现代的家电、电气产品大部分都含有电热、电机或功率器件,而这些器件在工作时都会发热,如果产品中未设置热保护装置,易导致器件因过热而过早老化,甚至引发火灾。本文以功放温度自动控制电路为例,对该电路进行介绍供参考。

         功放机后级功率输出电路工作电流大,发热较快,目前主流的做法是将功率管安装在铝制的散热片上,部分产品还通过增加风扇的方式进行冷却,如图1所示。

         如果电源接通,风扇就运转,这样既增加了功耗,又加速了风扇的磨损。因此,这类功放机多设有风扇自动控制电路,如图2所示,当功率器件达到某个温度值时,风扇自动开启,通过风扇加强(强迫)散热。当温度下降到某个温度值时,自动关闭风扇。

一、主要器件介绍
1. KSD系列温控器
        KSD系列温控器紧贴发热量大的元件安装,如图3所示。

        该元件实为由双金属开发的封闭式温控器,具有动作迅速、控温精确控制电流大使用寿命长的特点,被广泛应用于各类微型电机、电磁炉、空调电机、小家电中,作为温度保护控制器件。常用的65°C与80°C KSD系列温控器实物如图4、5所示。


         将带有环保型银触点的弹性元件连接在底板上,底板与弹簧片装有感温的双金属片,嵌人壳体内,热量传到双金属片,达到双金属片的规定值时其瞬间动作,切断电路,当温度下降到复位温度时,双金属片又迅速闭合,再次接通电路。
        正常情况下使用万用表检测其两端应为导通状态;若温度过高使之动作时,其内部应处于断开状态。
2.风扇
        风扇一般采用直流风扇,应根据功率器件的热量来选配风扇的风量,确保电路工作稳定,散热效果好。
3.驱动三极管
         驱动三极管工作于开/关状态,多选用NPN型三极管。图1中的三极管C2705的参数为150V、0.05A、0.8W。在实际应用中,可根据实际驱动的负载选择三极管,使其耐压、电流功率满足设计及使用要求。
4.续流二极管
          并联在电感器件等感性元件(如电机、继电器线圈)两端,当线圈中有电流通过时,其两端会有感应电动势产生。当电流消失时,其感应电动势会对电路中的元件产生反向电压。当版向电压高于元件的反向击穿电压时,易损坏驱动管等元件。如果在线圈两端反向并联一只二极管,当流过线圈中的电流消失时,线圈产生的感应电动势就会通过二极管和线圈构成的回路消耗掉,从而保证电路中其他元件的安全。
         图2中,电容C的作用是防止电机(或继电器)线圈在通/断瞬间产生的感应浪涌电压,千扰其他电器设备。
二、工作原理
          当KSD热保护器所处位置的温度未达到65°C时,因KSD内部的触头接通,三极管C2705因基极电压为0V而截止,电机不工作。
          当KSD热保护器所处位置的温度达到动作温度659C时,KSD内部的触头断开, +12V电压通过上偏置电阻加到三极管C2705的基极,此时Vbe> 0.7V,三极管C2705导通,直流电机得电运转,对设备进行散热。当KSD检测温度低于45°C时,内部的触头复位,三极管不工作,风扇停转。
          KSD通过检测器件的表面温度,来控制驱动管的工作状态,从而控制风扇的启/停,实现温度的自动控制。

三、故障检修
        故障现象1:接通功放的电源后,风扇立即运转。分析检修:从上述分析可知,当功率放大器件的温度未达到设定温度时,风扇应该不转。本故障说明温度自动控制电路有故障。用万用表检查发现温控器处于导通状态,且三极管基极电压为0V,但为何风扇会转呢?经查C2705的c、e极击穿,换新后故障排除。
        故障现象2:接通功放电源后,设备在高负荷下工作,但风扇一直未转。分析检修:打开机壳发现散热片温度很高,而且未见散热风扇运转。怀疑温度自动控制电路有故障,取出KSD65°C温控器,使用烙铁头靠近温控器的金属表面,整个温控器已经很烫后,但内部仍然未接通,这说明温控器失效,换新后故障排除。