一种可调速微风小吊扇的制作方法

本发明涉及一种可调速微风小吊扇。

背景技术：

微风小吊扇由于制造工艺简单、寿命长、价格便宜、节能环保的特点，自从面世以来受到众多厂商和广大用户青睐。但是由于微风小吊扇调速较困难，串联电抗器调速、串联电容调速、自耦变压器调速和串联可控硅调速均不能解决微风小吊扇的调速问题。导致至今市场上仍然没有出现可调速微风小吊扇产品。体弱的用户长期使用不可调速的微风小吊扇后经常会出现感冒着凉的问题。

技术实现要素：

本发明的目的，是要提供一种可调速微风小吊扇，为人们提供更加惬意的生活。

本发明是这样实现的，所述一种可调速微风小吊扇，它包括微风小吊扇、调速驱动器，调速驱动器内设有单片机，所述单片机io口输出用户通过遥控器设定的可变化占空比和可变化频率的pwm信号至转换驱动电路，再由转换驱动电路来驱动h桥功率输出电路，h桥功率输出电路的输出端连接微风小吊扇。

本发明所述单片机经io口分别与数码管/led转速显示指示灯电路、数码管/led定时显示指示灯电路、按键输入电路、红外接收头电路、环境温度检测电路、无线通讯模组相连接。

本发明所述微风小吊扇的功率介于0w～99w。

本发明所述ｈ桥功率输出电路由4个开关管组成，所述开关管的类型或为mosfet场效应管、或为npn三极管、或为pnp三极管、或为igbt。

本发明所述转换驱动电路输出h桥功率输出电路中必需的上下桥臂的驱动信号，转换驱动电路中的上桥臂驱动部分含三极管、电阻、电容以及光电耦合元件构成，光电耦合元件的阳极通过电阻串联到单片机的io口来获取单片机输出的可变化占空比和可变化频率的pwm信号，光电耦合元件的阴极与单片机的供电电源共地，光电耦合元件的集电极连接一颗电阻一端，电阻的另一端连接到自举升压电容的正极，光电耦合元件的发射极连接到由两只三级管构成的推挽结构中的pnp三极管的集电极，由两只三级管构成的推挽结构中的npn三极管的集电极连接到自举升压电容的正极，由两只三级管构成的推挽结构中的npn和pnp三极管的两个基极连接在一起并通过一只电阻连接到光电耦合元件的集电极；转换驱动电路中的下桥臂驱动部分含三极管和电阻，一只npn三极管和一只pnp三极管构成推挽电路，推挽电路的信号输入端通过串联一只电阻再连接到单片机的io口，推挽电路的信号输出端通过串联一只电阻再连接到h桥功率输出电路中的开关管。

本发明的有益效果是，它使微风小吊扇能够调速，让人们的生活更加惬意。它可以使用低成本的通用的8位单片机作为主控单片机，大大降低可调速微风小吊扇的成本，整体结构简单，性能稳定适合批量生产并推广使用。用户可以通过调速驱动器上的控制按键、或者红外遥控器、或者使用无线通信的方式来控制微风小吊扇的转速。调速驱动器内单片机根据用户设定的微风小吊扇转速，由单片机io口输出用户通过遥控器设定的可变化占空比和可变化频率的pwm信号到转换驱动电路，再由转换驱动电路来驱动h桥功率输出电路，h桥功率输出电路的输出端连接到微风小吊扇，从而解决微风吊扇的调速难题。

附图说明

图1为本发明方框图。

图2为本发明所述整流滤波电路示意图。

图3为本发明所述acdc降压电路示意图。

图4为本发明所述转换驱动电路及ｈ桥功率输出电路示意图。

图5为本发明所述单片机示意图。

图6为本发明所述数码管/led转速显示指示灯电路示意图。

图7为本发明所述数码管/led定时显示指示灯电路示意图。

图8为本发明所述按键输入电路示意图。

图9为本发明所述红外接收头电路示意图。

图10为本发明所述环境温度检测电路示意图。

图11为本发明所述无线通讯模组示意图。

图12为本发明所述ｈ桥功率输出电路输出到微风小吊扇的波形图。

图13为本发明所述单片机程序流程图。

图14为本发明所述调速驱动器与电源插头通过导线相连接，即分体式示意图。

图15为本发明所述调速驱动器与电源插头一体式示意图。

图中：1.微风小吊扇，2.acdc降压电路，3.ｈ桥功率输出电路，4.转换驱动电路，5.单片机，6.数码管/led转速显示指示灯电路，7.数码管/led定时显示指示灯电路，8.按键输入电路，9.红外接收头电路，10.环境温度检测电路，11.无线通讯模组，12.整流滤波电路，13.调速驱动器。

具体实施方式

本发明所述一种可调速微风小吊扇，如图1－15所示，所述可调速微风小吊扇，它包括微风小吊扇1、调速驱动器13，调速驱动器1内设有单片机5，所述单片机io口输出用户通过遥控器设定的可变化占空比和可变化频率的pwm信号至转换驱动电路4，再由转换驱动电路4来驱动ｈ桥功率输出电路3，ｈ桥功率输出电路3的输出端连接微风小吊扇1。

本发明所述单片机1经io口分别与数码管/led转速显示指示灯电路6、数码管/led定时显示指示灯电路7、按键输入电路8、红外接收头电路9、环境温度检测电路10、无线通讯模组11相连接。

本发明所述微风小吊扇1的功率介于0w～99w。

本发明所述ｈ桥功率输出电路3由四个开关管组成，所述开关管的类型或为mosfet场效应管、或为npn三极管、或为pnp三极管、或为igbt。

图1中，本发明所述微风小吊扇的调速驱动器13的电源输入端直接连接市电，微风小吊扇调速驱动器13输出端直接连接到微风小吊扇；通过交流市电整流滤波电路12把交流市电转换成高压直流，高压直流作为h桥功率输出电路3的供电电源；高压直流通过acdc降压电路2提供5ｖ直流电源供单片机使用，同时也提供10v直流电源供转换驱动电路4使用。单片机5驱动数码管/led转速显示指示灯电路6和数码管/led定时显示指示灯电路7来显示当前的运行速度和定时时间。通过按键输入电路8、红外接收头电路9、无线通讯的模组11来获取用户的设置；由环境温度检测电路10来检测环境温度。调速驱动器内单片机根据用户设定的微风小吊扇转速，即由单片机io口输出用户通过遥控器设定的可变化占空比和可变化频率的pwm信号到转换驱动电路4，再由转换驱动电路4来驱动ｈ桥功率输出电路3，ｈ桥功率输出电路3的输出端连接到微风小吊扇1。

图2中，交流市电由j1输入后经过d2、d11、d13、d12构成的桥式整流和滤波电容ce4后交流市电转换成了直流电压。

图3中，为acdc降压电路2，输出10v和5v直流电压，其中10v供转换驱动电路4使用，另外5v直流供单片机5使用。

图4中，微风小吊扇1的功率介于0w~99w连接到h桥功率输出电路3，h桥功率输出电路3采用q5、q7、q6、q8四个开关管组成，这四个开关管的类型是mosfet场效应管，或npn三极管、或pnp三极管、或igbt，h桥功率输出电路3的输出端连接到微风小吊扇1的输入端；转换驱动电路4输出h桥功率输出电路3中必需的上下桥臂的驱动信号，转换驱动电路4中的上桥臂驱动部分由三极管、电阻、电容以及光电耦合元件构成，光电耦合元件u6的阳极通过电阻r20串联到单片机的io口来获取单片机输出的可变化占空比和可变化频率的pwm信号，光电耦合元件u6的阴极与单片机5的供电电源共地，光电耦合元件u6的集电极连接一颗电阻r25一端，电阻r25的另一端连接到自举升压电容ce5的正极，光电耦合元件u6的发射极连接到由两只三级管构成的推挽结构中的pnp三极管q1的集电极，由两只三级管构成的推挽结构中的npn三极管q3的集电极连接到自举升压电容ce5的正极，由两只三级管构成的推挽结构中的npn和pnp三极管的两个基极连接在一起并通过一只电阻连接到光电耦合元件u6的集电极；转换驱动电路中的下桥臂驱动部分含三极管和电阻，一只npn三极管q10和一只pnp三极管q9构成推挽电路，推挽电路的信号输入端通过串联一只电阻r34再连接到单片机的io口，推挽电路的信号输出端通过串联一只电阻r33再连接到h桥功率输出电路中的开关管q8。

图5中，为整个硬件系统的主控单片机u14示意图。

图6、7、8中，为整个系统的状态指示电路图，分别为数码管/led转速显示指示灯电路图、数码管/led定时显示指示灯电路图和按键输入电路图。

图9中，u12为红外接收头，用于接收红外遥控器的红外信号。

图10中，r49为ntc电阻构成环境温度检测电路。

图11中，u13为无线通讯的接收模块组。

图12中，所示为h桥功率输出电路3输出到微风小吊扇1的可变化占空比和可变化频率的pwm信号，单片机会根据用户的转速设置最终改变h桥功率输出电路3输出pwm信号的频率和脉冲的宽度，即可实现微风小吊扇的调速。

图13中，为微风小吊扇驱动的单片机的工作流程。单片机首先进行系统内部资源的初始化，然后主循环中按顺序执行按键扫描、刷新数码管和led灯的显示、ad读取rtc的值并转化为温度、io和无线通信模块进行通信和读取红外接收信号。当进入定时器中断的时候，单片机读取用户的设置，并根据用户的设置更新pwm的占空比和频率完成后退出定时器的中断函数恢复到主程序的执行。

图14中，为分体式的微风小吊扇实施图，调速驱动器13和电源插头通过电源线相连接。即所述可调速微风小吊扇的驱动器的电源输入是通过导线与市电电源插头相连做成分体式；驱动器输出端带连接器母头，微风小吊扇通过导线连接到连接器的公头上，最后通过公头和母头的对接固定，形成可调速微风小吊扇产品。

图15中，为一体式的微风小吊扇实施图，所述一种可调速微风小吊扇的调速驱动器13与市电电源插头做成一体式；调速驱动器输出端带连接器母头，微风小吊扇通过导线连接到连接器的公头上，最后通过公头和母头的对接固定，形成可调速微风小吊扇产品。