專利名稱：具指示控制的家用電器電功率調(diào)節(jié)器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電功率調(diào)節(jié)器的改進，特別是家用電器電功率調(diào)節(jié)器的改進。
目前家用電器普遍采用的可控硅與負荷串聯(lián)的技術，在電功率調(diào)節(jié)方面只具簡單性而缺乏方便性和實用性，具體表面為對于具有大的熱慣性的電熱器具，當市電變化較大(如在160V～250V)時，如果沒有指示或測量手段，在應用方面便有很大的局限性，如圖2中，若把其中的取樣指示(相應于

圖1中的［4］)取消，便是公知的最簡單的功率調(diào)節(jié)器，假如應用它來使電飯鍋熬粥，可以設想開關K1接于a檔，使T全導通，電飯鍋(圖2中［1］)很快會沸騰，這時便應減少功率，使得既能保持沸騰而又不致于過劇。因為沸騰過劇，很快損失了水份，不能達到熬粥的目的。為此，可以通過實驗，取得數(shù)據(jù)，測出最佳的沸騰功率，比如是額定功率的25％～30％，在這一功率下工作，便可達到最佳的沸騰狀態(tài)。于是便可以設計K1轉換到b檔上，使電飯鍋獲得25％～30％的功率。當考慮到供電電壓變化時，可以增加檔次(如c、d…等)，以作為調(diào)節(jié)。目前的家用電器電功率調(diào)節(jié)技術只停留在這一水平上。但實際上由于熱慣性的存在，用戶難以在a、b、c…多檔中一下子找到一個合適的檔。即使制造者列表說明，外電源在某一范圍時對應于某一檔，也是很不實用的。因為用戶可能缺乏這方面的知識，或者不具備測試手段。而要測量，至少要具備一個萬用表，這在經(jīng)濟上是不可取的。另外，由于必須顧慮電壓的變化，即使有了萬用表，在心理上也有不便之感，因而減低了對現(xiàn)有功率調(diào)節(jié)器的興趣，也就限制了對它的推廣。
本實用新型的目的，是提供一種經(jīng)濟、簡單、使用方便的，可以任意功率范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的，應用于家用電器的新型電功率調(diào)節(jié)器。這種調(diào)節(jié)器在外電源大幅度變化的情況下，通過指示控制仍可保證選取理想的使用功率范圍(即額定功率的某一百分數(shù))，從而充分發(fā)揮家用電器的效能，并達到節(jié)能的目的。此外，本實用新型還特別適合于下列三項應用目的1.對1000瓦以內(nèi)的家用電器，可以實現(xiàn)全回路無觸點(即不必設置功率轉換開關)，且仍保持小巧結構，便于應用；如果加設一個主調(diào)節(jié)器的并聯(lián)開關，還可應用在1000瓦以上的家用電器上。
2.可以使任意功率的電飯鍋在全功率下，迅速燒開，然后迅速找到維持最佳沸騰的節(jié)能狀態(tài)。對于外電源的大范圍變化，自行提供指示，不必使用傳統(tǒng)的測量設備；3.對電燙斗可以提供比如是四個檔次的應用(當然也可按要求增減檔次)。例如可分別適應于特厚衣物、厚衣物、普通衣物、薄的或怕燙壞的衣物等不同情況，收到一物多用和節(jié)能的效果。
本實用新型的技術內(nèi)容如下用電器［1］與作為主調(diào)節(jié)器的可控硅(T)［2］串聯(lián)于主電路上(如圖2所示)，由R1～R4、C、D、K1組成控制回路［3］，可控制主調(diào)節(jié)器［2］的導通角從0→180°變化。主調(diào)節(jié)器［2］是雙向的，因此能實現(xiàn)對用電器［1］的功率調(diào)節(jié)，其變化范圍可從零功率至滿功率。以上原理為電功率調(diào)節(jié)器的現(xiàn)有技術，在這個基礎上，增加了由電阻r1～r4、穩(wěn)壓二極管D1～D4、光(或聲)指示元件D5～D8和轉換開關K1′(和K1是同軸的)組成取樣指示回路。當K1處于a、b、c、d各檔時，K1′分別是處于a′、b′、c′、和d′各檔。而a檔是對應于可控硅全導通(即滿負荷工作)狀態(tài)。如要減低功率時，便讓K1換檔至其余的b、c、d等檔上。檔次設置多少，由調(diào)節(jié)要求的精度而定，要求精確些，則檔次可多些，反之則可設置少些。當用電器要從滿功率狀態(tài)轉換至某一要求的節(jié)能狀態(tài)時，可首先把K1推至末檔(圖2中是d檔)上。此時K1′處于d′檔處，把r4、D4、D8與負荷并聯(lián)起來。其中R4是電阻，D4是穩(wěn)壓二極管、D8是指示元件(發(fā)光元件或發(fā)聲元件)?，F(xiàn)設圖2中D8為發(fā)光二極管，則本實用新型的指示控制方式如下轉換功率時，K1及K1′首先轉至最末檔，如果該檔的發(fā)光件D8點亮，即說明轉換已合適，不必再作轉換，負荷已獲得理想的功率值；如果D8不點亮，則表明轉換未合適，負荷未獲得理想的功率(實際上意味著電壓偏低)，于是把開關K1(K1′)依次往回轉換，直至某檔所對應發(fā)光二極管點亮為止，這樣便發(fā)揮了指示控制的作用。這里必須指出，電阻R1～R4及r1～r4必須預先根據(jù)控制要求而設計好。以上是本實用新型的一種取樣方式，其優(yōu)點在于簡單實用，體積小，最適宜于兩個功率狀態(tài)轉換，如用于電飯鍋功率調(diào)節(jié)，兼作熬粥、熬湯使用。本實用新型還可采用另一種取樣方式，即改用一個特殊設計和刻度的指針式電表(如圖3所示)，其刻度可以用滿功率的百分數(shù)表示，例如25％、50％、70％、100％等，當與圖3中可調(diào)電阻R相配合時，則直接由此電表中指示出負荷所獲得功率，這是十分簡明方便的。必須指出，使用這種方式，不同于傳統(tǒng)的使用指示電表，例如不等同于萬用電表。如果使用萬用電表，不僅經(jīng)濟性不好，也不可能直接獲得本實用新型的指示效果，本實用新型采用此種取樣方式的電表，必須特殊設計與刻度，同時又可以使用最經(jīng)濟的表頭來生產(chǎn)。這種取樣方式的優(yōu)點在于既保持了經(jīng)濟性，又適合于多個功率轉換的控制，例如很適合于電熨斗的控制，甚至適合于連續(xù)的功率控制，在外電源的大幅度變動下，本實用新型仍然有效。電表的安裝如圖5所示。這時是一體化的，可以直接觀察電表作控制，但在用電器和供電分開兩處時(即用電器通過電纜與圖5的插座相連，但有相當距離)，如果要在用電器處作監(jiān)示，則電表可以獨立開來，與用電器相并聯(lián)(當然要提供相應的連接方式)，這種情況下，便是指示與控制分體。
以下結合對附圖的說明，給出本實用新型的實施例。
圖1 為本實用新型的方框原理圖；圖2 為采用光(或聲)指示控制方式的電路圖；圖3 為采用電表指示控制方式的電路圖；圖4 為本實用新型使用圖2電路方式的裝置的外觀主視圖、側視圖和內(nèi)部結構圖；圖5 為本實用新型使用圖3電路方式的裝置的外觀主視圖。
其中［1］負荷(用電器)、［2］主調(diào)節(jié)器(可控硅)(即T)、［3］控制回路、［4］取樣指示、［5］底殼、［6］面殼、［7］控制手柄、［8］電源插腳、［9］電路板、［10］散熱器、［11］用電器插座、［T］可控硅、［K1］和［K1′］為同軸開關、［C］電容、［D］觸發(fā)管、［R］和［r］為電阻。
實施例1額定功率為800瓦的電飯鍋［1］，要求開始時滿功率加熱到沸騰，然后轉為熬粥狀態(tài)，維持功率在25～30％之間。為此，采用圖2方案，由于是二個功率狀態(tài)，可選取a檔為全功率檔，c檔為正常供電下功率為25～30％檔(適于供電電壓200伏～225伏)，b檔為電壓偏低檔(適于供電電壓180伏～220伏)，d檔為電壓偏高檔(適于供電電壓225伏～250伏)。元件選用T使用8安／600伏雙向可控硅；C使用473／50伏電容；D使用26～32伏觸發(fā)管；R1＝2.7K；R2＝R3＝240K；R4＝150K；r1、D1、D5畧去(全功率不必指示)；D2～D4用12伏穩(wěn)壓管；D6～D8用發(fā)光二極管； r2＝15K；r3＝25K；r4＝30K。使用時，接通負荷［1］的電源，開關K1接a檔，至電飯鍋開始沸騰時，即轉至d檔，如D8點亮，便已達到控制目的，否則轉換至C檔，如D7點亮，也表示已達到控制目的，否則再轉換到b檔，此時，D6必然點亮。本例中假定電源波動范圍是180伏～250伏，如果假定波動電壓范圍加寬，只需再增加一個檔次便足。本實施例的安裝結構如圖4所示，基本是簡單的插座盒形式，整個盒呈長方形，元件及控制手柄［7］處于上方，插頭與負荷插座［11］同心，并在縱向的下方，在1000瓦功率范圍內(nèi)，盒內(nèi)散熱器［10］能保證可控硅［2］正常工作，不必設電源轉換開關。
實施例21000瓦電熨斗，為適應不同衣物，要求功率轉換為4檔(1)100％，(2)70％，(3)50％，(4)25％。由于使用檔次較多，最適宜采用圖3的方案，電表刻度采用圖5所示形式。由于電熨斗是阻性負荷，平均功率與平均電壓相對應，因此表的測量電路可采用如下形式；對負荷［1］兩端的交流電壓加以整流變成平均值，通過限流電阻R加到表頭線圈。然后按功率百分值來校正刻度便得。采用本例，可在任意電源波動下實現(xiàn)要求的功率控制范圍。本實施例的安裝結構如圖5所示，電表(即取樣指示)［4］裝于盒面上方，由于占據(jù)一定體積，盒的深度或長度適當增大便可，其余同實施例1。
實施例3為適用于1000瓦以上的電飯鍋作熬粥用，同實施例1，只需在主調(diào)節(jié)器(可控硅T)［2］兩端并聯(lián)一個開關便可。此時，圖2中的轉換檔保留b、c、d三檔，取消a檔(即用開關代替)。開始時，利用開關把T［2］短接，電飯鍋［1］獲得滿電壓，直至沸騰，便可把開關斷開，由K1換檔控制，控制方式與實施例1完全相同。
權利要求1.一種具指示控制的用電器電功率調(diào)節(jié)器，由底殼[5]、面殼[6]、控制手柄[7]、電源插腳[8]、散熱器[10]、用電器插座[11]和電路板[9]構成，其中，電路板[9]上有主調(diào)節(jié)器(即可控硅T)[2]和由電阻R1～R4、電容C、觸發(fā)管D、轉換開關K1組成的控制回路[3]，其特征在于主電路上(如圖1所示)在負荷[1]和控制回路[3]之間，有一個由電阻r1～r4、穩(wěn)壓二極管D1～D4、指示元件D5～D8和轉換開關K1′組成的取樣指示回路[4]。
2.根據(jù)權利要求1所述的電功率調(diào)節(jié)器，其特征在于取樣指示回路［4］中，D5～D8為發(fā)光元件。
3.根據(jù)權利要求1所述的電功率調(diào)節(jié)器，其特征在于取樣指示回路［4］中，D5～D8為發(fā)聲元件。
4.根據(jù)權利要求1所述的電功率調(diào)節(jié)器，其特征在于取樣指示回路［4］，可以做成指針電表的形式。
5.根據(jù)權利要求1所述的電功率調(diào)節(jié)器，其特征在于只要在主調(diào)節(jié)器［2］上加一個并聯(lián)開關，便可在1000瓦以上的家用電器上應用。
專利摘要一種具指示控制的家用電器電功率調(diào)節(jié)器，由殼體、控制手柄、電源插腳、散熱器、用電器插座和電路板構成，其特點是在主電路中，用一個取樣指示回路，使家用電器上的電功率調(diào)節(jié)器，在外電源大幅度變化的情況下，通過指示控制，仍可保證選取理想的使用功率范圍，從而充分發(fā)揮家用電器具有的效能，并達到節(jié)能的目的。這種新型電功率調(diào)節(jié)器特別適合于電飯鍋，電熨斗等需經(jīng)常改變電功率的家用電器上應用。
文檔編號H02M5/257GK2063718SQ9020094
公開日1990年10月10日 申請日期1990年1月21日 優(yōu)先權日1990年1月21日
發(fā)明者魏興華 申請人:魏興華