奥扬C106型电热水壶具有自动加水、调温、数码显示及鸣叫提醒等功能,采用开关电源供电,由壶底电热管、温度探头、温控器及壶座主控电路板、面板按键等组成,其电路如图1所示。图中各电压值为无水时,在CN2两端并接82k电阻,用500型万用表测得。
一、电路分析市电经二极管D1 (1N4007)单向整流、电解电容C1(4.7uF/400V)滤波后,产生约250V直流电压,一路经开关变压器T1初级④-②绕组加到功率场效应管Q1(IRF830A)漏极D,另一路经电阻R6(1MΩ)加到Q1栅极G,Q1得到启动电压后开始导通,T1④-②绕组产生④端为正的感应电压,互感耦合到①-③反馈绕组。反馈绕组①端为正的感应电压,通过电阻R5(1kΩ)、电容C6(332)正反馈到Q1的G极,使Q1的G极电压进一步升高,于是Q1迅速进入饱和导通状态。
在Q1饱和期间,整流二极管D5(SR260)截止,能量以磁场形式存储在T1中,同时正反馈电压不断向C6充电(左负右正),Q1的G极电压不断下降,当Q1不能维持饱和退出进人放大状态时,T1各绕组感应电压极性翻转,又是一个正反馈过程使Q1迅速截止。随后,①-③反馈绕组中产生的下正上负的感应电压使Q1继续保持截止,同时,整流后的250V直流电压再次通过R6给C1充电,在C6两端产生了左正右负的电压,Q1的G极电压开始上升,当上升到Q1启动电压时,Q1转入导通状态,如此反复,形成自激振荡。
在Q1截止期间,T1⑥-⑧绕组感应的电压(⑧+⑥-),经D5整流、电解电容C2(470uF /25V )滤波后,形成约11.5V直流电压,分别给加水电机M、继电器K1(YX202-S-112DM )低压线圈三端稳压块IC3(78L05)供电,由K1控制水壶内部电热管的供电;IC3稳压输出约4.9V电压,供给单片机IC1(型号已擦去)、蜂鸣器FMQ、温度探头等。
同时,①-③反馈绕组感应的电压(③+①-),经二极管D4(1N4148)整流、电解电容C3(100uF/25V)滤波后,形成约9.4V直流电压,经稳压光耦IC2(817C)④、③脚内的光敏三极管送给稳压调控管Q4(S8050)的基极b,由T1次级端的分压电阻R8(36k)、R10(10k)、精密稳压器Q5(TL431)及IC2①、②内部的发光二极管,共同控制Q4的导通程度。当输出电压升高时,Q5控制极R端电压升高,阴极K端电压下降,IC2内部发光二极管发光强度增大,光敏三极管导通程度加深,Q4导通程度加大,Q1的G极电压下降,Q1提前截止,输出电压下降,最终使输出电压保持稳定。若输出电压降低,其控制过程与上述相反。
Q1源极S所接电阻R2(1Ω/1W)为过流保护电阻,当其压降超过一定值时,流过取样电阻R7(510Ω)上的压降超过0.3V时,三极管Q3(S8050)导通,进而使Q4进一步导通,形成类似可控硅的触发导通状态,最终使开关电源即刻停止工作,避免故障进一步扩大。
该机通过三位LED数码管YD0363R1显示当前状态,可显示“-P-”、“---”、即时水温及1升加水量等信息。
水温检测:IC3输出约4.9V电压,经接插件CN2、壶内温度探头(常温下电阻约90k)及分压电阻R12 (5.6k) 分压后,通过R13(1k)到达IC1的18脚。温度越高,温度探头电阻越低,IC1的18脚电压越高。IC1内部程序据此脚电压变化,执行相应的温控动作。
鸣叫提醒:鸣叫时, IC1③脚瞬间输出脉冲信号,三极管Q7(S8050)导通。在上电瞬间,以及壶座分离、首次水开时, FMQ“滴滴”鸣叫两声;其他状态,按一下SW1或SW2,FMQ鸣叫一声。
干烧保护:若壶中无水干烧,当温度达到125°C时,壶底温控器KSD303内双金属片变形,常闭触点断开,强行切断电热管(1350W/220V)的供电。
正常时,上电后机器的所有指示灯会闪亮一下,蜂鸣器“滴滴”鸣叫两声,LED屏显“888”,随后,电源指示灯LED1常亮,屏闪烁显示“-P-",电路进人初始工作状态。
二、电路改进
此壶原电路是温度探头与温控器相串联,是安装有误还是什么原因不得而知,这种接法显然不妥,假如继电器触点粘连或三极管Q4的c、e极短路不可控,那么就会导致电热管持续加热,则易引发事故。图1(见下页)电路为改进后的电路,即温控器与电热管相串联。
顺便指出,茶之友C107型电热水壶也是采用过此类接法,即温度探头与温控器相串联,估计是同一批次安装有误。从之前检修的茶之友电热水壶发现,正是这种错误接法,导致壶底电热管爆裂,壶底塑料炭化,底座控制板外壳严重变形。
另外,电路中的10A保险丝只对电热管复路、漏电起保护作用,对开关电源侧的短路保护作用不大,这一路的保护主要由过流保护电阻R2(1Ω/1W)承担,因为通往D1正极的敷铜箔宽度较宽,起不到保险的作用。因此,在更换R2时,不能换用功率较大的电阻,让R2充分发挥其保险作用。
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