电子产业
数字化服务平台

扫码下载
手机洽洽

  • 微信小程序

    让找料更便捷

  • 扫码下载手机洽洽

    随时找料

    即刻洽谈

    点击下载PC版
  • 华强电子网公众号

    电子元器件

    采购信息平台

  • 华强电子网移动端

    生意随身带

    随时随地找货

  • 华强商城公众号

    一站式电子元器件

    采购平台

  • 芯八哥公众号

    半导体行业观察第一站

海尔XQG50-BS808A全自动滚筒洗衣机工作原理分析

来源:-- 作者:-- 浏览:11728

标签:

摘要:   一、重点单元电路解析    1.开关稳压电源电路    电路如上图所示。AC220V市电经D5~D8整流,C13滤波形成约300V左右的直流电压。该电路中,主要元器件有TR储能变压器、ICl光电耦合器和IC7精密稳压源等。其中,IC7是美国Power公司生产的高效单片开关电源专用芯片,内含振荡器、5.8V稳压器、使能检测与逻辑电路、开关控制器与输出级、上电/掉电功能电路及

 

  一、重点单元电路解析
  
  1.开关稳压电源电路
  
  电路如上图所示。AC220V市电经D5~D8整流,C13滤波形成约300V左右的直流电压。该电路中,主要元器件有TR储能变压器、ICl光电耦合器和IC7精密稳压源等。其中,IC7是美国Power公司生产的高效单片开关电源专用芯片,内含振荡器、5.8V稳压器、使能检测与逻辑电路、开关控制器与输出级、上电/掉电功能电路及过压、过流、过热保护电路等(其内部电路组成框图见右图)。该电源电路采用开,关控制器代替传统的PWM脉宽调制器。对输出电压进行调节。开/关控制器可等效为脉冲频率调制器(PFM),其调节速度快于PWM,对纹波的抑制更强。该IC芯片无论在启动还是正常丁作时,无须启动电阻、反馈绕组及补偿回路。其内部的振荡器能产生两个信号,一是时钟信号CLOCK(作为整个周期的起始信号);二是最大占空比。其中的钳位保护电路由R27、C14和D9组成,可将漏极关断时在TR初级产生的尖峰电压限定在安全值内。+5V直流输m电路南DlO、C17等组成;+12v直流输出电路由D11、C19等1升高。光耦发光增强,即可通过光耦调节占空比,从而使输出电压稳定。C20为旁路电容。IC7内部的功率MOSFET关断时,IC7内的稳压源对C20充电到5.8V;在IC7内功率MOSFET导通时。将南C20上存储的电能向芯片供电。由于C20容量很小,上电延迟时间仅为0.3ms。故开关动作迅速,输出便无过冲现象,掉电也不会出现反冲现象。

  2。CPU控制系统电路
  
  
  该机CPU采用8位单片机AT—MEGAl6C微处理器,其内部的只读存储器ROM中固化了预定程序。工作时电脑对各功能键进行扫描。根据键盘状态输出相应的控制信号。CRX1与芯片内部相关电路组成时钟振荡电路,其振荡频率为8MHz。

  该微处理器的复位电路由IC5、C25、C36、C31、R47组成,低电平复位有效。复位简要原理是:洗衣机每次上电瞬间,由于电容两端的电压不能突变。复位电路在单片机的(4)脚产生一个低电平。使单片机程序复位。电容器充电结束后,(4)脚翻转呈现高电平。电路便进入正常工作状态(电路参见下图)。

  3.程序选择及键值扫描输入电路
  
  该机采用机械旋转式程序开关(见图3),其结构是塑料凸轮与四个弹性铜片及铜片外接电阻组成的分压电路,使输至IC6(30)脚的电压值产生差异,CPU便根据此输入电压值判断并选择程序。该部分电路中的C30为抗干扰电容。IC6的(1)~(3)、(42)~(44)和(37)脚为键值扫描矩阵电路。(40)脚输出同步时钟脉冲信号:(41)脚输出键扫描脉冲信号。(1)~(3)、(42)~(44)脚为键控脉冲信号输入端。CPU根据键控脉冲的输入,调用存放在IC6内ROM中相应程序进行控制。并根据对应的程序点亮LED指示灯。

  4.数码显示电路
  
  该机的显示部分南4位数码管(DISPLAY)和15只LED构成。显示的数据由IC6的输入/输出接口送出。主要用于显示预置时间、剩余时间及错误代码等信息。LED工作在移位寄存器方式,IC6(42)脚和IC4(13)脚外接的Q12及Q16是LED的扫描开关管。IC6(40)脚输出的同步脉冲送至移位寄存器IC4(HC164)(8)脚输入端后。便由IC3驱动相应的LED发光。实际上LED显示与键值扫描均可通过单片机的串行口(1)~(3)、(40)~(44)脚来实现,它可有效地节约单片机硬件资源。4位数码显示由单片机程序控制的动态扫描显示。将4个显示缓冲单元的内容依次取出,并转换成显示字符。每个显示1ms左右。4位依次显示一遍后转入键分析操作。若无键动作,将继续执行显示程序。

 /><p>  5.各功能检测电路<br />  <br />  (1)温度检测电路。由IC6(36)脚内部电路、外接电阻R84及温度传感器SENSOR等组成。当按下“K5”洗涤温控键时,IC6(16)脚输出高电平,Q15得电导通,继电器RY3吸合,加热器得电工作(加热后的水温最高可达到60℃)。温度传感器将水温信息反馈给CPU,CPU发出相应的控制指令控制加热器的通断控制水温。<br />  <br />  (2)水位检测电路。水位检测南水位传感器来控制完成。<!--IWMS_AD_BEGIN--><div style=
 

  水位传感器为气压式水位开关。开关中有两组触头。其动作分别对应于两个水位值。P14与P31为低水位开关:P34与P31为高水位开关(见下图)。

  (3)门盖检测电路。门盖检测电路由门开关实施完成。它是一个电动延迟门锁,与常规的机械门开关不同,由PIC的特性来决定开关的通断。当按下启动开关后,CPU首先调用只读存储器(ROM)中的预置程序,若在规定的时间内PTC的L、C点未接通,CPU即发出报警信号。

  该机另外还设置有过零检测、洗涤物负载量检测、电源电压检查以及电机过热检测等。以上检测信号将分别送入CPU的(11)、(12)、(19)、(25)、(35)脚。CPU将收到的信息处理后发出相应的指令。

  6.各种负载驱动电路
  
  进水驱动电路由IC6(31)、(32)脚及外部的Q4、Q5、T3、T4及电磁阀EV1、EV2等组成(见图4)。电磁阀EVl主要用来完成标准,快速进水驱动。EV2则用于完成预洗进水及添加柔顺剂,调理剂等进水驱动。IC6(26)脚及其外围Q6、T5是排水泵驱动单元电路。

  IC6(16)脚及其外围Q15、RY3为电加热驱动。(35)脚及其外围Q19为蜂鸣器驱动。(9)脚及其外接Q2、T6通过RY1驱动单相串激电机。

  以上负载驱动电路一般多采用双向晶闸管作为执行元件。

  7.保护电路
  
  由VDR7(TVR1468)、ZNRl(TVR074J1)、ZNR4~ZNR6等压敏电阻构成。在CPU单片机内的ROM中也同化有用于保护的子程序。配以相应的硬件保护电路。可对该机操作过程实施较为完善的保护。比如。洗衣机每次开机后。若在8分钟内水位未达到预置水位,洗衣机会报警并停机。排水时4分钟未排完。洗衣机同样会保护停机。

  二、整机工作原理简介
  
  该机机构主要由滚筒和接水桶组成。采用前开门方式。设置有透明可视窗。为了提高洗净率,它采用了电加热技术。在洗涤过程中,由于从上部注入清水,随着滚筒的不断转动。翻动洗涤物。污水不断排出。所以该系列机的漂洗率较高。

  现以棉麻洗涤程序为例。简述其工作原理和相关工作过程。接通电源,旋转程序开关,220V市电被接入(见图3、图4)。

 

  IC6(17)、(27)、(29)、(38)脚获得+5V供电电压,同时(4)脚获得复位信号(程序清零复位),整机处于待机状态。这时,指示灯L8、14、L15A点亮。数码显示窗显示剩余时间。按K6键启动,IC6(20)脚输出高电平,Q1、T1先后导通,PTC门盖开关得电接通,当CPU检测到门盖开关正常时,IC6(31)脚输出高电平,Q4、T3导通,电磁阀EV1被打开(见图4)。开始半注水过程。半注水完成后。(9)脚输出驱动脉冲,驱动Q2、T6导通O.3秒。截止0.4秒,并反复多次(电机反转)再停机0.5秒。进行洗涤物负载量检测。之后(14)脚输出高电平,Q14导通,RY1得电吸合(电机正转),Q2、T6再导通0.3秒,截止0.4秒。并反复多次后停机。在此过程中,由于水位已定。故不同的布质料、布重量所产生的旋转阻力有差异。

  因此可以利用电机的惯性来检测其反电动势。译码器根据电机产生的惯性所获得的脉冲经放大整形后。送CPU(11)脚。该脉冲即可反映出布的阻力对电机惯性的阻尼过程。根据这一原理。CPU通过分析脉冲波形的个数和脉冲宽度。便可得出洗涤物的负载量。例如,布量多、布质硬。则布的阻力大,电机反电动势衰减快。反映在脉冲波形上就是脉宽较快变窄。脉冲个数减少。图3中的G是与电机同轴的小电机。它相当于发电机发出交流电压,经D24钳位Q18放大、Q17整形形成脉冲供泽码。

  由于进行了正向、停机、反向两次负载量的检测,CPU(31)脚再次输出高电平。Q4、T3导通。电磁阀EV1再次打开。机器便根据洗涤物的多少(即负载量的轻重)进行二次进水。二次进水完后。机器以正向8秒→停10秒→反向8秒的时序进行第一次洗涤。在洗衣机剩余时间约40分钟时。CPU(26)脚输出高电平,Q6、T5导通,排水泵进行第一次排水运作。之后进入进水→正转→停→反转→进水→二次洗涤→排水→一次脱水的程序过程。一次脱水以低速→高速→低速→高速→低速→高速→停止的顺序进行。一次脱水完后再注水→正转→停→反转→注水→第三次洗涤。在剩余约20分钟时,排水泵开始工作,在排水的同时进行二次脱水(脱水程序同第一次)。脱水完成后,(32)脚输出高电平,Q5、T4导通,进水阀EV2被打开。自来水便经EV2的专用通道将柔顺剂或调理剂注入洗涤筒。然后以正向运行→停→反向运行若干次。使柔顺剂均匀地附着在衣物上。

  这时(31)脚再次输出高电平,Q4、T3导通。电磁阀EV1打开注水后进行第四次洗涤。在洗涤的最后几分钟完成排水→最终脱水(低速→高速→低速→高速→低速→高速→超高速→停机→END结束报警程序)。

  洗衣机在运行过程中T1导通(门开关L、C点始终是导通的),暂停时T1仍处于导通状态,只有T6截止,电机暂时停止运行。洗涤结束时,T1截止,PTC断电,门开关的L、C点被打开。电机停止运行。洗衣机的数码视窗内显示“END”结束信息。

  根据门开关内PTC的恢复特性,3分钟后才能打开门盖取出衣物。

  洗衣机在排水过程中,CPU(26)脚发出控制信号使Q6、T5导通,排水泵得电工作开始排水。因水位开关采用的是空气压力开关。当水位上升使空气压力P和设定水位对应时。开关才闭合。当水位下降到使空气压力为P/2时水位已下降一半。才会使开关恢复断开状态。故在排水时CPU首先给出一个排水时限。在此时间内水位开关断开不注水。

  洗衣机在脱水过程中。低速脱水实际上是洗涤电机M16P在单向运行,而在高速脱水时,CPU(15)脚输m高电平。Q13导通,RY2吸合,脱水电机。M2P运行,以实现高速脱水。在脱水时,若衣物有偏向或分布不均。CPU控制会控制其正、反向各转动一次进行均衡校正。脱水速度一般在400~700转/分钟。实际上是调用同化在CPU中的程序。以改变T6的导通角而实现不同的转速。M2P、M16P为同轴双电机。它们各自单独运行。以满足洗涤和脱水两种不同需求。

型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67