Tìm hiểu sơ đồ mạch điện bếp từ và cách bếp từ hoạt động

Hiểu rõ sơ đồ mạch điện và nguyên lý hoạt động của bếp từ không chỉ giúp bạn nắm vững cấu tạo thiết bị mà còn mang lại nhiều lợi ích thiết thực trong việc sử dụng và sửa chữa. Khi nắm vững kiến thức này, bạn có thể dễ dàng nhận biết nguyên nhân gây ra sự cố, từ đó có cách khắc phục nhanh chóng, an toàn, và tiết kiệm chi phí. Trong bài viết này, Kim Quốc Tiến sẽ hướng dẫn bạn khám phá chi tiết về cách thức hoạt động và sơ đồ mạch điện bếp từ, giúp bạn tự tin hơn khi sử dụng thiết bị này trong gia đình.

Sơ đồ mạch điện bếp từ là gì?

Sơ đồ mạch điện là một bản vẽ kỹ thuật chi tiết, mô tả cách các linh kiện và thiết bị điện tử được kết nối và bố trí trong một hệ thống điện. Sơ đồ này thể hiện các thành phần như điện trở, tụ điện, vi mạch, và các kết nối dây dẫn, đồng thời cho biết cách dòng điện di chuyển qua các phần tử trong hệ thống. Sơ đồ mạch điện được vẽ bằng các ký hiệu điện tử chuẩn và tuân theo quy tắc nhất định, giúp dễ dàng đọc hiểu và áp dụng.

Chức năng của sơ đồ mạch điện bếp từ:

• Hiểu cấu trúc và nguyên lý hoạt động: Sơ đồ mạch điện giúp người dùng, kỹ sư hoặc kỹ thuật viên hiểu rõ cấu trúc và nguyên lý hoạt động của hệ thống. Nó là chìa khóa để nắm bắt cách mà từng thành phần hoạt động và tương tác với nhau.
• Chẩn đoán và sửa chữa sự cố: Khi xảy ra sự cố hoặc hỏng hóc, sơ đồ mạch điện là công cụ hữu ích để xác định các phần tử có khả năng gây ra vấn đề. Nhờ sơ đồ này, việc chẩn đoán và tìm lỗi trở nên nhanh chóng và chính xác hơn, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí sửa chữa.
• Hướng dẫn lắp đặt và bảo trì: Sơ đồ mạch điện cung cấp hướng dẫn chi tiết cho việc lắp đặt và bảo trì các thiết bị hoặc hệ thống điện tử. Người thực hiện có thể dựa vào sơ đồ để thực hiện các bước lắp đặt đúng cách, đảm bảo an toàn và hiệu quả khi sử dụng.

Tổng quan về sơ đồ mạch điện bếp từ

Dưới đây là cái nhìn chi tiết về cấu trúc cơ bản của sơ đồ mạch điện bếp từ, giúp bạn hiểu rõ hơn về vai trò của từng thành phần trong hệ thống này.

Power Source And Rectifier – Nguồn điện và mạch chỉnh lưu

Nguồn điện là bộ phẩn đầu vào của mạch điện bếp từ, cung cấp dòng điện xoay chiều (AC) từ lưới điện đến bếp từ. Tiếp theo, mạch chỉnh lưu đảm nhiệm việc chuyển đổi dòng điện AC thành DC để cung cấp điện cho mạch bằng cách sử dụng các điốt hoặc cầu chỉnh lưu. Mạch này cũng bao gồm các bộ lọc giúp ổn định dòng điện DC đầu ra.

SMPS – Nguồn chuyển mạch ngắt mở, nguồn xung

SMPS là một loại nguồn sử dụng nguyên lý chuyển mạch để điều khiển và ổn định dòng điện. Nó có khả năng chuyển đổi dòng điện DC thành các mức điện áp và công suất khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu của bếp từ.

Cụ thể, SMPS trong bếp từ tạo ra ba mức điện áp DC chính như sau:

• Điện áp 5V DC: Cung cấp nguồn điện ổn định cho khối vi xử lý (MCU), giúp bộ phận này có thể hoạt động, xử lý tín hiệu từ các cảm biến và thực hiện các lệnh điều khiển.
• Điện áp 12V: Cung cấp năng lượng cho quạt làm mát (FAN), giúp quạt hoạt động liên tục để tản nhiệt.
• Điện áp 15V – 18V: Cung cấp cho tầng khuếch đại xung (IGBT Drive), đảm bảo tín hiệu đầu vào được khuếch đại đủ mạnh để điều khiển IGBT một cách hiệu quả.

IGBT – Sò công suất có chân là G-C-E

IGBT là một loại transistor kết hợp giữa hai công nghệ là BJT (transistor lưỡng cực) và MOSFET (Transistor hiệu ứng trường). Nó có các chân G (Gate), C (Collector) và E (Emitter), đóng vai trò như một công tắc điện tử điều khiển dòng điện qua cuộn dây Panel. Khi có tín hiệu vào chân G, IGBT sẽ chuyển trạng thái để đóng hoặc ngắt dòng điện qua cuộn dây, từ đó tạo ra từ trường biến thiên.

Coil Panel – Cuộn dây Panel của bếp từ

Cuộn dây Panel là cuộn dây từ được lắp đặt dưới mặt kính của bếp từ. Khi IGBT cho phép dòng điện tần số cao chạy qua cuộn dây, nó tạo ra từ trường biến thiên mạnh. Cuộn dây này được làm từ các sợi dây đồng mảnh quấn thành nhiều vòng và có khả năng chịu nhiệt độ cao.

IGBT Drive – Tầng khuếch đại thúc

IGBT Drive là một tầng khuếch đại giúp điều khiển tín hiệu vào chân G của IGBT (điện áp 15V – 18V). Giúp đảm bảo rằng tín hiệu điều khiển đủ mạnh để IGBT hoạt động ổn định và chính xác. Tầng này thường bao gồm các mạch đệm và khuếch đại tín hiệu.

Temp – Các cảm biến nhiệt độ

Cảm biến nhiệt độ là một phần quan trọng trong hệ thống bếp từ, đảm bảo sự an toàn và hiệu quả khi sử dụng. Trong bếp từ, thường có hai loại cảm biến nhiệt độ được lắp đặt với chức năng khác nhau.

Cảm biến nhiệt độ nồi (cảm biến nhiệt độ bề mặt nấu) được gắn ở phía dưới đáy dụng cụ nấu (nồi, chảo) để giám sát và theo dõi nhiệt độ của dụng cụ trong quá trình nấu ăn. Nhờ cảm biến này, bếp từ có thể phát hiện nhiệt độ thực tế của nồi và điều chỉnh mức công suất sao cho phù hợp. Điều này không chỉ giúp tránh tình trạng quá nhiệt, cháy khét thức ăn mà còn đảm bảo hiệu suất nấu nướng tốt hơn và tiết kiệm năng lượng.

Cảm biến nhiệt độ sò công suất (IGBT) được lắp đặt ở ốc bắt sò công suất IGBT để giám sát nhiệt độ của IGBT trong suốt quá trình hoạt động. Cảm biến này giúp phát hiện khi nhiệt độ của IGBT vượt quá mức an toàn, từ đó truyền tín hiệu đến khối vi xử lý (MCU) để điều chỉnh hoạt động của bếp hoặc ngắt mạch khi cần thiết. Điều này giúp bảo vệ linh kiện, kéo dài tuổi thọ của bếp từ và tránh các nguy cơ cháy nổ.

MCU (Khối vi xử lý)

MCU (Microcontroller Unit) là khối vi xử lý được lập trình theo một nguyên lý hoạt động đã được thiết lập từ trước. Bộ phận này bắt đầu hoạt động sau khi tiếp nhận các dữ liệu đầu vào từ thao tác của người dùng trên bảng điều khiển của bếp từ. Từ đó, MCU phát ra các xung điện để điều khiển hoạt động của sò công suất. MCU còn có khả năng nhận diện sự hiện diện của dụng cụ nấu (xoong, nồi) trên mặt bếp thông qua chức năng nhận diện chuyên biệt. Nếu không phát hiện thấy xoong, nồi hoặc nếu dụng cụ nấu trống rỗng, MCU sẽ tự động ngắt hoạt động của sò công suất để đảm bảo an toàn và tiết kiệm năng lượng.

Keyboard – Các phím bấm

Phím bấm là giao diện để người dùng điều khiển bếp từ, bao gồm các phím điều chỉnh mức nhiệt, cài đặt thời gian, chế độ nấu, và các chức năng khác. Tín hiệu từ các phím này sẽ được truyền tới MCU để xử lý.

FAN – Quạt làm mát 

Quạt làm mát là thành phần quan trọng giúp duy trì nhiệt độ ổn định cho các linh kiện bên trong bếp từ. Khi bếp hoạt động, nhiệt độ từ cuộn dây và các linh kiện khác có thể tăng cao, gây hư hỏng. Quạt làm mát hoạt động để lưu thông không khí và tản nhiệt hiệu quả.

Synchronous Signal – Tín hiệu đồng bộ 

Tín hiệu đồng bộ là các tín hiệu điều khiển nhằm đảm bảo sự phối hợp nhịp nhàng giữa các linh kiện trong bếp từ. Điều này giúp các thành phần như IGBT, cuộn dây và các cảm biến hoạt động đồng thời, tránh xung đột hoặc hoạt động không đồng bộ.

Buzzer – Chuông

Chuông là một thiết bị phát âm thanh báo hiệu khi có lỗi hoặc thông báo về các thao tác điều khiển của người dùng. Khi bếp từ gặp sự cố như quá nhiệt, quá áp hoặc quá dòng, chuông sẽ phát ra âm thanh cảnh báo.

Display – Hiển thị

Màn hình hiển thị (hệ thống đèn LED) giúp cung cấp thông tin về các chế độ nấu, nhiệt độ, công suất, và các lỗi hoặc cảnh báo của bếp từ. Màn hình giúp người dùng dễ dàng quan sát và điều chỉnh theo nhu cầu.

System Voltage – System Curren – Điện áp và dòng điện của bếp

Đây là các thông số đo lường về điện áp và dòng điện tổng thể của hệ thống. Khối vi xử lý giám sát các thông số này để đảm bảo hoạt động an toàn và ổn định. Khi điện áp hoặc dòng điện vượt quá ngưỡng cho phép, MCU sẽ điều chỉnh hoặc tắt bếp để tránh nguy cơ hư hỏng.

OC (Over Current) – Báo quá dòng 

Báo quá dòng là một tính năng bảo vệ, giúp phát hiện khi dòng điện qua các linh kiện vượt quá mức an toàn. Khi quá dòng xảy ra, hệ thống sẽ kích hoạt cảnh báo và ngắt bếp để bảo vệ các linh kiện.

OV (Over Voltage) – Báo quá áp 

Báo quá áp tương tự như quá dòng, nhưng nó tập trung vào việc giám sát điện áp trong hệ thống. Nếu điện áp vượt quá ngưỡng cho phép, bếp từ sẽ tự động ngắt hoặc giảm công suất để bảo vệ các linh kiện bên trong.

Hiểu rõ chi tiết từng thành phần và chức năng của chúng sẽ giúp bạn dễ dàng hơn trong việc sử dụng, bảo trì, và chẩn đoán sự cố của bếp từ. Điều này cũng đảm bảo an toàn khi bạn tự khắc phục hoặc tiến hành sửa chữa thiết bị.

Nguyên lý hoạt động của sơ đồ mạch điện bếp từ như thế nào?

Nguyên lý hoạt động của bếp từ dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, tạo ra nhiệt trực tiếp tại đáy nồi có tính chất dẫn từ, giúp nấu nhanh và tiết kiệm năng lượng. Khi dòng điện biến thiên đi qua cuộn dây từ, một trường điện từ biến đổi được tạo ra. Từ trường này tác động lên đáy nồi chảo (làm từ vật liệu dẫn từ), tạo ra dòng điện Fuco (dòng xoáy) trong đáy nồi. Dòng điện này sinh nhiệt trực tiếp, làm nóng nồi mà không cần làm nóng bề mặt kính của bếp. Để sử dụng được với bếp từ, dụng cụ nấu phải có đáy dẫn từ để từ trường có thể tạo ra dòng Fuco, sinh nhiệt nấu chín thức ăn.

Việc hiểu rõ sơ đồ mạch điện và nguyên lý hoạt động của bếp từ không chỉ giúp chúng ta có cái nhìn sâu sắc hơn về cấu tạo và cách thức vận hành của thiết bị mà còn nâng cao khả năng sử dụng bếp một cách an toàn và hiệu quả. Nhờ vào công nghệ cảm ứng từ hiện đại, bếp từ mang lại hiệu suất nấu nướng cao, tiết kiệm năng lượng và đảm bảo an toàn cho người dùng. Hy vọng qua bài viết này, bạn đã có thêm kiến thức hữu ích để sử dụng và bảo dưỡng bếp từ một cách tốt nhất, đồng thời có thể dễ dàng chẩn đoán và xử lý khi gặp các sự cố kỹ thuật.