多路調節控制節能裝置的製作方法

2023-05-27 01:48:26 1

專利名稱：多路調節控制節能裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於溫度控制的電子裝置，特別是通過對電風扇、空調、電熱器等電器 進行溫度控制的多路調節電子裝置。
背景技術：
在發供電、科研、調度及其它企事業單位，普遍使用著空調、風扇、電熱器等調溫工 具，它們都是耗電大件，幾乎佔據了用電量的一半。現在電風扇、電熱器、空調機等，不論已購使用還是生產待售產品，基本都是採用 人工操作方式。比如電風扇普遍為機械結構，一旦開啟，不論什麼檔位，只要無人調整便會 按原風速長時間運轉；電烤火爐等應用相似；空調機則在設置溫度上反覆啟動，尋找和靠 近設置點。這些不論外界溫度是否下降(夏天)或者升高(冬天)，有無必要開動，都不會 自動停機。而要保持這些運轉和工作方式，耗電量都在幾十甚至上百瓦。比如在炎熱的夏日，人們睡覺前往往把空調設置在270C以下，風扇更是開在強 檔。但當下半夜以及常有的雷雨天氣到來，會使溫度大幅降低，該時酣睡的人們往往不會起 來調檔關機，由此使得電能無謂損耗，更有甚者還將被造成感冒，特別是小孩，常因此送醫 院，損身又耗錢，極不划算。

發明內容
本發明的目的是提供一種結構簡單、具有無機調壓和啟停控制等各種功能的多路 調節控制節能裝置。本發明的目的是這樣實現的一種多路調節控制節能裝置，主要由以下電路組 成12V直流電源220V市電串接保險BX和開關K2後與220/12V變壓器B初級線圈 相併聯，整流管D2-5與兩輸入端分別連接變壓器B次級線圈的一端，電容C2串接在整流管 D2-5的正、負輸出端之間，整流管D2-5正輸出端串接穩壓塊WY後，接於冬夏轉換開關Kl的 第12觸頭並向外輸出12V直流電；冬夏轉換開關Kl 採用型號為SS-42H07的撥動開關，由K1-1和K1-2兩組開關組 成，其中，Kl-I由上列的第1、第2、第3觸頭以及下列的第4、第5、第6觸頭組成，K1-2由 上列的第7、第8、第9觸頭以及下列的第10、第11、第12觸頭組成，Kl的內臂打到左側時， Kl-I的第2觸頭與第1觸頭接通，第5觸頭與第4觸頭接通，同時，K1-2的第8觸頭與第7 觸頭接通，第11觸頭與第10觸頭接通；Kl的動臂打到右側時，Kl-I的第2觸頭與第3觸 頭接通，第5觸頭與第6觸頭接通，同時，K1-2的第8觸頭與第9觸頭接通，第11觸頭與第 12觸頭接通；上述12V直流電源正極接於冬夏轉換開關Kl的第1觸頭和第12觸頭；12V直流 電源負極接於冬夏轉換開關Kl的第3觸頭和第4觸頭；夏季溫度控制電路冬夏轉換開關Kl撥向左面，第2觸頭一端接通第1觸頭的直流電源正極，另一端聯結正電源線E+，第5觸頭接通第4觸頭的直流電源負極，另一端聯結 負電源線E-，Kl的第2觸頭順次串接負溫度型熱敏電阻Rtl、電阻Rl和電阻R2後接於12V 直流電源負極E-，六反相器的第一非門的輸入端接於電阻Rl和電阻R2的結點，第一非門的 輸出端接於三極體BGl的基極，三極體BGl的發射極接於三極體BG2的基極，三極體BGl的 集電極和三極體BG2的集電極均接於12V直流電源負極，繼電器Jl連接在三極體BG2的發 射極與12V電源正極之間；冬夏轉換開關Kl的第2觸頭順次串接負溫度型熱敏電阻Rt2、電阻R3和電阻R4 後接於12V直流電源負極，六反相器的第二非門的輸入端接於電阻R3和電阻R4的結點，第 二非門的輸出端接於三極體BG3的基極，三極體BG3的發射極接於三極體BG4的基極，二極 管BG3的集電極和三極體BG4的集電極均接於12V直流電源負極，繼電器J2連接在三極體 BG4的發射極與12V直流電源正極之間；冬夏轉換開關Kl的第2觸頭順次串接負溫度型熱敏電阻Rt3、電阻R5和電阻R6 後接於12V直流電源負極，六反相器的第三非門的輸入端接於電阻R5和電阻R6的結點，第 三非門的輸出端接於三極體BG5的基極，三極體BG5的發射極接於三極體BG6的基極，二極 管BG5的集電極和三極體BG6的集電極均接於12V直流電源負極，繼電器J3連接在三極體 BG6的發射極與12V直流電源正極之間；可控矽SCR輸入端接於開關K2與變壓器B初級線圈一端的結點，可控矽SCR輸出 端串接插座Zl後接於變壓器B初級線圈另一端，電容Cl 一端接於可控矽SCR輸出端，電 容Cl另一端串接雙向二極體Dl後接於可控矽SCR控制端；電阻R14、繼電器J的常開結點 J1-1、繼電器J2的常閉結點J2-2以及繼電器J3的常閉結點J3-2四者依次串接後連接在 可控矽SCR輸入端與電容Cl另一端之間；電阻R15和繼電器J2的常開觸點J2-1以及繼電 器J3的常閉結點J3-2三者依次串接後連接在可控矽SCR輸入端與電容Cl另一端之間；電 阻R16和繼電器J3的常開結點J3-1 二者串接後連接在可控矽SCR輸入端與電容Cl另一 端之間；冬夏轉換開關Kl的第2觸頭依次串接負溫度型熱敏電阻Rt4、電阻R7和電阻R8 後接於12V直流電源負極，六反相器的第四非門的輸入端接於電阻R7和電阻R8的結點，第 四非門的輸出端接於三極體BG7的基極，三極體BG7的發射極接於三極體BG8的基極，三極 管BG7的集電極和三極體BG8的集電極均接於12V直流電源負極，三極體BG8的發射極串 接繼電器J4後接於12V直流電源正極，繼電器J4的常開結點J4-1串接插座Z2後與變壓 器B的初級線圈相併聯；冬夏轉換開關Kl的第2觸頭依次串接負溫度型熱敏電阻Rt5、電阻R9和電阻RlO 後接於12V直流電源負極，六反相器的第五非門的輸入端接於電阻R9和電阻RlO的結點， 第五非門的輸出端接於三極體BG9的基極，三極體BG9的發射極接於三極體BGlO的基極， 三極體BG9的集電極和三極體BGlO的集電極均接於12V直流電源負極，三極體BGlO的發 射極串接繼電器J5後接於12V直流電源正極；繼電器J5的常開結點J5-1串接插座後 與變壓器B的初級線圈相併聯；冬夏轉換開關Kl的第2觸頭依次串接負溫度型熱敏電阻Rt6、電阻Rll和電阻R12 後接於12V直流電源負極，六反相器的第六非門的輸入端接於電阻Rll和電阻R12的結點， 第六非門的輸出端接於三極體BGll的基極，三極體BGll的發射極接於三極體BG12的基極，三極體BGll的集電極和三極體BG12的集電極均接於12V直流電源負極，三極體BG12 的發射極串接繼電器J6後接於12V直流電源正極；繼電器J6的常開結點J6-1串接插座Z4 後與變壓器B的初級線圈相併聯；冬季溫度控制電路冬夏轉換開關Kl撥向右面，第2觸頭一端聯接第3觸頭的直 流電源負極，另一端聯結負電源線E'-，第11觸頭聯接第12觸頭的直流電源正極，另一端 聯結負電源線E' +，負溫度熱敏電阻財1、財2、財3、財4、財5、財6改接為負電源& -，分 壓電阻R2'、電阻R4'、電阻R6'、電阻R8'、電阻RlO'以及電阻R12'的一端分別接於 六反相器的第一非門、第二非門、第三非門、第四非門、第五非門以及第六非門的輸入端，該 六個電阻的另一端均連接正電源E' +；上述負溫度型熱敏電阻Rtl 6均為3. 6ΚΩ，電阻Rl、R3、R5、R7、R9、Rll均為 200 Ω，電阻 R2、R8、R10、R12 均為 680 Ω , R4 為 560Ω，R6 為 470 Ω，電阻 R2，、R8，、R10，、R12， 均為20K Ω，電容Cl為0. 1 μ f，電阻R，4、R，6分別為22K Ω禾口 MK Ω，電阻14為200Κ Ω， 電阻15為100Κ Ω，電阻16為IOK Ω ；三極體BGl 12均為NPN型功率放大管；六反相器的 型號為MLS04。上述冬夏轉換開關型號為SS-42H07 ；所述三極體BGl、BG3、BG5、BG7、BG9、BGll型 號均為9015電晶體，三極體BG2、BG4、BG6、BG8、BG10、BG12型號均為8550 ；所述插座Zl、 Z2為IOA多用型，Z3、TA為16A中功率型。上述電阻R16與可控矽SCR的輸入端之間還連接有用於微調的電位器W7，電位器 W7的滑動臂接於可控矽SCR的輸入端。還具有交流工作顯示電路發光二極體Fgl與電阻R13串接後再與電壓器B的初 級線圈相併聯。還具有直流工作顯示電路發光二極體Fg2 —端接於穩壓塊WY輸出端，Fg2另一 端串接電阻R17後接於整流管D2-5的負輸出端。本發明的有益效果是本儀器通過一個六反相器集成塊，一個轉換開關的巧妙設 計，在並不增加太多元器件的情況下，便實現多達六至十二路的溫度採集判斷，交直流轉 換、無極調壓和啟停控制多種功能，使常用的電風扇、烤火爐、電熱毯、空調機等在無人操作 下，亦能隨溫度變化自動調溫和開機、停機，即滿足人體舒適要求，又大量節約電能，是一具 有廣泛意義和實用價值的儀器。本儀器結構緊湊，使用方便，投資小，效率高，具有很強的實用價值和新穎獨到性。本儀器的特點和優點將在具體實施方式
部分進行詳細的闡述。


圖1是本發明的電原理框圖。圖2是本發明的電路圖。圖3是六反相器MLS04的內部結構示意圖。圖4是本發明的外形結構圖。
具體實施例方式圖2示出(參見圖1)，本發明主要由以下電路組成
12V直流電源220V市電串接保險BX和開關K2後與220/12V變壓器B初級線圈 相併聯，整流管D2-5與兩輸入端分別連接變壓器B次級線圈的一端，電容C2串接在整流管 D2-5的正、負輸出端之間，整流管D2-5正輸出端串接穩壓塊WY後，接於冬夏轉換開關Kl的 第12觸頭並向外輸出12V直流電；冬夏轉換開關Kl 採用型號為SS-42H07的撥動開關，由K1-1和K1-2兩組開關組 成，其中，Kl-I由上列的第1、第2、第3觸頭以及下列的第4、第5、第6觸頭組成，K1-2由 上列的第7、第8、第9觸頭以及下列的第10、第11、第12觸頭組成，Kl的內臂打到左側時， Kl-I的第2觸頭與第1觸頭接通，第5觸頭與第4觸頭接通，同時，K1-2的第8觸頭與第7 觸頭接通，第11觸頭與第10觸頭接通；Kl的動臂打到右側時，Kl-I的第2觸頭與第3觸 頭接通，第5觸頭與第6觸頭接通，同時，K1-2的第8觸頭與第9觸頭接通，第11觸頭與第 12觸頭接通；上述12V直流電源正極接於冬夏轉換開關Kl的第1觸頭和第12觸頭；12V直流 電源負極接於冬夏轉換開關Kl的第3觸頭和第4觸頭；夏季溫度控制電路冬夏轉換開關Kl撥向左面，第2觸頭一端接通第1觸頭的直 流電源正極，另一端聯結正電源線E+，第5觸頭接通第4觸頭的直流電源負極，另一端聯結 負電源線E-，K1的第2觸頭順次串接負溫度型熱敏電阻Rtl、電阻Rl和電阻R2後接於12V 直流電源負極E-，六反相器的第一非門的輸入端接於電阻Rl和電阻R2的結點，第一非門的 輸出端接於三極體BGl的基極，三極體BGl的發射極接於三極體BG2的基極，三極體BGl的 集電極和三極體BG2的集電極均接於12V直流電源負極，繼電器Jl連接在三極體BG2的發 射極與12V電源正極之間；冬夏轉換開關Kl的第2觸頭順次串接負溫度型熱敏電阻Rt2、電阻R3和電阻R4 後接於12V直流電源負極，六反相器的第二非門的輸入端接於電阻R3和電阻R4的結點，第 二非門的輸出端接於三極體BG3的基極，三極體BG3的發射極接於三極體BG4的基極，二極 管BG3的集電極和三極體BG4的集電極均接於12V直流電源負極，繼電器J2連接在三極體 BG4的發射極與12V直流電源正極之間；冬夏轉換開關Kl的第2觸頭順次串接負溫度型熱敏電阻Rt3、電阻R5和電阻R6 後接於12V直流電源負極，六反相器的第三非門的輸入端接於電阻R5和電阻R6的結點，第 三非門的輸出端接於三極體BG5的基極，三極體BG5的發射極接於三極體BG6的基極，二極 管BG5的集電極和三極體BG6的集電極均接於12V直流電源負極，繼電器J3連接在三極體 BG6的發射極與12V直流電源正極之間；可控矽SCR輸入端接於開關K2與變壓器B初級線圈一端的結點，可控矽SCR輸出 端串接插座Zl後接於變壓器B初級線圈另一端，電容Cl 一端接於可控矽SCR輸出端，電 容Cl另一端串接雙向二極體Dl後接於可控矽SCR控制端；電阻R14、繼電器J的常開結點 J1-1、繼電器J2的常閉結點J2-2以及繼電器J3的常閉結點J3-2四者依次串接後連接在 可控矽SCR輸入端與電容Cl另一端之間；電阻R15和繼電器J2的常開觸點J2-1以及繼電 器J3的常閉結點J3-2三者依次串接後連接在可控矽SCR輸入端與電容Cl另一端之間；電 阻R16和繼電器J3的常開結點J3-1 二者串接後連接在可控矽SCR輸入端與電容Cl另一 端之間；冬夏轉換開關Kl的第2觸頭依次串接負溫度型熱敏電阻Rt4、電阻R7和電阻R8後接於12V直流電源負極，六反相器的第四非門的輸入端接於電阻R7和電阻R8的結點，第 四非門的輸出端接於三極體BG7的基極，三極體BG7的發射極接於三極體BG8的基極，三極 管BG7的集電極和三極體BG8的集電極均接於12V直流電源負極，三極體BG8的發射極串 接繼電器J4後接於12V直流電源正極，繼電器J4的常開結點J4-1串接插座Z2後與變壓 器B的初級線圈相併聯；冬夏轉換開關Kl的第2觸頭依次串接負溫度型熱敏電阻Rt5、電阻R9和電阻RlO 後接於12V直流電源負極，六反相器的第五非門的輸入端接於電阻R9和電阻RlO的結點， 第五非門的輸出端接於三極體BG9的基極，三極體BG9的發射極接於三極體BGlO的基極， 三極體BG9的集電極和三極體BGlO的集電極均接於12V直流電源負極，三極體BGlO的發 射極串接繼電器J5後接於12V直流電源正極；繼電器J5的常開結點J5-1串接插座後 與變壓器B的初級線圈相併聯；冬夏轉換開關Kl的第2觸頭依次串接負溫度型熱敏電阻Rt6、電阻Rll和電阻R12 後接於12V直流電源負極，六反相器的第六非門的輸入端接於電阻Rll和電阻R12的結點， 第六非門的輸出端接於三極體BGll的基極，三極體BGll的發射極接於三極體BG12的基 極，三極體BGll的集電極和三極體BG12的集電極均接於12V直流電源負極，三極體BG12 的發射極串接繼電器J6後接於12V直流電源正極；繼電器J6的常開結點J6-1串接插座Z4 後與變壓器B的初級線圈相併聯冬季溫度控制電路冬夏轉換開關Kl撥向右面，第2觸頭一端聯接第3觸頭的直 流電源負極，另一端聯結負電源線E'-，第11觸頭聯接第12觸頭的直流電源正極，另一端 聯結負電源線E' +，負溫度熱敏電阻財1、財2、財3、財4、財5、財6改接為負電源& -，分 壓電阻R2'、電阻R4'、電阻R6'、電阻R8'、電阻RlO'以及電阻R12'的一端分別接於 六反相器的第一非門、第二非門、第三非門、第四非門、第五非門以及第六非門的輸入端，該 六個電阻的另一端均連接正電源E' +；上述負溫度型熱敏電阻Rtl 6均為3. 6ΚΩ，電阻Rl、R3、R5、R7、R9、Rll均為 200 Ω，電阻 R2、R8、R10、R12 均為 680 Ω , R4 為 560Ω，R6 為 470 Ω，電阻 R2，、R8，、R10，、R12， 均為20K Ω，電容Cl為0. 1 μ f，電阻R，4、R，6分別為22K Ω禾口 MK Ω，電阻14為200Κ Ω， 電阻15為100Κ Ω，電阻16為IOK Ω ；三極體BGl 12均為NPN型功率放大管；六反相器的 型號為MLS04。冬夏轉換開關型號為SS-42H07 ；所述三極體BGl、BG3、BG5、BG7、BG9、BGll型號均 為 9015 電晶體，三極體 BG2、BG4、BG6、BG8、BG10、BG12 型號均為 8550。電阻R16與可控矽SCR的輸入端之間還連接有用於微調的電位器W7，電位器W7的 滑動臂接於可控矽SCR的輸入端。還具有交流工作顯示電路發光二極體Fgl與電阻R13串接後再與電壓器B的初 級線圈相併聯。還具有直流工作顯示電路發光二極體Fg2 —端接於穩壓塊WY輸出端，Fg2另一 端串接電阻R17後接於整流管D2-5的負輸出端。更進一步的詳細說明如下從圖1中可見，為實現溫度控制，首先選用傳感器進行環境溫度採樣，本裝置設計 特點是傳感器為一組相同的負溫型熱敏電阻，經開關轉換控制，即實現冬夏雙溫採集。採集到的信號送往以六反相器為中心的比較判斷電路，進行電平轉換控制，再經功率放大、導通 角驅動等，一路啟動無極調壓送出可變電源，另一路直接經繼電器結點傳送全額電源，以實 現風扇轉速、空調啟停等的溫度控制。220V交流電分兩路工作，一路經降壓、整流、濾波、穩壓等處理，形成直流工作電 源，供給溫度傳感、非門轉換、功率放大、繼電驅動等器件工作，另一路則送往可控矽和繼電 器結點，提供受溫度控制下的動力電源。電路原理在圖2中，有一個六反相器集成電路貫穿始終，該集成電路的內部結構及其技 術數據等如圖3所示六反相器主要參數輸入高電平2V，輸入低電平0. 8V，輸出高電平 2. 4V，輸出低電平0. 5V ；溫度範圍74LS04為0 70度，54LS04為-55 125度。根據圖示結構、邏輯關係、電氣參數和溫度範圍，選擇MLS04型集成塊，並以此為 中心，在整個溫控節能器中對六個邏輯非門展開全面應用。為啟動大功率繼電器，首先設計 了 12V直流電源，但因MLS04集成塊適應5V工作，故採用680Ω和510Ω電阻分壓及穩壓 二極體IN47型做5V穩壓的設計，以保證該集成塊正常工作。因在正式電路中不反應此電 壓，故於此作交代。在圖2中部有一冬夏轉換開關Kl (為雙組四列開關)，起夏季冬天溫度控制轉換作 用。具體是靠改變正負電源和一項電阻參數實現的。比如(1)、當Kl撥向左面，Kll上列中心點(第2觸頭)接通正電源，送到頂上為E+， 供給Rt系列支路，而Kl-I下列中心點(第5觸頭)接通負電源E-，送給R212偶數級電阻 (R2、R4、R6、R8、RlO 以及 R12，下同)。(2)當Kl撥向右面，Kl-I上列中心點接通負電源，送到頂上為E』 _，注意，此時原 Rt系列支路接的正電源變成了負電源；而K1-2下列中心點(第11觸頭)接通正電源E』+， 注意，這裡變化大的是原R2-12偶數級電阻懸空，不工作，而由E』+送給的R' 2-12偶數級 電阻G^R2，、R4，、R6，、R8，、R10，以及R12，，下同)取而代之，並轉正極工作。(3)圖2中全部繼電器(Jl J6)正極E』+和複合管負極E』-的電源(粗實線)， 冬夏一致，所以不做改變。下面結合整體電路，做更詳細介紹。夏季溫控原理在圖2中，繼電器系列接E』+，複合管系列接E』-，並當開關Kl撥向左面，Kl-I上、 下列中心點分別向上部Rt和下部R2-12偶數級電阻送出正負電源，電路形成完整的工作形 式。(1)無極調壓控制圖2中第一組正端熱敏電阻Rtl和線性電阻Rl QOO Ω )串聯， 與負端電阻R2對12V電源分壓，形成對MLS04第一非門1_2的門檻電壓值。比如當溫度 為2546°C時，3. 6ΚΩ負溫型熱敏電阻Rtl阻值下降為IΩ，要保證R2的分壓值UR2不低 於2V，則有UR2 = 12XR2/(R2+Rt+Rl) = 2代入數12X R2/ (R2+3+0. 2) = 2推算出R2 = 0. 65 (K Ω )靠大取標稱值為680 Ω即這時680 Ω電阻R2的分壓值UR2彡2V，超過門檻值，第一級非門翻轉，輸出低電平。為配合低電平信號，選用兩個PNP型小功率9015和中功率8550電晶體BG1-2構 成複合功放器，經功率放大後的信號，使繼電器Jl啟動。繼電器Jl啟動後，常開接點Jl-I閉合，此時繼電器J2、J3因保持原狀，其常閉接 點J2-2、J3-2接通200kΩ電阻的R14和電容Cl，產生低頻振蕩，，經DB3雙向二極體Dl送 達可控矽SCR控制極(即控制端)，形成較小導通角，輸出約100V電壓，風扇啟動旋轉。若溫度再升高，達到28_30°C時，第二級熱敏電阻Rtl2由3.6ΚΩ下降到約 2. 4ΚΩ，以上同樣方法計算得R4為560Ω，則UR4彡2V，超過54LS04的第二 (3-4)非門門 檻電壓，該門翻轉，BG3-4導通，繼電器J2啟動，常開接點J2-1閉合，此時因J3保持原狀， 其常閉接點J3-2接通IOOkQ電阻的R15和Cl，產生中頻振蕩，使可控矽導通角增大，輸出 約150V電壓，風扇中速旋轉。同理，當溫度超過32_33°C時，超過MLS04的5-6非門(第三非門)門檻電壓，該非 門翻轉，，BG5-6導通，J3啟動，產生最大導通角，可控矽直通，輸出全電壓，風扇高速轉動。此塊電路通過對不同溫度的採集，轉換為可控矽導通角的調整，使之輸出不同交 流電壓值，實現風扇轉速控制。反之，當溫度低於25°C，各級分壓都都超不過非門的門檻電 壓，故形成全自動關閉，達到節能目的。圖2下部IOOkQ電位器W7則是可控矽導通角的輔助調節器件，在結合電壓表指 示100V、150V、220V電壓下，可幫助快速確定R14、R15、R16阻值，在主電阻確定後，該電位器 也參加運行，這時可對電機轉動做小範圍調整。圖2左下部和經前面介紹可見，常開結點Jl-I與常閉結點J2-2、J3-2的串聯，形 成繼電器間的互控，此設計是本儀器電路的一大特點，其作用一是完成溫採、門控、功放等 直流弱電對交流強電的轉換控制；二是通過常開常閉結點的互控，使得每條支路工作只含 一個電阻，將減少三支路並聯參數的調配難度和變異漂移。(2)結點開關控制在圖2電路中，54LS04的13_12、11_10和9_8三級非門及配套器件，主要是針對空 調機設計的。因為空調機普遍為設置式工作，在溫度數據設定後，壓縮機通電使氟利昂在管 道中運轉，做冷暖氣置換，從而使溫度回到所選溫度範圍。這些工作過程，一般是在額定電 壓下進行，故無須做調壓調整。同時，包括變頻機在內，即使環境溫度已降到舒適範圍，空調 機仍會運行，甚至作反向調節，這是不必要的，即便僅做設定維持，耗電量也在兩三百瓦以 上，這無疑是一種浪費！為此，進行了在25°C左右，人體完全適宜的自然環境溫度下，做自動停機處理，由 此，將節約大量能源。請見圖2，與前採樣判斷和計算方式相同，當溫度高於25°C時，在圖2中R8取為 680Ω，與Rt+R7的分壓值UR8彡2V，超過非門13-12的門檻值，該非門翻轉，輸出低電平。 PNP型9015和8550構成的複合功放BG7-8導通，繼電器J4啟動，常開接點J4-1閉合，接通 由K2送來的220V交流電，傳送給插座Z2。若Z2上插有空調或其它用電器，都將獲取電源工作。反之，當溫度低於25°C時，電阻R8所獲分壓UR8低於13腳的門檻電壓值，由此 13-12非門以及所控的複合管BG7-8、繼電器J4都將做逆向翻轉，Z2截止交流電輸出，使所帶空調等用電器停機，達到節能目的。由非門11-10和9-8構成的後兩級電路，工作方式與非門13_12相同，能啟動或截 止插座Z3、Z4交流電源的輸送。該三級門控電路具有獨立工作性，故，在單位可做作會議、辦公、機房，在家庭亦可 作客廳、飯廳、臥室等多臺空調機的控制。在圖2電路中還可看到，開關K2分為兩檔，分別功能是(1)、K2打到左面，為空檔，即關機；(2)、Κ2打到右面，220V交流電通過保險BX接入，分5條支路供電一路經變壓器 B降壓，二極體D2-5整流，電容C2濾波，集成塊WY7812穩壓，即向後續電路提供12伏直流 工作電源。該檔還同時向可控矽、繼電器常開結點J4-1、J5-1、J6-1的四條支路供給溫控電源。圖2中降壓電阻R13與發光二極體Fgl，R17與發光二極體Fg2串接，分別作溫控 和交、直流工作狀態指示。冬季溫控原理冬季溫控在電路結構、功能作用等方面有很多相同之處，故，本章節採取有別細 解，近似粗訴的方式進行介紹。(1)、電路區別在冬季溫控中最大區別是將開關Kl撥向右面，此時Kl-I上列中心 點轉接負電源，即向上部Rt系列支路送出E』-電壓值，而Kl-I下列中心點及所帶R2-12偶 數級電阻懸空，與此同時K1-2下列中心點接通正電源，即新的R』2-12偶數級電阻轉接E』 +工作。O)、控制方向區別因為冬季與夏季相反，溫度越低越需送電加熱工作，反之斷 電。所以負溫型熱敏電阻需由正端換到負端，才能正常發揮功能作用。(3)、控制對象區別在可控矽受溫度控制進行無極調壓時，夏天控制對象主要是 風扇，冬季則以烤火爐、電熱毯等阻性用電器為宜。因為這些負載隨電壓高低發熱量上會有 區別，但器身結構和性能不會改變。、阻值區別因熱敏電阻換到負端，且當溫度下降到4_5°C時，3. 6KQRt阻值上 升為4K Ω，與串聯電阻Rl QOO Ω )相加為4. IΩ，要保各級反相器門檻電壓大於2V，故R偶 數級阻值將有很大變化。以R』 2為例計算如後UR' 2 = 12Χ (Rt+Rl)/(R，2+Rt+Rl) = 2代入數:12X (4+0. 2)/(R，2+4+0. 2) = 2推算出R，2 = 20. 75 (K Ω) 取標稱值為20Κ Ω即這時680Ω電阻R2的分壓值UR2彡2V，超過門檻值，第一級非門翻轉，輸出低電 平，延續後面電路工作。比較R』 2與原R2(680Q)兩阻值，整整相差了 30倍，所以我們將其聯動電源作改 動處理。不過，這也是在冬夏溫控大轉變中，唯一改變的一個電氣參數。除上述外，基本無改動，包括採樣、判斷、處理過程都一樣，為清楚起見，我們還是 舉例介紹一下。在圖2中，當開關Kl打到右側選定冬季溫控後，並採用R』2為20ΚΩ，與接地端熱敏電阻Rt及電阻Rl相串聯對12V電源分壓，比如溫度為4-5°C時，使UR' 2彡2V，超過門 檻值，第一級非門翻轉，輸出低電平，又經BG1-2功放後啟動繼電器J1，常開接點Jl-I閉合， 接通200kQ電阻的R14和電容Cl，產生頻率振蕩，可控矽導通，輸出交流電壓，使，烤火爐、 電熱毯等發熱。其它反相器工作原理和過程相同，將啟動不同繼電器，加強導通，讓插座Zl_4(插 座Zl、Z2、Z3和Z4)輸出更高乃至全電壓，以使電熱器更加發熱或空調開啟等。但當溫度回升，超過4_5°C後，各級分壓都超不過門檻電壓，故全部關閉，插座 Z1-4截止輸出，自動停機，達到節能效果。其它發光指示和繼電器互控方式不變。另本電路利用開關倒向，將MLS04反相器 夏季的六門控制擴展為十二門控制，其電路特點和功能的發揮是非常突出的。電路中主要元器件請見列表
權利要求
1. 一種多路調節控制節能裝置，其特徵是主要由以下電路組成 12V直流電源220V市電串接保險BX和開關K2後與220/12V變壓器B初級線圈相併 聯，整流管D2-5與兩輸入端分別連接變壓器B次級線圈的一端，電容C2串接在整流管D2-5 的正、負輸出端之間，整流管D2-5正輸出端串接穩壓塊WY後，接於冬夏轉換開關Kl的第12 觸頭並向外輸出12V直流電；冬夏轉換開關Kl 採用型號為SS-42H07的撥動開關，由Kl-I和K1-2兩組開關組成，其 中，Kl-I由上列的第1、第2、第3觸頭以及下列的第4、第5、第6觸頭組成，K1-2由上列的 第7、第8、第9觸頭以及下列的第10、第11、第12觸頭組成，Kl的內臂打到左側時，Kl-I的 第2觸頭與第1觸頭接通，第5觸頭與第4觸頭接通，同時，K1-2的第8觸頭與第7觸頭接 通，第11觸頭與第10觸頭接通；Kl的動臂打到右側時，Kl-I的第2觸頭與第3觸頭接通， 第5觸頭與第6觸頭接通，同時，K1-2的第8觸頭與第9觸頭接通，第11觸頭與第12觸頭 接通；上述12V直流電源正極接於冬夏轉換開關Kl的第1觸頭和第12觸頭；12V直流電源 負極接於冬夏轉換開關Kl的第3觸頭和第4觸頭；夏季溫度控制電路冬夏轉換開關Kl撥向左面，第2觸頭一端接通第1觸頭的直流電 源正極，另一端聯結正電源線E+，第5觸頭接通第4觸頭的直流電源負極，另一端聯結負電 源線E-，Kl的第2觸頭順次串接負溫度型熱敏電阻Rtl、電阻Rl和電阻R2後接於12V直 流電源負極E-，六反相器的第一非門的輸入端接於電阻Rl和電阻R2的結點，第一非門的輸 出端接於三極體BGl的基極，三極體BGl的發射極接於三極體BG2的基極，三極體BGl的集 電極和三極體BG2的集電極均接於12V直流電源負極，繼電器Jl連接在三極體BG2的發射 極與12V電源正極之間；冬夏轉換開關Kl的第2觸頭順次串接負溫度型熱敏電阻Rt2、電阻R3和電阻R4後接於 12V直流電源負極，六反相器的第二非門的輸入端接於電阻R3和電阻R4的結點，第二非門 的輸出端接於三極體BG3的基極，三極體BG3的發射極接於三極體BG4的基極，二極體BG3 的集電極和三極體BG4的集電極均接於12V直流電源負極，繼電器J2連接在三極體BG4的 發射極與12V直流電源正極之間；冬夏轉換開關Kl的第2觸頭順次串接負溫度型熱敏電阻Rt3、電阻R5和電阻R6後接於 12V直流電源負極，六反相器的第三非門的輸入端接於電阻R5和電阻R6的結點，第三非門 的輸出端接於三極體BG5的基極，三極體BG5的發射極接於三極體BG6的基極，二極體BG5 的集電極和三極體BG6的集電極均接於12V直流電源負極，繼電器J3連接在三極體BG6的 發射極與12V直流電源正極之間；可控矽SCR輸入端接於開關K2與變壓器B初級線圈一端的結點，可控矽SCR輸出端串 接插座Zl後接於變壓器B初級線圈另一端，電容Cl 一端接於可控矽SCR輸出端，電容Cl 另一端串接雙向二極體Dl後接於可控矽SCR控制端；電阻R14、繼電器J的常開結點J1-1、 繼電器J2的常閉結點J2-2以及繼電器J3的常閉結點J3-2四者依次串接後連接在可控矽 SCR輸入端與電容Cl另一端之間；電阻R15和繼電器J2的常開觸點J2-1以及繼電器J3的 常閉結點J3-2三者依次串接後連接在可控矽SCR輸入端與電容Cl另一端之間；電阻R16 和繼電器J3的常開結點J3-1 二者串接後連接在可控矽SCR輸入端與電容Cl另一端之間； 冬夏轉換開關Kl的第2觸頭依次串接負溫度型熱敏電阻Rt4、電阻R7和電阻R8後接於12V直流電源負極，六反相器的第四非門的輸入端接於電阻R7和電阻R8的結點，第四非門 的輸出端接於三極體BG7的基極，三極體BG7的發射極接於三極體BG8的基極，三極體BG7 的集電極和三極體BG8的集電極均接於12V直流電源負極，三極體BG8的發射極串接繼電 器J4後接於12V直流電源正極，繼電器J4的常開結點J4-1串接插座Z2後與變壓器B的 初級線圈相併聯；冬夏轉換開關Kl的第2觸頭依次串接負溫度型熱敏電阻Rt5、電阻R9和電阻RlO後接 於12V直流電源負極，六反相器的第五非門的輸入端接於電阻R9和電阻RlO的結點，第五 非門的輸出端接於三極體BG9的基極，三極體BG9的發射極接於三極體BGlO的基極，三極 管BG9的集電極和三極體BGlO的集電極均接於12V直流電源負極，三極體BGlO的發射極 串接繼電器J5後接於12V直流電源正極；繼電器J5的常開結點J5-1串接插座後與變 壓器B的初級線圈相併聯；冬夏轉換開關Kl的第2觸頭依次串接負溫度型熱敏電阻Rt6、電阻Rll和電阻R12後 接於12V直流電源負極，六反相器的第六非門的輸入端接於電阻Rll和電阻R12的結點，第 六非門的輸出端接於三極體BGll的基極，三極體BGll的發射極接於三極體BG12的基極， 三極體BGll的集電極和三極體BG12的集電極均接於12V直流電源負極，三極體BG12的發 射極串接繼電器J6後接於12V直流電源正極；繼電器J6的常開結點J6-1串接插座Z4後 與變壓器B的初級線圈相併聯；冬季溫度控制電路冬夏轉換開關Kl撥向右面，第2觸頭一端聯接第3觸頭的直流電 源負極，另一端聯結負電源線E'-，第11觸頭聯接第12觸頭的直流電源正極，另一端聯結 負電源線E' +，負溫度熱敏電阻財1、財2、財3、財4、財5、財6改接為負電源& _，分壓電 阻R2'、電阻R4'、電阻R6'、電阻R8'、電阻RlO'以及電阻R12'的一端分別接於六反 相器的第一非門、第二非門、第三非門、第四非門、第五非門以及第六非門的輸入端，該六個 電阻的另一端均連接正電源E' +；上述負溫度型熱敏電阻Rtl 6均為3. 6ΚΩ，電阻R1、R3、R5、R7、R9、R11均為200 Ω， 電阻 R2、R8、R10、R12 均為 680 Ω，R4 為 560 Ω，R6 為 470 Ω，電阻 R2，、R8，、R10，、R12，均為 20ΚΩ，電容Cl為0. 1 μ f，電阻IT 4、R' 6分另Ij為22ΚΩ禾口 24ΚΩ，電阻14為200ΚΩ，電阻 15為100K Ω，電阻16為IOK Ω ；三極體BGl 12均為NPN型功率放大管；六反相器的型號 為 54LS04。
2.根據權利要求1所述多路調節控制節能裝置，其特徵是所述冬夏轉換開關型號為 SS-42H07 ；所述三極體BGl、BG3、BG5、BG7、BG9、BGll型號均為9015電晶體，三極體BG2、 BG4、BG6、BG8、BG10、BG12 型號均為 8550 ；所述插座 Z1、Z2 為 IOA 多用型，Z3、Z4 為 16A 中功率型。
3.根據權利要求2所述多路調節控制節能裝置，其特徵是所述電阻R16與可控矽SCR 的輸入端之間還連接有用於微調的電位器W7，電位器W7的滑動臂接於可控矽SCR的輸入端。
4.根據權利要求3所述多路調節控制節能裝置，其特徵是還具有交流工作顯示電路 發光二極體Fgl與電阻R13串接後再與電壓器B的初級線圈相併聯。
5.根據權利要求4所述多路調節控制節能裝置，其特徵是還具有直流工作顯示電路 發光二極體Fg2 —端接於穩壓塊WY輸出端，Fg2另一端串接電阻R17後接於整流管D2-5的負輸出端。
全文摘要
一種多路調節控制節能裝置，屬對電風扇、空調、電熱器等電器進行自動調溫和開、停機控制的綜合裝置。本發明主要由220V市電、變換後的12V直流電源、夏季溫度控制電路和夏季溫度控制電路等組成。本發明通過一個六反相器集成塊和一個冬夏轉換開關，實現對多達6至12路的溫度採集、交直流轉換、無級調壓和啟停控制等多種功能，使電風扇、空調、電熱器等在無人操作條件下，並能隨溫度變化自動調溫和開機、停機。本發明具有結構緊湊、使用方便、投資小、效率高的特點。
文檔編號G05B19/04GK102073287SQ20111000698
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月13日 優先權日2011年1月13日
發明者粟和林 申請人:四川電力試驗研究院