一款簡單的電熱水瓶電路

1、一款簡單的電熱水瓶電路1 電路設(shè)計(jì)原理圖本文設(shè)計(jì)的電熱水瓶電路主要由直流電源電路、 煮水控制電 路、保溫控制電路、安全保護(hù)電路、狀態(tài)指示電路等單元電路組 成。2 單元電路分析2.1 直流電源電路工作原理：當(dāng)電源插頭 XP接入市電后，220V電源就經(jīng)FU 和S1 傳輸、C1和口 R2降壓、R1限流、VD1VD4整流、 C2濾波及VD5穩(wěn)壓，便在C2上取得12V直流電壓，加到 IC8及1腳之間，為NE555型時(shí)基集成電路提供直流工作電源， 如圖 1 所示。2.2 煮水控制電路工作原理：取得的12V電壓在加到IC8腳、1腳的同時(shí)，也 加到 R3 、動(dòng)斷型 S3 、 VD6 及 R4 串聯(lián)的電路上進(jìn)行

2、分壓、 分別為 2 腳 6 腳提供一定的電壓值。由于分壓電路中的 R4 的 阻值遠(yuǎn)大于 R3 的阻值， 所以使得 IC2 腳和 6 為高電平， 進(jìn)而 控制IC輸出端3腳和放電端7腳呈低電壓（0）如圖1。IC7 腳為低電壓后，便給繼電器K加上了 12V電源，驅(qū)動(dòng)K吸合其觸 點(diǎn)K-1閉合，進(jìn)而又把220V電壓加到主加器 RL1上，使它得 電發(fā)熱， 由于 RL1 功率較大， 產(chǎn)生熱量多， 熱水瓶便開始煮水，因此也稱主加熱器為煮水加熱器當(dāng)熱水瓶煮水水溫升到91C時(shí)，安裝在煮水罐底的溫控開關(guān)S3自動(dòng)斷開，撤消IC2、6腳的電壓、NE555內(nèi)部電路便 發(fā)生翻轉(zhuǎn)，使IC3、7腳由低電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠妷海?2V）

3、，使繼 電器 K 兩端的電壓相等而不導(dǎo)通電流，K 將因而失電而釋放其觸點(diǎn) K-1 斷開，切斷主加熱器 RL1 的電源，停止加熱煮水。之 后，開水的溫度會(huì)下降，當(dāng)溫水降到 S3 的下限起控溫度時(shí)， S3 自動(dòng)復(fù)位到閉合，又觸發(fā)以 IC 為核心的煮水控制電路再次 給 RL1 通電加熱，直至煮水到沸騰。之后，煮水控制電路就自 動(dòng)按上述過程進(jìn)行周而復(fù)始的工作。當(dāng)煮水罐內(nèi)水溫降低而又急需要開水時(shí)，可按再沸騰按鍵S2，撤消溫控開關(guān)S3的自動(dòng)控制作用。這時(shí)，12V電源將通 過VD6快速向電容器C3充電，直接事IC 2、6腳為高電壓， 控制IC3、7腳為低電壓，使繼電器 K通電吸合其觸點(diǎn)K-1閉 合，進(jìn)而控制

4、主加器 RL1 通電加熱，煮水至沸騰。在 C3 快速充滿電而松開 S2 后，電容器 C3 就通過 R4 延時(shí)放電，維持IC 2、6腳為高電壓。在經(jīng)延時(shí) 50s （延時(shí)時(shí)間 取決于 C2 和 R4 的值）左右， C3 電壓下降使 IC2 腳電壓 降壓降低到12V電源電源電壓的1/3時(shí)，IC內(nèi)電路將翻轉(zhuǎn)，控 制IC3、7腳轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠妷?，撤消繼電器的電源，使K釋放其觸點(diǎn)K-1斷開，切斷主加熱器RL1的220V電源，使熱水瓶在 快速取得開水后又自動(dòng)停止加熱煮水。2.3 保溫控制電路保溫控制電路由半波整流二極管 VD8 、副加熱器 RL2 組 成。工作原理：當(dāng)電路接通 220V 電源，同時(shí)保證煮水罐內(nèi)水

5、量充足時(shí)，220V電壓就經(jīng)S1和VD8加到小功率副加熱 RL2 上，使輔加熱器長期通電發(fā)熱。由于 VD8 具有半波整流作用， 只能使RL2導(dǎo)通220V交流電的半波電流，產(chǎn)生的熱量少，僅 用于當(dāng)主加器 RL1 通電煮水時(shí)幫助加熱，而在 BL1 煮水至沸 騰使 S3 自動(dòng)斷開而切斷主加器電源停止煮水時(shí)， RL2 發(fā)熱只 是保持開水溫度不至于下降到冷卻的程度， 因此稱副加熱器為保 溫加熱器。2.4 出水控制電路工作原理： 當(dāng)我們使用熱水時(shí)， 可操作熱水瓶機(jī)殼的出水開 關(guān)S4使其閉合，這時(shí)220V交流電源將經(jīng)S4、加給VD9 VD12進(jìn)行全波整流和C4濾波，把220V交流電變成為直流電， 向12V直流

6、型水泵M供電，水泵得電后立即啟動(dòng)運(yùn)行，向加熱水瓶外供出熱水。由圖 1 可知，該熱水瓶的出水控制電路沒有采用變壓器降 壓，它是副加熱器 RL2 的阻值來降壓從而取得低壓直流電，以 匹配12V直流水泵工作。按鍵 S5與開關(guān)S4并聯(lián)應(yīng)用且作用 相同，只是兩者安裝的部位有所不同， S5 是安裝在熱水瓶出水 口，靠接水杯等器具按壓來啟動(dòng)出水泵，同時(shí)接水。2.5 安全保護(hù)電路安全保護(hù)電路由熔斷器 FU。91C起控的動(dòng)斷型溫控開關(guān)S3、110C起控的動(dòng)斷型溫控開關(guān) S1組成。工作原理：該熱水瓶具有三種保護(hù)功能： 1) 短路保護(hù)； 2) 缺水保護(hù)； 3) 防干燒保護(hù)。 當(dāng)熱水器的電路出現(xiàn)短路性故障時(shí)， 將導(dǎo)致

7、熔斷器 FU 導(dǎo)通的電流過大，致使其溫度過高。當(dāng)因短路 電流達(dá)到FU的額定熔斷值致使其溫度升高到140C時(shí)，F(xiàn)U即自動(dòng)熔斷，從而切斷熱水瓶的總電源，保護(hù)熱水瓶的元器件。在如 總電路圖中， S3 是一個(gè)缺水保護(hù)溫控開關(guān)， 安裝在煮水罐內(nèi)側(cè) 的墻壁上。當(dāng)熱水瓶工作于煮水狀態(tài)，而煮水罐內(nèi)缺水未淹沒 S3 時(shí)， S3 感受的實(shí)際溫度將高于水的溫度。這樣，當(dāng)熱水瓶 煮水還未達(dá)到沸騰時(shí)， S3 便將因感受高熱高溫而回自動(dòng)斷開， 進(jìn)而控制IC7腳輸出高電壓，使繼電器 K失電而釋放其觸點(diǎn) K-1 斷開，且斷主加熱器 RL1 的電源，從而控制熱水瓶在缺 水電的情況下不繼續(xù)煮水，以保護(hù)煮水罐等器件。如圖 1 中 S1 是一個(gè)防干燒溫控開關(guān)，安裝在煮水罐底部。當(dāng)S3出現(xiàn)失控故障在熱水瓶煮水溫度達(dá)到91 C仍不能切斷RL1 的電源時(shí)，煮水罐內(nèi)必將持續(xù)沸騰把水燒干。當(dāng)煮水罐內(nèi) 出現(xiàn)無水干燒使溫度升高到 110C時(shí)，S1會(huì)自動(dòng)斷開，切斷總 電源，從而保護(hù)熱水瓶。上述過程表明， 熱水瓶的保護(hù)功能較為完善， 使熱水瓶的使 用更安全。2.6 狀態(tài)指示電路工作原理：在 S3 閉合控制 IC7 腳為低電壓使 RL1 通電 煮水的同時(shí)， IC3 腳也呈低電壓， 12V 直流電源便加到 R7 和 RL2 串聯(lián)的電路上，使紅色發(fā)光二級管VL2 導(dǎo)電發(fā)光，用于指示熱水瓶處