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一、电路原理分析
本文以广东某厂生产的FS-40交流落地电风扇为例分析其工作原理。根据其实物绘制的本风扇主控电路见附图所示(注:发光二极管、按键等部分元件的标号为作者添加,遥控发射部分电路略)。如图可知:本电路以IC(BA8206BA4L)为核心,配合少量外围元件构成电路简单、功能齐全的红外线遥控电脑控制风扇电路。
1、BA8206BA4L简介
BA8206BA4L为功能较齐全的电脑风扇控制专用集成电路,该系列共有BA8206B-N3/N3K/N3KL/N3L/A4/A4K/A4KL/A4L八个品种,当其系列的集成电路芯片损坏后,可用与其内部电路完全相同的HS8206B系列(后缀完全相一致的集成电路)直接互换。
BA82036B的极限参数见附表1;直流特性参数见附表2。该系列集成电路芯片有两种封装
形式,即后缀无L的DIP-18封装;后缀含L的DIP-20封装。区别在于含L的增加了一组独立的彩灯控制功能。各系列的集成电路引脚功能见附表3。
2、工作原理
主控电路主要有电容降压半波整流稳压电路、红外线遥控接收解调电路、455KHZ时钟振荡电路、工作状态指示报警电路和可控硅驱动控制电路等。图中220V的市电通过保险管Fuse后,由R1、R2、C1、D1、D2组成简单的电容降压半波整流电路,R1为C1的泄放电阻。由 R3、C2、C4、C8、D3滤波稳压形成+5V的直流电压供给IC的脚和红外接收头IFR。红外接收头的信号输送到IC的脚,经解码后去控制各种动作。每次功能的操作都由BUZ(压电蜂鸣片)发出声响以提醒操作。D3是5.1V的稳压二极管,R12、LED1为电源指示电路。、脚外接455KHZ的晶振和C6、C7两只100pF的瓷片电容,与IC内部时钟电路组成振荡电路。LED1~LED12为风扇工作状态指示发光二极管, T1~T5为控制风速、摆头及彩灯功能转换用双向可控硅元件。本机主控芯片BA8206BA4L具有三种风型选择(正常风、自然风、睡眠风),每一种风型又具有三种风速(强风、中风、弱风)可供选择,并且还具有四挡累进电子定时(0.5h、1h、2h、4h)。
SW1~SW5分别为接收板上的手动微型轻触开关。SW1(OFF)为关机开关,在风扇运转时,按此键能切断风扇功能、摆头和已经设定的0.5~7.5小时关机时间(但不能控制彩灯的开、关),并能记忆关机前的运行方式(但定时方式和睡眠方式不被记忆),此时只有LED1点亮(电源指示),其余发光二极管均熄灭。待下次按此键开机时,便会按记忆模式运行。对于后缀无K的芯片,此键只起关机作用,并记忆关机前的运行状态,而开机时则须按SW3(ON/SPEED)键;对于后缀有K的芯片,按此键以中风速启动风扇,3秒钟后恢复弱风(初次上电)或者以记忆的风速运行。
SW2(TIME)为定时关机的设定开关,可设定电风扇的运转时间。预定时间每按一次此键则增加0.5h,循环选择,可通过0.5h、1h、2h、4h四段累进计时,相对应的发光二极管会被逐个点亮。当这四个发光二极管都被点亮时,最长定时时间为7.5h。定时时间由四个发光二极管LED3、LED4、LED5、LED6指示。对于后缀为N3的芯片,则为1h、2h、4h、0h、1h……循环选择一种定时时间;对于后缀为A4的芯片,可分别设置0.5h、1h、2h、4h四段式累进定时,每按一次此键,电子定时器则可延时0.5h工作时间,共有0.5h~7.5h十五次选择,第十六次按“定时键”时,四只定时显示发光二极管全部熄灭,表示取消定时,电风扇将一直工作至按“OFF”键关机为止。
SW3(ON/SPEED)为开机和风扇速度调整开关。当风扇静止时,它为开机键,风扇以中风速启动(主要是为增大起动转矩),3秒钟后自动恢复到设定记忆的模式运行(若第一次开机,则回复到弱风速状态)或者以记忆的风速运行;当风扇在转动状态时,按此键则可选择风速的大小,即此键为风速选择键,风速则按“弱(LOW)→中(MID)→强(STR)→弱(LOW)……”三挡循环模式选择,相对应的发光二极管LED7~LED9被点亮,指示当前的风速状态。
SW4(SWING)为风扇摆头开关。电风扇在运行时,按此键可控制摆头电机M2运转。当电风扇停止运行时,按此键则无效。
SW5(LAMP)为彩灯开关(仅后缀为L者有此功能)。此键只控制彩灯的开启与关闭。按一下灯亮,再按一下灯灭……此键为独立操作键。因此,此键的操作与电风扇是否转动无关,它的开、关是不受SW3开关控制而独立操作的。
该机的遥控器上由六个键组成,除了接收电路板上的五个功能键外,另增加了一个风型键(MODE) (在接收板上是没有此键的,如果需要增加,可在IC的与之间接入一串联10KΩ电阻的轻触开关,以实现手动操作改变风型)。按压此键选择风型的类别,即每触动一次轻触按键改变一次风型:在正常风(NOR)→自然风(RHY)→睡眠风(SLP)→正常风(NOR)……间循环选择,相对应的发光二极管LED10~LED12被点亮,指示当前的风型类别。其中正常风:风扇按预先设定的“强→中→弱”风恒速运行;自然风:风扇则按电脑预先编排的程序作不规则运行,并配合风速键的设定,可分强自然风、中自然风、弱自然风,来模仿大自然的风吹效果;睡眠风:风扇电机进入自然风电脑程序控制,根据人的体温入睡后会慢慢下降的规律, 风扇的风量亦会慢慢减弱。其减弱规律如下:⑴ 若最初设定为强风时,风扇则按强自然风运转,半小时后转为中自然风运转,中自然风运转半小时后再转为弱自然风,直到预定时间结束或被关机为止;⑵ 若最初设定为中自然风时,风扇则按中自然风运转,半小时后再转为弱自然风,直到预定时间结束或被关机为止;⑶ 若最初设定为弱自然风,风扇将一直按弱自然风运转,直到预定时间结束或被关机为止。
二、故障检修
1、检修时的元件选择应注意以下几点:
(1) Fuse为1A的保险丝,不可省略。
(2) R2的功率应不小于5W,安装位置应远离其它元件并悬空,以确保其散热空间。
(3) SW1~SW5采用小型轻触开关。
(4) T1~T拍一拍设置后缀5采用1A/400V双向可控硅即可,如BCR1AM 、MAC97A6、MAC97A8、MAC94A4、Z0105、Z0106等。
(5) 注意红外接收头的窗口应保持足够的接收空间。
2、接收电路中的主要易损件:
Fuse、C1、C3、R2、R4、T1~T5,在发生风扇线圈短路或转子卡死时,可能烧毁这些元件。当风扇功能失效,在确认遥控器正常时,应首先检查Fuse 是否熔断,接收板上的SW1~SW5是否起作用,其次检查IC脚与脚之间电压是否为5V,否则检查C4、C8、D3是否击穿,红外接收头IFR是否有输出等,一般情况下IC不会损坏的。
3、遥控发射器的检查。当遥控距离变短或失灵时,应首先检查电池容量是否减小,其次再检查其它元件。在此介绍一简单方法判断遥控发射器是否正常:用相机或带有拍照功能的手机,在拍照状态下,将相机或手机对准遥控发射器的发射窗口(距离约200mm),分别按下遥控发射器上的每一个按键时,在手机屏幕上如均能看见红外线发射管(发射窗口)处有一类似像微型小手电发光一样的现象(屏幕上表现为有一圆形白光斑),说明遥控发射器基本正常。若按某个键无反映,则为所按那只键有故障,可更换该键;若按任何键均没有反映,则多为455KHZ晶振损坏或电源退耦电容虚焊或失效。此法在环境光线较暗处检测,效果更好。
4、典型检修实例
实例一:开机后转速慢,特别是在按下“摇头”或“彩灯”键时,转速更慢,且按“关机”键无法关机,在整个操作过程中只有电源指示灯会闪亮一下,其余指示灯均不亮。
检修:首先切断电源,拨动电机转轴,灵活自如,可排除转子卡死。因整个操作过程不正常,故怀疑IC供电异常,测量IC脚与脚间电压只有2V,检查IC供电电路,发现分压电容C1失效,更换后恢复正常。
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