко-
Анатомия микроволновой печи 93 торое подается одновременно с началом прохождения тока через резистор. Необходимость сопро­ тивления вызвана тем, что в начапьный момент, высоковольтный конденсатор разряжен и в поло­ жительный 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 окружа­ ющим. Сопротивление позволяет ограничить пусковой ток на некоторое время, в течение которо­ го конденсатор постепенно заряжается до номинального значения и печь плавно входит в рабочий режим. В настоящее время большинство развитых стран имеют стандарты, ограничивающие вели­ чину пускового тока, поэтому рассматриваемые эпементы становятся обязательным атрибутом микроволновых печей с эпектромеханическим управлением. Микропереключатеnь "VPS switch", установленный на таймере, служит для регулировки мощ­ ности. При задании уровня мощности меньше максимального он осуществляет периодическое от­ ключение печи в соответствии с рис. 2.25. Фильтр "пoise filter" спужит для снижения радиопомех, проникающих по цепям питания во внешнюю сеть. Схема содержит также пампу накаливания "lamp" и двигатели таймера "timer motor" и венти­ лятора "fan motor", назначение которых не требует комментариев. В зависимости от модели микроволновой печи, она может не иметь каких-либо рассмотрен­ ных компонентов ипи, наоборот, иметь дополнитепьные (например, при использовании комбиниро­ ванных 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 бопьшее разнообразие. Особенно отличаются между собой печи, не имеющие спе­ циализированного микроконтроллера, построенные на основе дискретных элементов. Это харак­ терно для первых модепей, 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. 2.62), предназначена для предварительного сброса в "О" ячеек памяти ОЗУ и установки всех имеющихся в схеме триггеров, счетчиков и т.п. в исходное со­ стояние при подаче напряжения на блок управления. Контроллер .а. ~ ---~ ,1 r 1 / 1 .... .. ... t I Рис. 2.62. Схема начальной установки В момент вкпючения микроволновой печи в сеть конденсатор С разряжен, поэтому напряже­ ние на нем равно "О" и на вход "RESET" контроллера поступает сигнал сброса. Через короткий про­ межуток времени конденсатор зарядится через сопротивпение 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. 2.63. Данная схема производит общий сброс и в том спучае, еспи по какой-либо причине напряже­ ние питания на микроконтроллере превысит допустимое. Генератор тактовых импульсов, как правило, находится внутри микроконтроллера, за исклю­ чением источника опорной частоты, в качестве которого обычно испопьзуется кварцевый резона-
94 Анатомия микроволновой печи тор. Схема его подключения и сигналы на входе (801) и выходе (802) каскада усиления показаны на рис. 2.64. Формирователь сетевых синхроимпульсов предназначен для привязки времени вкпючения и выключения силового источника питания к моменту прохождения амппитуды сетевого напряжения через ноль. Это позволяет предотвратить нежелательные выбросы тока в момент коммутации. Схе­ ма формирователя представлена на рис. 2.65. R1 470 01.02 А539-У i--;-__ __. .. . . ..._.~--. . ..-r. -tn'""""""'*"._sv ® i."" ............................................ '\··············З.92V 1--+--1--+--+---+~1--+--++-->+--+--1ov -5V ® IC1 RESET ® Рис. 2.63 . Схема начальной установки и контроля питания С1 11JiR• 801 Uпит Микро­ контроллер /' !"" I BQ1 1 !"" 8кл. uткл. 1 Uпит 1 802 ~ 1 - - ~ " ,' v С2 BQ2 '- '"' i'-..1 '-" v v '-../ t t Рис. 2.64. Схема подключения кварцевого резонатора -5V R4 u 5К .4 У\ /\ ~А , , 1 u .4~ 1в ~ 1 о -220V А ]1 @) r~1мкФ ... "" ' j \j \j v v v ... '"1 о Рис. 2.65 . Схема формирователя импульсов Он представпяет собой транзисторный усилитепь кпючевого типа. 8 отрицатепьный полупе­ риод транзистор закрыт и напряжение на выходе равно нулю. 8 положитепьный полупериод тран­ зистор быстро входит в насыщение и амплитуда сигнапа на выходе становится равной напряжению питания транзистора. Изменение выходного напряжения на выходе усилителя воспринимается ми­ кроконтролпером как момент перехода сетевого напряжения через нопь. Коммутация элементов силовой цепи, как правипо, производится посредством репе, установ­ ленных на блоке управления. Схема вкпючения репе показана на рис. 2.66. Особенностью многих схем аналогичного назначения явпяется невозможность включения сиповой цепи (реле RY1) без предварительного вкпючения вентилятора (реле RY2) и при открытой
Анатомия микроволновой печи 95 дверце камеры В рассматриваемом случае это достигается тем, что ток через транзистор аз, ко­ торый включает реле RY1, может протекать только при замкнутом микропереключателе "DOOR" и открытом транзисторе а2, 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 2.67. -ЗОV RY2 RY1 rFt~1 i 111 г т--~~ ' OUT1 DOOR 9 Микро- 01 контроллер OUT2 Рис. 2.66 . Схема управления включением реле .------ 5V г 01 1 Рис. 2.67. Схема генератора сигнала звуковой частоты Схема состоит из мультивибратора на транзисторах а1, 02 и усилителя на транзисторе аз При отсутствии управляющего сигнала все транзисторы закрыты При пос гуnлении сигнала управ­ ления (+5 В) база транзистора а2 оказывается под высоким потенциалом и он отпирается Проис­ хор,vп постепенный зарРд конденсыора С1 --1ерез резистор R4 В какой-то момент напряжение на нем, а соответственно, ~. на базе транзистора а1 превысит напряжение отпирания, транзистор а1 откроется, в результате чего напря)f\ение на базе транзистора а2 упадет и он закроется Конден­ сатор начнет разряжаться через сопротивления R1, R2, пока напряжение на нем не упадет до та­ кого 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 а1, будет открываться и транзистор аз, в результате чего на вход зуммера будет поступать переменный сиг­ нал звуковой частоты.
96 Анатомия микроволновой печи Схема контроля питания (рис. 2.68) производит общий сброс микроконтроллера, в том слу­ чае, еспи питающее напряжение на нем превышает допустимый уровень. Напряжение стабилизации на стабилитроне чуть меньше напряжения питания, поэтому в обычном режиме падение напряжения на резисторе R1 и соответственно на базе транзистора со­ ставпяет доли вольта. Транзистор закрыт, но находится на грани открытия. Прирост напряжения выше номинального полностью падает на резисторе R1, поэтому даже относительно небопьшое увеличение напряжения питания, свидетельствующее о неполадках в схеме стабипизации, приво­ дит к быстрому отпиранию транзистора и формированию сигнала сброса. Подкпючение клавиатуры осуществляется в мультиплексном режиме (рис. 2.69). ® Рис. 2.68. Вых.1 Вых.2 Вых.З Вых.4 Микро­ контр. Вх.1 Вх.2 Вх.З Вх.4 5V 1------1RESET @) Микро­ контроллер Схема контроля питания Линии сканирования К индикатору Линии отклика Клавиатура Рис. 2.69. Схема подключения клавиатуры - ,_ ,_ 1 - - - 1 11 L- _i,....-" .......- А >-- 1 ..._ _ ,L_ ..... в !----- - --- 1 ..._ с~ " 1 ..._ ,... ..._ 1 .... Вых.1 1 1 111 ..._ 1- ..... - Вых.2 - 1 11 .... 1 ~ Вых.З 1 1 11 1 1 ..._ ~ Вых.4 - - 1 На пинии сканирования от микроконтроллера поочередно поступают короткие импульсы, син­ хронно смещенные относительно друг друга по времени. При нажатии одной из кнопок последова­ тельность импульсов, проходящих по подключенной к ней пинии сканирования, поступает на соответствующую ей пинию отклика и возвращается обратно в микроконтроппер, на один из его входов. Номер входа, по которому вернулись импульсы, и время их прибытия позволяют микрокон­ троплеру однозначно определить, какая из кнопок в данный момент нажата. Поскольку подключе­ ние кпавиатуры во многом анапогично рассмотренному ранее подключению знакосинтезирующих индикаторов, то в обоих случаях можно испопьзовать одни и те же пинии сканирования Диоды D1 - D4 спужат для предотвращения замыкания выходов микроконтроппера при одновременном нажатии нескольких кнопок. Резисторы R1 - R4 фиксируют состояние погического "О", еспи ни од­ на из кнопок на данной линии откпика не нажата. В рассматриваемом спучае активным является низкий уровень напряжения, поэтому резисторы подключены к шине литания "-5 В". Источники питания для цепей блока управпения, как правило, имеют несколько выходных на­ пряжений. Например, на рис. 2.70 показан источник питания, используемый во многих микровол­ новых печах компании "Samsuпg".
Анатомия микроволновой печи 97 В цепи накапа люминесцентного индикатора используется переменное напряжение 2.5 В. Анодное напряжение - -31 В создается схемой удвоения на диоде 02 и конденсаторе С2, работа которой аналогична работе сипового блока питания. Питание реле и зуммера осуществляется от стабипизированного напряжения -12 В, формируемого выпрямителем на диоде 01, управпяющим транзистором О, источником опорного напряжения на стабилитроне ZO и резисторе R1 и сглажи­ вающими фильтрами на конденсаторах С1 и СЗ. Дополнительный стабилизатор на интеграпьной ми­ кросхеме IC1 осуществляет питание микроконтроплера. На вход IC1 подается напряжение -12 В, с выхода снимается хорошо стабилизированное напряжение -5 В. Параллепьно первичной обмотке трансформатора иногда включается варистор, полупровод­ никовый прибор на основе окиси цинка. Назначение варистора состоит в том, чтобы предохранить блок питания от скачков напряжения (которые могут происходить при отключении мощной нагруз­ ки, например магнетрона). Вопы-амперная характеристика варистора напоминает аналогичную характеристику двунаправленного стабилитрона (рис. 2.71 ). Vs о----- -2 2ov ' ' LF! F 02 Е - 31V F - 13V С1 01 + Рис. 2.70. Типовая схема питания блока управления микроволновой печи 1, mA '. 15 10 5 о -- - ,__ -- 1 :) . . 100 200 300 -u,в -1 2V IC1 сз С4 + lvs т Рис. 2.71 . Внешний вид, условное обозначеt1ие и вольт-амперная характеристика варистора R2 -5V Скачок напряжения на входе трансформатора приводит к резкому снижению сопротивления варистора и, как следствие, к выравниванию напряжения. Поскопьку при этом через варистор про­ текает большой ток, то дпительное воздействие повышенного напряжения приводит к его перегора­ нию. 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 се­ ти явление нередкое, в микроволновые печи, поставляемые в нашу страну, варистор, как правило, не ставится. В некоторых печах (например, "Moulinex") используются бестрансформаторные блоки пита­ ния (рис. 2.72). Вместо трансформатора в данной схеме испопьзуется делитепь напряжения, основными эле­ ментами которого являются конденсаторы С1 и СЗ и резистор R2. Сетевое напряжение, выпрям­ ленное диодом D1, делится на перечисленных элементах пропорционально их сопротивлениям.
98 Анатомия микроволновой печи Реактивное сопротивление конденсатора обратно пропорционально его емкости и может быть вы­ числено по формуле: х __1_ с - 27tfC Если частота f измеряется в герцах, а емкость С в фарадах, то размерностью сопротивления Хе будут омы. По сравнению с обычным резистивным делителем емкостной обладает тем преиму­ ществом, что преобразует напряжение практически без потерь мощности. Диод 01, помимо основ­ ной своей функции, связанной с выпрямлением напряжения, не позволяет разряжаться конденсатору СЗ, когда напряжение на нем превышает напряжение на входе. В итоге на конденса­ торе СЗ накапливается заряд, создающий постоянное напряжение величиной около 30 В. В даль­ нейшем оно с помощью цепочки стабилитронов преобразуется в ряд стабилизированных напряжений, необходимых для работы блока управления. Резистор R1 служит для разрядки конден­ сатора 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 напряже­ ния. Если в розетке, к которой подкпючена микроволновая печь, нулевой и фазовый провод пере­ путаны 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 проведе­ нии ремонтных работ. R1 R2 01 -220V сз 1--------1• -2fN -2 2.SV ZD1 ZD2 ZDЗ Z04 Z05 С4 1-SV Z06 Рис. 2.72. Схема бестрансформаторного блока питания 2.9. Возможные неисправности и методы их устранения Неисправности микроволновых печей с электромеханическим управлением Проявление дефекта Возможная причина неисправности Методы устранения неисправности Печь не включается В одну розетку включено несколько Отключить другие электроприборы вилок с мощными приборами, что из розетки, к которой подключена вызывает перегрузку бытовой сети печь Нет контакта в штепсельном Обеспечить плотный контакт между разъеме. Поврежден сетевой шнур вилкой и розеткой. Проверить сопротивление всех жил сетевого шнура. Если оно отлично от нуля или меняется при изгибе шнура, его необходимо заменить Неплотно закрыта дверца камеры Закрыть дверцу
Анатомия микроволновой печи 99 Проявление дефекта Возможная причина неисправности Методы устранения неисправности Сломан один из Для проверки микропереключателя микропереключателей в системе необходимо отсоединить его блокировки дверцы выводы. Проверку производить при отключенном напряжении сети. Неисправный микропереключатель требуется заменить Плохо отрегулированы защелки в При закрытии дверцы системе блокировки дверцы расположенные на ней защелки должны нажимать кнопки микропереключателей до появления характерного щелчка. Для их регулировки требуется отпустить винты, крепящие кронштейн с микропереключателями, и установить его в такое положение, при котором все микропереключатели срабатывают при закрытии дверцы. Поскольку после такой регулировки может измениться зазор между дверцей и камерой, по ее окончании необходимо проверить уровень наружного излучения Вышло из строя термореле Заменить термореле Сгорел сетевой предохранитель Заменить предохранитель При установке времени на таймере Заменить таймер его контакты не замыкаются Разобрать таймер и устранить неисправность. Вероятно, потребуется зачистить контакты и подогнуть одну из ламелей для получения пружинящего контакта Ручка таймера прокручивается на Заменить ручку его оси Закрепить ручку с помощью эпоксидного клея или иным способом
100 Анатомия микроволновой печи Проявление дефекта Возможная причина неисправности Методы устранения неисправности При закрытии или Не синхронизирована работа Необходимо отрегулировать работу открытии дверцы основного и страхующего микропереключателей таким перегорает сетевой микропереключателей образом, чтобы при закрытии предохранитель дверцы вначале размыкался страхующий микропереключатель, а затем замыкался основной. При открытии дверцы все должно происходить в обратной последовательности Печь В результате перегрева Если печь самопроизвольно самопроизвольно отключилось термореле отключилась во время работы, отключается, и попробовать включить ее через 15- повторное ее 20 минут после отключения. В включение возможно случае удачной попытки выяснить, только по истечении отчего произошел перегрев. Это некоторого времени может быть длительная работа на максимальной мощности, высокая температура окружающей среды, отсутствие вентиляции воздуха и т.д. Не освещается Перегорела лампа накаливания Заменить лампу камера Не открывается Сломана нижняя защелка дверцы Снять кожух и отжать верхнюю дверца камеры защелку. Новую защелку можно изготовить самому, например, из органического с,-текла. Чтобы снять сломанную защелку нужно предварительно вынуть пластмассовый вкладыш с внутренней стороны дверцы Сломан механизм отпирания Починить сломанный механизм дверцы При работе печи Из-за включения печи при Замени rь пробитую деталь. Для чувствуется запах пониженной нагрузке произошел изготовления новой детали гари, не связанный с пробой диэлектрика, отделяющего необходимо использовать продуктом камеру от волновода материалы с низким коэффициентом диэлектрических потерь (см. табл. 1.1) Снять пробитую деталь и зачистить обгоревшие места Произошел пробой проходного Заменить проходные конденсаторы конденсатора в магнетроне
Анатомия микроволновой печи 101 Проявление дефекта Возможная причина неисправности Методы устранения неисправности Возможно включение магнетрона без проходных конденсаторов, если при этом уровень наружного излучения не превышает допустимых пределов. Для этого нужно снять крышку с фильтра магнетрона, удалить пробитые конденсаторы и подпаять накальные выводы трансформатора к катушкам индуктивности фильтра. Провода должны быть хорошо изолированы от корпуса магнетрона Витковое замыкание в Заменить трансформатор. Можно высоковольтном трансформаторе использовать любой трансформатор для микроволновой печи, рассчитанный на ту же мощность Заменить вторичную обмотку трансформатора (см. раздел 2.3) При включении Повышенное напряжение питания в Заменить предохранитель. Включать нагрева перегорает сети печь только при номинальном сетевой напряжении предохранитель 220 В±10% Печь была включена без Заменить предохранитель. Следить, необходимой загрузки чтобы загрузка камеры была не менее 200 г влагосодержащих продуктов Перегорел фьюз-диод Заменить фьюз-диод Удалить фьюз-диод Пробит высоковольтный диод Заменить диод Пробит высоковольтный Заменить конденсатор конденсатор Межвитковой пробой в Заменить трансформатор. Можно трансформаторе использовать любой трансформатор для микроволновой печи, рассчитанный на ту же мощность Заменить вторичную обмотку трансформатора (см. раздел 2.3)
102 Анатомия микроволновой печи Проявление дефекта Возможная причина неисправности Методы устранения неисправности Дребезг контакта в цепи питания Найти и обезвредить трансформатора. Наиболее вероятными местами, где возможен нестабильный контакт, являются: реле, разъемы, таймер и м икропереключател и Пробит проходной конденсатор на См. выше магнетроне Внутреннее замыкание магнетрона Заменить магнетрон. Новый магнетрон должен соответствовать старому по выходной мощности, длине антенны, крепежным отверстиям и их ориентации относительно радиатора. Нет нагрева Перегорел высоковольтный Некоторые печи имеют предохранитель дополнительный предохранитель в высоковольтной цепи. Меры по его восстановлению рассмотрены в разделе 2.5. Плохой контакт в накальной цепи Разъемы накальной обмотки должны магнетрона быть плотно посажены на клеммы магнетрона и сниматься с усилием. Слабый разъем можно укрепить, обжав его пассатижами Напряжение питания в сети менее Включать печь только при 200 в номинальном напряжении 220 8±10% Вышел из строя магнетрон Заменить магнетрон. Новый магнетрон должен соответствовать старому по выходной мощности, длине антенны, крепежным отверстиям и их ориентации относительно радиатора Сломан микропереключатель в Заменить м икропереключатель таймере, управляющий режимом нагрева Не включается промежуточное реле Проверить напряжение на катушке реле. Если оно в пределах нормы, заменить реле
Анатомия микроволновой печи 103 Проявление дефекта Возможная причина неисправности Методы устранения неисправности Печь работает только Сломан микропереключатель Заменить микропереключатель в режиме таймера, управляющий режимом максимальной нагрева мощности Не работает таймер Заменить таймер Возможно "залипание" соответствующих контактов таймера. Для устранения неисправности необходимо разобрать таймер и зачистить контакты Работа печи Витковое замыкание в См. выше сопровождается высоковольтном трансформаторе сильным гулом Вторичная обмотка Обычно такое встречается в старых высоковольтного трансформатора печах российского производства. не плотно сидит на сердечнике Устранить или уменьшить гул можно, вбив деревянный клинышек между катушкой высоковольтной обмотки и магнитопроводом, чтобы устранить имеющийся люфт Перегревается Не работает или плохо вращается Заменить двигатель корпус двигатель вентилятора микроволновой печи В большинстве случаев поломки вентилятора происходят из-за механических причин (перекос между ротором и статором, попадание грязи в зазор между ними, поломка подшипников и т.п.). Иногда достаточно разобрать и затем снова собрать вентилятор, чтобы он начал работать как новый Лопасти вентилятора Закрепить лопасти с помощью клея прокручиваются на валу или иным образом Печь не выключается Сломана одна из шестерней в Заменить таймер после отработки редукторе таймера установленного времени Можно попробовать починить шестерню, как это показано на рис. 2.10.
104 Анатомия микроволновой печи Проявление дефекта Возможная причина неисправности Методы устранения неисправности Не работает двигатель таймера Если на двигатель таймера поступает напряжение 220 В, а он не вращается, таймер необходимо заменить Слабый нагрев Слишком велика загрузка камеры Увеличить время рабочего цикла продукта Начальная температура продукта слишком низка Мала эмиссия катода в магнетроне Заменить магнетрон Добавить полвитка на накальной обмотке трансформатора. Иногда это на несколько лет продлевает срок службы магнетрона Напряжение в электрической сети Включать печь только при менее 200 В номинальном напряжении 220 8±10% Очень Не вращается диссектор Обрыв пассика соединяющего неравномерный диссектор с двигателем вентилятора нагрев продукта Не работает вентилятор (см. выше) Не вращается поддон См. след. пункт Не вращается поддон Обрыв обмотки двигателя Заменить двигатель Перемотать обмотку Сломана шестерня в редукторе Заменить двигатель двигателя Попробовать починить шестерню, как это показано на рис. 2.1 О. Прокручивается муфта на валу Заменить муфту двигателя Для того чтобы починить муфту, на нее прежде всего нужно надеть тонкое металлическое кольцо в том месте, где она насаживается на вал двигателя. Это предохранит ее от распирания. Затем с помощью эпоксидного клея можно закрепить ее на валу
Анатомия микроволновой- печи 105 Проявление дефекта Возможная причина неисправности Методы устранения неисправности Поццон вращается с Велик вес продукта, или он Правильно установить продукт трудом и шумом неравномерно распределен на поддоне Продукт или посуда, в которой он находится, выступает своими краями за площадь вращающегося поддона Искрение в камере Испопьзуется посуда с Не использовать металлической металпизацией посуды или посуды с нанесенным металлическим покрытием Пробой диэлектрического окна См. выше Разрушение эмали на дверце Закрасить поврежденные места камеры, в месте контакта с лицевой тонким слоем лака, краски или поверхностью эмали Загрязнение или пробой Очистить керамический держатель керамических держателей, от грязи и копоти фиксирующих инфракрасный излучатель гриля Неисправности микроволновых печей с электронным блоком управления Все, что было рассмотрено относительно микроволновых печей с электромеханическим уп­ равлением, справедливо и для печей с электронным блоком управления (за исключением поломок, связанных с таймером). Кроме этого, существует ряд специфических неисправностей, присущих только печам с электронным блоком. Поскольку имеется широкое разнообразие электронных бло­ ков управления, трудно выделить какие-либо универсальные неисправности, присущие всем печам. Некоторые характерные неисправности приведены в главе З при описании соответствующих схем. Ниже приведены лишь наиболее общие и часто встречающиеся неисправности. Проявление дефекта Возможная причина неисправности Методы устранения неисправности Перегорает сетевой Пробит варистор на плате Удалить варистор. Зачистить предохранитель управления обугленные места Неисправен трансформатор на Заменить трансформатор плате управления Не работает "Залипание" одной из кнопок См. раздел в тексте посвященный клавиатура клавиатуры клавиатуре Нет стабилизированного Проверить стабилизатор и схему напряжения, питающего контроля напряжения микроконтроллер Не работает кнопка Нет сигнала с микропереключателя Проверить соответствующий "ПУСК" о закрытии дверцы микропереключатель и поступление сигнала на микроконтроллер Неисправен формирователь Проверить формирователь синхронизирующих импульсов 50 Гц импульсов
106 Анатомия микроволновой печи Проявление дефекта Возможная причина неисправности Методы устранения неисправности Нет стабилизированного Проверить стабилизатор и схему напряжения, питающего контроля напряжения микроконтроллер Нет индикации Неисправен трансформатор на Заменить трансформатор плате управления Перегорел предохранитель на плате Проверить схему на короткое управления замыкание. Заменить предохранитель Вышел из строя кварцевый Заменить кварцевый резонатор резонатор Неисправен микроконтроллер Заменить микроконтроллер Нет стабилизированного Проверить стабилизатор и схему напряжения, питающего контроля напряжения микроконтроллер Нет нагрева Неисправно реле на плате Заменить реле управления Неисправен буферный усилитель Проверить буферный усилитель между микроконтроллером и реле 2.10. Меры безопасности при работе с микроволновой печью Имеется два фактора, представляющих опасность при ремонте микроволновой печи. Это не­ посредственно микроволновое излучение и высокое напряжение. В исправной микроволновой печи уровень излучения не может представлять угрозы для здо­ ровья человека, поскольку оно сосредоточено внутри закрытого объема камеры и конструкция пе­ чи не позволяет включить нагрев при открытой дверце. Но тот, у кого нет проблем с печью, вряд ли прочтет эти строки. Поэтому перечислим меры предосторожности, которые требуется выпол­ нять при ее ремонте. 1. Нельзя включать печь при неисправной блокировке дверцы. При выходе из строя одного из блокирующих микропереключателей его необходимо заменить, но ни в коем случае не убирать блокировку, "закорачивая" выводы. 2. Нельзя включать печь со сломанной дверцей или поврежденной сеткой на смотровом ок­ не. 3. Нельзя делать отверстия в корпусе микроволновой печи, какими бы высокими научными целями это ни мотивировалось. 4. В отверстия камеры, служащие для циркуляции воздуха, нельзя вводить какие бы то ни бы­ ло токопроводящие предметы (провода, гвозди, ртутные.термометры и т.п.). При ремонте дверцы, связанном с ее защитными функциями, требуется контролировать уро­ вень наружного излучения. Для этой цели лучше всего воспользоваться промышленно выпускае­ мыми датчиками излучения. К сожалению, такие датчики относительно редко можно встретить в продаже. Простейший датчик микроволнового излучения можно изготовить самому. Его конструк­ ция представлена на рис. 2.73. Он состоит из детекторного СВЧ-диода, конденсатора, проволочной петли, выполняющей функцию антенны и охватывающей площадь в несколько квадратных сантиметров, и тестера. Прин­ цип действия такого датчика состоит в следующем: магнитное поле микроволн, пронизывая право-
Анатомия микроволновой печи 107 лочную петлю, будет наводить в ней СВЧ ток, который после детектирования диодом создаст на конденсаторе разность потенциалов. Выпрямпенное напряжение на конденсаторе будет пропорци­ онально напряженности магнитного попя в данной точке пространства и может быть измерено с по­ мощью тестера. Чтобы таким устройством можно было проводить измерения, оно допжно быть предваритепьно откалибровано, например, на заведомо исправной микроволновой печи. Точность таких измерений, конечно, невысока, но оценить порядок наружного излучения позволяет. Рис. 2.73. Простейшая схема для обнаружения микроволнового излучения Особую осторожность следует собпюдать при работе с высоким напряжением. На катоде маг­ нетрона присутствует постоянное напряжение - 4 кВ, вдвое меньшее - на высоковольтном кон­ денсаторе - 2.1 кВ и трансформаторе - - 2.1 кВ. Причем следует обратить внимание, что указанные элементы стоят в сиповой части, соответственно мощность высоковольтного источника очень велика (более 1 кВт). В этом состоит принципиапьное отличие микроволновой печи, напри­ мер, oi;. тепевизора, в котором хотя и присутствует бопее высокое напряжение, но ток ограничен. Суровая жизнь иногда требует провести измерения при включенной печи, в том числе и на высо­ ковольтных эпементах. Чтобы избежать неприятностей, в том числе с летальным исходом, лучше всего придерживаться двух основных правил. 1. Не прикасаться к внутренним деталям печи во время ее работы. Для проведения измере­ ний на щупы измерительных приборов надеть зажимы типа "крокодип", которыми подклю­ чать их к измеряемым участкам цепи перед включением печи. 2. Прежде чем дотронуться до высоковольтных частей руками, даже если печь выключена из сети, жепательно замкнуть выводы магнетрона на корпус. Эта предосторожность позвопит вам избежать разряда конденсатора через свое тело. Несмотря на то что между вывода­ ми конденсатора в микроволновой печи всегда включают специальный резистор, разряжа­ ющий его после снятия напряжения (в современных конденсаторах он является составной частью последнего и находится внутри корпуса), тем не менее всегда существует опас­ ность того, что резистор сгорел или его забыли поставить. Сетевой шнур допжен иметь заземпяющий вывод. При его отсутствии возможны неисправно­ сти, при которых корпус будет находиться под напряжением. Например, если в результате пробоя трансформатора, анодное напряжение замкнется на сетевое, то корпус окажется под напряжени­ ем 4 кВ. Спучай этот маповероятен, но, как известно, раз в год и незаряженное ружье стреляет.
108 Принципиальные электрические схемы З. Принципиальные электрические схемы микровол_новых печей Перед рассмотрением схем, представпенных в данной гпаве, хотепось бы сдепать некоторые предваритепьные замечания, которые необходимо учитывать в практической работе. Как правипо, схемы микровопновых печей, выпускаемых одним и тем же производитепем, во многом схожи между собой, поэтому, если даже в книге не представпена интересующая вас модепь некоторая по­ пезная информация может быть попучена при рассмотрении других модепей того же производите­ пя. Во многих спучаях одна и та же ппата бпока управпения испопьзуется в нескопьких модепях, внешне не похожих между собой. Разпичие, еспи оно вообще имеется, может состоять в отсутст­ вии ипи, наоборот, присутствии некоторых допопнитепьных компонентов и в тексте программы ми­ кроконтроппера. Часть схем снабжена описанием работы ипи допопнитепьными комментариями. Они присут­ ствуют там, где имеется существенное отпичие от установившегося стандарта ипи выявпены харак­ терные неисправности присущие топько данной модепи. Информация по некоторым печам имеется у автора не в полном объеме, тем не менее, она помещена в книгу, поскопьку пучше иметь что-то, чем совсем ничего. Часть схем составпяпась по печатной ппате, поэтому не искпючена вероятность некоторых ошибок, за что автор заранее про­ сит извинения у читатепя. Начнем с микровопновых печей российского производства Микроволновая печь "Электроника СПО1" Принципиальная эпектрическая схема печи показана на рис. 3.1 . ФИЛЬТР кr1 ,-------------- . ' ' VD2 L---------------1 В1В ТРАНСФ В1В КОНДЕНСАТОР МАГНЕТРОН Рис. 3.1. Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "Электроника СПО1" В1В ДИОД Вкпючение печи осуществпяется при нажатии на кнопку "НАГРЕВ", поспе того как на тайме­ ре КТ1 установпено требуемое время и его контакты замкнутся. При этом конденсатор СЗ, пред­ варитепьно заряженный через диод VD2, разряжается через управпяющий эпектрод симистора
Принципиальные электрические схемы 109 VDЗ. Во время разряда симистор открывается и успевает на короткое время включить трансфор­ матор H.V.Trans. Напряжение с управляющей обмотки трансформатора, после выпрямления диод­ ным мостом, поступает на управляющий электрод симистора, поддерживая его даnьнейшую работу. Выключение печи происходит после отработки таймером заданного времени и отключения контак­ та КТ1. Печь не предусматривает регупировки уровня мощности. Микроволновая печь "Электроника СП1 О" Принципиальная электрическая схема печи показана на рис.3.2. список компонентов платы управления приведен в таблице 3.1, а перечень характерных неисправностей в таблице 3.2 . Рис.3.2. ФИЛЬТР ,-------- -------. ' ' EL SАЗ SA1 ' i S82END ~Тс ! ХТ9 ' В/В ТРАНСФОРМАТОР RB ' ' ' ' L.------- ·------------- -------- ·------------ -----------J SA2 Принципиальная электриЧеская схема микроволновой печи "Электроника СП10"
110 Принципиальные электрические схемы Таблица 3.1. Перечень элементов платы управления микроволновой печи "Электроника СП10" No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 1 КТ1 Реле времени Р8-30А 2 81,82 Переключатель П2К-С-2-20-2 3 С2 Конденсатор электролитический 220 мкФ 25 8 4 С3 Конденсатор электролитический 4.7 мкФ 450 8 5 R1 Резистор 100 К 6 R2 Резистор 680 Ом 7 R3 Резистор 2.7 К 8 R4,R5 Резистор 180 Ом 9 VD1 Диодный мост КЦ405А 10 VD2 Диод МД218 11 VD3 Симистор ТС122-25-5-7 12 К1 Реле РП21-003-УХЛ4А-2208 Таблица 3.2. Характерные неисправности микроволновой печи "Электроника СП10" No Перечень характерных неисправностей Возможная причина неисправности и п/п. способы ее устранения 1 8 момент нажатия кнопки "ПУСК" печь Неисправен диодный мост VD1 включается на короткое время и тут же выключается 2 Печь не включается Прогорели контакты таймера КТ1. Подключить замыкаемые выводы к дублирующей паре контактов Аналогичная схема или с небольшими различиями характерна для многих печей российского производства 80х годов ("Садко", "Метеор", и т.д.). Ее основное отличие от предыдущей модели со­ стоит в возможности регулировки мощности посредством микропереключателя SA4, который пери­ одически замыкается кулачками укрепленными на валу микродвигателя М2. Соотношение между временем включения и выключения SA4 в течение цикла задается с помощью ручки на панели ул­ равления. Блок управления "БУВИ-2" Данный блок управления используется во многих микроволновых печах российского произ­ водства, в частности: "Электроника 23", "Фея", "Днепрянка" и т.д. Имеются две разновидности этого блока, отличающихся цветом люминесцентного индикатора и схвмой подключения буферных усили­ телей между контроллером и индикатором. Принципиальная электрическая схема первого вариан­ та "БУ8И-2" приведена на рис. 3.3, второго на рис. 3.4 . Список комлонентов приведен в таблицах 3.3 и 3.4 соответственно, а перечень характерных неисправностей в таблице 3.5 . При замене одного ва­ рианта на другой в подводящем разъеме необходимо перепаять общий вывод с 8-й клеммы на 11-ю ипи наоборот. 8 противном случае печь будет работать, но индикатор не будет светиться.
Принципиальные электрические схемы 111 Сигнал "магнетрон", управляющий включением силового блока питания, не может быть ис­ пользован непосредственно, так как для включения реле он не обладает достаточной мощностью, а включение симистора требует развязки. Поэтому в печах предусмотрены дополнительные платы коммутации, одна из которых приведена на рис. 3.5 . Схема блока управления "БУВИ-2" во многом схожа с подробно рассмотренной далее схемой управления от микроволновой печи "Электроника СП-25". Таблица 3.3 . Перечень элементов блока управления "БУВИ-2" (1-й вариант) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 1 01 Микросхема К155ЛН1 2 02 Микросхема КМ1816ВЕ48 M5L8035LP 3 03 МикросхемR К589ИР12 4 04 Микросхема К573РФ2 К573РФ21 5 05 Микросхема К580ВР43 M5L8243P 6 06 Микросхема КР142ЕН5В 7 HG1 Индикатор люминисцентный П586 8 ВА1 Звонок пьезокерамический ЗП-3 9 VT1 -VT21 Транзистор n-p -n КТ315В 10 V01 Диод КД522Б 11 V02-V07 Диод КД212В 12 V08 Диод КД522Б 13 V1 Выпрямительный мост КЦ407А 14 Z1 Резонатор пьезоэлектрический 4608 кГц 15 С1, С2 Конденсатор 20пФ 16 С3 Конденсатор электролитический 1 мкФ ,50 В 17 С4-С7 Конденсатор О,22мкФ 18 св Конденсатор электролитический 100 мкФ, 1О В 19 С9 Конденсатор электролитический 20 мкФ, 50 В 20 С10 Конденсатор электролитический 200 мкФ, 16 В 21 С11 Конденсатор 0.068 мкФ 22 С12 Конденсатор 0.047 мкФ 23 С13 Конденсатор электролитический 200 мкФ, 16 В 24 R1 -R3 Резистор 1О К, 0.125 Вт 25 R4 Резистор 100 К, 0.125 Вт 26 R5-R9 Резистор 1О К, 0.125 Вт
112 Принципиальные электрические схемы Таблица З.З. Перечень элементов блока управления "БУВИ-2" (1-й вариант) (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 27 R10- R48 Резистор 20 К, 0.125 Вт 28 R49 Резистор 2 К, 1 Вт 29 R50 Резистор 51 Ом, 2 Вт 30 R51 Резистор 3 Ом, 0.5 Вт 31 R52 Резистор 39 К, 0.125 Вт 32 R53 Резистор 1.1 К, 0.125 Вт 33 R54 Резистор 1О К, 0.125 Вт 34 ХТ1 Колодка 0104.130.041-01 35 ХТ2 Колодка 0104.130.041-06 Таблица 3.4 . Перечень элементов блока управления "БУВИ-2" (2-й вариант) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 1 01 Микросхема К155ЛН1 2 02 Микросхема КМ1816ВЕ48 M5L8035LP 3 03 Микросхема К589ИР12 4 04 Микросхема К573РФ2 К573РФ21 5 05 Микросхема К580ВР43 M5L8243P 6 06 Микросхема КР142ЕН5В 7 HG1 Индикатор люминисцентный УИ13 8 ВА1 Звонок пьезокерамический ЗП-3 9 VT1, VT21 Транзистор п-р-n КТ315В 10 VT2-VТ20 Транзистор p-n -p КТ361 А 11 V01 Диод КД522Б 12 V02-V07 Диод кд212в 13 V08 Диод КД522Б 14 V1 Выпрямительный мост КЦ407А 15 Z1 Резонатор пьезоэлектрический 4608 кГц 16 С1, С2 Конденсатор 20 пФ 17 С3 Конденсатор электролитический 1 мкФ, 50 В
Принципиальные электрические схемы 113 Таблица 3.4. Перечень элементов блока управления "БУВИ-2" (2-й вариант) (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 18 С4-С7 Конденсатор 0.22 мкФ 19 св Конденсатор электролитический 100 мкФ, 10 В 20 С9 Конденсатор электролитический 20 мкФ, 50 В 21 С10 Конденсатор электролитический 200 мкФ, 16 В 22 С11 Конденсатор 0.068 мкФ 23 С12 Конденсатор 0.047 мкФ 24 С13 Конденсатор электролитический 200 мкФ, 16 В 25 R1 -R3 Резистор 1О К, О. 125 Вт 26 R4 Резистор 100 К, О. 125 Вт 27 R5- R9 Резистор 1О К, 0.125 Вт 28 R10, R11 Резистор 20 К, 0.125 Вт 29 R12-R15 Резистор 68 К, 1 Вт 30 R16 Резистор 750 Ом, 2 Вт 31 ХТ1 Колодка 0104.130.041-01 32 ХТ2 Колодка 0104.130.041-06 Таблица 3.5. Характерные неисправности блока управления "БУВИ-2" No Перечень характерных неисправностей Возможная причина неисправности и п/п способы ее устранения. 1 Не работает клавиатура. Тест проходит Неисправна микросхема 580ВР43 нормально 2 Сбиваются показания индикатора Неисправен стабилизатор 5V. Возможно, вышел из строя конденсатор С1 О 3 Не светится или не гаснет сегмент Неисправен транзистор в соответствующем индикатора буферном усилителе 4 Мерцает индикатор Вышел из строя один из диодов VD6, VD7 5 При включении печи не проходит тест Вышел из строя микропроцессор КР1816ВЕ35 или его аналог 6 Не работает часть кнопок на клавиатуре Обрыв контактной дорожки. Вероятнее всего вблизи одного из разъемов 7 Не светится индикатор. В остальном печь Вышел из строя диодный мост V1 работает нормально
114 Принципиальные электрические схемы 22 00 20 4 01 5 102 18 ОЗ D4 5 т--...,1--1 16 14 05 D6 07 - ..-------! CRL - г-1113 С51 l--+- ---2- --f С52 ---1-1-1 МО QO 01 02 аз Q4 05 06 07 - Ucc 21 19 17 15 10 24 св l-- 12 -----t EW GNO 1---- А С1 ~ :1-1 -4 -Z -1 --R4- ---2 -i 801 н:i 6Q2 С3 011 012 U-0 -4 - -6 --tiN'f А '~t----5-155 С4 ф 1 40~ J---2 -6 _, Udd 20 GND -- 02 ВЕ с R52 R5Э С11 10 23 11 22 12 19 1З 16 14 20 21 А L...... -- . + DO 01 02 03 D4 05 D6 07 12 1З 14 15 16 17 18 19 АО А1 А2 АЗ А4 А5 А8 А7 А8 А9 А10 - С5 ОЕ Upr ROM ALE l-1_1 ____9_ _. Р20 1-2-1 ____1_0. . .. Р21 1-22 ____ 1_1. . .. Р2 2 1-2_з____1_~-1 Р23 1-2 _4 ____1 _3 -1 РмЕ 9 14 PR" 1-2" '5 ___"" ' 1"'5-1 Р10 Р11 Р12 Р1З Р14 Р15 Р16 Р24 Р25 Р26 Р27 Р17 Т1 27 28 29 30 31 З2 зз З5 36 37 36 34 39 R54 VD8 /? VТ21 ,___________.....,,(v I'~ 009 1 01 1-1.,.,0,...---,2,.-I 02 1-1_1___з_ 1 03 13 410 11 04 14 511 10 05 15 612 9 D6 16 713 8 07 17 815 7 6 г С9 А f--+ -- 24 fll/ 12 "'Т' 1---.., "1 12 .l Р20 Р21 Р22 Р23 PROG С5 КЛАВИАТУРА РЕЖИМ 1 2 ВРЕМЯ 4 5 ЧАСЫ 7 НАГРЕВ R5R6R7R8 01З ВА1 1........jг---1\ 8 + z:::::s. " вк 014 Р40 2 8 Р41 1-3- --,9,....... Р42 4 10 ,___ __ р43 5 11 ,__ __ ... -р50 1 12 Р51 1-2""'3- -13, ,. . . -1 Р52 22 14 Р5З 1-2,.-1 -., -.,15:-11 -рва 20 16 1-----11 Р61 19 17 1-----11 р62 1-1-6 __16 - -1 Р63 1-1_1 __19 --1 -;; ;- 13 2CJ Р11 1-1,.,-4--::21:-11 Р12 l-1_s __ 2z--I р1 з 1-1-6 __2з--1 СБРОС •з 12 R8 - 8 - 9 -10 _11 VТ1 2З Е - Рис. 3.3. Блок управления, ввода и индикации для микроволновой печи "БУВИ-2" (1-й вариант) 81
Принципиальные электрические схемы 115 HG1 15 " R18 RЗВ 16 16 в с 20 D 12 Е 13 F 17 G 11 С1 С2 14 сз 16 С4 22 cs РЕЖ ВР НАГ 1ПР 2ПР ЭПР 10 конт. ЦЕПЬ -зоv -зоv -1ov -1ov - 2.SV - 2.sv 10 +SV 11 12 МАГНЕТР. 13 14 БЛОКИР. с с 81 D Е VD6 6 VD7 7 в 06 А С4-С7 III
116 А Принципиальные электрические схемы 22 20 18 18 14 13 11 DO 01 02 03 D4 D6 D6 07 С1 ао Q1 Q2 аз Q4 Q5 Q6 Q7 Ucc GNO 21 1 АО 4 2 м 19 3 А2 i---,8,....--------4--1 А3 17 5 А4 8 6 А5 15 7 NJ 10 8 д7 24 12 -- 02 10 23 А8 11 22 м _1_2__1_9-1 д10 - 13 18 cs 14 20 ОЕ 21 А --+ Upr -1:1-1...-z1___2 -1 ва1 •-J~---tЗ BQ2 DO 01 02 03 D4 05 D6 07 12 13 14 15 ВЕ 18 17 18 19 сз ROM ''-1 [}----4 -1 'S!t' ALE 1-1 _1 ____9_ Р20 1-2,..1 ____1. ., .o -I -- " R2 ЕМА Р23 Р21 ...,22,.,,.. .. ____,1.,, .1 .. .. Р22 23 12 1-2 " "4 ____,1"'з"" ,____ ..., ' PllilE 1-9__ _ _1_4-1 ' l'R " 1-2 _5____1_5_ . DO 9 1 01 """"'10-- . . .. ,2-11 02 11 з 03 1-13,_---4 -1110 11 D4 14 511 10 05 15 812 9 D6 18 713 8 07 17 815 7 8 ' SVl-2_4 __~ _г С9 ov 12 А ,....._.... -- "'Т"' .L 24 12 Р2О Р21 Р22 Р23 PROG С5 КЛАВИАТУРА РЕЖИМ 1 2 1~ ВРЕМЯ 4 5 ЧАСЫ 7 НАГРЕВ ВК Р40 1-2- -8,......, Р41 3 9 Р42 1-4, .- -_, ,10 -ll Р43511 1---1 'P SOl-1_ __ ,12-11 р51 1-2,..з_.,.1з­ р52 22 14 Р5З 1-2"' "1- ""' 15-11 Р601-20__18 - РБ1 l-1_8 __17 - P62 1-1,..8- - .1 8-11 Р63 17 19 1---1 -;;о- 13 20 ,___ .,. Р11 1-1_4 __21 - Р12 1-:-:-~:- Р1З t---1 - 8 1.f" - 9 1 -10 СБРОС _11 011 012 Р10 27 1 Р11 1-2'"'8------2:--11 '-Ч-1~..__ _. . . , _ 1~-l'"t'-1__J L __ г0--0-4--8--1111r А •~1----5--~п F в VD1 1 1 R10 Р12 29 3 Р13 1-30'="""-----4,..- " Р14 l-з_1______: __ _. Р15 1-з_2______-I Р18 1-з_з______1~ Р24 ~з,_5-------....-~ Р25 ~36:::--------t-....-----' Р28 ~3~7,....--------+-t-....--- ---- -" ' Р271-38--------r--+-r- . .. .---- --- --~ Р17 1-34--------r--+-r--+------. п 1-з-9___. . . ст ш~мю • м 999 ~ 013 /"? VТ21 ВА1 0- 1---4- - -+ -1{v +:~. 8 5 R11 ~ ' " 014 23 13 Е 12 ~ R8 VТ1 Рис. 3.4. Блок управления. ввода и индикации для микроволновой печи "БУВИ-2" (2-й вариант) 81
Принципиальные электрические схемы 117 НG1 15 А 18 в 18 с 20 D R14 12 Е 13 14 17 10 R15 8 11 15 9 14 сз 10 18 С4 11 22 12 13 ВР 14 18 18 НАГ 17 4 1ПР 2ПР 12 18 19 ЭПР 4 15 17 13 18 конт. ЦЕПЬ 14 -зоv - 'JJJV 19 - 1ov 15 -1ov 20 - 2.sv 18 - 2.sv 12 10 +5V 21 11 12 МАГНЕТР. 17 13 14 БЛОКИР. 13 22 18 в D В1 23 Е 19 VD8 8 VD7 7 А С4-С7 III
118 Принципиальные электрические схемы ХР1 VD1 R4 4 R8 ~ D VТ1 ) 11 RS 13 12 Рис. 3.5. Плата коммутации Микроволновые печи "Электроника СП-23 ЗИЛ", "Электроника СП23-1 ", "Радо-Гурман" "Электроника СП23 ЗИЛ" и "Электроника СП23-1" ничем не напоминают "Электронику СП23", поэтому остается загадкой, почему абсолютно разные печи, и конструктивно, и с точки зрения схемных решений, имеют практически одинаковые названия. Принципиальная электрическая схе­ ма бпока управпения печи представлена на рис. 3.6, а платы коммутации на рис. 3.7 . Перечень ком­ понентов блока управления приведен в таблице 3.6, блока коммутации в таблице 3.8, а перечень характерных неисправностей в таблице 3.7 . Таблица 3.6 . Перечень элементов блока управления микроволновой печи "Электроника СП-23 ЗИЛ" No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 1 01 Микросхема КР165ГФ2 2 02 Микропроцессор К145ИК1807 3 03 Микросхема К172ТР1 4 04 Микросхема ПЗУ К145РЕ2 5 05-08 Микросхема К161 ПР2 6 VT2 Транзистор КТ361Д 7 VT3 Транзистор КТ815 8 VT4-VT13 Транзистор КТ361 Д 9 V01 Диод 10 V02, V03 Диодная сборка 11 V04 Стабипитрон 12 V05 Стабипитрон 27 В 13 V06-V018 Диод
Принципиальные электрические схемы 119 Таблица 3.6. Перечень элементов блока управления микроволновой печи "Электроника СП-23 ЗИЛ" (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 14 FU1 Предохранитель 1 А 15 R1 Резистор 9.1 МОм 16 R2 Резистор 2.0 МОм 17 АЗ Резистор 9. 1 МОм 18 R4 Резистор 100 К 19 R5 Резистор 6.2 К 20 R8 Резистор 200 К 21 R10 Резистор 100 К 22 R11 Резистор 20 К 23 R12 Резистор 1.8 К, 2 Вт 24 R13 Потенциометр 33 К 25 R14 Резистор 15 К 26 R16-R20 Резистор 33 К 27 R21- R23 Резистор 20 К 28 R24 Резистор 220 Ом 29 R25, R26 Резистор 33 К 30 R28-R40 Резистор 33 К 31 R41 Резистор 100 К 32 R42 Резистор 82 К 33 R43 Резистор 200 К 34 R44 Резистор 47 К 35 R45 Резистор 20 К 36 R46,R47 Резистор 100 К 37 R48 Резистор 33 К 38 R50 Резистор 1О К 39 R52 Резистор 20 К 40 R53 Резистор 100 К 41 R54 Резистор 20 К 42 R55 Резистор 33 К 43 R56 Резистор 1О К
120 Принципиальные электрические схемы Таблица 3.6. Перечень элементов блока управления микроволновой печи "Электроника СП-23 ЗИЛ" (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 44 R57 Резистор 20 К 45 R58 Резистор 91 О К 46 R59 Резистор 100 К 47 R60 Резистор 200 К 48 R62 Резистор 33 К 49 R64 Резистор 47 К 50 R65, R66 Резистор 1.8 К 51 С1 Конденсатор 1ООО пкФ 52 С2 Конденсатор 0.033 мкФ 53 С3 Конденсатор 2200 пкФ 54 С4 Конденсатор 1ООО пкФ 55 С6,С7 Конденсатор 2200 пкФ 56 св Конденсатор 0.1 мкФ 57 С10 Конденсатор 0.068 мкФ 58 С11, С12 Конденсатор электролитический 220 мкФ, 40 В 59 С14 Конденсатор 1ООО пкФ 60 С15 Конденсатор 0.068 мкФ 61 С16 Конденсатор электропитический 47 мкФ, 100 В 62 С18 Конденсатор 2200 пкФ 63 С19, С21 Конденсатор 1ООО пкФ 64 С23-С25 Конденсатор 0.068 мкФ 65 С26 Конденсатор электропитический 2.2 мкФ, 100 В 66 С28 Конденсатор 2200 пкФ 67 С29 Конденсатор электролитический 2.2 мкФ, 100 В 68 BQ1 Резонатор пьезоэлектрический
Принципиальные электрические схемы 121 Таблица 3.7 . Характерные неисправности блока управления микроволновой печи "Электроника СП-23 ЗИЛ" No Перечень характерных неисправностей. Возможные причины неисправности и п/п способы ее устранения. 1 Горят сетевые предохранители 1. Дребезг контактов в реле KV12. Заменить реле 2. Неисправен транзистор VT4. Заменить транзистор 2 Печь не греет. Точка "НАГРЕВ" на Неисправно реле KV12. Заменить реле индикаторе светится 3 Не горят или не гаснут некоторые сегменты Неисправна одна из микросхем 05 индикатора 4 При включении блока управления не Нет импульсов на одном из выходов исчезает звуковой сигнал. На индикаторе тактового генератора 01 (2-й, 6-й, 9-й и 12-й вместо нулей высвечивается другая выводы микросхемы). Заменить микросхему информация (чаще всего 11: 11) 01 5 Не работает или неправильно работает Неисправен микропроцессор 02. Заменить клавиатура микросхему 6 После нажатия кнопки "НАГРЕВ", печь Неисправна микросхема ПЗУ К145РЕ2 включается без обычной выдержки в несколько секунд. Время работы на индикаторе не соответствует установленному 7 После нажатия кнопки "НАГРЕВ", индикатор 1. Неисправен микропроцессор 02 обнуляется как обычно, однако, в 2. Неисправен один из элементов цепи дальнейшем, отсчет времени не образованной транзисторами VТВ, VT1 О производится 8 Нет индикации 1. Сгорел предохранитель FU1 2. Вышел из строя один из эпементов стабипизатора (VОЗ, V05, VТЗ) 9 Нет звуковой сигнализации Вышел из строя один из транзисторов VТ7, VT11 Таблица 3.8 . Перечень элементов блока коммутации микроволновой печи "Электроника СП-23 ЗИЛ" No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 1 ХР1, ХР2 Разъем МРН 14-1 2 V01 Диодная сборка 3 V1 Оптрон АОТ127А 4 VT1 Транзистор n-p -n КТ8176 5 С1 Конденсатор керамический 68 нФ
122 Принципиальные электрические схемы Таблица З.8. Перечень элементов блока коммутации микроволновой печи "Электроника СП-23 ЗИЛ" (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 6 С2 Конденсатор электролитический 220 мкФ, 25 В 7 сз Конденсатор керамический 68 нФ 8 R1 Резистор 1О К 9 R2 Резистор 2.7 К 10 АЗ Резистор 1 К 11 R4 Резистор 330 Ом 12 R5 Резистор 47 Ом, 2 Вт Микроволновая печь "Электроника СП-25" Принципиальная электрическая схема лечи и блока коммутации представлены на рис. 3.8, схема блока управления на рис. 3.9 . Перечень компонентов приведен в таблице 3.11. Аналогичные схемы встречаются во многих лечах российского производства, поэтому рассмотрим ее работу бо­ лее детально. Конструктивно блок управления делится на ллату управления А1 и ллату коммутации А2. По функциональному назначению электрическую схему ллаты управления А1 можно разде- лить на: О схему формирования синхронизирующих импульсов; О схему управления; О схему индикации; О схему звуковой сигнализации. Схема формирования синхронизирующих импульсов включает в себя: резисторы R5, R6, R10, конденсаторы Сб, СВ, транзистор VT1, диод V02. При включении выключателя "СЕТЬ" на резистор R5 и конденсатор С5 подается переменное напряжение 9 В±10%, частотой 50 Гц. Резистор R5 и конденсатор С5 образуют фазосдвигающую цепочку. Переменное напряжение через резистор R6 подается на базу транзистора VT1. Конден­ сатор С6 и диод V02 предназначены для защиты транзистора VT1 от лемех и лереналряжений. Транзистор VT1, работая в ключевом режиме, формирует на коллекторе положительные прямо­ угольные импульсы с амплитудой 5 В±5%. Импульсы синхронизации в течении всего времени ра­ боты лечи лостулают на вход Т (вывод 29) микросхемы 02. В состав схемы управления входят: О микросхемы 01 - 05; О диод V01; О транзистор VT2; О кварцевый резонатор BQ1; О конденсаторы С1 - С4, С7 - С10; О резисторы R1 - R4, R8, R9, R11 - R13. Схема управления представляет собой контроллер, основным элементом которого служит микропроцессор 02. Синхронизация работы микропроцессора осуществляется кварцевым резона­ тором BQ1. Рабочая частота равна 4608 КГц. В схему синхронизации входят конденсаторы С1, С2 и резистор R4. Конденсатор СЗ и диод V01 используются для формирования логического "О" в мо­ мент включения напряжения литания. Вход "RESET" (вывод 4) микросхемы 02 используется для
Принципиальные электрические схемы 123 инициализации микролроцессора. Так как микролроцессор работает с внешней ламятью, то через резистор R3 на вывод ЕА (вывод 7) микросхемы 02 лодается налряжение +5 В±5%. Два лоследо­ вательно соединенных инвертирующих элемента 01 .1 и 01 .2 микросхемы 01 обеслечивают работу на длинную линию. На вывод 1 элемента 01 .1 микросхемы 01 через резистор R1 лодается налря­ жение 5 В. С вывода 4 элемента О 1.2 микросхемы О 1 сигнал логической "1" лодается на вход "INT" (вывод 6) микросхемы 02, разрешая работу микролроцессора. При открывании дверцы микроволновой лечи вывод 1 элемента 01 .1 замкнувшимися контак­ тами "С - Р" микролереключателя SA4 блокировочного устройства А5 лодключается к общей ши­ не, и на вход "INT" лодается сигнал логического "О". При этом останавливается отсчет заданного времени и лрекращается лодача налряжения на улравляющий электрод симистора А7 - V2. Пода­ ча СВЧ энергии в камеру лечи лрекращается. При лерегреве магнетрона транзистор VT1 схемы термореле АВ лодключает вывод 1 микро­ схемы 01 к общей шине. Воздействие термореле на схему улравления аналогично воздействию дверной блокировки. С выхода Р17 (вывод 34) микросхемы 02 лостулает сигнал в схему звуковой сигнализации. Сигнал, улравляющий включением магнетрона V1, лостулает с выхода Р73 (вывод 16) микросхемы 05 через инвертирующий элемент 01 .4 микросхемы 01 на базу транзистора VT2. Сигнал, улравляющий включением электролривода через симистор А7, лостулает на ллату питания АВ с коллектора транзистора VT16. Микролроцессор 02 работает ло слециально разработанной лрограмме, залисанной в мик:ро­ схему ламяти 04. Буферный регистр 03 служит для обеслечения согласованной работы микролро­ цессора с ламятью. Таблица 3.9. Состояния выходов микросхемы D5 No выводов Подано Нажата Нажата Нажата Нажата микросхемы напряжение кнопка кнопка кнопка кнопка A1-D5 питания "ВРЕМЯ" "РЕЖИМ" "НАГРЕВ" "ЧАСЫ" 1 О;1 О;1 О;1 О;1 О;1 2 О;1 О;1 О;1 О;1 О;1 3 О;1 О;1 О;1 О;1 О;1 4 О;1 О;1 О;1 О;1 О;1 5 О;1 О;1 О;1 О;1 О;1 13 о о 1 О;1 О;1 14 1 1 о О;1 О;1 15 1 1 1 О;1 О;1 16 1 1 1 О;1 О;1 17 1 1 1 о 1 18 1 1 1 о 1 19 1 о 1 о 1 20 о 1 о 1 1 21 1 О;1 1 О;1 О;1 22 1 О;1 1 О;1 О;1 23 О;1 О;1 О;1 О;1 О;1
124 А в 12 Рис. 3.6. Принципиальные электрические схемы D2 F1 F2 D4 FЗ 2Х1 4 10 F4 32 1Р 5 1 2Х2 2Р 8 2 ВК 30 2хз ЗР 7 13 29 1Х4 4Р9 14 К1 28 Х5 5Р 10 15 К2 27 хе 8Р1 18 VD7 28 Х7 7Р 12 17 Х1 25 21У4 ~ 8Р Х2 24 2УЗ ... "' 23 1~~ У12334 5 5 У228 38 УЗ 27 7 У4 74 R5 35 348 D31 t-+ ---"-i 53 С2 11 R3 VD15 Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "Электроника СП23 ЗИЛ"
Принципиальные электрические схемы 125 ~~~~~~~....,29~----2~ 1 11"- 'J! 2218:-7 - -- -"'t: 2 д:: :~ ~д1 В1' 41 82 21 В1 С1< " 63 8С1 t-"""-"'- - --""15 ~ 8 D10 43 ,.,. 24 D1 Е12 44 85 17 Е1 ~ 1-'1~1___~45=.85~ _ _ _1. .. ,s ~~ Н п8R65 53 21--;; - 1 'ГС2291 U 1"',~=- -- -- ;~ !' 98 В2 85 12 С2 GNt 1"'5~7'-----'1 ~3 D2 '-~'-~~~ L.__...k85:-----:2~5 Е2 д D6 59 14~ 34 ..-----ч1 с А н;!s'::=::::::::4~~~•45>t==::::::::J~Щ01~ в13 45 45 29 В3 с15 49 49 11 С3 D10 50 50 32 D3 Е12 51 51 1о Е3 F11 52 52 3FЗ ~18 >n GЗ "~39___~34-'t,__ 9 1 u 40 35А4 41 33 В4 GNC 42 4С4 •3 5D4 ._~~~~~ 44 7Е4 "~~~+----~2 1 31 ;2 "зо~+-----"i5 ~ 6 11 , __ __... 1с А ,-__,, -D_7--,, ----, 53 45 6•~ 1-:с21;-+---~2 1 А ,__,1~4--~54=--1s 37-в t-"''1••""+----"j3 2 в 1153 55 68 3 с 8569 2т ~18.._..___-= t5 ~ D15 57 70 36Н 78 8 " Е;~ 5871 оР 1-"'-'.._..____... 0: F 11 59 L.- 1§ MIN 5GH8 71 87 20 SEC -------~74"-+----тч с HG1 ] 38 D2 ~~D_1_'t--t--~ 1FIL2 FP'-----"'--~[__.___. А D6 125 21 8 ~~!--t----3"i 2 34 t'""'-'+----""15 ~ -- - -- -- '-'-1179 8 ._____,1 с 78 А;8 :<; в ,__,1~3---~628=3 "" с15 D10 64 Е 1-'1"°2----;6':--1• F11 68 ~ ,..8~--~7~5..., 85 69 FIL1 ~13 80 ~14 81 71 7185 ,л 81.------.-...~ ::: ~No~ ~-L . 1 КПАВИАТУРА 7 •' ~10 Г""'?" 8~ 9} 3, ----- -i-- ---<, ~ .---+---+-----~1-·~ ~ 16 ,,.~'+--+-5~'----8~11, ' 3 18 t~., НАГРЕВ, ВРЕМЯ~ О 1 , ' r ".r/7 А ..______..;~ 9, ' ~14 ~13 ~15 ~20 ~17 ~12 ~81 ~83 ~80 ~82 ~88
126 Принципиальные электрические схемы K-t>J-~­ C2 /-i + I 14 10()()()()() )()(){)ооо01 ХР1 R4 J_ с1 -- ХР2 1- о о о о - ..... ~ {) о о - ..... о о - ..... 14 {) Рис. 3.7. Принципиальная электрическая схема платы коммутации микроволновой печи "Электроника СП23 ЗИЛ" Для расширения числа линий вывода микропроцессора 02 служит микросхема 06. С выходов Р1 О - Р16 (выводы 27 - 33) микросхемы 02 поступают сигналы, управляющие индицированием сегментов цифровых разрядов индикатора HG1. После подачи напряжения питания микропроцессор осуществляет опрос клавиатуры, кото­ рый, в свою очередь, осуществляется путем выдачи сигналов логического "О" с выходов Р40 - Р43 (выводы 2 - 5) микросхемы 05 и анализа состояния четырех входных шин Р24 - Р27 (выводы 35 - 38) микросхемы 02. В таблице 3.9 приведены состояния выходов микросхемы 05 на различных этапах работы блока управления. Состояние О; 1 означает динамический режим работы; О - состояние логического "О" (0" .. 0 .45 В); 1 - состояние логической "1" (2.4 . ... 5 В). Характеристики импульсных сигналов управления сетками индикатора HG1 на различных этапах работы блока управления приведены в таблице 3.10 . Схема индикации включает в себя: люминесцентный индикатор HG1, транзисторы VT3 - VT21, резисторы R14- R52, диод V03.
Принципиальные электрические схемы 127 Таблица 3.1 О. Характеристики импульсных сигналов управления сетками No ВЫВОДОВ Параметры Подано Задан Нажата Нажата Отработка микросхемы напряже- уровень кнопка кнопка заданного A1-DS ние пит. мощности "ВРЕМЯ'' "РЕЖИМ" режима 1 Частота, Гц 120 60 60 120 60 Скважность 2 4/3 4/3 2 4/3 21 Частота, Гц о 60 60 о 60 Скважность 00 4/3 4/3 00 4/3 22 Частота, Гц о 60 60 о 60 Скважность 00 4/3 4/3 00 4/3 23 Частота, Гц 120 60 60 120 60 Скважность 2 4/3 4/3 2 4/3 На транзисторах VT3 - VT21 и резисторах R14 - R51 выполнены транзисторные ключи, че­ рез которые микропроцессор осуществляет управление индикатором. Свечение сегмег~тов и эле­ мен1 ов индикатора происходит при подаче на них через резисторы R23 - R31, R42 - R52 напряжения +27 В. Диод V03 необходим для создания напряжения смещения 1 В между катодом индикатора и общей шиной питания. Схема звуковой сигнализации содержит: инвертирующий элемент 01 .3 микросхемы 01, пье­ зокерамический звонок В02. Прямоугольные импульсные сигналы с вывода 34 микросхемы 02 через инвертор 01 .3 посту­ пают на пьезокерамический звонок, обеспечивая подачу звукового сигнала. Плата коммутации состоит из десяти цифровых кнопок О - 9 и пяти кнопок управления "ВРЕ­ МЯ", "РЕЖИМ", "НАГРЕВ", "ЧАСЫ", "СБРОС".
128 220V V1 М136-2 14 Рис. 3.8. Принципиальные электрические схемы FU1 SA1 ТV2 ХР2 4 М1 EL1 С1 R1 FU2 1V1 SA2 10 10 11 11 12 12 13 13 VD1 to SA3 14 V2 10 12 13 ХР1 R13 -C J1------- Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "Электроника СП-25" и блока коммутации
Принципиальные электрические схемы 129 VD3 ХР2 11 13 FU1 VD5 VD8 D1 ЕН С9 I R14 R22 14 V1 vтз -+ -+ С5 R18 + R17 R23 V2 са VТ4 + 4 -+ -+ о С7 12 I 13
130 С1 С2 С3 D11 С4 14 Рис. 3.9. Принципиальные электрические схемы 101112131415 DS D3 D4 Р40 27 Р41 28 21 АО DO Р42 29 ао А1 D1 10 8К Р43 30 01 19 А2 D2 11 02 АЗ ROM DЗ 13 10 11 Р20 Р50 1 31 22 аз 17 м D4 14 11 10 Р21 Р51 23 32 3 DO 04 А5 D5 15 12 Р22 Р52 22 зз 20 D1 05 15 А8 D8 Р23 Р53 21 34 5 D2 06 10 А7 PRO 18 D3 07 cs Р60 20 35 7 D4 1023А8 Р61 19 36 16 D5 11 22 А9 Р62 18 З7 D8 РВЗ 17 38 D7 24 Р10 13 39 Р11 14 40 Ucc ov Р12 15 41 12 Р1З 16 42 11 MD 12 EW GND D2 801 DO 12 D1 13 D2 14 R4 DЗ 15 PEЖlllM 8Е D4 16 D5 17 802 D8 18 D7 19 ALE 11 8R Р20 21 10 Р21 22 11 Р22 23 12 Р23 24 13 ЕМА РМЕ 9 14 "PR 25 15 Р10 27 16 D12 Р11 28 17 Р12 29 18 IN'r Р13 30 19 Р14 З1 20 Р15 З2 21 Р16 33 22 п Р24 35 23 Р25 36 24 Р26 37 25 40 Ucc Р27 38 26 26 Udd Р17 34 20 GND Т1 1З 81 R8 D13 Z2 .g R7 С7 н ХР1 10 12 13 Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "Электроника СП-25"
Принципиальные электрические схемы 131 R23 R42 43 43 15 А 44 16 в 45 18 46 20 с D 47 12 Е 46 13 F 49 17 44 G 50 51 11 С1 52 С2 14 53 С3 18 22 С4 45 С5 54 55 РЕЖ 58 ВР 57 НАГ 58 1ПР 59 2ПР 48 ЗПР 80 61 10 21 мин СЕК 23 1 КАТ 47 КАТ 48 49 50 51 81
132 Принципиальные электрические схемы Таблица 3.11 . Перечень элементов блока управления микроволновой печи "Электроника СП-25" No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение А1 Плата управления 1 D1 Микросхема К155ЛН1 2 D2 Микросхема КР1816ВЕ35 3 D3 Микросхема К569ИР12 4 D4 Микросхема КР573РФ2 5 D5 Микросхема КР580ВР43 6 VT1, VT2 Транзистор КТ315В 7 VТ3-VТ21 Транзистор КТ315И 8 VD1 Диод КД522Б 9 R1 Резистор 1О К 10 R2 Резистор 1О К 11 R3 Резистор 1О К 12 R4 Резистор 100 К 13 R5 Резистор 2.2 К 14 R6 Резистор 51 О Ом 15 R7 Резистор 51 О Ом 16 R8- R13 Резистор 1О К 17 R14-R52 Резистор 20 К 18 С1 Конденсатор 20 пФ 19 С2 Конденсатор 20 пФ 20 С3 Конденсатор электролитический 2.2 мкФ, 16 В 21 С4 Конденсатор 0.068 мкФ 22 С5 Конденсатор 2.2 нФ 23 С6 Конденсатор 1ООО пФ 24 С7 Конденсатор электролитический 2.2 мкФ, 100 В 25 С8-С10 Конденсатор 0.068 мкФ 26 HG1 Люминисцентный индикатор 27 801 Кварцевый резонатор 4608 кГц 28 802 Пьезокерамический звонок
Принципиальные электрические схемы 133 Таблица 3.11. Перечень элементов блока управления микроволновой печи "Электроника СП-25" (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение А2 Плата коммутации 29 D1 Микросхема К554СА3В 30 D2 Микросхема КР142ЕН5В 31 VT1, VT2 Транзистор КТ3158 32 VT3, VT4 Транзистор КТ817В 33 VD1, VD2 Диод КД522Б 34 VD3-VD12 Диод КД209А 35 V1, V2 Оптрон АОТ127 А 36 R1 Резистор 1.21 К 37 R2 Резистор 5.62 К 38 R3 Резистор 2.74 К 39 R4 Резистор 630 К 40 R5,R6 Резистор 2.7 К 41 R7 Резистор 20 К 42 R8 Резистор 430 Ом 43 R9 Резистор 2.7 К 44 R10 Резистор 20 К 45 R11 Резистор 100 К 46 R12 Резистор 620 Ом 47 R13 Резистор 330 Ом 48 R14 Резистор 1.2 К 49 R15 Резистор 1 М 50 R16 Резистор 1 М 51 R17 Резистор 1.2 К 52 R18 Резистор 1О К 53 R19 Резистор 1О К 54 R20 Резистор 1О К 55 R21 Резистор 3 Ом 56 R22 Резистор 68 Ом 57 R23 Резистор 47 Ом
134 Принципиальные электрические схемы Таблица 3.11 . Перечень элементов блока управления микроволновой печи "Электроника СП-25" (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 58 С1, С2 Конденсатор 0.068 мкФ 59 С3 Конденсатор электролитический 100 мкФ, 16 В 60 С4 Конденсатор электролитический 100 мкФ, 16 В 61 С5,С6 Конденсатор электролитический 2.2 мкФ, 100 В 62 С7 Конденсатор электролитический 63 С8,С9 Конденсатор электролитический 470 мкФ, 25 В 64 С10-С13 Конденсатор 0.068 мкФ 65 FU1, FU2 Предохранитель 1 А Микроволновая печь "Фея" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.1 О, перечень элементов блока коммутации в таблице 3.12. В качестве блока управления в печи используется блок "БУВИ-2", рассмотренный ранее. Таблица 3.12 . Перечень элементов блока коммутации микроволновой печи "Фея" No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 1 VD1 Диодный мост КЦ405А 2 VD2 Оптосимистор ТСО 142-40-Б 3 VT1 Транзистор КТ315Г 4 VT2 Транзистор КТ817Б 5 С1 Конденсатор электролитический 220 мкФ, 25 В 6 С2, С3 Конденсатор 0.01 мкФ 7 R1, Резистор 1О К 8 R2 Резистор 1 К 9 R3,R4 Резистор 24 Ом, 2 Вт
FU1 -22.0V ХР1 ХР2 ЦЕПЬ -2 5V -2 5V ОБЩИЙ -2rN - 2ov -1rN - 1rN МАГНЕТРОН БЛОКИРОВКА +5V ' Принципиальные электрические схемы SA1 ХР1 SA2 XS14 ХР2 11 конт хsэ 1214 10 RЗ VD2 R1 R2 D~xs12 В1В ТРАНСФОРМАТОР В/В КОНДЕНСАТОР В/В ДИОД l_----------------------------------------------------------- XS14 Рис. З.10. Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "Фея" 135 ХР7 XS13
136 Принципиальные электрические схемы Микроволновая печь "Берегиня" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.11, блока управления на рис. 3.12, плата питания и ппата клавиатуры на рис. 3.13 . Перечень компонентов блока управления приведен в табпице 3.13. SQ1 R2 11 VS1 FU2 14 18 17 К1 18 Рис. 3.11 . Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "Берегиня"
Рис. 3.12. Принципиальные электрические схемы АЗ мощность ФОРСИ РОВ СТАРТ АВТОСТАРТ СБРОС 10 11 12 13 14 ' ------------------------------------------------------------------------ r-------------------------------------------------------------------------------------------------- . . . - -- -1 VD1-VD4 Е1 С1 + STU R1 D1 ov Х2 ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' j : : L-------------------------------------------------------------------------------------------------------1 137 Принципиальные электрические схемы платы питания и платы клавиатуры микроволновой печи "Берегиня"
138 Принципиальные электрические схемы DD1 DD2 DDS с 51 D1 DO D1 DO 2 RO 18 21 1 19 А8 FO 3 J:1шl:2 802 Р2О о о о о 5 R1 19 22 2 18 А9 F1 4 1 801 Р21 1 1 1 6 R2 1....1! __ _ __1! _ ,__ 23 3 RG 17 А10 F2 7 RG 2 INTO Р22 2 2 2 CPU 24 4 1В А11 FЗ 8 9 RЗ -г -г 25 13 iN'f1 Р23 3 3 3 3 17~ 25 5 15 А12 F4 13 12 R4 14- Р24 4 4 14 4 4 18 R5 ~~ то 2В 8 14 А13 F5 5 Р25 5 5 17 5 Т1 27 7 FB в 1s RB Р26 в в 6 в _!О_ ,__ 28 8 ч~ RxD Р27 7 7 -7 7 - 12.. TxD - 39 DO 14 11,_ _ - WR 11~ ~ РОО L 20 10 20 10 ~ 38 D1 17 9 ,__ +U 3 1 r-oE +U R5T РО1 D2 ОЕ 10 17 10 17 ~J.L__1 _!_ - 37 ov ov DЕМА РО2 зв DЗ ~ РО3 DDЗ DD6 Р1О 35 D4 352 2 РО4 D1 DO DA DB Р11 РО5 34 D5 DO 1 19 АО DO 1 19 FO ~ о о о о ~ Р12 33 DB D1 2 18 А1 D1 2 18 F1 14 54 4 рОВ 32 D7 1 1 1 1 17 F2 Р13 РО7 D2 3 RG 17 А2 D2 3 55 5 2 2 2 8D 2 +--О sв---е Р14 - 30 ALE DЗ 4 1В АЗ DЗ 4 1В FЗ 15 ALE 3 3 3 3 Р15 D4 5 15 мD4 5 15 F4 ___] _ ~1В WR 4 4 4 4 Р16 WR RD D5 в 14 А5 D5 в 14 F5 10 Z!N в RВ 17 5 5 5 5 ~ D6 7 " АВ DB 7 6 13 FB ,__ Т50 в в ~ P5EN 29 D7 8 А7 D7 8 12 F7 Vcc 7 7 7 7 ,....__ 20 17 ALE 11>-- ,....__ RD 11 r:;-- r- 20 10 GND L 20 10 +U 17 9 ,__ +U 10 12 9r-- 10 17 ОЕ ov 17 ОЕ ov 26 С13 RЗВ RЗ4 г-----1 R51-R58 R61-RB8 DD7 R31 ~ ко DO RЗS АО 8 А ~ К1 А1 7 о 9 DO RЗВ 1 о D1 f-03 -CJ К2 А2 в 10 2 1 11 D2 АЗ 5 2 С11 [~ кз 3 r---- А4 4 "' 13 DЗ 4 .,, з 14 D4 .,.. ~ К4 А5 з " 4 5 о DA1 АВ 2 з:: 5 15 D5 ~ К5 в DB А7 1 1Ь С15 Вt> ,J!. FG 7 в17D7 ,__ ~ кв А8 23 п~ в 7 А9 22 9 ,....__ ~ К7 А10 19 3 ;L~ 10 +U 10 P5EN 18~ 2 4 - R32 ov >--- 1 20 Cs RЗЗ +U 24 10 10 21~ 12 17 UP ov тт 17 DD4 3 1 r-- -- 4 2& 12 9 С4 10 13 10 ::С5 5 з- в 4&в 11 :: св 10 5 :: С7 11 9- 10 10&8 12 :: св 9 11 :: С9 10 14- +U 17 7 :: С10 ov - 11 17 VD17 -- "'"' R41 30 10 Рис. 3.13. Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "Берегиня"
Принципиальные электрические схемы 139 10 OOOOODDR 7 -R 13 DD9 HL1 RO 1 16 14А G1 15 5W1 1 5n 1 11 5W2 R1 2 15 13в 2 2 ·н G2 5W3 R2 3 3 14 12 с G3 6 3 4 6 5W4 R3 4 4 13 D G4 4 2 5W5 R4 5 12 5 G5 5 5 11 7 Е 16 10 R5 6 Um R6 7 6 6 F ~ 7 7 10 10 G Un 17 8 1--- 'CYD 9 3 ov 1 16 н ov ~~~-ооо 9 Щ_] 1 OV ~5 16 bl;ГI DD10 9 R40 UJH1 51 1 1 16 5W1 9 52 2 1 5n 15 1 5W2 53 3 2 2 14 5W3 54 4 3 3 13 5W4 VТ1 1 55 4 4 5 5 12 5W5 L1 6 5 11 5L1 L2 7 6 6 10 5L2 10 7 7 ~ 17 6 ,....__ ,....__ ,_о__ OV CYD R27 ~19 110 0119 1 0011 DD14 1413 2/1 Х3 D1 DO FO А11 1 15 1 .l ко 3 2 о о 1 о К1 4 5 F1 А12 2 1 14 2 1 1 А13 2 DМХ 13 3 К2 7 RG 6 F2 3 2 2 3 2 К3 6 9 F3 4 1--- 12 4 3 3 3 К4 13 12 F4 17Г5 Е1 11 5 4 4 Е2 4 К5 145 16 F5 15 6 10 6 5 5 К6 176 15 F6 Е3 ,.!! ... ._ 6 10 16 1--- 6 К7 F7 +U 7 7 7 7 17 6 ov о-- Х1 RD 11 t--- 1--- К3 . --- L 20 10 12 6 1 1--- +U 17 К5 '10 ОЕ 10 L__ ov - .-- VD1 -VD5 3 L1 L2 К4 '2" DD12 ? OR30 К6 >-:;- 3 D1 DO ·~ ???? К7 '6 FO о К1 г--:г F1 4 1 1 63 ко 9 F2 7 RG 2 2 К2 '"14 FЗ 6 3 94 к10 1 3 125 1 2 3 4 5 r--;- F4 13 4 4 кв .-- F5 14 16 13 5 5 К9 r--; -;- F6 17 6 15 \___ 6 R19 R20 ю~ R23 R24 11 - 7 7 i1 К10 :i:: WR 11- - L 20 5 1 +U ОЕ ov ,.!.О.___ VD6- Х2 VD11 ?????5L1 г-:;-- DD13 5L2 ~ D1 DO 26 г---:r FO 3 о 2 13 гз- о F1 4 1 1 5 25 7 F2 7 RG 6 44 '"""ii 2 2 F3 6 3 3 9 1~7 F4 13 4 12 rв- 4 F5 14 5 16 - 175 6 15 ~: 51 -6 7 7 Х3 WR 11 I--- 1--- ~: 52 L 20 4 1- +U ОЕ ov _!О__ 1к10 VD14[): 53 К10 VD15 J 53 1 VI
140 Принципиальные электрические схемы Таблица 3.13. Перечень элементов блока управления микроволновой печи "Берегиня" No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение А1 Пульт управления 1 DD1 Микросхема КР1816ВЕ31 2 DD2, DD3 Микросхема КР580 3 DD4 Микросхема КМ555ЛИ3 4 DD5 Микросхема К555ИР27 5 DD6 Микросхема КР580ВА86 6 DD7, DD8 Микросхема КС573РФ2 7 DD9, DD10 Микросхема К1109КТ23 8 DD11 Микросхема К555ИР22 9 VD1 -VD11 Светодиод АЛ307БМ 10 VD12-VD15 Диод КД522Б 11 VD17 Светодиод АЛ307БМ 12 VT1 Транзистор КТ630Б 13 81 14 DA1 Микросхема КР1407УД2 15 Н1 16 R1 Резистор 17 R2 Резистор 18 R3 Резистор 19 R4 Резистор 20 R51- R58 Резистор 21 R61- R68 Резистор 22 R7- R18 Резистор 23 R19- R24 Резистор 24 R25 Резистор 25 R26 Резистор 26 R27 Резистор 27 R29 Резистор 28 R30 Резистор
Принципиальные электрические схемы 141 Таблица 3.13. Перечень элементов блока управления микроволновой печи "Берегиня" (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 29 R31 Резистор 4 7К 30 R32 Резистор 51 О Ом 31 R33 Резистор 4 7К 32 R34 Резистор 7.5К 33 R35 Резистор 24К 34 R36 Резистор 56К 35 R37 Резистор 510 Ом 36 R38 Резистор 3.3К 37 R39 Резистор 38 R40 Резистор 39 R41 Резистор 360 Ом 40 R42 Резистор 41 С1, С2 Конденсатор К10-7В М750 47 пФ 42 С3 Конденсатор К50-35-25В 22 мкФ 43 С4-С10 Конденсатор К10-7В-Н90 0.068 мкФ 44 С11 Конденсатор К50-35-63В 1О мкФ 45 С12 Конденсатор К22-5 430 Пф 46 С13 Конденсатор К22-5 68 Пф 47 С14 Конденсатор К10-7В-Н90 0.068 мкФ 48 С15 Конденсатор К22-5 2200 Пф 49 Х1 Розетка ОНП-СГ-83-14/42-6,5-Р55 50 Х2 Вилка СНП 40-86 51 Х3 Вилка СНП 40-56 А2 Плата питания 52 01 Микросхема КР142ЕН5А 53 VD1 --VD4 Диод КД226А 54 VD5 Диод КД105А 55 Е1 Диодный мост КЦ407А 56 R1 Резистор 15 К
142 Принципиальные электрические схемы Таблица 3.13 . Перечень элементов блока управления микроволновой печи "Берегиня" (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 57 С1 Конденсатор К50-35-16В 4700 мкФ 58 С2 Конденсатор К50-35-16В 100 мкФ 59 С3 Конденсатор К73-17-250В 0.22 мкФ 60 С4 Конденсатор К50-35-63В 470 мкФ 61 С5 Конденсатор К73-17-250В 0.22 мкФ 62 Х1 Розетка СНП40-5Р 63 Х2 Вилка СНП40-8В Микроволновые печи "Мрия", "Эмита" (без гриля) Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис.3.14. Перечень компонен­ тов блока управления приведен в таблице 3.14, характерные неисправности в табпице 3.15 . Определенную спожность представляет разборка печи, при попытке добраться до блока уп­ равления. Для этого нужно снять кожух, вывернуть винты крепящие переднюю панель к корпусу, снять ручки с панели управления и затем при полностью открытой дверце снять переднюю панель. Таблица 3.14 . Перечень элементов блока управления микроволновой печи "Мрия" No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 1 01 Микросхема К561 ЛА7 2 VТ1 Транзистор КТ3102Е 3 VT2 Транзистор КТ117Г 4 VS1 Симистор ТС122-25-5-1 5 VD1, VD2 Диод КД105Б 6 VD5, VD6 Диод КД522Б 7 VD3, VD4 Стабилитрон Д814Д 8 R1 Резистор 56 К 9 R2 Резистор 510 К 10 R3,R4 Резистор 68 К 11 R5 Резистор 4.7 К 12 R6 Резистор 100 Ом 13 R7 Резистор 51 Ом
Принципиальные электрические схемы 143 Таблица 3.14. Перечень элементов блока управления микроволновой печи "Мрия" (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 14 R8 Резистор 1О Ом 15 R9 Резистор 100 Ом, 2 Вт 16 С1 Конденсатор электролитический 50 мкФ, 25 В 17 С2 Конденсатор 1О мкФ, 63 В 18 С3,С4 Конденсатор 0.47 мкФ 19 С5 Конденсатор 0.1 мкФ 20 С6 Конденсатор 0.1 мкФ, 630 В Таблица 3.15. Характерные неисправности блока управления микроволновой печи "Мрия" No Перечень характерных неисправностей. Возможные причины неисправности и п/п. способы ее устранения. 1 Нет нагрева 1. Вышел из строя переменный резистор "POWER", расположенный на панели управления 2. Не включается один из микропереключателей
144 А1 Рис. З.14. FU1 Принципиальные электрические схемы NOISE FILTER NEON LАМР • STARТ R1 3,4 FAN MOTOR DRNE МОТОR TIMER МОТОR LАМР нv CAPASIТOR МAGNEТRON МAGNEТRON тсо DOOR POWER А1 Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "Мрия" HV DIODE
Принципиальные электрические схемы Микроволновые печи "Эмита" (с грилем), "Юкон" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.15 145 Характерной неисправностью данной микроволновой печи является перегорание предохра­ нителя FU2, при отсутствии для этого достаточных оснований. При этом гриль будет функциониро­ вать нормально, а микроволнового нагрева не будет. Если такое произошло с Вашей печью, вы безболезненно можете увеличить номинал предохранителя с 1 А до 2 А. При этом, свои основные функции он будет выполнять столь же успешно, но перестанет перегорать по недоразумению. NOISE FILТER CAVIТY тсо RY MONITOR SIW ~-+-·-...--~--------------г-_,,--_--""1-,_--_--_-.;...~-<Ll..D---------..--<;т.,__ _____,, \----------------------------_1 GRILL HEATER т%GNETRON TIMER START RESISTOR 20W ЗOohm FU2 PRIМARY MICROWAVE SIW VPC RY Рис. 3.15. Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "Эмита" Микроволновая печь "Лена" HV CAPASIТOR Силовая часть печей "Лена" и рассматриваемых далее печей "Мила" значительно отличается от установившегося стандарта, поэтому рассмотрим ее более подробно. Т1 1-~ Т2 D3 Обратная связь Магнетрон Рис. 3.16 . Принципиальная электрическая схема высоковольтного блока питания микроволновой печи "Лена" Основное отличие заключается в том, что вместо схемы удвоения используется выпрями­ тельный диодный мост 03 (рис. 3.16). Это приводит к тому, что магнетрон работает в оба полупе­ риода сетевого напряжения. Чтобы не допустить, при этом, удвоения мощности, на которое магнетрон не рассчитан, симистор 02 работает в режиме фазовой регулировки мощности, отсекая часть каждого из полупериодов. Однако уровень задаваемой мощности, регулируется не фазовым сдвигом, а за счет ее ступенчатого изменения, как и в остальных конструкциях печей.
146 Принципиальные электрические схемы Высоковольтный диодный мост соединен с общей шиной через резистор R1, с которого в схе­ му управления поступает сигнал обратной связи. Накал на магнетрон подается от отдельного на­ кального трансформатора Т1 (исключение составляют некоторые первых модели, в которых накальная обмотка располагалась на силовом трансформаторе). Поскольку высокое напряжение со вторичной обмотки трансформатора в дальнейшем не удваивается, как обычно, оно изначально имеет более высокое значение. Поэтому трансформаторы данного типа печей не могут быть заме­ нены на трансформаторы от печей других типов. В процессе производства печь постоянно модернизировалась, не меняя названия. Поэтому конечный вариант заметно отличается от исходного. В связи с этим, приводятся два варианта кон­ струкции: один из первых и один из Г'оследних. Принципиальная электрическая схема последнего варианта печи представлена на рис. 3.17. Блок управления состоит из платы управления АЗ (рис. 3.18), платы коммутации А4 (рис. 3.19) и платы клавиатуры и индикации А 1 (рис. 3.20). Началь­ ный вариант представлен схемой печи (рис. 3.21) и платой коммутации (рис. 3.22). Остальной час­ ти блока управления модернизация не коснулась. Перечень компонентов платы управления приведен в таблице 3.16, а платы коммутации в таблице 3.17 . Список характерных неисправностей приведен в таблице 3.18.
Принципиальные электрические схемы 147 А1 м конт конт. конт. конт. 12 22 34 213 33 27 314 21 24 15 21 33 17 23 8 19 53 51 55 36 23 34 51 10 10 11 11 42 12 16 28 43 13 18 28 40 14 19 31 44 154 32 41 16 30 45 36 172 53 45 183 55 19 60 20 37 21 70 38 22 33 23 24 25 26 71 57 62 66 37 1 64 36 63 65 27 Х1 Х1 23 59 64 конт 1 20 22 21 57 65 27 23 26 25 30 31 32 70 71 42 43 44 60 60 37 56 38 29 SВ4 58 43 м 42 29 44 59 80 57 ~~--- ''---------~----------------------- §!____ 58 Рис. 3.17. Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "Лена" (последний вариант)
148 Принципиальные электрические схемы 6 1 DD2 DD4 =1 215 1 13 11 4 2 :::::6 с 1 3 S1 а1 3 5 R1 -в 4 15 RG 12 2 6~т 9 D 2 Q2 ~10 6 2 6 7R2 -14 6 10 ~11 11 33 12~ аз 7 4 -1 6 14 5 11 RЗ 1 R Q4 :::::2 9 2 44 14~ -3 10 6 5 15 R4 ;:::4 11 В....1- с 1 ,.._ 6 ~ =12 12 в ........,1. Е :::::6 13 ______i_ D RG 4 =13 14 2 ,_____ - 4 ,.._ ,. .... ...§ .. R 6 г-- DD7.1 6..--- _15 VD1 ~ &4 - ~ VD2 - tw• ." DD1 - 16 6 DO 23 1 Q1 ,!!...- ~17 5 R2 22 2 ~ 7 - R1 D1 рс СТ2 Q4 ~ 16 4 D2 21 3 а5 - RO 20 4 4 DЗ Q6 ;:L А 1 D4 19 5 Q7 _Lc1 СР D5 16 6 Q6 13 10 15 7 Q9 :JI: ·- 11 26 6 а10 14 '16 11 12 27 9 а11 J_ 13 26 10 012 1 С2 14 25 11 11 2 ::: VDЗ .-- R Q13 16 16 126 1 Q14 3 14 24 13 ~· 16 17 17 14 DDЗ 1 F29 15 Гвг.~ DD32 с 2 гflз DDЗ.З L_ 12 3 & 11 DD8 13 6 13 ~ 12 s а ,__ тт BS1 11 R1 r: D BQI R2 ~1 с IГll 003.4 12 IU 6 & 10 R QI сз С4 С5 ( R7 -l' 9 ] т? -- ~ R5 -- ~ VТI 2±~' RВ 4 6 I в - 21 222419 20 [l5 J )))) 1) Рис. 3.18 . Принципиальная элекц1ическая схема платы управления микроволновой печи "Лена"
Принципиальные электрические схемы 149 DD8, 27 DD9 DD10 VТ9 12 PROM 11 10 12 15 R9 с в 10 КТ9 ~~~~~~---~~~~~1--~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~о R22 в D72 А & VD13 VТ8 КТ12 с С15 С16 • С9 VD17 I 26 32 33 35 35 11. 31 6З4 зо
150 Рис. 3.19 . Принципиальные электрические схемы 18 17 R15 I R21 cs КV1 R22 А R7 R20 С4 I Принципиальная электрическая схема платы коммутации микроволновой печи "Лена" (по­ следний вариант)
Принципиальные электрические схемы 151 • R51 VТ10 ~v R34 С7 J: R29 R30 14 VDB VD10 VD12 VD13 R35 С10 VD7 R36 I I VD14 VD16 15 С9 Rз7 + 13 R27 11 12 о
152 Рис. З.20. Принципиальные электрические схемы 12 6 ПУС~ о 1 07 о10 22 011 о 25 13 18 20 24 26 23 19 14 21 17 10 11 12 13 14 15 18 17 HG1 Принципиальная электрическая схема платы клавиатуры и индикации микроволновой печи "Лена"
Принципиальные электрические схемы 153 А1 АЗ м конт конт конт конт 12 36 213 35 314 34 15 33 17 42 43 37 10 10 11 11 53 12 18 13 18 52 14 19 24 15 23 16 17 18 19 20 21 57 22 23 24 25 26 КV1 А5 А5 42 43 59 29 44 63 45 64 65 59 1V3 64 20 1 22 27 83 81 57 82 28 25 С1w 30 I 31 32 57 58 42 43 44 56 45 58 56 SВ4 58 29 м 57 А2 FU1 '"' ~ Рис. 3.21. Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "Лена" (ранний вариант)
154 18 Рис. З.22. Принципиальные электрические схемы VТ12 RЗ DD1 s а тт D с 12 R а Принципиальная электрическая схема платы коммутации микроволновой печи "Лена" (ран­ ний вариант)
Принципиальные электрические схемы 155 22 R42 VD14 R43 DA5 21о 26 25 R43 R45 24 R29 14 12 15
156 Принципиальные электрические схемы Таблица 3.16. Перечень элементов платы управления микроволновой печи "Лена" No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 1 DD1 Микросхема КР1016ВИ1 2 DD2 Микросхема К561 ИР2 3 DD3 Микросхема К561ЛА7 4 DD4 Микросхема К561ТР2 5 DD5 Микросхема К561ИЕ16 6 DD6 Микросхема К561ТМ2 7 DD7 Микросхема К561ЛА7 8 DD8, DD9 Микросхема К561 ЛН2 9 DD10 Микросхема К556РТ4А 10 VT1 Транзистор КТ209К 11 VT3 Транзистор КТ3156 12 VТ4 Транзистор КТ361 Г 13 VТ5 Транзистор КТ814Б 14 VT8 Транзистор КТ817Б 15 VТ9 Транзистор КТ31 О2АМ 16 VD1 -VD5 Диод КД522Б 17 VD6-VD14 Диод КД105Б 18 VD15 Стабилитрон КС212Ж 19 VD16 Стабилитрон КС156А 20 VD17 Стабилитрон КС147А 21 R1 Резистор 8.2 К 22 R2,R3 Резистор 43 К 23 R4 Резистор 100 К 24 R5 Резистор 3.3 К 25 R6 Резистор 510 К 26 R7 Резистор 20 К 27 R8 Резистор 1О К 28 R9 Резистор 3 К 29 R10 Резистор 2 К 30 R11 Резистор 15 К
Принципиальные электрические схемы 157 Таблица 3.16. Перечень элементов платы управления микроволновой печи "Лена" (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 31 R12 Резистор 1О К 32 R13 Резистор 3 К 33 R17, R18 Резистор 7.5 К 34 R19 Резистор 2.7 К 35 R20 Резистор 51 Ом 36 R21 Резистор 820 Ом 37 R22 Резистор 51 К 38 R25 Резистор 510 К 39 R26 Резистор 20 К 40 R27 Резистор 1О К 41 R28 Резистор 3 К 42 R29 Резистор 2 К 43 R32 Резистор 100 Ом 44 R33 Резистор 3.3 К 45 С1, С2 Конденсатор Н90 0.1 мкФ 46 -СЗ Конденсатор М47 15 Пф 47 С4 Конденсатор КТ - 4 23 - 6\25 48 С5 Конденсатор М47 15 пФ 49 св Конденсатор Н90 0.1 мкФ 50 св Конденсатор электролитический 220 мкФ 40 В 51 С9 Конденсатор электролитический 479 мкФ 25 В 52 С10 Конденсатор электролитический 20 мкФ 16 В 53 С11,С13 Конденсатор Н90 0.1 мкФ 54 С14 Конденсатор электролитический 20 мкФ 16 В 55 С15, С16 Конденсатор Н90 0.1 мкФ 56 С17 Конденсатор Н90 0.1 мкФ 57 С18 Конденсатор М1500 1000 Пф 58 PS1 Звонок пьезокерамический ЗП-1 59 BQ1 Резонатор РК372. 4А- 32.768К - А
158 Принципиальные электрические схемы Таблица З.17. Перечень элементов платы коммутации микроволновой печи "Лена" No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 1 DA1, DA2 Микросхема КР140УД608 2 V1, V2 Оптопара АОТ1286 3 KV1 Реле РЭС22 4 VT1 Транзистор КТ209К 5 VT2 Транзистор КТ3102АМ 6 VT3 Транзистор КТ209К 7 VT4 Транзистор КТ3102АМ 8 VT5, VT6 Транзистор КТ209К 9 VT7,VT8 Транзистор КТ817Б 10 VT9 Транзистор КТ209К 11 VT10, VT11 Транзистор КТ3102АМ 12 VD1 Стабилитрон КС168А 13 VD3-VD5 Диод КД522Б 14 VD6, VD7 Стабилитрон КС168А 15 VD8-VD11 Диод КД105Б 16 VD12. VD13 Диод КД522Б 17 VD14-VD17 Диод КД105Б 18 VD18 Диод КД522Б 19 R2 Резистор 1 К 20 R3 Резистор 1.5 К 21 R4 Резистор 100 К 22 R5 Резистор 20 К 23 R6, R8 Резистор 1О К 24 R7 Резистор 3 К 25 R9 Резистор 15 К 26 R10 Резистор 100 К 27 R11 Резистор 1О К 28 R12 Резистор 1 М 29 R13 Резистор 6.8 К
Принципиальные электрические схемы 159 Таблица 3.17 . Перечень элементов платы коммутации микроволновой печи "Лена" (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 30 R14 Резистор 1О К 31 R15 Резистор 1 К 32 R16 Резистор 20 К 33 R17 Резистор 3 К 34 R18 Резистор 100 К 35 R19 Резистор 3 К 36 R20 Резистор 5.1 К 37 R21 Резистор 100 К 38 R22 Резистор 220 К 39 R23 Резистор 160 К 40 R25 Резистор 20 К 41 R26 Резистор 5.1 К 42 R27 Резистор 20 К 43 R29 Резистор 20 К 44 R30,R31 Резистор 1.5 К 45 R32 Резистор 20 К 46 R33 Резистор 1.5 К 47 R34, R35 Резистор 820 Ом 48 R36 Резистор 100 К 49 R37 Резистор 1.5 К 50 R38 Резистор 2 К 51 R39 Резистор 750 Ом 52 R40, R41 Резистор 120 Ом 53 R42 Резистор 100 К 54 R43 Резистор 1.5 К 55 R44 Резистор 2 К 56 R45 Резистор 75 Ом 57 R46,R47 Резистор 120 Ом 58 R48 Резистор 1.5 К
160 Принципиальные электрические схемы Таблица З.17. Перечень элементов платы коммутации микроволновой печи "Лена" (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 59 R51 Резистор 5.1 К 60 R52,R53 Резистор 1о К 61 С1 Конденсатор электролитический 22 мкФ 25 В 62 С2 Конденсатор электролитический 1О мкФ 20 В 63 С3 Конденсатор электролитический 22 мкФ 25 В 64 С4 Конденсатор 0.22 мкФ 65 С5 Конденсатор электролитический 2.2 мкФ 63 В 66 С7,С8 Конденсатор электролитический 220 мкФ 25 В 67 С9 Конденсатор электролитический 1ООО мкФ 25 В 68 С10 Конденсатор 1ООО Пф 69 С11 Конденсатор 0.1 мкФ
Принципиальные электрические схемы 161 Таблица 3.18. Характерные неисправности блока управления микроволновой печи "Лена" No Перечень характерных неисправностей. Возможная причина неисправности и п/п. способы ее устранения. 1. Печь не выключается 1. Плохой контакт в кнопке "ПУСК" запуске не успевает зарядиться конденсатор С6 на плате управления. Наклеить кусочек металлической фольги на контактирующую поверхность кнопки 2. Неисправна микросхема DD6. Заменить микросхему 2. 1. При неработающей печи слышен гул. В Вышел из строя симистор КУ208. Вместо полнакала горит лампа него лучше поставить ТС122 2. Дымит накальный трансформатор 3. Нет индикации Вышел из строя кварцевый резонатор 4. При нажатии кнопки "ПУСК" печь не 1. Не нажимается верхний включается микропереключатель на дверце 2. Вышел из строя оптрон V2 5. В момент зажигания светодиода, 1. Неисправен магнетрон. Допускается сигнализирующего о включении нагрева, замена магнетронов "Блесна-2" и " печь отключается М-105 и аналогичные ему. При этом нужно переключить накальные провода с 6-и волыовой обмотки на 3-х волыовую 2. Сгорело сопротивление обратной связи (6.2 Ом, 5 Вт) или один из транзисторов VT1, VT2, VT9 3. Неисправна микросхема DA2 Микроволновая печь "Мила" Принципиальная электрическая схема блока управления представлена на рис. 3.23, а микро­ волновой печи на рис. 3.24. Перечень компонентов блока управления приведен в таблице 3.19. Наиболее характерной неисправностью является перегорание предохранителя 1 А в цепи на­ кального трансформатора. В этом случае желательно заменить симистор КУ208Г на ТС122.
162 VD1 VD2 Х2/8 >------+ -+- - -< - >Х2/6 12V Х1/З Х2/10 Х2/9 ~ зп С4 Х217 VD19 Х1/5 Х1/4 Принципиальные электрические схемы КОР тм ПР ВР вv HG1 DD4.2 712146543 21131111098 с 13 01 21 D RG 12 т 029 2 аз1 3 11 1 R 041 4 С28 .{!'/ VТ1 Rб5 12V +С7С9 6V +С5 I:- VD9 +С6с10 .{!'/ R11 VТ2 -12V Рис. З.23. Принципиальная электрическая схема блока управления микроаолновой печи "Мила"
6V MS 10 с СТ2 11 R R32 R27 Принципиальные электрические схемы 210с VD13 s 1Т D с R s 1Т D с R а 13 о а о С16 I12V QR54 163 Х1/1 Х1/9 Х1/10 Х2/З Х214 Xl/11 К1 12V Х212 Xl/9 ( Х211 Xl/2 12V
164 Принципиальные электрические схемы А2 БК ЦЕПЬ lкон "4КV 111 ~·- -& ·-- - ""' -- -.кv 112 VD2 -.кv 113 ~ ~VD4R1 г-1-15 ТV2 6 17 1 CJ-- КОРПУС 1 2 1 - 13 ) ~ ДАТЧИК ТОКА ( 1 19 - 220V 1 ) k1 VТ1 ) 4, 16 r8 VD'Ц""'"r~1 7 ) Pt'\ 5 УПРАВ ВЫСОКJ 6 ./ ' k1 VТ2 19 .) 1" 2} 9 ..... 1./1\ 6 ТV3 УПРАВ НАКАПАI 5 17 1 6 - 3 г----1 -220VНАК 14 ~1 .. .. .. ___. 14 ДАТЧИК ТЕМП ( 14 r r ) " ТV1 ) t 20 20 11 1 2 ) 1.., 15 J МAGNEТRON 16 )1 2 3) ш FU1 .) 1" 12 DT )1 14 7 J 883 _,_ 10 -"" ' < J 220V .) 9 22 8 ,.., А А_А_ ...L.. .... , 'Гl ~ L..J -- ,.J-Y-Y У '- - 16 -- 18 [JFU2 -- 3 685 EL 17 18 . 22 1 23 м А1 17 БУ Х1 23 ЦЕПЬ кон 1 НАКАЛ СТАРТ 1 2 НАКАЛ РАБ 2 3 -220VНАК 3 4 ОБЩИЙУПРАВ 5 5 УПРАВ ВЫСОК 6 6 УПРАВ НАКАЛА 7 7 - 10V 8 6 - 1ov 11 Х2 ЦЕПЬ кон 9 • 12V 1 10 сто 2 11 -15V 3 12 -15V 4 13 ДАТЧИК ТОКА 6 14 ДАТЧИК ТЕМ 7 15 ОБЩИй 11 Рис. 3.24. Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "Мила"
Принципиальные электрические схемы 165 Таблица 3.19 . Перечень элементов блока управления микроволновой печи "Мила" No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 1 001 Микросхема КР1016ВИ1 2 002 Микросхема К561ЛА7 3 003 Микросхема К561 ИР2 4 004 Микросхема К561ЛА7 5 005 Микросхема К561ТР2 6 006, 007 Микросхема К561 КП2 7 008, 008 Микросхема К561ИЕ16 8 0010 Микросхема К561ТМ2 9 ОА1 Диодный мост КЦ405 10 ОА2 Микросхема КР140УД701 11 Од3 Диодный мост КЦ405 12 НА1 Звонок пьезокерамический ЗП-1 13 HG1 Индикатор ИЛЦ - 517 тип1 14 К1 Реле РЭК53 15 881 - 8818 Выключатель кнопочный 16 V1, V2 Оптопара транзисторная АОТ128Е 17 V01 -V05 Диод КД522Б 18 V06 Стабилитрон КС213Ж 19 V07 Стабилитрон КС21362 20 V08, V09 Стабилитрон КС168А 21 V011, V014 Диод КД522Б 22 V015 Светодиод АЛ307Б 23 V016 Диод КД522Б 24 V017 Стабистор КС119А 25 V018 Диод КД522Б 26 V019 Стабилитрон 27 V020 Диод КД522Б 28 VT1 Транзистор КТ817Б 29 VT2 Транзистор КТ814Б
166 Принципиальные электрические схемы Таблица 3.19. Перечень элементов блока управления микроволновой печи "Мила" (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 30 VT3, VT4 Транзистор КТ209К 31 VT5, VT6 Транзистор КТ3102БМ 32 VT8 Транзистор КТ817Б 33 VT9, VT10 Транзистор КТ31026 34 VT12, VT13 Транзистор КТ3102БМ 35 Х1 Розетка ОНп- КГ -22 - 19/33*7.7 - Р50 - 13 36 Х2 Розетка ОНп - КГ 22 - 10/33*7. 7 - Р50 - 13 37 881 Резонатор РК3724д - 32, 768К-А 38 R1 Резистор 20 К 39 R2 Резистор 48 К 40 R3 Резистор 39 Ом 41 R4 Резистор 1.5 К 42 R5,R6 Резистор 1.5 К 43 R7 Резистор 1.5 К 44 R8 Резистор 48 К 45 R9 Резистор 300 Ом 46 R10 Резистор 1.5 К 47 R11 Резистор 5.6 К 48 R12 Резистор 2 К 49 R13 Резистор 62 К 50 R14 Резистор 33 К 51 А15 Резистор 22К 52 R16 Резистор 12 К 53 R17 Резистор 8.2 К 54 R18 Резистор 3 К 55 R19 Резистор 5.1 К 56 R20 Резистор 100 К 57 R21 Резистор 12 К 58 R22 Резистор 20 К
Принципиальные электрические схемы 167 Таблица 3.19 . Перечень элементов блока управления микроволновой печи "Мила" (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 59 R23 Резистор 2 К 60 R24 Резистор 6.8 К 61 R25,R26 Резистор 100 К 62 R27 Резистор 3.3 К 63 R28 Резистор 100 К 64 R29 Резистор 6.8 К 65 R30 Резистор 100 К 66 R31 Резистор 5.1 К 67 R32 Резистор 100 К 68 R33 Резистор 91 О Ом 69 R34 Резистор 100 К 70 R35, R36 Резистор 20 К 71 R37 Резистор 1.5 К 72 R38 Резистор 2 К 73 R41 Резистор 1.5 К 74 R42 Резистор 2 К 75 R43 Резистор 120 Ом 76 R44 Резистор 20 К 77 R45 Резистор 1О К 78 R46 Резистор 120 Ом 79 R47 Резистор 1.5 К 80 R48 Резистор 360 Ом 81 R49 Резистор 220 Ом 82 R52 Резистор 1О К 83 R53 Резистор 24 Ом 84 R56 Резистор 5.1 К 85 R59 Резистор 1О К 86 R60 Резистор 75 Ом 87 R64 Резистор 1О К
168 Принципиальные электрические схемы Таблица 3.19 . Перечень элементов блока управления микроволновой печи "Мила" (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 88 R65 Резистор 100 К 89 С1 Конденсатор КТ1 - М47 15 Пф 90 С2 Конденсатор КТ4 - 23 - 6/25 91 С3 Конденсатор КТ1 М47 15 Пф 92 С4 Конденсатор К10-17 -1б-М90 0.1 мкФ 93 С5, С6 Конденсатор К50-35 40 В 220 мкФ 94 С7 Конденсатор К50-35 16 В 100 мкФ 95 св Конденсатор К50-35 63 В 1ОмкФ 96 С9, С10 Конденсатор КМ-56 -Н90 0.1 мкФ 97 С11 Конденсатор К10-17 -1б-М90 0.1 мкФ 98 С12,С13 Конденсатор КМ-56 -Н90 0.1 мкФ 99 С14 Конденсатор К73 - 17 63 В 1 мкФ 100 С16 Конденсатор КМ-56 -Н90 0.1 мкФ 101 С18 Конденсатор К50-35 25 В 1ООО мкФ 102 С19 Конденсатор КМ-56 -Н90 0.1 мкФ 103 С20 Конденсатор К1 О - 78- М1500 1ООО Пф 104 С21, С22 Конденсатор КМ-56 -Н90 0.1 мкФ 105 С23 Конденсатор К73- 11 400 В 0.027 мкФ 106 С25 Конденсатор К10-17 -1б-М90 0.033 мкФ 107 С26 Конденсатор К10-17-1б-М90 0.1 мкФ Микроволновая печь "Мила-2" Принципиальная электрическая схема блока управления печи представлена на рис. 3.25. Схема силовой части та же, что и у микроволновой печи "Мила".
Принципиальные электрические схемы 169 Х216 Х2JЭ DA1 Х214 R11 КТ6 12V DD1 DA2 MS 01 СТ2 04 у +'--.._--'1"'-ОЮ С тм 05 06 07 06 09 010 011 012 013 014 10 Х212 11 12 13 12V КТ12 R13 о Х2/1 DDЗ.З 14 VТ2 Х2П Х2111 Рис. 3.25. Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "Мила-2"
170 Принципиальные электрические схемы 12V J!it VD11 Х1/5 Х1/6 R49 R43 DM КV1 RЗ8 С17 Х1/11 8 s а 1Т D с КТ9 R ёi о -+ -+ VD9 R25 VD10 s а 1Т VD6 11 D с 13 КТ10 Х1/3 12 R ёi 13 Х112 14 R19 С12 Х1/1 I Рис. 3.25. Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "Мила-2" (продолжение)
Принципиальные электрические схемы 171 Микроволновые печи "Плутон", "Южполиметалл", "Gold Star" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.26, блока управления на рис. 3.27. Список характерных неисправностей приведен в таблице 3.20. NOISE FILТER САVПУ МAGNETRON тсо тсо SA2 нv DIODE FU1 FAN DRIVE MOTOR LАМР ~ R2 МAGNEТRON 10М 10ВТ КV2 ХР2 5 тv ]1 о Рис. 3.26 . Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "Плутон" Таблица. 3.20 . Характерные неисправности блока управления микроволновой печи "Плутон" No Перечень характерных неисправностей. Возможная причина неисправности и п/п. способы ее устранения. 1. Не работает клавиатура Вышел из строя микропроцессор. Чаще всего случается "подсаживание" на корпус одного из входов (выводы 6, 7, 8, 12, 13, 14, 15) микроконтроллера. Иногда эту неприятность можно исправить, соединив подсаженный вход с шиной питания через резистор. Номинал резистора следует подбирать (ориентировочно 5 К) Теперь о микроволновых печах зарубежного производства.
172 Принципиальные электрические схемы RllO 080 IC1 MICROCONТROLLER 25 28 17 16 wrt 21 D3 а1 22 12V R3 'SV 20 23 С1 сз 4 + + 24 I 15 R63 R52 14 ZD2 'SV RY2 13 R40 12 CN2 27 12V D42 С42 26 I 11 I 'SV Рис. 3.27 . Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "Плутон"
Принципиальные электрические схемы 173 6V IC1 IC2 LED DISPLAY 25 4 15 17 7 17 18 14 18 4 СВ7 11 5 21 12 6 10 7 в 8 22 10 19 11 13 12 23 9 13 20 14 16 15 24 R71 15 R70 14 'SV 13 CN1 ТR1 D1 12V 12 +С2 6 I 11
174 Принципиальные электрические схемы Микроволновая печь "М6136 Samsung" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.28 . Микроволновая печь "М6138 Samsung" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.29. TIMER SlW SECONDARY swпсн FUSE DIODE Рис. 3.28. FU1 Рис. 3.29. NOISE FILTER FU1 CAV. МАG. тсо тсо LАМР MONITOR SlW PRIМARY SlW VPC SWJTCH H.V. TRANSF. н.v. CAPASПOR МAGNEТRON Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "М6136 Samsung" NOISE FILТЕR CAVIТY тсо тсо INRUSH RELAY VPC SWITCH SECONDARY SWJTCН н.v. TRANSF. Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "М6138 Samsung" Н.11. DIODE н.v. CAPASITOR
Принципиальные электрические схемы 175 Микроволновая печь "М6148 Samsung" Принципиальная электрическая схема печи представпена на рис. 3.30, блока управления на рис. 3.31. Перечень компонентов блока управления приведен в таблице 3.21. Рис. З.30. FU1 NOISE FILTER МAll'. RELAY SECONDARY SWITCH RELAY .-.-.-~r-~-о:-Г-о--.-~~~~~~-.----<;т-;,__~~--. FUSE 1А CAVIТY тсо МAGNET тсо L V ТRASF LAMP PRIМARY SWIТCH MONITOR SWITCH VPC GRILL HEATER t GRILL тсо GRILL ~ RELAY Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "М6148 Samsung" HV
176 Принципиальные электрические схемы F1 F2 CDN1 R1 RESE Р101 VDD "' Р102 "' -5V 5 Р103 7905 :я vss 12 TSL - 12V sa D4 sb sc sd PDWER " RELAY INТ sf sg sh 39 Р60 36 Р63 Р143 AIN1 Р83 scx Р90 PSO 10 Р140 Р51 11 Р52 12 13 Р53 37 Р62 05 INRUSH RELAY Р91 - 12V Рис. 3.31. Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "М6148 Samsung"
Принципиальные электрические схемы 177 1 r 31V АRЗ 31V 10 11 AR2 AR1 ~ 01« 012 "' IOoo о 11100 001 '"~Я~ 1F1 1F2 " Р93 28 29 G4 ~ Р100 зо G5 RESE Р101 GЗ ~ VDO "' Р102 31 G2 "' ~ Р103 32 о 8 16 G1 Q ~:g Р62 15 q ::; vss "' Р61 р ~ ~"' 14 TSL Р60 1 z 11 h ~ .. 2 sb з:: 3 g "' sc f з:: 4 "' sd 5 • ф ~ .. 6 d INT sf с 7 ~ s9 6 ь TEST sh а ~ХО " ЁXI ~ Р60 09 010 011 012 013 014 015 016 ~ Р63 017 7 _z 7 7 7 ... - -- --- -- -- ." ~ 11ili14115 • Р143 ~ AIN1 x--1.L R35 -- _,.. -" Р83 5 4 3 2 1 6 7 6 ~ scx START CYCLE вооsт ТЕМР POWER 10 ОРПОN ~ R32 9 . 1 сома~ 1 соок_1 LEVEL/J MIN .1 1 .1 .1 Р90 10.- -cJ ~ PSO Р140 ПМЕ 1 SENSOR OPTION CANS~ CLOC'l МЕМО~ соок 1 MIN 1 соок 1 2 ? R33 10 11 AIN2 Р51 .11. _eJ OUAL AUTO AUTO HOLD 10 R34 СОМВ1 1 GRILL 1 пме _ 1 DEFR05J' TIME~ 1 SEC .1-~_1 Р52 E-CJ - 11 ~ Р53 Р62 ~ BUZZER С12 R38 R39 R40 ~ Р92 в 1~2V 999 ~ г R36l R37 5V Р91 -
178 Принципиальные электрические схемы Таблица 3.21. Перечень элементов платы управления микроволновой печи "М6148 Samsuпg" No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 1 IC1 Микроконтроллер KS55C370 2 IC2 Микросхема 7905 3 01 Транзистор 8772 4 02-04 Транзистор А539-У 5 05 Транзистор С815-У 6 06,07 Транзистор А539-У 7 08 Транзистор KSA539-Y 8 09, 010 Транзистор KSC815-Y 9 011 Транзистор KSR2005 10 012-016 Транзистор KSR1005 11 01-08 Диод 1N4001 12 09- 017 Диод US1040 1 13 Z01 Стабилитрон 5.1 V, 1 W 1 14 Z02 Стабилитрон 13 V, 0.5 W 15 ZD3 Стабилитрон 3.9 V, 0.5 W 16 R1, R2 Резистор 330 Ом 1 17 R3,R4 Резистор 470 Ом 18 R5 Резистор 51 О Ом 19 R6 Резистор 470 Ом 20 R7 Резистор 5.1 К 21 R8 Резистор 5 К 22 R9- R11 Резистор 1О К 23 R12 Резистор 3.9 К 24 R13,R14 Резистор 4. 7 К 25 R15 Резистор 1О К 26 R16- R20 Резистор 1О К 27 R21,R22 Резистор 3.9 К 28 R23 Резистор 1О К 29 R24 Резистор 3.9 К
Принципиальные электрические схемы 179 Таблица З.21. Перечень элементов платы управления микроволновой печи "М6148 Samsung" (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 30 R26 Резистор 3.9 К 31 R27, R28 Резистор 1О К 32 R29 Резистор 3.9 К 33 R30 Резистор 1О К 34 R31- R35 Резистор 3.9 К 35 R36 Резистор 1 К 36 R37 Резистор 100 Ом 37 А38- R40 Резистор 47 К 38 С1 Конденсатор электролитический 1ООО мкФ 39 С2 Конденсатор электролитический 470 мкФ 40 С3 Конденсатор электролитический 1ООО мкФ 41 С4 Конденсатор электролитический 100 мкФ 42 С5 Конденсатор 0.1 мкФ 43 С6-С7 Конденсатор 0.1 мкФ 44 С8-С9 Конденсатор 27 пФ 45 С10- С12 Конденсатор 0.1 мкФ 46 С13-С15 Конденсатор 3300 пФ 47 С16-С18 Конденсатор 0.1 мкФ 48 AR1-AR3 Резисторная матрица 8E473JYV 49 CR Резонатор пьезоэлектрический CSA - 2 .00MG Микроволновая печь "М6245 Samsung" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.32, блока управления на рис. 3.33. Перечень компонентов блока управления приведен в таблице 3.22 .
180 Принципиальные электрические схемы Таблица 3.22. Перечень элементов платы управления микроволновой печи "М6245 Samsuпg" No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 1 IC1 Микроконтроллер НО40222 2 IC2 Микросхема КА7657 3 IC3 Микросхема КА7651 4 IC4 Микросхема 7805 5 VT1 Транзистор С815-У 6 VT3, VT4 Транзистор С815 7 VT5 Транзистор R1005 8 VT6 Транзистор А539-У 9 VT7-VT10 Транзистор С815-У 10 01- 011 Диод 1N4004 11 012- 018 Диод 1N4148 1 12 Z01 Стабилитрон 5.1 V, 1 W 13 Z02 Стабилитрон 3.9 V, 0.5 W 14 R1 Резистор 1 М 15 R2 Резистор 1 К 16 R3 Резистор 2 К 17 R4 Резистор 51 О Ом 18 R5,R6 Резистор 1О К 19 R7- R13 Резистор 150 Ом 1 20 R14 Резистор 1О К 1 21 R15 Резистор 560 Ом 22 R16 Резистор 1 К 23 R17 Резистор 47 К 24 R18-R24 Резистор 1О К 25 R25 Резистор 3.9 К 26 R26 Резистор 1О К 27 R27 Резистор 100 К 28 R28 Резистор 1О К 29 R29 Резv1стор 3.9 К
Принципиальные электрические схемы 181 Таблица 3.22. Перечень элементоа платы управления микроволновой печи "М6245 Samsuпg" (продолжение) No п/п 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 Позиционное Наименование обозначение R30 Резистор 1О К R31 Резистор 3.9 К С1 Конденсатор электролитический 1ООО мкФ С2 Конденсатор электролитический 470 мкФ С3 Конденсатор электролитический 100 мкФ С4-С6 Конденсатор 0.1 мкФ С7,С8 Конденсатор 27 пФ С9 Конденсатор 0.1 мкФ С10 Конденсатор электролитический 1 мкФ С11, С12 Конденсатор 0.0033 мкФ С13 Конденсатор 0.1 мкФ С14 Конденсатор О.01 мкФ С15 Конденсатор электролитический 22 мкФ CR Резонатор пьезоэлектрический CSA - 2 .00MG BUZZER Звонок пьезокерамический FLТER swз F1 ТR1 LАМР F2 RVЗ R RY1 RY2 i__~==-~~---'=:±:±=:t-~~___.-cri..,._,~~~~--<~;т;:.____. SW4 RУЗ RY1 RY2 TR1 СJооп по~ 1 ~-е.• J н.v. ТRANSF. Примечание н.v. CAPASITOR Рис. 3.32. Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "М6245 Samsuпg"
182 220V Рис. 3.33 . Принципиальные электрические схемы 12V 5V LVTRANS 01 05 IC4 7605 R18 02 18 21 03 VТ4 С1 С2 сз С15 С4 + + + + D4 22 R19 С7 11 ~,; 19 тR5?J2028 D9 POWER R20 17 ZD1 R22 23 RЗ I R28 Qf'" R27 16 15 011 RЗ1 09 12 R32 12V 12V .l Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "М6245 Samsuпg"
Принципиальные электрические схемы 183 IC1 18 vcc 21 ~ 1 J_ LED OISPLAY IC2 R10 2 R11 3 2 15 1 GRD R12 4 3 14 R13 5 4 КА7657 13 R20 25 5 12 R21 26 8 11 22 TEST R22 27 7 10 IСЗ .г DO6 7 1 18 ,- 01 2 17~ 028 16 3 r- 11 INТ 039 КА7651 15 4 r- 19 10 OSC1 D4 5 14~ "' 910 ~ 0814 J_ 1~V 20 OSC2 ~ 28 R23 17 011 23 012 012 013 014 015 016 017 DR5 DR6 J_ .z7.z -... -- . ... -... 16 010 1' 15 09 07 'l' .1-~.1 .1 12 D8 05 'l' 1 -11 .1 -11 .1 С11 С12 -- --
184 Принципиальные электрические схемы Микроволновая печь "М7145 Samsung" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.34, блока управпения на рис. 3.35 Перечень компонентов блока управления приведен в таблице 3.23. FILТER F1 DCCR SNo С1 ТСС МAIN (CAVIТY) RELAY TR1 тсс (MAGNETRCN) LАМР MCNITCR SNo PRIMARY SNo МAIN VPC RELAY RELAY по ASSY MAIN PS В SECCNDARY SNo FILTER ТR1 оп FUSE DIODE нv DIODE МAGNETRON Рис. 3.34 . Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "М7145 Samsung" Таблица 3.23 . Перечень элементов платы управления микроволновой печи "М7145 Samsung" No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 1 IC1 Микроконтролпер 7MS2675 2 VT1, VT2 Транзистор 0882-У 3 VT3-VT9 Транзистор С815-У 4 VT10 Транзистор А534 5 VD1 -VD4 Диод 1N4001 6 VD5, VD6 Диод US1040 7 VD7-VD10 Диод 1N4001 8 VD11 -VD17 Диод US1040 9 ZD1 Стабилитрон 5.1 V, 1 W 10 ZD2 Стабилитрон 13 V, 0.5 W 11 ZD3 Стабилитрон 9 V, 0.5 W 12 ZD4 Стабилитрон 7.5 V, 0.5 W 13 R1 -R4 Резистор 470 Ом 14 R5 Резистор 1О К
Принципиальные электрические схемы 185 Таблица 3.23 . Перечень элементов платы управления микроволновой печи "М7145 Samsung" No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 15 R6 Резистор 3.9 К 16 R7 Резистор 20 К 17 R8 Резистор 1О К 18 R9 Резистор 1.2 К 19 R10, R11 Резистор 1О К 20 R12 Резистор 3.3 К 21 R13-R15 Резистор 1О К 22 R16 Резистор 1 К 23 R17, R18 Резистор 1О К 24 R19, R20 Резистор 47 К 25 R21- R23 Резистор 1О К 26 R24 Резистор 1.2 К 27 R25 Резистор 4.7 К 28 R26 Резистор 5.6 К 29 R27 Резистор 4.7 К 30 R28 Резистор 26 К 31 R29 Резистор 500 Ом 32 R30 Резистор 1О К 33 R31 Резистор 9.2 К 34 R32 Резистор 500 Ом 35 R33 Резистор 405 Ом 36 R34, F(35 Резистор 47 К 37 AR1, AR2 Резисторная матрица 47 К*7 38 AR3 Резисторная матрица 100 К*4 39 С1 Конденсатор электролитический 2200 мкФ 40 С2 Конденсатор электролитический 470 мкФ 41 С3 Конденсатор электролитический 3300 мкФ 42 С4,С5 Конденсатор 0.1 мкФ 43 С6-С9 Конденсатор 100 пФ 44 CR Резонатор пьезоэлектрический 45 HG Индикатор люминисцентный 6МЕ-06 46 BUZZER Звонокпьезокерамический
186 Рис. 3.35. Принципиальные электрические схемы F1 F2 R1 -185V 12V 9V С4 VD2 I PDWER VТ3 CDNTRDL 12V RELAY R18 fN R27 Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "М7145 Samsung"
Принципиальные электрические схемы 187 v 9V AC50HZ R35 AR1 AR2 F1 F2 IC1 HG 19 20 21 22 23 24 25 " INT О> i5 15 ~ ::; R13 m;о 6о INIТ R7 О>z R8 R5 R4 5 12 R3 4 R10 R2 10 3 R1 RB 2 RO .... ~ (/) "' О> О1 R9 VD13 VD15 VD17 VD12 11 R12 14 30 R14 К1 29 К2 АВ .~ ООС2 28 К4 ООС1 27 А1 кв м А 38 9V
188 Принципиальные электрические схемы Микроволновая печь "М8134 Samsung" Принципиапьная электрическая схема печи представпена на рис. 3.36. Микроволновая печь "М8145 Samsung" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.37, блока управления на рис. 3.38 Перечень компонентов блока управления приведен в таблице 3.24. FU1 Рис. 3.36. Рис. 3.37. NOISE F1LТER CAVIТY МAGN ТIMER ТСО ТСО SWTTCH PRIMARY SWITCH VPC SWIТCH INRUSH RELAY SECONDARY SWTTCH HV HV ТRANSF CAPASITOR Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "М8134 Samsung" swэ HV FЗ CAPASIТOR F1 TR1 F2 RY3 RY2 SW4 RY3 RY1 RV2 ТR1 ~:JODD 1 __"" DDJ Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "М8145 Samsung"
Рис. 3.38. LVT POWER RELAY F1 Принципиальные электрические схемы F2 R1 IC2 R22 - SV---1 С11 RЗО R26 R28 RESE VDO 20 vss 35 TSL 19 INТ 9 ТЕSТ 34 хо 33 XI 3Р РВО 3б Р83 10 Р50 23 AIN2 11 Р51 13 Р53 12 Р52 189 IC1 Р83 Р82 Р81 "' РВО ~ Р103 ~u Р102 :g Р101 "' "' Р100 Р93 Р92 Р91 Р9О sh sg sf •• sd sc sЬ " р143 Р61 Р140 21 Р141 22 Р82 37 Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "М8145 Samsung"
190 IC1 ~ RESE ~ VDO ~ vss F TSL ~ INT ~ ТЕSТ #хо ЁXI ~ Р60 ~ Р63 ~ Р50 ~ AIN2 ~ Р51 ~ Р53 ~ Р52 Рис. 3.38. Принципиальные электрические схемы -31v ~1 VТ13 VТ14 « VТ15 « AR1 AR2 AR3 ooooooQ ооо ооо 00~9000 F1 F2HG Р83 17 G4 Р82 18 1 G3 Р81 15 G2 РВО 14 G1 Р103 32 а Р102 31 ь Р101 30 с Р100 29 d Р93 28 • Р92 27 f :g Р91 26 g "' Р90 25 h ~ "f sh 8 р ~ sg 1 о sf 6 n •• 5 m sd 4 1 sc 3 k sb 2 J •• 1 1 2 R40 R39 i р143 ~ ~- Р61 -o -J" ..L VD10 VD11 VD12 VD13 VD14 VD15 VD18 VD17 VD18 VD19 -5V VD9 R38 А •• _.Z •._ 7_z _z ..J..C13 .J".C14 " ... -- -- "'- -- -- -"" ~ 1 2 3 4 16 6 1 8 12 11 HOLD 10 1 10 CANCEL OPTION OPТION R32 9 д~:~1 МЕМ 1 TIMHl CLOC~ SEC;j MIN-1 MIN _ 111_1 3_1 Р140 11- -о SENSO~ TIME PROBE АUТО AUTO POWER вооsт START OPTION OPTION R33 10 соок.t соо~ ТЕМ-1 STARh соо~ LEVE),; ' .t12.t4.t Р141 E-.-Q ~ R38 R37 оо Р62 37 ·В BUZZER г R34~ R35 -12V Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "М8145 Samsuпg" (продолжение)
Принципиальные электрические схемы 191 Таблица З.24. Перечень элементов платы управления микроволновой печи "М8145 Samsung" No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 1 IC1 Микроконтроnnер KS55C370 2 IC2 Микросхема 7905 3 VT1 Транзистор 8772 4 VT2-VТ4 Транзистор А539-У ----- 5 VT5 ТрС!нзистор С815-У 6 VT6, VТ7 Транзистор А539-У 7 VT8 - VT10 Транзистор KSA539-Y 8 VT11 Транзистор KSR2005 9 VT12-VТ15 Транзистор KSR1005 10 VD1 -VD8 Диод 1N4001 11 VD9-VD19 Диод 1N4148 12 ZD1 Стабиnитрон 7.5 V, 1 W 13 ZD2 Стабиnитрон 13 V, 0.5 W 14 ZD3 Стабиnитрон 3.9 '1, 0.5 W 15 R1, R2 Резистор 330 Ом 16 R3, R4 Резистор 470 Ом 17 R5 Резистор 51 О Ом 18 R6 Резистор 470 Ом 19 R7 Резистор 5.1 К 20 R8 Резистор 5 К 21 R9 Резистор 1 К 22 R10, R11 Резистор 3.9 К 23 R12 Резистор 1О К 24 R13 Резистор 4.7 К 25 R14 Резистор 5 К 26 R15 Резистор 3.9 К 27 R16 Резистор 1О К 28 R17 Резистор 3.9 К 1 29 R18- R20 Резистор 1О К
192 Принципиальные электрические схемы Таблица З.24. Перечень элементов платы управления микроволновой печи "М8145 Samsuпg" (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 30 R21, R22 Резистор 3.9 К 31 R23 Резистор 1О К 32 R24 Резистор 3.9 К 33 R25 Резистор 1О К 34 R26 Резистор 3.9 К 35 R27 Резистор 1О К 36 R28 Резистор 3.9 К 37 R29 Резистор 1О К 38 R30 Резистор 3.9 К 39 R31 Резистор 1О К 40 R32, R33 Резистор 3.9 К 41 R34 Резистор 1 К 42 R35 Резистор 100 Ом 43 R36, R37 Резистор 47 К 44 R38- R40 Резистор 3.3 К 45 С1, С2 Конденсатор электролитический 470 мкФ 46 С3 Конденсатор электролитический 1ООО мкФ 47 С4 Конденсатор электролитический 470 мкФ 48 С5-С7 Конденсатор 0.1 мкФ 49 С8-С9 Конденсатор 27 лФ 50 С10 Конденсатор 0.01 мкФ 51 С11, С12 Конденсатор Q.1 мкФ 52 С13-С14 Конденсатор 3300 лФ 53 С15 Конденсатор 0.1 мкФ 54 AR1 -AR3 Резисторная матрица BE473JYV 55 CR Резонатор льезоэлектрический CSA - 2 .00MG 56 BUZZER Звонок льезокерамический 57 HG Индикатор SVM-4MS10
Принципиальные электрические схемы 193 Микроволновая печь "М9245 Samsung" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.39, блока управления на рис 3.40. Перечень компонентов блока управления приведен в таблице 3.25. SWЗ NOISE FILTER SW1 SW2 FU1 LAMP FUЭ sws FAN DRIVE МОТОR MOTOR HV TRANSF HV CAPASITOR Рис. 3.39. Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "М9245 Samsung"
194 Принципиальные электрические схемы -211V F1 F2 CON1 LVT ZD1 _г Рис. 3.40. R1 12V IC2 5V 7805 С14 сз + С4 D2 I А IC1 sv 21 VDD 20 РЗЗ AVDD Р32 РЗ1 РЗО 36 Р23 RESET СО9 Р22 G06 С12 Р21 Iт Р20 Р61 AVSS PSO TEST Р43 R13 vss Р42 5V Р73 ?41 СО7 39 Р40 OSCIN Х-ТдL Р51 сов 40 Р52 POWER OSCOUT Р10 Р60 CON2 R4 Р61 06 РОО 10 Р01 Р11 11 Р12 12 Р13 INRUSH 2 МAIN R28 Р02 RELAY GRILL RELAY RELAY РОЗ 34 BUZ R29 Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "М9245 Samsuпg"
Принципиальные электрические схемы 195 - 20V AR1 AR2 б"6"8' 00 10001 1000 10001 F1 F2 IC1 1 1 VDD 20 4G 8 РЗЭ - 19 - AVDD Р32 ЗG 16 РЗ1 17 2G РЗО 1G 36 16 Р23 n - RESET 15 Р22 m С12 30 1 Р21 14 Р20 13 k 31 ) Р61 h 5 26 - AVSS Р50 g 1 25 - TEST Р43 f 2 24 - vss Р42 • 37 23 d - Р73 Р41 39 22 Р40 с - OSCIN 27 Р51 ь 26 1 о Р52 а - oscouт ~~f------~~ А D13-D21 9 - Р10 7 _с- - Р60 D11 D12 6 ." ." АRЗ - Р61 ~ - ID DDI 4 5 6 7 6 9 1 2 3 R06 .-1 .1 _1' _1 ,f$,f$"3' 1 13 РОО - - - R07 t~'1.11'rf,f'~ ,f 2 12 о РО1 ,- Р11 2 Р12 $" ,f ,f ,frfrfrf$" ,f' 3 R06 11 - Р13 РО2 R09 ' ,f ,f' ,f ,f' ~ ,f 4 10 ,.J' ,.J' ~ РОЗ 34 R10 R11 BUZ 12V 1 Q2 ~UZZER J АС1 1---------~1 g .,.. .,...,.. .,.. 1 -
196 Принципиальные электрические схемы Таблица 3.25 . Перечень элементов платы управления микроволновой печи "М9245 Samsuпg" No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 1 IC1 Микроконтроллер KS56C671 2 IC2 Микросхема 7805 3 01 Транзистор 0882 4 02 Транзистор R1005 5 03,04 Транзистор С815 6 05 Транзистор R1005 7 06 Транзистор А539-У 8 07-011 Транзистор С815-У 9 01, 02 Диод 1N4004 10 03 Диод 1N4148 1 11 04 Диод 1N4004 12 05 Диод 1N4148 13 06- 010 Диод 1N4004 14 011- 022 Диод 1N4148 15 Z01 Стабилитрон 5.1 V, 1 W 16 Z02 Стабилитрон 13 V, 0.5 W 17 Z03 Стабилитрон 5.1 V, 1 W 18 Z04 Стабилитрон 3.9 V, 0.5 W 19 R1, R2 Резистор 330 Ом 20 R3 Резистор 470 Ом 21 R4 Резистор 1 К 22 R5 Резистор 2 К 23 R6-R9 Резистор 3.9 К 24 R10 Резистор 1 К 1 25 R11 Резистор 100 Ом 26 R12-R14 Резистор 47 К 27 R15 Резистор 1.2 К l 28 R16 Резистор 2.2 К i1 29 R17, R18 Резv.стор 1.2 К !1
Принципиальные электрические схемы 197 Таблица 3.25 . Перечень элементов платы управления микроволновой печи "М9245 Samsuпg" (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 30 R19, R22 Резистор 1О К 31 R23,R24 Резистор 3.9 К 32 R25 Резистор 100 К 33 R26 Резистор 3.9 К 34 R27 Резистор 1О К 35 R28 Резистор 3.9 К 36 R29 Резистор 1О К 37 R30 Резистор 3.9 К 38 R31 Резистор 1О К 39 R32 Резистор 3.9 К 40 R33 Резистор 1О К 41 AR1 -AR3 Резисторная матрица 47 К 42 С1 Конденсатор электролитический 100 мкФ 43 С2,С3 Конденсатор электролитический 470 мкФ 44 С4 Конденсатор электролитический 22 мкФ 45 С5, С6 Конденсатор 0.1 мкФ 46 С7,С8 Конденсатор 27 пФ 47 С9 Конденсатор 0.1 мкФ 48 С10 Конденсатор 0.01 мкФ 49 С11 -С16 Конденсатор 0.1 мкФ 50 С17 Конденсатор электролитический 1 мкФ 51 АС1 Набор конденсаторов 330 пФ 52 CR Резонатор пьезоэлектрический 53 BUZZER Звонок пьезокерамический 54 HG Индикатор люминисцентный
198 Принципиальные электрические схемы Микроволновая печь "МХ146 Samsung" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.41, блока управления на рис. 3.42. Перечень компонентов блока управления приведен в таблице 3.26 . FILТER МAIN SECONOARY RELAY SWITCH н.v. н.v. DIODE DRIVE F1 MOTOR L.V .T. ] LАМР 22W ~=з MONITOR SWIТCH те.о. PRIМARY УРС т.с.о. SWITCH RELAY (CAVIТY) (МAGNETRON) ;т; МAIN VPC LV.T . SW4 RELAY RELAY Г1 пппп 1 ASSY МAIN P.S.B Рис. 3.41 . Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "МХ146 Samsuпg"
D16 CON1 220V Рис. 3.42. Принципиальные электрические схемы F1 F2 R1 ZD3 16V 5V VD3 D4 VТ2 С4 1 30V J_ ZD5 CON4 R10 19 1--~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~-136 ---~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~-139 16 40 33 34 20 24 35 25 26 SENSOR 22 /'V'V"- 23 21 II 01 15 16 17 32 31 30 29 26 27 10 11 12 13 14 37 199 VD12 Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "МХ146 Samsung"
200 D1 - 19 - 38 - 39 - 16 - 40 - 33 - 34 - 9 - 20 - 24 - 35 - 25 - 26 - 22 - 23 - 21 Принципиальные электрические схемы 1 2 3 4 5 6 7 15 а Q 16 =< 17 f5z 32 "' ;: 31 rn !;: 30 29 26 27 ~-----------,1~--~ Q-.... VD7-VD11 -----д t VD17 R34 АС1 AR3 10 1--_____, 11 1----+-___, , . ._. , R35~1- -~ 12 1--~-~ R37 ·k=J---11 - -~· 13 t---t --t --t VD12 VD13 ?f---- 14 VТ5 R28 R30 37 t-----1 п~ I-- -.... -~р -~· .'/ -~· R31 12V Рис. 3.42 . Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "МХ146 Samsung" (продолжение)
Принципиальные электрические схемы 201 Таблица 3.26 . Перечень элементов платы управления микроволновой печи "МХ146 Samsung" No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 1 IC1 Микроконтроллер KS55C370-12 2 VT1, VT2 Транзистор KSD882-Y 3 VT3, VT4 Транзистор KSA539-Y 4 VT5, VT6 Транзистор KSC815-Y 5 VT7 Транзистор KSA539-Y 6 VT8-VT10 Транзистор KSC815-Y 7 VD1 -VD4 Диод 1N4001 8 VD5-VD13 Диод US1040 9 VD16 Диод 1N4001 10 VD17 Диод US1040 11 VD18-VD20 Диод 1N4001 12 ZD1 Стабилитрон 13V, 0.5W 13 ZD2 Стабилитрон UZP 5.1 BTR 14 ZD3 Стабилитрон UZP 5.1 -ВТR 15 ZD4 Стабилитрон UZ 3.9 BTR 16 ZD5 Стабилитрон UZP 5.1 BTR 17 R1, R2 Резистор 330 Ом 18 R3-R5 Резистор 470 Ом 19 R6 Резистор 12 К 20 R7 Резистор 470 Ом 21 R8 Резистор 1О К 22 R9 Резистор 2 К 23 R10 Резистор 4.7 К 24 R11 Резистор 47 К 25 R12-R14 Резистор 4.7 К 26 R15 Резистор 9.2 К 27 R16 Резистор 20 К 28 R17 Резистор 1О К 29 R18 Резистор 3.3 К 30 R19 Резистор 1О К
202 Принципиальные электрические схемы Таблица 3.26 . Перечень элементов платы управления микроволновой печи "МХ146 Samsung" (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 31 R20, R21 Резистор 20 К 32 R22 Резистор 3.3 К 33 R23 Резистор 1О К 34 R24,R25 Резистор 3.3 К 35 R26,R27 Резистор 1О К 36 R28 Резистор 3.3 К 37 R29 Резистор 1О К 38 R30 Резистор 1 К 39 R31 Резистор 100 Ом 40 R32,R33 Резистор 47 К 41 R34,R37 Резистор 2 К 42 AR1 -AR2 Резисторная матрица BE473JYV, 47 К 43 AR3 Резисторная матрица ВЕ103JYV, 1О К 44 С1-С3 Конденсатор электролитический 470 мкФ 45 С4 Конденсатор 0.1 мкФ 46 С5 Конденсатор 0.01 мкФ 47 св Конденсатор 0.1 мкФ 48 С7,С8 Конденсатор 0.01 мкФ 49 С10, С11 Конденсатор 27 пФ 50 С12 Конденсатор 0.01 мкФ 51 С13 Конденсатор электролитический 1О мкФ 52 АС1 Конденсаторная матрица 4700 Пф*6 53 CR Резонатор пьезоэлектрический CSA - 2.00MG 54 BUZZER Звонок пьезокерамический С8Е2220ВА 55 HG Индикатор 6МЕО6 56 L.V.T. Трансформатор DY616STC 230V\13V\2.4V
Принципиальные электрические схемы 203 Микроволновая печь "МХ245 Samsung" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.43, блока управления на рис. 3.44. Перечень компонентов блока управления приведен в таблице 3.27. F1 Рис. 3.43. NOISE FILTER DOOR МAIN RELAY ;т; MONIТOR FUSE МОNГТОR SWITCH RESISTOR 10W 680НМ CAVIТY МAGN тсо тсо LOW VOLTS ТRASF ASSYМAINРSВ SECONOARY SWITCH LАМР PRIМARY SWITCH DRIVE МОТОR INRUSH RELAY VPC RE1AY LVT FAN МОТОR R HV FUSEOIOOE TRANSF HVC HV DIODE МAGNETRON PROBE THERМISTOR PROBE Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "МХ245 Samsuпg"
204 Принципиальные электрические схемы F1 F2 CON2 R1 ZD1 о+--- о 220V -5V Рис. 3.44 . С6 -SV Р63 17 Р62 18 RES Р81 40 VDO Р80 Р103 Р102 20 vss Р101 35 TSL Р100 Р93 Р92 Р91 Р90 R15 POWER sh 19 RELAY INT sg sf ТЕSТ se хо sd sc sb с11 XI sa Р60 Р51 36 Р63 Р81 R24 L10 PSO 23 AIN2 21 Р14О R26 Р141 22 24 Р143 RЗS 37 Р62 РSЗ Р52 R31 МAIN RELAY Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "МХ245 Samsuпg"
Принципиальные электрические схемы 205 31v D ()1 012 AR1 AR2 013 014 AR3 ~ 0009000 1 )'1 1 000000000 ооо Р83 17 Р82 16 - Р81 15 РВО 14 ~ Р103 32 31 ы Р102 g ~ Р101 30 ~ Р100 29 "' 28 о Р9З z !Л Р92 27 ~ Р91 26 ~ 25 ;;: Р90 "' sh в :!: "9 7 Sf в se 5 sd 4 sc 3 sb 2 .. 1 R44 R21 ~" ~ ?51 РВ1 в o-JJ _ 014 С16 С17 013 015 016 017 018 019 020 021 .J.. .J.. ·5V 022 R22 А -- -2 -- -7 -. .. -- -- -- -- -'"' -- -- ~,1 '3 5 '6 7 в ' 12 '11 HOLD 10 1 10 CANCEL OPТION OPТION R38 АUТО. 1 МЕ~1 ТIМЕR~ CLOCк.t sec ~ MIN~ MIN ~ 11131' Р140 21 ~- 9 OEF . --- SENSOR TIM!o PROBE АUТО AUTO POWER вооsт START OPTION OPТION R39 соок 1 , соок,? ТЕМР I SТАRт 1, сООК LEVEL 111 21 4 .1' Р141 ~ч=J 10 'l _·1 'l - R42 R43 0101. BUZZER Q_Q_ Р62 37 1 R40 R41 -12V - -
206 Принципиальные электрические схемы Таблица 3.27. Перечень элементов платы управления микроволновой печи "МХ245 Samsung" NO Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 1 IC1 Микроконтроллер KS55C370 2 IC2 Микросхема LM741 3 IC3 Микросхема 7905 4 01 Транзистор 8772 5 02-04 Транзистор А539-У 6 05 Транзистор С815-У 7 06-09 Транзистор А539-У 8 010 Транзистор KSR2005 9 011 -014 Транзистор KSR1005 10 01- 011 Диод 1N4001 11 012- 022 Диод 1N4148 12 Z01 Стабилитрон 5.1 V, 1 W 13 Z02 Стабилитрон 13 V, 0.5 W 14 Z03 Стабилитрон 3.9 V, 0.5 W 15 R1, R2 Резистор 330 Ом 16 R3-R5 Резистор 470 Ом 17 R6 Резистор 560 Ом 18 R7 Резистор 5.6 К 19 R8 Резистор 5 К 20 R9 Резистор 1 К 21 R10, R11 Резистор 3.9 К 22 R12 Резистор 1О К 23 R13 Резистор 4. 7 К 24 R14 Резистор 5 К 25 R15 Резистор 3.9 К 26 R16 Резистор 1О К 27 R17 Резистор 3.9 К 28 R18- А20 Резистор 1О К 29 А21- А22 Резистор 3.3 К
Принципиальные электрические схемы 207 Таблица 3.27. Перечень элементов платы управления микроволновой печи "МХ245 Samsuпg" (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 30 R23,R24 Резистор 3.9 К 31 R25 Резистор 1О К 32 R26 Резистор 3.9 К 33 R27 Резистор 1О К 34 R28 Резистор 100 К 35 R29 Резистор 15 К 36 RЗО Резистор 3.9 К 37 RЗ1 Резистор 100 К 38 R32 Резистор 25 К 39 RЗЗ Резистор 200 К 40 RЗ4 Резистор 3.9 К 41 R35 Резистор 1О К 42 R36 Рез111стор 3.9 К 43 R37 Резистор 1О К 44 R38,R39 Резистор 3.9 К 45 R40 Резистор 1 К 46 R41 Резистор 100 Ом 47 R42,R4З Резистор 47 К 48 AR1 -AR3 Резисторная матрица 7E47ЗJYV, 47 К 49 С1, С2 Конденсатор электролитический 470 мкФ 50 сз Конденсатор электроnитический 1ОООм кФ 51 С4,С5 Конденсатор электролитический 470 мкФ 52 св Конденсатор электролитический 100 мкФ 53 С7-С9 Конденсатор 0.01 мкФ 54 С10-С11 Конденсатор 27 пФ 55 С12 Конденсатор 0.01 мкФ 56 С13,С14 Конденсатор 0.1 мкФ 57 С15 Конденсатор 0.01 мкФ 58 С16, С17 Конденсатор 0.0033 мкФ
208 Принципиальные электрические схемы Таблица 3.27 . Перечень элементоа платы управления микроволновой печи "МХ245 Samsuпg" (продолжение) No п/п 59 60 61 62 63 64 Позиционное Наименование обозначение С18 Конденсатор 0.01 мкФ С19 Конденсатор 0.1 мкФ CR Резонатор пьезоэлектрический CSA - 2 .00MG BUZZER Звонокпьезокерамический HG Индикатор SVM-4MS06 L.V.T . Трансформатор 230V/13V/6V/2.9V Микроволновая печь "МХ247 Samsung" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.45. NOISE FILТER FUSE САVПУ тсо L. V.ТRNSF. LАМР МONITOR SWITCH МAGNEТRON тсо SECONDARY МAIN INТERLOCK RELAY RELAY HV Рис. 3.45 . Принципиальная электрическая схема микрово11новой печи "МХ247 Samsuпg" Примечание
Принципиальные электрические схемы 209 Микроволновая печь "RE1100 Samsung" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис 3 46, блока управления на рис. 3.47 Перечень компонентов блока управления приведен в таблице 3.28 FILТER CONVEC FAN PRIMARY GR/LL CONVEC МОТОR МОТОR s,w VPC RELAY RELAY RELAY RELAY HV ;-г. ~r~ ~ МAIN RELAY LVT НЕАТЕR HEATER ROTARY МОТОR MON/TOR s,w Ff CONVEC тсо SECONOAR s,w CONVEC FAN DАМРЕО МОТОR МОТОR МОТОR Рис. 3.46. Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "RE1100 Samsuпg"
21О Принципиальные электрические схемы F1 F2 LVT KSR1002 ·1 R1 ZD1 - 27V ZD2 R24 R23 AR4 61 ТЕSТ 40 GND 64 vcc С6 12 "R ESET vss 15 63 INT1 OSCIN ва 62 oscouт VREF с11 2 VASS А2 А1 R13 АО 41 G7 С+ЕАТ t----::- -1 GRILL DАМР 1----.,'Ж""! FAN MAIN 1------i CR/2 CON-M l-l-l" ----- "-- ---- ---" ---- +---- --1 --1 :>J-----------------:;;;--j CDN-M ОРТ <>МОТОR CR-2 МAIN F-MOТOR DAMPER GRILL CONV Рис. 3.47. Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "RE1100 Samsuпg"
Принципиальные электрические схемы 211 27V АRЗ AR2 AR1 1 9~~ F1 F2 0000000 0000000 ооо 00 61 - TEST 40 - GND 64 45 vcc А - 46 в 47 - с с6 46 D 49 "' Е < 50 ;:: F .;, 51 ;:: 12 G m - "RESEf 52 \;;: н 53 J 54 к 1 55 - vss L 56 м 57 N 15 56 D 63 111Т'Г 59 р - OSCIN 60 а ва 44 1 34 62 GO - oscou 35 -2.... G1 VREF 36 G2 С11 37 GЗ 2 VASS 38 ---в G4 А2 39 -s G5 А1 -т АО - 41 G7 - VD22 VD21 VD20 VD19 VD16 VD17 -- _z -.... -- -- -- ~ С+ЕАТ AR5 - GRILL ·5V R16 ~ 00000 DAMP 3 ~ FAN hr: MAIN мw - CR/2 CONV MW+ MW ~ R36 GRIL //D МЕМ р OVEN// OVEN_// CON-M fE-CJ OVEN // Н2 26 CON-M - GRIL - MW+ R37 DGR c"'or:t /.1 - ОРТ ~ CONV /, CON /.1 DOORp CONV р нз - SPIT 1GR MW+ MW R35 R36 /.1 I CON /.1 GRIL // // fE-CJ GRILL GR // GR Н4 - WEI POW 1 R39 мw // DEF // ТЕМР// // 15 "/ Н5 ~ - - PGRM R40 //CLX/.1 MIN // HR // /)' REW -'/ ~ CRL 1 Н6 AUTO 17 R41 START // ST /.11 MIN+ // // 10 // ТЕSТ - со ~ MN Н7 R18 R19 R21 10 - А6 6 - А4 VD16 R34 1 о- 1
212 Принципиальные электрические схемы Таблица 3.28 . Перечень элементов платы управления микроволновой печи "RE1100 Samsung" No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 1 IC1 Микроконтроллер 2 01, 02 Транзистор KSA634Y 3 аз Транзистор KSA539Y 4 04 Транзистор 815У 5 05-011 Транзистор KSA539Y 6 012 Транзистор 815У 7 013, 014 Транзистор KSA539Y 8 015 Транзистор KSR1002 9 016 Транзистор KSA539Y 10 01 -04 Диод 1N4001 11 05,06 Диод US1040 12 07-015 Диод 1N4001 13 016- 022 Диод US1040 14 Z01 Стабилитрон 7.5 V, 1 W 15 Z02 Стабилитрон 13 V, 0.5 W 16 ZОЗ Стабилитрон 5.1 V, 0.5 W 17 Z04 Стабилитрон 7.5 V, 1 W 18 R1 -R4 Резистор 470 Ом 19 R5 Резистор 1 К 20 R6,R7 Резистор 5.1 К 21 R8 Резистор 1О К 22 R9 Резистор 3.9 К 23 R10 Резистор 1О К 24 R11 Резистор 5 К 25 R12 РезистоР. 100 К 26 R13 Резистор 3.9 К 27 R14 Резистор 1 К 28 R16-R22 Резистор 3.9 К 29 R23,R24 Резистор 1О К
Принципиальные электрические схемы 213 Таблица З.28. Перечень элементов платы управления микроволновой печи "RE1100 Samsuпg" (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 30 R25 Резистор 3.9 К 31 R26,R27 Резистор 1О К 32 R28 Резистор 3.9 К 33 R29 Резистор 1О К 34 R30 Резистор 3.9 К 35 R31 Резистор 47 К 36 R32 Резистор 20 К 37 R33 Резистор 3.9 К 38 R34-R41 Резистор 1О К 39 R42, R43 Резистор 100 К 40 AR1 -AR3 Набор резисторов 100 К 41 AR4 Набор резисторов 1О К 42 С1 Конденсатор электролитический 3300 мкФ 43 С2, С3 Конденсатор электролитический 470 мкФ 44 С4-С8 Конденсатор 0.1 мкФ 45 С9, С10 Конденсатор 27 пФ 46 С11 Конденсатор О. 1 мкФ 47 С12 Конденсатор электролитический 1 мкФ 48 С13-С15 Конденсатор 0.1 мкФ 49 СА Резонатор пьезоэлектрический 4.19 МГц 50 BUZZER Звонок пьезокерамический 51 HG Индикатор люминисцентный SVM-6ME-04 52 L.V.T . Трансформатор 230V/11V/2.5V
214 Принципиальные электрические схемы Микроволновая печь "RE 1200 Samsung" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.48, блока управления на рис. 3.49. Перечень компонентов блока управления приведен в таблице 3.29 . F1 NOISE FILTER FAN SPIT SECONDARY GRILL MOTOR MOTOR SELECT МAIN S/W ~g~~~C RELAY RELAY RELAY RELAY RELAY RELAY г-..---.--t~~~-----~---..~-+--.----<;-r; FAN SPIT DAМPED МОТОR MOTOR МОТОR CONVEC ;:,rf~ ~MOTOR LAMP CONVEC MOTOR VPC HV Рис. З.48. Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "RE1200 Samsung" Таблица З.29. Перечень элементов платы управления микроволновой печи "RE1200 Samsung" No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 1 IC01 Микроконтроллер 73С81 С66507 2 VFD Индикатор люминесцентный 6МЕО4 3 L.V.T. Трансформатор 230V/1 OV/11.5V/2.5V 4 РТ1,РТ2 Транзистор p-n-p KSA634Y 5 VT1 Транзистор p-n-p KSA539Y 6 VT2 Транзистор n-p-n С815У 7 VT3-VT8 Транзистор p-n-p KSA539Y 8 VT9 Транзистор n-p-n С815У 9 VT10,VТ11 Транзистор p-n-p KSA539Y 10 VT12 Транзистор n-p-n С815У 11 VT13 Транзистор p-n -p KSA539Y 12 RD1 - RD13 Диод 1N4001 13 VD1 -VD13 Диод US1040 14 ZD1 Стабилитрон 13 V 15 ZD2, ZD3 Стабилитрон 5.1 V 16 ZD4 Стабилитрон 3.9 V 17 С1 Конденсатор электролитический 2200 мкФ
Принципиальные электрическ~е схемы 215 Таблица З.29. Перечень элементов платы управления микроволновой печи "RE1200 Samsuпg'' (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 18 С2-С4 Конденсатор электролитический 470 мкФ 19 С5-С7 Конденсатор 0.1 мкФ 20 С8,С9 Конденсатор 27 пФ 21 С10 Конденсатор О. 1 мкФ 22 С11 Конденсатор электролитический 1 мкФ 23 cs Резонатор пьезоэлектрический 4.19 МГц 24 R1 Резистор 1 К 25 R2,R3 Резистор 470 Ом 26 R4-R6 Резистор 1О К 27 R7 Резистор 1 К 28 R8 Резистор 1О К 29 R9- R16 Резистор 3.9 К 30 R17 Резистор 1О К 31 R18,R20 Резистор 3.9 К 32 R19,R21.R22 Резистор 1О К 33 R23,R24 Резистор 100 К 34 R25 Резистор 1О К 35 R26,R27 Резистор 3.9 К 36 R28 Резистор 100 К 37 R29 Резистор 3.9 К 38 R30 Резистор 1О К 39 R31 Резистор 1 К 40 R32 Резистор 5 К 41 R33- R38 Резистор 1О К 42 AR1 -АRЗ Резисторная матрица 7х100 К 43 AR4 Резисторная матрица 6х100 К 44 TS Датчик термисторный РТМ-312-91 45 BUZZER Зуммер QMB-12
216 -12V · 12V Рис. З.49. Принципиальные электрические схемы LVT -27V · 12V VREF С4 vcc -SV vss VD2 VASS -5V ~ С9 63 OSCIN cs С6 62 oscou 41 G7 ; 2 RESEТ R25 5 AD А1 TS R29 DOOR А2 ·SV _ _/, м AR5 R9 С5 R1D С4 R11 R12 R13 R14 R15 R16 R18 17 CD RD14 VPC Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "RE1200 Samsuпg"
Принципиальные электрические схемы 217 AR1 AR2 АRЗ R23 R24 JC01 -,,. IQ9 -27V 100000001 100 11 ...L VREF VFD ~ _о 80 45 _о 81 46 1 1 ~ VCC 82 47 1 _L VSS 83 48 ....! ... VASS 84 49 _]_ 85 50 _.Е 86 51 ~-- 87 52 __!о_ DO 53 < ___.о1 54 " D1 ! __ _ !§ iNfi"" D2 55 DЗ 56 D4 57 ~ OSCIN D5 56 ~m D6 59 ~ ~ OSCOI D7 60 R2 .....!! F2 44 G7 __.!.? RESET GO 34 7_!_ 35 _о_ АО G1 36 А1 G2 37 _!. . GЗ 36 А2 G4 ЗQ G5 ~ _!.. А4 sz 7 VD4 VDQ .... ."" _" .- ~С5 -5V __!! С4 AR4 _.. !!! С2 1 11JOOO/ -1!1 С1 KEYВOARD Н1 26 ~С6 ~ ~/, ~~~ Н2 ,ь ~ /. ~/, /, ;~ -14 С7 нз ~~~~ ~ ~ Н4 ~~~~ ~НО ~ ~ :~ Н5 -!р ~ .~~~~ ~ :~ _!.. А5 Н6 .1 ," ~ ~ ~р~~~ :~ Н7 _!О С6 -1Z со VDЗ R22 :(}-О-
218 Принципиальные электрические схемы Микроволновая печь "RE1280 Samsung" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.50, блока управления на рис. 3.51. Перечень компонентов блока управления приведен в таблице 3.30 . F1 22rN Рис. З.50. NOISE FllTER МAGN тсо FAN MOTOR REL.AY DAМPER REL.AY PRIМARY SIW МAIN REL.AY RESISTOR 10W 15 ОНМ SECONDARY ~~~~lj.OR 10W 30 ОНМ SIWREL.AY MONITO SWITCH Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "RE1280 Samsuпg" HV CAPACITOR
Рис. З.51. 12V DOOR Принципиальные электрические схемы 219 МAIN СОNЗ R25 5V RD8 '----- . ,. ., -! INT t-;t---..-.,.,,,..,....,.----__,,, _..___. . . ., . . _ _ , , , _ . . -=-1VCC VREF VASS '----111----~-------<llf---&.----111---------------------,-t vss IC1 s:: ~~Fm 41 " 12V POWER 12V INRUSH GRlll FAN DAMPER CONV М CONV Н '------ -----! G7 14 '-----------------1Е1 012 18 15 14 13 12 11 12V 9 R17 ~ ~ 1---+ -23 -1 С6 24 13 1-----1 ED IC2 17 18 19 20 21 22 Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "RE1280 Samsuпg"
220 15 64 INT 3 vcc - VREF 12 "R ESE'1' 2 - VASS 1 6з vss - OSCIN 62 - oscou 41 - G7 14 - Е1 23 - С6 24 - С7 13 - ЕО 5 - А1 4 - 6 - 7 - 17 16 - 19 2о 21 22 - Рис. З.51. Принципиальные электрические схемы 20V 1 1 1 MICOMOPnON loo 100001100000 111 1000001 F1 F2 IC1 HG GЗ 37 11 36 1- G2 G1 35 - GO 34 во 45 < 81 ..., " 47 о 82 "' 48 ~ вз 49 В4 "' 50 f 85 01 з: 86 52 "' 87 32 ~ Н7 31 ~ Н6 зо о " Н5 29 gН4 о 28 z нз ;;! 27 о Н2 28 ~Н125 " но 010 011 012 013 014 015 - '"" -- ... -- -- -- RЗЗ RЗ4 RЗ5 RЗ6 1 2 з 4 5 6 0000 1 R29 -~1-~-~.~1 6 10 А4 RЗО -~ _1 ,f1/j1 9 9 А5 - - RЗ1 11.11 /j ~р 10 6 м RЗ2 11.~111' 7 11 33 -20V 53 64 C14_t:15 С16~17 55 !l -- -- 56 тттт 57 1 56 59 60 Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "RE1280 Samsuпg" (продолжение)
Принципиальные электрические схемы 221 Таблица З.ЗО. Перечень элементов платы управления микроволновой печи "RE1280 Samsuпg" No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 1 IC1 Микроконтроллер 73С81 С66507 2 IC2 Микросхема К2657 3 IC3 Микросхема 7805 4 001 Транзистор n-p-n 0882У 5 002, 003 Транзистор n-p-n С815У 6 004-006 Транзистор n-p-n R1005 7 007 Транзистор p-n -p R2005 8 008 Транзистор n-p-n R1005 9 009 Транзистор p-n-p А539У 10 010--011 Транзистор n-p-n С815У 11 012 Транзистор p-n-p А539У 12 01, 02 Диод 1N4001 13 03 Диод 1N4148 14 04-07 Диод 1N4001 15 010- 015 Диод 1N4148 16 Z01 Стабилитрон 5.1 V, 1 W 17 Z02 Стабилитрон 13 V, 0.5 W 18 Z03 Стабилитрон 3.9 V, 0.5 W 19 R01- RОЗ Резистор 470 Ом 20 R04,R05 Резистор 1 К 21 R06 Резистор 5.1 К 22 R07,R08 Резистор 1О К 23 R09 Резистор 1 К 24 R10 Резистор 2 К l25 R11 Резистор 3.9 К 26 R12 Резистор 1О К 27 R13 Резистор 3.9 К 28 R14 Резистор 1О К 29 R15 Резистор 3.9 К
222 Принципиальные электрические схемы Таблица З.30. Перечень элементов платы управления микроволновой печи "RE1280 Samsuпg" (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 30 R16 Резистор 1О К 31 R17,R18 Резистор 3.9 К 32 R19 Резистор 100 К 33 R20 Резистор 3.9 К 34 R21 Резистор 1О К 35 R22 Резистор 5 К 36 R23 Резистор 2 К 37 R24- R26 Резистор 1 К 38 R27, R28 Резистор 1О К 39 R29-R32 Резистор 3.9 К 40 R33 - RR36 Резистор 47 К 41 MICOM ОРТ. Набор резисторов 100 К 42 СО1, СО2 Конденсатор электролитический 470 мкФ 43 СО3 Конденсатор электролитический 1ООО мкФ 44 СО4 Конденсатор электролитический 100 мкФ 45 СО5-СО7 Конденсатор 0.1 мкФ 46 СО8,СО9 Конденсатор 27 nФ 47 С10, С11 Конденсатор электролитический 1О мкФ 48 С12 Конденсатор 0.1 мкФ 49 С13 Конденсатор электролитический 1 мкФ 50 С14- С17 Конденсатор 3300 пФ 51 С18 Конденсатор 0.1 мкФ 52 CR Резонатор пьезоэлектрический 53 BUZZER Звонок льезокерамический 55 HG Индикатор люминисцентный SVM-4MS-13
Принципиальные электрические схемы Микроволновая печь "RE290D Samsung" Принципиальная электрическая схема лечи представлена на рис. 3.52. Микроволновая печь ''RE727TC Samsung" 223 Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.53, блока управления на рис. 3.54. Перечень компонентов блока управления приведен в таблице 3.31. Рис. 3.52. Рис. 3.53. NOISE FILTER FU1 CAVIТY тсо SECONDARY SWIТCH IАМР MON S/W TIMER S/W MAGNEТRON тсо PRIMARY S/W VPC SWITCH HV TRANSF HV CAPASIТOR нv DIODE Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "RE290D Samsung" NOISE FILTER FUSE MAIN SECONDARY RELAY SrN IАМР MONITOR SWITCH FAN MOTOR VPC МAGNEТRON PRIMARY RELAY тсо S/W L VТRNSF нv Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "RЕ727ТС Samsung"
224 Принципиальные электрические схемы ~ ZD1 · 18V 1.2V l<J F2 D4 'I~~ :J 780 в ~ -18V v 20 R19 9V 18 37 40 ll 39 9V 38 R12 9V 33 з:: n РRОВЕ § sm R14 z R11 R7 ~г у BUZZER § з:: :!: 1 + 81 31 27 30 МAINRElAY л 29 32 28 15 POWER CONТROL REIAY 07 12V 14 R2S Рис. 3.54. Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "RЕ727ТС Samsuпg"
17 38 18 37 40 39 R17 38 33 35 13 27 11 Принципиальные электрические схемы 225 10~000001 100Поооо1 6· ~ю .... 18V F1 F2 20 l 21 22 23 24 25 26 16 10 9 8 7 6 5 4 з:: 3 n "'о (") о AR3 z D14-D16 .... "' z .... __ s"."/111 ог i;; "' ~ ~ HOLD POWER MEMORY TIMER LEVEL 1 //t μ• 5 /. _· D20 31 // л// -k}- - АUТО nME D21 DEF ТЕМР 2 /,, ~ 30 л /, /, ;(} - АUТО CLOCK D22 соек ,, // // 3' // 29 /) // :<J-. АUТО CANSEL STAR/)I 4 6·~ D23 28 /) /) :<J- . 4; л' STARТ D8 /)t вооsт 14 Ч<J-1 ~~D25 А 1 - 1
226 Принципиальные электрические схемы Таблица 3.31. Перечень элементов платы управления микроволновой печи "RE727TC Samsung" No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 1 IC1 Микроконтроллер MS6186 2 IC2 Микросхема 7809 3 01, 02 Транзистор 2SC815Y 4 аз Транзистор А953 5 04-06 Транзистор 2SC815Y 1 6 01-07 Диод 1N4001 7 08- 023 Диод US1040 8 Z01 Стабилитрон 5.1V,1 W 9 Z02 Стабилитрон 7.5 V, 0.5 W 10 R1, R2 Резистор 47 К 11 RЗ Резистор 20 К 12 R4 Резистор 1.2 К 13 R5,R6 Резистор 1О К 14 R7,R8 Резистор 4.7 К 1 15 R10 Резистор 500 Ом 16 R11 Резистор 9.2 К 17 R12 Резистор 1О К 18 R13 Резистор 500 Ом 19 R14 Резистор 26 К 20 R15 Резистор 3.3 К 21 R16 Резистор 330 Ом ' 22 R17 Резистор 56 К 23 R18 Резистор 100 К 24 R19, R21 Резистор 1О К 25 R22 Резистор 100 К 26 R23 Резистор 47 К 27 R24, R25 Резистор 1О К 1 28 R26 Резистор 47 К 29 R27 Резистор 1О К
Принципиальные электрические схемы 227 Таблица 3.31. Перечень элементов платы управления микроволновой печи "RЕ727ТС Samsuпg" (продпджение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 30 R28 Резистор 47 К 31 R29 Резистор 1О К 32 AR1, AR2 Набор резисторов 47 К 33 AR3 Набор резисторов 100 К 34 С1 Конденсатор электролитический 470 мкФ 35 С2 Конденсатор 0.1 мкФ 36 С3 Конденсатор электролитический 3300 мкФ 37 С4 Конденсатор электролитический 1ООО мкФ 38 С5, С6 Конденсатор 0.1 мкФ 39 С7 Конденсатор 68 пФ 40 С8 Конденсатор 220 пФ 41 CR Резонатор пьезоэлектрический 5038 42 BUZZER Звонок пьезокерамический 43 HG Индикатор люминисцентный 6MS-13ZK 44 L.V.T. Трансформатор 230V/12V/10.1 V/1.2V
228 Принципиальные электрические схемы Микроволновая печь "RE727D Samsung" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.55 . Микроволновая печь "RE890 Samsung" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис.3.56, бпока управления на рис. 3.57. Перечень компонентов блока управления представлен в таблице 3.32 . FU1 Рис. 3.55 . Рис. 3.56. NOISE FILTER TIMER SWITCH МAGNEТRON PRIМARY MONITOR ТСО SWITCH SWITCH R SECONDARY SWITCH LАМР FAN MOTOR DEFROST SWITCH Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "RE727D Samsuпg" NOISE FILТЕR F1 МAIN pRIМARY RELAY SNo LAMP LOW VOLT ТRАНВF. MONITOR SNo тсо CAVIТY SECONDARY SNo тсо (МAGNEТRON) DM POWER CONТROL RELAY нv CAPACIТOR Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "RE890 Samsung" нv
Рис. 3.57. Принципиальные электрические схемы 229 F1 F2 ICI FU1 RI ZDI 12V 9V -16 5V О! 02 25 17 25 24 23 22 + 21 I 20 1 16 св 10 I R14 11 12V POWER 12 CONTROL RELAY R26 32 39 D5 С4 D4 Jэv 36 15 w 9V 30 Rl3 Rl7 29 А 33 13 26 16 BUZZER + Rl9 ~ RЗО С5 37 I R29 40 9V .L 35 Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "RE890 Samsung"
230 17 11 12 32 39 5 38 15 27 33 13 15 37 Рис. 3.57 . Принципиальные электрические схемы -18 IC1 AR1 66т 100000 1 R31 R32 IDDD DISPLAY 100 1FI 1F2 25 А 25 в 24 с 23 D 22 Е 21 F 20 G 15 1 10 р 9 а 3 IG 4 2G 5 3G 5 4G 7 5G 5 5G Dl4 Dl5 Dl5 Dl75 DIB Dl9 -- -- -~ -- -- -- HDLD POWER MEMORY TIMER LEVEL 1 5 AR4 31 1_1 _1' _1 _1 9~ о- - - - - AUTO TIME/ 5~ о 30 DEF _1 ~' ТЕМР~ 21 .~ -Q --, _ 'l' - АUТО CLOCK CANCEL 3 71' 29 соек 1.11'1 1 -cJ-. - AUTO 4 START 5 25 'l' .1' 1 _1 .1 -~ -Q--, - - - D20-D23 START D13 1 ttf 1 1 14 -- - - - воо~1 Dl2 I _ ~D8 ~D9 1 А Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "RE890 Samsung" (продолжение)
Принципиальные электрические схемы 231 Таблица 3.32. Перечень элементов платы управления микроволновой печи "RE890 Samsung" No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 1 IC1 Микроконтроллер 2 01, 02 Транзистор 0882У 3 аз. 07 Транзистор 815У 4 08 Транзистор А539У 5 01, 02 Диод 1N4001 6 DЗ Диод US1040 7 04,05 Диод 1N4001 8 06- 019 Диод US1040 9 ZD1 Стабилитрон 5.1 V, 1 W 10 Z02 Стабилитрон 13 V, 0.5 W 11 ZОЗ Стабилитрон 9 V, 0.5 W 12 Z04 Стабилитрон 7.5 V, 1 W 13 R1-R4 Резистор 470 Ом 14 R5 Резистор 1О К 15 R6 Резистор 20 К 16 R7 Резистор 1.2 К 17 R8- R12 Резистор 1О К 18 R13 Резистор 47 К 19 R14 Резистор 1О К 20 R15 Резистор 26 К 21 R16 Резистор 500 Ом 22 R17 Резистор 9.2 К 23 R18 Резистор 1О К 24 R19, R20 Резистор 4.7 К 25 R21 Резистор 1О К 26 R22 Резистор 47 К 27 R23 Резистор 100 К 28 R24,R25 Резистор 3.3 К 29 R26 Резистор 330 Ом
232 Принципиальные электрические схемы Таблица 3.32. Перечень элементов платы управления микроволновой печи "RE890 Samsuпg" (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 30 R27 Резистор 56 К 31 R30 Резистор 500 Ом 32 R31, R32 Резистор 47 К 33 AR1, AR2 Набор резисторов 47 К 34 AR4 Набор резисторов 100 К 35 С1 Конденсатор электролитический 3300 мкФ 36 С2 Конденсатор электролитический 470 мкФ 37 С3 Конденсатор электролитический 1000 мкФ 38 С4,С5 Конденсатор 0.1 мкФ 39 С6 Конденсатор 68 пФ 40 С7 Конденсатор 220 пФ 41 С8,С9 Конденсатор 0.1 мкФ 42 CR Резонатор пьезоэлектрический 43 BUZZER Звонок пьезокерамический 44 HG Индикатор люминисцентный SVM-6ME -06 45 L.V.T. Трансформатор 230V/13V/2.5V
Принципиальные электрические схемы 233 Микроволновые печи "NN-8800 Panasonic", "NN-8850 Panasonic" Принципиальная электрическая схема печи представпена на рис. 3.58, блока управления на рис. 3.59. Перечень компонентов блока управления приведен в таблице 3.33. 220V Рис. З.58. R1 560К , NOISE FILТER FU2 25А RY2 МAGNETRON CAVIТY тсо тсо ] :з FUSEDIODE HV DIODE МAGNEТRON MONIТOR SWITCH PRIМARY SWIТCH RY5 ~---+--о- о---+---'k;Тс SECONDARY SWiTCH FUЗ 8А RY1 RY2 RУЗ RY4 RY5 RYB RY7 DDDDDDD DiGITAL PROGRAМMER CIRCUIT ТЕМР SENSOR Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "NN-8850 Panasonic"
234 Принципиальные электрические схемы F Т1 JЗ1150НМ IC1 MICROCONТROLLER ~ VREF 5V AVCC vcc IN1 сз 27 RESEТ 26 CNSS vss IN7 INЗ IN6 25 РЗО D2 ~ 38VP 40 Р16 02 Р20 62 Р21 61 Р24 56 Р25 57 Р26 56 Р27 55 Р46 INO 34 RЗ G ,___ __, " I Рис. З.59. 06 35 R2 36 R1 7 XCIN 37 RO 30 Р40 17 Р41 16 19 РЗ6 15 Р42 20 РЗ~ 14 Р43 24 РЗ1 13 Р44 21 Р34 Р10 46 22 РЗЗ Р11 45 16 РЗ7 Р12 44 23 РЗ2 Р13 43 Р14 42 Р15 41 РО7 47 26 XIN РОО 54 53 16V РО1 Тhl РО2 52 51 A/V 29 хоuт РОЗ 50 РО4 Р05 49 IN4 46 РО6 09 10 Р47 39 Р17 Принциnиальная электрическая схема блока уnравления микроволновой nечи "NN-8850 Panasonic"
Принципиальные электрические схемы 235 IC2 CLOCKPLUSE POWER RELAY CONTROL CIRCUIT IC1 GENERATOR - 12 MICROCONTROLLER 16 "V~ ~ D А 1 VREF 1 • - С13 - 3 AVCC 11 +~ - 6 17 vcc - IN1 13 10 64 32 o<h/+ 16 5V DOOR 27 ' 15 -С}- ...J... - - CN2 RESEТ С9 ~1ol 14 ГI 16V г,:::;- 6 CNSS г- - ~HI - - -- INITIALIZE vss II SIRCUIT r IN7 ... - 2 DOORCHECK R22 у 6 INЗ 3 - 3 lf"'I - IN6 t CIRCUIT - 25 9 РЗО J;11 LATCH 4 6VP 6 о- Р16 CIRCUIT POWER - т1 RELAY Р20 62 7 DRIVE .---~ CIRCUIT 61 6 5 Р21 9 Р23 Р24 56 D - 57 Р25 +-kJ Р26 56 ~G 55 -25V С12 Р27 -- 06 Т.~ ~ IZ1 -- 6 1 Р46 1~о 6666 - KEYBOARD '\ R26 2 Р45 INO 9 7 - -~-~-~-~ ~~ 4 IN5 R29 .- 34 6 - - - - - Rз -~-~-~-~·~ RЗО 5 35 R2 -~ ·~ ~р '\: о IN2 - RЗ1 36 4 '~ R1 ~-~-~-~ '\: 7 XCIN - RЗЗ 11 RO 37 - - - о -~.~-~-~р'\: - 9 10 3 2 1 Р40 17 Р41 16 DISPLAY 9 Р36 15 - Р42 IF 231F о РЗ5 14 - Р43 4 Р31 13 1 - Р44 1 - Р34 Р10 46 19 G1 2 Рзз Р11 45 15 G2 - 6 Р37 Р12 44 12 GЗ - 43 9 3 Р32 Р13 G4 - 42 7 Р14 G5 41 5 Р15 G6 47 10 РО7 н 6 XIN 54 20 РОО А - 53 16 Р01 в РО2 52 17 с 51 16 9 хоuт РОЗ D - РО4 50 14 Е 49 13 РО5 F 5 IN4 46 11 - РОВ G 39 8 10 Р47 Р17 1 -
236 Принципиальные электрические схемы Таблица З.ЗЗ. Перечень элементов платы управления микроволноаой печи "NN-8850 Panasonic" No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 1 OISPLAY Люминесцентный индикатор 2 CN1 Разъем 7 контактный. з CN2 Разъем 11 контактный. 4 СNЗ Разъем 4 контактный. 5 BZ Зуммер 2 кГц 6 СХ1 Керамический резонатор 4,19 МГц 7 RY1, 3, 4 Реле 12 вольт 8 RY2, 5 Реле 18 вольт 9 IC1 Микроконтроллер 10 IC2 Интегральная схема AN6752 11 01 Транзистор n-p -n 2S02006-RTА 12 аз Цифровой p-n-p транзистор UN4123 13 04,5,6,7 Транзистор n-p -n 2S01 991 А 14 01,02,03 Диод Si AEONERA 1502 15 04, 5, 7-16 Диод Si МА196 16 Z01 Стабилитрон 5.6 V 17 Z02 Стабилитрон 27 V 18 ZОЗ Стабилитрон 3.6 V 19 С1 Конденсатор электролитический 1ООО мкФ, 35 В 20 С2 Конденсатор электролитический 100 мкФ, 50 В 21 СЗ,С4,С23 Конденсатор керамический 0.1 мкФ 22 С5 Конденсатор электролитический 1О мкФ, 16 В 23 С12-14, 16-19 Конденсатор керамический 0.01 мкФ 24 С15 Конденсатор электролитический 2.2 мкФ, 50 В 25 R1 ,2,29,35,36,43 Пленочный резистор 200 Ом 26 RЗ,4 Пленочный резистор 3.9 К 27 R5, 23, 25, 26, Пленочный резистор 1О К 30, 33,37,42,45 28 R6 Пленочный резистор 3.9 К
Принципиальные электрические схемы 237 Таблица 3.33. Перечень элементов платы управления микроволновой печи "NN-8850 Paпasonic" (продолжение) No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 29 R?,31,32, 40,41 Пленочный резистор 300 Ом 30 R17, 19,28 Пленочный резистор 100 К 31 R21,34,38,46 Пленочный резистор 4.3 К 32 R22 Пленочный резистор 2 К 33 R24 Пленочный резистор 200 К 34 R27 Пленочный резистор 33 К 35 R39 Пленочный резистор 15 К 36 Z1 Резисторная матрица 200 Кх4 Микроволновая печь "NN-8500 Panasonic" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.60, блока управления на рис. 3.61. 220V R1 56ОК NOISE FILTER FU225A RY2 FUSEDIODI! н.v. DIODE МAGNETRON т МAGNEТRON CAVIТY тсо тсо PRIМARY MONIТOR SWITCН SWITCH RYS FUЗ 8А L-~~'Y"Y"'V"--1--~L....-....S..t>--ai~+-+-.J-~ ~---~--~~ ~~--~~>-<;'/с ~1 SECONDARY SWIТCH RY1 RY2 RУЗ RY4 RY5 RYB RY7 DDDDDDD DIGITAL PROGRAМMER CIRCUIT Рис. 3.60. Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "NN-8500 Рапаsопlс" ТЕМР SENSOR 1.
238 Рис. 3.61. Принципиальные электрические схемы IC1 RЗ IN1 Q1 EJ VREF 5V 53 64 дvсс 27 vcc RESEТ сз 26 IN6 CNSS РЗО 25 vss IN7 62 Р20 INЗ 61 Р21 56 Р24 VP Р25 57 Р16 56 Р26 Р23 55 Р27 Р22 IN2 INO 34 зо XCIN RЗ 35 R2 Р45 IN5 36 Р46 R1 19 РЗ6 RO 37 20 РЗ5 24 РЗ1 17 21 Р40 РЗ4 16 22 рЗЗ Р41 15 16 Р42 РЗ7 14 23 РЗ2 Р43 13 Р44 Р10 46 45 Р11 44 Р12 43 Р13 26 XIN 42 Р14 41 16V 5V Р15 47 РО7 54 R16 29 хоuт РОО 53 РО1 52 РО2 51 РОЗ Тhl 50 РО4 A/V IN4 49 РО5 46 РО6 39 10 Р17 Р47 Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "NN-8500 Рапаsопiс"
Принципиальные электрические схемы 239 IC7 IC1 CLOCKPLUSE POWER RELAY COl'<TROL CIRCUIT GENERATOR - 12 16 "?гQ ~ ):) D • - С13 11+J-i 6 17 IN1 DOOR 1:9 13 10 16V ~/+ 16 5V I 15 Г1-- ' ..l.. CN? 27 С10 - - 16V г-- 14 Г1 r.. RESET .L INITIALIZE - ~---11 - SIRCUIT I -- з 2 DOORCHECK R22 r - 3 if"'I IN6 -"' Clf'ICUIT ~ - Р30 25 - 9 111 LAlCH 4 62 6 Р20 ,__ CiRCUIT POWER 61 т1· RELAY Р21 ,........_ 7 ORIVE 56 ,__~ CIRCUIT Р24 1-... _ 6 57 5 Р25 ,____ ..L 56 Р26 ,____~ /J 55 25V f--k} 07 Р27 ~6 С12 ... .. G -- т ·- 6 ~~о 'DD666" KloYBOARD ' ~ 9 7 INO ~.~~~~ R29 34 6 R3 ~~~~~ 35 R30 51 R2 ~р~ '\р " 36 R:1 4 R1 ·~ " ~~ " ~ R33 37 RO 11 ~~~~~ 9 10 17 3 2 1 Р40 16 DISPLAY Р41 15 F F Р42 14 1 1 2з1 Р43 13 р.ц 46 19 Р10 G1 45 15 Р11 G2 44 12 Р12 G3 43 9 Р13 G4 42 7 G5 Р14 41 5 Р15 G6 47 10 Р07 н 54 20 РОО А 53 16 Р01 в 52 17 Р02 с 51 16 РОЗ о 50 14 Е РО4 49 13 Р05 F 46 11 РОВ G 39 6 Р17 1
240 Принципиальные электрические схемы Микроволновые печи "NN-K403 Panasonic", "NN-K453 Panasonic", "NN-K463 Panasonic", "NN-K493 Panasonic" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.62, бпока управления на рис. 3.63. Перечень компонентов блока управления приведен в таблице 3.34. 22{)\/ NOISE FILТЕR FU2126A R2 МAGNEТRO тсо ] :з RY5 PRIМARY SWITCH SECONDARY SWIТCH RY2 RY4 :-1 MONIТOR SWIТCH RY1 RY2 RУЗ RY4 RY5 FUSEDIOOE МAGNETRON DDDDD ~ ТЕМР SENSOR DIGITAL PROGRAМMER CIRCUIТ 1. Рис. 3.62. Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "NN-K453 Paпasonic" нv DIODE
CN1 Рис. 3.63. Принципиальные электрические схемы IC1 MICROCONТROLLER RY5 IC1 PINNO 38 40 fN ov 1----<> -- - -- -- - -- -- -+.---f -- --+F г------------lt----+----+ 18V Jt-a _1 --.= -fN"'" ----+ --------34 -1 vcc vss ZDЗ - 20V 16 VPP СХ1 39 OSCIN WAVEFORM 1- 40 oscou 17 ;fl'--20ms_H: fN 18 - 2fP/ fN ~П.___ ____.ГL R19 19 - 2fN fN 1---___!;13~ С5 1-----!:2..j АО ._______..;3 ::.::5~ ТЕSТ 20 -2fP/ fN 21 - 2fP/ ------....J MODELNO JPR2 NN-К4021К452 OPEN NN-К<482/К492 1 онм INТ1 38 А1З RESEТ 38 АЗ С8 14 С7 15 ЕО 37 D7 24 С3 11 С2 10 С1 со _8_ А5 С4 00 D1 D4 D2 DЗ во 81 В2 вз 114 В5 В5 87 D5 DI Принципиальная эnектрическая схема бnока управnения микровоnновой печи "NN-K453 Panasonic"
242 Принципиальные электрические схемы 5V MICROCONTROLLER INТ1 38 3 RESE 36 С14 С1 + II АЗ5 А46 С16 I R34 С6 14 С7 15 ЕО 37 D7 С1 со А5 F F D7D8D9D10D11 23 DISPLAY 12 17 16 G2 18 13 G3 21 19 11 19 8 G4 G1 G5 20 5G6 26 20 27 17 А 28 18 в 29 15с 30 14 D Е 31 12F 32 10G 33 9 н 22 7 23 6 Рис. 3.63 . Принциnиаnьная эnектрическая схема бnока управnения микровоnновой печи "NN-K453 Panasonic" (nродоnжение)
Принципиальные электрические схемы 24З: Табnица 3.34 . Перечень эnементов nnаты управnения микровоnновой печи "NN-K453 Panasonic" No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 1 OISPLAY Люминесцентный индикатор 2 CN1 Разъем 7 контактный. 3 CN2 Разъем 3 контактный. 4 СNЗ Разъем 4 контактный. 5 CN4 Разъем 11 контактный. 6 CN5 Разъем 7 контактный. 7 CN6 Разъем 7 контактный. 8 BZ Зуммер 2 кГц 9 СХ1 Керамический резонатор 4,19 МГц 10 RY1,2,3,6 Реле 12 вольт 11 RY4, 7 Реле 18 вольт 12 IC1 Микроконтроллер 13 IC2 Интегральная схема AN6752 14 IСЗ Интегральная схема AEICBA12004 15 Q1 Транзистор n-p -n 2802006-RTA 250mw 16 Q2 Цифровой n-p-n транзистор UN4211 17 аз Транзистор n-p -n 2SC1687 18 Q4 Транзистор p-n-p 2SA720 19 Q5 Цифровой p-n-p транзистор UN4123 20 Q6 Транзистор n-p -n 2SC1318 400mw 21 01, 02 Диод Si 22 06,7,8,9,21 Диод Si 23 Z01 Стабилитрон 5.6 V 24 Z02 Стабилитрон 4. 7 V 25 Z04 Стабилитрон 4.3 V 26 Z05 Стабилитрон 15 V 27 Z06 Стабилитрон 20 V 28 С1 Конденсатор электролитический 1ООО мкФ, 35 В 29 С2 Конденсатор электролитический 220 мкФ, 35 В
244 Принципиальные электрические схемы Табnица 3.34 . Перечень эnементов пnаты управnения микровоnновой печи "NN -K453 Panasonic" (nродоnжение} No Позиционное Наименование Примечание п/п обозначение 30 С3 Конденсатор электролитический 22 мкФ, 16 В 31 С5 Конденсатор электролитический 1О мкФ, 16 В 32 св Конденсатор электролитический 0.47 мкФ, 50 В 33 С7 Конденсатор керамический 0.001 мкФ 34 СВ, С9, С10 Конденсатор керамический 0.1 мкФ 35 С11, С12, С14 Конденсатор керамический 0.01 мкФ 36 С13 Конденсатор электролитический 0.47 мкФ, 50 В 37 R1,2,12,15 Пленочный резистор 200 Ом 38 R3, 19, 20, 24, Пленочный резистор 1О К 41,43 39 R4,5,6, 7,23,28, Пленочный резистор 750 Ом 29,30,31 ,32,33 40 R8,9, 10, 11 Пленочный резистор 180 Ом 41 R13, 14,22,27 Пленочный резистор 5.1 К 42 R16,25 Пленочный резистор 1 МОм 43 R17 Пленочный резистор 86 К 44 R18 Пленочный резистор 910 К 45 R26 Пленочный резистор 15 К 46 R34,35,50-53 Пленочный резистор 47 Ом 47 R38,R39 Пленочный резистор 51 Ом 48 JPR1 Пленочный резистор 5.1 К 49 JPR2 Пленочный резистор 3.6 К 50 Z1 Резисторная матрица 15 Кх5
Принципиальные электрические схемы 245 Микроволновая печь "UMW-400 Unit" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис З 64, блока управления на рис. 3.65. NOISEFILТER FU1 МAGN CAV PRIМARV ТСО ТСО SSWIТCH RY1 RY2 >----------с;т; R102 2r1W 100НМ SECONOARY SWITCH RY Рис. З.64. Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "UMW-400 Unit" HV
246 Принципиальные электрические схемы SCR1 в D10 36 А 33 С7 + I а11 в С9 С10 + о III Рис. З.65. Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "UMW-400 Unit"
Принципиальные электрические схемы 247 А Q1 о о; 28 "'О ~ 12 "'з:: с; m ~ 10 ~ 11 t: m 32 <> 12 31 13 з:: о 13 14 "~ 15 ~о Fm "... .. .. n 42 8 35 ~~ D KEYВOARD 27 о 26 о 36 26 о 29 33 10 11 Е с
248 Принципиальные электрические схемы Q1 со10 DT1 С11 c:::JC09 c==JC08 R20 c:::J С07 СО8 СО5 c:::JC04 соз СО1 R1 MICROCONТROLLER - 20V С8 20 • о тз д RC1 19 = 16 С9 з 21 17 9 11 5V 21 14 42 15 16 37 BUUER -20 R27 36 35 UJ 34 32 31 + зо 29 26 27 26 1 Z7 25.i •5V С8 С15 + I Рис. З.66. Принципиальная эnектрическая схема бnока управnения микровоnновой печи "Mou1iпex"
Принципиальные электрические схемы 249 DISP!AY F1P4C13 А 1 1 ::2 .... 3 '"'4 05 7 •'"'6 6 .... 7 08 09 13 .. .. 10 '"'11 о12 ::: 13 9 .... 14 4 .... 15 8 .... 16 10 .... 17 11 .. .. 16 14 v19 115 .. .. 20 t .. о21 Го о22 .... 23 о~ 16 1_ D6 D7 D6 D9 D5 L4 L2 L7 L5 z.- .- _z 'l 'l 'l 'l D17 G~-~G~-~ ВРВ .....,-г-; 1 1 ВР5 LЗ L1 L6 -r-оТс 'l 'l 'l ВР6 d~d~~ -оТс ВР9 -оТс ;тJBP10 R28 R29 ....оТс ВР4 ВР3 ....оТс '"'°Тс ВР2 ВР1 '-<
250 Принципиальные электрические схемы Микроволновая печь "Moulinex" Принципиальная электрическая схема блока управления печи показаны на рис. 3.66 . Чтобы снять с печи панель управления необходимо отвернуть винт, который находится под пленкой на лицевой стороне панели. Микроволновые печи "FM-740 Moulinex ", "FM-745 Moulinex" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.67, блока управления на рис. 3.68 . Список характерных неисправностей приведен в таблице 3.35. GRILL HEATER GRILL RELAY :-1 NOISE FILTER СО9- СОЗ- С07 СО2 СО1 СО8 СО11 СО8 CAV ТС01 CAV ТСО2 RE START RY1 SECONDARY SWITCH FUSEDIODE Рис. 3.67. Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "FM-740 Mouliпex" Таблица 3.35. Характерные неисправности блока управления микроволновой печи "FM-740 Mouliпex" No Перечень характерных неисправностей. Возможная причина неисправности и п/п. способы ее устранения. 1. Печь работает только при нажатии и 1. Вышла из строя микросхема IC2 МС14013 удерживании кнопки "START" (российский аналог 561ТМ2) 2. Неисправен резистор R11 (R12) 2. Не срабатывает кнопка "START" Вышел из строя транзистор Т2 3. Не работает клавиатура. Индикатор светится Вышел из строя один из стабилитронов Z3, с повышенной яркостью Z4,Z5
Рис. З.68. Принципиальные электрические схемы 251 Х1 Х1 Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "FM-740 Mouliпex"
252 Х1 02 С7 I о10 11 Рис. 3.68. Принципиальные электрические схемы МICROCONТROLLER D7538AC.OOS с12 DISPLAY FIP4T1 ЗВ -2ЗV F -'1ЗV 8 -6811 11 С15 30 .!J.ЗV 31 :Е 32 33 34 3S F 3S 37 -2ЗV R18 -2ЗV КЕУВОАRD 41 38 С18 -6811 са I R14 Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "FM-740 Mouliпex" (продолжение)
Принципиальные электрические схемы 253 Микроволновая печь "М1615 Moulinex" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.69, блока управления на рис. 3.70. NOISE FILТER START MONITOR SWITCH R2 271< LАМР PRIМARYSNV SECONDARY SNV MGN ТСО Х2 FUSE DIODE HV CAPACITOR Рис. З.69. Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "М1615 Mouliпex"
254 Рис. З.70. Принципиальные электрические схемы MICROCONТROLLER Х1 DISPLAY 14 10 15 18 17 18 С7 11 19 12 20 BUZZER R14 21 51 52 g+ 22 ~~ 23 10 24 11 RB 25 12 28 13 27 14 28 15 G1 Х1 GEN. С4 св Х2 10 9878 54з2 Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "М1615 Mouliпex"
Принципиальные электрические схемы Микроволновая печь "МО-55 Moulinex" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.71. Микроволновая печь "R2A55 Sharp" 255 Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.72, блока управления на рис. 3.73. FU1 Рис. 3.71 . Рис. 3.72. PRIМARY NOISE FILТER START TIMER SWITCH __ _J INRUSH RELAY SECONDARY SWITCH МAGNEТRON MONIТOR SWITCН ТСО ГUSE DIODE TIMER MOTOR R1 27К R2 27К FUSE2 МAGNETRON Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "МО-55 Mouliпex" САVГГУ MAGNETRON SECONOARY FUSEDIODE NOISE FILTER ТСО ТСО RY1 SWIТCH ...-----t-+--o..LD--Q..U>---1Г-C;-г~o----. FU1 RY2 R1 43 ОМ TR1 MONITOR] SWITCH FANTCO Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "R2A55 Sharp" HV DIODE HV DIODE
256 Принципиальные электрические схемы t.llCROCONТROLLER 25 R41 13 19 18 17 11 10 С5 с 22 21 l 8V 20 15 С4 сз II RY2 Q21 D21 14 RY1 16 С20 DOOR 12 ZD1 зоv ..L C1 С2 IIR10 R11 С10 А В с I Рис. 3.73. Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "R2A55 Sharp"
Принципиальные электрические схемы 257 MICROCONTROLLER 1 - 25 13 7 DISPLAV __!О__ 23 __J.L_ 24 20 _д_ 28 19 _д_ 27 18 --10.._ 28 17 __!___ 29 18 _22_ 30 15 9 31 14 _21_ 32 13 20 33 12 15 34 11 _8_ 35 10 38 9 37 8 38 7 39 6 40 5 41 4 42 3 -6V f-J2 922 14 А в - CR50 D52 D53 D54 D55 D58 D57 ~ООО ." ·- .- --- ·- КЕУВОАRD 18 ~~.~.~~·rf - 2 ~ - . 3 2~~·~~·rf 4 -~~.~./,~rf 'l 12 . - 5 ~//~~~ rf
258 Принципиальные электрические схемы Микроволновая печь "МК118 Microwellenherd" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.74. Микроволновая печь "DMR-602 Daewoo" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.75. NOISE FILTER FUI CAVIТY тсо TIMER PRIMARY SWITCH SWITCH UWP MONITOR SWITCH MONITOR RESISТOR SECONDARY SWITCH VPC SWITCH МAGNEТRON тсо н.v. TRANSF. г1,: L: МAGNEТRON Рис. 3.74 . Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "МК118 Microwelleпherd" Рис. 3.75 . NOISE FILTER FUI CAVIТY тсо TIMER SWITCH SECONDARY SWITCH _/, TIMER FAN MOTCR MOTOR VPS SWIТCн DRJVE VPS МОТОR MOTOR МAGNETRON тсо н.v. н.v. CAPASIТOR TRANSF ~ нv. D/ODE Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "DMR-602 Daewoo" HV. DIODE
Принципиальные электрические схемы 259 Микроволновая печь "KOR951 Daewoo" Принципиальная электрическая схема печи представлена на рис. 3.75, блока управления на рис. 3.76. Рис. 3.76. NOISE FILTER FU1 FAN DRIVE LАМР MOTOR MOTOR CAVJТY PRJМARY ТСО SWITCH SECONDARY SWIТCH R1 110М 10 вт RY1 MONITOR МAGNETRO sw1тсн тсо HV CAPASITOR Принципиальная электрическая схема микроволновой печи "KOR951 Daewoo"
260 Рис. 3.77 . Принципиальные электрические схемы -12У t.llCROCONТROL.LER 42 BZ1 [:О 39 38 34 -5V 21 30 14 15 13 -5V CR1 31 R1 R5 32 41 I 33 D9 R17 -24V 16 R13 35 05 С6 ""'!"'" 1 vL1 -SV 7905 ЕС1 С5 II Iт ·12V 1 ..,,_ Принципиальная электрическая схема блока управления микроволновой печи "KOR951 Daewoo"
42 - 9 - - 38 34 - 1 - 30 - 14 - 5 - 3 - 31 - 32 - 41 - 33 - 35 - MICROCONТROLLER Принципиальные электрические схемы 6 7 8 9 10 11 12 17 18 19 20 22 23 24 -5 RA1 Qoooo 37 1 38 СА1 39 D4 03 02 01 40 ---- .... ---~ .,....,... ______ ." . " -"·- SJ1 ~ ..J.. '~SJЗ; 28 3-~_1•_1 27 3 1 _1.-~ - 28 3_1 .1 .~ 29 3 .1~·.1 38 21-~·_1 261 OISPtAY 6 8 9 5 4 7 10 14 17 21 23 22 20 19 18 16 15 D5 F F .- КЕУВОАRD -~- .~- ~ _1 _1
262 Проверка тестером электронных компонентов Проверка тестером электронных компонентов Если возникли сомнения в исправности того или иного элемента схемы, его можно проверить с помощью тестера. Нельзя сказать, что такая проверка проясняет ситуацию в 100% случаев и не все компоненты поддаются проверке, но без нее любой ремонт граничит с хиромантией и гадани­ ем на кофейной гуще. Иногда, для того чтобы проверить подозрительную деталь требуется ее отключение от схемы, поскольку внешние цепи способны исказить измеряемое сопротивление. Перед тем как коснуться руками деталей блока управления, рекомендуется дотронуться до заземления, поскольку на теле человека может скапливаться заряд статического электричества, способный повредить микроконтроллер. Таблица п1 .1. Проверка электронных компонентов Тип прибора Внешний Изображение на Измеряемые Сопротивление вид схеме контакты обратное прямое Диод - <=D- А ~1к А-К Малое Большое Стабилитрон А ~к А-К Малое Большое - -c:J)- •L Диод высоко- с:> А-К 00 00 .; вольтный ,А ~1к 1" Фьюз диод " А1 -А2. 00 00 , А1~1~А2 * Симистор ]: к УЭ А-К 00 00 r 1'v А-УЭ 00 00 Lr ) u А К-УЭ Около О Около О Транзистор чS Б-К Малое Большое n-p-n Б-Э Малое Большое . К-Э 00 00 ЭКБ Транзистор • ~ Б-К Большое Малое p-n -p Малое Б-э Большое ЭКБ К-Э 00 00
Проверка тестером электронных компонентов 263 Таблица п1 .1. Проверка электронных компонентов (продолжение) Тип прибора Внешний Изображение на Измеряемые Сопротивление вид схеме контакты обратное прямое Цифровой m~ Э-Б 10-ЗОК 10-ЗОК р-п-р транзистор К-Б 50-90К 00 ЭКБ э К-Э 40-80К 00 А Магнетрон А-К1 00 - А-К2 00 К1 К2 К1-К2 Менее 1 Ом К1 К2 Высоко- к ±81 Корпус-81 00 вопьтный . ·. конденсатор ~! Корпус-82 00 81 82 ··..............··~2 81-82 00 Термореле К1 К2 ~ К1-К2 о о К1 К2 Микропере- Кнопка Кнопка кnючатель нажата отпущена К1 кз 00 L К1-К2 о 00 К1 К2 К1 -КЗ о 00 00 К2-КЗ
264 Цветовая маркировка резисторов Цветная маркировка резисторов Маломощные лроволочные и лленочные резисторы с долуском от 2 до 20% имеют стандарт­ ные значения солротивлений и стандартную схему цветной маркировки. Это лозволяет легко опре­ делять номинал резистора по его цвету, а не по цифровой маркировке, которую не сразу разглядишь, особенно на современных миниатюрных резисторах, размером 2 - 3мм. Стандартные значения сопротивлений резисторов выбраны так, что смежные значения отличаются на 10% для резисторов с допуском 2 и 5% и на 20% для допусков 1О и 20%. Ниже приведен стандартный ряд номинальных значений сопротивлений (невыделенные значения относятся только к допуску 2 и 5%). Таблица п2.1. Стандартный ряд номинальных значений ,_ """''~""""-'"' = - 10 16 27 43 68 11 18 30 47 75 12 20 33 51 82 13 22 36 56 91 15 24 39 62 100 С помощью цветной маркировки можно задать любые значения сопротивлений, но не все они существуют на практике. Цветная маркировка производится в виде нанесения цветных колец во­ круг корпуса резистора (рис. п2.1 ). [] • - ... . ~ ~ • - .._____ 1- я цифра 2-яцифра ~ Множитель ------~---• Допуск ----. Надежность [1 Рис. п2.1. Цветовая маркировка резистора Первые две цифры и множитепь обозначают величину сопротивления резистора. Причем первая полоска либо смещена к краю резистора, либо выполнена утолщенной. Обычно присутству­ ет и четвертая полоска, которая определяет величину допуска, а иногда и пятая для каких-либо других параметров (желтая или оранжевая полоска на металлопленочных резисторах обозначает уровень надежности). Соответствие между цветами полосок на корпусе резистора и их значением приведено в таблице п2.2. Например, если резистор имеет последовательно идущие красную, черную, коричневую и зо­ лотистую полоски - это означает что его номинал R=20*10=200 Ом, при допуске 5%.
Цветовая маркировка резисторов 265 Таблица п2.2. Значение цветовых полосок Цвет 1-я цифра 2-цифра Множитель Допуск Серебряный 0,01 Ом 10% Золотой 0,1 Ом 5% Черный о о 1Ом Коричневый 1 1 100м Красный 2 2 1000м 2% Оранжевый 3 3 1 кОм Желтый 4 4 10 кОм Зеленый 5 5 100 кОм Голубой 6 6 1 МОм Фиолетовый 7 7 10МОм Серый 8 8 Белый 9 9 Отсутствует 20%
- . с:~-~ - ===..-:.. - . :: :=:::.:: .::: .:::.::: .: . . - _ -_ - _ - _ -. . : : : ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСВЕННОСТЬЮ ---- Компанией «Ингредиент» разработаны и серийно производятся: 1. Вакуумные микроволновые установки типа «Муссон» для сушки сельскохозяиственного сырья, фармацевтических материалов, лекарственных трав, грибов, ягод, морепродуктов. Из продуктов, подвергаемых сушке на «Муссоне», как дополнительный пищевой продукт, получают конденсат, сохраняющий запах сырья (вода с запахом трав, лука, концентрированный сок при сушке ягод). 2. Микроволновые барабанные установки типа «Ламинария» для сушки водорослей, трав, зелени. Работает в непрерывном режиме. 3. Микроволновые шнековые установки типа «Бархан» для сушки сыпучих продуктов питания, порошкообразных химических и строительных материалов. Работает в непрерывном режиме. Экологически чистые установки обеспечивают высокое качество продукции, энерго- и ресурсосбережение; имеют малые габариты, интерфейс с компьютером, автоматическое ворошение продуктов в процессе сушки, программное управление технологическим режимом. Способ сушки и устройство установок запатентованы. «Ингредиент» осуществляет установку оборудования, обучение персонала, гарантийное и сервисное обслуживание, помогает разработать концепцию безотходного производства. 198020, Россия, Санкт-Петербург, н. р. Фонтанки, 156, т./ф: (812) 251-82-94. E-mail: ingred@spЬ. cityline.ru, vaivanov@eltech.ru. www.ingredient.spb.ru
Содержание 267 Содержание Предисловие ................................................... . 3 1. Азы микроволновой техники .................................... .4 1.1. Что такое микроволны ................................................. .4 1.2. Элементы микроволновой техники .........................................7 1.3. Магнетроны ..........................................................21 1.4. Взаимодействие микроволновой энергии с веществом ........................29 1.5. Влияние СВЧ излучения на биологические объекты ...........................35 2. Анатомия микроволновой печи ................................. .40 2.1 . Камера микроволновой печи ........................................... .41 2.2 . Магнетрон ...........................................................52 2.3 . Высоковольтный блок питания ...........................................56 2.4. Блок управления ......................................................65 2.5. Прочие элементы микроволновой печи ....................................82 2.6. Перспективы развития микроволновых печей ...............................84 2.7 . Разборка микроволновой печи ...........................................91 2.8 . Электрические схемы микроволновых печей ................................91 2.9 . Возможные неисправности и методы их устранения ..........................98 2.1 О. Меры безопасности при работе с микроволновой печью .....................106 3. Принципиальные электрические схемы микроволновых печей ...... .108 Микроволновая печь "Электроника СПО1" .....................................108 Микроволновая печь "Электроника СП 1О" .....................................109 Блок управления "БУВИ-2" .................................................11 О Микроволновые печи "Электроника СП-23 ЗИЛ", "Электроника СП23-1 ", "Радо-Гурман" .118 Микроволновая печь "Электроника СП-25" ....................................122 Микроволновая печь "Фея" ................................................134 Микроволновая печь "Берегиня" ............................................136 Микроволновые печи "Мрия", "Эмита" (без гриля) ...............................142 Микроволновые печи "Эмита" (с грилем), "Юкон" ...............................145 Микроволновая печь "Лена" ................................................145 Микроволновая печь "Мила" ...............................................161 Микроволновая печь "Мила-2" ..............................................168 Микроволновые печи "Плутон", "Южполиметалл", "Gold Star" ......................171 Микроволновая печь "М6136 Samsuпg" .......................................174 Микроволновая печь "М6138 Samsuпg" .......................................174 Микроволновая печь "М6148 Samsuпg" .......................................175 Микроволновая печь "М6245 Samsuпg" .......................................179 Микроволновая печь "М7145 Samsuпg" .......................................184 МикровОflновая печь "М8134 Samsuпg" .......................................188 Микроволновая печь "М8145 Samsuпg" .......................................188
268 Содержание Микроволновая печь "М9245 Samsuпg" .......................................193 Микровопновая печь "МХ146 Samsuпg" .......................................198 Микроволновая печь "МХ245 Samsuпg" .......................................203 Микровопновая печь "МХ247 Samsuпg" .......................................208 Микроволновая печь "RE 1100 Samsuпg" ......................................209 Микроволновая печь "RE 1200 Samsuпg" .....................................214 Микроволновая печь "RE1280 Samsuпg" ......................................218 Микроволновая печь "RE290D Samsuпg" ......................................223 Микроволновая печь "RE727TC Samsuпg" .....................................223 Микроволновая печь "RE727D Samsuпg" ......................................228 Микроволновая печь "RE890 Samsuпg" .......................................228 Микроволновые печи "NN-8800 Рапаsопiс", "NN-8850 Рапаsопiс" ...................233 Микроволновая печь "NN-8500 Рапаsопiс" ....................................237 Микроволновые печи "NN-K403 Рапаsопiс", "NN-K453 Panasoпic", "NN-K463 Рапаsопiс", "NN-K493 Рапаsопiс" ..............240 Микроволновая печь "UMW-400 Uпit" ........................................245 Микроволновая печь "Mou/inex" .............................................250 Микроволновые печи "FM-740 Mouliпex ", "FM-745 Mouliпex" .......................250 Микроволновая печь "М1615 Mouliпex" .......................................253 Микроволновая печь "МО-55 Mouliпex" .......................................255 Микроволновая печь "R2A55 Sharp" .........................................255 Микроволновая печь "МК118 Microwelleпherd" .................................258 Микроволновая печь "DMR-602 Daewoo" ......................................258 Микроволновая печь "KOR951 Daewoo" ......................................259 Проверка тестером электронных компонентов ..................... . 2 62 Цветная маркировка резисторов ................................. . 2 64 Содержание .................................................. . 2 67