专利名称：节能风扇电子定时无级调速器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子应用技术领域，尤其是涉及一种节能风扇电子定时无级调速器。
在现有技术中，阻抗抽头式的调速器比较常见，其主要缺点是金属用量大，自身功耗高、规格不通用、有级变速、触点有火花，而市面上出现的电扇无级调速器通常采用移相触发可控硅的方式来实现的，因其输出波形不稳定、失真严重，故容易产生高频辐射，干扰了其它家用电器的正常使用，並导致电机发热，而且这种调速器还存在慢速档起动困难等问题。目前普遍使用的机械定时装置，其制造工艺复杂、体积大、定时时间短、精度低、有噪音，使得实际使用效果不理想。
本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑，安装使用方便、工作性能可靠、波形完整、抗干扰能力强、慢速档起动速度快，並具有节能、节材效果的电子定时无级调速器。
本实用新型的目的是这样实现的它主要由壳体和电路结构两部分组成，在壳体上设有风速调节滑钮、电源指示灯、交流电源开关、定时选择开关和起动按钮，其电路结构由电源电路、开机清零电路、全速延时电路、占空比可调振荡电路、定时电路、倒相整形电路、触发控制电路和执行电路构成，其特征在于电源电路与倒相整形电路、定时电路、全速延时电路、触发控制电路相配合，定时电路与全速延时电路、占空比可调振荡电路以及开机清零电路相配合，开机清零电路的输出与占空比可调振荡电路的输入端相接，触发控制电路的一个输入端与倒相整形电路的输出端相接，另一个输入端与全速延时电路的输出端和占空比可调振荡电路的输出端相连，其输出端与执行电路的SCR控制端G相接。开机清零电路接通电源后，其输出端Q3的e极为低电位，並将占空比可调振荡电路的YF1的输入端钳在低电位，使得该电路的输出为零状态。倒相整形电路的输入信号取至电源电路中桥式整流电路的输出端，该信号为100HZ的脉动信号，其脉动波形在过零时由倒相整形电路中的YF3倒相整形，並向触发控制电路中YF4的一个输入端输送脉冲电平，以作为过零触发信号，YF4的另一个输入端与全速延时电路的输出端和占空比可调振荡电路的输出端相接，全速延时电路向YF4输入高电平信号，触发SCR导通，使得电扇负载全速起动，而电扇负载起动之后，YF4的输入信号由占空比可调振荡电路提供，当YF4的两个输入端均为高电平时，YF4的输出为低电平，从而使Q5导通並触发执行电路中的SCR导通，则电扇负载得电而工作。在占空比可调振荡电路中，通过调节电位器W，来控制输出高电平的占空比，以此达到对电扇负载进行无级调速的目的。占空比可调振荡电路的输入端与定时电路的输出端相接，定时电路经过一定的定时时间后，其输出端向占空比可调振荡电路的输入端传递低电位，则占空比可调振荡电路停止工作、並使触发控制电路中Q5截止，则执行电路被关断、电扇负载的电源亦被切断，从而实现了定时关机的目的。
本实用新型与现有技术相比具有功能多、性能稳定，线路精简、抗干扰能力强的特点，它采用了微功耗常用数字集成电路替代价格昂贵的专用过零触发集成电路，降低了成本，节约了能源和材料，並且能与各类电扇配套使用。
图1为本实用新型的壳体示意图图2为本实用新型的电路方框图图3为本实用新型的电路原理图结合附图和实施例，对本实用新型具体描述如下在
图1中壳体1由塑料材料注塑而成，壳体1上装有风速调节滑钮5、电源指示灯2、交流电源开关4、定时时间乘2开关6，定时选择开关7和起动按钮3，电路结构安装在壳体1内。
在图2、图3中，电路结构由电源电路8、开机清零电路15、全速延时电路11、占空比可调振荡电路14、定时电路10、倒相整形电路9、触发控制电路12和执行电路13组成。
电源电路8由变压器B、D7～10构成的桥式整流电路、隔离二极管D11和滤波电容C6构成。
倒相整形电路9由YF3、R8、R10、C3、LED构成，在YF3的输入端与电源电路8中D11的输入端之间接有R10、LED与R8依次串接，LED、R8与C3相並联、且连接在YF3输入端与电源负极之间，YF3的输出接至YF4。
全速延时电路11由Q1、R1、R2、R3和C1构成，Q1的C极与电源之间接有R1、Q1的e极接YF4的输入端，Q1的b极经R2与D1的输出相接，並联的C1与R3並接于D1的输出端。
开机清零电路15由Q3、Q4、R6、R7和C2构成，Q3的b极经R6与Q4的C极相连，Q3的b极还与D2相接，Q4的b极与Q3的C极相连且与C2、R7並接，C2与R7依次串接，C2的一端与Q3的e极相接，Q4的e极、R17与电源负极相连，Q3的e极与YF1的输入端相连。
占空比可调方波振荡电路14由YF1、YF2、D4、D5、D6、R9、C4和电位器W构成；YF1与YF2相串联，YF1的一个输入端与Q3的e极、Q2的C极和R4並接，经R4与电源正极相连，YF1的另一输入端与输出端之间接有D4、W，YF2的输入端与输出端之间接有W、R9、D5和C4，R9为占空比下限电阻。YF2的输出信号经D6被传递到YF4的一个输入端。
定时电路10由常用分频集成电路IC、按钮AN、二极管D1、D2、D3电阻R4、R5、R14、R15、R16、R17、电容C5和Q2、K2、K3构成；其中IC的端脚1、端脚2、端脚3、端脚15分别与K3的定时档位相接，端脚8接电源负极，端脚9与端脚11之间串接有C5、R14，R15与C5、R14並接，R16与K2相並联，R14、K2与R15相並接，端脚10与K2相连，端脚16接至电源正极，经D3与端脚11相连，端脚12与电源负极之间接有 AN的一端接于电源，AN的另一端与端脚12、D1和D2的阴极相连接，Q2的b极经R5与K3相连，D1的阳极与全速延时电路11中的C1、R3、R2並接，D2的阳极与Q3的b极相接，电源与Q2的C极之间接有R4。
触发控制电路12由YF4、Q5、R11、R12、R13构成，YF4的一个输入端与D6的阳极、Q1的e极和R11相接、R11的另一端接电源负极，YF4的另一个输入端与YF3的输出端相连，YF3的输出与Q5的b极之间接有R12，Q5的e极经R13与电源正极相连，Q5的C极与SCR的控制端G相接。
执行电路13由可控硅SCR、以及接点A、B构成，SCR的控制端G接Q5的C极，SCR的另两端分别接至接点B和电源负极，接点A与交流电源开关K1相连，电扇负载RL与接点A、B相连。
本实用新型的工作原理如下开启开关K1，则交流电被输入到电源电路8中，经B变压、D7～10整流后，向倒相整形电路9提供100Hz的脉动信号，而交流电经B变压、D7～10整流、D11隔离、C6滤波所获得的直流电源被输送到各相关电路。100Hz的脉动信号经R10取样送至YF3的输入端，其脉动波形在过零时，YF3倒相整形，並向YF4的输入端输送高电平作为过零触发信号，该信号为连续的，且与交流电源同步的方波信号，C3为高频旁路电容，以消除交流电源中出现的高频干扰，LED、R8构成的电路用作电源指示，同时为YF3的输入端钳位。开启开关K1后，直流电源经R4被输送到开机清零电路15，並对C2充电，在C2充电时向Q4提供基极一个脉冲信号，使得Q4导通，Q3亦随之导通，这时Q3的e极电位较低，则将YF1的输入端钳在低电位，这样占空比可调振荡电路14不工作，其输出为零状态。启动按钮AN时，直流电源经D1输送到全速延时电路11的C1、R3、R2和Q1的b极，使得Q1导通並向YF4的输入端提供高电平，则YF4输出连续的过零脉冲信号，导致Q5导通、SCR受触发而导通，这时SCR向电扇负载RL提供交流全电压而使其在5～10秒内实现全速运转，起动时间由C1、R3的取值确定，R3可使C1充分放电。在启动按钮AN时，直流电源经D2→Q3的b极，使Q3截止，则Q4相应也截止，这时YF1的输入端获得高电平，则占空比可调振荡电路14开始工作，YF2的输出经D6接至触发控制电路12中YF4的输入端，通过调节W来控制YF2输出高电平的占空比，以此实现对电扇负载RL的无级调速，也就是在YF2的输出为高电平时，YF4的输出为与交流电同步的低电平，这样使Q5导通，从而触发SCR导通，调节YF3输出电平占空比，电扇负载RL的转速亦能相应得到调整，实现了在交流电压过零时触发SCR导通，YF4输入端並接的偏置电阻R11，可降低该输入端的阻抗，並防止了静态时该输入端悬空所引起的工作不稳定，同时可旁路掉Q1所产生的穿透电流，使电路工作稳定。在启动按钮AN时，直流电源被接至常用分频集成电路IC的端脚12，则定时电路10被清零，放开按钮AN时IC开始计时，C15、R14、R15、R16作为IC内部振荡器的外部元件，其振荡频率经内部分频得到各档的定时输出，定时选择开关K3所确定的定时档位经过所选定的时间后输出高电平，该输出信号由K3→R5→Q2的b极则Q2导通，使得YF1的输入端处在低电位，则导致占空比可调振荡电路14停止工作、Q5截止、SCR亦截止、负载电源被切断，与此同时，定时档位输出的高电平由K3→D3→IC的端脚11，使得IC内部振荡器停止振荡、计时终止，K3置空位时，启动按钮AN，此时为长开机，无定时作用，K2为定时时间乘2开关，打开时，R15、R16相串联，这时的时间常数大，振荡频率低，定时时间长；K2闭合时，R16被短路，则时间常数小、振荡频率低、定时时间短，若R15、R16的阻值相等，则K2闭合与断开时，其定时时间分别为乘1与乘2时间单位。当闭合交流电源开关K1时，交流电源经变压器B变压、D7－D10整流提供给电阻R10，则发光二极管LED能够发光，即壳体1上的电源指示灯2亮，直流电源经隔离二极管D11、滤波电容C6后供给各单元电路在未启动按钮AN时，分频集成电路IC的端脚12无开启脉冲信号，则电路不计时，此时静态电流在uA级，功耗微小，另外，电源经R4→C2→Q4的b极，此时Q4与Q3同时导通，电流经R4、Q3、Q4、R6、Q7到负极，此时电流甚微，YF1的一个输入端被偏置接低电平，则占空比可调振荡电路14停振，YF2的输出为O，YF4的一个输入端被电阻R11偏置接低电平，倒相整形电路9中YF3输出的过零脉冲信号无法通过YF4，则Q5处在截止状态，可控硅SCR亦截止，电扇负载R2不工作，此时整个电路处在工作准备状态。
权利要求1.一种节能风扇电子定时无级调速器，在壳体(1)上设有风速调节滑钮(5)、电源指示灯(2)、交流电源开关(4)、定时选择开关(7)和起动按钮(3)，其电路结构由电源电路(8)、开机清零电路(15)、全速延时电路(11)、占空比可调振荡电路(14)、定时电路(10)、倒相整形电路(9)、触发控制电路(12)和执行电路(13)组成，其特征在于定时电路(10)与占空比可调振荡电路(14)、全速延时电路(11)和开机清零电路(15)相配合，开机清零电路(15)与占空比可调振荡电路(14)相连，全速延时电路(11)的输出、占空比可调振荡电路(14)的输出以及倒相整形电路(9)的输出与触发控制电路(12)的输入端相接，触发控制电路(12)的输出信号接至执行电路(13)，並控制执行电路(13)的工作状态。
2.根据权利要求1所述的节能风扇电子定时无级调速器，其特征在于定时电路(10)采用了常用分频集成电路IC，其中IC的端脚1、2、3、15分别与K3的定时档位相接，端脚8接电源负极，端脚9与端脚11之间串接有C5、R14，R15与C5、R14並接，R16与K2相并联，R16、K2与R15並接，端脚10与K2相连，端脚12与电源负极之间接有R17、端脚12经AN可与电源正极相连，端脚16接电源正极，D1的阴极接AN，D1的阳极与全速延时电路(11)中的C1、R2R3並接，D2的阴极与阳极分别接于AN和开机清零电路(15)中Q3的b极，R4连接在电源与Q2的C极之间，Q2的C极同时与开机清零电路(15)中Q3的e极、占空比可调振荡电路(14)中YF1的输入端並接。
3.根据权利要求1所述的节能风扇电子定时无级调速器，其特征在于所述的开机清零电路(15)中Q3的b极经R6与Q4的c极相接，Q3的c极与Q4的b极相连，Q4的b极与e极之间接有R2、Q3的e极与c极之间接有C2，Q4的e极与电源负极相连，Q3的e极与定时电路(10)的R4、占空比可调振荡电路(14)的YF1的输入端並接。
4.根据权利要求1所述的节能风扇电子定时无级调速器，其特征在于所述倒相整形电路(9)中YF3的输入端接有取样电阻R10、高频旁路电容C3，LED、R串接而成的钳位和电源指示电路，YF3的输出端接至触发控制电路(12)中YF4的一个输入端。
5.根据权利要求1所述的节能风扇电子定时无级调速器，其特征在于所述的触发控制电路(12)由YF4、R11、R12、R13、Q5构成，其中YF4的一个输入端与YF3的输出端相接，YF4的另一个输入端与Q1的e极、D6的阳极和R11並接，R11的另一端接电源负极，YF4的输出端与Q5的b极之间接有R12，Q5的e极经R13与电源相接，Q5的c极与执行电路(13)中SCR的控制端G相连。
专利摘要本实用新型涉及一种节能风扇电子定时无级调速器，主要由壳体、风速调节滑钮、电源开关、定时开关、起动按钮和电路结构组成，其特点是定时电路与占空比可调振荡电路相配合，占空比可调振荡电路、倒相整形电路与触发控制电路相配合，触发控制电路与执行电路相联，它具有结构紧凑、性能稳定、抗干扰能力强、成本低、耗电小、定时准确无噪音、慢速挡起动速度快的优点，并适合于各类电扇配套使用。
文档编号F04D27/02GK2108192SQ9122995
公开日1992年6月24日 申请日期1991年12月3日 优先权日1991年12月3日
发明者钟毅, 金建民 申请人:温岭县佳丽电子礼品玩具厂, 金建民