速易洁Swiffer FS4000吸尘器电路分析与不工作的检修思路 (速洁科技)

速易洁SwifferFS是宝洁公司的一款家用吸尘器，实绘电路如图1所示。单片机U2的①脚为直流电机M(RS-SH-)控制端，通过场效应管Q3(K)控制"M转动;②脚为充电电压和芯片供电控制端，一路通过电阻R()、三极管Q4(W1A)、Q5(X1BV1X)控制充电电压，一路通过二极管D4、三极管Q2(W1A)、Q1(W2A)控制蓄电池GB(7.2V)对芯片U2等电路的供电;⑤脚为GB电压检测端，芯片U2据此电压变化执行相应的动作;⑥脚为吸尘器工作控制端，通过轻触按键key控制吸尘器的开、关;⑦脚为复位端，执行上电复位功能;⑧、⑨脚为工作状态指示端，通过控制组合式LED内部R.G发光二极管的发光，指示当前工作状态;①脚外接2.5V稳压器，为内电路提供参考电压源。

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一、电路分析1、电池供电方式GB电量充足时，按一下轻触按键key，此时二极管D2、D3负极接地，Q1的b极及U2的⑥脚瞬间为低电平0V，Q1导通，GB电压通过Q1的e、c极，一路经三端稳压块u1(CJL)稳压后，输出约4.9V电压给U2的④脚及LED供电;一路经电阻R及U3(AZ)组成的2.5V稳压器为U2的①脚提供2.5V稳压源。U2在电池供电后，执行以下程序:②脚输出约4.9V电压，一路通过电阻R3()、二极管D4至Q2的b极，Q2饱和导通，c极为0V，Q1的b极维持低电平状态，Q1以自锁供电方式继续供电;另一路经电阻R()、R()使Q4导通，但此时Q5反偏不会导通，虽然GB电压通过Q5内部的阻尼管使Q5的e极约为GB电压，但由于有极性保护二极管D1的隔离，因此，这一路对当前工作状态无影响。①脚输出PWM脉冲(型万用表测得DC电压约3.5V)，驱动Q3导通，M高速运转，吸尘器开始吸尘。⑧、⑨脚分别输出约4.9V.0.2V电压，使得LED内的红(R)发光二极管截止、绿(G)发光二极管导通点亮，指示当前工作在吸尘状态。⑥脚输出约4.3V电压，此脚为吸尘器开/关控制端。当需要停止吸尘时，可再按一下轻触按键key，此时u2的⑥脚电压瞬间被二极管D3拉低，U2收到停止指令后，停止①脚输出PWM脉冲，M停止转动，吸尘工作停止。⑤脚为GB电压检测脚，芯片根据此电压变化，改变①脚输出PWM脉冲占空比，使M转速在GB电压变化范围内基本保持一致。实测GB电压约为7.9V时，⑤脚电压约3.1V，①脚输出的PWM脉冲频率约7.9kHz，占空比约%;GB电压约为6.6V时，⑤脚电压约2.6V，①脚输出的PWM脉冲占空比约%。GB电量不足时当工作中GB电压低至约6.5V时，芯片LVI检测出电压过低，执行设定程序功能，此时LED灯中的G灯熄灭(在GB电压低至6.5V开机时，G灯会闪一下)，红(R)发光二极管开始闪烁发光，提示电池电压过低，需要及时充电了，此时①脚仍输出频率约7.9kHz、占空比为%的PWM脉冲，⑥脚电压约4.2V，在经过约s后，R灯变为长亮，同时U2的①脚停止输出PWM脉冲，M停止转动，key键被禁用，无法*作。笔者试将U2的⑦脚(复位端)接地，R灯马上不亮，同时key键功能恢复正常。2、充电方式当需要给吸尘器GB充电时，电源适配器(SSA-S)输出的DCV(mA)电源，通过电源插口JACK、自恢复保险丝F1(WH)后，一路送入由D1、充电开关管Q5、控制管Q4等组成的充电电路;一路送入由电阻R6()、电容C5、三极管Q6(W1A)等组成的外部复位电路;一路送入由电阻R5()、二极管D5、Q2、Q1等组成的GB供电控制电路。Q2的b极在得到约0.6V高电平后饱和导通，c极为0V，Q1也跟着饱和导通，GB电压开始经Q1的e、c极给U1、U3供电，U1输出的约4.9V电压一路给芯片U2、LED供电，-路经电阻R()送入U2的⑦脚复位端。Q6在通电初期由于C5两端电压不能突变处于截止状态，U2的⑦脚为高电平，随后当C5两端电压被充电至约0.6V时，Q6饱和导通，c极变为低电平，U2根据⑦脚复位电平的高低变化，执行以下程序:②脚输出约4.9V电压，驱动Q4、Q5饱和导通，适配器电源开始给GB充电;使Q2.Q1继续饱和导通，确保芯片等供电稳定。①脚输出0V电压，Q3无驱动脉冲不导通，M不转，避免充电时M转动引起电流过大损坏电路。⑧、⑨脚分别输出约0V、4.9V电压，使得LED内的红(R)发光二极管导通点亮、绿(G)发光二极管截止，指示当前工作在充电状态。实测通电充电时，R灯先是闪烁3次，然后长亮。⑥脚输出约4.3V电压，此时此脚已被*，*作key无效。也即充电时只要插上电源适配器接入市电即可充电，无需也无法*作key。⑤脚为GB充电电压检测脚，芯片根据此电压变化，决定是否终止充电。实测当GB电压被充电至约V、⑤脚电压约3.9V时，U2的②脚电压0V~1.2V之间变化(间隔约1s)，Q4、Q5间断导通，GB处于断续充电状态，LED中R灯熄灭，G灯长亮，提示充电结束。在G灯长亮期间;key键仍被禁用，此时只有断开充电电源，才能终止G灯长亮，解除按键*。二、故障检修故障表现为:此吸尘器长时间闲置，后再使用时便出现了充不上电无法工作的现象。故障原因分析:试通电，指示灯不亮，一点反应也没有。怀疑蓄电池亏电，开盖观察，发现电池外表有些绿锈，实测电压只有1.1V。此蓄电池由6节1.2V/mAh镍镉可充电池串联组成，正常电压约为7.2V，显然电池已坏。再查充电电路，发现F1开路。试用笔记本电脑用锂电池串联成7.8V做蓄电池GB，用CPU风扇模拟直流电机M，复原电路后按压开关键key试机，工作指示灯显示正常，风扇可控，这说明芯片在电池供电方式下没问题。接下来检测充电方式是否正常。找来一只功率大一点的低阻值电阻代替F1。再拆下F1测量，竟发现F1已恢复正常了。试机，在充电方式下芯片控制也正常。对于损坏的蓄电池，本人采用可调式充电器，将充电电压、充电电流分别调为1.5V、mA，然后分阶段充电并逐步调高充电电压，并在最高电压为9.9V状态下充电约3小时，之后断开充电器，测得蓄电池两端开路电压约8.3V。将蓄电池接入原电路，改用原电源适配器充电一段时间后试机，电机运转正常，数次充放电后，感觉电机转动强劲有力，工作时间还可以，至此维修结束。此故障为吸尘器闲置过久，蓄电池过度放电，导致充电电流过大，自恢复保险丝受热保护所致。U2()在路电阻值见表1，各脚电压测试值见表2。