新型模擬空調(diào)扇電路設(shè)計(jì)與制作

摘 要： 作者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間探索與實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出了能在快中低擋循環(huán)運(yùn)行的新型空調(diào)扇電路，用戶(hù)可以根據(jù)自己的實(shí)際需要，自行設(shè)置在某個(gè)擋上恒速運(yùn)轉(zhuǎn)。

關(guān)鍵詞： 新型空調(diào)扇 電路 功能

夏天天氣炎熱，空調(diào)和電風(fēng)扇是人們離不開(kāi)的家用電器，但由于農(nóng)村人口占絕大多數(shù)，空調(diào)暫時(shí)還沒(méi)有普及，所以電風(fēng)扇就成了大多數(shù)人避暑的主要電器設(shè)備。

為了使電風(fēng)扇達(dá)到空調(diào)風(fēng)的效果，我經(jīng)長(zhǎng)期的探索與實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出了新式的模擬空調(diào)風(fēng)電路。

一、新型空調(diào)扇電路能實(shí)現(xiàn)的功能

新型空調(diào)扇電路可以實(shí)現(xiàn)電風(fēng)扇電機(jī)在快、中、慢、空擋上自動(dòng)循環(huán)工作。即在快擋上工作5S（此時(shí)間是可調(diào)的），自動(dòng)地跳到中擋工作5S（此時(shí)間是可調(diào)的），再自動(dòng)跳到低擋上工作5S（此時(shí)間是可調(diào)的），然后自動(dòng)跳到空擋上5S（此時(shí)間是可調(diào)的），再次自動(dòng)跳到快擋上工作，如此循環(huán)，周而復(fù)始地運(yùn)行，這樣就能達(dá)到較好的空調(diào)風(fēng)效果。本電路還具有用戶(hù)根據(jù)自己的需要自己設(shè)置的功能。即如果用戶(hù)不想讓風(fēng)扇在快、中、慢、空擋間循環(huán)運(yùn)行，就可以通過(guò)設(shè)置，固定在某一擋上運(yùn)行。這種這電風(fēng)扇不僅具有普通電扇的一直工作快、中或慢擋的功能，而且具有自動(dòng)換擋的模擬空調(diào)風(fēng)功能。

二、電路的設(shè)計(jì)思路

新型自然風(fēng)模擬電路流程方框圖

6.8V直流電源為各個(gè)電路模塊供電。以555定時(shí)器為核心的秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生秒脈沖信號(hào)作為以74LS194為核心的環(huán)形移位寄存器觸發(fā)時(shí)鐘脈沖，使環(huán)形移位寄存器在每一個(gè)時(shí)鐘脈沖到來(lái)之后，依次移位一次，移位寄存器依次輸出高電平控制繼電器驅(qū)動(dòng)電路，使相應(yīng)的繼電器吸合，接通風(fēng)扇電機(jī)的某一個(gè)擋，如此循環(huán)接通，電機(jī)就產(chǎn)生了空調(diào)風(fēng)。

三、實(shí)際電路的工作原理及功能分析

1.電源電路

（1）電路功能：為各電路模塊提供6.8V的直流電壓。

（2）電路構(gòu)成：電源電路由變壓器T■、橋式整流電路、濾波電容C■、以Q■為核心的穩(wěn)壓電路組成。

（3）工作原理：220V交流電進(jìn)入變壓器T■輸出12V交流電，經(jīng)四個(gè)二極管組成的橋式整流成脈動(dòng)直流電，經(jīng)電容C■濾波成比較平滑的直流電，再經(jīng)過(guò)由穩(wěn)壓二極管D■和三極管Q■組成穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓在6.8V左右（因?yàn)镼■的基極電位被穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓在7.5V，由射極輸出，在發(fā)射結(jié)形出了大約0.7V壓降，所以輸出大約為6.8V）輸出到各個(gè)模塊電路。

2.秒脈沖發(fā)生電路

（1）電路功能：產(chǎn)生秒脈沖，作為后級(jí)的觸發(fā)時(shí)鐘脈沖。

（2）電路構(gòu)成：電路由LM555定時(shí)集成電路，充電回路R■、D■、R■的滑動(dòng)變阻器、電阻R■、定時(shí)電容C■，放電回路D■、R■滑動(dòng)變阻器、R■，輸出電阻R■，抗干擾電容C■組成。

（3）工作原理：在電路剛接通電源時(shí)，由于C■還未充電，因此6、2腳為低電平，則3腳輸出高電平。這時(shí)555集成塊內(nèi)部集電極接7腳，發(fā)射極接1腳的（即接地）三極管截止，電源通R■、D■、R■、R■對(duì)電容C■充電，（由于二極管具有單向?qū)щ娦?，充電回路與放電回路都各自只有一條）電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。

555定時(shí)器振蕩波形圖

秒脈沖發(fā)生器電路圖

在暫穩(wěn)態(tài)期間，隨著電容C■的充電，6、2腳電位不斷升高，當(dāng)大于2/3電源電壓時(shí)，3腳輸出低電平，同時(shí)集成塊內(nèi)部的三極管導(dǎo)通，電容C■通過(guò)R■、R■、D■、集成塊7腳和1腳放電，電路進(jìn)入另一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。在這一暫態(tài)期間，隨著電容C■放電，6、2腳電位下降。當(dāng)其下降至電源電壓的1/3時(shí)，3腳輸出高電平，電路發(fā)生了自動(dòng)翻轉(zhuǎn)。與此同時(shí)，555集成電路內(nèi)部的三極管截止，電源又通過(guò)上述充電回路充電，重復(fù)上述充電過(guò)程，如此反復(fù)，形成多諧振蕩，連續(xù)輸出秒脈沖（如555定時(shí)器振蕩波形圖）。由于電容充電與放電都具有獨(dú)立的回路，因此充電與放電的各自時(shí)間常數(shù)（充電時(shí)間常數(shù)t1≈0.7（R■+R■+R■）·C■，放電時(shí)間常數(shù)t■≈0.7（R■+R■）·C■），可以在較大的范圍內(nèi)各自調(diào)整。C■是抗干擾電容。

3.環(huán)形移位電路

（1）電路功能：在時(shí)鐘脈沖的作用下，使輸出端Q■→Q■→Q■→Q■→Q■……依次為高電平（只有一個(gè)高電平，其余三個(gè)均為低電平）?？梢愿鶕?jù)用戶(hù)的需要，使寄存器處于保持狀態(tài)，即定在某一個(gè)擋上不再移動(dòng)。

（2）電路構(gòu)成：電路主要由集成電路74LS194和兩個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)組成。

（3）工作原理：1腳復(fù)位端接高電平，2腳DRS是右移輸入端接反饋端Q■，3、4、5、6腳作為并行數(shù)據(jù)輸入端，3腳接高電平（接電源），4、5、6接低電平（接地），即ABCD=1000，在控制端S■S■（10腳和9腳）=11（即兩單刀雙擲開(kāi)關(guān)S■、S■都接高電平時(shí)），當(dāng)時(shí)鐘脈沖的上升沿出現(xiàn)時(shí)，寄存器把并行輸入數(shù)據(jù)1000傳送輸出端，使QAQBQCQD=1000。工作時(shí)，使S■S■=01，于是74LS194處于右移工作方式，而且D■=Q■，即串行輸入端D■的輸入狀態(tài)隨Q■輸出狀態(tài)而串行變化。

環(huán)形移位寄存器電路

4.繼電器驅(qū)動(dòng)電路

（1）電路功能：輪流接通快、中、慢擋，使電扇處于快、中、慢擋循環(huán)接通狀態(tài)。

（2）電路構(gòu)成：電路主由三個(gè)驅(qū)動(dòng)三極管、三個(gè)繼電器和三個(gè)續(xù)流二極管組成，還有附加電路，并接在繼電器并關(guān)上的阻容串聯(lián)電路，用于吸收當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)的沖擊電流。在此電路中沒(méi)有畫(huà)出。

繼電器驅(qū)動(dòng)電路及電動(dòng)機(jī)內(nèi)部接線圖

（3）工作原理：當(dāng)移位寄存器輸出端Q■為高電平時(shí)，其余輸出端均為低電平，三極管Q■飽和導(dǎo)通，繼電器K■得電吸合，開(kāi)關(guān)K■閉合，使電風(fēng)扇快擋接通，處于快速運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)Q■為高電平時(shí)，其余輸出端均為低電平，三極管Q■飽和導(dǎo)通，繼電器K■得電吸合，開(kāi)關(guān)K■閉合，使電風(fēng)扇中擋接通，處于中速運(yùn)行狀態(tài)；同理，當(dāng)Q■為高電平時(shí)，其余輸出端均為低電平，三極管Q■飽和導(dǎo)通，繼電器K■得電吸合，開(kāi)關(guān)K■閉合，使電風(fēng)扇低擋接通，處于低速運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)Q■為高電平時(shí)，其余輸出端均為低電平，三個(gè)開(kāi)關(guān)均不閉合，所以電風(fēng)扇電機(jī)處于斷電狀態(tài)，由于慣性電扇處于減速狀態(tài)，等待下一輪通電。

總之，新型空調(diào)扇電路可以讓用戶(hù)隨心所欲，是一種人性化設(shè)置。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳其純.電子線路.高等教育出版社，2006.

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