CN209569192U - 交流电风扇档位控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交流电风扇档位控制电路，包括系统电源、系统电源总开关、风扇电机、单片机、人机交换器、LED照明灯驱动电源模块、第一双向可控硅、第二双向可控硅、第三双向可控硅、第四双向可控硅、第一无极电容、第二无极电容，第一无极电容的容值为3μF，第二无极电容的容值为2.5μF，该档位控制电路仍然采用单相电机电容限流调速方式，电机架构相对简单，由于使用电子开关元件可控硅作为负载控制单元，开关响应时间更快，可以精准的控制风扇在交流电零点时打开，此时接通的负载对交流电网的冲激是最低的，因此大大的减少了电风扇的电机振动，降低了噪音。

Description

交流电风扇档位控制电路

技术领域

本实用新型属于电器控制技术领域，具体地说，是涉及一种交流电风扇档位控制电路。

背景技术

电风扇简称电扇，也称为风扇、扇风机，是一种利用电动机驱动扇叶旋转，来达到使空气加速流通的家用电器，主要用于清凉解暑和流通空气，广泛用于家庭、教室，办公室、商店、医院和宾馆等场所。电风扇所用风速控制方式一般包括电机抽头多相方式（每个档位抽一条控制线）和单相电压切波（即电机电容限流）调速方式，但是它们分别存在以下缺陷：

电机抽头方式：电机架构复杂，电机线数较多，对控制器要求较高；

单相电机切波调速方式：电机架构简单，切波调速可以实现全级无极调速，但切波后交流正弦波电压波异形，导至交流电机振动和噪音产生。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种交流电风扇档位控制电路。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种交流电风扇档位控制电路，包括系统电源、系统电源总开关、风扇电机，所述系统电源的电源输出侧安装有所述系统电源总开关，并用于接入220V交流电源，该控制电路还包括：

单片机、人机交换器、LED照明灯驱动电源模块、第一双向可控硅、第二双向可控硅、第三双向可控硅、第四双向可控硅、第一无极电容、第二无极电容，所述第一无极电容的容值为3μF，所述第二无极电容的容值为2.5μF；

所述单片机同时电连接有所述系统电源的+5V电源输出端、所述系统电源的交流零点检测端、所述人机交换器、所述第一双向可控硅的门极、所述第二双向可控硅的门极、所述第三双向可控硅的门极、所述第四双向可控硅的门极；

所述系统电源的电源输出侧的零线端同时与所述第一双向可控硅的第一主电极、所述第二双向可控硅的第一主电极、所述第三双向可控硅的第一主电极、所述第四双向可控硅的第一主电极电连接，所述系统电源的电源输出侧的火线端与所述风扇电机的电源输入端连接，所述风扇电机的信号控制端同时与所述第一无极电容的一端、所述第二无极电容的一端、所述第三双向可控硅的第二主电极、所述LED照明灯驱动电源模块第一驱动端连接，所述第一无极电容的另一端与所述第一双向可控硅的第二主电极连接，所述第二无极电容的另一端与所述第二双向可控硅的第二主电极连接，所述第四双向可控硅的第二主电极与所述LED照明灯驱动电源模块第二驱动端连接。

作为优选，所述人机交换器为按钮、触摸按键、遥控器中任意一种。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

其仍然采用单相电机电容限流调速方式，电机架构相对简单，由于使用电子开关元件可控硅作为负载控制单元，开关响应时间更快，可以精准的控制风扇在交流电零点时打开，此时接通的负载对交流电网的冲激是最低的，因此大大的减少了电风扇的电机振动，降低了噪音；由于本电路采用了单片机作为信号检测分析和控制模块，因此能够满足可控硅快速打开的条件。

附图说明

图1为本实用新型所述交流电风扇档位控制电路的原理图；

图2为单片机引脚ZC、P1的控制波形图；

图3为单片机引脚ZC、P1、P2的控制波形图；

图4为单片机引脚ZC、P1、P2、P3的控制波形图；

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

SW1：系统电源总开关；

POWER1：系统电源，主要是给整机提供工作所需的电压；

MCU：单片机；

CONTROL：人机交换器；

Moter：风扇电机；

LED POWER：LED照明灯驱动电源模块；

T1：第一双向可控硅；

T2：第二双向可控硅；

T3：第三双向可控硅；

T4：第四双向可控硅；

C1：第一无极电容；

C2：第二无极电容。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

本实用新型所述交流电风扇档位控制电路包括系统电源POWER1、系统电源总开关SW1、风扇电机Moter，所述系统电源POWER1的电源输出侧安装有所述系统电源总开关SW1，并用于接入220V交流电源，此外该控制电路还包括：单片机MCU、人机交换器CONTROL、LED照明灯驱动电源模块LED POWER、第一双向可控硅T1、第二双向可控硅T2、第三双向可控硅T3、第四双向可控硅T4、第一无极电容C1、第二无极电容C2，第一无极电容C1的容值为3μF，第二无极电容C2的容值为2.5μF；

单片机MCU同时电连接有系统电源POWER1的+5V电源输出端、系统电源POWER1的交流零点检测端、人机交换器CONTROL、第一双向可控硅T1的门极、第二双向可控硅T2的门极、第三双向可控硅T3的门极、第四双向可控硅T4的门极；

系统电源POWER1的电源输出侧的零线端同时与第一双向可控硅T1的第一主电极、第二双向可控硅T2的第一主电极、第三双向可控硅T3的第一主电极、第四双向可控硅T4的第一主电极电连接，系统电源POWER1的电源输出侧的火线端与风扇电机Moter的电源输入端连接，风扇电机Moter的信号控制端同时与第一无极电容C1的一端、第二无极电容C2的一端、第三双向可控硅T3的第二主电极、LED照明灯驱动电源模块LED POWER第一驱动端连接，第一无极电容C1的另一端与第一双向可控硅T1的第二主电极连接，第二无极电容C2的另一端与第二双向可控硅T2的第二主电极连接，第四双向可控硅T4的第二主电极与LED照明灯驱动电源模块LED POWER第二驱动端连接。

在本实施例中，人机交换器CONTROL为按钮、触摸按键、遥控器中任意一种，用于向单片机MCU中输入数据信号。

本实用新型的工作原理如下：

系统电源POWER1用于给整机提供工作所需的电压，在系统电源的电源输入侧接入220V交流电源，打开系统电源总开关SW1；

通过人机交换器CONTROL输入风扇低档位指令，此时单片机MCU的引脚ZC(交流电零点检测)、P1控制波形如图2所示，当P1在交流过零点打开可控硅开关时，火线L上的电流通过风扇电机Moter、第一无极电容C1、第一双向可控硅T1回到零线N，风扇电机Moter运行在低档，通过容抗公式Xc= 1/2πfc可知第一无极电容C1的容抗为1061欧姆，风扇电机Moter通过的电流为I=U/R = 207MA；

通过人机交换器CONTROL输入风扇中档位指令，此时单片机MCU的引脚ZC(交流电零点检测)、P1、P2控制波形如图3所示，当P1、P2在交流过零点打开时，火线L上的电流通过风扇电机Moter、第一无极电容C1、第一双向可控硅T1、第二无极电容C2、第二双向可控硅T2并联回到零线N，风扇电机Moter运行在中档，通过容抗公式Xc= 1/2πfc 可知3μF +2.5μF =5.5μF的容抗为579欧，风扇通过电流为I=U/R = 379MA；

通过人机交换器CONTROL输入风扇高档位指令，此时单片机MCU的引脚ZC(交流电零点检测)、P1、P2、P3控制波形如图4所示，当P3在交流过零点打开时，火线L上的电流通过风扇电机Moter、第三双向可控硅T3回到零线N，风扇电机Moter运行在高档，电流为风扇电机Moter本体设计最大电流。

本实用新型所述交流电风扇档位控制电路具有以下技术优点：

1）该风扇控制电路采用功率电子零件同时结合交流电零点快速触发导通，使得接通风扇电机时的电流为零，对电网和控制零件的冲激也为零，同时在开关使用上最大化了产品的寿命；

2）功能档位扩展容易实现，每增加一个单片机的控制端口Px、一个双向可控硅、一个电容，即可增加一定个数的档位，简化了电路需求；

3) 风扇电机的档位转速采用电容降流法，调整电容的大小便可改变风扇电机的转速，同时保证风扇电机的电压都为正弦波形，所以交流风扇电机的噪音和振动得到很好的控制。

按照上述实施方式，便可很好地实现本实用新型。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本实用新型上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本实用新型一样，故其也应当在本实用新型的保护范围内。

Claims (2)

1.一种交流电风扇档位控制电路，包括系统电源、系统电源总开关、风扇电机，所述系统电源的电源输出侧安装有所述系统电源总开关，并用于接入220V交流电源，其特征在于，还包括：

单片机、人机交换器、LED照明灯驱动电源模块、第一双向可控硅、第二双向可控硅、第三双向可控硅、第四双向可控硅、第一无极电容、第二无极电容，所述第一无极电容的容值为3μF，所述第二无极电容的容值为2.5μF；

所述单片机同时电连接有所述系统电源的+5V电源输出端、所述系统电源的交流零点检测端、所述人机交换器、所述第一双向可控硅的门极、所述第二双向可控硅的门极、所述第三双向可控硅的门极、所述第四双向可控硅的门极；

所述系统电源的电源输出侧的零线端同时与所述第一双向可控硅的第一主电极、所述第二双向可控硅的第一主电极、所述第三双向可控硅的第一主电极、所述第四双向可控硅的第一主电极电连接，所述系统电源的电源输出侧的火线端与所述风扇电机的电源输入端连接，所述风扇电机的信号控制端同时与所述第一无极电容的一端、所述第二无极电容的一端、所述第三双向可控硅的第二主电极、所述LED照明灯驱动电源模块第一驱动端连接，所述第一无极电容的另一端与所述第一双向可控硅的第二主电极连接，所述第二无极电容的另一端与所述第二双向可控硅的第二主电极连接，所述第四双向可控硅的第二主电极与所述LED照明灯驱动电源模块第二驱动端连接。

2.根据权利要求1所述的交流电风扇档位控制电路，其特征在于，所述人机交换器为按钮、触摸按键、遥控器中任意一种。