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家用电磁炉电路结构分享分析心得和改善方法

第一部分,扼流圈电路:这一部分就是一个LC电路,也可以说是无源PFC电路,因为并联谐振电路在谐振电路两端的电压低于LC的C两端电压时,整个谐振电路负载是容性,这是开通会有很强的的电容充电电流。扼流圈基本作用是恒流源,限制整个谐振电路的电流变化,既提高电源的交流内阻,但扼流圈后的电容又减小了交流内阻。所以这个电容参数不能大,大了容易炸机。但太小的参数如何,因为PFC作用,C两端电压会过高,与谐振电压一起加到功率管上,功率管又不能超压,只好降低功率。扼流圈电路还隔开了高频电路和低频整流桥。

这样分析,分析过程就是找出改善方法的途径。大家以为如何

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my.mai
LV.9
2
2013-05-24 15:07
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whlz58
LV.4
3
2013-05-24 15:38
@my.mai
**此帖已被管理员删除**

先分析原理,第二部分,并联谐振电路,在谐振电路两端电压小于电源电压的时候,功率管开通时电路呈现容性,即线盘(谐振电路的L)在,内部电流为0时,功率管开通没有损耗,但谐振电压在谐振电路两端电压小于电源电压的时,功率管开通是要给他一个两端电压的阶跃,电容电压的阶跃响应,其流过的电流就是冲击响应,因为电容等于充的电荷与两端电压的比,电压变化前后的差,电荷变化就是这个差乘C倍,这是个常数,但变化的时间很短,电流等于这个常数除以时间。

所以开通时最好的是谐振电容两端的电压大于等于电源电压。上电,初次给功率这个冲击是功率管硬扛,但仅一次,工作时连续的低功率,冲击电流会使功率管发热。为了避开这个容性,谐振开通时要功率管零压开,这个零压是由前次开通供应的谐振能量,这次开通时依然足够抵消电源电压。为了保有足够的谐振能量,线盘与锅有距离要求,不能太小,否则耦合给锅的能量多而保持谐振的能量太低。但线盘留有太多的能量浪费了能效。

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whlz58
LV.4
4
2013-05-24 16:04
@whlz58
先分析原理,第二部分,并联谐振电路,在谐振电路两端电压小于电源电压的时候,功率管开通时电路呈现容性,即线盘(谐振电路的L)在,内部电流为0时,功率管开通没有损耗,但谐振电压在谐振电路两端电压小于电源电压的时,功率管开通是要给他一个两端电压的阶跃,电容电压的阶跃响应,其流过的电流就是冲击响应,因为电容等于充的电荷与两端电压的比,电压变化前后的差,电荷变化就是这个差乘C倍,这是个常数,但变化的时间很短,电流等于这个常数除以时间。所以开通时最好的是谐振电容两端的电压大于等于电源电压。上电,初次给功率这个冲击是功率管硬扛,但仅一次,工作时连续的低功率,冲击电流会使功率管发热。为了避开这个容性,谐振开通时要功率管零压开,这个零压是由前次开通供应的谐振能量,这次开通时依然足够抵消电源电压。为了保有足够的谐振能量,线盘与锅有距离要求,不能太小,否则耦合给锅的能量多而保持谐振的能量太低。但线盘留有太多的能量浪费了能效。

谐振电容选的越大,冲击越大,前面已经说明。但越小,谐振电压的幅度就越大,整个电路要照顾谐振电压幅度引起的超压,又要保证开通的谐振幅度,还要保证工作在功率管的要求内。线盘的电感量选择也是如此。美的有一款在线盘上加两根磁条,其作用与加大线盘和锅的距离一样,降低耦合给锅的能量。加多线盘的股数,降低损耗,是能用一部分就用一部分。双层线盘等于分了两部分,一部分主要谐振,一部分主要耦合。

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lj53
LV.5
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2013-05-24 17:43
先顶你,晚上再漫漫看
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whlz58
LV.4
6
2013-05-24 18:24

因为容性阶跃的存在,对电路约束的很多,参数大小,功率范围都受到约束,大多数改进都是针对参数的调整,我考虑的方法是,用一个器件串联在功率管上,这个器件在刚开通时承担压差,而供电一段时间又近似短路,后面找了个磁环电感,刚开通,电感成感性,但电流大了后,电感饱和,只要饱和后发热小,这样就有了谐振电容的预充电过程,选择好电感量,饱和电流点,使预充电的时间合适,不是能改进电路结构的影响。当然要给这个电感反相并一个二极管续流。有了这个预充电过程,线盘到锅底的距离、开机硬抗、还有谐振电路,扼流圈电路的器件参数的选择约束减小。功率范围和能效、超薄机都有改善。

当然,家用电磁炉还有很多技术空间,大多要集成在集成电路里,例如数字移相,运行检测谐振,并根据检测的参数自动调整数字移相。以适应不同材质,与谐振电路构成的参数,各种锅都能运行在最佳状态等。

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2013-05-24 20:41
@whlz58
谐振电容选的越大,冲击越大,前面已经说明。但越小,谐振电压的幅度就越大,整个电路要照顾谐振电压幅度引起的超压,又要保证开通的谐振幅度,还要保证工作在功率管的要求内。线盘的电感量选择也是如此。美的有一款在线盘上加两根磁条,其作用与加大线盘和锅的距离一样,降低耦合给锅的能量。加多线盘的股数,降低损耗,是能用一部分就用一部分。双层线盘等于分了两部分,一部分主要谐振,一部分主要耦合。

呵呵   

          电磁加热  找佛山冉智

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my.mai
LV.9
8
2013-05-25 08:51
@whlz58
因为容性阶跃的存在,对电路约束的很多,参数大小,功率范围都受到约束,大多数改进都是针对参数的调整,我考虑的方法是,用一个器件串联在功率管上,这个器件在刚开通时承担压差,而供电一段时间又近似短路,后面找了个磁环电感,刚开通,电感成感性,但电流大了后,电感饱和,只要饱和后发热小,这样就有了谐振电容的预充电过程,选择好电感量,饱和电流点,使预充电的时间合适,不是能改进电路结构的影响。当然要给这个电感反相并一个二极管续流。有了这个预充电过程,线盘到锅底的距离、开机硬抗、还有谐振电路,扼流圈电路的器件参数的选择约束减小。功率范围和能效、超薄机都有改善。当然,家用电磁炉还有很多技术空间,大多要集成在集成电路里,例如数字移相,运行检测谐振,并根据检测的参数自动调整数字移相。以适应不同材质,与谐振电路构成的参数,各种锅都能运行在最佳状态等。

家用电磁炉,国内技术来说,没搞的这么复杂啦,都在想尽办法研究如何降低成本。

交流输入的跨线滤波2UF电容器去掉了,有一些厂家意思意思,安装0.1UF的安规X2电容。

压敏电阻早N年前就去掉了,扼流圈越来越缩水了,线径变小,磁环尺寸变小。

5UF滤波电容和0.3UF谐振电容由大体积换小体积,能省一两毛钱。

散热片是越来越小了,重量越来越轻了,PCB尺寸是越来越小了,很多地方的布线都不合理,爬电距离,电气间隙都不满足相关的安规要求。

测温的NTC也改了,直接用贴片装的,检测IGBT的E极引脚温度。线盘方面,铜包铝不是什么新鲜事了。

IGBT方面,也有厂家试过用特制的管子,缩水的,结果老是保护,甚至是直接爆管。

功率方面,标称2000W的机子,430锅具,开机3-5分钟内实测功率是1600W左右,5分钟后自动降低到1200-1300W,这样的机子到处都是

国内家用电磁炉行业已经是这样子了,研究的再多也没意思。

我曾经发过老外的机子,1800W+1600W双头的,两头分别的LC滤波和LC谐振电路,半桥,用料非常的足,走高端市场。

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my.mai
LV.9
9
2013-05-25 08:55
@my.mai
家用电磁炉,国内技术来说,没搞的这么复杂啦,都在想尽办法研究如何降低成本。交流输入的跨线滤波2UF电容器去掉了,有一些厂家意思意思,安装0.1UF的安规X2电容。压敏电阻早N年前就去掉了,扼流圈越来越缩水了,线径变小,磁环尺寸变小。5UF滤波电容和0.3UF谐振电容由大体积换小体积,能省一两毛钱。散热片是越来越小了,重量越来越轻了,PCB尺寸是越来越小了,很多地方的布线都不合理,爬电距离,电气间隙都不满足相关的安规要求。测温的NTC也改了,直接用贴片装的,检测IGBT的E极引脚温度。线盘方面,铜包铝不是什么新鲜事了。IGBT方面,也有厂家试过用特制的管子,缩水的,结果老是保护,甚至是直接爆管。功率方面,标称2000W的机子,430锅具,开机3-5分钟内实测功率是1600W左右,5分钟后自动降低到1200-1300W,这样的机子到处都是国内家用电磁炉行业已经是这样子了,研究的再多也没意思。我曾经发过老外的机子,1800W+1600W双头的,两头分别的LC滤波和LC谐振电路,半桥,用料非常的足,走高端市场。

补充一点,电流互感器也早N年前就去掉了,用康铜丝代替。

估计后面的发展方向,是考虑能否不要扼流圈?能否不要5UF滤波电容?能否用电阻分压代替开关电源?

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whlz58
LV.4
10
2013-05-25 09:05
@my.mai
家用电磁炉,国内技术来说,没搞的这么复杂啦,都在想尽办法研究如何降低成本。交流输入的跨线滤波2UF电容器去掉了,有一些厂家意思意思,安装0.1UF的安规X2电容。压敏电阻早N年前就去掉了,扼流圈越来越缩水了,线径变小,磁环尺寸变小。5UF滤波电容和0.3UF谐振电容由大体积换小体积,能省一两毛钱。散热片是越来越小了,重量越来越轻了,PCB尺寸是越来越小了,很多地方的布线都不合理,爬电距离,电气间隙都不满足相关的安规要求。测温的NTC也改了,直接用贴片装的,检测IGBT的E极引脚温度。线盘方面,铜包铝不是什么新鲜事了。IGBT方面,也有厂家试过用特制的管子,缩水的,结果老是保护,甚至是直接爆管。功率方面,标称2000W的机子,430锅具,开机3-5分钟内实测功率是1600W左右,5分钟后自动降低到1200-1300W,这样的机子到处都是国内家用电磁炉行业已经是这样子了,研究的再多也没意思。我曾经发过老外的机子,1800W+1600W双头的,两头分别的LC滤波和LC谐振电路,半桥,用料非常的足,走高端市场。

九阳一款文火炉,使用两套线盘,单个线盘加磁条后的电感量为150uh,用继电器两个继电器,文火时一个线盘工作,保证谐振电压幅度,大火时两个并联,线盘的磁条成本也高,发热,磁条上又加了测温NTC

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my.mai
LV.9
11
2013-05-25 09:32
@whlz58
九阳一款文火炉,使用两套线盘,单个线盘加磁条后的电感量为150uh,用继电器两个继电器,文火时一个线盘工作,保证谐振电压幅度,大火时两个并联,线盘的磁条成本也高,发热,磁条上又加了测温NTC
 
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my.mai
LV.9
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2013-05-25 09:33
@my.mai
[图片] 
 
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whlz58
LV.4
13
2013-05-25 10:59
@my.mai
[图片] 

看电路结构是串联谐振,半桥或全桥的。成本比并联谐振的要高的,无论什么结构,技术进步需要分析原理。我这里拿出自己的想法,一个思路,写出来是抛砖引玉,与大家互补。不是为了降成本。删减的东西,谁家愿意用!

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jxyoung10
LV.4
14
2013-05-25 14:58
@my.mai
补充一点,电流互感器也早N年前就去掉了,用康铜丝代替。估计后面的发展方向,是考虑能否不要扼流圈?能否不要5UF滤波电容?能否用电阻分压代替开关电源?
  麦工伤心透了
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igbtsy
LV.9
15
2013-05-25 15:12
@whlz58
看电路结构是串联谐振,半桥或全桥的。成本比并联谐振的要高的,无论什么结构,技术进步需要分析原理。我这里拿出自己的想法,一个思路,写出来是抛砖引玉,与大家互补。不是为了降成本。删减的东西,谁家愿意用!
没有必要这么复杂的分析,写得多了没有耐心看下去了,更不要让初学者看糊涂了。不管电路如何,只要各器件中的电压、电流远远小于器件本身允许的安全值。再加上各种安全设防措施。故障率是极低极低的。那种省这省那的做法最终是省了点小钱而毁了自己。
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whlz58
LV.4
16
2013-05-25 18:18
@igbtsy
没有必要这么复杂的分析,写得多了没有耐心看下去了,更不要让初学者看糊涂了。不管电路如何,只要各器件中的电压、电流远远小于器件本身允许的安全值。再加上各种安全设防措施。故障率是极低极低的。那种省这省那的做法最终是省了点小钱而毁了自己。

电路分析透,才能有改进,这个方法,我用0.4uF的谐振电容,87uh的线盘,工作在3000W,反压900V,稳定工作,在高压270V,800W,IGBT的温度升到90度左右不再升,选的电感磁环为8mm,外直径16mm,内直径,11mm的绿色磁环,绕2.5匝,电感量75uh,当然如果磁环电感的饱和点再大一点,即磁环的参数变一下,低功率会更好。

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lj53
LV.5
17
2013-05-25 21:43
@igbtsy
没有必要这么复杂的分析,写得多了没有耐心看下去了,更不要让初学者看糊涂了。不管电路如何,只要各器件中的电压、电流远远小于器件本身允许的安全值。再加上各种安全设防措施。故障率是极低极低的。那种省这省那的做法最终是省了点小钱而毁了自己。

igbt旅长,根据你跟麦工的观点。

1.麦工说现在的厂家做电磁炉在不断的缩水(偷工减料)而达到降低成本的目的。

2.你的观点,不管什么样子的电路,只要在其额定范围内即可(不会有什么故障)。

3.所以现在的厂家像麦工所说的,标称2Kw的,实际只有1600.

这标称跟实际相差这么大,是不是真的不该?

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my.mai
LV.9
18
2013-05-26 19:19
@jxyoung10
 麦工伤心透了
我伤心啥?
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my.mai
LV.9
19
2013-05-26 19:20
@lj53
igbt旅长,根据你跟麦工的观点。1.麦工说现在的厂家做电磁炉在不断的缩水(偷工减料)而达到降低成本的目的。2.你的观点,不管什么样子的电路,只要在其额定范围内即可(不会有什么故障)。3.所以现在的厂家像麦工所说的,标称2Kw的,实际只有1600.这标称跟实际相差这么大,是不是真的不该?

沈工说的是理想主义,跟军方供货的设计方案,钱不是什么问题。

我说的是实际上国内市场上的情况,这些才是量大,主流。

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igbtsy
LV.9
20
2013-05-26 21:13
@lj53
igbt旅长,根据你跟麦工的观点。1.麦工说现在的厂家做电磁炉在不断的缩水(偷工减料)而达到降低成本的目的。2.你的观点,不管什么样子的电路,只要在其额定范围内即可(不会有什么故障)。3.所以现在的厂家像麦工所说的,标称2Kw的,实际只有1600.这标称跟实际相差这么大,是不是真的不该?

作为设计者,器件的降额使用是一个基本常识。就象建筑设计中的房屋、桥梁都要加几倍的安全系数。

产品的额定功率只能做足而不能做小的,这是涉及到企业的诚信问题。

对产品的实际功率 ,标准定在额定功率的负10%到正5%范围内都是合格的,我都是控制在额定功率 偏高2%左右,这样做让用户满意而无话可说,如果你机子的功率比额定功率低,尽管在负10%范围内是合格的,但是用户那边你就说不清了,因为人家不一定懂电、懂技术指标。

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whlz58
LV.4
21
2013-05-27 09:17
@igbtsy
作为设计者,器件的降额使用是一个基本常识。就象建筑设计中的房屋、桥梁都要加几倍的安全系数。产品的额定功率只能做足而不能做小的,这是涉及到企业的诚信问题。对产品的实际功率,标准定在额定功率的负10%到正5%范围内都是合格的,我都是控制在额定功率偏高2%左右,这样做让用户满意而无话可说,如果你机子的功率比额定功率低,尽管在负10%范围内是合格的,但是用户那边你就说不清了,因为人家不一定懂电、懂技术指标。

家用炉的功率,同样规格的IGBT,只有英飞凌的功率做的大一些,额定的一样,但开功率时硬抗的特性不一样。

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my.mai
LV.9
22
2013-05-27 09:25
@whlz58
家用炉的功率,同样规格的IGBT,只有英飞凌的功率做的大一些,额定的一样,但开功率时硬抗的特性不一样。
同样规格的IGBT,其实功率可以做足2000W的,可惜的是散热片小了,散热设计不良,线盘也缩水了,一整套方案都是按照低成本的走,所以才搞的功率是严重的虚标。不停的追求超薄,超小,超便宜,这样对家用电磁炉来说,是致命的,只有不断的走下坡路了。
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whlz58
LV.4
23
2013-05-27 10:26
@my.mai
同样规格的IGBT,其实功率可以做足2000W的,可惜的是散热片小了,散热设计不良,线盘也缩水了,一整套方案都是按照低成本的走,所以才搞的功率是严重的虚标。不停的追求超薄,超小,超便宜,这样对家用电磁炉来说,是致命的,只有不断的走下坡路了。
不知道你的心态,是希望缩水做还是改善现状,不过感谢创格提供样品。我的思路是进一步拓展功率范围,搞个变通的方法,以后进一步的改善,需要新的电路结构。那些缩水的,追求短期利益,路能走多远。维持生存而已
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lj53
LV.5
24
2013-05-27 10:43
@whlz58
不知道你的心态,是希望缩水做还是改善现状,不过感谢创格提供样品。我的思路是进一步拓展功率范围,搞个变通的方法,以后进一步的改善,需要新的电路结构。那些缩水的,追求短期利益,路能走多远。维持生存而已

真真正正的去研发新的电路结构的话,我觉得还没等到市场的响应,就要先关门了。

现状就是这样

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irex
LV.5
25
2013-05-27 12:06
@lj53
真真正正的去研发新的电路结构的话,我觉得还没等到市场的响应,就要先关门了。现状就是这样

真正產品設計不是追求"無限壽命"而是要追求"有價壽命"

這意思總說?

一各公司如果做"萬年青"產品只有兩條路

要不倒閉收場;老闆跑路 , 要不清寒勞苦;老闆幫員工打工

這是很現實也殘酷的

我個人概念一各產品壽命以三年為限既可

前一年追求不故障 ; 後兩年追求的能可更換維修

一各產品如果用他兩年內追求不到利益(包含有形利益與無形利益)

那這產品以沒存在價值必要

產品設計以有效利用零件位設計最高境界

比如我門來看家用電磁爐這產品

為何大家拼命省成本?

我門要回想一各現實問題"產品源自市場需求"

既然大家能看到這便宜電磁爐

那也想必他有一定量;換角度說就是有一定市場

大家都不是傻瓜,如果真不能用那這產品能賣嗎?

每各零件省都一段心血

沒心血省那他產品他根本也賣不出去 !

我說這意思是希望大家看到某些產品先不要用自己感覺來看待

要用反思考

產品沒有啥是"垃圾"是"高科技"之分

只有"能賺錢"跟"不賺錢"之分

一各很禿兀的社會現象是很值得探討

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jxyoung10
LV.4
26
2013-05-27 13:21
@my.mai
我伤心啥?

我都伤心了    国内行业的恶劣竞争模式

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my.mai
LV.9
27
2013-05-27 15:08
@whlz58
不知道你的心态,是希望缩水做还是改善现状,不过感谢创格提供样品。我的思路是进一步拓展功率范围,搞个变通的方法,以后进一步的改善,需要新的电路结构。那些缩水的,追求短期利益,路能走多远。维持生存而已

我说的是目前中国家用电磁炉行业的现状,大企业,小企业,山寨作坊都走同样的路线。

国内家用电磁炉销量占了一半的顺德美X,还有占的比例也比较大的九X,苏XX,这几个巨头加起来的销量占了中国家用电磁炉的7成以上。

你看看他们的机子,有标称功率的80%已经算不错了,其他小厂,只有标称功率的60%

至于标称2000W,实际不足800W的也不少,这些走买手机送电磁炉,或者是用货车拉到农村里搞游击战的也很多。这些机子,里面放了一块砖头,写着防电磁辐射模块。

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lj53
LV.5
28
2013-05-27 15:37
@my.mai
我说的是目前中国家用电磁炉行业的现状,大企业,小企业,山寨作坊都走同样的路线。国内家用电磁炉销量占了一半的顺德美X,还有占的比例也比较大的九X,苏XX,这几个巨头加起来的销量占了中国家用电磁炉的7成以上。你看看他们的机子,有标称功率的80%已经算不错了,其他小厂,只有标称功率的60%至于标称2000W,实际不足800W的也不少,这些走买手机送电磁炉,或者是用货车拉到农村里搞游击战的也很多。这些机子,里面放了一块砖头,写着防电磁辐射模块。

"至于标称2000W,实际不足800W的也不少,这些走买手机送电磁炉,或者是用货车拉到农村里搞游击战的也很多。这些机子,里面放了一块砖头,写着防电磁辐射模块。"

..........

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dxsmail
LV.11
29
2013-05-27 15:46
@my.mai
我说的是目前中国家用电磁炉行业的现状,大企业,小企业,山寨作坊都走同样的路线。国内家用电磁炉销量占了一半的顺德美X,还有占的比例也比较大的九X,苏XX,这几个巨头加起来的销量占了中国家用电磁炉的7成以上。你看看他们的机子,有标称功率的80%已经算不错了,其他小厂,只有标称功率的60%至于标称2000W,实际不足800W的也不少,这些走买手机送电磁炉,或者是用货车拉到农村里搞游击战的也很多。这些机子,里面放了一块砖头,写着防电磁辐射模块。
都是虚标。。。实际烧开水。。。才知道优劣。。。。
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igbtsy
LV.9
30
2013-05-27 21:13
@dxsmail
都是虚标。。。实际烧开水。。。才知道优劣。。。。
就象九十年代的音响、功放,功率都标个1000W,2000W,误导消费者。实际功率看电源变压器只有50到100W。撑死了只有25W到50W。
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lj53
LV.5
31
2013-05-27 22:18
@igbtsy
就象九十年代的音响、功放,功率都标个1000W,2000W,误导消费者。实际功率看电源变压器只有50到100W。撑死了只有25W到50W。

沈工,我记得90年代的时候,工具器件都是质量蛮好的。

比如,我家里的老虎钳,用锤子猛地锤去钳小指粗的钢筋,都没破口。

现在的老虎钳....钳个铁钉都缺口了..... 

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