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  • CURSO DE FORNO MICROONDAS

    FORNO MICROONDAS PANASONIC fi INVERTER

    Ol a meus amigos visitantes. Nesta parte do site explicarei de forma geral como funcionam e como consertar os fornos microondas com a tecnologia inverter usada em vrios modelos Panasonic. Porm no nos aprofundaremos no funcionamento de alguns componentes tais como lmpa das, motores, microchaves e magnetron porque isto j foi explicado no curso de microondas convencional que temos aqui no site. Na figura a seguir temos o aspecto do microondas Panasonic NN-G54BH com a tecnologia inverter. Observe a inscrio "inverter" em sua porta. A inscrio tambm pode vir em seu pa inel. Os fornos Panasonic terminados em BH so para 110 V e os terminados em BK so para 220 V.

  • A TECNOLOGIA INVERTER E SUAS VANTAGENS O inverter (ou inversor) nada mais do que uma fonte chaveada. Os fornos com esta tecnologia possuem uma fonte chaveada para produzir a alta tenso de 4.000 V para alimentar o magnetron. Os fornos convencionais usam uma fonte comum (trafo, diodo e capacitor) para produzir esta tens o. Veja na figura abaixo o microondas inverter sem a tampa destacando a fonte chaveada e o magnetron.

    A fonte inverter trabalha com freqncias entre 20 e 40 KHz que so aplicadas a um transformador grande de ferrite. Tal transformador produz a alta tenso que, aps a retificao por diodos de comutao rpida e filtragem por capacitores de polister, ser aplicada ao magnetron para a produo das microondas de 2.450 MHz. O sinal gerado na fonte inverter um PWM (modulao por largura de pulso) controlado pela placa de controle do painel. Para alterar a potncia das ondas emitidas pelo magnetron, a placa de controle muda a largura do sinal PWM aplicado placa da fonte inverter. Desta forma o i nverter muda a freqncia do sinal a ser aplicado no circuito que chaveia o transformador de ferrite e assim altera o valor da tenso aplicada ao magnetron para controlar a potncia das microondas.

    Resumindo - No forno inverter a potncia das ondas controlada alterando a tenso aplicada no magnetron. No forno tradicional a potncia controlada ligando e desligando o magnetron em determinados intervalos de tempo.

    Vantagens do inverter:

    - Economia de energia - Pelo fato de se usar fonte chaveada; - Melhor aproveitamento das ondas - O magnetron fica ligado o tempo todo; - Aquecimento e descongelamento mais rpido - A fonte inverter mantm a tenso constante no magnetron mesmo com as variaes da re de; - Forno mais leve - No usa um trafo pesando cerca de 5 Kg;

  • Desvantagens do inverter: - Maior probabilidade de defeitos - Pelo fato de ter mais componentes na fonte de alta tenso; - Alguns componentes da placa inverter so caros e/ ou difceis de obter reposio.

    O CIRCUITO INVERTER Conforme explicado uma fonte chaveada e no caso do microondas funciona com freqncias entre 20 e 40 KHz para controle da tenso aplicada ao magnetron. Na foto abaixo podemos uma placa inverter retirada do forno Panasonic NN-G54BH.

    Devemos tomar alguns cuidados no manuseio destas placas durante a manuteno de um forno inverter: A placa inverter deve produzir alta tenso a uma co rrente relativamente alta. Portanto quando o forno estiver ligado na tomada n o toque em nenhum componente da placa inverter sob o risco de choque eltrico perigosissmo!

  • Ao retirarmos a placa inverter do microondas devidamente desligado da rede eltrica podemos identificar logo de cara um grande trafo de ferrite que ir alimentar o magnetron. Ao lado deste trafo temos um dissipador de calor que esquenta bastante durante o funcionamento. Neste dissipador encontramos uma grande ponte retificadora junto com um ou dois transistores de potncia especiais chamados IGBT ("insulated gate bipolar transistor") ou transistor bipolar com gate isolado.

    Nesta mesma placa inverter temos uma placa em p contendo um CI SMD e mais alguns componentes. Tal CI converte o sinal vindo da placa de controle do painel no sinal PWM entre 20 e 40 KHz o qual ser aplicado no gate do transistor IGBT para este ltimo chavear o trafo de ferrite. Ao lado da placa do CI h um conector que liga a placa inverter na placa do painel de controle.

    Tambm h um fio cinza que sai da placa inverter e deve ser obrigatoriamente parafusado na cavidade (aterrado) antes do forno ser energizado. Se no for, a fonte inverter no fornecer alta tenso para o magnetron.

    MAGNETRON DO FORNO INVERTER

    Fisicamente o magnetron destes fornos igual ao dos modelos convencionais. Para a substituio sempre devemos dar preferncia ao magnetron com o mesmo cdigo ou com a mesma furao, mas os modelos usado s no fornos inverters. Porm em caso extremo pode ser adaptado um magnetron de forno convencional que funciona porm a durabilidade dele menor que os feitos para os modelos inverters. Veja abaixo um exemplo de magnetron OM75SI fabricado pela Samsung e usado num microondas inverter. Outro magnetron muito comum em fornos inverters o 2M236.

  • FUNCIONAMENTO DA FONTE INVERTER

    A fonte inverter pode ser dividida em duas etapas: a de potncia que chaveia o trafo de ferrite e a de baixa tenso que gera e controla o sinal PWM para o circuito de potncia. Explicarei separadamente cada etapa para facilitar o aprendizado. Veja abaixo a diviso entre os circuit os citados no esquema eltrico do inverter:

  • CIRCUITO DE POTNCIA DO INVERTER

    formado pelo trafo de alta tenso (AT) de ferrite e os componentes associados a ele. No primrio temos o circuito de alimentao e chaveamento e controle do transistor IGBT. No secundrio temos os diodos e capacitores de AT. Observe abaixo o circuito de potncia do inverter de um forno de 110 V:

    Quando apertamos a tecla "LIGA" no painel, o rel de potncia da placa de controle atraca e leva os 110 VAC da rede at a placa inverter via conector CN702. A tenso retificada por DB701 (grande ponte retificadora), filtrada por C702 (capacitor de polister de 4,5 F) e L701 (grande bobina toroidal) e alimenta o coletor do transistor IGBT Q701 via primrio do trafo de AT T701. Nesse mesmo instante o CI oscilador da etapa de baixa tenso fo rnece um sinal PWM (onda quandrada) controlado cuja freqncia varia entre 20 e 40 KHz. Este sinal amplificado por Q702, 703 e 704 (drivers) e aplicado ao gate do IGBT.

  • Desta forma o IGBT alterna conduo e corte, fazend o a corrente no primrio do trafo de AT variar e assim induzir as tenses nos s ecundrios que, aps retificao, filtragem e dobramento do valor, alime ntam o magnetron.

    Importante - A freqncia do sinal PWM determina o tempo de conduo e corte do IGBT. Assim pode-se controlar a tenso for necida pelo trafo de AT e por conseqncia a potncia das ondas emitidas pelo magnetron. Portanto o controle de potncia dos fornos inverters feito na variao do sinal PWM.

    Circuito de monitoramento de potncia - baseado no trafinho sensor de corrente CT701. O primrio dele tem uma s espira de fio grosso e fica em srie com a ponte. O secundrio tem muitas espiras de fio bem fino e pode fornecer de 0 a 7 V. A tenso do secundrio vai alimentar um dos pinos do CI oscilador. Este trafo tem duas finalidades: 1 - Se a tenso d a rede variar, a tenso no secundrio dele tambm varia. Esta variao detectada por um dos pinos do CI oscilador que ajustar o PWM de modo a manter constante a tenso do magnetron e assim a potncia das microondas emitidas. 2 - Se o magnetron deixar de funcionar ele no forn ece a tenso para um dos pinos do CI oscilador. Assim ele deixar de produzir o PWM . Esta condio ser detectada pela placa de controle que desligar o forno aps 23 segundos. Alimentao do CI oscilador - O +B de tal CI fica em torno de 12 V fornecidos por D703, D704, R706, C706, ZD701, ZD702 e R713. Esta tenso tambm alimenta os transistores drivers do IGBT. Veja na figura abaixo a localizao das peas principais do circuito de potncia na placa inverter:

  • CIRCUITO DE BAIXA TENSO DO INVERTER

    A funo dele produzir o sinal PWM usado para cha vear o IGBT. O principal componente um CI que recebe um sinal quadrado de 220 Hz vindo da placa do painel e o transforma num PWM entre 20 e 40 KHz para o IGBT. Na figura abaixo podemos ver o esquema deste circuito:

  • IC801 um CI SMD montado numa placa que fica em p e soldada na placa inverter. Tal CI recebe o sinal PWM de 220 Hz no seu pino 19 via fotoacoplador IC701 vindo da placa de controle no painel atravs do conector CN701. Ele gera ento o PWM entre 20 e 40 KHz que sai pelo pino 24 e vai ao IGBT. Ao mesmo tempo pelo pino 11 deste IC801 sai um sinal de 110 Hz o qual ser enviado placa de controle do painel pelo mesmo CN701 via IC702.

    Portanto IC701 leva o sinal de 220 Hz da placa do painel ao inverter e IC702 leva o sinal de retorno de 110 Hz do inverter pla ca do painel. Assim a placa de controle pode controlar e monitorar a potncia do magnetron. A funo dos fotoacopladores isolar o terra da placa do painel do terra da placa inverter.

    Se o sinal de 220 Hz da placa de controle no chega r ao inverter, o forno se desligar em 3 segundos. o que acontece por exemplo se voc desencaixar o conector CN701. O mesmo sintoma ocorrer se o transistor IGBT, ponte retificadora ou o trafo de AT estiver em curto na placa inverter.

  • Alguns outros pinos do CI gerador do PWM (IC801): + B = Pino 16 alimentado com 12 V; Monitor de potncia do magnetron = Pino 22. H um trimpot neste pino que ajusta manualmente a potncia emitida pelo magnetron. Mas s deve ser feito na fbrica! Monitores da tenso na rede eltrica bem abaixo do normal (30 %) = Pinos 20 e 21; Monitores do pico de tenso (acima de 600 V) no col etor do IGBT = Pinos 4, 8 e 9; Monitor do +B alto na sada da ponte retificadora = Pino 6 Os pinos monitores de tenso fazem o forno desligar aps alguns segundos (3 a 23) em caso de alteraes significativas nos valore s. Veja abaixo