小太陽取暖器PCBA工作原理

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電源管理部分
- 電源輸入與轉(zhuǎn)換
  - 小太陽取暖器通常是通過插頭接入市電（例如在中國是 220V、50Hz 的交流電）。PCBA（印刷電路板組件）首先會(huì)對(duì)電源進(jìn)行處理。一般會(huì)采用整流電路將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，常見的是橋式整流電路，它由 4 個(gè)二極管組成。在交流電的正半周，電流通過兩個(gè)二極管到達(dá)負(fù)載；在負(fù)半周，電流通過另外兩個(gè)二極管，這樣就把交流電轉(zhuǎn)換為直流電。例如，對(duì)于 220V 交流輸入，經(jīng)過整流后會(huì)得到脈動(dòng)直流電。
  - 接著會(huì)有濾波電路，主要由電容和電感組成。電容能夠存儲(chǔ)電荷，用于平滑電壓的波動(dòng)。例如，在整流后的電路中加入大容量的電解電容，可以濾除電壓中的交流成分，使輸出的直流電更加平滑，為后續(xù)的加熱控制等電路提供穩(wěn)定的直流電源。
- 電壓穩(wěn)壓與適配（部分產(chǎn)品有）
  - 有些小太陽取暖器為了給內(nèi)部不同的電子元件提供合適的電壓，還會(huì)有穩(wěn)壓電路。例如，使用線性穩(wěn)壓芯片或開關(guān)穩(wěn)壓芯片，將電壓穩(wěn)定在特定的值。如使用 7805 穩(wěn)壓芯片可以將電壓穩(wěn)定在 5V 左右，供給如指示燈電路、控制芯片等對(duì)電壓穩(wěn)定性要求較高的部件，而加熱元件可能直接使用整流濾波后的較高電壓。
加熱控制部分
- 加熱元件驅(qū)動(dòng)
  - 小太陽取暖器的核心是加熱元件，一般是石英管發(fā)熱體或鹵素管發(fā)熱體。PCBA 中的加熱控制電路用于控制加熱元件的工作。通常采用可控硅（晶閘管）或者繼電器來控制加熱元件的通斷。
  - 可控硅控制方式：可控硅是一種半導(dǎo)體器件，可以控制電流的導(dǎo)通角。通過改變可控硅的導(dǎo)通角，就可以調(diào)節(jié)加熱功率。例如，當(dāng)導(dǎo)通角為 180° 時(shí)，加熱元件得到全功率供電，加熱速度最快；當(dāng)導(dǎo)通角減小，加熱功率也隨之減小。這樣可以實(shí)現(xiàn)不同的加熱檔位，如低、中、高檔位，滿足用戶不同的取暖需求。
  - 繼電器控制方式：繼電器是一種電磁控制開關(guān)。當(dāng) PCBA 給繼電器線圈通電時(shí)，繼電器的觸點(diǎn)閉合，使加熱元件接入電路開始加熱。繼電器的優(yōu)點(diǎn)是能夠承受較大的電流，適合高功率的加熱元件。對(duì)于功率較大的小太陽取暖器，使用繼電器控制加熱元件可以保證加熱過程的穩(wěn)定和安全。
- 溫度檢測(cè)與控制（部分產(chǎn)品有）
  - 為了防止溫度過高引發(fā)安全問題，有些小太陽取暖器配備了溫度傳感器。常見的溫度傳感器有熱敏電阻（NTC 或 PTC）。NTC 熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，PTC 熱敏電阻則相反。
  - 溫度檢測(cè)電路會(huì)將熱敏電阻的阻值變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，發(fā)送給 PCBA 上的微控制器（MCU）或者比較器。當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值（如 70 - 90℃左右，具體根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)）時(shí)，控制電路會(huì)控制加熱元件停止加熱或者降低加熱功率，以維持合適的溫度。
安全保護(hù)部分（部分產(chǎn)品有）
- 傾倒保護(hù)
  - 小太陽取暖器一般都有傾倒保護(hù)功能。這是通過在取暖器底部或側(cè)面安裝傾斜傳感器（如滾珠開關(guān)或重力傳感器）來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)取暖器正常放置時(shí)，傳感器處于正常狀態(tài)；當(dāng)取暖器傾倒時(shí)，傳感器狀態(tài)發(fā)生變化。
  - 傳感器將信號(hào)發(fā)送給 PCBA 上的控制電路，控制電路會(huì)立即切斷加熱元件的電源，防止因傾倒引發(fā)火災(zāi)等安全事故。例如，滾珠開關(guān)在取暖器傾倒時(shí)，滾珠滾動(dòng)，使開關(guān)狀態(tài)改變，從而觸發(fā)保護(hù)機(jī)制。
- 過熱保護(hù)（除了溫度控制外）
  - 除了正常的溫度檢測(cè)控制外，有些產(chǎn)品還設(shè)有額外的過熱保護(hù)裝置。當(dāng)溫度過高（如超過安全溫度限制，可能是由于故障導(dǎo)致溫度失控）時(shí)，過熱保護(hù)電路會(huì)直接切斷加熱元件的電源。這可能是通過雙金屬片溫控器等元件實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)溫度過高時(shí)，雙金屬片變形，斷開電路。
用戶交互和狀態(tài)指示部分
- 按鍵電路
  - 小太陽取暖器的 PCBA 上有按鍵電路，用于用戶操作。常見的按鍵包括電源開關(guān)、加熱檔位調(diào)節(jié)按鍵等。按鍵一般通過機(jī)械按鍵與 PCBA 上的微動(dòng)開關(guān)或者輕觸開關(guān)相連。當(dāng)用戶按下按鍵時(shí)，開關(guān)閉合，PCBA 上的電路檢測(cè)到信號(hào)變化，從而執(zhí)行相應(yīng)的操作。例如，當(dāng)用戶按下加熱檔位調(diào)節(jié)按鍵，PCBA 會(huì)根據(jù)按鍵次數(shù)或者長(zhǎng)按 / 短按等操作來調(diào)節(jié)加熱檔位。
- 指示燈電路
  - 為了讓用戶直觀地了解小太陽取暖器的工作狀態(tài)，有指示燈電路。通常包括電源指示燈、加熱指示燈等。指示燈一般采用發(fā)光二極管（LED），通過限流電阻與 PCBA 相連。例如，當(dāng)電源接通時(shí)，電源指示燈亮起；當(dāng)加熱元件工作時(shí)，加熱指示燈亮起，方便用戶觀察取暖器的運(yùn)行狀態(tài)。