專利名稱：吊扇多功能節(jié)電調(diào)速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是屬電扇及電器的調(diào)節(jié)控制技術(shù)領(lǐng)域。
本實(shí)用新型是對(duì)專利號(hào)為90202042.0、名稱為“吊扇電子定時(shí)調(diào)速器”專利技術(shù)的改進(jìn)。因?yàn)樵搶＠夹g(shù)還存在著接線復(fù)雜(四線制，二進(jìn)二出，不便于安裝)，電路復(fù)雜和自然風(fēng)強(qiáng)弱不可調(diào)節(jié)等不足。
本實(shí)用新型提出了一種有效的、兼有無級(jí)調(diào)速、無級(jí)定時(shí)、仿自然風(fēng)三種功能的，并且只有兩個(gè)接線端(一進(jìn)一出)、自然風(fēng)強(qiáng)弱可調(diào)的吊扇多功能節(jié)電調(diào)速器。
這種新型的吊扇多功能節(jié)電調(diào)速器，是由定時(shí)電路、調(diào)速與自然風(fēng)控制電路、電子開關(guān)、電源所組成。利用定時(shí)電路核心元件CD4541(CMOS可編程定時(shí)器)輸出端輸出的高電平時(shí)間的長(zhǎng)短和調(diào)速電路核心元件555時(shí)基電路產(chǎn)生的周期一定而占空比可調(diào)的方波信號(hào)，控制作為電子開關(guān)的雙向可控硅的導(dǎo)通和不導(dǎo)通來接通和斷開電扇電機(jī)電源、實(shí)現(xiàn)電扇的定時(shí)、調(diào)速和仿自然風(fēng)這三種功能。
一般電風(fēng)扇(尤其是吊扇)采用本實(shí)用新型后，可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速、無級(jí)定時(shí)和仿自然風(fēng)三種功能的控制，并且調(diào)速范圍寬、定時(shí)時(shí)間長(zhǎng)、仿自然風(fēng)效果好。此外，本實(shí)用新型還具有接線簡(jiǎn)單、安裝方便、損耗小、體積小、線路簡(jiǎn)單、低速啟動(dòng)特性好、功率因數(shù)高、性價(jià)比高、使用方便和對(duì)外界電設(shè)備無干擾等優(yōu)點(diǎn)。并還可應(yīng)用于其它一些電器(如電熱毯)的調(diào)節(jié)控制。
附

圖1為本實(shí)用新型的面板示意圖。
附圖2為本實(shí)用新型的線路方框圖。
附圖3為本實(shí)用新型的線路原理圖。
本實(shí)用新型的實(shí)施例結(jié)合附圖作進(jìn)一步敘述。
在附圖1中K1為電源開關(guān)；K3為自然風(fēng)開關(guān)；8為定時(shí)指示燈LED；5為電扇電機(jī)M；6為速度調(diào)節(jié)旋鈕，是采用一般可調(diào)電位器W2進(jìn)行調(diào)節(jié)的；7為定時(shí)時(shí)間調(diào)節(jié)旋鈕，是采用旋轉(zhuǎn)式帶開關(guān)K2的可調(diào)電位器W1進(jìn)行調(diào)節(jié)的，且僅當(dāng)定時(shí)開關(guān)K2閉合時(shí)，調(diào)節(jié)W1改變定時(shí)時(shí)間(定時(shí)開關(guān)K2在附圖3中標(biāo)出)。
在附圖2中，1為電源電路部分；2為定時(shí)電路；3為調(diào)速與自然風(fēng)控制電路；4為電子開關(guān)；5為電扇電機(jī)。它是把附圖3所示的具體線路連接圖簡(jiǎn)化成幾個(gè)方框電路連接圖。
本實(shí)用新型的電源電路1分成兩個(gè)部分。
第一部分是由電阻R1、R2、電容C1、C2、二極管D1、D2、穩(wěn)壓管DW組成。即220V交流電壓經(jīng)電源開關(guān)K1后(此時(shí)雙向可控硅BCR尚未導(dǎo)通)，電流經(jīng)電阻R1、電容C1、二極管D2向電容C2充電，在電容C2上獲得一直流電壓，作為本機(jī)工作電壓。電壓值取決于穩(wěn)壓二極管DW的穩(wěn)壓值。二極管D1給電容C1提供反向充電回路。電阻R2是電容C1的泄放電阻，防止殘壓擊人。電阻R1是限流電阻。
第二部分由電流互感器LH、整流二極管D5～D8組成、當(dāng)雙向可控硅BCR導(dǎo)通時(shí)(此時(shí)電容C1就不再工作，即第一部分電源不再工作)，電扇電機(jī)的工作電流通過電流互感器LH的初級(jí)線圈L1，從而在其次級(jí)線圈L2上感應(yīng)出一交流電壓，經(jīng)二極管D5～D8整流后向電容器C2充電，以維持電容C2上電壓的穩(wěn)定。這里電流互感器LH的初次級(jí)匝數(shù)比為L(zhǎng)1L2＝110，初級(jí)電流(即電扇的工作電流)為零點(diǎn)幾安培，在次級(jí)上能獲得幾十毫安的恒流，經(jīng)二極管D5～D8整流后在穩(wěn)壓管DW上建立本機(jī)的工作電壓。本機(jī)工作電流僅需10毫安左右。
由本機(jī)核心元件(CD4541)IC1及電阻R3～R5、帶開關(guān)K2的可調(diào)電位器W1、電容C3、發(fā)光管LED組成的定時(shí)電路，是將可編程定時(shí)器IC1的1、2、3端外接阻容元件R4、W1、C3、R5與內(nèi)部振蕩器相連，構(gòu)成時(shí)鐘振蕩源；6端一路經(jīng)定時(shí)開關(guān)K2接地，另一路經(jīng)LED和R3接工作電壓；5、7、10端接地；9、12、13、14端接工作電壓；4、11端懸空；8端為輸出端，接至?xí)r基電路IC2的4端復(fù)位端(可編程定時(shí)器CD4541的具體性能和應(yīng)用請(qǐng)參見北京電子報(bào)1991年8月3日第3版上的介紹)。CD4541的定時(shí)時(shí)間td＝2.3(R4＋W1)C3×2n－1，根據(jù)本電路接法，即12、13端接高電平，則計(jì)數(shù)器級(jí)數(shù)n＝16。所以定時(shí)時(shí)間td＝2.3×215×(R4＋W1)×C3，調(diào)節(jié)電位器W1，即可調(diào)節(jié)定時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短，定時(shí)范圍從幾分鐘到幾小時(shí)。當(dāng)K2打開時(shí)，6端為高電平，定時(shí)器復(fù)位，8端保持高電平不變，即時(shí)基電路IC2的4端為高電平，時(shí)基電路正常工作。當(dāng)K2閉合時(shí)，6端變?yōu)榈碗娖?，定時(shí)器開始工作，同時(shí)發(fā)光二極管LED點(diǎn)亮，指示定時(shí)工作狀態(tài)。經(jīng)過一段時(shí)間(定時(shí)時(shí)間由W1調(diào)節(jié))后，內(nèi)部計(jì)數(shù)計(jì)滿，8端輸出由高電平變?yōu)榈碗娖?，此時(shí)，內(nèi)部電路禁止計(jì)數(shù)器繼續(xù)對(duì)時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)，且8端輸出的低電平一直保持到復(fù)位信號(hào)到來(6端變?yōu)楦唠娖?或斷電為止。因時(shí)基電路IC2的4端變?yōu)榈碗娖?，IC2停止工作，IC2的3端輸出為低電平，雙向可控硅BCR截止，電扇斷電停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
由時(shí)基電路(NE555)IC2、電阻R6、R7、可調(diào)電位器W2、二極管D3、D4、電容C4、C5、自然風(fēng)開關(guān)K3組成的調(diào)速與自然風(fēng)控制電路，是將時(shí)基電路IC2接成占空比可調(diào)的方波振蕩器工作模式。即將IC2的7端經(jīng)電位器W2后一路經(jīng)R6接工作電壓，另一路經(jīng)R7和反接二極管D3后接其6端，且在7端與6端之間順接二極管D4；IC2的2端直接接其6端；6端經(jīng)C5接地，或經(jīng)開關(guān)K3、C4后接地；1端接地，8端接工作電壓，3端輸出接BG的基極。
由雙向可控硅BCR、三極管BG和電阻R8組成的電子開關(guān)4，是將BG的集電極接工作電壓，發(fā)射極經(jīng)R8后接雙向可控硅BCR的控制極，BCR的另兩端，一端接地，另一端接電流互感器的初級(jí)線圈L1。電扇電機(jī)5一端接地，另一端接220V交流電壓的另一端。
在開關(guān)K3打開和IC2的復(fù)位端4端保持高電平的情況下，IC2的3端輸出方波周期T＝0.7(RA＋RB)×C5。RA、RB在附圖3中標(biāo)出，RA＋RB＝R8＋W2＋R7。其中高電平時(shí)間為tA＝0.7RAC5，低電平時(shí)間為tB＝0.7RBC5。當(dāng)IC2的3端為高電平時(shí)，作為電子開關(guān)的雙向可控硅BCR被觸發(fā)導(dǎo)通，電扇電機(jī)5接通電源工作；當(dāng)IC2的3端為低電平時(shí)，BCR截止，電扇電機(jī)5斷電停止工作。由于IC2輸出方波的周期較短(數(shù)秒)，而吊扇慣性較大，所以吊扇的轉(zhuǎn)速是較平滑的。調(diào)節(jié)電位器W2的滑動(dòng)端，即可改變IC2輸出方波的占空比，從而改變電扇電機(jī)的通斷比，實(shí)現(xiàn)電扇的無級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍為電扇電機(jī)額定轉(zhuǎn)速的百分之幾至百分之九十九點(diǎn)幾。
在K3閉合的情況下，IC2輸出的方波周期T＝0.7(RA＋RB)(C4＋C5)，其中高電平時(shí)間為
tA＝0.7RA(C4＋C5)，低電平時(shí)間為tB＝0.7RB(C4＋C5)。由于C4較C5大的多，故這時(shí)IC2輸出的方波周期為十幾秒至幾十秒。當(dāng)IC2的輸出為高電平時(shí)，BCR導(dǎo)通，電扇電機(jī)5通電加速；當(dāng)IC2的輸出為低電平時(shí)，BCR截止，電扇電機(jī)5失電減速。在加速和減速過程中，電扇轉(zhuǎn)速有明顯的快慢感，從而達(dá)到仿自然風(fēng)的目的。自然風(fēng)的強(qiáng)弱可通過電位器W2進(jìn)行調(diào)節(jié)。
本實(shí)用新型所用的電子元器件焊接在線路板上，且安裝在控制盒里。在控制盒的面板上安裝著速度調(diào)節(jié)電位器W2；帶定時(shí)開關(guān)K2的定時(shí)時(shí)間調(diào)節(jié)電位器W1；定時(shí)指示燈LED；電源開關(guān)K1；自然風(fēng)開關(guān)K3。220V交流電壓一端直接引入控制盒里的線路板上，另一端經(jīng)電扇電機(jī)5引入控制盒里的線路板上。
權(quán)利要求1.一種新型的吊扇多功能節(jié)電調(diào)速器，是由電源1、定時(shí)電路2、調(diào)速與自然風(fēng)控制電路3、電子開關(guān)4所組成，其特征在于a.電源1由兩部分構(gòu)成，第一部分是由電阻R1、R2、電容C1、C2、二極管D1、D2、穩(wěn)壓管DW組成，即220V交流電壓經(jīng)電源開關(guān)K1后(此時(shí)雙向可控硅BCR尚未導(dǎo)通)，電流經(jīng)電阻R1、電容C1、二極管D2向電容C2充電，在C2上獲得取決于穩(wěn)壓管DW穩(wěn)壓值的直流工作電壓；二極管D1經(jīng)電容C1提供反向充電回路；第二部分是由電流互感器LH、整流二極管D5～D8組成，即當(dāng)雙向可控硅BCR導(dǎo)通時(shí)(此時(shí)，第一部分電源不再工作)，電扇電機(jī)5的工作電流通過電流互感器LH的初級(jí)線圈L1，從而在其次級(jí)線圈L2上感應(yīng)出一定的交流電壓，經(jīng)D5～D8橋式整流后向電容器C2充電，在C2上獲得取決于穩(wěn)壓管DW穩(wěn)壓值的直流工作電壓；b.由本機(jī)核心元件IC1及電阻R3～R5、帶開關(guān)K2的可調(diào)電位器W1、電容C3、發(fā)光管LED組成的定時(shí)電路2，是將可編程定時(shí)器(CD4541)IC1的1、2、3端外接阻容元件R4、W1、C3、R5與內(nèi)部振蕩器相連，構(gòu)成時(shí)鐘振蕩源；IC1的6端一路經(jīng)定時(shí)開關(guān)K2接地，另一路經(jīng)LED和R3接工作電壓；5、7、10端接地；9、12、13、14端接工作電壓；4、11端懸空；8端輸出接至?xí)r基電路IC2的4端復(fù)位端；c.由時(shí)基電路(NE555)IC2、電阻R6、R7、可調(diào)電位器W2、二極管D3、D4、電容C4、C5、自然風(fēng)開關(guān)K3組成的調(diào)速與自然風(fēng)控制電路3，是將IC2的7端經(jīng)電位器W2后一路經(jīng)R3接工作電壓，另一路經(jīng)R7和反接二極管D3后接其6端；且在7端與6端之間順接二極管D4；IC2的2端直接接其6端；6端經(jīng)C5接地，或經(jīng)開關(guān)K3和C4后接地；1端接地；8端接工作電壓；3端輸出接三極管BG的基極；d.由雙向可控硅BCR、三極管BG和電阻R8組成的電子開關(guān)4，是將BG的集電極接工作電壓，BG的發(fā)射極經(jīng)R8后接雙向可控硅BCR的控制極；BCR的另二端，一端接地，另一端接電流互感器LH的初級(jí)線圈L1；電扇電機(jī)5一端接地，另一端接220V交流電壓的另一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)電調(diào)速器，其特征在于電流互感器LH的初次級(jí)匝數(shù)比為L(zhǎng)1L2＝110。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)電調(diào)速器，其特征在于在電容C1旁并聯(lián)泄放電阻R2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)電調(diào)速器，其特征在于在控制盒的面板上設(shè)置電源開關(guān)K1；自然風(fēng)開關(guān)K3；定時(shí)指示燈(LED)8；速度調(diào)節(jié)旋鈕6、定時(shí)時(shí)間調(diào)節(jié)旋鈕7；其中，速度調(diào)節(jié)旋鈕6是采用一般可調(diào)電位器W2進(jìn)行調(diào)節(jié)的；定時(shí)時(shí)間調(diào)節(jié)旋鈕7是采用旋轉(zhuǎn)式帶開關(guān)K2的可調(diào)電位器W1進(jìn)行調(diào)節(jié)的，且僅當(dāng)定時(shí)開關(guān)K2閉合時(shí)，調(diào)節(jié)W1改變定時(shí)時(shí)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的節(jié)電調(diào)速器，其特征在于定時(shí)電路2的定時(shí)范圍從幾分鐘到幾小時(shí)；調(diào)速與自然風(fēng)控制電路3的調(diào)速范圍為電扇電機(jī)5額定轉(zhuǎn)速的百分之幾至百分之九十九點(diǎn)幾。
專利摘要一種新型的吊扇多功能節(jié)電調(diào)速器，是由定時(shí)電路、調(diào)速與自然風(fēng)控制電路、電子開關(guān)、電源所組成。利用定時(shí)電路核心元件CD4541可編程定時(shí)器輸出的高電平時(shí)間的長(zhǎng)短和調(diào)速電路核心元件NE555時(shí)基電路產(chǎn)生的周期一定而占空比可調(diào)的方波信號(hào)，控制作為電子開關(guān)的雙向可控硅的導(dǎo)通和不導(dǎo)通，來接通和斷開電扇電機(jī)電源，實(shí)現(xiàn)電扇的定時(shí)、調(diào)速和仿自然風(fēng)這三種功能。
文檔編號(hào)H03K17/28GK2131251SQ92218330
公開日1993年4月28日 申請(qǐng)日期1992年7月12日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月12日
發(fā)明者金麗生 申請(qǐng)人:金麗生