一種隨機(jī)可變風(fēng)風(fēng)扇的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種隨機(jī)可變風(fēng)風(fēng)扇，由高頻振蕩電路、風(fēng)速數(shù)據(jù)產(chǎn)生電路、變速脈沖產(chǎn)生電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、變速速度控制電路、隨機(jī)風(fēng)速上限調(diào)節(jié)電路、隨機(jī)風(fēng)速下限調(diào)節(jié)電路、功率放大電路及直流電源電路、磁飽和可控電抗器、單相異步電機(jī)組成；利用低頻變速脈沖對(duì)高速周期性變化風(fēng)速數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行隨機(jī)采樣鎖存，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換、功率放大后控制風(fēng)扇速度；調(diào)節(jié)D/A轉(zhuǎn)換電路的參考輸入電壓大小來(lái)改變隨機(jī)可變風(fēng)速最大值；調(diào)節(jié)高速周期性變化風(fēng)速數(shù)據(jù)信號(hào)的最小值來(lái)改變隨機(jī)可變風(fēng)速的相對(duì)波動(dòng)范圍。整個(gè)控制電路不含程序控制器件，抗干擾能力強(qiáng)；風(fēng)扇容易操作，還可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速功能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種隨機(jī)可變風(fēng)風(fēng)扇

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)扇，尤其是一種隨機(jī)可變風(fēng)風(fēng)扇。

【背景技術(shù)】
[0002]目前在室內(nèi)環(huán)境中所使用的普通風(fēng)扇只有簡(jiǎn)單的分檔調(diào)速功能，方式單調(diào)，與自然環(huán)境差異較大，吹風(fēng)感受差，長(zhǎng)時(shí)間容易產(chǎn)生吹風(fēng)不適的感覺(jué)；具有自動(dòng)調(diào)整與控制功能的風(fēng)扇或者只按內(nèi)置的曲線(xiàn)變化，或者只根據(jù)溫度的變化而進(jìn)行控制，不能滿(mǎn)足多方面的需求。
[0003]申請(qǐng)?zhí)?1211765.6的專(zhuān)利《電子定時(shí)模擬自然風(fēng)電扇控制裝置》、申請(qǐng)?zhí)?0209401.7的專(zhuān)利《模擬自然風(fēng)控制器》、申請(qǐng)?zhí)?1214603.6的專(zhuān)利《電扇模擬自然風(fēng)控制器》，采用簡(jiǎn)單的電子電路控制風(fēng)速大小與時(shí)間，用可控硅調(diào)壓調(diào)速方式來(lái)控制馬達(dá)轉(zhuǎn)速改變，只是實(shí)現(xiàn)了自然風(fēng)的初級(jí)模擬，與真實(shí)的自然風(fēng)有很大差別；可控硅調(diào)壓方式調(diào)速，會(huì)使電網(wǎng)正弦波波形畸變，同時(shí)帶來(lái)較大的電磁干擾。
[0004]申請(qǐng)?zhí)?01220070500.9的專(zhuān)利《電風(fēng)扇模擬自然風(fēng)控制器》用電子電路控制風(fēng)扇的時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)停，只能形成陣風(fēng)，與真實(shí)的自然風(fēng)有差距。
[0005]申請(qǐng)?zhí)?00920050741.5的專(zhuān)利《一種應(yīng)用于電風(fēng)扇上的節(jié)能控制電路裝置》，其自然風(fēng)功能用程序方式實(shí)現(xiàn)，只有9檔固定的選擇。
[0006]申請(qǐng)?zhí)?01020668439.9的專(zhuān)利《一種紊亂自然風(fēng)電扇》和申請(qǐng)?zhí)?7116771.0的專(zhuān)利《形成自然風(fēng)的方法及自然風(fēng)電風(fēng)扇》，通過(guò)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)一種紊亂自然風(fēng)，使用方式受到限制。
[0007]申請(qǐng)?zhí)?01210086869.3的專(zhuān)利《一種風(fēng)扇舒適風(fēng)的控制方法》，用檔位方式設(shè)定運(yùn)行模式和風(fēng)速大小，操作方式復(fù)雜；風(fēng)扇速度改變的速率設(shè)定為勻速上升或者勻速下降，與實(shí)際自然風(fēng)的隨機(jī)多變不符合；采用直流無(wú)刷電機(jī)成本高，維護(hù)困難，需要用變頻器配合調(diào)速。
[0008]申請(qǐng)?zhí)?00510086921.5的專(zhuān)利《一種個(gè)體化空調(diào)系統(tǒng)的末端動(dòng)態(tài)送風(fēng)裝置》通過(guò)把自然風(fēng)、正弦風(fēng)、脈沖風(fēng)、隨機(jī)風(fēng)氣流的動(dòng)態(tài)風(fēng)樣本風(fēng)速信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，單片機(jī)讀取樣本風(fēng)速信號(hào)，經(jīng)過(guò)電壓放大電路或變頻電路控制直流無(wú)刷電機(jī)轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生的自然風(fēng)僅與所存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的樣本風(fēng)速信號(hào)相關(guān)，由于樣本數(shù)量有限，自然風(fēng)的效果必然是周期性的重復(fù)，使用者無(wú)法根據(jù)自身需要改變風(fēng)速大小及波動(dòng)范圍。
[0009]申請(qǐng)?zhí)?00810185769.X的專(zhuān)利《一種模擬自然風(fēng)的裝置和方法》，用存儲(chǔ)器存儲(chǔ)多種自然風(fēng)風(fēng)速樣本信號(hào)，用隨機(jī)方式選擇一個(gè)樣本信號(hào)進(jìn)行控制，由于樣本數(shù)量有限，自然風(fēng)的效果同樣難以避免周期性的重復(fù)；采用閉環(huán)控制可以提高調(diào)速的精度，但自動(dòng)控制系統(tǒng)的加入也使裝置工作的穩(wěn)定性下降，故障概率提高；采用直流無(wú)刷電機(jī)成本高，維護(hù)困難，需要用變頻器配合調(diào)速；同時(shí)，使用者也無(wú)法根據(jù)自身需要改變風(fēng)速大小及波動(dòng)范圍。
[0010]申請(qǐng)?zhí)?01010276923.1的專(zhuān)利《一種基于混沌理論模擬自然風(fēng)的裝置》，基于真正的混沌理論實(shí)現(xiàn)自然風(fēng)，自然風(fēng)效果好，但整個(gè)系統(tǒng)復(fù)雜，成本高，不適合在常規(guī)風(fēng)扇上應(yīng)用。
[0011]申請(qǐng)?zhí)?01310191716.X的專(zhuān)利《模擬自然風(fēng)的風(fēng)扇和方法》，采用單片機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)自然風(fēng)的模擬，自然風(fēng)的模擬方法靈活，但單片機(jī)容易受到干擾，造成風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)的死機(jī)、失控。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本實(shí)用新型的目的是為風(fēng)扇提供一種產(chǎn)生隨機(jī)可變風(fēng)的解決方案，提高吹風(fēng)者的舒適感覺(jué)。
[0013]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種隨機(jī)可變風(fēng)風(fēng)扇，由高頻振蕩電路、風(fēng)速數(shù)據(jù)產(chǎn)生電路、變速脈沖產(chǎn)生電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、變速速度控制電路、隨機(jī)風(fēng)速上限調(diào)節(jié)電路、隨機(jī)風(fēng)速下限調(diào)節(jié)電路、功率放大電路及直流電源電路、磁飽和可控電抗器、單相異步電機(jī)組成。
[0014]所述單相異步電機(jī)與磁飽和可控電抗器的工作繞組串聯(lián)后連接至交流電源。
[0015]所述磁飽和可控電抗器的控制繞組連接至功率放大電路的電壓輸出端。
[0016]所述風(fēng)速數(shù)據(jù)產(chǎn)生電路為自動(dòng)預(yù)置初值計(jì)數(shù)器。
[0017]所述自動(dòng)預(yù)置初值計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入端連接至高頻振蕩電路輸出的高頻振蕩脈沖，預(yù)置端連接至隨機(jī)風(fēng)速下限調(diào)節(jié)電路輸出的風(fēng)速數(shù)據(jù)下限信號(hào)。
[0018]所述D/A轉(zhuǎn)換電路由第一 D/A轉(zhuǎn)換器組成，第一 D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電壓連接至功率放大電路的輸入端，數(shù)據(jù)輸入端依次連接至自動(dòng)預(yù)置初值計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)輸出端，參考電壓輸入端連接至隨機(jī)風(fēng)速上限調(diào)節(jié)電路輸出的最大風(fēng)速控制信號(hào)，數(shù)據(jù)鎖存控制端連接至變速脈沖產(chǎn)生電路輸出的低頻變速脈沖。
[0019]所述變速脈沖產(chǎn)生電路為壓控振蕩器。
[0020]所述壓控振蕩器的電壓控制信號(hào)連接至變速速度控制電路輸出的變速速度控制電壓。
[0021 ] 所述直流電源包括第一直流電源和第二直流電源；所述第一直流電源和第二直流電源都由變壓器降壓、整流橋整流和電容濾波電路組成。
[0022]所述功率放大電路采用可控脈寬調(diào)制電路，由電壓控制型脈寬調(diào)制器、第一電阻、第二電阻、三極管、二極管組成；第一電阻兩端分別連接至電壓控制型脈寬調(diào)制器的振蕩頻率設(shè)置端和公共地；電壓控制型脈寬調(diào)制器的分頻控制端連接至公共地；第二電阻兩端分別連接至電壓控制型脈寬調(diào)制器的PWM脈沖輸出端和三極管的基極；三極管的發(fā)射極連接至公共地；二極管的陰極連接至第二直流電源、陽(yáng)極連接至三極管的集電極；磁飽和可控電抗器的控制繞組并聯(lián)在二極管兩端；電壓控制型脈寬調(diào)制器的脈寬調(diào)制控制端為所述功率放大電路的輸入端。所述電壓控制型脈寬調(diào)制器選擇硅振蕩器LTC6692-4。
[0023]所述高頻振蕩電路由振蕩器、第三電阻組成；第三電阻兩端分別連接至振蕩器的振蕩頻率設(shè)置端和公共地；振蕩器的分頻控制端連接至公共地；高頻振蕩脈沖從振蕩器的脈沖輸出端輸出；振蕩器選擇娃振蕩器LTC6690。
[0024]所述自動(dòng)預(yù)置初值計(jì)數(shù)器由第一計(jì)數(shù)器、第二計(jì)數(shù)器、第一反相器組成；第一計(jì)數(shù)器與第二計(jì)數(shù)器402都選擇可預(yù)置同步計(jì)數(shù)器74HC161 ;第一計(jì)數(shù)器與第二計(jì)數(shù)器采用標(biāo)準(zhǔn)方式級(jí)聯(lián)組成8位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，第一計(jì)數(shù)器為低4位；第一反相器的輸入端連接至第二計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出端，輸出端連接至第一計(jì)數(shù)器和第二計(jì)數(shù)器的同步預(yù)置端。
[0025]所述壓控振蕩器由第一 555時(shí)基器件、第四電阻、第五電阻、第一電容組成。
[0026]所述隨機(jī)風(fēng)速上限調(diào)節(jié)電路由第一運(yùn)放、第六電阻、第七電阻、第八電阻、穩(wěn)壓管、第一電位器組成；第六電阻、穩(wěn)壓管組成穩(wěn)壓電路，第七電阻、第一電位器、第八電阻組成分壓器；分壓器通過(guò)第一運(yùn)放組成的跟隨器輸出最大風(fēng)速控制信號(hào)。
[0027]所述隨機(jī)風(fēng)速下限調(diào)節(jié)電路由A/D轉(zhuǎn)換器、第二電位器、第九電阻組成；第二電位器、第九電阻組成的分壓器的輸出電壓連接至A/D轉(zhuǎn)換器的模擬電壓輸入端；A/D轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng)轉(zhuǎn)換輸入端連接至低頻變速脈沖，輸出控制端連接至公共地，數(shù)據(jù)輸出端輸出風(fēng)速數(shù)據(jù)下限信號(hào)。所述A/D轉(zhuǎn)換器的型號(hào)是ADC0841。
[0028]所述變速速度控制電路由第三計(jì)數(shù)器、第四計(jì)數(shù)器、第二反相器、第二 555時(shí)基器件、第十電阻、第十一電阻、第二電容、第二 D/A轉(zhuǎn)換器、第二運(yùn)放組成；第三計(jì)數(shù)器、第四計(jì)數(shù)器選擇可預(yù)置同步計(jì)數(shù)器74HC161 ;第三計(jì)數(shù)器與第四計(jì)數(shù)器采用標(biāo)準(zhǔn)方式級(jí)聯(lián)組成8位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，第三計(jì)數(shù)器為低4位；第二反相器的輸入端連接至第四計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出端，輸出端連接至第三計(jì)數(shù)器和第四計(jì)數(shù)器的同步預(yù)置端；第三計(jì)數(shù)器、第四計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖連接至高頻振蕩脈沖，計(jì)數(shù)輸出端輸出的8位信號(hào)依次連接至第二 D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸入端；第二 555時(shí)基器件、第十電阻、第十一電阻、第二電容組成低頻振蕩器，低頻振蕩脈沖從第二 555時(shí)基器件的輸出端輸出，連接至第二 D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)鎖存控制端；第二 D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換電壓輸出端連接至第二運(yùn)放組成的跟隨器輸入端；變速速度控制電壓從第二運(yùn)放的輸出端輸出。
[0029]所述第一 D/A轉(zhuǎn)換器和第二 D/A轉(zhuǎn)換器的型號(hào)是8位并聯(lián)輸入型AD53308。
[0030]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是:使用普通單相異步電機(jī)調(diào)速，只需將普通風(fēng)扇的調(diào)速電感換成磁飽和可控電抗器；整個(gè)電路不含程序控制器件，抗干擾能力強(qiáng)；隨機(jī)可變風(fēng)的最大風(fēng)速和風(fēng)速相對(duì)波動(dòng)范圍可以調(diào)節(jié)設(shè)定，設(shè)定方式簡(jiǎn)單，容易操作；風(fēng)扇可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速功能。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖2為本實(shí)用新型的功率放大電路實(shí)施例。
[0033]圖3為本實(shí)用新型的D/A轉(zhuǎn)換電路實(shí)施例。
[0034]圖4為本實(shí)用新型的高頻振蕩電路實(shí)施例。
[0035]圖5為本實(shí)用新型的風(fēng)速數(shù)據(jù)產(chǎn)生電路實(shí)施例。
[0036]圖6為本實(shí)用新型的變速脈沖產(chǎn)生電路實(shí)施例。
[0037]圖7為本實(shí)用新型的隨機(jī)風(fēng)速上限調(diào)節(jié)電路實(shí)施例。
[0038]圖8為本實(shí)用新型的隨機(jī)風(fēng)速下限調(diào)節(jié)電路實(shí)施例。
[0039]圖9為本實(shí)用新型的變速速度控制電路實(shí)施例。
[0040]圖10為本實(shí)用新型的直流電源電路實(shí)施例。

【具體實(shí)施方式】
[0041]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0042]如圖1所示，一種隨機(jī)可變風(fēng)風(fēng)扇，由高頻振蕩電路、風(fēng)速數(shù)據(jù)產(chǎn)生電路、變速脈沖產(chǎn)生電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、變速速度控制電路、隨機(jī)風(fēng)速上限調(diào)節(jié)電路、隨機(jī)風(fēng)速下限調(diào)節(jié)電路、功率放大電路及直流電源電路、磁飽和可控電抗器、單相異步電機(jī)組成。對(duì)于圖1中的隨機(jī)可變風(fēng)，通過(guò)安裝在單相異步電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的風(fēng)扇扇頁(yè)送出。
[0043]磁飽和可控電抗器的控制繞組連接至功率放大電路的電壓輸出端。功率放大電路的實(shí)施例采用可控脈寬調(diào)制電路，如圖2所示，由電壓控制型脈寬調(diào)制器101、第一電阻102、第二電阻103、三極管104、二極管105組成，電壓控制型脈寬調(diào)制器101選擇硅振蕩器LTC6692-4。第一電阻102兩端分別連接至電壓控制型脈寬調(diào)制器101的振蕩頻率設(shè)置端SET和公共地；電壓控制型脈寬調(diào)制器101的分頻控制端DIV連接至公共地，第一電阻102的阻值選擇最大值800k Ω時(shí)，電壓控制型脈寬調(diào)制器101輸出的脈沖頻率為62.5kHz ;第二電阻103兩端分別連接至電壓控制型脈寬調(diào)制器101的PWM脈沖輸出端OUT和三極管104的基極；第二直流電源+VCC2和三極管104的集電極之間為功率放大電路的電壓輸出端，二極管105的陰極連接至第二直流電源+VCC2、陽(yáng)極連接至三極管104的集電極；磁飽和可控電抗器106的控制繞組并聯(lián)在二極管105兩端；三極管104的發(fā)射極連接至公共地。電壓控制型脈寬調(diào)制器101的脈寬調(diào)制控制端MOD為所述功率放大電路的輸入端，風(fēng)速控制電壓UK從該端輸入，UK從O?IV變化時(shí)，電壓控制型脈寬調(diào)制器101的PWM脈沖寬度從5%?100%變化，控制加在磁飽和可控電抗器控制繞組上的直流電壓從5%?100%變化。電壓控制型脈寬調(diào)制器101也可以選擇其他電路或器件，例如，選擇LTC6692-1時(shí)，PWM脈沖寬度的調(diào)節(jié)范圍是0%?100%。
[0044]單相異步電機(jī)107與磁飽和可控電抗器106的工作繞組串聯(lián)后接至AC 220V交流電源，改變磁飽和可控電抗器106控制繞組上的直流電壓，即可改變其工作繞組的電感量，進(jìn)而改變加在單相異步電機(jī)上的單相交流電壓大小，達(dá)到調(diào)速的目的。
[0045]D/A轉(zhuǎn)換電路如圖3所示，由第一 D/A轉(zhuǎn)換器201組成，第一 D/A轉(zhuǎn)換器201的型號(hào)是8位并聯(lián)輸入型AD5330，其8位數(shù)據(jù)輸入端DBO?DB7依次連接至風(fēng)速數(shù)據(jù)信號(hào)?_70，數(shù)據(jù)鎖存控制端WR連接至低頻變速脈沖CP2，參考電壓輸入端VREF連接至最大風(fēng)速控制信號(hào)Umax ;風(fēng)速控制電壓UK從第一 D/A轉(zhuǎn)換器201的轉(zhuǎn)換電壓輸出端VOUT輸出。
[0046]高頻振蕩電路如圖4所示，由振蕩器301、第三電阻302組成，振蕩器301選擇硅振蕩器LTC6690。第三電阻302兩端分別連接至振蕩器301的振蕩頻率設(shè)置端SET和公共地；振蕩器301的分頻控制端DIV連接至公共地；高頻振蕩脈沖CPl從振蕩器301的脈沖輸出端OUT輸出。第三電阻302的阻值選擇為500k Ω時(shí)，振蕩器301輸出的高頻振蕩脈沖CPl頻率為10kHz。
[0047]風(fēng)速數(shù)據(jù)產(chǎn)生電路如圖5所示，由第一計(jì)數(shù)器401、第二計(jì)數(shù)器402、第一反相器403組成，第一計(jì)數(shù)器401與第二計(jì)數(shù)器402都選擇可預(yù)置同步計(jì)數(shù)器74HC161。第一計(jì)數(shù)器401與第二計(jì)數(shù)器402采用標(biāo)準(zhǔn)方式級(jí)聯(lián)組成8位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，第一計(jì)數(shù)器401為低4位；第一反相器403的輸入端連接至第二計(jì)數(shù)器402的進(jìn)位輸出端CO，輸出端連接至第一計(jì)數(shù)器401和第二計(jì)數(shù)器402的同步預(yù)置端LD ;第一計(jì)數(shù)器401和第二計(jì)數(shù)器402的計(jì)數(shù)脈沖輸入端CP連接至高頻振蕩脈沖CPl ;第一計(jì)數(shù)器401的預(yù)置輸入端D3?DO依次連接至風(fēng)速數(shù)據(jù)下限信號(hào)U?^)，計(jì)數(shù)輸出端Q3?QO依次輸出風(fēng)速數(shù)據(jù)信號(hào)_73?_f0 ；第二計(jì)數(shù)器402的預(yù)置輸入端D3?DO依次連接至風(fēng)速數(shù)據(jù)下限信號(hào)?z4，計(jì)數(shù)輸出端Q3?QO依次輸出風(fēng)速數(shù)據(jù)信號(hào)?j4。
[0048]變速脈沖產(chǎn)生電路為壓控振蕩器，實(shí)施例如圖6所示，由第一 555時(shí)基器件501、第四電阻502、第五電阻503、第一電容504組成壓控振蕩器,低頻變速脈沖CP2從第一 555時(shí)基器件501的輸出端3輸出，連接至第一 D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)鎖存控制端WR ;變速速度控制電壓UF從第一 555時(shí)基器件501的輸入端5輸入；第一 555時(shí)基器件501的輸入端5為壓控振蕩器的控制電壓輸入端。
[0049]隨機(jī)風(fēng)速上限調(diào)節(jié)電路輸出最大風(fēng)速控制信號(hào)，實(shí)施例如圖7所示，由第一運(yùn)放601、第六電阻602、第七電阻604、第八電阻606、穩(wěn)壓管603、第一電位器605組成。第六電阻602、穩(wěn)壓管603組成穩(wěn)壓電路，第七電阻604、第一電位器605、第八電阻606組成分壓器，分壓器通過(guò)第一運(yùn)放601組成的跟隨器輸出最大風(fēng)速控制信號(hào)Umax。
[0050]隨機(jī)風(fēng)速下限調(diào)節(jié)電路輸出風(fēng)速數(shù)據(jù)下限信號(hào)，實(shí)施例如圖8所示，由A/D轉(zhuǎn)換器701、第二電位器702、第九電阻703組成。A/D轉(zhuǎn)換器701的型號(hào)是ADC0841。A/D轉(zhuǎn)換器701設(shè)置成流水線(xiàn)工作狀態(tài)，其啟動(dòng)轉(zhuǎn)換輸入端WR連接至低頻變速脈沖CP2，每來(lái)一個(gè)脈沖則啟動(dòng)轉(zhuǎn)換一次；其輸出控制端RD連接至公共地，數(shù)據(jù)輸出端DBO?DB7直接輸出每次的轉(zhuǎn)換結(jié)果。第二電位器702、第九電阻703組成的分壓器的輸出電壓連接至A/D轉(zhuǎn)換器701的模擬電壓輸入端VIN+，A/D轉(zhuǎn)換器701的數(shù)據(jù)輸出端DB7?DBO輸出風(fēng)速數(shù)據(jù)下限信號(hào)
?z0。風(fēng)速數(shù)據(jù)下限信號(hào)W?W也可以由撥碼開(kāi)關(guān)，或者是旋轉(zhuǎn)編碼開(kāi)關(guān)設(shè)定。
[0051]變速速度控制電路產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)變化的變速速度控制電壓UF輸出，實(shí)施例電路如圖9所示，由第三計(jì)數(shù)器801、第四計(jì)數(shù)器802、第二反相器803、第二 555時(shí)基器件804、第十電阻805、第i^一電阻806、第二電容807、第二 D/A轉(zhuǎn)換器808、第二運(yùn)放809組成。第三計(jì)數(shù)器801、第四計(jì)數(shù)器802選擇可預(yù)置同步計(jì)數(shù)器74HC161，第三計(jì)數(shù)器801與第四計(jì)數(shù)器802采用標(biāo)準(zhǔn)方式級(jí)聯(lián)組成8位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，第三計(jì)數(shù)器801為低4位；第二反相器803的輸入端連接至第四計(jì)數(shù)器802的進(jìn)位輸出端CO，輸出端連接至第三計(jì)數(shù)器801和第四計(jì)數(shù)器802的同步預(yù)置端LD ;第三計(jì)數(shù)器801、第四計(jì)數(shù)器802的計(jì)數(shù)脈沖CP連接至高頻振蕩脈沖CPl，計(jì)數(shù)輸出端輸出的8位信號(hào)z7?zO依次連接至第二 D/A轉(zhuǎn)換器808的數(shù)據(jù)輸入端DBO?DB7。第二 555時(shí)基器件804、第十電阻805、第i^一電阻806、第二電容807組成低頻振蕩器，低頻振蕩脈沖從第二 555時(shí)基器件804的輸出端3輸出，連接至第二 D/A轉(zhuǎn)換器808的數(shù)據(jù)鎖存控制端WR。第二 D/A轉(zhuǎn)換器808的轉(zhuǎn)換電壓輸出端VOUT連接至第二運(yùn)放809組成的跟隨器輸入端；變速速度控制電壓UF從第二運(yùn)放809的輸出端輸出。第二 D/A轉(zhuǎn)換器808的型號(hào)是8位并聯(lián)輸入型AD5330。
[0052]直流電源電路輸出兩路直流電源，由變壓器降壓、整流橋整流和電容濾波電路組成，如圖10所示。第一直流電源+VCCl電壓是+5V，由第一整流橋902整流、第三電容903濾波產(chǎn)生；第二直流電源+VCC2電壓是+24V，由第二整流橋904整流、第四電容905濾波產(chǎn)生；第一整流橋902、第二整流橋904的交流輸入電壓由變壓器901的不同次級(jí)繞組輸出。
[0053]所述隨機(jī)可變風(fēng)風(fēng)扇工作原理是:
[0054]1、功率放大電路的輸出為磁飽和可控電抗器的控制繞組直流電壓，風(fēng)扇速度由施加在功率放大電路輸入端的風(fēng)速控制電壓UK控制。
[0055]2、風(fēng)速控制電壓UK從D/A轉(zhuǎn)換電路輸出。
[0056]3、調(diào)節(jié)D/A轉(zhuǎn)換電路的參考輸入電壓VREF大小，可以調(diào)節(jié)隨機(jī)可變風(fēng)的風(fēng)速最大值；本實(shí)施例中，D/A轉(zhuǎn)換電路的參考輸入電壓VREF為隨機(jī)風(fēng)速上限調(diào)節(jié)電路輸出的最大風(fēng)速控制信號(hào)Umax,通過(guò)調(diào)節(jié)第一電位器605改變隨機(jī)可變風(fēng)風(fēng)速的最大值。
[0057]4、D/A轉(zhuǎn)換電路的數(shù)據(jù)輸入端DB7?DBO輸入最小值可設(shè)定的高速周期性變化的風(fēng)速數(shù)據(jù)信號(hào)_f7?_f0 ;風(fēng)速數(shù)據(jù)信號(hào)_f7?_f0由自動(dòng)預(yù)置初值計(jì)數(shù)器對(duì)高頻振蕩脈沖CPl進(jìn)行計(jì)數(shù)產(chǎn)生；改變自動(dòng)預(yù)置初值計(jì)數(shù)器的預(yù)置初值，可以調(diào)節(jié)隨機(jī)可變風(fēng)的風(fēng)速最小值；本實(shí)施例中，計(jì)數(shù)器為兩片74HC161組成的8位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器；自動(dòng)預(yù)置初值計(jì)數(shù)器的預(yù)置初值為風(fēng)速數(shù)據(jù)下限信號(hào)?;風(fēng)速數(shù)據(jù)下限信號(hào)?由隨機(jī)風(fēng)速下限調(diào)節(jié)電路輸出；風(fēng)速數(shù)據(jù)信號(hào)_f7?_f0的最小值設(shè)定為風(fēng)速數(shù)據(jù)下限信號(hào)?^)，最大值為二進(jìn)制11111111B ;風(fēng)速數(shù)據(jù)信號(hào)周期性地從^7?^rO變化到11111111B，周而復(fù)始；由于風(fēng)速數(shù)據(jù)1111111IB對(duì)應(yīng)的風(fēng)速由最大風(fēng)速控制信號(hào)Umax控制，因此，風(fēng)速數(shù)據(jù)下限信號(hào)^7?^rO設(shè)定的風(fēng)速最小值實(shí)際上是11111111B對(duì)應(yīng)的最大風(fēng)速的相對(duì)最小值，風(fēng)速數(shù)據(jù)下限信號(hào)^7?^rO設(shè)定的是一個(gè)風(fēng)速相對(duì)波動(dòng)范圍；風(fēng)速數(shù)據(jù)下限信號(hào)^7?^rO大，則風(fēng)速相對(duì)波動(dòng)范圍??；風(fēng)速數(shù)據(jù)下限信號(hào)?^rO小，則風(fēng)速相對(duì)波動(dòng)范圍大；風(fēng)速數(shù)據(jù)下限信號(hào)^7?^rO設(shè)置為最大值1111111IB時(shí)，風(fēng)速不會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)，此時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)第一電位器605改變最大風(fēng)速控制信號(hào)Umax來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的無(wú)級(jí)調(diào)速。
[0058]5、D/A轉(zhuǎn)換電路的數(shù)據(jù)鎖存控制端WR接入低頻變速脈沖CP2 ;低頻變速脈沖CP2由壓控振蕩器產(chǎn)生；在D/A轉(zhuǎn)換電路數(shù)據(jù)鎖存控制端WR每一個(gè)低頻變速脈沖CP2的有效邊沿，都鎖存周期性變化的風(fēng)速數(shù)據(jù)信號(hào)_77?_f0中的一個(gè)值進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，由于電源電壓波動(dòng)、電路參數(shù)變化等隨機(jī)因素的影響，低頻變速脈沖CP2對(duì)高速周期性變化的風(fēng)速數(shù)據(jù)信號(hào)_77?_f0進(jìn)行鎖存的每一個(gè)數(shù)據(jù)都具有隨機(jī)性。
[0059]6、壓控振蕩器的電壓控制信號(hào)為隨機(jī)變化的變速速度控制電壓UF;本實(shí)施例中，變速速度控制電壓UF由變速速度控制電路產(chǎn)生，變速速度控制電壓UF的最小值由變速速度控制電路中可預(yù)置計(jì)數(shù)器的預(yù)置初值設(shè)定，具體為二進(jìn)制數(shù)10000010B ;計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)變化范圍是10000010B?1111111IB ;增大預(yù)置初值，變速速度控制電壓UF的變化范圍減?。粶p小預(yù)置初值，變速速度控制電壓UF的變化范圍增大。
[0060]7、低頻變速脈沖CP2由控制電壓是隨機(jī)信號(hào)的壓控振蕩器產(chǎn)生，一方面使隨機(jī)可變風(fēng)風(fēng)速改變的快慢能夠隨機(jī)改變，另一方面增加了低頻變速脈沖CP2與高速周期性變化的風(fēng)速數(shù)據(jù)信號(hào)_77?_f0之間的隨機(jī)性。
[0061]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種隨機(jī)可變風(fēng)風(fēng)扇，其特征在于: 由高頻振蕩電路、風(fēng)速數(shù)據(jù)產(chǎn)生電路、變速脈沖產(chǎn)生電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、變速速度控制電路、隨機(jī)風(fēng)速上限調(diào)節(jié)電路、隨機(jī)風(fēng)速下限調(diào)節(jié)電路、功率放大電路及直流電源電路、磁飽和可控電抗器、單相異步電機(jī)組成； 所述單相異步電機(jī)與磁飽和可控電抗器的工作繞組串聯(lián)后連接至交流電源； 所述磁飽和可控電抗器的控制繞組連接至功率放大電路的電壓輸出端； 所述風(fēng)速數(shù)據(jù)產(chǎn)生電路為自動(dòng)預(yù)置初值計(jì)數(shù)器； 所述自動(dòng)預(yù)置初值計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入端連接至高頻振蕩電路輸出的高頻振蕩脈沖，預(yù)置端連接至隨機(jī)風(fēng)速下限調(diào)節(jié)電路輸出的風(fēng)速數(shù)據(jù)下限信號(hào)； 所述D/A轉(zhuǎn)換電路由第一 D/A轉(zhuǎn)換器組成，第一 D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電壓連接至功率放大電路的輸入端，數(shù)據(jù)輸入端依次連接至自動(dòng)預(yù)置初值計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)輸出端，參考電壓輸入端連接至隨機(jī)風(fēng)速上限調(diào)節(jié)電路輸出的最大風(fēng)速控制信號(hào)，數(shù)據(jù)鎖存控制端連接至變速脈沖產(chǎn)生電路輸出的低頻變速脈沖； 所述變速脈沖產(chǎn)生電路為壓控振蕩器； 所述壓控振蕩器的電壓控制信號(hào)連接至變速速度控制電路輸出的變速速度控制電壓； 所述直流電源包括第一直流電源和第二直流電源；所述第一直流電源和第二直流電源都由變壓器降壓、整流橋整流和電容濾波電路組成。
2.如權(quán)利要求1所述的隨機(jī)可變風(fēng)風(fēng)扇，其特征在于，所述第一D/A轉(zhuǎn)換器為8位并聯(lián)輸入型AD5330。
3.如權(quán)利要求2所述的隨機(jī)可變風(fēng)風(fēng)扇，其特征在于，所述功率放大電路采用可控脈寬調(diào)制電路，由電壓控制型脈寬調(diào)制器、第一電阻、第二電阻、三極管、二極管組成；第一電阻兩端分別連接至電壓控制型脈寬調(diào)制器的振蕩頻率設(shè)置端和公共地；電壓控制型脈寬調(diào)制器的分頻控制端連接至公共地；第二電阻兩端分別連接至電壓控制型脈寬調(diào)制器的PWM脈沖輸出端和三極管的基極；三極管的發(fā)射極連接至公共地；二極管的陰極連接至第二直流電源、陽(yáng)極連接至三極管的集電極；磁飽和可控電抗器的控制繞組并聯(lián)在二極管兩端；電壓控制型脈寬調(diào)制器的脈寬調(diào)制控制端為所述功率放大電路的輸入端；電壓控制型脈寬調(diào)制器選擇硅振蕩器LTC6692-4。
4.如權(quán)利要求2所述的隨機(jī)可變風(fēng)風(fēng)扇，其特征在于，所述高頻振蕩電路由振蕩器、第三電阻組成；第三電阻兩端分別連接至振蕩器的振蕩頻率設(shè)置端和公共地；振蕩器的分頻控制端連接至公共地；高頻振蕩脈沖從振蕩器的脈沖輸出端輸出；振蕩器選擇硅振蕩器LTC6690。
5.如權(quán)利要求2所述的隨機(jī)可變風(fēng)風(fēng)扇，其特征在于，所述自動(dòng)預(yù)置初值計(jì)數(shù)器由第一計(jì)數(shù)器、第二計(jì)數(shù)器、第一反相器組成；第一計(jì)數(shù)器與第二計(jì)數(shù)器402都選擇可預(yù)置同步計(jì)數(shù)器74HC161 ;第一計(jì)數(shù)器與第二計(jì)數(shù)器采用標(biāo)準(zhǔn)方式級(jí)聯(lián)組成8位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，第一計(jì)數(shù)器為低4位；第一反相器的輸入端連接至第二計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出端，輸出端連接至第一計(jì)數(shù)器和第二計(jì)數(shù)器的同步預(yù)置端。
6.如權(quán)利要求2所述的隨機(jī)可變風(fēng)風(fēng)扇，其特征在于，所述壓控振蕩器由第一555時(shí)基器件、第四電阻、第五電阻、第一電容組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隨機(jī)可變風(fēng)風(fēng)扇，其特征在于，所述隨機(jī)風(fēng)速上限調(diào)節(jié)電路由第一運(yùn)放、第六電阻、第七電阻、第八電阻、穩(wěn)壓管、第一電位器組成；第六電阻、穩(wěn)壓管組成穩(wěn)壓電路，第七電阻、第一電位器、第八電阻組成分壓器；分壓器通過(guò)第一運(yùn)放組成的跟隨器輸出最大風(fēng)速控制信號(hào)。
8.如權(quán)利要求2所述的隨機(jī)可變風(fēng)風(fēng)扇，其特征在于，所述隨機(jī)風(fēng)速下限調(diào)節(jié)電路由A/D轉(zhuǎn)換器、第二電位器、第九電阻組成；第二電位器、第九電阻組成的分壓器的輸出電壓連接至A/D轉(zhuǎn)換器的模擬電壓輸入端；A/D轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng)轉(zhuǎn)換輸入端連接至低頻變速脈沖，輸出控制端連接至公共地，數(shù)據(jù)輸出端輸出風(fēng)速數(shù)據(jù)下限信號(hào)；A/D轉(zhuǎn)換器的型號(hào)是ADC0841。
9.如權(quán)利要求2所述的隨機(jī)可變風(fēng)風(fēng)扇，其特征在于，所述變速速度控制電路由第三計(jì)數(shù)器、第四計(jì)數(shù)器、第二反相器、第二 555時(shí)基器件、第十電阻、第十一電阻、第二電容、第二D/A轉(zhuǎn)換器、第二運(yùn)放組成；第三計(jì)數(shù)器、第四計(jì)數(shù)器選擇可預(yù)置同步計(jì)數(shù)器74HC161 ;第三計(jì)數(shù)器與第四計(jì)數(shù)器采用標(biāo)準(zhǔn)方式級(jí)聯(lián)組成8位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，第三計(jì)數(shù)器為低4位；第二反相器的輸入端連接至第四計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出端，輸出端連接至第三計(jì)數(shù)器和第四計(jì)數(shù)器的同步預(yù)置端；第三計(jì)數(shù)器、第四計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖連接至高頻振蕩脈沖，計(jì)數(shù)輸出端輸出的8位信號(hào)依次連接至第二 D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸入端；第二 555時(shí)基器件、第十電阻、第十一電阻、第二電容組成低頻振蕩器，低頻振蕩脈沖從第二 555時(shí)基器件的輸出端輸出，連接至第二 D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)鎖存控制端；第二 D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換電壓輸出端連接至第二運(yùn)放組成的跟隨器輸入端；變速速度控制電壓從第二運(yùn)放的輸出端輸出；第二 D/A轉(zhuǎn)換器的型號(hào)是8位并聯(lián)輸入型AD5330。
【文檔編號(hào)】H03F3/20GK203948326SQ201420263986
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】凌云, 孔玲爽, 王兵 申請(qǐng)人:湖南工業(yè)大學(xué)