分享维修一款带微控制器的电热水壶（HAERS HEK15-1J）附电路图

yagi2020 · 发表于 2024-5-5 14:58:18

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经常搞家电维修的朋友，对于电热水壶一定不陌生，由于结构简单，维修难度不高。最近帮一个朋友维修了一款型号为HAERS HEK15-1J的真空电水壶，居然在手柄里“别有洞天”，特撰此文记录一下，同时分享给有需要的朋友参考。

网上找了张图片，就是这个货！

本以为检查下底座和底部的几个主要零件就行了，发现是加热盘坏了，也就没了维修的价值，但这个按钮引起了我的好奇！

HAERS HEK15-1J-02.jpg

一般的电热水壶都是两档的机械开关，通过内部的温感金属触片实现烧开自动关电的功能，但这款水壶咋是这么一个“按钮”？抱着试试看的好奇心，我把水壶的把手拆开了（全是卡扣设计，费了好大功夫），这不拆不知道，一拆吓一跳，这里居然藏着这么多东西？！

手柄内部.jpg

上面那块是主控板，主要包含了控制芯片、按键、LED灯、温感接口、控制板接口等部件。

主控板.jpg

下面那块是控制板，主要包含了220V交流供电电路、转5V直流电路、转3.3V直流电路、功率继电器和三极管开关电路等部件。

控制板.jpg

下面是我根据两块线路板绘制的原理图（手绘稿）。

电路原理图.jpg

原理不是太复杂，这里有一点特别提出来，有兴趣的可以讨论交流。在原理图中继电器线圈左侧，有一个SOT-23封装的共阴极双二极管，我查了下手册，反向耐压是75V。我猜测设计者可能认为，220V交流经过整流桥、滤波电容变为311V左右直流电后，通过稳压二极管为继电器提供12V电压，因此选择反向耐压75V的二极管用于保护继电器线圈足够了。但是，我认为这个设计存在重大缺陷：如果这两个二极管被击穿，那么相当于成了短路，这时的电压就不是12V，而是311V左右，会对整个电路乃至用户人身安全造成威胁。不知道这样的理解是否准确，欢迎大家拍砖~

jbm1 · 发表于 2024-5-5 17:36:06

太复杂反而不安全，还是普通烧水壶就好，你看按钮板子都长毛发霉了

coverme · 发表于 2024-5-5 17:38:55

没见过啊

aping365 · 发表于 2024-5-5 18:24:46

太复杂了很容易导致故障率提高

hshike · 发表于 2024-5-5 18:59:34

这一路还经过一个阻容降压，不是直接220短路，这个本身就是继电器的防反峰作用，如果短路还有前面的保险电阻，就算电阻没起作用电压直接加在电容两端我想也不会有问题

杨成通 · 发表于 2024-5-5 19:09:57

本帖最后由杨成通于 2024-5-5 19:24 编辑

那个二极管不是保护继电器线圈的，是保护驱动继电器的三极管的，因为当继电器的线圈断电时，会产生一个灰常高的反向电压，为避免这个电压击穿驱动三极管，所以找个二极管让这个电压继续流动，流回线圈的另一头，所以这个也叫续流二极管。楼主有兴趣可以试验一下，把这个二极管拆掉，然后把壶装好烧水，估计烧不了几壶水就会变成一插电就自动烧水。

还有就是这个阻容降压电路，用的是一个0.47uF的电容来降压，这个电容的容量就决定了这个电路能提供的最大电流只有30多毫安，继电器吸合的时候，这30多毫安电流大部分都给了继电器的线圈。当继电器不吸合的时候，用不完的电流就会从稳压二极管流回负极，所以稳压二极管才是承受压力的那个人。但是请放心，30多毫安对于一个0.5W的稳压管来说简直是洒洒水啦，楼主放心吧。

yagi2020 · 发表于 2024-5-5 19:14:42

hshike 发表于 2024-5-5 18:59
这一路还经过一个阻容降压，不是直接220短路，这个本身就是继电器的防反峰作用，如果短路还有前面的保险电 ...

如果短路，红色为正周期内的电流路径。C1与R2并非阻容降压电路，C1是X2电容，R2是C1的泄放电阻。R1阻值很小，所以我觉得风险还是比较大的。个人观点，请赐教！

yagi2020 · 发表于 2024-5-5 19:43:46

杨成通发表于 2024-5-5 19:09
那个二极管不是保护继电器线圈的，是保护驱动继电器的三极管的，因为当继电器的线圈断电时，会产生一个灰常 ...

首先，感谢解惑，关于续流二极管的作用，我理解的，文中没有讲清楚，感谢指出！
其次，关于阻容降压部分的解释，我还有点不同理解。C1是个X2电容，应该是安全作用，R2是它的泄放电阻，防止C1余电伤人。即使按照一般电路理解，当二极管击穿（相当于短路）时，经过整流滤波后的311V直流电压直接作用在C1上（按照R1=22Ω和R2=8KΩ分压计算，绝大部分电压应该在R2上），而C1的耐压只有275V，没问题吗？仅仅交流，共同学习提高技术，感谢赐教。

杨成通 · 发表于 2024-5-5 20:35:05

yagi2020 发表于 2024-5-5 19:43
首先，感谢解惑，关于续流二极管的作用，我理解的，文中没有讲清楚，感谢指出！
其次，关于阻容降压部分 ...

判断一个电路是不是阻容电路应该看电路的结构而不是看元器件的品种，不知您是否同意呢？

wy71h · 发表于 2024-5-5 21:08:22

LZ对阻容降压理解有误。

yagi2020 · 发表于 2024-5-5 21:30:57

杨成通发表于 2024-5-5 20:35
判断一个电路是不是阻容电路应该看电路的结构而不是看元器件的品种，不知您是否同意呢？{: ...

理解了，感谢解惑！

平常心182421994 · 发表于 2024-5-6 03:32:51

这个感温控制电路与蒸汽开关控制电路相比较，还是后者简单可靠，成本低，故障率低。全面碾压前者。

tslaozhang · 发表于 2024-5-6 08:29:58

好复杂的烧水壶

sadfun · 发表于 2024-5-6 08:38:05

谢谢分享~就是这样才能走高端路子

313108642 · 发表于 2024-5-6 08:56:59

实现了什么功能呢？
按一下，开始烧水，到温度了自动断开？（LED灯指示）
常规的开关，功能一样，就是少了一个LED灯。简单可靠。

kkdkj · 发表于 2024-5-6 09:02:15

二极管短路相当于一根导线了，上边电压只能为0，怎么可能是311？不管是什么电路，只要是二极管短路，其上的电压只能为0。
你从C２的耐压值就可以看出，电压不会超过２５V。
不能用假如来说话。如果假如的话，假如入户电压出毛病了，成了３８０了，管你电器是什么电路，恐怕都完蛋了。
再假如，假如，假如，地球爆炸了，啊！！！！！！！！！！！！！

杨成通 · 发表于 2024-5-6 09:08:31

yagi2020 发表于 2024-5-5 21:30
理解了，感谢解惑！

阻容降压电路不能按我们一贯熟悉的电压源的思维来理解它，它是一个恒流电源，它输出的电流是恒定不变的，电压则是随着负载而变化的。举个例子：在你这个电路里，即使你说的那个二极管短路了，它也只会保持30mA的电流不变，电压会被拉得很低，接近零伏。相反，如果稳压二极管后面的电路全部开路了，它还是会保持30mA的电流不变，电压则会在稳压二极管的钳位下保持稳压值12V，30mA电流全部从稳压二极管流过，这时稳压二极管的压力最大，温度最高。再者，如果把这个稳压二极管拿掉，没有它钳位了，这时电压则会干到311V，如果电解电容耐压不够的话会被干爆掉。楼主有兴趣可以按下面几个图搭建电路来试验一下，通上电后用万用表测量关键点电压和电流，阻容降压是非隔离电源，一定要注意安全。