[发明专利]电风扇的调速控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动调节和手动无级调节电风扇转速的控制系统。

背景技术

现有单片机控制的电风扇，能无级调节转速和定时开启、关闭，其调速模块是利用模拟电路来控制数个可控硅的导通来实现调速的，电路结构复杂，不能实现自动调速的功能。市场上其他的电风扇普遍使用档位式开关调速，定时功能利用机械式发条或电位计来实现，这两种方式都会导致元器件受损，使用寿命短，不能实现手动无级调速，不能满足用户的风速要求。由于夜晚气温变化大，无人控制电风扇的转速，电风扇不能根据变化的环境温度值自动调节转速。

发明内容

为了解决现有电风扇不能根据根据环境的温度变化自动调节转速和不能实现无级调速的不足，本发明提供一种能自动调节电风扇转速的数字控制技术，该自动调速技术不仅能根据温度传感器传回的环境温度值来自动调节电风扇的转速，使环境温度值维持在用户设定的保持温度值，还可以根据用户的按键输入实现无级调速、定时开启、关闭的功能。

单片机的引脚分别与温度传感器电路，过零检测电路，可控硅负载电路，按键输入电路，显示输出电路连接。过零检测电路中，与交流电压相连的变压器的输出端连接至整流桥的输入，整流桥输出端一端直接接地，另一端通过两个分压电阻后再接地，两个电阻的连接点接三级管的基极，三极管的射极接地，集电极通过电阻接至5V电源，三极管的集电极输出接至单片机的外部中断引脚。可控硅负载电路中，交流电通过串接一个电风扇插座后接至整流桥的两输入端，整流桥两输出端分别接至单向可控硅的阴阳极，可控硅的阴极接地。可控硅的控制极连接到一个反相器的输出端，反相器的输入信号来自单片机的控制引脚。

过零检测电路检测输入电压波形的过零时刻，用于同步输入电压波形。当输入电压波形过零时，三极管集电极输出一个过零信号给单片机外部中断引脚，使单片机进入外部中断程序，延时一定控制角α后，单片机控制引脚输出一个控制电压，触发单向可控硅导通，通过改变可控硅的导通角θ，改变交流电源的输出功率。单片机将温度传感器电路传回的环境温度值与用户设定的保持温度值进行比较，如果环境温度值小于用户设定的温度值，根据过零检测电路的同步信号，单片机将减小输出控制脉冲的延迟时间，减小控制角，增大可控硅的导通角，增大电源输出功率从而增大电风扇转速，反之则减小电源输出功率，减小电风扇转速。

本发明控制过程的工作步骤：

工作模式选定，自动调速或者手动无级调速模式，两种模式下都可以定时开启和关闭，当定时时间到时，单片机控制电风扇开启或关闭；

手动无级调速模式下，用户通过按键增大或减小可控硅的导通角来改变电风扇转速；

自动调速模式下，用户利用输入按键和显示输出设定想要的保持温度值，单片机将此温度值与温度传感器电路传回的环境温度值相比较，有三种情况：

1>保持温度值与环境温度值相等，单片机不改变在直流电源每个周期内的导通角，电风扇转速不变；

2>保持温度值大于环境温度值，单片机减小可控硅在直流电源每个周期内的导通角，电风扇转速减慢；

3>保持温度值小于环境温度值，单片机增大可控硅在直流电源每个周期内的导通角，电风扇转速增快；

本发明的有益效果是：连接上电风扇，在自动调速模式下，可以根据环境温度的变化自动调节电风扇的转速，用单片机精确控制输出控制脉冲的延时时间，电路稳定，结构简单。在手动无级控制模式下可以方便地实现转速的无级调控。且用户可以简单方便地设定电风扇开启、关闭的时间。

附图说明

图1是本发明的电路原理框架图。

图2是本发明电路中的过零检测部分的电路。

图3是本发明电路中的可控硅负载部分的电路。

图4是本发明电路中过零检测部分、可控硅负载部分的波形变化以及过零脉冲和单片机控制脉冲的产生示意图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式