專利名稱：具指示控制的家用電器電功率調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電功率調(diào)節(jié)器的改進(jìn)，特別是家用電器電功率調(diào)節(jié)器的改進(jìn)。
目前家用電器普遍采用的可控硅與負(fù)荷串聯(lián)的技術(shù)，在電功率調(diào)節(jié)方面只具簡(jiǎn)單性而缺乏方便性和實(shí)用性，具體表面為對(duì)于具有大的熱慣性的電熱器具，當(dāng)市電變化較大(如在160V～250V)時(shí)，如果沒(méi)有指示或測(cè)量手段，在應(yīng)用方面便有很大的局限性，如圖2中，若把其中的取樣指示(相應(yīng)于

圖1中的［4］)取消，便是公知的最簡(jiǎn)單的功率調(diào)節(jié)器，假如應(yīng)用它來(lái)使電飯鍋熬粥，可以設(shè)想開(kāi)關(guān)K1接于a檔，使T全導(dǎo)通，電飯鍋(圖2中［1］)很快會(huì)沸騰，這時(shí)便應(yīng)減少功率，使得既能保持沸騰而又不致于過(guò)劇。因?yàn)榉序v過(guò)劇，很快損失了水份，不能達(dá)到熬粥的目的。為此，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)，取得數(shù)據(jù)，測(cè)出最佳的沸騰功率，比如是額定功率的25％～30％，在這一功率下工作，便可達(dá)到最佳的沸騰狀態(tài)。于是便可以設(shè)計(jì)K1轉(zhuǎn)換到b檔上，使電飯鍋獲得25％～30％的功率。當(dāng)考慮到供電電壓變化時(shí)，可以增加檔次(如c、d…等)，以作為調(diào)節(jié)。目前的家用電器電功率調(diào)節(jié)技術(shù)只停留在這一水平上。但實(shí)際上由于熱慣性的存在，用戶難以在a、b、c…多檔中一下子找到一個(gè)合適的檔。即使制造者列表說(shuō)明，外電源在某一范圍時(shí)對(duì)應(yīng)于某一檔，也是很不實(shí)用的。因?yàn)橛脩艨赡苋狈@方面的知識(shí)，或者不具備測(cè)試手段。而要測(cè)量，至少要具備一個(gè)萬(wàn)用表，這在經(jīng)濟(jì)上是不可取的。另外，由于必須顧慮電壓的變化，即使有了萬(wàn)用表，在心理上也有不便之感，因而減低了對(duì)現(xiàn)有功率調(diào)節(jié)器的興趣，也就限制了對(duì)它的推廣。
本實(shí)用新型的目的，是提供一種經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、使用方便的，可以任意功率范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的，應(yīng)用于家用電器的新型電功率調(diào)節(jié)器。這種調(diào)節(jié)器在外電源大幅度變化的情況下，通過(guò)指示控制仍可保證選取理想的使用功率范圍(即額定功率的某一百分?jǐn)?shù))，從而充分發(fā)揮家用電器的效能，并達(dá)到節(jié)能的目的。此外，本實(shí)用新型還特別適合于下列三項(xiàng)應(yīng)用目的1.對(duì)1000瓦以內(nèi)的家用電器，可以實(shí)現(xiàn)全回路無(wú)觸點(diǎn)(即不必設(shè)置功率轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān))，且仍保持小巧結(jié)構(gòu)，便于應(yīng)用；如果加設(shè)一個(gè)主調(diào)節(jié)器的并聯(lián)開(kāi)關(guān)，還可應(yīng)用在1000瓦以上的家用電器上。
2.可以使任意功率的電飯鍋在全功率下，迅速燒開(kāi)，然后迅速找到維持最佳沸騰的節(jié)能狀態(tài)。對(duì)于外電源的大范圍變化，自行提供指示，不必使用傳統(tǒng)的測(cè)量設(shè)備；3.對(duì)電燙斗可以提供比如是四個(gè)檔次的應(yīng)用(當(dāng)然也可按要求增減檔次)。例如可分別適應(yīng)于特厚衣物、厚衣物、普通衣物、薄的或怕?tīng)C壞的衣物等不同情況，收到一物多用和節(jié)能的效果。
本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容如下用電器［1］與作為主調(diào)節(jié)器的可控硅(T)［2］串聯(lián)于主電路上(如圖2所示)，由R1～R4、C、D、K1組成控制回路［3］，可控制主調(diào)節(jié)器［2］的導(dǎo)通角從0→180°變化。主調(diào)節(jié)器［2］是雙向的，因此能實(shí)現(xiàn)對(duì)用電器［1］的功率調(diào)節(jié)，其變化范圍可從零功率至滿功率。以上原理為電功率調(diào)節(jié)器的現(xiàn)有技術(shù)，在這個(gè)基礎(chǔ)上，增加了由電阻r1～r4、穩(wěn)壓二極管D1～D4、光(或聲)指示元件D5～D8和轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)K1′(和K1是同軸的)組成取樣指示回路。當(dāng)K1處于a、b、c、d各檔時(shí)，K1′分別是處于a′、b′、c′、和d′各檔。而a檔是對(duì)應(yīng)于可控硅全導(dǎo)通(即滿負(fù)荷工作)狀態(tài)。如要減低功率時(shí)，便讓K1換檔至其余的b、c、d等檔上。檔次設(shè)置多少，由調(diào)節(jié)要求的精度而定，要求精確些，則檔次可多些，反之則可設(shè)置少些。當(dāng)用電器要從滿功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換至某一要求的節(jié)能狀態(tài)時(shí)，可首先把K1推至末檔(圖2中是d檔)上。此時(shí)K1′處于d′檔處，把r4、D4、D8與負(fù)荷并聯(lián)起來(lái)。其中R4是電阻，D4是穩(wěn)壓二極管、D8是指示元件(發(fā)光元件或發(fā)聲元件)?，F(xiàn)設(shè)圖2中D8為發(fā)光二極管，則本實(shí)用新型的指示控制方式如下轉(zhuǎn)換功率時(shí)，K1及K1′首先轉(zhuǎn)至最末檔，如果該檔的發(fā)光件D8點(diǎn)亮，即說(shuō)明轉(zhuǎn)換已合適，不必再作轉(zhuǎn)換，負(fù)荷已獲得理想的功率值；如果D8不點(diǎn)亮，則表明轉(zhuǎn)換未合適，負(fù)荷未獲得理想的功率(實(shí)際上意味著電壓偏低)，于是把開(kāi)關(guān)K1(K1′)依次往回轉(zhuǎn)換，直至某檔所對(duì)應(yīng)發(fā)光二極管點(diǎn)亮為止，這樣便發(fā)揮了指示控制的作用。這里必須指出，電阻R1～R4及r1～r4必須預(yù)先根據(jù)控制要求而設(shè)計(jì)好。以上是本實(shí)用新型的一種取樣方式，其優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)單實(shí)用，體積小，最適宜于兩個(gè)功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換，如用于電飯鍋功率調(diào)節(jié)，兼作熬粥、熬湯使用。本實(shí)用新型還可采用另一種取樣方式，即改用一個(gè)特殊設(shè)計(jì)和刻度的指針式電表(如圖3所示)，其刻度可以用滿功率的百分?jǐn)?shù)表示，例如25％、50％、70％、100％等，當(dāng)與圖3中可調(diào)電阻R相配合時(shí)，則直接由此電表中指示出負(fù)荷所獲得功率，這是十分簡(jiǎn)明方便的。必須指出，使用這種方式，不同于傳統(tǒng)的使用指示電表，例如不等同于萬(wàn)用電表。如果使用萬(wàn)用電表，不僅經(jīng)濟(jì)性不好，也不可能直接獲得本實(shí)用新型的指示效果，本實(shí)用新型采用此種取樣方式的電表，必須特殊設(shè)計(jì)與刻度，同時(shí)又可以使用最經(jīng)濟(jì)的表頭來(lái)生產(chǎn)。這種取樣方式的優(yōu)點(diǎn)在于既保持了經(jīng)濟(jì)性，又適合于多個(gè)功率轉(zhuǎn)換的控制，例如很適合于電熨斗的控制，甚至適合于連續(xù)的功率控制，在外電源的大幅度變動(dòng)下，本實(shí)用新型仍然有效。電表的安裝如圖5所示。這時(shí)是一體化的，可以直接觀察電表作控制，但在用電器和供電分開(kāi)兩處時(shí)(即用電器通過(guò)電纜與圖5的插座相連，但有相當(dāng)距離)，如果要在用電器處作監(jiān)示，則電表可以獨(dú)立開(kāi)來(lái)，與用電器相并聯(lián)(當(dāng)然要提供相應(yīng)的連接方式)，這種情況下，便是指示與控制分體。
以下結(jié)合對(duì)附圖的說(shuō)明，給出本實(shí)用新型的實(shí)施例。
圖1 為本實(shí)用新型的方框原理圖；圖2 為采用光(或聲)指示控制方式的電路圖；圖3 為采用電表指示控制方式的電路圖；圖4 為本實(shí)用新型使用圖2電路方式的裝置的外觀主視圖、側(cè)視圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖5 為本實(shí)用新型使用圖3電路方式的裝置的外觀主視圖。
其中［1］負(fù)荷(用電器)、［2］主調(diào)節(jié)器(可控硅)(即T)、［3］控制回路、［4］取樣指示、［5］底殼、［6］面殼、［7］控制手柄、［8］電源插腳、［9］電路板、［10］散熱器、［11］用電器插座、［T］可控硅、［K1］和［K1′］為同軸開(kāi)關(guān)、［C］電容、［D］觸發(fā)管、［R］和［r］為電阻。
實(shí)施例1額定功率為800瓦的電飯鍋［1］，要求開(kāi)始時(shí)滿功率加熱到沸騰，然后轉(zhuǎn)為熬粥狀態(tài)，維持功率在25～30％之間。為此，采用圖2方案，由于是二個(gè)功率狀態(tài)，可選取a檔為全功率檔，c檔為正常供電下功率為25～30％檔(適于供電電壓200伏～225伏)，b檔為電壓偏低檔(適于供電電壓180伏～220伏)，d檔為電壓偏高檔(適于供電電壓225伏～250伏)。元件選用T使用8安／600伏雙向可控硅；C使用473／50伏電容；D使用26～32伏觸發(fā)管；R1＝2.7K；R2＝R3＝240K；R4＝150K；r1、D1、D5畧去(全功率不必指示)；D2～D4用12伏穩(wěn)壓管；D6～D8用發(fā)光二極管； r2＝15K；r3＝25K；r4＝30K。使用時(shí)，接通負(fù)荷［1］的電源，開(kāi)關(guān)K1接a檔，至電飯鍋開(kāi)始沸騰時(shí)，即轉(zhuǎn)至d檔，如D8點(diǎn)亮，便已達(dá)到控制目的，否則轉(zhuǎn)換至C檔，如D7點(diǎn)亮，也表示已達(dá)到控制目的，否則再轉(zhuǎn)換到b檔，此時(shí)，D6必然點(diǎn)亮。本例中假定電源波動(dòng)范圍是180伏～250伏，如果假定波動(dòng)電壓范圍加寬，只需再增加一個(gè)檔次便足。本實(shí)施例的安裝結(jié)構(gòu)如圖4所示，基本是簡(jiǎn)單的插座盒形式，整個(gè)盒呈長(zhǎng)方形，元件及控制手柄［7］處于上方，插頭與負(fù)荷插座［11］同心，并在縱向的下方，在1000瓦功率范圍內(nèi)，盒內(nèi)散熱器［10］能保證可控硅［2］正常工作，不必設(shè)電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。
實(shí)施例21000瓦電熨斗，為適應(yīng)不同衣物，要求功率轉(zhuǎn)換為4檔(1)100％，(2)70％，(3)50％，(4)25％。由于使用檔次較多，最適宜采用圖3的方案，電表刻度采用圖5所示形式。由于電熨斗是阻性負(fù)荷，平均功率與平均電壓相對(duì)應(yīng)，因此表的測(cè)量電路可采用如下形式；對(duì)負(fù)荷［1］兩端的交流電壓加以整流變成平均值，通過(guò)限流電阻R加到表頭線圈。然后按功率百分值來(lái)校正刻度便得。采用本例，可在任意電源波動(dòng)下實(shí)現(xiàn)要求的功率控制范圍。本實(shí)施例的安裝結(jié)構(gòu)如圖5所示，電表(即取樣指示)［4］裝于盒面上方，由于占據(jù)一定體積，盒的深度或長(zhǎng)度適當(dāng)增大便可，其余同實(shí)施例1。
實(shí)施例3為適用于1000瓦以上的電飯鍋?zhàn)靼局嘤?，同?shí)施例1，只需在主調(diào)節(jié)器(可控硅T)［2］兩端并聯(lián)一個(gè)開(kāi)關(guān)便可。此時(shí)，圖2中的轉(zhuǎn)換檔保留b、c、d三檔，取消a檔(即用開(kāi)關(guān)代替)。開(kāi)始時(shí)，利用開(kāi)關(guān)把T［2］短接，電飯鍋［1］獲得滿電壓，直至沸騰，便可把開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，由K1換檔控制，控制方式與實(shí)施例1完全相同。
權(quán)利要求1.一種具指示控制的用電器電功率調(diào)節(jié)器，由底殼[5]、面殼[6]、控制手柄[7]、電源插腳[8]、散熱器[10]、用電器插座[11]和電路板[9]構(gòu)成，其中，電路板[9]上有主調(diào)節(jié)器(即可控硅T)[2]和由電阻R1～R4、電容C、觸發(fā)管D、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)K1組成的控制回路[3]，其特征在于主電路上(如圖1所示)在負(fù)荷[1]和控制回路[3]之間，有一個(gè)由電阻r1～r4、穩(wěn)壓二極管D1～D4、指示元件D5～D8和轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)K1′組成的取樣指示回路[4]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電功率調(diào)節(jié)器，其特征在于取樣指示回路［4］中，D5～D8為發(fā)光元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電功率調(diào)節(jié)器，其特征在于取樣指示回路［4］中，D5～D8為發(fā)聲元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電功率調(diào)節(jié)器，其特征在于取樣指示回路［4］，可以做成指針電表的形式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電功率調(diào)節(jié)器，其特征在于只要在主調(diào)節(jié)器［2］上加一個(gè)并聯(lián)開(kāi)關(guān)，便可在1000瓦以上的家用電器上應(yīng)用。
專利摘要一種具指示控制的家用電器電功率調(diào)節(jié)器，由殼體、控制手柄、電源插腳、散熱器、用電器插座和電路板構(gòu)成，其特點(diǎn)是在主電路中，用一個(gè)取樣指示回路，使家用電器上的電功率調(diào)節(jié)器，在外電源大幅度變化的情況下，通過(guò)指示控制，仍可保證選取理想的使用功率范圍，從而充分發(fā)揮家用電器具有的效能，并達(dá)到節(jié)能的目的。這種新型電功率調(diào)節(jié)器特別適合于電飯鍋，電熨斗等需經(jīng)常改變電功率的家用電器上應(yīng)用。
文檔編號(hào)H02M5/257GK2063718SQ9020094
公開(kāi)日1990年10月10日 申請(qǐng)日期1990年1月21日 優(yōu)先權(quán)日1990年1月21日
發(fā)明者魏興華 申請(qǐng)人:魏興華