家用豆浆机的功能改进与维修
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【摘要】家用豆浆机进入市场到现在不过几年的时间，在早期的产品中多数厂家由于节约成本考虑，多采用时控型电路，该电路放热水煮豆浆时容易煮糊，而气候寒冷时，由于水温太低又造成出浆率低等缺点。基于上述问题，那么能否改进出更加高效的产品呢？本人解剖过几种豆浆机电路，目前的豆浆机基本上都用单片机控制，只要在程序上稍作改进，多加一个控制口即可。其它附属电路成本也不过几元，一个NTC （负温度系数热敏电阻），一个运算放大器，几只电容和电阻，不超过10元成本，即可将时控制型豆浆机改为温控型的产品。本文就DJ600-3型豆浆机功能及维修作一些探讨。
引言
豆浆的营养人所共知，市场上一元或伍角钱一杯的豆浆随处可买。由于豆浆生产存在着是否方便、卫生，添加物质是否安全等忧虑，所以好些家庭都希望拥有一台方便家中使用的豆浆机。目前，家用豆浆机生产的厂家行列很多，可以说，家用豆浆机市场前景广阔。
1.DJ600-3型家用豆浆机的参数和工作原理
目前，家用豆浆机从原来的简单电路的时控型产品，逐渐发展到了多功能全自动型的产品。时控型产品具体操作程序就是在豆浆机中放入黄豆之后等待8-10分钟加温时间（不同厂家有不同的设定时间），才开始打黄豆，到豆浆煮开，整个过程完成必须超过20分钟，这就出现了两个问题：（1）上班一族由于时间较紧，如果放进热开水煮豆浆，那么是否可以省去8-10分钟的等侍时间呢？（2）由于各地电压和气温的差异，如果气候寒冷和电压较低，那么厂家所设定的8～10分钟煮开水的时间并不一定能达到所设定的水温，如果水温不够，那么黄豆的出浆率就大大地受到影响，造成资源浪费;而目前一些品牌的产品虽然采用了温控型，但是由于设置功能太多，按键也多，操作繁琐，好多家庭主妇不会使用，随之而来的故障率也高。本人综合以上原因，在原有的基础上稍作改进，定为DJ600-3型，下面就该型号产品作一些探讨。
1.1 DJ600-3型豆浆机部分参数
输入电压 AC220V±10%
额定功率 600W
工作环境温度 -20℃～80℃
工作环境湿度 40～90%RH
安全耐压 输入端与外壳之间≥1200V（DC）
绝缘电阻 ≥10M
工作方式 自动
1.2 新机型基本工作原理
该电路的原理框图如图1所示。220V交流电压经过变压、整流及滤波后得到12V直流电压供继电器和蜂鸣器工作，12V直流电压再经串联稳压成5V后供IC1（CPU）及IC2工作。CPU在得电后开始进入工作状态：首先检测水位，若未达到额定水位，则⑧脚输出高电平，蜂鸣器报警，同时⑥、⑦脚锁定为低电平。当水位达到额定值时，⑦脚输出高电平，通过继电器J2接通电热棒加热，当水加热到80℃时，NTC（负温度系数热敏电阻）随温度上升阻值随之减小，而热敏电阻作为电压跟随器IC2的同相输入端的下偏置电阻，IC2的输入端③脚电压下降则输出端①脚电压也之下降，送到IC2的⑥脚经反相放大后CPU的①脚输入电压高于设定值，IC1的⑥脚则由低电平转为高电平，Q1饱和导通继电器J1控制马达打浆。设定打浆一分钟后停10秒，再连续打1分钟后停止，此时发热棒继续加热，当NTC检测到豆浆被煮开时，CPU即控制⑦脚输出低电平，电热棒停止加热，等待2分钟后，又继续加热直到再煮开才停止，同时⑧脚输出高电平，蜂鸣器报警，提示豆浆已经煮好。
图1 电路原理框图
2.与原产品相比具体改进措施
2.1 程序部分
设置IC1的①脚为温度输入端口，输入触发电平设为3.2V，由原来的定时加热，改为温控式的动态加热。设定80℃水温才打浆条件，即当水温达80℃时，IC1的①脚输入电压即为3.2V，此时打浆电机才开始工作，这样既缩短了热水煮豆浆的等待时间，又不至于煮焦豆浆。 由原来的煮开豆浆即停，改为煮开停止2分钟后再继续煮开才停止，即增加沸腾时间，既充分煮透豆浆，又增加浓香味。
2.2 电路实现
增加IC2，选用日立公司的型号为HA17358的双运放。其中A组成电压跟随器，R7、R10与NTC串联，组成分压电路，当NTC阻值随水温变化时，输入端的电压也之改变。B为反相输入放大器，放大倍数经试验为22倍时最合适。
2.3 按键操作
由原来的多按键式改为单键操作启动与停止，全自动化，力求简单，人人会用。
2.4 发热棒
由原来的铜管镀合金改为不锈钢发热棒，容易清洗，不会有合金膜片脱落的危险。
3.新机型电路分析
3.1 抗干扰电路
由L1、L2与高频旁路电容C01、C02组成电机滤波电路对”传导干扰”具有良好的抑制作用，它对100KHz的干扰衰减能力达40dB 以上。由于互感滤波器的两个绕组中有往复的交流电通过，它们在磁芯中产生的磁通正好是大小相等、方向相反，线圈的等效电感为零，对50Hz交流电不呈现阻抗。
3.2 整流滤波、稳、压电路
D5-D8组成桥式整流电路，C9和C7组成滤波电路，滤波后输出 约12V的电压供继电器和蜂鸣器工作，硅稳压管D2和限流电阻R14 组成5.1V的并联型稳压电路输出5V电压供CPU及运放工作。
3.3 保护措施
整机设置一条2A/250V保险管作过流、短路保护。 设置一条100℃ 10A/250V的温度保险丝作超温保护，当继电器触点粘连，发热棒加热不停时能有效保护壳体不被熔化。
设置防溢功能：当豆浆煮开后将要溢出时，沸腾探针测得信号，使⑦脚输出低电平，停止加热，以防豆浆溢出。
设置缺水保护：当机内水量不够或煮得太少时，⑥、⑦脚锁定为低电平，发热棒不加热，电机亦不打浆，⑧脚则输出高电平，蜂鸣器鸣叫，提示水量不足。
电机堵转保护：当电机负荷过重或堵转时，绑在线圈上的85 ℃温度保险丝熔断。保护电机不被烧坏。
3.4 主要元件的参数及选择
3.4.1 单片机（IC1）
IC1选用美国MICROCHIP公司的PIC16C54C芯片。该芯片有功能强大，价格低廉等优点，完全适合豆浆机的使用。
PIC 16C54C主要功能特点：
（1）采用精简指令集（RISC），仅33条指令。指令长12位，全部都是单字节指令，容易编程;
（2）工作频率为DC--20MHz;
（3）数据总线和指令总线各自独立分开，数据总线宽度为8位，指令总线宽度为12位;
（4）512*12 EPROM，25*8 RAM（寄存器）;
（5）工作电压范围大（2.5V-6.25V）;
（6）省电，低功耗模式
（7）具备保密位。保密烙丝可在程序烧写时选择将其熔断，则程序不能被读出编程器;
（8）内部复位电路，电路设计简单;
（9）12条可编程双向I/O口，可自行确定I/O口状态，完全适合豆浆机功能要求。
3.4.2 集成运放（IC2）
IC2选用日立公司的双运放HA17358或意法半导体生产的LM358，该集成采用单电源供电，作为温度信号放大器，供电电源为5V，放大倍数可调。
3.4.3 串激式电机
串激式电机多用于搅拌机，多间公司生产，主要选用具有耐磨碳刷片和耐磨换向器的产品。由于工作电流较大，是易损件。
3.4.4 继电器
继电器J1和J2均选用线圈电压为12V的产品，国内多间公司有生产，主要选用触点材料好的产品。
3.4.5 热熔断器
选用南海昌才公司的产品，熔断温度误差小，熔断迅速。经过试验最佳参数为100℃ 10A/250V。
3.4.6 发热棒
采用加利电器厂生产的不锈钢棒，容易清沽，安全卫生。
4.常见故障及维修
4.1 防溢功能不起作用
应着重检查沸腾探针是否有污渍，引线压口、焊脚点等是否有接触不良、虚焊或假焊等。
4.2 不能加热
检查IC1的⑦脚是否有高电平输出：若无输出，则先检查探温头外壳是否脏污（因探温头外壳兼为水位检则棒）;若有高电平应 重点检查三极管Q2及继电器J2，若都无故障则再检查发热棒是否内部断路。
4.3 不能停止加热
检查IC1的⑦脚是否有高/低电平的变化，若有则重点检查继电器J2，多数情况是触点粘连所致。
4.4 能煮开水，但是不能打豆浆电机不转
首先检查继电器J1有无吸合声：如果有吸合声，则检查电机两端是否有220V电压、串激式电机的碳刷片是否磨损，内部线圈有无断路及85℃温度保险器是否熔断等。若无吸合声，则检查IC1⑥脚是否为高电平，若为高电平，则重点检查Rl7、继电器线圈J1和三极管Q1有无断路，如果都正常，再检查12V电源的电压是否足够;IC1⑥脚若为低电平，则检查感温头NTC是否损坏（NTC损坏后，阻值不能随加热温度变小，IC1的①脚就无法检测到温度变化，单片机就不会执行下一个打浆程序）。
5.结束语
改进此电路之后生产出了只有一个按键开关的全自动型的产品。当然，在使用过程中许多功能还有待改进，例如大多数豆浆机的共同缺点：豆浆容易烧焦粘结在发热棒上，产生焦糊味问题。在本产品中采用了80℃水温才打豆浆的控制程序和采用不锈钢发热棒，对该通病有所改进，但没有完全解决。另外，目前多数豆浆机厂家都使用串激式电机作为打黄豆的动力源，由于电机的使用寿命较短，好多人的豆浆机使用不到两年就出现了问题，而且用电机带动的刀片在切割黄豆的过程中，并不能保证将所有的黄豆击碎，造成了极大的食物资源的浪费，如果能将目前的刀击式豆浆机改为传统的研磨式，那么可能会更受消费者的欢迎，我们的食物资源也不会白白造成浪费。所以，作为生产厂家设计生产可靠性高、实用性强的产品是当务之急。
参考文献
[1]李东星等.PIC16C5X系列单片机应用设计[M].电子工业出版社，1995.
[2]荣俊昌.电热电动器具原理与维修[M].高等教育出版社，2007.
[3]国家标准：家用和类似用途电器的安全.国家质监局，1998.