论文摘要：详细分析了鲁斌牌QZD-1型储水式电热水器的电路原理，介绍了该热水器的电源电路，水位显示电路，防止干烧电路和防止漏电电路。重点介绍了水位显示电路和防止干烧电路，水位显示电路主要以IC1(MC4069)反相器为核心，可以检测注水到某一位置；防止干烧电路主要以IC2(LM339)比较器为核心，实现当水箱水位低于2/6位置时断电。最后，就该电热水器可能出现的故障，给出了针对故障进行检修的方法，为初学电热水器设计与检修者提供参考。
论文关键词：储水式电热水器,反相器,比较器,原理,检修
引言
随着生活水平的日益提高，人们对家庭生活中的舒适要求也越来越高，各种各样的家电产品方便了人类生活。热水器作为现代家庭生活中的一种清洁器具，是指通过各种物理原理，在一定时间内使冷水温度升高变成热水的一种装置，按照原理不同可分为，电热水器、燃气热水器和太阳能热水器三种。以电作为能源进行加热的热水器通常称为电热水器，可为家庭提供淋浴以及涮洗等日常用热水。
1鲁斌牌QZD-1型电热水器特点
电热水器按储水方式可分为即热式和容积式（又称储水式或储热式）、速热式（又称半储水式）两种，家庭用热水器绝大部分是储水式热水器，这是相对于即热式热水器而言的。储水式热水器则通常有一个水箱盛水，通过胆体内部的加热管加热，使水达到设定温度。鲁斌牌QZD-1型电热水器属于储水式电热水器。其主要特点有以下三点：（1）具有水位显示功能；（2）具有防止干烧的功能；（3）采用双路开关同步控制电热管，以确保淋浴过程中不漏电。
2鲁斌牌QZD-1型电热水器的工作原理
电热水器是作为一种可供洗浴、厨房等使用的家用电器，具有无污染、安全、保温时间长、使用方便等优点，鲁斌牌QZD-1型电热水器还具有防止干烧和防止漏电等功能，其电路结构主要由电源电路，水位显示电路，防止干烧电路和防止漏电电路等四部分电路组成。
2.1电源电路
由图1可知，通电后，220V市电经14V电源变压器T的变压，变成14V低压交流电，再经VD-VD（1N4001）四个整流二极管的整流和C（470μF/16V电解电容）的滤波，输出12V直流向IC1(MC4069)供电；同时，12V的直流经过电阻R2(220Ω)、稳压二极管（9V6）的稳压输出9.6V的直流向IC2（LM339）供电，使IC2的14引脚输出高电平，给电源指示灯供电，即绿色发光二极管发光。
图1鲁斌牌QZD-1型电热水器电源电路图
2.2水位显示控制电路
通电以后，先设定欲加热温度，然后转动三通阀门至冷水位置，如图2所示，注入冷水。
图2三通阀结构图
2.2.1水位显示核心元件介绍
随着注入水量的增加，水位开始显示。该电路用到的核心元件是IC1（MC4069）反相器，其引脚功能如图3所示，MC4069由六个COS/MOS反相器电路组成，此元件主要用作通用反相器，即用于不需要中功率TTL驱动和逻辑电平转换的电路中。鲁斌牌QZD-1型电热水器水位开关是在内胆壁设置了7个电极，其中有6个水位显示段，分别是1/6、2/6、3/6、4/6、5/6和6/6，另外一个在内胆壁底部接地，如下图4所示。
图3MC4069反相器引脚功能
2.2.2水位显示工作原理分析
结合图3的MC4069引脚功能和图4的水位显示原理图，可以分析得出以下表1的反相器与水位显示对照表，即，当无水时，水位输入引脚均为高电平，当注入水达到水箱的1/6位置时，由于与1/6位置相连接的是IC1的5脚，则5脚变为低电平，那么经过反向后，由6脚输出高电平，经过电阻R24推动1/6显示发光二极管发光。同理，继续注水达2/6、3/6、4/6、5/6和6/6位置时，如表1所示，IC1的3、1、13、11和9引脚相继变为低电平，而对应的显示输出引脚4、2、12、10和8引脚分别输出高电平，与输出引脚相对应的二极管依次发光，达到水位显示的目的。
图4鲁斌牌QZD-1型电热水器水位显示电路图
表1IC1与水位显示对照表
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 水位显示
IC1反相器
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1/6
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2/6
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3/6
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4/6
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5/6
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6/6
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水位输入引脚
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5
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3
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1
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13
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11
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9
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显示输出引脚
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6
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4
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2
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12
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10
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8
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2.3防止空烧电路
当水箱内胆里的水太少时，如果一直加热，可能会导致危险，为了防止空烧，鲁斌牌QZD-1型电热水器则设计了如下图5防止空烧电路，可实现当水位低于2/6时断电，使电热管不加热。
2.3.1防止空烧原理分析
如上图4所示，当水位低于2/6水位显示时，结合表1可知IC1的4脚输出低电平，由于IC1的4脚与IC2（LM339比较器）的5脚相连，即，IC2的5脚也为低电平。
防止空烧电路的核心元件是IC2(LM339)反相器，其引脚功能如图5所示。可见，在IC2比较器的内部，IC2的4脚和5脚进行比较，因为4脚反相端的电压高于5脚同相端的电压，使得IC2的2脚输出低电平。从而使VT（9013）三极管不工作，继电器K1的线圈无电压，其常开触点K1.1和K1.2没有得电处于断开状态，EH电热管不加热。反之，只有当水位高于2/6的位置时，IC1的4脚才会变为高电平，从而使IC2的2脚输出高电平，由图6可以分析出，只有当IC2的1脚和2脚同时为高电平时，VT(9013)才会工作。
图5LM339反相器引脚功能图
图6鲁斌牌QZD-1型电热水器防止空烧电路图
2.3.2加热原理分析
通电后，先要调节IC2的6脚接的电位器RP设定温度，开始加热。若要VT(9013)工作，除了以上分析的水位达到2/6以上之外，另外的一个必要条件就是，设定温度大于实际温度，只有这两个条件同时满足，才能够使热水器正常加热。 1/2 1 2 下一页 尾页 |
