專利名稱：一種帶定時功能的數(shù)控?zé)o級功率調(diào)控裝置的制作方法
一種帶定時功能的數(shù)控?zé)o級功率調(diào)控裝置
(-敗術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種基于單片機控制的帶定時功能的數(shù)控?zé)o 級功率調(diào)控裝置，尤其是能數(shù)控線性調(diào)節(jié)阻性負(fù)載的功率，還可定時開關(guān)。
Cl)
背景技術(shù)：
目前，絕大多數(shù)阻性(主皿靠電阻發(fā)熱工作的電 器)大功率家電的功率調(diào)節(jié)-"fc^包含在產(chǎn)品內(nèi)部的積械裝置，由積械 開關(guān)分檔(強、弱)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的核心M于4管的單向?qū)щ娞匦裕?容易實現(xiàn)半功率和全功率兩檔，不能進(jìn)行無級調(diào)節(jié)，功能有限，在很多 場合不能滿足使用需求；也有通過控制可控硅導(dǎo)通角進(jìn)行調(diào)節(jié)的，但沒 有<吏用單片^1#:制，也沒有數(shù)碼顯示，功能相對較弱，j吏用不方^f更。特 別是沒有一種外置的通用型功率調(diào)控裝置。
(H)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有功率調(diào)節(jié)裝置功能較弱， 不能無級調(diào)節(jié)，使用不方便的問題，提供一種通用的外置式帶定時功能 的數(shù)控?zé)o級功率調(diào)控裝置。
本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明裝置包括有過零 檢測，單片機，皿輸入電路，顯示部分與功率控制部分，其特征 是單片機輸入I/0分別與過^r測輸出端及4^輸入電路相連，單片 機I/0輸出端分別與控制電路和顯示電路相連，單片機完成過零檢測、 #^輸入、顯示輸出與功率控制，單片初襲收^:輸入實現(xiàn)定時和功 率控制功能，同時將結(jié)果顯示出來，功率控制部分通過單片機控制可
控硅的導(dǎo)通角來實現(xiàn)；定時功能由單片機實時時鐘完成。
本發(fā)明裝置還配有電源插頭和接線板。
本發(fā)明裝置所述按鍵輸入電路是基于AD轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的。
本發(fā)明裝置主要用于家用大功率阻性負(fù)栽用電器。
本發(fā)明功率調(diào)節(jié)是通過單片才*測交流電過零點后，延時輸出信
號觸發(fā)可控硅導(dǎo)通，不同的延時以實現(xiàn)可控硅導(dǎo)通角(0~180度)的 調(diào)整，從而實現(xiàn)功率的調(diào)節(jié)。具體是在50Hz交流電周期內(nèi)，過零采 樣電路在交流電#點翻轉(zhuǎn)，該信號由單片機的I/0口輸入，觸發(fā)單片 機外部中斷，執(zhí)行中斷啟動單片機內(nèi)部定時器，定時器延時輸出信號 觸發(fā)可控硅導(dǎo)通，實現(xiàn)接通電源。延時量由用戶輸入，可以任意調(diào) 節(jié)，不同延時量實現(xiàn)不同功率輸出。同時利用單片才幾內(nèi)置時鐘，編程 實現(xiàn)任意定時開關(guān)。
本發(fā)明的有益效果是，對于大功率阻性用電器，不管其本身是否 具有功率調(diào)節(jié)功能，都可以通過該外置功率調(diào)控裝置，實現(xiàn)對其功率
的無極調(diào)節(jié)以及定時開關(guān)，以滿足人們的不同需要。 卿


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的樣機面板示意圖
圖3是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
圖4是本發(fā)明的模擬部分的電路圖。
圖5是本發(fā)明的單片機系統(tǒng)及輸入輸出和數(shù)碼顯示電路。
圖6是單片機外部中斷流程圖。
圖7是單片機定時中斷流程圖。
圖8是單片才幾主程序流程圖。
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具體實施例方式
以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述 圖l是本發(fā)明產(chǎn)品的成品結(jié)構(gòu)示意圖，該產(chǎn)品具有一個機殼2，內(nèi)
置電^#控系統(tǒng)，還配有插頭l，接線板3。輸入220V交流市電，該電
源除作為其本身電源輸入外，同時還是受控電源輸出。其輸出負(fù)載主
要是阻性大功率用電器。
圖2是本發(fā)明機殼面板示意圖。主要包括數(shù)碼顯示單元，發(fā)光二極
管指示單元和皿輸入單元，另外還有使用提示。 圖3是本發(fā)明的電游^^控系統(tǒng)原理方框圖，主要由過零采樣、■ 輸入、單片機、數(shù)碼顯示、可控硅功率控制幾部分組成，單片機I/0輸
入端與itf:檢測電路輸出端和4^:輸出端相連，單片機i/0輸出端同可 控硅控制電路和數(shù)碼顯示電路相連。
圖4是本發(fā)明的模擬部分電路，包括電源、過零采樣、可控硅接口
電路。220V市電由外接電源插頭輸入，串連可控硅電路后外接擴展電 源接線板輸出。同時經(jīng)220V-9V x 2變壓器降壓整流濾波后提供本系統(tǒng) 所需低壓電源，包括正負(fù)9V電源和正5V電源，正5V電源是經(jīng)過7805穩(wěn) 壓后得到的，為單片機系統(tǒng)供電。過零采樣電路主要由運算放大器 NE5532組成，其反相端接地，同相端接變壓器次級50HZ同步交流電信 號，經(jīng)開環(huán)放大后，通過限流電阻R1和5V穩(wěn)壓二極管D1整形后輸出滿 足單片機I/0口輸入要求的TTL信號。該TTL信號在市電過零點翻轉(zhuǎn)。圖 中與輸入插頭、輸出接線板相連的導(dǎo)線加粗指示其需承載大電流通 過，串連其中的保險管保證輸出電路短路時該系統(tǒng)的安全。可控硅控 制過程是單片機I/O輸出高電平并通itMOC3023光電耦合器Ql觸發(fā)可控 硅Q2導(dǎo)通，在電壓過零點電流反向時自動關(guān)斷。這里選用的是雙向大 功率可控娃BTA20。
圖5是單片機系統(tǒng)及輸入輸出和數(shù)碼顯示電路。這里選用AVR單片 機ATMEGA8，顯示才莫塊由LED (發(fā)光二極管)七段數(shù)碼管和兩個發(fā)光二 極管構(gòu)成，皿輸入由5個皿和若干電阻構(gòu)成。顯示模塊接口P3、 P4 同單片機P5、 P6相連；4^輸入接口P7同單片機P8相連；單片機輸入 接口P9同圖4過:f^測電i^口Pl相連，P10同圖4可控硅電皿口P2相
連。數(shù)碼顯示釆用動態(tài)掃描才莫式，電路簡單，掩建采用電阻分壓，不 同皿輸入不同電壓值，依靠單片機AD轉(zhuǎn)換得到鍵值，這樣簡化了硬 件電路。
圖6是單片機外部中斷流程圖，交流電過零點時，過零信號觸發(fā)單 片機外部中斷，中斷響應(yīng)后，P9輸出低電平使可控硅維持?jǐn)嚅_狀態(tài)，
隨后設(shè)定定時器初值并且開啟定時器后返回。兩路外部中斷分別設(shè)定 上升沿觸發(fā)和下降沿觸發(fā)，分別完成電源正負(fù)半周控制。
圖7是單片機定時中斷流程圖，定時溢出觸發(fā)中斷，P9輸出高電 平，觸發(fā)可控硅導(dǎo)通，關(guān)閉定時中斷后返回。
圖8是單片機主程序流程圖。在主程序中主要是循環(huán)讀取按鍵輸入 值，根據(jù)輸入調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，啟動定時功能，完成數(shù)碼顯示任務(wù)。
總體工作過程是過零信號驅(qū)動單片機兩外部中斷，在上升沿和下
降沿處完成可控硅導(dǎo)通角相位控制，實現(xiàn)可控硅導(dǎo)通角任意調(diào)整，從 而實現(xiàn)功率無級調(diào)節(jié)。定時功能的實現(xiàn)是通過開關(guān)外部中斷來實現(xiàn) 的。用戶可通過按鍵調(diào)整功率和設(shè)置定時功能。
權(quán)利要求
1.一種帶定時功能的數(shù)控?zé)o級功率調(diào)節(jié)裝置，包括過零檢測，單片機，按鍵輸入電路，顯示電路與功率控制電路，其特征是單片機輸入I/O分別與過零檢測輸出端及按鍵輸入電路相連，單片機I/O輸出端分別與控制電路和顯示電路相連，單片機完成過零檢測、按鍵輸入、顯示輸出與功率控制，單片機接收按鍵輸入實現(xiàn)定時和功率控制功能，同時將結(jié)果顯示出來，功率控制部分通過單片機控制可控硅的導(dǎo)通角來實現(xiàn)；定時功能由單片機實時時鐘完成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種帶定時功能的數(shù)控?zé)o級功率調(diào)節(jié)裝 置，其特征是還配有電源插頭和接線板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種帶定時功能的數(shù)控?zé)o級功率調(diào)節(jié)裝 置，其特征是所述按鍵輸入電路是基于AD轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶定時功能的數(shù)控?zé)o級功率調(diào)節(jié)裝 置，其特征是主要用于家用大功率阻性負(fù)載用電器。
全文摘要
一種帶定時功能的數(shù)控?zé)o級功率調(diào)節(jié)裝置，屬于單片機技術(shù)在家用電器功率控制領(lǐng)域中的應(yīng)用，包括過零檢測，單片機，按鍵輸入電路，顯示電路與可控硅控制電路，單片機接收按鍵輸入實現(xiàn)定時和功率控制功能，同時將結(jié)果顯示出來，功率調(diào)節(jié)部分通過單片機控制可控硅的導(dǎo)通角來實現(xiàn)；定時功能由單片機實時時鐘完成；本設(shè)計實現(xiàn)了大功率阻性負(fù)載用電器功率無極線性調(diào)節(jié)，能夠按百分?jǐn)?shù)數(shù)碼顯示功率比值，并具有定時開關(guān)功能，克服了大部分用電器不能無級調(diào)節(jié)功率，不能定時開或不能定時關(guān)的弊端，作為獨立的外置通用型功率調(diào)控裝置，使用更加方便靈活。
文檔編號H02M5/257GK101183832SQ20061012502
公開日2008年5月21日 申請日期2006年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月14日
發(fā)明者徐海霞, 田開坤 申請人:湖北師范學(xué)院