Không gian bên trong tủ khử trùng luôn ở trong môi trường khắc nghiệt nhiệt độ cao, hơi nước và nước ngưng tụ. Các bảng điều khiển thông thường dễ bị đoản mạch, lão hóa linh kiện và hỏng cảm ứng khi bị ăn mòn do nhiệt độ và độ ẩm trong thời gian dài. Tối ưu hóa cấu trúc có mục tiêu của bảng điều khiển có thể cải thiện hiệu quả khả năng chống nước, chịu nhiệt độ cao và độ tin cậy vận hành lâu dài, giảm đáng kể tỷ lệ hỏng hóc sau bán hàng của thiết bị khử trùng gia dụng và thương mại.

1. Tối ưu hóa bố cục kết cấu theo lớp tổng thể để cách nhiệt và chặn nước

Áp dụng cấu trúc hai lớp riêng biệt của bảng cảm ứng và bảng mạch PCB chính để tránh tiếp xúc trực tiếp giữa bảng mạch và hơi nước nóng bên trong tủ. Lớp cảm ứng phía trước được nhúng vào tấm kính cường lực, cách ly với mạch truyền động điện ở phía sau. Một miếng đệm cách nhiệt kín được thêm vào giữa bảng điều khiển và bảng điều khiển chính để chặn nhiệt bức xạ truyền từ khoang ống gia nhiệt, làm giảm nhiệt độ môi trường của các bộ phận PCB từ 15°C đến 25°C. Các kênh tản nhiệt đối lưu không khí độc lập được dành riêng ở cả hai mặt của khung bo mạch chính, giúp thải nhiệt tích tụ qua lỗ thông hơi dành riêng cho tủ mà không để nước ngưng tụ chảy vào khu vực mạch điện.

2. Chi tiết thiết kế kết cấu kín chống thấm

Bao quanh toàn bộ bo mạch PCB bằng một khung kín bằng nhựa tích hợp và lấp đầy khoảng trống của khung bằng các dải cao su silicon chịu nhiệt độ cao để tạo thành một cabin chống nước khép kín hoàn toàn. Các đầu nối dây của nguồn điện, đầu dò nhiệt độ và công tắc cửa sử dụng đầu nối cắm chống nước với vòng đệm cao su, thay thế các đầu nối hàn hở để ngăn hơi nước xâm nhập dọc theo các khe hở dây. Tất cả các lỗ xuyên và lỗ vít trên PCB đều được phủ một lớp keo chống thấm cách điện để bao phủ toàn bộ, loại bỏ nguy cơ hấp thụ nước mao dẫn của thành lỗ. Cạnh của bảng điều khiển cảm ứng được lấp đầy bằng keo xốp bịt kín để ngăn nước ngưng tụ thấm vào mạch phía sau từ các khe hở kính.

Đối với những khu vực dễ bị đọng nước như đáy khung đỡ bảng điều khiển, hãy thiết kế rãnh thoát nước nghiêng. Nước ngưng tụ trên bề mặt vỏ có thể chảy ra dọc theo sườn dốc mà không đọng lại xung quanh các linh kiện điện tử, thực hiện thoát nước thụ động mà không cần thêm lỗ thoát nước có thể tạo ra hơi nước.

3. Vật liệu chịu nhiệt độ cao phù hợp cho các bộ phận kết cấu

Vỏ ngoài của bảng điều khiển và khung đỡ bên trong chọn nhựa ABS hoặc PPS chịu nhiệt độ cao chống cháy, có thể duy trì độ cứng ổn định và ổn định kích thước trong điều kiện nhiệt độ làm việc lâu dài từ -10oC đến 70oC, tránh biến dạng, co ngót hoặc lão hóa giòn do bức xạ nhiệt liên tục. Chất liệu silicone bịt kín không thấm nước được cải tiến để chống lại quá trình oxy hóa ở nhiệt độ cao, giúp dải niêm phong không bị cứng và mất độ đàn hồi sau khi nướng lâu ngày. Miếng đệm cách nhiệt sử dụng miếng đệm cách nhiệt silica aerogel có độ dẫn nhiệt thấp để cắt đường truyền nhiệt giữa khoang nhiệt độ cao và khu vực bảng điều khiển.

4. Gia cố kết cấu cục bộ PCB & Tối ưu hóa chống nhiệt

Tiến hành bố trí phân vùng trên PCB: tập trung các thành phần công suất cao như rơle và điện trở nguồn vào khu vực cạnh gần kênh tản nhiệt và giữ IC cảm ứng, máy vi tính đơn chip và các thành phần tín hiệu nhỏ nhạy cảm cách xa nguồn nhiệt. Thêm các tấm nhôm tản nhiệt độc lập vào các bộ phận có nhiệt độ cao để đẩy nhanh quá trình mất nhiệt. Bề mặt bảng mạch được phủ một lớp sơn ba lớp (chống ẩm, chống nấm mốc, chống phun muối) với độ dày đồng đều, tạo thành lớp màng bảo vệ dày đặc cách ly hơi nước và khí ăn mòn bị phân hủy bởi ozon ở nhiệt độ cao.

Thiết lập khoảng cách cách ly giữa các mạch dòng điện mạnh và dòng điện yếu trên bố cục cấu trúc PCB để giảm nhiễu điện từ và tránh hiện tượng quá nhiệt thành phần do tích tụ nhiệt chồng chéo của các mạch điện.

5. Tối ưu hóa cấu trúc lắp ráp để giảm thiểu rủi ro rò rỉ nước tiềm ẩn

Thay đổi cấu trúc cụm khóa phía trước truyền thống thành vít cố định ẩn phía sau. Không có lỗ vít xuyên qua bảng mặt trước để tạo thành các đường rò rỉ nước. Khe lắp ráp giữa mô-đun bảng điều khiển và tủ được lấp đầy bằng bọt bịt kín tích hợp để loại bỏ các khe hở lắp ráp. Toàn bộ mô-đun bảng điều khiển áp dụng thiết kế mô-đun tích hợp, có thể được niêm phong trước toàn bộ trước khi lắp vào tủ, tránh hư hỏng thứ cấp cho lớp chống thấm trong quá trình lắp ráp tại chỗ.

6. Tiêu chuẩn kiểm tra xác minh cho cấu trúc chống nước và nhiệt độ cao được tối ưu hóa

Sau khi tối ưu hóa cấu trúc, mô-đun bảng điều khiển cần phải vượt qua các bài kiểm tra độ tin cậy nghiêm ngặt: kiểm tra lão hóa ở nhiệt độ cao liên tục ở 65oC trong 72 giờ, kiểm tra chu kỳ nhiệt độ cao và thấp xen kẽ từ -10oC đến 70oC, kiểm tra nhiệt độ và độ ẩm không đổi với độ ẩm cao 95% RH trong 48 giờ và thử nghiệm mô phỏng chống nước phun nước mô phỏng quá trình ngưng tụ hơi nước trong nhà bếp. Sau khi kiểm tra, hãy kiểm tra xem có hiện tượng rò rỉ nước bên trong cabin kín, không bị hỏng linh kiện, không bị lệch độ nhạy cảm ứng và mạch hoạt động ổn định. Cấu trúc tối ưu hóa có thể kéo dài tuổi thọ của bảng điều khiển tủ khử trùng hơn hai lần và thích ứng ổn định với điều kiện làm việc nhà bếp ẩm ướt và nhiệt độ cao lâu dài.