鲁斌牌QZD-1电热水器电流原理与故障维修

2023-9-16 08:20| 发布者: 开心| 查看: 434| 评论: 1

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摘要: 鲁斌牌QZD-1型电热水器控制电路是一款独具特色颇为典型的储水式电热水器控制电路。该电路以两片集成电路为核心，实现了水温、水位显示及工作状态指示等多功能控制，电路如图1所示。一、电路介绍 ...

    鲁斌牌QZD-1型电热水器控制电路是一款独具特色颇为典型的储水式电热水器控制电路。该电路以两片集成电路为核心，实现了水温、水位显示及工作状态指示等多功能控制，电路如图1所示。
  一、电路介绍

          该电路可分为电源电路、电热管加热及防空烧控制电路、水位显示电路三部分。接通电源开关后，AC220V 市电进入机内后分成两路，一路经继电器KA双控触点为电热管供电;另一路经电源变压器T变换成低压交流电，再经由二极管VD1~VD4整流、电容C1滤波，得到DCI2V电压，作为该控制电路的主电源。DC12V电源-路经降压电阻 R4、R5用于工作状态指示灯的电源;一路为电热管通断控制继电器 KA线圈供电;一路送往显示电路，为水位显示控制电路提供电压。此外，DC12V还经由电阻R2限流、稳压二极管VD6稳压，得到DC10V电压，为水温控制电路供电。
          电热管控制电路的任务是控制水温，其控制电路的核心器件是四运放LM339。LM339被接成两个同相电压比较器和两个反相电压比较器。一个反相电压比较器用于水温检测控制，⑦脚为其反相输入端，接有水温检测元件正温热敏电阻RT，水温升高RT阻值增大，⑥脚为同相输入端，接参考电压(此电压由水温预置电位器RP设定)，①脚为输出端，当水温低于预置值时输出高电平，反之则为低电平;一个同相电压比较器用于防空烧控制，它的同相输入端⑤脚电压取自2/6处的水位电压，反相输入端④脚接VD7稳压后的3.6V，作为参考电压，当储水箱内的水位高于2/6处时，水位电压高于3.6V ，②脚输出高电平，反之则为低电平。
         电热管的导通和关断，即能否接入AC220V电源，取决于上述两个电压比较器①、②脚输出电压的逻辑与。只有当实际水温低于预置水温，且储水箱水位高于2/6处两个条件都具备，即①、②脚同为高电平时，两者逻辑相与后才为高电平。此高电平经降压电阻R25使控制三极管VT(C9013)导通，继电器KV线圈得电，KV的双控触点吸合，电热管接入AC220V电路中，储水箱内的水被加热。若上述两个条件都不具备或者二缺一，则①、②脚相与后都为低电平，控制三极管vT(C9013 )均不导通，KV不工作，双控触点释放，电热管不发热。可见，当实际水温达到预置水温时，控制电路会自动关断电热管的电源;当储水箱内的水位低于2/6时，电热管也会自动断电，这样便可防止在储水箱无水的情况下电热管空烧，确保电热水器的安全使用。
        使用时，通过水位调节器RP将水温设置在最低状态，这样LM339⑦脚电位一直高于⑥脚，其①脚为低电平，VT截止，KV双控触点总是处于释放状态，从而避免使用时电热管带电热管带电。
        另外，LM339①、②脚输出的逻辑电平还接入另一个同相比较器的同相输入端①脚和另一个反相比较器的反相输入端⑧脚，而这两个电压比较器10、⑨脚的参考电压均取自于3.6V。当11、⑧脚为低电平时，13脚输出低电平，而14脚输出高电平，红灯灭、绿灯亮，指示电路处于待加热状态;当11、⑧脚为高电平时，13脚为高电平，14脚为低电平，绿灯灭红灯亮，指示电路处于加热状态。
        为了便于用户监视储水箱的水位，设置了水位显示电路。安装在储水箱内壁的七个电极构成六个水位检测开关，最底部的电极接直流电的地线，是六个开关的公用电极，相当于开关的静触点;位于1/6、2/6、3/6、 4/6、5/6、6/6水位处的六个电极相当于六个开关的动触点。DC12V电源分别通过降压电阻R11、R10、R9、R8、R7、R6和六个水位开关的动触点，接到MC4069六个反相器的输入端①、③、⑤、⑨、11、13脚，反相器输出端②、④、⑥、⑧、10、12脚分别通过限流电阻R24、R23、R22、R21、R20、R19接六只发光二极管。水位开关的通断由水位高低而定。储水箱内无水时，MC4069①、③、⑤、⑨、11、13脚均为高电平，其输出端②、④、⑥、⑧、10、12脚均为低电平，六只水位指示二极管均不亮;当储水水位达到1/6处时，1/6处的水位开关动触点通过水电阻与水箱底部公用电极连通，MC4069①脚为低电平，②脚输出高电平，1/6处水位指示二极管点亮。同理，随着储水箱内水位不断升高，从低到高的水位检测开关依次接通，水位指示二极管也依次被点亮。
二、典型故障检修
        故障现象 1:加电后，水位显示正常，绿灯长亮，电热管不能加热。分析检修:根据不能自动转入红灯亮的现象，可排除电热管自身及其加热控制信号执行电路出现问题的可能性。检查LM339①、②脚始终为低电平，分析其原因为下列几种:温度预置电路异常、温度检测元件RT开路、2/6处的水位电压未送达LM339⑤脚、LM339损坏。逐一检查上述电路，发现温度预置电路中的滤波电容C2严重漏电，用良品换之，故障排除。
        小结：C2漏电使LM339⑥脚电位降低，相当于预置水温设定得过低，因而LM339⑦脚电位高于⑥脚，①脚始终为低电平，C9013機止，通过KV双控触点关断了电热管供电电路。同时，在LM339①脚低电平作用下，LM339 14、13脚分别维持在高、低电平状态，绿灯长亮。
         故障现象2:加电后，水位显示正常，红灯长亮而发热管不能加热。分析检修:红灯常亮，说明电热管加热控制信号已经形成，故障在电热管自身或以三极管C9013和继电器KA为核心的加热控制信号执行电路。检查这部分电路，发现二极管VD5击穿短路，用同型号管子换之，电热水器工作正常。
        小结：并接在继电器KA线国两端的VD5为阻尼二极管，用以吸收绕组断电瞬间产生的反峰电压，防止三极管C9013被反峰电压击穿。VD5击穿，旁路了继电器KA线圈的电流克，其双控触点释放，关断了电热管的电源，所以电热管不加热。
        故障现象 3:打开电源开关，电源指示灯不亮，水位无显示。分析检修:加电测量桥式整流器输入端交流电压约为15V，基本正常;再测量滤波电容C1两端直流电压接近0V;断电测该点对地正反向电阻只有几欧，据此推断电路有短路性故障。从电路图分析，滤波电容C1、反相器MC4069、控制继电器KA的控制三极管C9013击穿的可能性最大。
          焊开C1正极焊点，测其充放电正常;焊开C9013集电极焊点，测其结电阻亦正常;焊开MC4069④脚焊点，测其脚对地电阻只有几欧，说明MC4069已击穿，用良品换之，电热水器恢复正常，但不久同样故障再次出现。
        拆下MC4069，用示波器观测滤波电容C1两端直流电压，发现电压大于正常值。检查桥式整流器的四只二极管正反向电阻未见异常。加电后，用万用表DC10V挡分别测四只二极管正向压降，发现其中两臂的二极管正向管压降远大于另外两臂的二极管，说明这两只管子性能不佳。更换后，12V电压恢复正常，换上MC4069新品，故障排除。
        小结：导致MC4069击穿的原因，是桥式整流二极管性能老化。MC4069④脚的工作电压直接取自DC12V。整流二极管性能变差，其内阻变大，相当于整流桥的一臂接近开路状态，全波整流变成了半波整流，输出的DC12V脉动成分大增。虽然MC4069工作电压的极限值为18V，但浪涌电压的冲击还是会危及其安全使用，因此，在其供电回路串联一只限流电阻，这样既不影响水位显示电路的正常工作，又可避免因电源波动而损坏MC4069。
       另外，在检修中，整流二极管性能不良的故障往往容易被忽略。因为在静态检查时，其正反向电阻基本正常，但加电后，随着工作时间的延长，温度的升高，其内阻会大增，近于开路状态。因此判断其好坏的有效方法，是加电后测其正向管压降，性能差的管子正向压降明显高于正常管子。