(图文)追求完美不一定是最好的结果——记一次阻容降压电路设计上的曲折

buzyz

初衷：为波轮洗衣机洗涤桶增加照明灯，以便看清水位和洗涤情况。



构思：利用手头现有的电瓶车白色LED简易灯条，加阻容降压电路改造。灯带宽压36v∼72v，功率2瓦，用48v电池点亮时供电电流19ma左右，因而阻容降压电路设计有了依据。




实测：临时搭建简易阻容半波整流电路，降压电容从0.1～0.8uf均能点亮灯带，此时组件仅仅有ccb电容、放电电阻和两只整流二极管组成，灯光有明显的闪烁。手头正好有400v 20几uf的电解电容，并入输出端后灯光立马稳定。最后敲定由684j电容加1M放电电阻和两只4007二极管及一只电解电容组成降压整流电路。此时测得负载输出电压45v左右，供电电流大约16ma左右。





改进：看了网上的一些介绍后，都说加稳压管最为稳妥，于是专门拍来1瓦47v稳压管并入输出电路。期间测试几次倒也稳定，知道稳压管工作在47v的稳压值以下，安全性应该没问题，然而在模拟上机时，因降压电容接触不良，出现似接非接的打火现象，稳压管立马挂了。后经考虑，在负载侧再并入一只15K的电阻，分流大约3ma的电流来保护负载开路时的稳压管，避免稳压管再次烧坏。同时也分析了串联电阻保护稳压管的可能，但串联百十欧以内的电阻起不到多大保护作用，再大值又会增加功耗，放弃。其实并联的保护电阻也是个鸡肋的东西，并小了分流大，会更加降低负载的功率，本来16ma的电流就有点不足。并大了吧，又起不到多大的分流保护作用，大小都觉得不合适。后期遇到的问题就证明了这点，这里先不解释。





制作：定下以上改进方案后，动手制作。考虑到洗衣机里放220v的交流电是很危险的事，事先把各种防水问题考虑了个遍。先是把本已具备防水功能的灯条用透明热缩管密封了个严严实实，热胶棒封堵。其次是降压电路的几个原件捏合在一起用热缩管密封，最后就是采取必要的避震措施布放电路，因为洗衣机脱水时是高速振动的，当然做这些需要拆开洗衣机大动干戈的。一切就绪，满以为万事大吉，结果上电没任何光亮！不知哪里出了问题，只有一步步回拆检查，都是胶质防震防水的密封热缩管固定，还加了双面胶保护，每退一步都是无比的麻烦。最终找到的原因还是那可恶的稳压管击穿了。





返工：回拆后，用剪刀硬生生的剪断了稳压管，心想就是这厮给我惹了两次祸，分流电阻也没挽留它的生命，说明1瓦47v的稳压管耐流太小，不抗糟。用热缩管二次密封，上机再试，这次学乖了，不再追求完美用热缩管密封，全部改为胶带临时搭接。没想到的是，二次试机时，才发现因考虑不周，洗涤桶里的灯带被洗涤桶来回的旋转摩擦，已断路。这是个渐进的过程，每洗涤半圈，灯亮灭一次，和洗涤节奏很吻合。初始以为是电机正负极转换形成的干扰电流反馈到灯带上的，因为灯带的供电电流极小，靠近电机连接也不是说没可能造成干扰。后仔细检查，才恍然大悟，原来我的双动力内桶是随着波轮是反向旋转的，灯线布放时未考虑到这点，灯带线路靠上了内桶，不磨破才怪。随着洗涤的结束，灯也渐渐的灭掉，但奇怪的是满屋子里充满了一股异味。打开机背检查降压电路才明白了，原来是阻容密封包里的热熔胶融化，就是说负载开路后，全部电流由分流电阻承担，电阻随即升温开始热闹起来～没想到，误以为周全的稳压管先是惹祸两次，接着这个所谓的保护电阻也成了惹祸精，真是追求完美，最后落得个残废…



写在最后。一个强烈的感受是，有些事情不必太过追求理论上的全面，有时你可能会顾此失彼。在这个电路中，个人认为，其实以最简单的三个元件最为可靠：一个降压电容两只单向二极管。为何省去放电电阻更安全呢？个人认为，电容上带着点余电在这里不是坏事，能减少下次上电的冲击，而此处放电击人的可能几乎没有。因为只要灯不坏，密封在那里的电路永远都不会接触到人体。而去掉滤波电容，可以减少以后电容老化或爆浆的可能，灯光的闪烁对洗涤桶照明来说，也不是什么坏事，反而提醒使用者机器带电的洗后要及时关电。剩下的这三个原件，一般来说用个五六年不成问题。
还有一个强烈感受，有时为了降低成本利用现有原件构思实施，往往这是错误的开始，一旦错下去，对于我们这些喜欢折腾的人来说，开弓没有回头箭，只有在错误的道路上一直走下去直到碰壁再碰壁。。。。

把电路图奉上，供大家提供宝贵意见。

木呆木

要方便我觉得12V广告灯条加上闲置的12V隔离电源即可，安全省心。
电从进水电磁阀那儿借，可以看水位，又能避免洗衣时那脏水翻滚。

当然，想探索验证下理论与实践，这样做做也蛮好。

石墨

楼主是个学生，还在瞎折腾

l0577

洗衣机上面装一盏灯的事情，搞得这么复杂又危险干嘛

buzyz

l0577 发表于 2021-3-12 14:46
洗衣机上面装一盏灯的事情，搞得这么复杂又危险干嘛

照不透，隔着两层盖子，尽管都有些透明

geek云中漫步

如果单纯为了看水位和洗涤状态可以直接开盖工作。如果为了DIY增加灯光照明，可以在主板水位监测5V供电外接LED灯珠。没有必要用48V灯带。2颗LED灯珠也是可以的。

799946503

小题大做了，还不安全
直接从电脑板的5v电源串个电阻，接几个LED就搞定
如果是机械定时器的话，加个辅助电源就行，
或者干脆一节18650带几个LED，也比这样强

cushion

厨房和洗手间潮湿的地方最好是用隔离电源。:sweat:
洗衣机就更不用说了:funk:隔离、隔离、隔离

buzyz

木呆木 发表于 2021-3-12 14:35
要方便我觉得12V广告灯条加上闲置的12V隔离电源即可，安全省心。
电从进水电磁阀那儿借，可以看水位，又能 ...

思路正确，12v的隔离电源好配，家里有好多这样闲置的，灯带也好找。
考虑过从排水拉线电机处取电，进水时会看得清清楚楚，洗涤时可能看不到里面的具体情况了。之所以要安装这个灯，是因为在修好这台老双动力之前，买过两台新洗衣机，一台海尔的，一台小鸭的，试用后都退货了。无论从动力上还是洗涤效果上，都无法与这台老洗衣机相提并论。之前不了解什么是双动力，三台机器对比后才知道双动力是个啥东东。新海尔高大上，静音、天沐浴新潮，但放进轻质冬季衣服后，始终漂在上面根本漂洗不起来，因为洗涤时桶不转，只有水底下的波轮转。小鸭也是，号称4.5升的容量连这个老3.5升的容积不到，洗涤时也是这样，桶不转。无奈只有硬着头皮自己修好了双动力，经几番折腾对比，发现效果果然不凡，不是其它洗衣机能媲美的，于是决定留下来继续使用，同时加入照明，每次都能彻底看清里面的衣服到底搅拌起来了没有，因为我重新调整了进水量，有时水位配比不一定合适，也需要在照明的情况下，随时调整进水水位。

buzyz

geek云中漫步 发表于 2021-3-12 14:58
如果单纯为了看水位和洗涤状态可以直接开盖工作。如果为了DIY增加灯光照明，可以在主板水位监测5V供电外接L ...

是这样，考虑过这个方案，担心“偷鸡不成反失把米”把洗衣机处理器芯片供电惹出事，没再考虑。之前还专门看了洗衣机供电电路，有5v芯片供电。使用两颗高亮发光二极管用电也不会超过几个毫安，也考虑了固定打孔的可能，因为洗衣桶和上顶帽是动静结合的部位，灯座不宜跨越两处结合部，那样的话照明又会出现隔着一层盖的不透亮问题。
另外波轮洗衣机的盖子大部分设计为一断电开关，洗涤过程，只要开盖，马上停机。

buzyz

799946503 发表于 2021-3-12 14:59
小题大做了，还不安全
直接从电脑板的5v电源串个电阻，接几个LED就搞定
如果是机械定时器的话，加个辅助电 ...

18650的方案也考虑过，感觉还是麻烦。这洗衣机两层盖子，且电池只能藏在上顶盖中，需要加充电孔或取电主板电路，还要降压到4.2v，要知道机顶是洗衣机脱水时震动最大的地方。

buzyz

cushion 发表于 2021-3-12 15:04
厨房和洗手间潮湿的地方最好是用隔离电源。
洗衣机就更不用说了隔离、隔离、隔离 ...

是的，正因为此，才大费周折的做防水～

geek云中漫步

buzyz 发表于 2021-3-12 15:42
是这样，考虑过这个方案，担心“偷鸡不成反失把米”把洗衣机处理器芯片供电惹出事，没再考虑。之前还专门 ...

看来你家的洗衣机比较老款，现在的设计盖子都是两段式。打开前端可以观察水位和洗涤状态。不影响整机工作。

buzyz

geek云中漫步 发表于 2021-3-12 16:06
看来你家的洗衣机比较老款，现在的设计盖子都是两段式。打开前端可以观察水位和洗涤状态。不影响整机工作 ...

猜得对，十年前的老海尔双动力小波轮洗衣机

fengwx2008fe

稳压管扩流即可

buzyz

fengwx2008fe 发表于 2021-3-12 19:39
稳压管扩流即可

是的，用大于30ma以上的稳压管没问题，所有的原因是想用最简单的元件、最简单的结构实现，结果还真的不行。在没电路板的情况下，元件一多，很难把多元件集成在一起。
其实，用全波整流，小CCB电容，大电流稳压管，适当串接限流电阻和分流电阻，实现起来会很稳妥。只是那样和初衷背道而驰越来越远了。

学习借鉴

可以试试这个电路，据说不错，很稳定。

zj97czb

47V的稳压管，应该不到40V电压就导通了。关于放电电阻，是不是你理解错了，还是我错了，假设断电时左负右正，通电瞬间市电上正下负，那么灯珠处会产生一个最大超过600V的峰值电压。

buzyz

zj97czb 发表于 2021-3-12 22:35
47V的稳压管，应该不到40V电压就导通了。关于放电电阻，是不是你理解错了，还是我错了，假设断电时左负右正 ...

你的对，我仅仅考虑了一个单向。发出帖子后，我就意识到了这个问题，放电电阻能减缓一半几率的上电冲击，阻值越小，减缓的力度越大。假如在输入电路中再串接一个合适的电感，冲击稳压管的可能会大大降低

buzyz

学习借鉴 发表于 2021-3-12 21:51
可以试试这个电路，据说不错，很稳定。

这个电路设计的很用心，尽管多用了几个小元件，但对负载的过流过压保护有很好的作用。收藏了。