专利名称：吊扇节能电子调速定时器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可用于吊扇调速的功率调节装置。
现有的调速器有两种，一种是机电式见
图1，采用变压器抽头分压降压来改变加到吊扇电机M上的电压，以达到速度调节的目的，称为电抗法。这种方法有如下缺点。
1.浪费较大，作为分压器的变压器将大部分电能转化为热能白白耗掉，速度越慢时，这种消耗越大。以555DS系列吊扇为例1050－1400(MM)吊扇功率为52－80(W)在五档速时电机上只有～110V电压，其余一半即～110V电压全部降在变压器上，这种消耗每台至少在20W以上。
2.速度不能无级调节，最低档速在电压升高时，无法再降低，速度不能调到令人满意的程度。
3.体积大且笨重，不便固定，不便加入定时遥控等附加功能。
4.占用大量金属材料，如矽钢片、铜线等。以每个调速器用矽钢片0.5KG计全国3亿台社会保有量则耗钢材1.5亿KG即15万吨。每年吊扇产量还有2000多万台，仅调速器耗1000多万KG钢材即1万多吨。
5.旋转调速开关2－3年后便开始接触不良，不好使用。
另一种是电子式调速器，虽然解决了机电式调速器的一些缺点，但又带来了新的问题，至今不能普及推广。
1.相移法电子调速器(见图2)这种方法虽然简单，但由于控制可控硅的导通角，使吊扇电机M得到的是畸变的交流电压波形，这种波形含有许多谐波成分，(即高次谐波)，产生了高频干扰，当可控硅导通角处于(2N＋1)90度附近时(N为自然数)这种干扰最大，此时吊扇电机电压由OV突变到交流峰值，300多伏这时对电机冲击最大，将大大缩短电机寿命，同时对交流电网带来较大危害，还严重影响收音机无法正常收听。
2.过零开关法电子调速器(见图3)这种方法采用了可控硅过零检测电路，可使吊扇电机得到完整的交流波形，且消除了高频干扰但其成本大大增加，且接线方式与机电式调速器截然不同，需四根引出线，两根接交流电源，两根接吊扇电机，(若公共端共用一根也需三根线)交流电源与负载是并联接法，与传统调速器不能兼容，无法推广使用。
本实用新型的目的是要提供一种价格低廉，简易可行的新型吊扇电子调速器，它不但有无级调速、定时功能、节能作用，而且该装置主控单元直接串联在交流电源与负载所组成的回路中，实现了与传统机电式调速器相同的接线方式，便于普及推广使用。
其目的是这样实现的，将交流电源与负载串联接于主控单元的输入端，并通过改变可控硅在单位时间内的通断比，来改变加到吊扇电机上的单位时间的周波数，直接改变了吊扇电机所做的功，即而达到了调速的目的，其定时功能是利用脉冲间歇充电方式来实现长时间定时的。
下面结合说明书附图及具体实例对本实用新型进行详细描述，该实例适用于各种规格的吊扇作调速，也适用于其他电热器具作调温使用。
图1是机电式调速器原理图。
图2是相移法电子调速器原理图。
图3是过零开关法电子调速器原理图。
图4是吊扇节能电子调速定时器原理图。
图1、图2、图3都是现有技术以上均已描述，下面对图4即本实用新型实施例作一详细描述，图中虚线部分为外接吊扇电机M及220V交流电，整个电路分为主控单元，调速控制单元，定时控制单元。
主控单元由电源开关K1，整流二极管V1～V4(1N4005)，分压限流电阻R1(24K2W)，整流二极管串V6～V15(1N4001×10)，电解电容C1(220U16V)等组成。
下面叙述主控单元工作原理，市电220V一端通过负载M(即本实例中的吊扇电机以下同)接入本实例主控单元的O端，然后与电源开关K1连接，再接入桥式整流器的交流输入端，市电220V另一端则直接与本实例主控单元连接于P端，进而接入桥式整流器的另一个交流输入端，整流二极管V1～V4组成桥式整流器，将OP端送入的交流电变成单向脉动直流电，桥式整流器的输出电压经电阻R1分压限流后对电解电容C1进行充电，由于二极管串V6～V15的稳压作用，C1上的电压控制在直流7V左右，可控硅V22与电阻R1并联，即可控硅V22的阳极接桥式整流器的输出端，桥式整流器的另一输出端接地，可控硅V22的阴极与R1，二极管串V6～V15，电容C1连接于B点，可控硅的控制极与调速控制器中的三极管V5的集电极相连接。
本实例调速控制单元由集成块1／2CC4011，三极管V5(3D6201A)，二极管V16V17(1N4148×2)，电阻R2(7.5K)，电阻R3(30K)，电阻R4(10K)，电阻R5(510K)，电位器R9(1M)等组成。
下面叙述调速控制单元的工作原理该调速控制单元实质上是一个调功控制电路，通过控制可控硅导通时加到负载M上的周波数在总周波数中的比例，达到调功(即调速)的目的，单位时间内可控硅通过的(负载得到的)周波数越多，负载上的平均电压越高，功率就越大(速度就越大)，如下式P＝N／(N＋M)PTN－导通的周波数，M－阻断的周波数，PT单位时间内连续导通时的功率。
为使负载M上得到的正弦波形完整，由集成电路CC4011的两与非门，电位器R9，二极管V16V17，电阻R4R5，组成振荡器1其频率调节在每当交流电源的电压过零点附近时输出一控制脉冲，此控制脉冲通过电阻R2加到三极管，V5的基极，使V5导通，由于V5的集电极接入可控硅V22的控制极，当V5导通时，有触发电流通过V22的控制极，此时正值交流电源由0V逐渐上升，整流后的电压VA也上升，很快使V22导通，可控硅V22一旦导通，其电压降将减为2V左右，桥式整流器输出由通过R1改为通过可控硅V22向C1充电，使电容C1上的电压维持在7V，这时主控单元上总电压降约为10V左右，而220V交流电的其余电压(约210V)全降在了负载M上，当下一个半周到来时，振荡器I又输出一个控制脉冲，使可控硅V22再次导通，负载M又得到一个半周电压，与上半周合计正好是一个正弦波，即一个周波如此下去，负载得到了与交流电源一致的正弦交流电，每秒50个周波，由于M＝0即没有阻断的周波数，所以P＝PT，此时功率最大，也即是吊扇速度最大，若调节电位器R9即改变输出脉冲的占空比，使可控硅V22导通次数减少一半负载M得到的周波数随之减少一半，即每秒25个周波N＝25M＝25代入P＝1／2PT负载M实际得到功率为满功率的一半，即速度减少一半达到了调功(调速)的目的，由于可控硅V22在交流电源的电压过零点附近导通和截止，这时电流变化率最小，既保证了负载得到完整的波形，又大大消除了高频干扰。
本实例定时控制单元由振荡器2与充放电电路组成，其中集成块CC4011的两个与非门，电阻R7(30K)，R8(510K)，电位器R10(510K)，电容C4(0.1M)，二极管V18管9(1N4148×2)组成振荡器2，充放电电路由电阻R6(390K)电解电容C3(220M)，二极管V21(1N4148)，稳压管V20(5.5V0.25W)三极管V23(3DG201A)定时开关K2等组成。
下面叙述定时控制单元工作原理当不定时的时候，定时开关K2打在″1″位置上，电解电容C3被短路，三极管V23不导通，F点为高电们，振荡器1可正常工作，即吊扇可正常运行。
当定时开关K2由″1″打到″2″时，定时开关，振荡器2产生的脉冲输入。H点为高电平时，经二极管V21电阻R6对电容C3充电，H点为低电平时停止充电，由于二极管V21反向截止，C3不会反向放电，故C3上的电压成阶梯形增加。调节电位器R10，即改变了振荡频率后也就改变了充电的速率，即频率越高，充电速率越高(充电越快)，定时时间就越短，反上亦然。R6为充电限流电阻和起始时间定值电阻，图示R6为390K，起始定时时间为15分钟。
当电容C3上电压达到稳压管V20的击穿电压和三极管V23的导通电压之和时，约6V左右，三极管V23导通(稳压管V20也击穿导通)F点为低电平，振荡器1被锁使D点为低电平，三极管V5截止可控硅V22相应截止，这时负载M(吊扇电机)停止工作，定时结束。
通过以上工作原理及电路组成的描述，可将本实用新型与其他现有技术相比的主要特点归纳如下1.两根引出线，本实用新型对外只有两根引出线，一根接交流电源，一根接负载M(即吊扇电机)即交流电源与负载M串联后接入本实例的主控单元与机电式调速器外引线的连接方法完全一致，可相互取代普及推广，且不须作任何改动，解决了电子调速器至今未解决的接线问题。
2.实现了无级调速，由于改变振荡器I的频率F1可改变吊扇电机速度，而改变电位器R9可改变频率F1，进而改变电位器R9可以较细地，无间隙地调节吊扇电机的速度，可从静止调至最大速度，解决了机电式调速器无法解决的问题。
3.由于交流电源与负载串联后接入主控单元的桥式整流器输入端，而分压限流电阻R1又与单向可控硅并联后再与桥式整流器的输出端和稳压滤波器串联，这样构成了一个闭环通路，而交流电源、负载及主控单元全是以串联方式连接并工作的。
4.由于主控单元的电阻R1与可控硅V22并联，当V22不导通时，整流器通过R1向C1充电，这时R1起稳压器的限流电阻作用，同时还要分压V22导通时，通过V22向C1充电。这时大部分电压降在负载M上不需再分压限流了，或者说负载起到了分压限流作用。
5.由于7V1A的大功率稳压管成本太高，实现困难，该实例采用了10只1A50V的整流二极管实现了7V1A大功率稳压要求。
6.解决了高频干扰和电流冲击问题，改变加到吊扇电机上单位时间内的周波数达到调功(调速)目的。
7.具有定时功能，采用脉冲间歇式充电方式来实现还具有节电作用，吊扇最慢时(静止)，此时本实例中调速器耗电最大，仅3.75瓦，远小于机电式调速器。
除以上特点外本实用新型若能在全国普及推广仅用于吊扇调速这一项，以每只调速器每年至少节约1千瓦小时，则全国3亿台吊扇可节电3亿千瓦小时，每年新增2000多万台吊扇又可节电2000多万千瓦小时。
由于本实用新型为一项产品根据以上特点，本着经济合理的原则应按如下方法生产制造1.该产品应有外壳，其外壳最好用注塑模具加工要求外壳表面光洁度要好，外壳应分为前脸和底座。
2.两个电位器应选用直滑式电位器，两个开关选用带自锁的按钮开关，如能采用两个带开关的电位器则更好。
3.两个电位器，两个开关应装在外壳前脸上，表面再贴上不干胶商标牌或铝标牌。
4.所有元器件全部装在印制板上，印制板夹在外壳前脸与后底座之间，用自攻螺丝由后向前固定。
5.外壳除做成普通型外，还可做成装饰型豪华型等。
权利要求1.一种可用于吊扇调速定时的功率调节装置，包括有主控单元、调速控制单元、连接线、外壳、印制板，其特征在于主控单元包括有桥式整流器、稳压器、单向可控硅、分压限流电阻，且主控单元直接串联在交流电源与负载所组成的回路中。
2.按权利要求1所规定的装置，其特征是稳压器的输出电压为直流5V～9V。
3.按权利要求1所规定的装置，其特征是稳压器采用六个以上的整流二极管串联而成，且与滤波器并联。
4.按权利要求1所规定的装置，其特征是分压限流电阻先与单向可控硅并联，再与桥式整流器和稳压滤波器串联。
5.按权利要求1所规定的装置，其特征在于桥式整流器的输入端与交流电源及负载串联，输出端与可控硅，稳压滤波器串联。
6.按权利要求1所规定的装置，其特征在于单向可控硅的控制极与调速控制单元中的输出三极管的集电极相连接。
7.一种可用于吊扇调速的功率调节装置，其特征在于定时控制单元包括有脉冲振荡器，阶梯充电电路。
专利摘要本实用新型公开了一种可用于吊扇的功率调节装置。该装置由主控调速定时三部分组成，其特征在于主控单元包括整流器、稳压器、可控硅且主控单元直接串联在交流电源与负载组成的回路中。以改变可控硅单位时间的通断比来调节输出功率，实现了调速目的。该装置可取代现有调速器，解决了传统调速器不能无级调速和定时及电子调速器存在高频干扰、电流冲击、与传统连接方式不兼容等问题，具有节电作用。该装置还可用于电热器具的功率调节。
文档编号H02M5/257GK2156620SQ9321442
公开日1994年2月16日 申请日期1993年6月3日 优先权日1993年6月3日
发明者陈金生 申请人:陈金生