CN102201773A

CN102201773A - 吊扇调速器方案

Info

Publication number: CN102201773A
Application number: CN2010101550886A
Authority: CN
Inventors: 苏颖耿
Original assignee: HUANGSHAN BEICHUAN ELECTRONIC TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: HUANGSHAN BEICHUAN ELECTRONIC TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2010-03-27
Filing date: 2010-03-27
Publication date: 2011-09-28

Abstract

本发明公开了一种采用单片机或逻辑器件实现控制的吊扇调速器方案。可控硅T1-T5组成电子开关用于控制调速电容CX相应回路导通，以实现调速功能；R21-R24为并联于CX两端的放电电阻，CPU在档位切换时将T1-T5全关闭一小段时间，以使CX两端储能泄放，从而减少冲击电流；IC1、L1、D1等器件构成降压开关电源，利用CX两端压降及CPU控制T5在市电过零1毫秒内不导通所产生的输入电压为控制回路提供5V供电，从而实现两线接入可工作。其重量轻、效率高、可靠性高、方案灵活、使用方便。

Description

吊扇调速器方案

技术领域

本发明涉及一种吊扇调速器方案。

背景技术

目前市场吊扇的调速方案主要是采用机械开关切换档位调整转速。并有两大类：一类是是采用在风扇电机的供电回路中串入电感降压，通过改变串入的电感感量来改变压降，从而改变电机转速。此类调速方案切换转速档位时无冲击电流，开关不易损坏，可靠性高。但需要一个大电感，重量重，成本高，同时电感会发热，消耗能量致使效率下降。还有一类是采用在风扇电机的供电回路中串入电容降压，通过改变串入的电容容量来改变压降，从而改变电机转速。如1988年11月30日公告的申请号为87211918的“吊扇调速器”。此类调速方案重量轻，成本低，电容消耗的是无功功率，不发热，效率高。但是切换转速档位时电容瞬间充、放电产生冲击电流，容易损坏机械开关触点，可靠性低。同时机械式开关无法实现如睡眠风、自然风、定时关等功能。

本发明的目的是针对上述现有方案存在的缺点提供一种采用单片机或逻辑器件实现控制的吊扇调速器方案。本方案能实现无触点的切换开关，采用串入电容调速方法，同时具备上述电容式调速重量轻，成本低，不发热，效率高的优点和电感式调速切换转速档位时无冲击电流，不易损坏，可靠性高，方案灵活的优点。

本方案由多容值降压调速电容、电容残余电量放电电阻阵列、多路可控硅档位切换回路和转速档位设置回路组成。单片机或逻辑器件根据设置的档位要求控制相应回路可控硅导通，从而串入调速电容的不同容值，实现调速功能。在不同档位切换时，由单片机或逻辑器件控制，先断全部档位可控硅，并等待一定时间，使使调速电容上所储电能由放电电阻放电，然后再接通所需档位，因而在档位切换时冲击电流小，不易损坏。因无机械触点，故在档位切换时不产生火花，无触点寿命限制，可靠性高。还可以通过单片机或逻辑器件控制自动进行档位切换，以实现睡眠风、自然风等功能。

对方案进一步扩充使之能应用于无零线或无火线接入调速器，即仅两线接入调速器的情况：使用开关电源降压供电方式，在有串入调速电容的档位，由调速电容两端的压降形成开关电源的输入电源电压；在最高转速档即无调速电容串入的直通档工作时，通过控制可控硅在电压过零后延时一小段时间再导通，从而使得开关电源获得输入电压。以使得控制器获得供电，能正常工作。

本发明的有益效果是：由于使用单片机或逻辑器件进行控制，采用可控硅进行档位切换，并在调速电容两端并有放电电阻，通过在档位切换过程中插入等待时间使得电容上所储电能由电阻放电，然后再接通所需档位，因而在档位切换时冲击电流小，不易损坏；还能方便地实现睡眠风、自然风等功能；对两线接入调速器的方案，使用开关电源降压供电，并通过控制直通档可控硅的导通时间，令开关电源获得输入电压，调速器获得供电，因而无论用户实际布线情况是零线、火线同时进入调速器或是无零线或无火线接入调速器均可以使用，降低了使用限制。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的第一个具体实施方案的电路原理图。

图2是本发明的另一个具体实施方案的电路原理图。

具体实施方式

图1中CPU为单片机。电源零线、火线和风扇电机两端均接入调速器。市电输入通过C12降压和D1、D2整流及C11虑波后形成5V直流电压供给CPU。R2与Q1构成市电交流电压过零检测回路，并将过零信号输入CPU的P00端口。CX为调速电容，内含4个单端并联的电容。R21、R22、R23、R24为泄放电阻，并联在CX内含电容的两端。T1、T2、T3、T4、T5为可控硅，用于控制相应调速电容回路导通。K1、K2为档位设定按键。E1-E5为档位指示灯。当设定为1档时，E1指示灯亮，CPU通过R15控制T1导通，其他可控硅关闭，风扇电机与3.5u电容串联接入市电，风扇以最低档转速运行。当按动上升按键降档位设置为2档时，E2指示灯亮，CPU控制所有可控硅全部关闭3秒，这样3.5u调速电容两端所储电能通过R24放电，然后再控制T1、T2导通，其他可控硅关闭，风扇电机与3.5u+1u电容串联接入市电，风扇以2档转速运行。同样设定为3档时为T1、T2、T3导通，4档为T1、T2、T3、T4导通。当设定为5档最高转速时，T1-T4不导通，而T5导通，市电完全加再风扇电机两端。同样当降档时，CPU先将所有可控硅全部关闭3秒，将调速电容两端所储电能通过放电电阻放电后再导通所需可控硅。CPU通过P00口的过零信号将可控硅的导通时刻控制在电源电压过零点附件，降低开通时的冲击电流。设定档位后，按住K1不放2秒，即进入该档位的自然风，由CPU控制自动周期性调节转速，从而模拟出忽大忽小的自然风。设定档位后，按住K2不放2秒，即进入该档位的睡眠风，由CPU控制每30分钟后自动降低档位，从而适合睡眠时使用。

图2给出了仅需火线和电机一端线接入调速器的实施方案。其中IC1为开关电源芯片，L1为储能电感，IC2为反馈光耦，D3为稳压二级管用于恒定输出电压为5V。零线在外部接入风扇，调速器与风扇串联后接入市电。初始上电时，CPU无5V电压供电，可控硅全部关断，市电通过风扇绕组经D1整流C1虑波后形成开关电源的输入高压，经IC1和L1变换后获得5V电压为CPU供电使控制器工作。当工作在1-4档时，CX与风扇串联接入市电，在CX上有压降产生，此压降电压经D1整流C1虑波后形成开关电源的输入高压，使CPU能正常工作。当设定在5档工作时，若CPU控制T5一直导通，将造成开关电源无法获得输入电压，进而CPU失去供电，控制器不能正常工作。所以由CPU控制T5在过零点后延时1毫秒后导通，这样在未导通的1毫秒内，可控硅全部关断，市电通过风扇绕组经D1整流C1虑波后形成开关电源的输入高压；T5导通后，开关电源通过电容C1上所储电能维持CPU工作到下一个电源周波开始；然后在过零时CPU切断T5，并延时1毫秒后再导通，从而使C1再次储到电能；如此周而复始循环工作。因其在每个周波仅切断电源正弦波的前1毫秒，在220V电源情况下减少的风扇平均供电电压不足5V，对风扇的影响很小。其档位切换过程与图1方案一样。

Claims

1.一种吊扇调速器方案，由单片机或逻辑器件(CPU)进行控制，其特征在于：由多容值降压调速电容(CX)和电容残余电量放电电阻(R21、R22、R23、R24)及多路可控硅(T1、T2、T3、T4、T5)档位切换回路组成；单片机或逻辑器件(CPU)根据档位要求控制相应回路可控硅(T1、T2、T3、T4、T5)导通，从而串入调速电容(CX)的不同容值，实现调速功能；在不同档位切换时，由单片机或逻辑器件(CPU)控制，先切断全部档位可控硅(T1、T2、T3、T4、T5)，并等待一定时间，使调速电容(CX)上所储电能由放电电阻(R21、R22、R23、R24)放电，然后再导通所需档位可控硅(T1、T2、T3、T4、T5)，从而减少了档位切换时的冲击电流。

2.根据权利要求1所述的吊扇调速器方案，其特征在于：使用开关电源(D1、D2、D3、C1、C2、C8、L1、IC1、IC2、R1)降压供电方式，在有串入调速电容(CX)的档位(T1、T2、T3、T4)，由调速电容(CX)两端的压降形成开关电源的输入电源电压；在最高转速档(T5)即无调速电容(CX)串入的直通档工作时，通过控制可控硅(T5)在电压过零后延时一小段时间再导通，从而使得开关电源获得输入电压；以使得控制器获得供电，能正常工作；从而实现两线式接入即可工作的调速器。