CN112835399A - 一种电池类吹风机的控制方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电吹风机控制技术领域，特别涉及一种电池类吹风机的控制方法及设备，包括通过电池检测电路获取当前电池电压实时数据；根据获得的所述电池电压实时数据以及设定的恒功率值来反向推导程序调节占空比值以达到恒功率的风加热控制；根据获得的所述电池电压实时数据以及设定的程序调节占空比值来控制电机两端电压值以达到在一定时间内渐变式风速调节。本发明提供的电池类吹风机的控制方法，利用电池检测电路获取当前电池电压实时数据，再通过软件算法可将温度和风速控制在预设的范围内，满足了头发表面对风温的需求，使得人体感受到风温的触感前后基本一致。既达到了保持温度持续恒定和风速持续调节的效果，又能节省电池的电量增加续航。

Description

一种电池类吹风机的控制方法及设备
技术领域
本发明涉及电吹风机控制技术领域，特别涉及一种电池类吹风机的控制方法及设备。
背景技术
电吹风机是日常生活中常见的供暖设备，根据供电来源不同，主要分为交流电式电吹风和电池式电吹风，交流电式电吹风功率可以做到很大1000W以上，因此可以很好的保持风速和风温。而电池式电吹风因为需要使用电池供电，所以加热功率无法做到很大，通常只能做到一两百瓦，并且，实际工作过程中电池电压会缓慢下降，使电吹风的功率缓步减小。因其功率的减少而导致吹风机吹出的风温减小，其提供的热量不够水分蒸发吸收，无法满足人们吹发所需的舒适温度。
如申请号为CN201922304018.1，申请专利名称为《一种新型无线电吹风》，公布日：2019年12月09日，公开了一种新型无线电吹风包括风筒、手柄、蓄电池、开关、电机、风叶和低功率热交换器，所述的低功率热交换器安装在风筒内，靠近出风口一侧，所述的低功率热交换器包括低功率电热器和热交换器，所述的低功率电热器紧贴安装在热交换器内，所述的蓄电池安装在手柄内。
上述申请采用蓄电池为能源，充电后使用，配功率热交换器获得热风，具有安全性高、移动方便、体积小、重量轻的优点。但是，其不足之处在于，一方面，该类电吹风的功率低，无法满足人们头发表面对风温的需求，另一方面，不能调节风温，使用者在使用过程中很难进行调控，使得吹风前期和后期的体验差别较大。
发明内容
为解决上述现有技术中提到的电池类吹风机功率小的问题，本发明提供了一种电池类吹风机的控制方法，包括S100，通过电池检测电路获取当前电池电压实时数据；S200，根据获得的所述电池电压实时数据以及设定的恒功率值来反向推导程序调节占空比值以达到恒功率的风加热控制；S300，根据获得的所述电池电压实时数据以及设定的程序调节占空比值来控制电机两端电压值以达到在一定时间内渐变式风速调节。
在上述技术方案的基础上，进一步地，所述恒功率的风加热和渐变式风速调节占空比值根据毛发含水量获取。
在上述技术方案的基础上，进一步地，所述毛发含水量是根据实际毛发的水分蒸发时间来估算。
在上述技术方案的基础上，进一步地，利用以下公式(1)反向推导程序调节占空比值以达到恒功率的风加热控制；
K1＝Q*R/(VBAT)2 (1)
其中：
K1是实际调节占空比值，范围是0-1之间；
Q是恒定加热丝功率；
R是加热丝固定内阻；
VBAT是当前电池电压值。
在上述技术方案的基础上，进一步地，利用以下公式(2)来获得电机两端电压值以达到在一定时间内渐变式风速调节；
Vmoto＝VBAT*K2 (2)
其中，
K2是实际调节占空比值，范围是0-1之间；
Vmoto是当前电机工作电压；
VBAT是当前电池电压值。
本发明还提供一种电池类吹风机设备，包括风机本体，所述本体内设有温度控制模块、风速控制模块以及电压采集模块；
所述电压采集模块用于通过电池检测电路获取当前电池电压实时数据；
所述温度控制模块用于根据获得的所述电池电压实时数据通过反向推导程序调节占空比值以达到恒功率的风加热控制；
所述风速控制模块用于根据获得的所述电池电压实时数据以及设定的程序调节占空比值来控制电机两端电压值以达到在一定时间内渐变式风速调节。
在上述技术方案的基础上，进一步地，所述电压采集模块包括电池检测电路，所述电池检测电路包括三极管T3、三极管T4、电容C23、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R25、电阻R26、电阻R20，所述三极管T3的基极不仅通过电阻R44与单片机连接，还通过电阻R41与三极管T3的发射极连接；所述三极管的发射极不仅通过电容C23与单片机的AD口连接还接地线；所述三极管T4的发射极不仅与电池连接，还通过电阻R42与三极管T4的基极连接，所述三极管T4的集极通过电阻R43与三极管T3的集电极连接；所述三极管T4的集电极通过电阻R20分别与电阻R26、电阻R25的一端连接，其中，电阻R25的另一端接地线，电阻R26的另一端与单片机的AD口连接。
在上述技术方案的基础上，进一步地，所述温度控制模块包括加热丝控制电路，所述加热丝控制电路包括MOS管Q1、MOS管Q2、电阻R13、电阻R15、加热丝，所述MOS管Q1的D极分别与加热丝、电池、MOS管Q2的D极连接；所述MOS管Q1的S极与MOS管Q2的S极与地线连接；所述MOS管Q1的G极与MOS管Q2的G极连接，同时通过R3与单片机连接，通过R15与MOS管Q1的S极连接。
在上述技术方案的基础上，进一步地，所述风速控制模块包括电机控制电路，所述电机控制电路包括电机、电容C16、二极管D3、MOS管Q5、电阻R14、电阻R16、电阻R2、电阻R7、电阻R10、电容C30，所述电容C16与二极管D3并联后连接在电机的正负极上，所述电机的正极与电池连接，所述电机的负极与MOS管Q5的D极连接；所述MOS管Q5的G极通过R14与单片机的PWN口连接，同时还通过R16分别与单片机AD口、电容C30连接；所述电容C30的输出端与地线连接；所述MOS管Q5的S极分别通过电阻R2、电阻R7与地线连接。
本发明提供的一种电池类吹风机的风温控制方法，与现有技术相比，具有以下优点：利用电池检测电路获取当前电池电压实时数据，再通过软件算法可将温度和风速控制在预设的范围内，解决了电池类吹风机由于本身加热功率不高而引起吹发时毛发表面感觉温度很低的问题，且通过实时调节温度和风速，使得人体表面感受到风温的触感前后基本一致的状态。既达到了保持温度持续恒定和风速持续调节的效果，又能节省电池的电量增加续航。
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为本发明提供的电池类吹风机控制方法的步骤流程图；
图2为本发明提供的电池类吹风机设备的结构关系图；
图3为本发明提供的电池检测电路的电路图；
图4为本发明提供的加热丝控制电路的电路图；
图5为本发明提供的电机控制电路的电路图；
图6为本发明提供的一实施例的风温曲线图。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明提供的一种电池类吹风机的控制方法，包括S100，通过电池检测电路获取当前电池电压实时数据；S200，根据获得的所述电池电压实时数据以及设定的恒功率值来反向推导程序调节占空比值以达到恒功率的风加热控制；S300，根据获得的所述电池电压实时数据以及设定的程序调节占空比值来控制电机两端电压值以达到在一定时间内渐变式风速调节。
具体实施时，如图1所示，所述电池类吹风机的控制方法，包括S100，由于吹风机的电池在使用过程中电压会缓慢下降，因此通过电池检测电路来获取当前电池电压实时数据；S200，根据获得的所述电池电压实时数据以及设定的一恒功率值，可反向推导程序调节占空比值，通过调节占空比值以达到恒功率的风加热控制，从而解决电池类吹风机功率不稳定的问题，使其能够获得一个恒定的温度；S300，根据获得的所述电池电压实时数据以及设定的程序调节占空比值来控制电机两端电压值以达到在一定时间内渐变式风速调节。所述一定时间可定义为从刚开始吹发到水分蒸发完全的时间，可根据实际需求调整。
本发明提供的电池类吹风机的控制方法，利用电池检测电路获取当前电池电压实时数据，再通过软件算法可将温度和风速控制在预设的范围内，解决了电池类吹风机由于本身加热功率不高而引起吹发时毛发表面感觉温度很低的问题，且通过实时调节温度和风速，使得人体表面感受到风温的触感前后基本一致的状态。既达到了保持温度持续恒定和风速持续调节的效果，又能节省电池的电量增加续航。
优选地，所述恒功率值和渐变式风速调节占空比值根据毛发含水量获取。
具体实施时，当起始毛发表面有水分时，1克水汽化所需要的能量2267焦，若起始风速大会带走电吹风吹到毛发表面的温度，降低有效加热功率的利用率，使人体感觉到冷，因此在起始吹发时，需要保持加热功率且降低风速，使得吹风提供热量大于水分蒸发吸热的热量，毛发表面有温润的触感；而当水分慢慢蒸发过程中，需要缓慢降低加热功率且增大风速，使得头发在干的过程中，不会感觉太烫。所以，在对温度和风速进行调控时，所述恒功率值和渐变式风速调节占空比值需要根据毛发含水量获取。
优选地，所述毛发含水量是根据实际毛发的水分蒸发时间来估算。
具体实施时，所述毛发含水量是根据实际毛发的水分蒸发时间来估算。为了获取水分蒸发时间，需要经过大量的实验测试，通过多次测定在设定的一恒功率状态下吹干毛发所需的时间来获得水分蒸发时间，通过水分蒸发时间来获得匀速提升的占空比值。而通过该占空比值的匀速调节和电池电压实时数据，则可以获得相应的风速和温度的调节。
作为一种较佳的实施方案，可设定水分蒸发时间为2分钟，当前功率值为80W，起始的占空比值为45％，水分蒸发后的最终占空比值为85％，设定好数据后，再通过风速测试仪及温度巡检仪对吹风机进行风速和温度的检测。
以下为目前测试的较为适合的实际数据：(占空比值/风口风温/风口风速)。
Figure BDA0002890356350000071
通过上述数据，如图6所示，可模拟出吹风机出风口处的温度曲线(上线)以及10cm处的温度曲线(下线)，通过模拟的曲线可直观地得知，在吹风开始时，温度较高，在水分蒸发两分钟内逐渐降低，直到趋于平稳。通过该实施方案的实时调节温度和风速，在吹发前期含水量多时，温度较高，风速较低，使电吹风提供热量大于水分蒸发吸热的热量，毛发表面有温润的触感；在水分蒸发后，温度较低，风速较高，不会给人太烫的感觉，维持毛发表面的温感。最终达到使人体表面感受到风温的触感前后基本一致的体验。
优选地，利用以下公式(1)反向推导程序调节占空比值以达到恒功率的风加热控制；
K1＝Q*R/(VBAT)2 (1)
其中：
K1是实际调节占空比值，范围是0-1之间；
Q是恒定加热丝功率；
R是加热丝固定内阻；
VBAT是当前电池电压值。
具体实施时，设定起始的加热恒功率值，在电池检测电路实时采样电池电压后，通过以上的公式(1)计算，可推导出程序调节占空比值，通过程序调节占空比值以达到对加热丝功率的加热控制，最终达到控制吹风机温度的目的。
优选地，利用以下公式(2)来获得电机两端电压值以达到在一定时间内渐变式风速调节；
Vmoto＝VBAT*K2 (2)
其中，
K2是实际调节占空比值，范围是0-1之间；
Vmoto是当前电机工作电压；
VBAT是当前电池电压值。
具体实施时，将电池检测电路采集的电压信号传至单片机形成反馈，再由上述公式(2)计算电机两端的电压值，软件通过算法处理控制电机两端电压值，进而调节风速的大小，在一定时间内调整输出不同PWM波的占空比值，从而达到渐变调节风速的作用。
本发明还提供一种电池类吹风机设备，包括风机本体，所述本体内设有温度控制模块、风速控制模块以及电压采集模块；
所述电压采集模块用于通过电池检测电路获取当前电池电压实时数据；
所述温度控制模块用于根据获得的所述电池电压实时数据通过反向推导程序调节占空比值以达到恒功率的风加热控制；
所述风速控制模块用于根据获得的所述电池电压实时数据以及设定的程序调节占空比值来控制电机两端电压值以达到在一定时间内渐变式风速调节。
具体实施时，如图2所示，所述电池类吹风机设备包括风机本体，所述本体内设有温度控制模块、风速控制模块以及电压采集模块，所述温度控制模块和风速控制模块通过电压采集模块获取的当前电池电压数据，再通过软件算法输出不同的调节占空比值，进而精确地控制吹风机的加热温度和风速。采用上述的电池类吹风机设备不仅能够使得人体毛发表面在吹风的前期和后期都能感受到较为温和一致的风温触感，又能节省电池的电量增加续航。
优选地，所述电压采集模块包括电池检测电路，所述电池检测电路包括三极管T3、三极管T4、电容C23、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R25、电阻R26、电阻R20，所述三极管T3的基极不仅通过电阻R44与单片机连接，还通过电阻R41与三极管T3的发射极连接；所述三极管的发射极不仅通过电容C23与单片机的AD口连接还接地线；所述三极管T4的发射极不仅与电池连接，还通过电阻R42与三极管T4的基极连接，所述三极管T4的集极通过电阻R43与三极管T3的集电极连接；所述三极管T4的集电极通过电阻R20分别与电阻R26、电阻R25的一端连接，其中，电阻R25的另一端接地线，电阻R26的另一端与单片机的AD口连接。
具体实施时，如图3所示，所述电池检测电路与电池连接，通过三极管进行放大电路，再通过R20和R25电阻分压后从电池的AD口进行AD采集，最后与单片机S-AD口连接，用于将采集的信号传输至单片机，从而达到反向计算电池电压的作用。
优选地，所述温度控制模块包括加热丝控制电路，所述加热丝控制电路包括MOS管Q1、MOS管Q2、电阻R13、电阻R15、加热丝，所述MOS管Q1的D极分别与加热丝、电池、MOS管Q2的D极连接；所述MOS管Q1的S极与MOS管Q2的S极与地线连接；所述MOS管Q1的G极与MOS管Q2的G极连接，同时通过R3与单片机连接，通过R15与MOS管Q1的S极连接。
具体实施时，如图4所示，单片机对电池电压检测电路采集的信号进行计算后，对加热丝控制电路的Heat口输出PWM，使得两个MOS管轮流导通，进而对加热丝进行控制，采用MOS管不仅起到了滤波稳定电压的作用，还大大降低了功耗。另一方面，加热丝控制电路还与电池连接，用于对加热丝提供电源。
优选地，所述风速控制模块包括电机控制电路，所述电机控制电路包括电机、电容C16、二极管D3、MOS管Q5、电阻R14、电阻R16、电阻R2、电阻R7、电阻R10、电容C30，所述电容C16与二极管D3并联后连接在电机的正负极上，所述电机的正极与电池连接，所述电机的负极与MOS管Q5的D极连接；所述MOS管Q5的G极通过R14与单片机的PWN口连接，同时还通过R16分别与单片机AD口、电容C30连接；所述电容C30的输出端与地线连接；所述MOS管Q5的S极分别通过电阻R2、电阻R7与地线连接。
具体实施时，如图5所示，单片机对电池电压检测电路采集的信号进行计算后，对电机控制电路的Motor口输出PWM，再通过MOS管Q5，继而控制电机两端的电压,从而达到对风速的控制。其中，二极管D3、电容C16并联在电机两端，用于保护电路。
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 (9)

1.一种电池类吹风机的控制方法，其特征在于，包括：
S100，通过电池检测电路获取当前电池电压实时数据；
S200，根据获得的所述电池电压实时数据以及设定的恒功率值来反向推导程序调节占空比值以达到恒功率的风加热控制；
S300，根据获得的所述电池电压实时数据以及设定的程序调节占空比值来控制电机两端电压值以达到在一定时间内渐变式风速调节。
2.根据权利要求1所述的一种电池类吹风机的控制方法，其特征在于：所述恒功率值和渐变式风速调节占空比值根据毛发含水量获取。
3.根据权利要求2所述的一种电池类吹风机的控制方法，其特征在于：所述毛发含水量是根据实际毛发的水分蒸发时间来估算。
4.根据权利要求1所述的一种电池类吹风机的控制方法，其特征在于：利用以下公式(1)反向推导程序调节占空比值以达到恒功率的风加热控制；
K1＝Q*R/(VBAT)2 (1)
其中：
K1是实际调节占空比值，范围是0-1之间；
Q是恒定加热丝功率；
R是加热丝固定内阻；
VBAT是当前电池电压值。
5.根据权利要求1所述的一种电池类吹风机的控制方法，其特征在于：利用以下公式(2)来获得电机两端电压值以达到在一定时间内渐变式风速调节；
Vmoto＝VBAT*K2 (2)
其中，
K2是实际调节占空比值，范围是0-1之间；
Vmoto是当前电机工作电压；
VBAT是当前电池电压值。
6.一种电池类吹风机设备，包括风机本体，其特征在于：所述本体内设有温度控制模块、风速控制模块以及电压采集模块；
所述电压采集模块用于通过电池检测电路获取当前电池电压实时数据；
所述温度控制模块用于根据获得的所述电池电压实时数据通过反向推导程序调节占空比值以达到恒功率的风加热控制；
所述风速控制模块用于根据获得的所述电池电压实时数据以及设定的程序调节占空比值来控制电机两端电压值以达到在一定时间内渐变式风速调节。
7.根据权利要求6所述的一种电池类吹风机设备，其特征在于：所述电压采集模块包括电池检测电路，所述电池检测电路包括三极管T3、三极管T4、电容C23、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R25、电阻R26、电阻R20，所述三极管T3的基极不仅通过电阻R44与单片机连接，还通过电阻R41与三极管T3的发射极连接；所述三极管的发射极不仅通过电容C23与单片机的AD口连接还接地线；所述三极管T4的发射极不仅与电池连接，还通过电阻R42与三极管T4的基极连接，所述三极管T4的集极通过电阻R43与三极管T3的集电极连接；所述三极管T4的集电极通过电阻R20分别与电阻R26、电阻R25的一端连接，其中，电阻R25的另一端接地线，电阻R26的另一端与单片机的AD口连接。
8.根据权利要求6所述的一种电池类吹风机设备，其特征在于：所述温度控制模块包括加热丝控制电路，所述加热丝控制电路包括MOS管Q1、MOS管Q2、电阻R13、电阻R15、加热丝，所述MOS管Q1的D极分别与加热丝、电池、MOS管Q2的D极连接；所述MOS管Q1的S极与MOS管Q2的S极与地线连接；所述MOS管Q1的G极与MOS管Q2的G极连接，同时通过R3与单片机连接，通过R15与MOS管Q1的S极连接。
9.根据权利要求6所述的一种电池类吹风机设备，其特征在于：所述风速控制模块包括电机控制电路，所述电机控制电路包括电机、电容C16、二极管D3、MOS管Q5、电阻R14、电阻R16、电阻R2、电阻R7、电阻R10、电容C30，所述电容C16与二极管D3并联后连接在电机的正负极上，所述电机的正极与电池连接，所述电机的负极与MOS管Q5的D极连接；所述MOS管Q5的G极通过R14与单片机的PWN口连接，同时还通过R16分别与单片机AD口、电容C30连接；所述电容C30的输出端与地线连接；所述MOS管Q5的S极分别通过电阻R2、电阻R7与地线连接。
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