专利名称：吊扇多功能节电调速器的制作方法
技术领域：
本实用新型是属电扇及电器的调节控制技术领域。
本实用新型是对专利号为90202042.0、名称为“吊扇电子定时调速器”专利技术的改进。因为该专利技术还存在着接线复杂(四线制，二进二出，不便于安装)，电路复杂和自然风强弱不可调节等不足。
本实用新型提出了一种有效的、兼有无级调速、无级定时、仿自然风三种功能的，并且只有两个接线端(一进一出)、自然风强弱可调的吊扇多功能节电调速器。
这种新型的吊扇多功能节电调速器，是由定时电路、调速与自然风控制电路、电子开关、电源所组成。利用定时电路核心元件CD4541(CMOS可编程定时器)输出端输出的高电平时间的长短和调速电路核心元件555时基电路产生的周期一定而占空比可调的方波信号，控制作为电子开关的双向可控硅的导通和不导通来接通和断开电扇电机电源、实现电扇的定时、调速和仿自然风这三种功能。
一般电风扇(尤其是吊扇)采用本实用新型后，可以实现无级调速、无级定时和仿自然风三种功能的控制，并且调速范围宽、定时时间长、仿自然风效果好。此外，本实用新型还具有接线简单、安装方便、损耗小、体积小、线路简单、低速启动特性好、功率因数高、性价比高、使用方便和对外界电设备无干扰等优点。并还可应用于其它一些电器(如电热毯)的调节控制。
附
图1为本实用新型的面板示意图。
附图2为本实用新型的线路方框图。
附图3为本实用新型的线路原理图。
本实用新型的实施例结合附图作进一步叙述。
在附图1中K1为电源开关；K3为自然风开关；8为定时指示灯LED；5为电扇电机M；6为速度调节旋钮，是采用一般可调电位器W2进行调节的；7为定时时间调节旋钮，是采用旋转式带开关K2的可调电位器W1进行调节的，且仅当定时开关K2闭合时，调节W1改变定时时间(定时开关K2在附图3中标出)。
在附图2中，1为电源电路部分；2为定时电路；3为调速与自然风控制电路；4为电子开关；5为电扇电机。它是把附图3所示的具体线路连接图简化成几个方框电路连接图。
本实用新型的电源电路1分成两个部分。
第一部分是由电阻R1、R2、电容C1、C2、二极管D1、D2、稳压管DW组成。即220V交流电压经电源开关K1后(此时双向可控硅BCR尚未导通)，电流经电阻R1、电容C1、二极管D2向电容C2充电，在电容C2上获得一直流电压，作为本机工作电压。电压值取决于稳压二极管DW的稳压值。二极管D1给电容C1提供反向充电回路。电阻R2是电容C1的泄放电阻，防止残压击人。电阻R1是限流电阻。
第二部分由电流互感器LH、整流二极管D5～D8组成、当双向可控硅BCR导通时(此时电容C1就不再工作，即第一部分电源不再工作)，电扇电机的工作电流通过电流互感器LH的初级线圈L1，从而在其次级线圈L2上感应出一交流电压，经二极管D5～D8整流后向电容器C2充电，以维持电容C2上电压的稳定。这里电流互感器LH的初次级匝数比为L1L2＝110，初级电流(即电扇的工作电流)为零点几安培，在次级上能获得几十毫安的恒流，经二极管D5～D8整流后在稳压管DW上建立本机的工作电压。本机工作电流仅需10毫安左右。
由本机核心元件(CD4541)IC1及电阻R3～R5、带开关K2的可调电位器W1、电容C3、发光管LED组成的定时电路，是将可编程定时器IC1的1、2、3端外接阻容元件R4、W1、C3、R5与内部振荡器相连，构成时钟振荡源；6端一路经定时开关K2接地，另一路经LED和R3接工作电压；5、7、10端接地；9、12、13、14端接工作电压；4、11端悬空；8端为输出端，接至时基电路IC2的4端复位端(可编程定时器CD4541的具体性能和应用请参见北京电子报1991年8月3日第3版上的介绍)。CD4541的定时时间td＝2.3(R4＋W1)C3×2n－1，根据本电路接法，即12、13端接高电平，则计数器级数n＝16。所以定时时间td＝2.3×215×(R4＋W1)×C3，调节电位器W1，即可调节定时时间的长短，定时范围从几分钟到几小时。当K2打开时，6端为高电平，定时器复位，8端保持高电平不变，即时基电路IC2的4端为高电平，时基电路正常工作。当K2闭合时，6端变为低电平，定时器开始工作，同时发光二极管LED点亮，指示定时工作状态。经过一段时间(定时时间由W1调节)后，内部计数计满，8端输出由高电平变为低电平，此时，内部电路禁止计数器继续对时钟脉冲计数，且8端输出的低电平一直保持到复位信号到来(6端变为高电平)或断电为止。因时基电路IC2的4端变为低电平，IC2停止工作，IC2的3端输出为低电平，双向可控硅BCR截止，电扇断电停止转动。
由时基电路(NE555)IC2、电阻R6、R7、可调电位器W2、二极管D3、D4、电容C4、C5、自然风开关K3组成的调速与自然风控制电路，是将时基电路IC2接成占空比可调的方波振荡器工作模式。即将IC2的7端经电位器W2后一路经R6接工作电压，另一路经R7和反接二极管D3后接其6端，且在7端与6端之间顺接二极管D4；IC2的2端直接接其6端；6端经C5接地，或经开关K3、C4后接地；1端接地，8端接工作电压，3端输出接BG的基极。
由双向可控硅BCR、三极管BG和电阻R8组成的电子开关4，是将BG的集电极接工作电压，发射极经R8后接双向可控硅BCR的控制极，BCR的另两端，一端接地，另一端接电流互感器的初级线圈L1。电扇电机5一端接地，另一端接220V交流电压的另一端。
在开关K3打开和IC2的复位端4端保持高电平的情况下，IC2的3端输出方波周期T＝0.7(RA＋RB)×C5。RA、RB在附图3中标出，RA＋RB＝R8＋W2＋R7。其中高电平时间为tA＝0.7RAC5，低电平时间为tB＝0.7RBC5。当IC2的3端为高电平时，作为电子开关的双向可控硅BCR被触发导通，电扇电机5接通电源工作；当IC2的3端为低电平时，BCR截止，电扇电机5断电停止工作。由于IC2输出方波的周期较短(数秒)，而吊扇惯性较大，所以吊扇的转速是较平滑的。调节电位器W2的滑动端，即可改变IC2输出方波的占空比，从而改变电扇电机的通断比，实现电扇的无级调速，调速范围为电扇电机额定转速的百分之几至百分之九十九点几。
在K3闭合的情况下，IC2输出的方波周期T＝0.7(RA＋RB)(C4＋C5)，其中高电平时间为
tA＝0.7RA(C4＋C5)，低电平时间为tB＝0.7RB(C4＋C5)。由于C4较C5大的多，故这时IC2输出的方波周期为十几秒至几十秒。当IC2的输出为高电平时，BCR导通，电扇电机5通电加速；当IC2的输出为低电平时，BCR截止，电扇电机5失电减速。在加速和减速过程中，电扇转速有明显的快慢感，从而达到仿自然风的目的。自然风的强弱可通过电位器W2进行调节。
本实用新型所用的电子元器件焊接在线路板上，且安装在控制盒里。在控制盒的面板上安装着速度调节电位器W2；带定时开关K2的定时时间调节电位器W1；定时指示灯LED；电源开关K1；自然风开关K3。220V交流电压一端直接引入控制盒里的线路板上，另一端经电扇电机5引入控制盒里的线路板上。
权利要求1.一种新型的吊扇多功能节电调速器，是由电源1、定时电路2、调速与自然风控制电路3、电子开关4所组成，其特征在于a.电源1由两部分构成，第一部分是由电阻R1、R2、电容C1、C2、二极管D1、D2、稳压管DW组成，即220V交流电压经电源开关K1后(此时双向可控硅BCR尚未导通)，电流经电阻R1、电容C1、二极管D2向电容C2充电，在C2上获得取决于稳压管DW稳压值的直流工作电压；二极管D1经电容C1提供反向充电回路；第二部分是由电流互感器LH、整流二极管D5～D8组成，即当双向可控硅BCR导通时(此时，第一部分电源不再工作)，电扇电机5的工作电流通过电流互感器LH的初级线圈L1，从而在其次级线圈L2上感应出一定的交流电压，经D5～D8桥式整流后向电容器C2充电，在C2上获得取决于稳压管DW稳压值的直流工作电压；b.由本机核心元件IC1及电阻R3～R5、带开关K2的可调电位器W1、电容C3、发光管LED组成的定时电路2，是将可编程定时器(CD4541)IC1的1、2、3端外接阻容元件R4、W1、C3、R5与内部振荡器相连，构成时钟振荡源；IC1的6端一路经定时开关K2接地，另一路经LED和R3接工作电压；5、7、10端接地；9、12、13、14端接工作电压；4、11端悬空；8端输出接至时基电路IC2的4端复位端；c.由时基电路(NE555)IC2、电阻R6、R7、可调电位器W2、二极管D3、D4、电容C4、C5、自然风开关K3组成的调速与自然风控制电路3，是将IC2的7端经电位器W2后一路经R3接工作电压，另一路经R7和反接二极管D3后接其6端；且在7端与6端之间顺接二极管D4；IC2的2端直接接其6端；6端经C5接地，或经开关K3和C4后接地；1端接地；8端接工作电压；3端输出接三极管BG的基极；d.由双向可控硅BCR、三极管BG和电阻R8组成的电子开关4，是将BG的集电极接工作电压，BG的发射极经R8后接双向可控硅BCR的控制极；BCR的另二端，一端接地，另一端接电流互感器LH的初级线圈L1；电扇电机5一端接地，另一端接220V交流电压的另一端。
2.根据权利要求1所述的节电调速器，其特征在于电流互感器LH的初次级匝数比为L1L2＝110。
3.根据权利要求1所述的节电调速器，其特征在于在电容C1旁并联泄放电阻R2。
4.根据权利要求1所述的节电调速器，其特征在于在控制盒的面板上设置电源开关K1；自然风开关K3；定时指示灯(LED)8；速度调节旋钮6、定时时间调节旋钮7；其中，速度调节旋钮6是采用一般可调电位器W2进行调节的；定时时间调节旋钮7是采用旋转式带开关K2的可调电位器W1进行调节的，且仅当定时开关K2闭合时，调节W1改变定时时间。
5.根据权利要求1或2或3所述的节电调速器，其特征在于定时电路2的定时范围从几分钟到几小时；调速与自然风控制电路3的调速范围为电扇电机5额定转速的百分之几至百分之九十九点几。
专利摘要一种新型的吊扇多功能节电调速器，是由定时电路、调速与自然风控制电路、电子开关、电源所组成。利用定时电路核心元件CD4541可编程定时器输出的高电平时间的长短和调速电路核心元件NE555时基电路产生的周期一定而占空比可调的方波信号，控制作为电子开关的双向可控硅的导通和不导通，来接通和断开电扇电机电源，实现电扇的定时、调速和仿自然风这三种功能。
文档编号H03K17/28GK2131251SQ92218330
公开日1993年4月28日 申请日期1992年7月12日 优先权日1992年7月12日
发明者金丽生 申请人:金丽生