1. 电路结构及工作原理
电路如图1所示。由电源电路、控制电路、振荡电路、风机及超声波换能器(压电陶瓷片)组成。
电源部分通常有两种供电方式:一种是经变压、降压、整流、滤波后,为振荡电路供电,因电路简单,变压器过载能力强而被广泛采用。缺点是采用变压器,明显使加湿器重量加重;另一种是由开关电源供电,加湿器重量明显减小,电源效率高,工作稳定。缺点是电路复杂,维修起来较麻烦。
本文电路采用开关电源供电,主要由开关管Q3(功率场效应管5N60C),开关电源变压器T3,启动电路R1、R2,过压保护电路DW1、DW2,取样比较电路IC2(基准电源器件TL431)、IC1(光电耦合器817C)及附属元件,误差放大电路Q1(三极管A1015)、Q2(三极管C1815)及附属元件,脉冲调制电路D7、C5、D5、T3及另一绕组等电路组成。电路核心器件是开关管5N60C,其工作在大电流高电压状态,故障率较高,所以电源部分出故障首选要检测开关管是否击穿。电路另一较不常见器件是TL431,它是一种有良好热稳定性能的三端可调分流基准源,输出电压的取样值和其定好的基准电压比较后产生误差电压,由光电耦合器IC1(817C)反馈至开关管,从而调整输出电压,使输出电压稳定。
控制电路包括:缺水检测、缺水指示和雾量调整电路。缺水检测有两种方式:一种是干簧管配合漂浮磁环检测方式,目前大多机型都采用此方式。不缺水时,包在泡沫塑料中的磁环被水漂浮起来,磁场使干簧管常开触点闭合,接通电源给振荡管提供偏置,振荡电路开始工作,绿色指示灯发光。当缺水时,随着水面下降磁环离开干簧管受控区,干簧管触点释放,振荡管失去偏置而停振,加湿器处于待机状态,红色缺水指示灯发光。另一种是水面探针检测方式,加湿器的振荡管集电极是直接固定在换能片金属框架上的。
因振荡管集电极是电源正极,所以水和探针为振荡管提供了偏置通路。当水面降到离开探针时,偏置通路被断开,加湿器进入待机状态。本文电路采用干簧管缺水检测,绿色发光二极管为电源指示,红色发光二极管为缺水指示,PNP三极管Q2(2N5401)在干簧管导通后,将电源通过干簧管、降压电阻R6加在绿色发光二极管两端,指示电源正常;当电路缺水时,干簧管断开,Q2基极处于低电位而导通,点亮红色缺水发光二极管,振荡管Q1(BU406)由于干簧管断开失去偏置而停止振荡,加湿器处于停止工作状态。
雾量调整电路在所有加湿器中基本都是通过调整面板上的电位器来调节振荡管的偏置实现的,这部分电路与缺水检测电路是串联的。为确保振荡管不会因偏置过高而损坏,电源电压都经过电阻分压和一个可调电阻降压后,提供给雾量调整电位器。经调整后的偏置电压通过电感电阻加到振荡管基极,使振荡管能在截至状态和最强振荡状态之间变化。
本文电路采用面板调节电位器VTR2和内部调节电位器VTR1串联组成。当干簧管闭合时,电源电压经干簧管、R4、VTR1、VTR2、L2、L1加在振荡管Q1(BU406)基极,为振荡管提供偏置,振荡管起振,调节VTR2可控制加至振荡管基极的电压,从而控制振荡强弱,进而实现对雾量及加湿量的控制。
振荡电路由功率三极管和外围电容、电感组成三点式振荡电路,这部分电路在所有加湿器电路中都是类似的。振荡电路功率三极管为Q1(BU406),换能器为固有频率约1.7 MHz的晶振,它通过耦合电容C5跨接在振荡管基极和电源之间,振荡电路的振荡电压通过耦合电容加在换能器上,换能器受振荡电路激励后,产生振荡。这个振荡信号又通过耦合电容C5反馈到振荡管基极,使振荡电路谐振在1.7 MHz,振荡幅度峰峰值达200 VP-P左右。强烈的超声波振荡电能经换能器转换成机械能将表面的水打成水雾,由送风电扇M把水雾吹出,使室内空气增加湿度,加湿器的风机为12 V风扇。