CN201955641U - 多路调节控制节能装置 - Google Patents

Abstract

一种多路调节控制节能装置，属对电风扇、空调、电热器等电器进行自动调温和开、停机控制的综合装置。本实用新型主要由220V市电、变换后的12V直流电源、夏季温度控制电路和夏季温度控制电路等组成。本新型通过一个六反相器集成块和一个冬夏转换开关，实现对多达6至12路的温度采集、交直流转换、无极调压和启停控制等多种功能，使电风扇、空调、电热器等在无人操作条件下，并能随温度变化自动调温和开机、停机。本新型具有结构紧凑、使用方便、投资小、效率高的特点。

Description

多路调节控制节能装置

技术领域

本实用新型涉及用于温度控制的电子装置，特别是通过对电风扇、空调、电热器等电器进行温度控制的多路调节电子装置。

背景技术

在发供电、科研、调度及其它企事业单位，普遍使用着空调、风扇、电热器等调温工具，它们都是耗电大件，几乎占据了用电量的一半。

现在电风扇、电热器、空调机等，不论已购使用还是生产待售产品，基本都是采用人工操作方式。比如电风扇普遍为机械结构，一旦开启，不论什么档位，只要无人调整便会按原风速长时间运转；电烤火炉等应用相似；空调机则在设置温度上反复启动，寻找和靠近设置点。这些不论外界温度是否下降(夏天)或者升高(冬天)，有无必要开动，都不会自动停机。而要保持这些运转和工作方式，耗电量都在几十甚至上百瓦。

比如在炎热的夏日，人们睡觉前往往把空调设置在270C以下，风扇更是开在强档。但当下半夜以及常有的雷雨天气到来，会使温度大幅降低，该时酣睡的人们往往不会起来调档关机，由此使得电能无谓损耗，更有甚者还将被造成感冒，特别是小孩，常因此送医院，损身又耗钱，极不划算。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、具有无机调压和启停控制等各种功能的多路调节控制节能装置。

本新型的目的是这样实现的：一种多路调节控制节能装置，主要由以下电路组成：

12V直流电源：220V市电串接保险BX和开关K2后与220/12V变压器B初级线圈相并联，整流管D2-5与两输入端分别连接变压器B次级线圈的一端，电容C2串接在整流管D2-5的正、负输出端之间，整流管D2-5正输出端串接稳压块WY后，接于冬夏转换开关K1的第12触头并向外输出12V直流电；

冬夏转换开关K1：采用型号为SS-42H07的拨动开关，由K1-1和K1-2两组开关组成，其中，K1-1由上列的第1、第2、第3触头以及下列的第4、第5、第6触头组成，K1-2由上列的第7、第8、第9触头以及下列的第10、第11、第12触头组成，K1的内臂打到左侧时，K1-1的第2触头与第1触头接通，第5触头与第4触头接通，同时，K1-2的第8触头与第7触头接通，第11触头与第10触头接通；K1的动臂打到右侧时，K1-1的第2触头与第3触头接通，第5触头与第6触头接通，同时，K1-2的第8触头与第9触头接通，第11触头与第12触头接通；

上述12V直流电源正极接于冬夏转换开关K1的第1触头和第12触头；12V直流电源负极接于冬夏转换开关K1的第3触头和第4触头；

夏季温度控制电路：冬夏转换开关K1拨向左面，第2触头一端接通第1触头的直流电源正极，另一端联结正电源线E+，第5触头接通第4触头的直流电源负极，另一端联结负电源线E-，K1的第2触头顺次串接负温度型热敏电阻Rt1、电阻R1和电阻R2后接于12V直流电源负极E-，六反相器的第一非门的输入端接于电阻R1和电阻R2的结点，第一非门的输出端接于三极管BG1的基极，三极管BG1的发射极接于三极管BG2的基极，三极管BG1的集电极和三极管BG2的集电极均接于12V直流电源负极，继电器J1连接在三极管BG2的发射极与12V电源正极之间；

冬夏转换开关K1的第2触头顺次串接负温度型热敏电阻Rt2、电阻R3和电阻R4后接于12V直流电源负极，六反相器的第二非门的输入端接于电阻R3和电阻R4的结点，第二非门的输出端接于三极管BG3的基极，三极管BG3的发射极接于三极管BG4的基极，二极管BG3的集电极和三极管BG4的集电极均接于12V直流电源负极，继电器J2连接在三极管BG4的发射极与12V直流电源正极之间；

冬夏转换开关K1的第2触头顺次串接负温度型热敏电阻Rt3、电阻R5和电阻R6后接于12V直流电源负极，六反相器的第三非门的输入端接于电阻R5和电阻R6的结点，第三非门的输出端接于三极管BG5的基极，三极管BG5的发射极接于三极管BG6的基极，二极管BG5的集电极和三极管BG6的集电极均接于12V直流电源负极，继电器J3连接在三极管BG6的发射极与12V直流电源正极之间；

可控硅SCR输入端接于开关K2与变压器B初级线圈一端的结点，可控硅SCR输出端串接插座Z1后接于变压器B初级线圈另一端，电容C1一端接于可控硅SCR输出端，电容C1另一端串接双向二极管D1后接于可控硅SCR控制端；电阻R14、继电器J的常开结点J1-1、继电器J2的常闭结点J2-2以及继电器J3的常闭结点J3-2四者依次串接后连接在可控硅SCR输入端与电容C1另一端之间；电阻R15和继电器J2的常开触点J2-1以及继电器J3的常闭结点J3-2三者依次串接后连接在可控硅SCR输入端与电容C1另一端之间；电阻R16和继电器J3的常开结点J3-1二者串接后连接在可控硅SCR输入端与电容C1另一端之间；

冬夏转换开关K1的第2触头依次串接负温度型热敏电阻Rt4、电阻R7和电阻R8后接于12V直流电源负极，六反相器的第四非门的输入端接于电阻R7和电阻R8的结点，第四非门的输出端接于三极管BG7的基极，三极管BG7的发射极接于三极管BG8的基极，三极管BG7的集电极和三极管BG8的集电极均接于12V直流电源负极，三极管BG8的发射极串接继电器J4后接于12V直流电源正极，继电器J4的常开结点J4-1串接插座Z2后与变压器B的初级线圈相并联；

冬夏转换开关K1的第2触头依次串接负温度型热敏电阻Rt5、电阻R9和电阻R10后接于12V直流电源负极，六反相器的第五非门的输入端接于电阻R9和电阻R10的结点，第五非门的输出端接于三极管BG9的基极，三极管BG9的发射极接于三极管BG10的基极，三极管BG9的集电极和三极管BG10的集电极均接于12V直流电源负极，三极管BG10的发射极串接继电器J5后接于12V直流电源正极；继电器J5的常开结点J5-1串接插座Z3后与变压器B的初级线圈相并联；

冬夏转换开关K1的第2触头依次串接负温度型热敏电阻Rt6、电阻R11和电阻R12后接于12V直流电源负极，六反相器的第六非门的输入端接于电阻R11和电阻R12的结点，第六非门的输出端接于三极管BG11的基极，三极管BG11的发射极接于三极管BG12的基极，三极管BG11的集电极和三极管BG12的集电极均接于12V直流电源负极，三极管BG12的发射极串接继电器J6后接于12V直流电源正极；继电器J6的常开结点J6-1串接插座Z4后与变压器B的初级线圈相并联；

冬季温度控制电路：冬夏转换开关K1拨向右面，第2触头一端联接第3触头的直流电源负极，另一端联结负电源线E′-，第11触头联接第12触头的直流电源正极，另一端联结负电源线E′+，负温度热敏电阻Rt1、Rt2、Rt3、Rt4、Rt5、Rt6改接为负电源E′-，分压电阻R2′、电阻R4′、电阻R6′、电阻R8′、电阻R10′以及电阻R12′的一端分别接于六反相器的第一非门、第二非门、第三非门、第四非门、第五非门以及第六非门的输入端，该六个电阻的另一端均连接正电源E′+；

上述负温度型热敏电阻Rt1～6均为3.6KΩ，电阻R1、R3、R5、R7、R9、R11均为200Ω，电阻R2、R8、R10、R12均为680Ω，R4为560Ω，R6为470Ω，电阻R2’、R8’、R10’、R12’均为20KΩ，电容C1为0.1μf，电阻R’4、R’6分别为22KΩ和24KΩ，电阻14为200KΩ，电阻15为100KΩ，电阻16为10KΩ；三极管BG1～12均为NPN型功率放大管；六反相器的型号为54LS04。

上述冬夏转换开关型号为SS-42H07；所述三极管BG1、BG3、BG5、BG7、BG9、BG11型号均为9015晶体管，三极管BG2、BG4、BG6、BG8、BG10、BG12型号均为8550；所述插座Z1、Z2为10A多用型，Z3、Z4为16A中功率型。

上述电阻R16与可控硅SCR的输入端之间还连接有用于微调的电位器W7，电位器W7的滑动臂接于可控硅SCR的输入端。

还具有交流工作显示电路：发光二极管Fg1与电阻R13串接后再与电压器B的初级线圈相并联。

还具有直流工作显示电路：发光二极管Fg2一端接于稳压块WY输出端，Fg2另一端串接电阻R17后接于整流管D2-5的负输出端。

本实用新型的有益效果是：本仪器通过一个六反相器集成块，一个转换开关的巧妙设计，在并不增加太多元器件的情况下，便实现多达六至十二路的温度采集判断，交直流转换、无极调压和启停控制多种功能，使常用的电风扇、烤火炉、电热毯、空调机等在无人操作下，亦能随温度变化自动调温和开机、停机，即满足人体舒适要求，又大量节约电能，是一具有广泛意义和实用价值的仪器。

本仪器结构紧凑，使用方便，投资小，效率高，具有很强的实用价值和新颖独到性。

本仪器的特点和优点将在具体实施方式部分进行详细的阐述。

附图说明

图1是本实用新型的电原理框图。

图2是本实用新型的电路图。

图3是六反相器54LS04的内部结构示意图。

图4是本实用新型的外形结构图。

具体实施方式

图2示出(参见图1)，本实用新型主要由以下电路组成：

12V直流电源：220V市电串接保险BX和开关K2后与220/12V变压器B初级线圈相并联，整流管D2-5与两输入端分别连接变压器B次级线圈的一端，电容C2串接在整流管D2-5的正、负输出端之间，整流管D2-5正输出端串接稳压块WY后，接于冬夏转换开关K1的第12触头并向外输出12V直流电；

冬夏转换开关K1：采用型号为SS-42H07的拨动开关，由K1-1和K1-2两组开关组成，其中，K1-1由上列的第1、第2、第3触头以及下列的第4、第5、第6触头组成，K1-2由上列的第7、第8、第9触头以及下列的第10、第11、第12触头组成，K1的内臂打到左侧时，K1-1的第2触头与第1触头接通，第5触头与第4触头接通，同时，K1-2的第8触头与第7触头接通，第11触头与第10触头接通；K1的动臂打到右侧时，K1-1的第2触头与第3触头接通，第5触头与第6触头接通，同时，K1-2的第8触头与第9触头接通，第11触头与第12触头接通；

上述12V直流电源正极接于冬夏转换开关K1的第1触头和第12触头；12V直流电源负极接于冬夏转换开关K1的第3触头和第4触头；

夏季温度控制电路：冬夏转换开关K1拨向左面，第2触头一端接通第1触头的直流电源正极，另一端联结正电源线E+，第5触头接通第4触头的直流电源负极，另一端联结负电源线E-，K1的第2触头顺次串接负温度型热敏电阻Rt1、电阻R1和电阻R2后接于12V直流电源负极E-，六反相器的第一非门的输入端接于电阻R1和电阻R2的结点，第一非门的输出端接于三极管BG1的基极，三极管BG1的发射极接于三极管BG2的基极，三极管BG1的集电极和三极管BG2的集电极均接于12V直流电源负极，继电器J1连接在三极管BG2的发射极与12V电源正极之间；

冬夏转换开关K1的第2触头顺次串接负温度型热敏电阻Rt2、电阻R3和电阻R4后接于12V直流电源负极，六反相器的第二非门的输入端接于电阻R3和电阻R4的结点，第二非门的输出端接于三极管BG3的基极，三极管BG3的发射极接于三极管BG4的基极，二极管BG3的集电极和三极管BG4的集电极均接于12V直流电源负极，继电器J2连接在三极管BG4的发射极与12V直流电源正极之间；

冬夏转换开关K1的第2触头顺次串接负温度型热敏电阻Rt3、电阻R5和电阻R6后接于12V直流电源负极，六反相器的第三非门的输入端接于电阻R5和电阻R6的结点，第三非门的输出端接于三极管BG5的基极，三极管BG5的发射极接于三极管BG6的基极，二极管BG5的集电极和三极管BG6的集电极均接于12V直流电源负极，继电器J3连接在三极管BG6的发射极与12V直流电源正极之间；

可控硅SCR输入端接于开关K2与变压器B初级线圈一端的结点，可控硅SCR输出端串接插座Z1后接于变压器B初级线圈另一端，电容C1一端接于可控硅SCR输出端，电容C1另一端串接双向二极管D1后接于可控硅SCR控制端；电阻R14、继电器J的常开结点J1-1、继电器J2的常闭结点J2-2以及继电器J3的常闭结点J3-2四者依次串接后连接在可控硅SCR输入端与电容C1另一端之间；电阻R15和继电器J2的常开触点J2-1以及继电器J3的常闭结点J3-2三者依次串接后连接在可控硅SCR输入端与电容C1另一端之间；电阻R16和继电器J3的常开结点J3-1二者串接后连接在可控硅SCR输入端与电容C1另一端之间；

冬夏转换开关K1的第2触头依次串接负温度型热敏电阻Rt4、电阻R7和电阻R8后接于12V直流电源负极，六反相器的第四非门的输入端接于电阻R7和电阻R8的结点，第四非门的输出端接于三极管BG7的基极，三极管BG7的发射极接于三极管BG8的基极，三极管BG7的集电极和三极管BG8的集电极均接于12V直流电源负极，三极管BG8的发射极串接继电器J4后接于12V直流电源正极，继电器J4的常开结点J4-1串接插座Z2后与变压器B的初级线圈相并联；

冬夏转换开关K1的第2触头依次串接负温度型热敏电阻Rt5、电阻R9和电阻R10后接于12V直流电源负极，六反相器的第五非门的输入端接于电阻R9和电阻R10的结点，第五非门的输出端接于三极管BG9的基极，三极管BG9的发射极接于三极管BG10的基极，三极管BG9的集电极和三极管BG10的集电极均接于12V直流电源负极，三极管BG10的发射极串接继电器J5后接于12V直流电源正极；继电器J5的常开结点J5-1串接插座Z3后与变压器B的初级线圈相并联；

冬夏转换开关K1的第2触头依次串接负温度型热敏电阻Rt6、电阻R11和电阻R12后接于12V直流电源负极，六反相器的第六非门的输入端接于电阻R11和电阻R12的结点，第六非门的输出端接于三极管BG11的基极，三极管BG11的发射极接于三极管BG12的基极，三极管BG11的集电极和三极管BG12的集电极均接于12V直流电源负极，三极管BG12的发射极串接继电器J6后接于12V直流电源正极；继电器J6的常开结点J6-1串接插座Z4后与变压器B的初级线圈相并联；

冬季温度控制电路：冬夏转换开关K1拨向右面，第2触头一端联接第3触头的直流电源负极，另一端联结负电源线E′-，第11触头联接第12触头的直流电源正极，另一端联结负电源线E′+，负温度热敏电阻Rt1、Rt2、Rt3、Rt4、Rt5、Rt6改接为负电源E′-，分压电阻R2′、电阻R4′、电阻R6′、电阻R8′、电阻R10′以及电阻R12′的一端分别接于六反相器的第一非门、第二非门、第三非门、第四非门、第五非门以及第六非门的输入端，该六个电阻的另一端均连接正电源E′+；

上述负温度型热敏电阻Rt1～6均为3.6KΩ，电阻R1、R3、R5、R7、R9、R11均为200Ω，电阻R2、R8、R10、R12均为680Ω，R4为560Ω，R6为470Ω，电阻R2’、R8’、R10’、R12’均为20KΩ，电容C1为0.1μf，电阻R’4、R’6分别为22KΩ和24KΩ，电阻14为200KΩ，电阻15为100KΩ，电阻16为10KΩ；三极管BG1～12均为NPN型功率放大管；六反相器的型号为54LS04。

冬夏转换开关型号为SS-42H07；所述三极管BG1、BG3、BG5、BG7、BG9、BG11型号均为9015晶体管，三极管BG2、BG4、BG6、BG8、BG10、BG12型号均为8550。

电阻R16与可控硅SCR的输入端之间还连接有用于微调的电位器W7，电位器W7的滑动臂接于可控硅SCR的输入端。

还具有交流工作显示电路：发光二极管Fg1与电阻R13串接后再与电压器B的初级线圈相并联。

还具有直流工作显示电路：发光二极管Fg2一端接于稳压块WY输出端，Fg2另一端串接电阻R17后接于整流管D2-5的负输出端。

更进一步的详细说明如下：

从图1中可见，为实现温度控制，首先选用传感器进行环境温度采样，本装置设计特点是传感器为一组相同的负温型热敏电阻，经开关转换控制，即实现冬夏双温采集。采集到的信号送往以六反相器为中心的比较判断电路，进行电平转换控制，再经功率放大、导通角驱动等，一路启动无极调压送出可变电源，另一路直接经继电器结点传送全额电源，以实现风扇转速、空调启停等的温度控制。

220V交流电分两路工作，一路经降压、整流、滤波、稳压等处理，形成直流工作电源，供给温度传感、非门转换、功率放大、继电驱动等器件工作，另一路则送往可控硅和继电器结点，提供受温度控制下的动力电源。

电路原理：

在图2中，有一个六反相器集成电路贯穿始终，该集成电路的内部结构及其技术数据等如图3所示：六反相器主要参数：输入高电平2V，输入低电平0.8V，输出高电平2.4V，输出低电平0.5V；温度范围：74LS04为0～70度，54LS04为-55～125度。

根据图示结构、逻辑关系、电气参数和温度范围，选择54LS04型集成块，并以此为中心，在整个温控节能器中对六个逻辑非门展开全面应用。为启动大功率继电器，首先设计了12V直流电源，但因54LS04集成块适应5V工作，故采用680Ω和510Ω电阻分压及稳压二极管IN47型做5V稳压的设计，以保证该集成块正常工作。因在正式电路中不反应此电压，故于此作交代。

在图2中部有一冬夏转换开关K1(为双组四列开关)，起夏季冬天温度控制转换作用。具体是靠改变正负电源和一项电阻参数实现的。比如：

(1)、当K1拨向左面，K1-1上列中心点(第2触头)接通正电源，送到顶上为E+，供给Rt系列支路，而K1-1下列中心点(第5触头)接通负电源E-，送给R2-12偶数级电阻(R2、R4、R6、R8、R10以及R12，下同)。

(2)当K1拨向右面，K1-1上列中心点接通负电源，送到顶上为E’-，注意，此时原Rt系列支路接的正电源变成了负电源；而K1-2下列中心点(第11触头)接通正电源E’+，注意，这里变化大的是原R2-12偶数级电阻悬空，不工作，而由E’+送给的R′2-12偶数级电阻(指R2’、R4’、R6’、R8’、R10’以及R12’，下同)取而代之，并转正极工作。

(3)图2中全部继电器(J1～J6)正极E’+和复合管负极E’-的电源(粗实线)，冬夏一致，所以不做改变。

下面结合整体电路，做更详细介绍。

夏季温控原理：

在图2中，继电器系列接E’+，复合管系列接E’-，并当开关K1拨向左面，K1-1上、下列中心点分别向上部Rt和下部R2-12偶数级电阻送出正负电源，电路形成完整的工作形式。

(1)无极调压控制：图2中第一组正端热敏电阻Rt1和线性电阻R1(200Ω)串联，与负端电阻R2对12V电源分压，形成对54LS04第一非门1-2的门槛电压值。比如当温度为25-26℃时，3.6KΩ负温型热敏电阻Rt1阻值下降为3KΩ，要保证R2的分压值UR2不低于2V，则有：

UR2＝12×R2/(R2+Rt+R1)＝2

代入数：12×R2/(R2+3+0.2)＝2

推算出：R2＝0.65(KΩ)          靠大取标称值为680Ω

即这时680Ω电阻R2的分压值UR2≥2V，超过门槛值，第一级非门翻转，输出低电平。

为配合低电平信号，选用两个PNP型小功率9015和中功率8550晶体管BG1-2构成复合功放器，经功率放大后的信号，使继电器J1启动。

继电器J1启动后，常开接点J1-1闭合，此时继电器J2、J3因保持原状，其常闭接点J2-2、J3-2接通200kΩ电阻的R14和电容C1，产生低频振荡，，经DB3双向二极管D1送达可控硅SCR控制极(即控制端)，形成较小导通角，输出约100V电压，风扇启动旋转。

若温度再升高，达到28-30℃时，第二级热敏电阻Rt12由3.6KΩ下降到约2.4KΩ，以上同样方法计算得R4为560Ω，则UR4≥2V，超过54LS04的第二(3-4)非门门槛电压，该门翻转，BG3-4导通，继电器J2启动，常开接点J2-1闭合，此时因J3保持原状，其常闭接点J3-2接通100kΩ电阻的R15和C1，产生中频振荡，使可控硅导通角增大，输出约150V电压，风扇中速旋转。

同理，当温度超过32-33℃时，超过54LS04的5-6非门(第三非门)门槛电压，该非门翻转，，BG5-6导通，J3启动，产生最大导通角，可控硅直通，输出全电压，风扇高速转动。

此块电路通过对不同温度的采集，转换为可控硅导通角的调整，使之输出不同交流电压值，实现风扇转速控制。反之，当温度低于25℃，各级分压都都超不过非门的门槛电压，故形成全自动关闭，达到节能目的。

图2下部100kΩ电位器W7则是可控硅导通角的辅助调节器件，在结合电压表指示100V、150V、220V电压下，可帮助快速确定R14、R15、R16阻值，在主电阻确定后，该电位器也参加运行，这时可对电机转动做小范围调整。

图2左下部和经前面介绍可见，常开结点J1-1与常闭结点J2-2、J3-2的串联，形成继电器间的互控，此设计是本仪器电路的一大特点，其作用一是完成温采、门控、功放等直流弱电对交流强电的转换控制；二是通过常开常闭结点的互控，使得每条支路工作只含一个电阻，将减少三支路并联参数的调配难度和变异漂移。

(2)结点开关控制

在图2电路中，54LS04的13-12、11-10和9-8三级非门及配套器件，主要是针对空调机设计的。因为空调机普遍为设置式工作，在温度数据设定后，压缩机通电使氟利昂在管道中运转，做冷暖气置换，从而使温度回到所选温度范围。这些工作过程，一般是在额定电压下进行，故无须做调压调整。同时，包括变频机在内，即使环境温度已降到舒适范围，空调机仍会运行，甚至作反向调节，这是不必要的，即便仅做设定维持，耗电量也在两三百瓦以上，这无疑是一种浪费！

为此，进行了在25℃左右，人体完全适宜的自然环境温度下，做自动停机处理，由此，将节约大量能源。

请见图2，与前采样判断和计算方式相同，当温度高于25℃时，在图2中R8取为680Ω，与Rt+R7的分压值UR8≥2V，超过非门13-12的门槛值，该非门翻转，输出低电平。PNP型9015和8550构成的复合功放BG7-8导通，继电器J4启动，常开接点J4-1闭合，接通由K2送来的220V交流电，传送给插座Z2。若Z2上插有空调或其它用电器，都将获取电源工作。

反之，当温度低于25℃时，电阻R8所获分压UR8低于13脚的门槛电压值，由此13-12非门以及所控的复合管BG7-8、继电器J4都将做逆向翻转，Z2截止交流电输出，使所带空调等用电器停机，达到节能目的。

由非门11-10和9-8构成的后两级电路，工作方式与非门13-12相同，能启动或截止插座Z3、Z4交流电源的输送。

该三级门控电路具有独立工作性，故，在单位可做作会议、办公、机房，在家庭亦可作客厅、饭厅、卧室等多台空调机的控制。

在图2电路中还可看到，开关K2分为两档，分别功能是：

(1)、K2打到左面，为空档，即关机；

(2)、K2打到右面，220V交流电通过保险BX接入，分5条支路供电：一路经变压器B降压，二极管D2-5整流，电容C2滤波，集成块WY7812稳压，即向后续电路提供12伏直流工作电源。

该档还同时向可控硅、继电器常开结点J4-1、J5-1、J6-1的四条支路供给温控电源。

图2中降压电阻R13与发光二极管Fg1，R17与发光二极管Fg2串接，分别作温控和交、直流工作状态指示。

冬季温控原理：

冬季温控在电路结构、功能作用等方面有很多相同之处，故，本章节采取有别细解，近似粗诉的方式进行介绍。

(1)、电路区别：在冬季温控中最大区别是将开关K1拨向右面，此时K1-1上列中心点转接负电源，即向上部Rt系列支路送出E’-电压值，而K1-1下列中心点及所带R2-12偶数级电阻悬空，与此同时K1-2下列中心点接通正电源，即新的R’2-12偶数级电阻转接E’+工作。

(2)、控制方向区别：因为冬季与夏季相反，温度越低越需送电加热工作，反之断电。所以负温型热敏电阻需由正端换到负端，才能正常发挥功能作用。

(3)、控制对象区别：在可控硅受温度控制进行无极调压时，夏天控制对象主要是风扇，冬季则以烤火炉、电热毯等阻性用电器为宜。因为这些负载随电压高低发热量上会有区别，但器身结构和性能不会改变。

(4)、阻值区别：因热敏电阻换到负端，且当温度下降到4-5℃时，3.6KΩRt阻值上升为4KΩ，与串联电阻R1(200Ω)相加为4.2KΩ，要保各级反相器门槛电压大于2V，故R偶数级阻值将有很大变化。以R’2为例计算如后：

UR′2＝12×(Rt+R1)/(R’2+Rt+R1)＝2

代入数：12×(4+0.2)/(R’2+4+0.2)＝2

推算出：R’2＝20.75(KΩ)取标称值为20KΩ

即这时680Ω电阻R2的分压值UR2≥2V，超过门槛值，第一级非门翻转，输出低电平，延续后面电路工作。

比较R’2与原R2(680Ω)两阻值，整整相差了30倍，所以我们将其联动电源作改动处理。不过，这也是在冬夏温控大转变中，唯一改变的一个电气参数。

除上述外，基本无改动，包括采样、判断、处理过程都一样，为清楚起见，我们还是举例介绍一下。

在图2中，当开关K1打到右侧选定冬季温控后，并采用R’2为20KΩ，与接地端热敏电阻Rt及电阻R1相串联对12V电源分压，比如温度为4-5℃时，使UR′2≥2V，超过门槛值，第一级非门翻转，输出低电平，又经BG1-2功放后启动继电器J1，常开接点J1-1闭合，接通200kΩ电阻的R14和电容C1，产生频率振荡，可控硅导通，输出交流电压，使，烤火炉、电热毯等发热。

其它反相器工作原理和过程相同，将启动不同继电器，加强导通，让插座Z1-4(插座Z1、Z2、Z3和Z4)输出更高乃至全电压，以使电热器更加发热或空调开启等。

但当温度回升，超过4-5℃后，各级分压都超不过门槛电压，故全部关闭，插座Z1-4截止输出，自动停机，达到节能效果。

其它发光指示和继电器互控方式不变。另本电路利用开关倒向，将54LS04反相器夏季的六门控制扩展为十二门控制，其电路特点和功能的发挥是非常突出的。

电路中主要元器件请见列表：

元件名称	型号规格	元件名称	型号规格
				开关K	KQ-20A	变压器	220/12V
保险BX	20A	整流管D12-5	1N007
				可控硅SCR	BT10A	稳压块WY	WY7812
双向二极管D1	DB3	热敏电阻Rt	MF-3.6KΩ
				电容C1	0.1uf/400V	晶体管BG1-11奇数	9015
电容C2	2000uf/25V	晶体管BG2-12偶数	8550
				电阻R1-11(奇数)	200Ω	继电器J1.2.3	JZC-23/12V/5A
电阻R2、8、10、12	680Ω	继电器J4.5.6	JQX-15/12V/20A
				电阻R4、6	560、470Ω	多用插座CZ1.2	10A
电阻R′2、8、10、12	20kΩ	大功率插座CZ2.3	16A
				电阻R’4、6	22、24kΩ	发光管Fg1	ф5绿色
电阻R13、R17	15kΩ、200Ω	发光管Fg2	ф5红色

按照图2电路和元件表中所列参数，我们进行了构件、制版、装配、调试等工作，制作出了所设计的温度自动控制节能装置的主板。

总装与应用：电路主板设计制作完备了，我们将实施外壳与应用配套的总体装配，请见图4。

其总装特点与使用方式如下：

所有电源和控制元器件放于体内；

负温型热敏电阻根据受控对象安放，如电风扇、烤火炉可随器安于盖顶，电热毯则置入被内；空调机则最好伸到室外，以利采集环境温度为宜。

仪器背面设有电源线和插头，可经此引入交流市电工作。

仪器正面设有电源开关K，向上拨动开启，向下关断，与之同步的温控、直流指示灯点亮，表示前后电源工作正常。

面板右面设有冬夏转换开关，对其操作，可适应两大温差季节的控制。

仪器面板设有两个10A万能和两个16A插座，前两者可做电热毯和低功率电热器使用，后两者则为功率较大的空调电源控制。

由于我们的仪器具有全套控制功能，所以使用前，若可做电压调整的阻性电热器最好将其打在最高档，形成全通，由本仪器实现自动调温和启停控制。

由于本仪器设计为插座工作方式，前后均不损伤和不改变电热器、空调机原有结构，所以，当要作设备检修或其它原因需退出温度控制时，只需从本仪器插座中拔出，接入其它220V电源，即可恢复原机工作状态。

Claims (5)

1.一种多路调节控制节能装置，其特征是：主要由以下电路组成：

12V直流电源：220V市电串接保险BX和开关K2后与220/12V变压器B初级线圈相并联，整流管D2-5与两输入端分别连接变压器B次级线圈的一端，电容C2串接在整流管D2-5的正、负输出端之间，整流管D2-5正输出端串接稳压块WY后，接于冬夏转换开关K1的第12触头并向外输出12V直流电；

冬夏转换开关K1：采用型号为SS-42H07的拨动开关，由K1-1和K1-2两组开关组成，其中，K1-1由上列的第1、第2、第3触头以及下列的第4、第5、第6触头组成，K1-2由上列的第7、第8、第9触头以及下列的第10、第11、第12触头组成，K1的内臂打到左侧时，K1-1的第2触头与第1触头接通，第5触头与第4触头接通，同时，K1-2的第8触头与第7触头接通，第11触头与第10触头接通；K1的动臂打到右侧时，K1-1的第2触头与第3触头接通，第5触头与第6触头接通，同时，K1-2的第8触头与第9触头接通，第11触头与第12触头接通；

上述12V直流电源正极接于冬夏转换开关K1的第1触头和第12触头；12V直流电源负极接于冬夏转换开关K1的第3触头和第4触头；

夏季温度控制电路：冬夏转换开关K1拨向左面，第2触头一端接通第1触头的直流电源正极，另一端联结正电源线E+，第5触头接通第4触头的直流电源负极，另一端联结负电源线E-，K1的第2触头顺次串接负温度型热敏电阻Rt1、电阻R1和电阻R2后接于12V直流电源负极E-，六反相器的第一非门的输入端接于电阻R1和电阻R2的结点，第一非门的输出端接于三极管BG1的基极，三极管BG1的发射极接于三极管BG2的基极，三极管BG1的集电极和三极管BG2的集电极均接于12V直流电源负极，继电器J1连接在三极管BG2的发射极与12V电源正极之间；

冬夏转换开关K1的第2触头顺次串接负温度型热敏电阻Rt2、电阻R3和电阻R4后接于12V直流电源负极，六反相器的第二非门的输入端接于电阻R3和电阻R4的结点，第二非门的输出端接于三极管BG3的基极，三极管BG3的发射极接于三极管BG4的基极，二极管BG3的集电极和三极管BG4的集电极均接于12V直流电源负极，继电器J2连接在三极管BG4的发射极与12V直流电源正极之间；

冬夏转换开关K1的第2触头顺次串接负温度型热敏电阻Rt3、电阻R5和电阻R6后接于12V直流电源负极，六反相器的第三非门的输入端接于电阻R5和电阻R6的结点，第三非门的输出端接于三极管BG5的基极，三极管BG5的发射极接于三极管BG6的基极，二极管BG5的集电极和三极管BG6的集电极均接于12V直流电源负极，继电器J3连接在三极管BG6的发射极与12V直流电源正极之间；

可控硅SCR输入端接于开关K2与变压器B初级线圈一端的结点，可控硅SCR输出端串接插座Z1后接于变压器B初级线圈另一端，电容C1一端接于可控硅SCR输出端，电容C1另一端串接双向二极管D1后接于可控硅SCR控制端；电阻R14、继电器J的常开结点J1-1、继电器J2的常闭结点J2-2以及继电器J3的常闭结点J3-2四者依次串接后连接在可控硅SCR输入端与电容C1另一端之间；电阻R15和继电器J2的常开触点J2-1以及继电器J3的常闭结点J3-2三者依次串接后连接在可控硅SCR输入端与电容C1另一端之间；电阻R16和继电器J3的常开结点J3-1二者串接后连接在可控硅SCR输入端与电容C1另一端之间；

冬夏转换开关K1的第2触头依次串接负温度型热敏电阻Rt4、电阻R7和电阻R8后接于12V直流电源负极，六反相器的第四非门的输入端接于电阻R7和电阻R8的结点，第四非门的输出端接于三极管BG7的基极，三极管BG7的发射极接于三极管BG8的基极，三极管BG7的集电极和三极管BG8的集电极均接于12V直流电源负极，三极管BG8的发射极串接继电器J4后接于12V直流电源正极，继电器J4的常开结点J4-1串接插座Z2后与变压器B的初级线圈相并联；

冬夏转换开关K1的第2触头依次串接负温度型热敏电阻Rt5、电阻R9和电阻R10后接于12V直流电源负极，六反相器的第五非门的输入端接于电阻R9和电阻R10的结点，第五非门的输出端接于三极管BG9的基极，三极管BG9的发射极接于三极管BG10的基极，三极管BG9的集电极和三极管BG10的集电极均接于12V直流电源负极，三极管BG10的发射极串接继电器J5后接于12V直流电源正极；继电器J5的常开结点J5-1串接插座Z3后与变压器B的初级线圈相并联；

冬夏转换开关K1的第2触头依次串接负温度型热敏电阻Rt6、电阻R11和电阻R12后接于12V直流电源负极，六反相器的第六非门的输入端接于电阻R11和电阻R12的结点，第六非门的输出端接于三极管BG11的基极，三极管BG11的发射极接于三极管BG12的基极，三极管BG11的集电极和三极管BG12的集电极均接于12V直流电源负极，三极管BG12的发射极串接继电器J6后接于12V直流电源正极；继电器J6的常开结点J6-1串接插座Z4后与变压器B的初级线圈相并联；

冬季温度控制电路：冬夏转换开关K1拨向右面，第2触头一端联接第3触头的直流电源负极，另一端联结负电源线E′-，第11触头联接第12触头的直流电源正极，另一端联结负电源线E′+，负温度热敏电阻Rt1、Rt2、Rt3、Rt4、Rt5、Rt6改接为负电源E′-，分压电阻R2′、电阻R4′、电阻R6′、电阻R8′、电阻R10′以及电阻R12′的一端分别接于六反相器的第一非门、第二非门、第三非门、第四非门、第五非门以及第六非门的输入端，该六个电阻的另一端均连接正电源E′+；

上述负温度型热敏电阻Rt1～6均为3.6KΩ，电阻R1、R3、R5、R7、R9、R11均为200Ω，电阻R2、R8、R10、R12均为680Ω，R4为560Ω，R6为470Ω，电阻R2’、R8’、R10’、R12’均为20KΩ，电容C1为0.1μf，电阻R’4、R’6分别为22KΩ和24KΩ，电阻14为200KΩ，电阻15为100KΩ，电阻16为10KΩ；三极管BG1～12均为NPN型功率放大管；六反相器的型号为54LS04。

2.根据权利要求1所述多路调节控制节能装置，其特征是：所述冬夏转换开关型号为SS-42H07；所述三极管BG1、BG3、BG5、BG7、BG9、BG11型号均为9015晶体管，三极管BG2、BG4、BG6、BG8、BG10、BG12型号均为8550；所述插座Z1、Z2为10A多用型，Z3、Z4为16A中功率型。

3.根据权利要求2所述多路调节控制节能装置，其特征是：所述电阻R16与可控硅SCR的输入端之间还连接有用于微调的电位器W7，电位器W7的滑动臂接于可控硅SCR的输入端。

4.根据权利要求3所述多路调节控制节能装置，其特征是：还具有交流工作显示电路：发光二极管Fg1与电阻R13串接后再与电压器B的初级线圈相并联。

5.根据权利要求4所述多路调节控制节能装置，其特征是：还具有直流工作显示电路：发光二极管Fg2一端接于稳压块WY输出端，Fg2另一端串接电阻R17后接于整流管D2-5的负输出端。

Images