CN108365783B - 一种高电源利用率的电吹风控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高电源利用率的电吹风控制电路，包括发热丝功率控制电路、电机功率控制电路、零点检测电路以及单片机。本发明提供的高电源利用率的电吹风控制电路，通过在直流电机的供电回路上串联发热丝，利用发热丝的限流功能，降低直流电机两端的电压，以实现开关电源的功能，使直流电机能够以额定功率工作，降低电吹风电路板发热量的同时，将发热丝降压限流时产生的热量为电吹风内部的空气加热，以使电吹风能够吹出热风，避免了电力资源的浪费。本发明提供的高电源利用率的电吹风控制电路，电路结构简单，使用的电子元器件少，不仅减少了生产成本和电吹风电路板占用空间，还提高了电力资源的利用率，节能环保。

Description

一种高电源利用率的电吹风控制电路

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种高电源利用率的电吹风控制电路。

背景技术

电吹风是家庭和酒店里常备的小型电器，随着消费者需求的提高，要求电吹风具有更小的体积、更大的运行功率以及更多的档位选择。目前市场上的电吹风一般采用直流电机，以达到吹风的效果，现有的电吹风控制电路一般采用开关电源将交流市电转换为直流电机可用的电源，然而开关电源工作时发热量较大，且电风扇内部的空间小，容易导致电路板温度过高。同时现有电吹风的控制电路，通过开关电源对电源进行转换时，有相当大的一部分电能以热能的形式被消耗，造成了电力资源的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高电源利用率的电吹风控制电路，以降低电吹风电路板工作时的温度，同时提高电力资源的利用率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种高电源利用率的电吹风控制电路，包括发热丝功率控制电路、电机功率控制电路、零点检测电路以及单片机；

所述电机功率控制电路包括双向可控硅T1、三极管Q1、发热丝HEAT1、整流桥和直流电机；所述三极管Q1的基极连接至所述单片机的第一I/O端口；所述三极管Q1的发射极连接至地线；所述三极管Q1的集电极连接至所述双向可控硅T1的门极；所述双向可控硅T1的一个主电极与第一交流输入端相连，所述双向可控硅T1的另一个主电极与所述整流桥的一个输入端相连；所述整流桥的另一输入端通过发热丝HEAT1连接至第二交流输入端；所述整流桥的两个输出端分别与所述直流电机的两端相连；

所述发热丝功率控制电路包括双向可控硅T2、三极管Q2和发热丝HEAT2；所述三极管Q2的基极连接至所述单片机的第二I/O端口；所述三极管Q2的发射极连接至地线；所述三极管Q2的集电极连接至所述双向可控硅T2的门极；所述双向可控硅T2的一个主电极与所述第一交流输入端相连，所述双向可控硅T2的另一个主电极通过所述发热丝HEAT2连接至所述第二交流输入端；

所述零点检测电路包括电阻R7、电阻R8和电容C1；所述电阻R7和所述电阻R8依次串联连接在所述第一交流输入端和地线之间；所述电阻R7和所述电阻R8的公共端连接至所述单片机的第三I/O端口；所述电容C1与所述电阻R8并联连接。

进一步地，所述直流电机为24V/24W的直流电机。

进一步地，所述发热丝HEAT1的电阻值为200Ω。

进一步地，所述三极管Q1和所述三极管Q2均为NPN型三极管。

本发明提供的高电源利用率的电吹风控制电路，通过在直流电机的供电回路上串联发热丝，利用发热丝的限流功能，降低直流电机两端的电压，以实现开关电源的功能，使直流电机能够以额定功率工作，降低电吹风电路板发热量的同时，将发热丝降压限流时产生的热量为电吹风内部的空气加热，以使电吹风能够吹出热风，避免了电力资源的浪费。本发明提供的高电源利用率的电吹风控制电路，电路结构简单，使用的电子元器件少，不仅减少了生产成本和电吹风电路板占用空间，还提高了电力资源的利用率，节能环保。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的高电源利用率的电吹风控制电路的电路原理图。

附图标记：

10电机功率控制电路 11直流电机 12整流桥

20发热丝功率控制电路 30零点检测电路 40单片机

50第一交流输入端 60第二交流输入端

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用于区分不同的组成部分。“一端”、“另一端”等类似词语，仅是指示装置或元件的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。“包括”或者“包含”等类似词语意指出在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非限定于物理或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

图1为本发明实施例提供的高电源利用率的电吹风控制电路的电路原理图；如图1所示，本发明实施例提供的高电源利用率的电吹风控制电路，包括发热丝功率控制电路20、电机功率控制电路10、零点检测电路30以及单片机40；

所述电机功率控制电路10包括双向可控硅T1、三极管Q1、发热丝HEAT1、整流桥12和直流电机11；所述三极管Q1的基极连接至所述单片机40的第一I/O端口；所述三极管Q1的发射极连接至地线；所述三极管Q1的集电极连接至所述双向可控硅T1的门极；所述双向可控硅T1的一个主电极与第一交流输入端50相连，所述双向可控硅T1的另一个主电极与所述整流桥12的一个输入端相连；所述整流桥12的另一输入端通过发热丝HEAT1连接至第二交流输入端60；所述整流桥12的两个输出端分别与所述直流电机11的两端相连；

所述发热丝功率控制电路20包括双向可控硅T2、三极管Q2和发热丝HEAT2；所述三极管Q2的基极连接至所述单片机40的第二I/O端口；所述三极管Q2的发射极连接至地线；所述三极管Q2的集电极连接至所述双向可控硅T2的门极；所述双向可控硅T2的一个主电极与所述第一交流输入端50相连，所述双向可控硅T2的另一个主电极通过所述发热丝HEAT2连接至所述第二交流输入端60；

所述零点检测电路30包括电阻R7、电阻R8和电容C1；所述电阻R7和所述电阻R8依次串联连接在所述第一交流输入端50和地线之间；所述电阻R7和所述电阻R8的公共端连接至所述单片机40的第三I/O端口；所述电容C1与所述电阻R8并联连接。

具体实施时，如图1所示，本发明实施例提供的高电源利用率的电吹风控制电路，包括发热丝功率控制电路20、电机功率控制电路10、零点检测电路30以及单片机40；还包括电源电路，电源电路用于将交流电源转换为+5V直流电源为单片机40供电；

如图1所示，电机功率控制电路10由单片机40控制，用于驱动直流电机11的启动、停止以及控制直流电机11的工作功率；电机功率控制电路10包括双向可控硅T1、三极管Q1、发热丝HEAT1、整流桥12和直流电机11；其中，整流桥12由四个型号为IN4007的二极管D1、D2、D3、D4组成，二极管D1的阳极与二极管D3的阴极连接在一起形成整流桥12的一个输入端，二极管D2的阳极与二极管D4的阴极连接在一起形成整流桥12的另一个输入端；二极管D1的阴极与二极管D2的阴极连接在一起形成整流桥12的一个输出端，二极管D3与二极管D4的阳极连接在一起形成整流桥12的另一个输出端。

电机功率控制电路10中，三极管Q1的基极通过电阻R1连接至单片机40的第一I/O端口，本发明实施例中，三极管Q1为NPN型三极管，单片机40的第一I/O端口为单片机40的第2管脚；三极管Q1的基极还通过电阻R2连接至地线；三极管Q1的发射极连接至地线；三极管Q1的集电极通过电阻R3连接至双向可控硅T1的门极G；双向可控硅T1的一个主电极与第一交流输入端50相连，双向可控硅T1的另一个主电极与整流桥12的一个输入端相连；整流桥12的另一输入端通过发热丝HEAT1连接至第二交流输入端60；整流桥12的两个输出端分别与直流电机11的两个输入端相连；本发明实施例中，第一交流电源输入端和第二交流电源输入端分别用于连接交流火线和交流零线；

电机功率控制电路10在具体工作时：

当单片机40的第一I/O端口向三极管Q1的基极发送高电平电压时，三极管Q1导通，进而双向可控硅T1导通，此时整流桥12的一个输入端通过双向可控硅T1连接至第一交流输入端50，整流桥12的另一个输入端通过发热丝HEAT1连接至第二交流输入端60；由第一交流输入端50和第二交流输入端60输入的交流电经过整流桥12整流后，连接至直流电机11的两端，直流电机11开始工作。

当单片机40的第一I/O端口向三极管Q1的基极发送低电平电压时，三极管Q1截止，进而双向可控硅T1在交流电的下一个过零点时截止，此时整流桥12的无交流电源输入，直流电机11停止工作。

通过控制单片机40向三极管Q1的基极发送方波信号，并控制方波信号中单位时间内高电平电压与低电平电压的占比，以控制双向可控硅T1的导通角，即可控制单位时间内通过双向可控硅的平均电流，进而控制单位时间内通过直流电机11的电流，以此控制直流电机11的功率；例如，以10个交流电周期的时间作为单位时间，控制单片机40向三极管Q1发送的方波信号中高电平信号与低电平信号各为5个，则在这10个交流电周期的时间内，双向可控硅的导通时间为5个交流电周期的时间，直流电机11以额定功率的50％进行工作。

通过在直流电机11的供电回路上串联发热丝HEAT1，利用发热丝HEAT1限流的作用，发热丝HEAT1与直流电机11构成分压，使得直流电机11能够在额定电压下工作；本发明实施例中，直流电机11选用24V/24W的直流电机，该直流电机在额定电压以额定功率工作时，所需的电流为1A。发热丝HEAT1的选用阻值为200Ω的发热丝，当双向可控硅T1导通时，直流电机11与发热丝HEAT1上的电压等于交流电的电压，此时流过发热丝HEAT1的电流约为1A，直流电机11以额定功率工作。在直流电机11工作的同时，发热丝HEAT1工作加热，起到限流的作用同时，为电吹风内空气加热，使电吹风能够吹出热风，即避免电吹风电路板温度异常升高的同时又不会浪费电力资源。

如图1所示，发热丝功率控制电路20包括双向可控硅T2、三极管Q2和发热丝HEAT2；发热丝功率控制电路20在单片机40的控制下，驱动发热丝HEAT2工作或者不工作，以及控制发热丝工作时的功率；其中，三极管Q2的基极连接至单片机40的第二I/O端口；本发明实施例中，三极管Q2为NPN型三极管，单片机40的第二I/O端口为单片机40的第5管脚；三极管Q2的发射极连接至地线，三极管Q2的集电极连接至所述双向可控硅T2的门极G；双向可控硅T2的一个主电极与第一交流输入端50相连，双向可控硅T2的另一个主电极通过所述发热丝HEAT2连接至所述第二交流输入端60。

发热丝功率控制电路20在具体工作时：

当单片机40的第二I/O端口向三极管Q2的基极发送高电平电压时，三极管Q2导通，进而双向可控硅T2导通，此时发热丝HEAT2的一端通过双向可控硅T2连接至第一交流输入端50，发热丝HEAT2的另一端连接至第二交流输入端60；发热丝HEAT2通电开始工作；

当单片机40的第二I/O端口向三极管Q2的基极发送低电平电压时，三极管Q2截止，进而双向可控硅T2在交流电的下一个电流过零点时截止，此时发热丝HEAT2无电流通过，发热丝HEAT2停止工作。

通过控制单片机40向三极管Q2的基极发送方波信号，并控制方波信号中单位时间内高电平电压与低电平电压的占比，以控制双向可控硅T2的导通角，即可控制单位时间内通过双向可控硅T2的平均电流，进而控制单位时间内通过发热丝HEAT2的电流，以此控制发热丝HEAT2的功率；例如，以10个交流电周期的时间作为单位时间，控制单片机40向三极管Q2发送的方波信号中高电平信号与低电平信号各为5个，则在这10个交流电周期的时间内，双向可控硅的导通时间为5个交流电周期的时间，发热丝HEAT2以额定功率的50％进行工作

本发明实施例提供的高电源利用率的电吹风控制电路还包括零点检测电路30，零点检测电路30用于检测由第一交流输入端50输入的交流电流的电流过零点信息，并将检测到的电流过零点信息反馈给单片机40。如图1所示，零点检测电路30包括电阻R7、电阻R8和电容C1；其中电阻R7的一端连接至第一交流输入端50，电阻R7的另一端与电阻R8的一端相连接，电阻R8的另一端连接至地线；电阻R7和电阻R8的公共端连接至单片机40的第三I/O端口；单片机40的第三I/O端口为单片机40的第13管脚；电容C1与电阻R8并联连接。

零点检测电路30具体工作时，由第一交流输入端50输入的交流电，经电阻R7和电阻R8分压后，在电阻R7和电阻R8的公共端处能够检测到一个与交流电频率相同的交流信号，由于交流电呈正弦波变化，在上升沿过零点处，单片机40通过零点检测电路30检测到的电平信号由低电平转换为高电平；在交流电下降沿过零点处，单片机40通过零点检测电路30检测到的电平信号由高电平转换为低电平，因此单片机40可通过零点检测电路30检测到信号的上升沿和下降沿的变化来判断交流电的过零点，单片机40在交流电过零点时刻或者接近交流电过零点时刻，向三极管Q1的基极或者三极管Q2发送高电平或者低电平，能够减小双向可控硅导通或者断开时对电网造成的干扰，同时能够减小可控硅导通或者断开时的延时时间，更加精准地控制双向可控硅T2的导通角，进而更加精准地控制直流电机11和发热丝的工作功率。

本发明实施例提供的高电源利用率的电吹风控制电路，通过在直流电机的供电回路上串联发热丝，利用发热丝的限流功能，降低直流电机两端的电压，以实现开关电源的功能，使直流电机能够以额定功率工作，降低电吹风电路板发热量的同时，将发热丝降压限流时产生的热量为电吹风内部的空气加热，以使电吹风能够吹出热风，避免了电力资源的浪费。本发明实施例提供的高电源利用率的电吹风控制电路，电路结构简单，使用的电子元器件少，不仅减少了生产成本和电吹风电路板占用空间，还提高了电力资源的利用率，节能环保。

较佳地，在高电源利用率的电吹风控制电路还设置有触摸屏控制电路，所述触摸屏控制电路与单片机40通讯连接；触摸屏控制电路包括触控屏，触摸屏上设置至少包括风速触控单元和温度触控单元，风速触控单元用于选择所需的风速，即直流电机11的工作功率，温度触控单元用于选择所需的温度，即发热丝的工作功率；单片机40根据触摸屏控制电路反馈的风速信息和温度信息，控制直流电机11和发热丝HEAT2以相应的功率工作，使电吹风吹出的风达到所需的温度和风速。相对于现有的机械按键控制风速和温度，通过触摸屏控制电路能够实现更多档位的风速和温度选择。

尽管本文中较多的使用了诸如直流电机、整流桥、双向可控硅、单片机、交流输入端、零点检测电路等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种高电源利用率的电吹风控制电路，其特征在于：包括电机功率控制电路(10)、发热丝功率控制电路(20)、零点检测电路(30)以及单片机(40)；

所述电机功率控制电路(10)包括双向可控硅T1、三极管Q1、发热丝HEAT1、整流桥(12)和直流电机(11)；所述三极管Q1的基极连接至所述单片机(40)的第一I/O端口；所述三极管Q1的发射极连接至地线；所述三极管Q1的集电极连接至所述双向可控硅T1的门极；所述双向可控硅T1的一个主电极与第一交流输入端(50)相连，所述双向可控硅T1的另一个主电极与所述整流桥(12)的一个输入端相连；所述整流桥(12)的另一输入端通过发热丝HEAT1连接至第二交流输入端(60)；所述整流桥(12)的两个输出端分别与所述直流电机(11)的两端相连；

所述发热丝功率控制电路(20)包括双向可控硅T2、三极管Q2和发热丝HEAT2；所述三极管Q2的基极连接至所述单片机(40)的第二I/O端口；所述三极管Q2的发射极连接至地线；所述三极管Q2的集电极连接至所述双向可控硅T2的门极；所述双向可控硅T2的一个主电极与所述第一交流输入端(50)相连，所述双向可控硅T2的另一个主电极通过所述发热丝HEAT2连接至所述第二交流输入端(60)；

所述零点检测电路(30)包括电阻R7、电阻R8和电容C1；所述电阻R7和所述电阻R8依次串联连接在所述第一交流输入端(50)和地线之间；所述电阻R7和所述电阻R8的公共端连接至所述单片机(40)的第三I/O端口；所述电容C1与所述电阻R8并联连接。

2.根据权利要求1所述的高电源利用率的电吹风控制电路，其特征在于：所述直流电机(11)为24V/24W的直流电机(11)。

3.根据权利要求2所述的高电源利用率的电吹风控制电路，其特征在于：所述发热丝HEAT1的电阻值为200Ω。

4.根据权利要求1所述的高电源利用率的电吹风控制电路，其特征在于：所述三极管Q1和所述三极管Q2均为NPN型三极管。