第四节 电路图识读
一、电路图形符号简介
（续）
（续）
二、特征电路简介
（一）电磁炉特征电路简介
1.电磁炉开机保护电路
电磁炉开机保护电路的作用是保证电磁炉在待机状态下IGBT不工作，防止电磁炉一开机（未按加热键）就加热的现象出现。该电路主要由主控IC（局部）、晶体管Q1等构成。其具体工作原理如下：
1）电磁炉开机瞬间，主控IC自动送出一个高电平控制信号到晶体管Q1的基极，晶体管Q1导通，拉低IGBT栅极电位，IGBT不能工作，从而保证了电磁炉在待机状态下不能加热的工作状态。
2）按下加热键后，主控IC又输出一个低电平信号给晶体管Q1的基极，使晶体管截止，IGBT栅极电位受控于功率控制模块，并按照同步信号及PWM调节信号进行工作，如图1-86所示。
图1-86 开机保护电路
2.电磁炉整流滤波电路
电磁炉整流滤波电路是进行AC-DC变换的集成电路，核心元器件是整流桥堆。其具体工作原理如下：
1）它将输入的220V交流电变换成脉动直流电。
2）再经过L形滤波电路（由电感线圈L和电容C2）进行滤波，输出平滑的直流电。
3）由于电感对脉动电流产生反电动势的作用，对交流阻值很大，而对直流阻值很小。在整流电路中串入L形滤波电路，可以使电路中的交流成分大部分降落在电感上，而直流成分则从电感线圈流到负载上，从而起到了进一步滤波的作用。相关电路如图1-87所示。
图1-87 电磁炉整流滤波及EMC防护电路
3.电磁炉浪涌保护电路
电磁炉浪涌保护电路的作用是对浪涌冲击进行感知和保护，该电路主要由电阻、电容、稳压二极管和电压比较器构成。其具体工作原理如下：
1）整流电路的电压经分压电阻R1、R2降压、电容C1滤波后送到电压比较器IC1。
2）通过电压比较器IC1与稳压管ZD1提供的稳定参考电压进行比较，当浪涌电压大于参考电压时，比较器就输出一个低电平信号，该低电平信号使钳位二极管导通VD1、VD2，从而使IGBT停止工作，保护IGBT不被烧坏，如图1-88所示。
图1-88 电磁炉浪涌保护电路
4.电磁炉复位电路
电磁炉复位电路的作用是使电磁炉在开始工作时进行程序复位，大多数电磁炉采用低电平复位。该电路主要由晶体管、电阻、电容、稳压管等构成。其复位工作原理如下：
1）开机瞬间，由于晶体管Q1还没有导通，集电极送到主控IC的RESET引脚的电平为低电平。
2）主控IC检测到Q1集电极为低电平时就进行程序复位，随后，晶体管Q1导通后，其集电极送到主控IC的RESET电平由低电平变为高电平，复位完成，如图1-89所示。
图1-89 电磁炉复位电路
5.电磁炉电流测试电路
电磁炉的电流测试电路是用来采样电磁炉的工作电流，并将电流信号送到电磁炉的检锅电路和功率调整电路，作为电流调整的依据。该电路主要由电流互感器、二极管、电阻、电容、可调电阻等构成。其工作原理如下：
1）从电流互感器CT300的二次线圈感应的电压经过可调电阻RP1分压。
2）经二极管VD4～VD7整流、电阻R30、R31分压之后得到一个电流信号。
3）将该信号送到主控芯片可以作为电磁炉检测锅具和调整输出功率等电流取样信号，如图1-90所示。
图1-90 电磁炉的电流测试电路
6.电磁炉过电流保护电路
电磁炉的过电流保护电路是用来保护电磁炉的电流不过载的一种电路。该电路主要由两个稳压二极管和钳位二极管、电阻、晶体管、电容构成。其具体工作原理如下：
1）当电磁炉电流正常时，晶体管Q1因没有偏置电压而截止。
2）当电磁炉电流过大时，稳压二极管Z1被击穿，晶体管Q1得到偏置电压而导通，同时晶体管Q1集电极上的稳压二极管Z2也被击穿，并将信号送到主控IC。
3）主控IC得到控制信号后，控制IGBT的通断间隙，降低电磁炉的输出功率，相应地减少了整机电流，达到了过电流保护的目的，如图1-91所示。
图1-91 电磁炉过流保护电路
7.电磁炉LC振荡电路
电磁炉的LC振荡电路是电磁炉的核心电路。其工作原理就是LC并联谐振的原理，通过电感线圈与振荡电容不停地进行充电和放电，产生振荡波形。其中，L为电感线圈，C为振荡电容。其工作原理如下：
1）当IGBT的C极电压为0V时，IGBT导通（监控电路检测到C极电压为0V时，即开启IGBT），此时的电感线圈开始储存能量。
2）当IGBT由导通转向截止时，此时由于电感线圈的作用，电流还会沿着先前的方向流动，由于IGBT关断，电感只能对电容C充电，从而引起C极上的电压不断升高，直到充电电流变小降至0时，C极电压达到了最高。
3）此时，电容C开始通过线圈放电，C极电压降低，当C极电压降到0V时，监控电路动作，IGBT再次开启，如此反复循环，如图1-92所示。
图1-92 电磁炉LC振荡电路
8.电磁炉高压保护电路
电磁炉高压保护电路的作用是保护IGBT的C极电压不超过它的耐压值，防止IGBT过电压损坏。该电路主要由电压比较器、外围电阻、外围电容构成。其工作原理如下：
1）来自IGBT的C极电压经电阻R1限流，C2滤波，R4、R5分压后输入到电压比较器的正向输入端子（②脚），电压比较器①脚外接的R2、R3、C1为参考电压形成电路。
2）电路首先检测IGBT的C极电压，将该电压与其外接的一个参考电压进行比较。
3）当检测电压超过比较电压时，电压比较器就输出一个低电平信号到主控芯片，使主控芯片输出的功率调节信号（即PWM）的幅度（即电平）减小，从而降低IGBT的功率，降低IGBT的C极电压，以保护IGBT，如图1-93所示。
图1-93 电磁炉高压保护电路
9.电磁炉电压检测电路
电磁炉电压检测电路的作用是检测输入的交流电压是否正常。该模块主要由整流二极管、电阻、电容和晶体管构成。其具体工作原理如下：
1）交流市电经过整流二极管VD1、VD2全波整流、电阻R3降压之后送到晶体管Q1的基极。
2）由于晶体管Q1是采用共射极输出的，所以当输入电压出现高低变化时，发射极电压也会相应地跟着发生变化。
3）电压检测模块将晶体管的发射极电压输入到主控芯片进行比较，当电压偏高或偏低时，主控芯片则会发出相应的控制信号，控制电磁炉的工作状态，同时通过显示电路显示相应的故障代码。电磁炉电压检测电路如图1-94所示。
图1-94 电磁炉电压检测电路
10.电磁炉功率控制电路
电磁炉功率控制电路的作用是控制IGBT的开与关，以控制电磁炉的发热功率。功率模块的内部电路主要由电压比较器、外围电阻、外围电容、钳位二极管、稳压二极管和外围驱动晶体管等组成。其工作原理如下：
1）当电压比较器接收到控制信号时，控制信号分别送到电压比较器的反相输入2、4端子的参考电压端子。
2）由于参考电压是不变的，所以当送来的波形处于高电平的时候，由于反相器的反相作用，电压比较器输出低电平，驱动晶体管Q3导通，Q2截止，VCC（18V或12V）电压经过导通的晶体管和限流电阻流向IGBT的栅极G，使IGBT导通。
3）反之，当送来的波形处于低电平的时候，由于反相器的反相作用，电压比较器输出高电平，驱动晶体管Q3截止，Q2导通，VCC电压没有通过限流电阻流向IGBT的栅极G极，此时IGBT工作于截止状态。
4）如此反复，通过控制IGBT的G极电压来达到功率控制的目的。电磁炉功率控制电路如图1-95所示。
图1-95 电磁炉功率控制电路
11.电磁炉检锅电路
电磁炉检锅电路的作用是用来检测电磁炉上是否有锅具，是通过检测振荡电路输出的脉冲个数和电流的大小来判断是否有锅的。该电路主要由电压比较器IC1、外围电阻R1等组成。其工作原理如下：
1）电压比较器将振荡电路（C1和L1）的振荡波形通过分压电阻R1进行采样，从③脚输出脉冲信号。
2）再将脉冲信号送到主控芯片，主控芯片计算脉冲数，当脉冲数大于9个（不同的电磁炉参数不完全一样）时认为未放锅，当脉冲数小于5个时则认为放上了锅具，以此来判断电磁炉上是否放置了锅具。
3）有的电磁炉除检测脉冲个数外，还检测电流的大小，两者结合后综合进行判断，当检测到电流大于2A（不同的电磁炉参数不完全一样）时认为有锅，小于2A则认为无锅。综合判断，当脉冲个数大于9或电流小于2A时，则认为无锅。电磁炉检锅电路如图1-96所示。
图1-96 电磁炉检锅电路
12.电磁炉温度检测电路
电磁炉温度检测电路分为锅具温度检测和IGBT温度检测两种。锅具检测和IGBT温度检测电路都是由热敏电阻、电阻、电容和主控芯片组成。其具体工作原理如下：
1）热敏电阻RT通过陶瓷板对锅具底部的温度进行采样，并将采样信号送到主控芯片。
2）主控芯片通过主控程序对该温度信号电压的设定值与检测到的电压进行比较，当电压异常时，则自动控制IGBT停止工作或延长停止工作的间隙。IGBT温度检测电路的工作原理与锅检测电路的工作原理基本相同。电磁炉温度检测电路如图1-97所示。
图1-97 电磁炉温度检测电路
13.电磁炉风扇驱动电路
电磁炉风扇驱动电路是用来驱动风扇运转的，以降低电磁炉因元器件发热而产生的温度。风扇驱动主要是由两个晶体管、、电阻、钳位二极管等组成。其工作原理如下：
1）主控芯片IC通过检测IGBT的温度后，若温度偏高，则会输出一个风扇驱动信号。
2）驱动信号被加到Q1、Q2的基极，使两个晶体管全部导通时，驱动电流通过晶体管加到散热风扇上，散热风扇运转工作。电磁炉风扇驱动电路如图1-98所示。
图1-98 电磁炉风扇驱动电路
（二）贮水式电热水器特征电路简介
1.电热水器电源电路
电热水器电源电路一般由电源变压器、整流桥堆、滤波电容器和三端稳压块等组成，现以比德斯全自动贮水式电热水器为例，介绍其原理如下：
如图1-99所示，接通电源后，市电经电源变压器T降压后，在二次侧输出三组交流电压（8V、11V、16V）。其中8V交流电压经VD1～VD4整流，C1、C2滤波后得到约12V直流电压，再经三端稳压器IC1（7805）稳压后得到+5V直流电压，除供给部分控制电路、发光二极管指示灯电路等相关电路外，还经二极管VD5给充电电池GB充电；16V电压经整流全桥B1整流，C5、C6滤波，稳压管VD10稳压后得到+12V直流电压，给漏电保护电路IC2（M54123）供电；11V电压经整流全桥B2整流，C7滤波后得到+15V直流电压，给三个继电器RLY1～RLY3的工作绕组供电。
图1-99 电源电路相关截图
充电电池GB的作用是：在停电后12h内保证电脑芯片所保存的数据不被丢失。继电器RLY1、RLY3线圈两端并接二极管VD6、VD7，主要起保护作用，防止继电器断电瞬间产生自感电动势击穿损坏晶体管VT1、VT2。
2.电热水器加热电路
加热电路主要由电加热管、加热控制继电器和功率开关等组成，现以比德斯全自动贮水式电热水器为例，介绍其原理如下：
如图1-100所示，加热电路由电加热管EH、加热控制继电器RLY1～RLY3常开触点K1-1、K2-1、K3-1等组成。通电后，在正常状态下，微处理器IC3（GMS81504T）的⑯⑯⑯脚输出负脉冲信号，经C16、R21耦合至控制管VT5基极，使之饱和导通，集电极输出电压经电阻R23、R24降压后使VT1导通，继电器RLY1、RLY2得电吸合，常开接点K1-1、K2-1闭合接通为电加热管EH通电加热做好准备。当按下遥控器的开/关键或主电路板上的开/关键S5时，IC3的⑯⑯⑮脚输出高电平，经电阻R7加至晶体管VT2的基极，并使之饱和导通，继电器RLY3吸合使常开触点K3-1闭合，此时220V市电经K1-1、K2-1、K3-1加至电加热管EH两端，电加热管通电加热，使水箱中水温升高。
图1-100 加热电路相关截图
如果电热水器发生超温和干烧等故障时，IC3的⑯⑯⑯脚无负脉冲输出为高电平，VT5截止，VT1的基极电压为零，VT1截止，RLY1、RLY2释放，K1-1、K2-1切断220V电源，电加热器停止加热，起到自动保护作用。
3.电热水器控制电路
控制电路是以微控制器作为核心，由外接复位电路、振荡电路、温控电路和指示灯电路等组成（其框图见图1-101）。现以比德斯全自动贮水式电热水器为例，介绍其原理如下：
图1-101 控制电路框图
振荡电路、复位电路：如图1-102所示，以微处理器IC3（GMS81504T）为核心，IC3的⑱、⑲脚外接晶振B1和电容C17、C19组成振荡电路，为微处理器IC3提供稳定的4MHz振荡频率；IC3的⑰脚外接VT6、R25、C21等组成复位电路，刚开机时，+5V电压经C21、R25加至VT6基极，使其导通，⑰脚为低电平（0V），随着对C21的充电，使VT6基极电位降低而截止，⑰脚变为高电平（4.38V），完成复位，微处理器IC3开始执行设定程序。
图1-102 控制电路相关截图
温控电路：温度传感器RT通过CN2插头TEMP端接在IC3的⑨、⑩脚上，IC3的⑨脚接电源VDD，传感器随着其感受温度的变化，变成电压变化输给微处理器IC3的⑩脚进行自动温控。使用中如发生超温或不能温控时，温度传感器拾取的异常信号均会导致微处理器IC3发出指令，自动断开加热电源，起到保护作用。同时发出声、光报警信号，显示屏也会显示相应故障类型代码。
指示灯电路：由发光二极管（LED）作“保温”、“加热”指示灯，依次接在IC3的（27）、（28）脚上。加热指示灯为红色，保温指示灯为黄色。当热水器内胆中水温达到设定值时，自动进入保温工作状态。（27）脚输出低电平，保温（绿色）指示灯LED1亮。热水器在加热工作状态时，（28）脚输出低电平，加热（红色）指示灯LED2亮。
蜂鸣器电路：IC3的⑭脚用来控制蜂鸣器电路。在正常状态下，⑭脚输出高电平，蜂鸣器不工作；当出现故障时，⑭脚输出低电平，蜂鸣器鸣叫报警。
参数输入：IC3的⑤～⑧、⑪脚接控制轻触开关S1～S5，用于选择设置、调整及确认相关参数。开关S1对应接⑤脚为“减”键，每按动一下，被置数据减1；S2对应接⑥脚为“加”键，每按动一下，被置数据加1；S4对应接⑧脚为“定时”键，按动S4可改变设定时间和退出时间；S5对应接⑪脚为“开/关”键，用于控制热水器工作状态。另外使用遥控器也可发出相关指令，遥控器指令被接收端（REM）接收后，通过IC3内部电路处理，发出指令控制热水器工作。IC3的（22）～（26）、⑬脚输出显示信号至显示驱动集成电路IC4，并从IC4的（21）～（38）脚输出至液晶显示屏相关各脚，显示相关信息。
4.电热水器漏电保护电路
漏电保护电路由电流互感器、漏电芯片及其外围元器件组成。现以比德斯全自动贮水式电热水器为例，介绍其原理如下：
如图1-103所示，CT为零序电流互感器，AC220V市电引入线从零序电流互感器中穿过，它相当于电流互感器的一次绕组。在热水器正常工作状态下，零序电流互感器CT一次绕组中电流矢量和为零，二次绕组不会感应出电流，漏电保护电路不动作。当热水器发生漏电时，CT一次绕组中原电流矢量和不再为零，二次侧产生感应电流。该感应电流信号加至漏电控制电路IC2（M54123）的①、②脚，IC2的⑦脚输出高电平，晶体管VT3导通，VT1截止，RLY1、RLY2释放K1-1、K2-1断开，切断EH电源停止加热。同时⑦脚输出高电平还经电阻R5、R8至IC3的⑯⑯⑯脚，经IC3内部处理后由⑯⑯⑭脚输出低电平，蜂鸣器发出报警，显示屏显示故障代码。此时微处理器处于保护模式（关机状态），只有漏电故障排除后，方可重新起动开机。
5.电热水器防干烧电路
防干烧电路的作用：当水箱内胆里水太少时，如果一直加热，可能会导致危险，为了防止干烧，故热水器设计了此保护电路，可实现当水位低于2/6时断电，使电加热管不加热。
现以鲁斌电热水器为例，介绍防干烧电路工作原理如下：
如图1-104所示，防干烧电路由核心器件电压比较器IC2（LM339）及其外围元器件组成。当水位低于2/6位置时，IC1（NC14069）的④脚（反相输入端）输出低电平，使IC2的⑤脚（同相输入端）也为低电平（IC1的④脚与IC2的⑤脚相连），IC2的④脚和⑤脚进行比较，因为④脚电压高于⑤脚电压，使得IC2的②脚输出低电平，从而使晶
图1-103 漏电保护电路相关截图
图1-104 防干烧电路相关截图
体管VT（9013）不工作，继电器K1的线圈无电压，此时其常开触点K1-1、K1-2断开，电加热管EH不加热。当水位高于2/6位置时，IC1的④脚变为高电平，IC2的②脚输出高电平，此高电平经降压电阻R25使晶体管VT（9013）导通，继电器K1线圈得电、触点吸合，电加热管EH加热。
1）电加热管的导通和关断，能否接入AC220V电源，取决于电压比较器IC2的①、②脚的输出电压（因为IC2的①、②脚是与逻辑关系，所以要求①、②脚同时为高电平后，电加热管才能加热）。
2）机械式电热水器防干烧保护是靠温控器；电子式电热水器防干烧保护是靠热敏电阻和电路板控制。
（三）即热式电热水器特征电路简介
图1-105 即热式热水器电路组成框图
图1-106 电源电路
即热式电热水器控制系统主要由单片机及外围电路、电源电路、液晶显示电路、加热输出控制电路、过零检测电路、水流检测电路、温度检测电路和报警电路等组成，如图1-105所示。
1.电源电路
电源电路一般采用普通的市电降压整流，然后经集成稳压器稳压输出+5V电压，其工作原理如图1-106所示，220V交流电压经变压器变成低压交流电压，再经整流桥D2～D5的整流作用转变为直流电压，再经过三端稳压块U1（7805）稳压后，由C9和C6进行二次滤波，输出稳定的+5V电压，满足电路的需求。
2.键盘输入电路与显示电路
键盘输入电路由按钮S1～S3组成（见图1-107，以采用89C51单片机为例），三个按钮分别接到单片机的P1.0、P1.1和P1.2三个引脚，按钮的另一端均接地。按钮S1作为整个控制系统的启/停键，按下该键时，对水箱进行加热；按钮S2、S3作为设定键，分别为电热水器的加热挡和降温挡，按一次加热挡或降温挡，温度将会相应的上升或下降。
显示电路由数码管、发光二极管（LED）、晶体管等组成，数码管用来显示当前加热挡的挡位，LED用来指示加热功率的大小，两者有效配合，从而方便用户使用。如图1-108所示，单片机的输出引脚P20和P21分别通过限流电阻和晶体管与数码管的阳极相连向它们提供选通信号。当端口输出低电平时，相应的晶体管导通，从而使相应的数码管选通。
图1-107 键盘输入电路
图1-108 显示电路
一般热水器为达到温度可调的要求，设定了多个加热挡（如0～9个），当单片机工作在第0挡时，数码管显示00，LED不亮，模拟加热丝的灯泡不工作；当单片机工作在第1～4挡时，有一个LED亮，灯泡亮度较弱，此时数码管显示相应挡位所对应的目标温度；当单片机工作在第5～8挡时，有两个LED亮，灯泡亮度较强，与此同时数码管显示相应挡位所对应的目标温度；当单片机工作在第9挡时，三个LED全部亮，灯泡的亮度达到最大，此时加热功率达到最大，数码管上显示加热目标温度为90℃。
3.加热输出控制电路工作原理
加热输出控制电路主要由光耦合器、双向晶闸管、继电器和加热管等组成。加热控制程序通过控制继电器的通断来决定是否给电热丝通电加热，而加热的功率大小由双向晶闸管的导通角决定。加热输出控制电路如图1-109所示。当单片机P1.4脚为低电平时，继电器RL1导通，再通过接触器RL2接通加热输出控制电路，同时单片机P1.3脚输出移相控制信号，通过光耦合器U4（MOC3023）控制双向晶闸管U5（BTA41）的导通时间，以便调节输出功率大小。其中串联在继电器线圈回路的熔丝为105℃的热熔丝，当温度超过105℃时，热熔丝会熔断，防止加热管干烧。与电热丝BS并联的LED用来指示电热丝的工作状态。
图1-109 加热输出控制电路
电路控制系统分为挡位控制系统和恒温控制系统两种。在挡位控制系统中，主要由继电器闭合控制加热功率（一般即热式电热水器均有7个左右挡位）；在恒温控制系统中，主要由晶闸管来调节输入加热系统的电压，从而来改变功率大小。
4.过零检测电路
过零检测指的是当交流系统中，波形从正半周向负半周转换，经过零位时，系统做出的检测，它可用作开关电路或者频率检测。过零检测电路如图1-110所示，220V交流电源电压经变为器T1变为低压交流电压（9V），经D1、D2整流后形成脉动直流波形，电阻分压后，再经过电容滤波，滤去高频成分，形成C点电压波形，当C点电压低于0.7V时，晶体管截止，D点为高电平；当C点电压大于0.7V时，晶体管导通，D点为低电平；这样反复导通、截止，形成了D点电压100Hz脉冲波形，通过中断检测电压零点。
图1-110 过零检测电路
5.水流检测电路
水流检测电路如图1-111所示，主要由开关型霍尔器件、放大电路和光耦合器组成，当未接通水时，霍尔器件输出高电平（因磁钢离霍尔器件有一定的距离，无法在霍尔器件上形成足够的磁场强度），晶体管Q5截止，输出控制信号为高电平，该控制信号经或非门输出低电平，切断了加热输出控制电路；当接通水时，霍尔器件输出低电平（磁钢随水流上升至霍尔器件位置，并在霍尔器件上形成足够的磁场强度），晶体管Q5导通，使光耦合器输出低电平控制信号，该信号和单片机发出的低电平控制信号或非门后，接通加热输出控制电路。
图1-111 水流检测电路
1）即热式电热水器贮水箱容积非常小，就必须做到通水通电、断水断电，因此必须对水流进行检测，防止发生干烧故障。
2）当水流开关内有水流动（只有按下电源开关时，电磁阀导通，才有水流动），水流量≥1.2L/min时，水流开关内的磁心受水流推动产生位移，磁心位移带动磁源产生磁控作用使水流开关输出“通”信号，该信号输入设备控制系统，经控制系统实现控制作用；当水流小于启动流量时，水流开关输出“断”信号，控制系统产生与上述相反的控制作用。
6.温度检测电路
温度检测电路的作用是：先对经过加热器加热后的机体水流温度进行检测，同时将温度的变化信号转换为电脉冲的脉宽信号，继而反馈给单片机。温度检测电路如图1-112所示，温度/频率变换电路是利用反相器组成的RC多谐振荡器，其中RT是一个热敏电阻，当温度变化时引起热敏电阻的阻值变化，从而改变了振荡器输出的方波频率。
图1-112 温度检测电路
7.报警电路
报警电路如图1-113所示，当电热水器温度超过设定温度值时，单片机（89C51）控制P1.5引脚，使其输出低电平，晶体管Q2导通，5V的电源直接加到蜂鸣器两端，蜂鸣器发出报警声音；相反，当电热水器温度在设定值时，单片机（89C51）控制P1.5引脚，使其输出高电平，晶体管Q2截止，蜂鸣器不报警。
（四）燃气热水器特征电路简介
1.燃气热水器水气联动阀的工作原理
水气联动阀是连接水路与气路的重要部件，其工作原理示意图如图1-114所示。冷水进入热水器，流经水气联动阀的进水孔，由于橡胶膜片两边的水压不等，压差使膜向左运动，带动水气联动顶杆向左运动，顶杆中部的拨杆随顶杆向左拨动电源开关（微动开关），微动开关的触头接通电源，使点火电路产生高压脉冲，高压脉冲通过高压电缆连至放电针，在放电针的尖端与发火管之间产生电火花。与此同时，水气联动阀打开燃气阀，燃气由发火管嘴喷出，被电火花点燃形成“长明火”作为燃烧室的火源。当打开冷水阀时，在电源接通的同时压缩弹簧，使进气孔打开，打开了燃气通气的电磁阀门，将燃气热水器的主燃烧器点燃。
图1-113 报警电路
图1-114 水气联动阀工作原理示意图
燃烧器点燃后，火焰检测器件通过检测火焰给出火焰信号反馈到脉冲控制器，通过维持电流将电磁阀打开，维持燃烧器的正常燃烧。
若燃烧室点火失败，脉冲点火控制器因没有检测到火焰的维持电流信号，无法维持电磁阀的正常开启，关闭电磁阀，切断燃气的供应。
概括地说，使用燃气热水器时，只要打开冷水开关或接通冷水水源，水气联动阀就会驱动接通微动开关，完成点火、燃烧、维持到正常工作的整个过程，就可通过水温和火力调节得到合适的水温与水量。
若燃气热水器未点燃，热水器会在5s内自动停止工作，并立刻切断燃气通路，防止燃气继续流出，确保使用安全。
2.水控式点火系统燃气热水器点火电路的工作原理
图1-115所示是一种常用的燃气热水器点火电路，其工作原理是：
1）点火脉冲的产生。该电路主要由LM339集成电路及其相关元器件组成，电路中的Q4、B1等组成振荡电路。B1所接线圈为正反馈绕组，二次感应电压整流后，经B2一次侧对C1进行充电，当晶闸管Q9导通时电容C1经B2一次侧放电，B2二次侧产生高压点火脉冲。
2）点火脉冲的控制。点火脉冲的控制主要由Q6～Q8及其外围元器件决定，产生点火脉冲时，其维持时间的长短由C2决定，C2的容量越大，点火维持时间越长；反之，则点火维持时间就越短。
3.燃气热水器加热温度控制原理
图1-115 燃气热水器点火电路
燃气热水器加热温度控制有两种：一种是通过控制冷水进水量控制出水温度；一种是通过温度传感器及控制燃气流量的比例阀来控制温度。它是通过传感器感知出水温度及适当的算法，控制比例阀的开度，实现恒温，稳定精度可以达到±1℃。
（五）太阳能热水器特征电路简介
不同的太阳能热水器采用的电路控制系统各不相同，但一般都具有水箱的恒温控制、防干烧控制、水温设定和显示、水位控制、声光报警。
太阳能热水器的控制系统主要由水位检测电路、温度采集电路、单片机和水泵等电路组成，相关框图如图1-116所示。
图1-116 太阳能热水器的控制系统电路框图
集热式太阳能热水器主要由太阳能集热板、水箱、电磁阀、水泵、温度传感器、液位传感器、电伴热带、电加热器、流量计和控制柜等部分组成，相关电气图如图1-117所示。
图1-117 集热式太阳能热水器电气图
（六）电压力煲特征电路简介
电压力煲主要由电源电路、继电器控制电路、温度传感器电路、数码显示控制电路等组成。
1.电源电路
图1-118所示为电压力煲电源电路原理图。
图1-118 电压力煲电源电路原理图
1）220V交流电源经ACL、ACL接入，电源熔丝FUSE1过电流保护，在负载短路或电流大于10A时，熔丝熔断，防止负载短路或过热起火。
2）压敏电阻ZNR101过电压保护，当电源最高电压短时间（小于50μs）超过470V时，压敏电阻ZNR101处于短路状态，将电源电压钳制在470V，保护后级电路。当电源电压持续超过470V或电压过高时，压敏电阻将击穿无法恢复，在压敏电阻击穿时短路电流使电流熔丝熔断。对后级过电压保护。
3）C101对电源滤波，由变压器降压后经二极管D101～D104全桥整流，再经过电解电容C102、瓷片电容C103滤波输出直流+12V，为继电器的工作电压。
4）+12V经三端稳压IC7805稳压到+5V供给芯片和其他外围电路。
2.继电器控制电路
图1-119所示为电压力煲继电器控制电路原理图。
图1-119 电压力煲继电器控制电路原理图
1）继电器K111是通过晶体管Q111的导通与截止分别控制继电器的断开与吸合，继电器的公共端接了交流N极，常开端连接加热组件。
图1-120 电压力煲温度传感器电路原理图
2）Q111与Q112是通过电路板芯片IC输出使能信号端HBOT来控制的，输出高电平时Q112截止，从而使Q112截止，此时继电器吸合，开始加热；输出低电平时，Q112导通，从而使Q112导通，继电器被短路，停止加热，继流二极管D111主要是防止误动作。
3.温度传感器电路
图1-120所示为电压力煲温度传感器电路原理图。
1）热敏电阻T一端接5V直流电源端VDD2，一端与比例电阻R1相连接，分压后经R2电阻反馈到芯片IC，程序运行过程接受温度点电平信号，做出相应的调节功率控制。
2）二极管D1、D2在电路中起到电平信号钳位作用，确保热敏电阻变化过程输出的电平信号随之稳定变化。
3）电容C1、C2在电路中扼制吸收尖峰电平信号等干扰影响，确保感温稳定。
4.数码显示控制电路
图1-121所示为电压力煲数码显示控制电路原理图。数码显示控制电路，以两位数码管为例，主要零部件为两个PNP晶体管、一个数码管和若干电阻组成。连接在两个晶体管的四个电阻主要作用是为晶体管提供偏置电压，COM1和COM2连接单片机的两个输出端口，连接在数码管引脚的八个电阻主要起限流保护作用，电阻的另一端分别接单片机的八个输出端口。
图1-121 电压力煲数码显示控制电路原理图
1）当COM1输出5V高电平、COM2输出0V低电平时，再用单片机控制SEG1～SEG8端口输出电压的高低值，可以使数码管的第一位“8”和第一个小数点点亮或熄灭。
2）当COM1输出0V低电平、COM2输出5V高电平时，可以用同样原理使第二位“8”和第二个小数点点亮或熄灭。
3）单片机每10ms刷新一次数码管的显示参数，分别使两位数码管单独显示不同参数，当人用肉眼去观察时，可以看到两位数码管是同时点亮的效果。
图1-122 电子消毒柜电路原理参考图
S1—电源开关 S2—消毒定时开关 S3—保温开关 SB1—启动按钮 SB2—停止按钮 K—继电器 EH—加热器 TI—加热温控器 LEDl—消毒指示灯 T2—保温温控器 LED2—保温指示灯
（七）消毒柜特征电路简介
电子消毒柜电路由电源电路、控制电路和加热电路组成。图1-122所示为电子消毒柜电路原理参考图。图中，电源电路主要由电源开关S1、消毒定时开关S2、启动按钮SB1、停止按钮SB2等组成；加热电路主要由加热器EH、臭氧发生器O3、加热温控器T1等组成；控制电路主要由继电器K、保温温控器T2、保温开关S3等组成。
1）接通电源开关S1，将温控器选择至需要消毒的挡位，按下启动按钮SB1，继电器K得电吸合，常开触头K2闭合，加热指示灯亮，加热器EH通电加热。
2）按下消毒定时开关S2，选择合适的时间，S2闭合。臭氧发生器得电产生臭氧对柜内食具进行消毒。
3）当消毒时间达到定时时间，S2断开，臭氧发生器停止工作，消毒结束。
4）消毒结束后，消毒柜内加热器继续加热对食具进行烘干。当柜内温度达到120℃左右时，温控器T1动作，切断继电器K供电电源，继电器常开触头K1、K2断开，加热器停止加热，加热指示灯熄灭。
5）加热后进行保温，保温电路由S3、T2及K3组成，当消毒结束后，保温开关S3接通，市电经S3、T2及K3加至EH一端，另一端直接接零线形成回路，保温指示灯亮。
6）随后保温加热器EH加热，当柜内温度上升到60℃时，T2动作断开电路，EH停止加热。
7）当柜内温度低于60℃时，T2又闭合，接通电路，EH又得电加热，如此反复，使柜内温度始终保持在60℃左右。
（八）吸油烟机特征电路简介
吸油烟机主要由电源电路、按键接口电路、单片机控制电路、开关控制电路等组成。
1.电源电路
图1-123所示为吸油烟机电源电路原理图。220V市电经过变压器降压成为12V交流电，再经过桥式整流器整流，经过电容C4滤波后供给7805，得到稳定的5V电压，此电压用以供给单片机及整个电路稳定的直流电压。
图1-123 吸油烟机电源电路原理图
2.按键接口电路
图1-124所示为吸油烟机按键接口电路原理图。
1）未按下按键时，P10～P15口输入均为同一信号，同时经八输入与非门及反相器，输出一高电平到单片机AT89C51的INT1引脚，此时不申请中断。
2）有键按下时，低电平则通过按键输入到P10～P15的某一口，同时经八输入与非门输入到INT1引脚，从而使INT1有效，向单片机AT85C51申请中断，AT89C51响应后，立即转至中断服务程序，查出键号，做相应处理。
3.单片机控制电路
图1-124 吸油烟机按键接口电路原理图
图1-125所示为吸油烟机单片机控制电路原理图。该电路由单片机时钟电路和单片机复位电路组成。其中，单片机时钟电路是由晶振电容构成的简单石英晶体自激振荡电路，用于提供单片机工作时使用到的内部时钟信号。
图1-125 吸油烟机单片机控制电路原理图
单片机U1的晶振振荡频率直接影响单片机的处理速度，频率越大处理速度越快。复位电路的极性电容的大小直接影响单片机的复位时间。
4.开关控制电路
图1-126所示为吸油烟机开关控制电路原理图。单片机通过P0.0外接一反相器控制固态继电器发光二极管的通断，来控制电动机的起停。
1）当P0.0输出低电平时，固态继电器SSR-10DA内部的发光二极管通电变亮，触发导通右侧的光控晶闸管，形成电动机起动的闭合回路，吸油烟机启动。
图1-126 开关控制电路原理图
2）当P0.0输出为高电平时，发光二极管不发光，固态继电器SSR-10DA不能触发导通，无法形成电动机起动的闭合回路，吸油烟机关闭。
（九）燃气灶特征电路简介
燃气灶熄火报警电路主要由光敏晶体管BG1、放大管BG2、音乐集成电路IC、扬声器Y、电源电路等组成。
1）当燃气灶点燃后，闭合电源开关K，电路处于工作状态。光敏晶体管BG1因受火焰光的照射而呈低阻状态，相应晶体管BG2饱和导通，IC的触发端为低电平，IC不工作，扬声器Y不发声。
2）当燃气灶在燃烧过程中突然熄灭，则BG1因失去光照射而内阻变大，使BG2退出饱和而趋于截止，相应使IC的触发端处于高电平，IC工作，其发出的音乐信号经BG3管放大后推动扬声器Y发出报警声，以提醒用户关闭煤气阀门。
（十）洗碗机特征电路简介
洗碗机主要由电源电路、水位检测电路、温度检测电路、过零检测电路、输出驱动电路、漏电检测电路、报警电路等组成。
1.电源电路
电源电路由变压器T1、整流桥D1～D4、电容C4～C9、三端稳压管等组成。220V交流电压先经变压器T1将220V交流电压变为24V交流电压，+24V交流电压经D1～D4桥式整流和C4、C5滤波，再经三端稳压管7812变为+12V直流电压后，经C6、C7滤波之后用于提供继电器电路电源。+5V直流电经三端稳压管7805后，再经电容C8、C9滤波之后变为+5V直流电压。
2.水位检测电路
水位检测电路的作用是检测洗碗机内当前水位状态，能检测出高低两个水位，用于洗碗机的洗涤和排水操作的控制。它通常采用浮子带动传感器测量水位，动作开关采用干簧管，当水位到达指定点时，干簧管吸合。
3.温度检测电路
温度检测电路的作用是随时检测洗碗机的温度，以保证某些操作在特定温度时间内进行。它通常由热敏电阻和三路比较器（三个运算放大器）组成，其温度检测分几种（如60℃、70℃）。
4.过零检测电路
过零检测电路的作用是为了向微控制器提供交流电源过零点信息，从而使控制系统对加热管在电源过零点附近接入或断开，避免继电器在交流电源的波峰或波谷时动作对继电器的触头造成损伤。
5.输出驱动电路
输出驱动电路分为电动机驱动电路、进水电磁阀驱动电路及继电器驱动电路。电动机驱动电路用于驱动清洗电动机、排水电动机、风扇电动机；进水电磁阀驱动电路用于驱动进水电磁阀；加热管由于功率较大，采用继电器驱动。其中，电动机驱动电路和进水电磁阀驱动电路是用双向晶闸管驱动实现的，而继电器驱动电路则是通过晶体管反光耦合器件实现的。
6.漏电检测电路
漏电检测电路的作用是检测洗碗机的外壳是否带电，从而保护操作者的安全。
7.报警电路
报警电路是由一个蜂鸣器和驱动电路组成，主要作用是在洗涤结束时发出声音提示用户，及在故障时发出报警信号。
（十一）吸尘器特征电路简介
图1-127所示是吸尘器电路参考图，主要由控制电路、显示电路和电动机电路三部分组成。
图1-127 吸尘器电路参考图
1.控制电路
控制电路由定时器（NE555）IC1与外围元器件组成，用来触发脉冲，其②脚为同步信号输入端，引入与市电同步的控制信号，触发脉冲由③脚输出，经变压器B耦合去触发双向晶闸管（晶闸管）BCR。
2.显示电路
显示电路由集成运算放大器（LM324）IC2及黄、绿、红发光二极管等元器件组成。IC2-1与外围元器件组成弱挡显示电路；IC2-2与外围元器件组成中挡显示电路；IC2-3与外围元器件组成强挡显示电路；IC2-4与外围元器件组成堵塞显示电路。
当吸尘器堵塞时，红色指示灯亮，绿色指示灯用作电源指示；当吸尘器通电时，绿色指示灯亮，表示电源已工作。
3.电动机电路
电动机电路由双向晶闸管BCR、电动机M、变压器B等组成。变压器B将控制电路输出的触发脉冲耦合后，由B的绕组输出，经二极管V1加至BCR的门极，BCR导通，电动机M得电运转，吸尘器开始工作。调整RP1的值，可改变BCR的导通角，从而控制电动机的转速，即调整吸尘器的工作状态。
（十二）电烤箱特征电路简介
电烤箱控制电路一般由电源电路、温度控制电路、时间及加热控制电路和音乐提示电路五部分组成。图1-128所示是电烤箱电路图，电路通过IC1、IC2、IC3、IC4、IC5五块集成电路对整机进行控制。
1.电源电路
接通电源后，220V交流电压通过限流熔丝FUSE后分为两路。
1）其中一路经继电器KA1、KA2、发热选择开关K1为加热元器件供电。上、下两加热片的工作情况受K1的控制。
2）其中另一路经电源变压器变压后从其二次侧输出两路交流电压：一路经二极管D2、D5整流，电容C2滤波后输出-12V直流电，为各集成电路和相关元器件提供工作电压；另一路经二极管D3、D4整流，C1滤波后输出-3V直流电压，为音乐提示电路供电。
2.温度控制电路
1）温度控制是利用热敏电阻R25控制比较放大电路IC2（MC1741CP）的输入端电压来实现的。
2）图中，稳压二极管D13为IC2的②脚提供稳定的参考电压；R25和R17为IC2的③脚提供比较电压信号，经IC2放大后，从其⑥脚输出，再送至施密特触发器（NE555C）IC5的②脚和⑥脚。
3）当电阻R25温度升高时其电阻值变小，R17两端电压也相应减少。IC2的③脚电位降低，⑥脚输出电压也降低。当IC2⑥脚输出电压低于VCC 50%以上时，IC5的③脚输出高电平，二极管V3（S9012）截止，使继电器KA1、KA2无工作电压而断开，加热元件（R6/R7/R8，R9/R10/R11）失电而停止发热，箱内温度降低。
图1-128 电烤箱电路图
4）当温度逐渐降到一定值时，R5的电阻值变大。IC2的③脚电压升高，⑥脚输出的电压也随之升高，当高于VCC电压30%以上时，IC5的③脚输出低电平，使V3导通，KA1、KA2吸合，加热元件得电开始发热，从而将箱内温度控制在正常范围内。
3.时间及加热控制电路
时间及加热控制电路是利用时钟及LED显示电路IC1（日本三洋公司的LM8368D，VDD=-18～0.3V，PD=0.9W）来实现时间显示、预定加热、开机和关机的控制。下面介绍其控制过程。
（1）时间显示控制
1）时钟电路IC1（LM8368D）的（35）脚为快速复位端，用来调节“小时”位数字，输入高电平脉冲，小时位会自动加1。
2）IC1的（34）脚为慢速端，用来调整“分钟”位数字，每输入一个高电平脉冲，时间会自动增加1min。
3）时钟和分钟调好后，IC1的内部定时电路开始启动，电子表正常工作，显示正常时间。
（2）定时加热控制
1）定时加热时钟电路IC1的（31）脚、（28）脚的内部设置有60min定时电路。
2）按住面板上的KS键的作用是给IC4的⑩脚输入高电平，使⑫脚置“1”（高电平），从而使LED的（35）脚为高电平，时控显示点发亮。
3）按住K4时，IC1的（31）脚输入高电平，调节脉冲送到（34）脚。时控显示屏不断地显示调节时间，当调到预定的时间后，松开K4键，预定的关机时间即被存储，显示屏恢复标准时间显示。
4）当机器达到预定的关机时间时，IC1的（28）脚输出低电平，V2截止，继电器KA1、KA2断开，电热元件失电停止加热，自动程序中止。
（3）即时关机控制
即时关机由IC1的（25）脚和K7控制，按下K7键，使（25）脚为高电平，①脚输出低电平，送至V3基极，使V3截止，继电器断开，电烤箱停止工作。
（4）定时自动开/关机控制
1）自动开机控制。IC1的（38）脚与K6键相连，按住“H”和“M”键使IC1的（35）、（34）脚产生输入脉冲，调节开机时间，开机时间即被储存，到预定时间时，IC1的①脚输出高电平，使V3导通，继电器吸合，加热元件得电加热。
2）自动关机控制。IC1的（32）脚与K5相连，按住K5键，使（32）脚为高电平，使“闹1”开始工作，按住K9键和K8键调定“小时”和“分钟”，关机时间被存储。达到预定关机时间时，IC1的①脚输出低电平电压，V3截止，继电器断开，加热元件失电停止发热。
4.音乐提示电路
音乐提示电路用来完成关机音乐提示（包括即时关机和定时关机的音乐提示），是利用与关机相关的电压信号，即IC4和电容C7的充放电，来控制音乐电路工作的。
1）工作时，V2导通，C7作为CP时钟源，产生CP脉冲送入IC4的③脚。
2）当V2截止时，开始对C7充电，C7产生的CP脉冲由低电平变为高电平，使IC4的①脚输出高电平，送到音乐提示电路IC3的②脚，使V1导通，音乐电路开始工作，发出音乐提示。
3）在上述电路工作过程中，IC4的①脚输出高电平，经R15对C6充电，使C6电压变高，IC4的④脚电压变高，IC4的①脚复位为低电平，音乐电路停止工作，音乐提示终止。
（十三）空气净化器特征电路简介
图1-129 升压和倍压整流后产生直流负高压
空气净化器由高压电路、负离子发生器、微型风扇、空气过滤器等部分组成。其控制方式采用各种传感器红外遥控、间隙运转等技术。其过滤器形式有机械式、静电式和机械混电混合式。
接通电源后，高压电路产生的直流高压对空气不断地电离，产生大量正、负离子。由于针状的发射体带有负高压，它吸收了正离子，剩下大量的负离子受到负高压的排斥，被微风扇吹出，形成负离子风，从而达到净化空气的目的。
空气净化器电路有两种形式：一种是市电220V，经升压、倍压整流后产生直流负高压，如图1-129所示；另一种是市电220V经升压、整流、滤波形成直流负高压，后者不同的是增加了自激振荡电路。两种形式的电路所产生的负高压电压值都在千伏至数万伏之间。通过针状电极放电，将带电尘埃吸到带正电的电极板上。
（十四）豆浆机特征电路简介
豆浆机一般采用微电脑控制，具有自动控温、加热保温、低水位防干烧、防溢、语音提示和自动停机等功能。主要由稳压电源电路、微电脑控制电路、温度检测电路、电动机和加热管电路、语音电路等组成。
1.稳压电源电路
如图1-130所示，稳压电路主要由降压变压器、二极管桥式整流器、滤波电容，以及三端稳压块7805和限流电阻等组成。
图1-130 稳压电源电路
2.微电脑控制电路
微电脑控制电路一般由CPU（一般采用EM78P156ELP、EM78P156ELM等，图1-131所示为其封装及引脚功能）、复位电路、加热控制电路、继电器以及电动机控制电路等组成。
3.温度检测电路
温度检测电路主要由比较器IC（一般采用HA17358、HA17904等，图1-132所示为其内部框图及引脚功能图）、温度传感器及外围元器件等组成。其中，温度传感器RT实际上是一个负温度系数的热敏电阻。
图1-131 EM78P156ELP、EM78P156ELM封装及引脚功能
图1-132 HA17358、HA17904内部框图及引脚功能
4.电动机和加热管电路
电动机和加热管电路主要由电动机、加热管、继电器等组成。
5.语音电路
语音电路一般采用IS22C012-P语音芯片（图1-133所示为其内部框图及引脚功能），驱动放大电路（一般8050放大管进行放大），偏置电阻和扬声器组成。
图1-133 IS22C012-P语音芯片内部框图及引脚功能
（十五）电热水壶特征电路简介
图1-134所示为电热水壶的电路原理图，主要由煮水电路、保温电路和电泵出水电路组成。
图1-134 电热水壶的电路原理图
1.煮水电路
煮水电路由煮水电热器RL1、防干烧温控器KD1、煮水温控器KD2组成。
1）电热器插上电源后，220V电源经热断路器FR加到煮水电路，红色指示灯LED1亮，RL1、RL2（保温电热器）同时开始加热煮水。
2）当水温上升至100℃时，KD2自动断开，切断煮水电路电源，RL1停止加热，LED1熄灭。
2.保温电路
保温电路由保温电热器RL2、出水开关K和整流管D7组成。由于保温电路与煮水电路是同时通电工作的，当水温升到100℃时煮水电路自动断开后，而此时仍有几毫安的电流经RL1、LED2、R2、RL2、K、D7，使开水器进入保温状态，此时绿色指示灯LED2点亮，瓶内的水温保持在95℃左右。
3.电泵出水电路
电泵出水电路由出水开关K、整流二极管D1～D4、直流电动机M等组成。
1）按下K，220V电压经D1～D4整流后输出约12V脉动直流电，直流电动机M得电转动，驱动电泵出水。
2）松开K后，M断电则停止出水。