洗衣机银离子驱动控制电路的设计

颜东亮

摘要：随着人们生活质量的不断提高，对洗衣机的要求也越来越高，洗衣机除了洗衣服，甚至还能除菌。目前银离子除菌是洗衣机常用的一种健康技术，本文介绍一款洗衣机银离子驱动控制电路，通过工作原理及参数选择等方面的内容讲解，使大家对银离子技术起到更深的了解。

关键词：银离子、全桥电路、安全隔离

中图分类号TM92 文献标识码A 文章编号2095-6363（2016）06-0105-01

洗衣机银离子除菌技术是在洗衣机进水系统中增加金属银片，通过电解银片，水流带把银离子带入到桶内，以此来实现杀菌的功效。目前大多数洗衣机控制器都不含银离子功能，仅部分高端产品才包含该功能，若增加银离子功能，控制器设计变更较大，甚至要重新设计。本文介绍一款模块化电路，可在现有控制器功能的基础上进行扩展，以减少对原设计改动的工作量。

1.硬件设计

本设计是洗衣机功能扩展的模块电路，可将该电路设计成洗衣机控制器的扩展功能板。该电路为强弱电隔离方式设计，独立控制系统，便于在洗衣机现有的功能基础上扩展银离子功能。

1.1原理图

银离子驱动控制电路如图1所示，该电路分3部分，分别是电源电路、单片机控制电路、全桥控制电路。利用单片机作为核心控制元件，该电路实现了银离子的释放功能。

1.2工作原理

如图1，220VAC强电从插座CNl、CN2进入，经过压敏电阻z1、保险丝F1、继电器J1、电容C1，再进入到安全隔离变压器T1的初级，该区电路为强电区域。银片的电解过程是与水接触的，为防治出现漏电等事故，所以银离子驱动控制电路必须采取隔离设计，来确保强电区域与弱电区域的安全隔离，图1中位号为T1的元器件为安全隔离变压器，将强电与弱电部分进行了安全隔离。220VAC交流电经过T1降压后，再经过整流桥BDl整流，并通过cl电容滤波，最终输出12VDC直流电压，来提供给全桥电路使用。图中ul为三端稳压器，该器件将12VDC转变成5VDC，为单片机提供电源。CN3为控制插头，洗衣机控制器与此相连，通过对继电器的控制，来实现对整个银离子驱动模块的电源控制。CNl为零线插头、CN2为火线插头。

单片机作为整个控制电路的核心元件，该元件的P1、P2引脚分别与三极管Q5、Q6相连，通过驱动三极管来控制全桥电路。

因洗衣机银离子装置内部的银片在电解时会产生银离子，单向电流经过银片会导致两端电解程度发生差异，无法使离子均匀地从银片表面分解，长期工作下去，会导致其中一端损耗大于另一端，影响其使用寿命。该电路采用4个三极管实现全桥电路的功能，使电流分别从两个方向流过装置内部的银片，从而让银离子从银片均匀释放，CN4为洗衣机银离子装置接口。当单片机引脚P1输出高电平时，Q5导通，致使Q2、Q3导通，电流从Q2经CN4流向Q3，如图中（11虚线）。工作一段时间后，单片机通过Q5来使Q2、Q3截止，随即单片机引脚P2输出高电平时，通过Q6来使Q1、Q4导通，电流从Q1经CN4流向Q4，如图中（12虚线）。利用这样的控制方式实现了电流方向的正反交替，实现了银离子的均匀分解。

1.3软件控制时序

如图1，为实现洗衣机银离子装置内部的银片均匀电解，单片机必须交替控制三极管Q5、Q6的截止与导通，以实现全桥电路的工作运行，通常1分钟为一个周期，单片机P1、P2输出的控制时序如图2所示。

2.元器件的选择

为了提高该银离子驱动控制电路的可靠性，需对所用元器件进行必要的选型工作，确保所用元器件符合电路的设计要求。

T1为安全隔离变压器，输出ACl0V 600mA。z1为压敏电阻，一般选用14D561K。F1为保险丝，为防止电流异常变大，给电路提供保护，选用3.15A/250VAC。c1为x2电容，选用104K/275VAC。继电器J1选择5A/250VAC。整流桥BDl的耐压大于100V，保证2A以上的电流通过。C2选择2200uf/25V电解电容。u1为三端稳压器7805。c3选择470uf/25V的电解电容。c4为贴片陶瓷电容，用来滤波，一般选择0.01uf/50V。CNl、CN2、CN3为专用强电插座，耐压大于300V，电流大于10A。

芯片控制部分，ICl为单片机，选择可靠性较高的品牌型号；Q5、Q6用来控制全桥电路的工作，选择可承受100mA以上电流的三极管，型号为KRCll6S。

Ql、Q2、Q3、Q4为全桥电路中的4个功率三极管，选择可承受2A以上电流的三极管，型号为KTAl273。电阻R9的作用是用来限流，选择功率电阻，阻值为33Q，功率大于4w。R5、R6、R7、R8为三极管基极限流电阻，这里选择5.1K。R1、R2、R3、R4为三极管的偏置电阻，选择5.1K，CN4为洗衣机银离子装置接口。

3.结论

电路模块化、标准化是电路设计中的一种趋势，将银离子驱动控制电路做成一个模块，方便于设计扩展，减少了产品设计中的工作量。相信随着家电技术的迅速发展，这种方便实用的电路将越来越多地运用到洗衣机的产品设计中。