洗衣機銀離子驅動控制電路的設計

顏東亮

摘要：隨著人們生活質量的不斷提高，對洗衣機的要求也越來越高，洗衣機除了洗衣服，甚至還能除菌。目前銀離子除菌是洗衣機常用的一種健康技術，本文介紹一款洗衣機銀離子驅動控制電路，通過工作原理及參數選擇等方面的內容講解，使大家對銀離子技術起到更深的了解。

關鍵詞：銀離子、全橋電路、安全隔離

中圖分類號TM92 文獻標識碼A 文章編號2095-6363（2016）06-0105-01

洗衣機銀離子除菌技術是在洗衣機進水系統中增加金屬銀片，通過電解銀片，水流帶把銀離子帶入到桶內，以此來實現殺菌的功效。目前大多數洗衣機控制器都不含銀離子功能，僅部分高端產品才包含該功能，若增加銀離子功能，控制器設計變更較大，甚至要重新設計。本文介紹一款模塊化電路，可在現有控制器功能的基礎上進行擴展，以減少對原設計改動的工作量。

1.硬件設計

本設計是洗衣機功能擴展的模塊電路，可將該電路設計成洗衣機控制器的擴展功能板。該電路為強弱電隔離方式設計，獨立控制系統，便于在洗衣機現有的功能基礎上擴展銀離子功能。

1.1原理圖

銀離子驅動控制電路如圖1所示，該電路分3部分，分別是電源電路、單片機控制電路、全橋控制電路。利用單片機作為核心控制元件，該電路實現了銀離子的釋放功能。

1.2工作原理

如圖1，220VAC強電從插座CNl、CN2進入，經過壓敏電阻z1、保險絲F1、繼電器J1、電容C1，再進入到安全隔離變壓器T1的初級，該區電路為強電區域。銀片的電解過程是與水接觸的，為防治出現漏電等事故，所以銀離子驅動控制電路必須采取隔離設計，來確保強電區域與弱電區域的安全隔離，圖1中位號為T1的元器件為安全隔離變壓器，將強電與弱電部分進行了安全隔離。220VAC交流電經過T1降壓后，再經過整流橋BDl整流，并通過cl電容濾波，最終輸出12VDC直流電壓，來提供給全橋電路使用。圖中ul為三端穩壓器，該器件將12VDC轉變成5VDC，為單片機提供電源。CN3為控制插頭，洗衣機控制器與此相連，通過對繼電器的控制，來實現對整個銀離子驅動模塊的電源控制。CNl為零線插頭、CN2為火線插頭。

單片機作為整個控制電路的核心元件，該元件的P1、P2引腳分別與三極管Q5、Q6相連，通過驅動三極管來控制全橋電路。

因洗衣機銀離子裝置內部的銀片在電解時會產生銀離子，單向電流經過銀片會導致兩端電解程度發生差異，無法使離子均勻地從銀片表面分解，長期工作下去，會導致其中一端損耗大于另一端，影響其使用壽命。該電路采用4個三極管實現全橋電路的功能，使電流分別從兩個方向流過裝置內部的銀片，從而讓銀離子從銀片均勻釋放，CN4為洗衣機銀離子裝置接口。當單片機引腳P1輸出高電平時，Q5導通，致使Q2、Q3導通，電流從Q2經CN4流向Q3，如圖中（11虛線）。工作一段時間后，單片機通過Q5來使Q2、Q3截止，隨即單片機引腳P2輸出高電平時，通過Q6來使Q1、Q4導通，電流從Q1經CN4流向Q4，如圖中（12虛線）。利用這樣的控制方式實現了電流方向的正反交替，實現了銀離子的均勻分解。

1.3軟件控制時序

如圖1，為實現洗衣機銀離子裝置內部的銀片均勻電解，單片機必須交替控制三極管Q5、Q6的截止與導通，以實現全橋電路的工作運行，通常1分鐘為一個周期，單片機P1、P2輸出的控制時序如圖2所示。

2.元器件的選擇

為了提高該銀離子驅動控制電路的可靠性，需對所用元器件進行必要的選型工作，確保所用元器件符合電路的設計要求。

T1為安全隔離變壓器，輸出ACl0V 600mA。z1為壓敏電阻，一般選用14D561K。F1為保險絲，為防止電流異常變大，給電路提供保護，選用3.15A/250VAC。c1為x2電容，選用104K/275VAC。繼電器J1選擇5A/250VAC。整流橋BDl的耐壓大于100V，保證2A以上的電流通過。C2選擇2200uf/25V電解電容。u1為三端穩壓器7805。c3選擇470uf/25V的電解電容。c4為貼片陶瓷電容，用來濾波，一般選擇0.01uf/50V。CNl、CN2、CN3為專用強電插座，耐壓大于300V，電流大于10A。

芯片控制部分，ICl為單片機，選擇可靠性較高的品牌型號；Q5、Q6用來控制全橋電路的工作，選擇可承受100mA以上電流的三極管，型號為KRCll6S。

Ql、Q2、Q3、Q4為全橋電路中的4個功率三極管，選擇可承受2A以上電流的三極管，型號為KTAl273。電阻R9的作用是用來限流，選擇功率電阻，阻值為33Q，功率大于4w。R5、R6、R7、R8為三極管基極限流電阻，這里選擇5.1K。R1、R2、R3、R4為三極管的偏置電阻，選擇5.1K，CN4為洗衣機銀離子裝置接口。

3.結論

電路模塊化、標準化是電路設計中的一種趨勢，將銀離子驅動控制電路做成一個模塊，方便于設計擴展，減少了產品設計中的工作量。相信隨著家電技術的迅速發展，這種方便實用的電路將越來越多地運用到洗衣機的產品設計中。