值此祖國十一(2021)大慶之際,雙喜臨門,維修多日的養(yǎng)生壺也被搞定!特記錄如下,一來自己稍稍慶賀一下自己,二來也把維修過程分享出來,供有需要的朋友參考(本文既是維修思路的敘述,又是相應(yīng)電路資料的匯集)。
前不久,用了沒多久的漢佳歐斯養(yǎng)生壺壞了,現(xiàn)象是:通電后,進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)(顯示屏顯示”日日日”),選擇功能后,顯示燈閃爍兩下,蜂鳴器嘀一聲后,又回到了待機(jī)狀態(tài)。
之前是從京東上購買的,還在保修期,于是打算找店家保修,結(jié)果一搜,這個(gè)點(diǎn)關(guān)閉了,找京東客服幾次,每次都是用官話答復(fù),讓等待上門取件微信,等了三周后,實(shí)在沒耐心了。就打算自己維修。
但拆開一看,有點(diǎn)懵,看里面的板子都是全新的,沒有燒壞或者變顏色的地方,這可難辦了!說實(shí)話,本人在大學(xué)學(xué)的是電子電路,但畢業(yè)后就從來沒有實(shí)踐過,也沒從事相關(guān)的工作,這二十多年早已荒廢,可以說早已經(jīng)把所學(xué)的都還給老師了。。。也就還有點(diǎn)元器件的基本常識,有些元器件的電路符號都分不清了,并且元器件的實(shí)物都認(rèn)不全,所以說,要自己維修,可謂非常難!
對于電路維修,其實(shí)一直是自己的興趣,只是因?yàn)橐?,這點(diǎn)愛好也從沒機(jī)會繼續(xù)培養(yǎng)?,F(xiàn)在這個(gè)年齡了,也多少有點(diǎn)時(shí)間了,心想正好再借此陪陪這年輕時(shí)的愛好,學(xué)習(xí)一下。沒想到,這一學(xué)才知道自己有多l(xiāng)ow(下面自己的探索過程其實(shí)也是小白學(xué)習(xí)電路維修的基本過程):
1. 從認(rèn)元器件開始:
這一步又分為三個(gè)過程:一是先認(rèn)電路板上電路符號;二是將電子元件實(shí)物與電路符號對應(yīng);電阻值確認(rèn)。
認(rèn)電路符號:包括通常的標(biāo)識字母。
補(bǔ)充幾個(gè):
CX:安規(guī)電容(火線零線間的是X電容,即電源輸入端干擾電容)。高壓薄膜電容。
CY:安規(guī)電容。高壓陶瓷電容。
EC:電解電容。如CBB22型號的電容。一般無極性。
VR:可變電阻。
電路符號與實(shí)物對應(yīng):
色環(huán)電阻阻值識別:
色環(huán)電阻通常有三環(huán)、四環(huán)、五環(huán)電阻。其識別方法都大致相同:
a. 先找標(biāo)志誤差的色環(huán),從而排定色環(huán)順序。最常用的表示電阻誤差的顏色是:金、銀、棕,尤其是金環(huán)和銀環(huán),一般絕少用做電阻色環(huán)的第一環(huán),所以在電阻上只要有金環(huán)和銀環(huán),就可以基本認(rèn)定這是色環(huán)電阻的最末一環(huán)。
b. 棕色環(huán)是否是誤差標(biāo)志的判別。在實(shí)踐中,可以按照色環(huán)之間的間隔加以判別:比如對于一個(gè)五道色環(huán)的電阻而言,第五環(huán)和第四環(huán)之間的間隔比第一環(huán)和第二環(huán)之間的間隔要寬一些,據(jù)此可判定色環(huán)的排列順序。
c. 在僅靠色環(huán)間距還無法判定色環(huán)順序的情況下,還可以利用電阻的生產(chǎn)序列值來加以判別。比如有一個(gè)電阻的色環(huán)讀序是:棕、黑、黑、黃、棕,其值為:100×10000=1MΩ誤差為1%,屬于正常的電阻系列值,若是反順序讀:棕、黃、黑、黑、棕,其值為140×1Ω=140Ω,誤差為1%。顯然按照后一種排序所讀出的電阻值,在電阻的生產(chǎn)系列中是沒有的,故后一種色環(huán)順序是不對的。
三環(huán)時(shí),前兩環(huán)是有效數(shù)字,第三環(huán)是倍率;
四環(huán)時(shí),第一、二環(huán)分別代表兩位有效數(shù)的阻值;第三環(huán)代表倍率;第四環(huán)代表誤差。
五環(huán)時(shí),第一、二、三環(huán)分別代表三位有效數(shù)的阻值;第四環(huán)代表倍率;第五環(huán)代表誤差。
如:紅 紅 黑 棕 金= 220×10^1=2.2KΩ 誤差為±5%。
注意:五環(huán)時(shí),第五條色環(huán)為黑色,一般用來表示為繞線電阻器,第五條色環(huán)如為白色,一般用來表示為保險(xiǎn)絲電阻器。如本例中的電阻R1就是一個(gè)阻燃繞線電阻器。
如果電阻體只有中間一條黑色的色環(huán),則代表此電阻為零歐姆電阻。
2. 畫電路原理圖:
如果不是經(jīng)常維修小家電的有經(jīng)驗(yàn)的人,要修復(fù)好,最好的方式就是找到電路圖,通過電路圖分析工作原理,找出故障點(diǎn)。本著一邊維修,一邊順便學(xué)習(xí)電路知識的思路。在這一步花了大量的時(shí)間查資料。
首先想到的就是到網(wǎng)上找現(xiàn)成的電路圖,可惜這款養(yǎng)生壺比較小眾,找了很久,也沒有找到合適的電路圖。只剩最后一條路了:自己動(dòng)手畫。說實(shí)話,看著印刷版上那交錯(cuò)縱橫的線路走向頭就發(fā)暈。從交流電(220V)的L端開始描繪,沿著正極方向把線路圖盡可能的描繪出來,先不用管是否可分析。有幾個(gè)原則可參考:
a.印刷版上的電子元件都要體現(xiàn)在電路圖上,盡量不要遺漏。
b.集成電路部分先不用細(xì)分,只用一個(gè)矩形表示出來即可,這樣可以集中精力先分析其他部分,不至于分散精力。
c.畫的時(shí)候,以電子元件為著眼點(diǎn),把正負(fù)極分清楚,這樣可以避免限于繁亂的線路中。
d.第一次描繪時(shí)電子元件的參數(shù)盡量記錄下來。
e.負(fù)載部分先不用管。
下面是我第一次繪出來的此養(yǎng)生壺電路圖:
此時(shí),就可以先進(jìn)行初步的電路分析了。
3. 初步電路分析:
首先通過網(wǎng)上查資料,此類小家電(養(yǎng)生壺)的電路板相對比較簡單,主要分成電源電路和控制電路。接下來的思路就是先分清電源電路和控制電路,先不用具體分清哪些元件屬于電源電路還是控制電路。
測壓確認(rèn)電源電路:有個(gè)比較通用的小技巧(但不全部是)(對阻容降壓電路適用):找一個(gè)較大的電解電容(通常容量比較大,是整個(gè)電路里最大的容量。這個(gè)電路就是470微法)和穩(wěn)壓二極管。這兩個(gè)元件通常是并聯(lián)在一起的。找到這個(gè)電容后,通電,測其兩端電壓。正常的兩端電壓數(shù)值可以通過查看那個(gè)穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值獲得。
如果測得的數(shù)值低于這個(gè)穩(wěn)壓值,則說明故障很大可能出在電源電路,但不能同時(shí)說明控制電路就沒有問題。
加電壓法確認(rèn)控制電路:如果手頭沒有穩(wěn)壓電源,則可以借助常用的電器自己制作電源(如手機(jī)的充電器)。這個(gè)養(yǎng)生壺的穩(wěn)壓值是4.7V,正好可以用常見的手機(jī)充電器(雖然是5V,略高,但只要?jiǎng)e通電太久也不會有問題)。找一根USB充電線,去掉充電頭,找到兩條電源線,將其分別接在那個(gè)電解電容的正負(fù)極,通電。如果現(xiàn)實(shí)屏正?,F(xiàn)實(shí),操作按鍵操作正常,就說明控制電路沒問題。
最終確認(rèn)問題出在電源電路。
4. 學(xué)習(xí)電源電路:
電源電路有很多種,常見的常規(guī)方法是采用變壓器后再整流濾波。當(dāng)受到體積和成本等因素的限制時(shí),最簡單的實(shí)用方法是采用阻容降壓式電源。
雖然大學(xué)時(shí)也學(xué)過,但早忘的一干二凈了。不得已在網(wǎng)上找大量的材料重新學(xué)習(xí)電源電路原理。通過核心元件的確認(rèn),此養(yǎng)生壺的電源電路屬于阻容降壓式電源(因?yàn)殡娐分袥]有變壓器,很好辨認(rèn)),所以接下來就重點(diǎn)研究阻容降壓電路。查了很多資料,限于篇幅和時(shí)間,下面主要列出有幫助較大的部分資料:
圖1中,C1 為降壓電容器,D2 為半波整流二極管,D1 在市電的負(fù)半周時(shí)給C1 提供放電回路,D3 是穩(wěn)壓二極管,R1 為關(guān)斷電源后C1 的電荷泄放電阻。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)常常采用的是圖-2的所示的電路。當(dāng)需要向負(fù)載提供較大的電流時(shí),可采用圖-3 所示的橋式整流電路。整流后未經(jīng)穩(wěn)壓的直流電壓一般會高于30 伏,并且會隨負(fù)載電流的變化發(fā)生很大的波動(dòng),這是因?yàn)榇祟愲娫磧?nèi)阻很大的緣故所致,故不適合大電流供電的應(yīng)用場合。為保證C1 可靠工作,其耐壓選擇應(yīng)大于兩倍的電源電壓。
工作原理就是利用電容在一定的交流信號頻率下產(chǎn)生的容抗來限制最大工作電流.例如,在50Hz的工頻條件下,一個(gè)1uF的電容所產(chǎn)生的容抗約為3180歐姆.當(dāng)220V的交流電壓加在電容器的兩端,則流過電容的最大電流約為70mA.雖然流過電容的電流有70mA,但在電容器上并不產(chǎn)生功耗,因?yàn)槿绻娙菔且粋€(gè)理想電容,則流過電容的電流為虛部電流,它所作的功為無功功率。
阻容降壓電路雖然簡單易用,但也有缺點(diǎn):
(1)不隔離,整個(gè)電路都是帶電的;(2)提供的電流小,一般在100MA以下;(3)功率因數(shù)極低,不過考慮到本身功率很??;(4)使用壽命短,比如穩(wěn)壓管燒壞、降壓電容容量降低造成供電不足、濾波電容損壞后造成整個(gè)電路燒壞。
a. 穩(wěn)壓管為什么容易擊穿?我們知道220V交流電峰值電壓是311V,在峰值電壓下,流過穩(wěn)壓管的電流就會比平均值大1.4倍,而且是通電時(shí)如果剛好是接近峰值電壓值,降壓電容C1電壓為0,等于是短路狀態(tài),此時(shí)瞬間電壓加在穩(wěn)壓管和濾波電容上,雖然電容電壓不能突變,可是電容也是有電阻值的,瞬間電流會比較大,電容上產(chǎn)生的瞬間電壓就會比較高,超過穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值時(shí),穩(wěn)壓管必然會流過相對較大的電流,穩(wěn)壓管有瞬間擊穿的風(fēng)險(xiǎn)。穩(wěn)壓管擊穿是最常見的損壞現(xiàn)象。
b. 濾波電解電容的老化,上面提到電壓在峰值時(shí),電流會是平均電流的1.4倍,那么電解電容上的電流變化是比較大的,長期的大紋波電流流過電解電容,就會造成電解電容的老化,容量下降,而容量下降后,紋波電流變得更大,會加速老化過程。
c. 由于降壓電容采用CBB電容CBB電容壽命短,容量容易下降。為減少穩(wěn)壓管損壞風(fēng)險(xiǎn),電路設(shè)計(jì)時(shí)采用的CBB電容容量值剛好夠用,在使用一段時(shí)間(如1年)后,容量下降,造成電路供電不足,后級電路就無法正常工作。
5. 整理電路圖
了解了電源電路的工作原理后,再回頭來整理前面畫的電路草圖。
首先通過幾個(gè)核心的元器件來確認(rèn)電路的類型:這個(gè)電路中共有兩個(gè)直流管,且正負(fù)極是串接的;一個(gè)穩(wěn)壓管,一個(gè)大的電解電容(470微法),還有個(gè)體積比較大電阻(R1)。據(jù)此,可判斷出此例中電源電路就是一個(gè)阻容半波整流電路,依靠穩(wěn)壓管對控制電路提供穩(wěn)定的直流電壓。與4中的資料基本一致。這時(shí),如果你是個(gè)熟手,就可以調(diào)整電路圖了,但如果是個(gè)菜鳥,給出一個(gè)比較實(shí)用的建議:在網(wǎng)上找類似電路,以元器件為參照查找,元器件越接近越有用。
不幸,本人就是個(gè)菜鳥,畫了半天,畫出了下面的圖:
可惜,上圖還是不便于分析。于是又在網(wǎng)上找到如下材料:
抗沖擊輸入電阻R1:一般采用幾歐~幾十歐,可以在通電瞬間減少?zèng)_擊電流,另外在后面電路短路時(shí)起到保險(xiǎn)電阻作用。
上圖是半波阻容降壓電路。經(jīng)過電容的電流和電容阻抗的乘積就是電容的壓降。經(jīng)過電容降壓的電源,有半個(gè)波經(jīng)過ZD1被消耗掉。另一半波,經(jīng)D1流過負(fù)載被使用,ZD1穩(wěn)定負(fù)載的電壓。電阻R1為阻燃的線繞電阻,在有保險(xiǎn)絲時(shí)可省掉。
符號 | 元器件名稱 | 型號 | 備注 |
F1 | 保險(xiǎn)管 | 1.25A250VAC | 一般控制板都選用此規(guī)格,太小容易燒斷.選擇R1電阻時(shí),可以不用保險(xiǎn)絲。 |
C1 | X2電容 | 0.1UF 275VAC | 容量的大小由負(fù)載的特性決定。優(yōu)選0.1,0.22,0.33,0.47,0.68UF |
R1 | 線繞電阻 | 30R/3W | 此電阻應(yīng)為阻燃的線繞電阻,根據(jù)電流的大小優(yōu)選30,47,51。在有保險(xiǎn)絲時(shí)可省掉。 |
ZNR1 | 壓敏電阻 | 10D561 | 根據(jù)電源電壓優(yōu)選:220V選 10D561; |
120V 選10D431 | |||
根據(jù)吸收能量的不同優(yōu)選7D,10D,14D. | |||
R2 | 碳膜電阻 | 470K(120V) 1M(230V) | 由電源電壓決定,不能用單個(gè)貼片電阻 |
D1 | 二極管 | 1N4007或SMA4007(貼片) | |
ZD1 | 穩(wěn)壓二極管 | 5V6/1W | 具體采用型號由電壓和功率決定,優(yōu)選3.3V,5.1V,5.6V,12V,24V |
C2 | 電解電容 | 220UF/16V | 具體采用型號由電壓和功率決定,容值可采用下例公式計(jì)算:RLC>(3~5)T/2 |
C3 | 瓷片(貼片)電容 | 100N | 消除高頻諧波。 |
CX | 薄膜電容或X2電容 | 1UF/275AC | 容值由電流決定:Xc=1 /(2πf C) |
Ic = (U-Vcc) / Xc/2 |
參考:
https://www.sohu.com/a/279257290_800625 (典型的阻容降壓電路)
參考電路。主要是參照上面的晶閘管電路部分
于是參照上面的資料,進(jìn)一步完善電路圖:
上述電路基本接近于標(biāo)準(zhǔn)電源電路了。
6. 再次電路分析
到了這一步,電路就很清晰了,EC1兩端就是輸出電壓給到控制電路。ZD是穩(wěn)壓二極管(4.7V)。簡單分析如下:
根據(jù)故障現(xiàn)象分析是負(fù)載兩端電壓過低導(dǎo)致控制電路不能啟動(dòng)。通過電路分析,懷疑是EC1電容抗變小,兩端電壓下降。找一個(gè)同樣的電容換上,果然,故障排除!EC1用的時(shí)間久了,容抗變小,兩端電壓就降低,達(dá)不到后續(xù)控制電路的啟動(dòng)電壓(4.7V),所以就出現(xiàn)了上述故障。
至此,此次家電維修歷程結(jié)束!