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修理AC小家电时,意外发现的惊人事实……

2020-07-08 Bill Schweber 阅读:
我们在电子工程领域太常使用“接地”这个名词,都忘了它主要的意义以及关键功能所在...

有一个合理的抱怨是,目前有很多家用电器若要维修,程序都太复杂、太困难或非常昂贵,因此只要坏掉就会变成“砖块”(无用的垃圾)──特别是当它们使用了几年后,可能因为零件缺货,实体接触不良,或者是要替换内含IC与其他零组件的电路板所费不赀或有困难。Qqyednc

对于某些这种家电,你可能会觉得如果可以拆开它们看里面发生什么事,或许就能修好;但让人沮丧的是,很多案例你都会看到一个写着“内部无用户可自行检修零件”(No User Serviceable Parts Inside)的标签(EETT编按:意味着用户若自行拆卸该装置就丧失保固资格,后果自负…)。Qqyednc

不过让人沮丧的原因也不总是上述情况。例如我有一台功能很基本的低阶、非电子式Black & Decker牌小烤箱(参考下图)突然坏了,显示运作中的一个小红灯不亮了,加热器也故障。这类装置最常见的故障就是慢慢功能衰退,那些电热零件随着时间变暗,并非能经济且安全地维修的东西。我猜想,问题可能出在某个连接器松动或是开关不良(当然,我有先检查过插头跟电源线,确定不是它们的问题)。Qqyednc

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这台基本款Black & Decker小烤箱没有电子零件或软件、也没有内部电源供应器,只有两个机电控制转盘还有显示“启动”的红灯。(图片来源:P.C. Richard & Son)Qqyednc

因为烤箱是突然完全“瘫痪”,我就想:“来看看怎么修理吧!”通常我会对于摸索直接使用交流电(AC)的家电内部感到犹豫,因为里面没有AC/AC或AC/DC的低电压安全区,你必须要确保所有的零件都正确恢复原状。所以我先上网搜寻这款烤箱的相关维修信息,也找到了一些建议,虽然并不完全适用,但还是给了我一些精神上的鼓励。Qqyednc

而我发现了让我震惊的事实1:要拆开这个烤箱相当容易,没有隐藏的螺丝、没有胶合或是超音波焊接的塑料接缝,也没有在撬开外壳后会断裂的搭扣或是阻碍开启外壳的任何东西,只有10颗完全可见的小螺丝,因此我只花了几分钟就把外壳打开,并且将控制开关以及烘烤区域分开。烤箱的内部也相当简单,只有两个控制器,在传统机电定义上都是单纯的硬件,其中一个是用来控制烘烤温度与模式,另一个是发条式旋钮定时器。Qqyednc

令我震惊的还有事实2:虽然电线都被某种编织绝缘材料覆盖,我假设是某种隔热材料,与定时器和恒温器的连结却完全暴露于AC线接点。我马上看到有一个恒温器的滑入式连接器已经松脱了、悬在半空中,如下图所示;我猜是原本就没有扣紧,或者是再加上因为多年来使用开关烤箱门的震动所导致。Qqyednc

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从照片中可看到烤箱内部的电气控制区域,注意悬空的电线以及滑动的连接器(圆圈内)已经从相对应的前面满控制区脱落,可能已经碰触到烤箱的金属外壳。(图片来源:Bill Schweber)Qqyednc

事实2还让我意识到一个更大的问题,是我没使用适当的三线接地插头与插座,而是用了无接地的AC电线。如果脱落悬空的连接器碰触到烤箱的金属外壳,就可能让金属外壳与AC电线通电;虽然这是一种双重条件故障情况,却是合理可能发生的。不同于配备两个AC连接──仅火线(hot)与中性线(neutral),无接地──的塑料外壳线路电线供电电器,这种烤箱并没有双重绝缘。Qqyednc

最后我把松脱的连接器轻轻扣好放回原位,一切运作正常,机器重新组装也很顺利;能这么简单地在几分钟之内诊断并修复故障的家电令人欣慰,这真的是不常发生的状况。我还因此被提醒了可能发生的不良状况,还有AC电线接地确实有其存在的理由;我们在电子工程领域太常使用接地这个名词,都忘了它主要的意义以及关键功能所在。Qqyednc

你曾有过修理──或尝试修理──家电甚至一些电子装置的经验吗?无论它们是简单或复杂,你发现其中最大的挑战是什么?是找到相关说明文件、撬开外壳深入内部、诊断问题所在,着手进行修理,还是让一切恢复原状?你是否曾经简单完成故障电器的修理,就像我的经验一样只是把松脱的线路接好?Qqyednc

在此推荐一个可以测试所有三孔插座接地完整性的好用工具,如下图,是一个售价5美元的测试器;它是一个真正“即插即用”工具,只要插上插座,看LED的灯号显示,就可以知道你家的三孔插座是不是功能正常。Qqyednc

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三孔插座测试器。(图片来源:Klein Tools)Qqyednc

(原文发表于ASPENCORE旗下EDN姐妹媒体EETimes,参考链接:Why I Was Almost Shocked – in Two Ways – by a Small Home AC Appliance,By Bill Schweber,编译:Judith Cheng;责编:Demi Xia)Qqyednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Bill Schweber
EE Times/EDN/Planet Analog资深技术编辑。Bill Schweber是一名电子工程师,他撰写了三本关于电子通信系统的教科书,以及数百篇技术文章、意见专栏和产品功能介绍。在过去的职业生涯中,他曾担任多个EE Times子网站的网站管理者以及EDN执行编辑和模拟技术编辑。他在ADI公司负责营销传播工作,因此他在技术公关职能的两个方面都很有经验,既能向媒体展示公司产品、故事和信息,也能作为这些信息的接收者。在担任ADI的marcom职位之前,Bill曾是一名备受尊敬的技术期刊副主编,并曾在其产品营销和应用工程团队工作。在担任这些职务之前,他曾在英斯特朗公司(Instron Corp., )实操模拟和电源电路设计以及用于材料测试机器控制的系统集成。他拥有哥伦比亚大学电子工程学士学位和马萨诸塞大学电子工程硕士学位,是注册专业工程师,并持有高级业余无线电执照。他还在计划编写和介绍了各种工程主题的在线课程,包括MOSFET基础知识,ADC选择和驱动LED。
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