饮水机电路原理

一、背景

饮水机是家庭常用小家电之一，其自动保温和保温功能，使得生活非常方便。现在我们就来分析其如何通过简单电路实现如此方便捷功能的。

二、功能特点

   加热至95度，自动切断电源；进入保温状态，待温度低于85度重新加热，如此往复，一直保持水温在温热的状态。若水量较少，一段时间烧干后，温度超过100度，TCO开关切断电源，保护加热丝不致烧坏。

三、电路原理

加热过程：

K手动闭合，电流经保险－TCO－ST—加热丝和（R3－D3－LED3）－插座N；另一路经保险－TCO－LED1-D1-R1。此时D橙灯亮，表明此时已通电；此时ST闭合，R2－D2－LED2支路被短路，LED2不亮，而LED3有电，亮表明此时在加热。

分析计算：等效图如下，

    电热丝两端电压U ＝220V，

    电热丝功率P ＝ U*U/R=484W

    LED1灯的电流I ＝ U/R = 4.7mA

保温过程：

若水温超过95度，ST断开，此时LED2亮起，而LED3由于支路分压骤减不亮。

计算过程：

电热丝和LED3支路的内阻R为100欧和47K的并联值，易知小于100欧

简化图如下，

    电阻丝等效支路电压U＝U电*R等效/(R2+R等效)，易知约为0V

此时LED3不亮，电阻丝电流几乎为0，处在保温状态。

干烧过程：

    若水烧干，此时持续加热，导致温度过高超过100度，此时TCO断开切断电源保护加热丝不被烧坏。

四、总结

    通过电阻和二极管巧妙的实现，水的加热和保温。

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