冠庭GT-5221 C型饮水机具有自动制冷、自动加热、臭氧消毒保洁、LED指示灯显示水温和蜂鸣音提示等功能,同时还设置有防干烧保护、超温自动断电等双重保护电路。该饮水机主要由电源供电板、微电脑控制板、水温指示灯板及臭氧发生器等四部分组成,本文重点介绍微电脑控制板电路原理及常见故障的维修,供同行参考。
一、电路组成与工作原理
电脑控制板电路实绘图如图1所示。IC2采用三星公司单片微处理器S3F9454XZZ-DKB4(厂家贴纸代码是HM316-N3,该芯片为20脚双列直插式PDIP塑封结构)为核心对饮水机进行功能控制。微电脑控制板主要由+5V直流电源、上电复位、时钟振荡、制冷/保冷温度检测、加热温度检测、制冷/保冷控制、加热控制、蜂鸣器驱动、制冷/加热按键输入、LED指示灯控制等电路组成。
1.+5V直流电源电路
电源供电板输出+3.8V、+12V两组直流电压,通过插接件XB 1加至微电脑控制板。其中,+3.8V直流电为半导体制冷器PN和风扇电机M提供弱制冷(保冷)状态运行电源;+12V直流电压为半导体制冷器PN和风扇电机M提供强制冷状态以及继电器K1-K3运行电源。同时,+12V直流电压通过三端稳压块IC1(LM7805)稳压,经电容C1-C3高低频滤波后输出+5V直流电压,作为微处理器IC2(20脚为电源正端,①脚为电源负端)及其他控制电路运行电源。电阻R1是饮水机待机负载电阻,防止损坏电源供电板,起保护作用。
2.上电复位电路
IC2的④脚与其外接电阻R2,电容C4等共同组成上电复位电路。在每次接通市电时,利用电容C4上的电压不能突变的特性,当+5V直流电压经R2限流后加至IC2的④脚并对C4进行充电,使IC2的④脚电压上升到3.8V时,低电平对微处理器内部复位电路进行清零复位,程序初始化,然后处于待机状态。
3.时钟振荡电路
IC2的②、③脚及其外接晶体振荡器B(4MHz)等共同组成时钟振荡电路。B的①脚与③脚分别接到IC2的②脚与③脚,晶体振荡器B的②脚接地。当IC2工作时,时钟振荡电路就会产生一个基准频率为4MHz的时钟信号,使微处理器内部各种电路相互协调有条不紊地工作。
4.制冷/保冷温度检测电路
IC2的17脚及其外接电阻R13、电容C6和温度传感器RT 1等元件组成制冷/保冷温度检测电路。RT 1为负温系数热敏电阻(常温状态的阻值约10kΩ),安装在冷罐保温层内部,用来检测冷罐内的冷水温度。当冷罐的冷水温度发生变化时,RT 1的阻值随之变化,从而转换成变化的电压。该变化的电压信号送到IC2的17脚,经微处理器内部A/D转换器进行数据比较,据此得到所测温度值,微处理器据此发出程序指令,使饮水机进入强制制冷或弱制冷(保冷)状态。
5.加热温度检测电路
IC2的16脚及其外接电阻R12、电容C5和温度传感器RT2等元件组成加热温度检测电路。RT2为负温度系数热敏电阻(常温状态的阻值约为50kΩ,沸腾状态的阻值约为4.8kΩ),安装在热罐专用盲管中,用来检测热罐内的热水温度。加热时,RT2的阻值在50kΩ~4.8 kΩ之间变化。RT2将温度变化转换成变化的电压信号,送到IC2的16脚,经微处理器内部A/D转换器进行数据比较,得到所测的温度值,微处理器据此发出程序指令,使饮水机进入加热或保温状态。
6.制冷/保冷控制电路
IC2的⑥脚及其外接电阻R14、R15,电容C9,三极管VT1,继电器K1和常开触点K1-1等元件组成制冷控制电路。由微处理器IC2的⑦脚及其外接电阻R16、R17,电容C7,三极管VT2,继电器K2和常开触点K2-1等元件组成保冷控制电路。饮水机在初始制冷时,冷罐内的水温较高,RT 1的阻值降到约15kΩ, IC2的17脚输入低电平,⑥脚输出高电平,VT1导通,K1吸合,K1-1闭合,+12V直流电压向半导体制冷器PN及风扇电机M供电,PN开始强制制冷,M快速运转为制冷器散热,加速制冷。随着强制冷时间的延长,当冷水的温度降至设定温度时,⑥脚输出低电平,VT1截止,K1释放,K1-1断开,关断+12V直流电压,PN停止强制冷,此时微处理器内部转换器动作,IC2的⑦脚输出高电平,VT2导通,K2吸合,K2-1闭合,+3.8V直流电压加至PN,M两端,进行弱制冷,电路进入保冷状态。当饮用冷水,瓶装水向冷罐补充水量或保冷状态下自然升温至设定温度值时,制冷/保冷控制电路重复上述工作过程。
7.加热控制电路
IC2的⑤脚及其外接电阻R18、R19,电容C8,三极管VT3,继电器K3和常开触点K3-1等元件组成加热控制电路。在饮水机初始加热时,热罐内的水温较低,RT2的阻值升高至50kΩ, IC2的16脚输入低电平,⑤脚输出高电平,VT3导通,K3吸合,K3 -1闭合,AC220V市电经电源开关S1、保险管FU、发热管EH、防干烧温控器ST构成回路,EH对热罐内的水进行加热,当水温升到设定温度时,RT2阻值降低,⑤脚输出低电平,VT3截止,K3释放,K3-1断开,EH停止加热,电路进入保温状态。当饮用热水,瓶装水向热罐补充水量或保温状态下自然降温至设定温度值时,加热控制电路重复上述工作过程。
ST是防干烧温控器。当热罐内无水而误接通市电时,EH产生高热,ST强制常闭触点断开,从而及时断开市电避免EH烧坏,起到防干烧保护作用。ST是一种手动复位温控器,一经动作不能自动复位,需人工触动复位按钮使触点闭合,才能投入正常使用。
8.蜂鸣音电路
IC2的19脚及其外接电阻R3,R4,三极管VT4,蜂鸣器HA等元件组成蜂鸣音电路。当每次按动制冷按键S2或加热按键S3时,19脚都会输出一串脉冲信号,经VT4放大,驱动HA发生短促的“滴滴”蜂鸣声,提示功能操作有效。
9.制冷/加热按健输入电路
IC2的14脚与外接电阻R8及制冷按键S2等共同组成制冷按键输入电路;IC2的15脚与外接电阻R7及加热按键S3等元件组成加热按键输入电路。当按动S2或S3时,该按键与地接通,向IC2的14脚或15脚送入低电平,经微处理器内部识别电路处理后执行制冷或加热功能。
10.LED指示灯控制电路
IC2的11~13脚控制制冷指示灯,IC2的⑧~⑩脚控制加热指示灯。当按动S2或S3时,运行时相应的制冷指示灯或加热指示灯会闪亮,当达到温度值时,该指示灯由闪亮变为长亮。