电路太巧了!拆一个用了近十年的养生壶

科技   科技   2024-10-20 08:30   广东  

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2015年买了一款养生壶,记得当初一百多元。用到现在,还是好的。之前坏了一次,个别元器件老化,被我修好了。养生壶的功率适中,既能够快速加热又能够节能省电。养生壶是一种功能多样、方便实用的家用电器,它不仅能够满足我日常饮水和饮品的需求,还能提供多种养生食材的烹煮方式,更好地保持身体健康,以达到保健养生的目的。
功能特点:烧水功能:这是养生壶最基本的功能,能够快速将水煮沸,用于泡茶、煮咖啡等日常饮品。煮茶功能:养生壶配备了特定的煮茶程序,可以根据茶叶的种类和口味调整煮茶的时间和温度,从而煮出最佳口感的茶水。炖煮功能:养生壶还可以用于炖煮各种食材,如燕窝、银耳、红枣等,能够保持食材的原汁原味和营养成分。保温功能:许多养生壶都具有保温功能,可以在煮完饮品后自动保持一定的温度,方便随时饮用。定时功能:一些高端养生壶还配备了定时功能,可以在设定好的时间自动开始煮水或炖煮食材,非常方便。智能预约:智能预约功能,用户可以在晚上预约好早上煮水或炖煮的时间,第二天早上就能直接享用。触摸按键多功能菜单:寿命高,不容易患可以根据需要选择不同的烹煮模式,如药膳、花茶、甜品等,以满足不同的养生需求。

下面进行开拆:上线水壶部分没有什么特别的。主要看下面主机加热部分。拆了螺丝,看到线路板。

电路板采用阻燃材料的单面板设计,制造成本相对较低,因为它只需要在一侧铺覆电路,而双面板或多层板则需要在两侧或更多层铺覆电路。从基材切割、铜箔覆盖、打印画刻蚀、钻孔敷铜、喷墨等一系列步骤组成。这些步骤相对于双面板或多层板来说更加简便,不仅提高了生产效率,还降低了生产过程中的出错率。从而降低了制造成本。单面板只在一层上进行铺铜和组装,所以不会有互相交错的元器件。这使得电路板上的部件更加平整,可以更好地减轻机械压力,保持板面的不易损坏。对于水壶这类价格相对亲民的家用电器来说,采用单面板可以有效控制成本,保证水壶电路板的质量稳定性,提高产品的可靠性。提高市场竞争力。

首先根据功能推算养生壶的电路功能应该有以下单元组成:

1. 电源模块:养生壶的电源模块主要由变压器、整流滤波电路和稳压芯片组成。电源模块将交流电转化为直流电,为后续电路提供稳定的工作电压。
2. 功率模块:功率模块主要负责实现加热和保温功能。该模块中的大功率晶体管在PWM(脉冲宽度调制)信号的控制可控硅,实现对加热丝的高效控制。
3. 传感器模块:温度传感器负责监测壶内温度,将实时温度反馈给主控芯片。主控芯片根据预设的温度范围,控制功率模块调节加热速率,以实现恒温保温。
4. 显示和按键模块:养生壶的显示模块通常采用数码管液晶屏,用于显示预设模式、实时温度和定时时间等信息。按键模块则负责接收用户输入,如选择加热模式、设置定时等。
5. 主控芯片:主控芯片是养生壶的核心部件,负责处理传感器反馈的温度信息,并根据用户输入控制功率模块工作。主控芯片内建程序,实现多种烹饪模式和自动控制功能。

实际拆解看到后,比我想的要精简些。下面对这个电路板进行分析,根据丝印,大体绘制原理图如下:

1. 电源模块

实际电路看不到变压器,稳压模块。采用的是220V转12V阻容降压电路:

220V转12V 5V阻容降压电路主要由降压电容、整流二极管、滤波电容和稳压管等组成。原理是利用电容在交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流,从而实现降压的电路其中,降压电容用于分压,整流二极管将交流电转换为直流电,滤波电容用于平滑直流电,稳压管则用于稳定输出电压。阻容降压电路通过电容器的容抗特性,在交流电路中起到分压作用,从而实现降压。这种电路的特点是成本低,但输出电流相对较小,一般不超过100mA,适用于小功率、非隔离场合。电容的耐压须在400V以上,最理想的电容为铁壳油浸电容。

实际电路用的是1uF MKP安规电容,MKP即“金属化聚丙烯薄膜电容”的英文简称,这总电容有以下优点:

高容量:MKP采用优化的电极材料和结构设计,使得其在同等体积下具有比传统电容器更高的容量。这种高容量特性使其能够满足各种高电流、高频电路的需求。

低阻抗:该类型电容器具有极低的阻抗,有助于降低电路中的能量损耗,提高电路效率。同时,低阻抗还能减小对其他元件的干扰,提升整个电路的性能。

高绝缘强度:采用特殊的绝缘材料和工艺,具有高绝缘强度和长寿命。即使在高温、高湿等恶劣环境下,也能保持良好的电气性能和稳定性。

长寿命:由于其出色的防潮性能和稳定的电气性能,MKP 电容的寿命较长,减少了维护和更换的频率。

宽温:能够在-55℃至+125℃的温度范围内正常工作。这一特性使其能够适应各种不同环境下的使用需求。

阻容降压电路这个MKP电容很重要,如果电容随着时间累计出现失容现象,就会导致电路工作不正常那个。

2. 功率模块

跟我想象的一样,一个交流可控硅,在铝壳帮助散热。

3. 传感器模块

养生壶测温原理就是利用了热电效应。热电效应是热量和电的相互转化效应。当两个不同材料的接触点处于温度差异时,会产生电压。这种现象被称为“热电效应”,并称产生的电压为“热电势”。养生壶内部安装了一个测温电路组件,当养生壶内部水的温度改变时,热电偶会将温度转化为电压信号,通过电路板MCU进行处理,显示在显示屏上。

对于显示模块和主控芯片跟我想的差不多。

背面为一个打磨的单片机。这种带电容触摸的单片机很多的,中颖单片机,新塘单片机,新定义单片机等8为,32位的都可以用在这种白色家电上。

电路板采用的是弹簧按键,实际上是一种传统的按键方式,其工作原理基于机械结构。当按键未被按下时,弹簧提供必要的弹性力,使开关保持在断开状态。当按键被按下时,电路导通,触发相应的功能。单片机只需要识别高低电平即可。这种按键通常需要人体直接接触金属部分,容易受到环境因素的影响,采用触摸板隔可以灰尘和潮湿‌,增加寿命。

现在单片机功能比较强大了,普遍采用电容按键,是一种新型的触摸感应技术。它不需要人体直接接触金属,即使戴手套也可以使用,并且不受天气干燥潮湿的影响‌。电容按键通过感应电容变化来实现功能,没有机械部件,因此不会磨损,具有无限寿命‌。此外,电容按键可以放置在任何绝缘材料后面,容易制成密封的键盘,具有更高的安全性和防水性能‌.

总结:这款养生壶,电路构造比较巧妙,实现成本和性能的合理优化。体现中国电子工程师的智慧!

作者:abner_ma,来源:面包板社区【写拆解,送无人机活动】
 


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