新型电扇的控制电路

1、【课题】-7 -第九章新型电扇的控制电路第一节 模拟自然风电路新授课【教学目标】1 知识目标：掌握模拟自然风的基本原理，了解模拟片段风的实际电路。2 能力目标：能根据故障现象判断故障原因，并能排除常见故障。3情感目标：激发学生浓厚的学习兴趣，培养学生严谨的科学态度，锻炼实际分析能力。【教学重点】产生模拟自然风的基本原理。【教学难点】模拟自然风电路实例分析。【教学方法】读书指导法、分析法、演示法、练习法。【课时安排】2课时（90分钟）。【教学过程】导入（2分钟）电扇是普及率最高的家用电器之一。经过几十年的发展，电扇的品种越来越多。目前， 具有各种新型控制功能的电子风扇占有很大的比例。微电子技术的

2、应用， 给电扇入人了新的活力，使它的使用功能更趋完备，受到了越来越多消费者的欢迎。新课第一节 模拟自然风电路一、产生模拟自然风的基本原理自然界的风是一阵一阵地吹， 且大小是没有规律的。 模拟自然风的运转周期还可以通过 控制振荡器的周期或占空比来进行调节。按其产生的风型可以分成阵风、 阶梯型自然风和随机型自然风三类，阵风又可以分为强、中、弱及睡眠风等多种，它们的风型曲线如图所示。-1_n同强阵珂(b)睡眠冈(d)随机型自然風随机型模拟自然风的特点： 其输出风量的变化无一定的周期性规律，与大自然风最相似。阶梯型模拟自然风则有一定的周期性，在风的交替变化时，比较缓和。按所用的元器件，又可以分为分立元

3、件模拟自然风电路、集成电路模拟自然风电路和电脑程控模拟自然风电路等。分立元件电路来实现：电路较复杂，一般由电扇专用的电脑芯片来完成。用得最多，较 简单的是各种阵风电路。时基电路555为核心器件组成的模拟自然风电路。具有电路简单、可靠性高、成本低廉等优点。二、555时基电路简介特点：模拟一数字混合式集成电路，结构简单、功能灵活、输出电流较大，可直接驱动小型电磁继电器，加少量的外接元件便可构成多谐振荡器、单稳态、R-S触发器等实用电路。外形：8脚圆形金属封装和 8脚双列直插式塑封两种。引脚排列如图所示，其中图(a)为底视图，图(b)为顶视图。佃！ H股妙H.4)1 *8 7 6 5(h)取列直插它

4、的8个引脚的功能分别是：1脚一一地；2脚一一低电平(低于 1/3 Ucc)触发端；3脚输出端；4脚一一低电平复位端；5脚电压控制端；6脚高电平(高于 2/3 Ucc)触发端；7脚放电端；8脚Ucc。555时基电路的常用型号：NE555、LM555、SE555、5G1555等。 :原理弓纸倨沢电子教案其内部电路可等效为一个由三个阻值都为5 kii的电阻组成的分压器、两个电压比较器(A1、A2)，一个基本 R-S触发器和一个开关晶体管 VT共四部分组成。外接两个电阻器 Ra、Rb及电容器C即可构成最基本的自激多谐振荡器，如图所示。三、模拟自然风电路实例如图所示是长城牌FS7-40及FS15-40落

5、地扇的电原理图。电路所采用由555时基电路为核心器件组成的自激多谐振荡器。电路中充、放电电容器为C2 (参数用C2表示)，二极管 VD6引导充电回路，充电时间常数J =(R +RR)C2当C2上的电压充到略高于 2/3 UCC时，通过R2、RP2对7脚放电，放电时间常数可2 = (R2 + Rp)C?在C2放电过程中，NE555的3脚输出低电平，继电器线圈KR吸合，动断触点 KR断开，电扇断电停歇，停歇时间t停二0.693KR释放，动断触点复位,在C2充电过程中，NE555的3脚输出高电平，继电器线圈 电扇通电运转，运转时间调RPI可以改变电扇运转时间；调RP2则可以改变电扇停歇时间，且均能在

6、7 60 s间连续调节。电源电路（低电压10 V）给控制电路，电扇的调速采用自耦变压器式。作业：习题思考题9-1 9-3第一节 模拟自然风电路一、产生模拟自然风的基本原理二、555时墓电路简介三、模拟自然风电路实例第二节 红外线遥控电扇电路新授课【教学目标】1 知识目标：掌握红外线发射和接收的基本原理，了解带红外线发射与接收的实际电 路。2 能力目标：能根据故障现象判断故障原因，并能排除常见故障。3情感目标：激发学生浓厚的学习兴趣，培养学生严谨的科学态度，锻炼实际分析能 力。【教学重点】红外线发射和接收的基本原理。【教学难点】实际电路原理分析。【教学方法】读书指导法、分析法、演示法、练习法。【

7、课时安排】2课时（90分钟）。【教学过程】导入（2分钟）大多数电扇使用红外线遥控。本节将介绍红外线发射和接受的基本原理，并对典型电路进行分析。新课第二节 红外线遥控电扇电路一、红外线发射和接收的基本原理红外线：波长大于 0.77m的光。红外线遥控取波长范围为 0.77 3.0的近红外线。光电二极管作为红外线接收管，光照到 PN结上后它能吸收入射光的能量转变为电能。 光电二极管由硅半导体材料制成的，它们对波长为0.90 0.93的光接收灵敏度最高。红外线发射器：红外线发光二极管通以幅值较大的脉冲电流，以提高它的瞬时发射功率。而且有抗干扰的能力。接收电路：红外线接收光电二极管加上反向电压（或光电三

8、极管加上正向电压），未接 收到红外线时，PN结的阻值很大，电流很小。当发射器发出的红外线脉冲光被接收到后， 光电二极管PN结的阻值随入射脉冲光而相应变化，在管中产生同样频率的交变电流完成了光一电转换。红外线遥控电扇的发射、接收电路原理方框图如图所示。电流麒大红外发光n接收电路发肘电路下面介绍长城牌FS19-40红外线遥控电扇电路，它具有三种常规风和一种模拟自然风 的转换，既可以通过设置在开关盒面板上的单个轻触按键操作，也可以用发射器进行遥控操作。二、发射器电路遥控发射器电路如图所示。高笔教蒯版社遲理思蟹具屈理石维储弋子教案1VDJ 卄 1N414B220 kfl14&C2.4kQJ &

9、amp;IkDs.sm5 士 鬲 1000 pF 43 kQ愛VD3VD2輕掘VD4I；VT9013-9 -1)A匚itc C%23 456 7f V ¥ ¥ 屮 口VD2'柯红色LEDVD3VD4;5 红外 LEDCD40U核心器件：CMOS数字集成电路2输入端四与非门 CD4011 。定时电路：它的 A、B两个门和R2、C1等组成，定时时间：t=0.693R2G受控振荡器：门C和门D与C2、R3 R6组成，受控于门C的一个输人端（IC的8脚）， 当8脚为高电平时，振荡器起振，反之则停振。振荡电路的振荡频率约为8.5 kHz2.2(R4 R5 R6)C2它输出的矩

10、形脉冲经三极管VT电流放大，驱动红外线发光二极管VD3、VD4发射出红外线脉冲。VD3、VD4采用两管串联，可以提高发射脉冲光的总强度，增加遥控距离。门A和门B接成反相器，按下发射控制按钮S,门A输出端（3脚）为高电平，VD1反偏截止。电源经 R2对C1充电。因电容器两端电压不会突变，所以此时门B的输入端为0,它的输出端（4脚）为1。这一高电平加至门 C的8脚，所以受控振荡器起振，VD3、VD4发射出红外线脉冲。同时红色发光二极管VD2亮，作发射指示。随着 C1充电过程的进行，门B输入端电位上升。当上升到它的转折电平时，门B输出低电平，迫使振荡电路停振，VD3、VD4停止发射信号，即由于定时电

11、路的作用，每次按下S后，只能发射零点几秒的红外线脉冲。断电（放开S）后，C1经VD1、Rl放电，为下一次定时发射作好准备。三、接收电路接收电路中采用了三块集成电路，除时基电路NE555，还有两块：锁相环音频译码集成电路LM567及十进制计数/脉冲分配器CD4017。1.锁相环音频译码集成电路 LM567简介LM567是专为音频解码设计的集成电路，它的特点是输入信号要求幅度低（峰一峰值 电压Up-p25mV即可），外围电路简单，工作稳定可靠，锁相环路的捕捉带宽可以调节。 它的内部功能方框图如图所示，包括锁相环路、正交相位检波器、放大、驱动等组成部分。:iL低山MF工作电压在4.75 9 V范围内

12、，静态工作电流约8 mA。2.十进制计数/脉冲分配器CD4017简介CD4017是十进制计数/脉冲分配器，又称为十进制计数 经常能见到它。/时序译码器，各种控制电路中采用双列直插式16脚塑封，弓I脚排列如图所示。CD4017的基本功能：对输入脉冲的个数进行十进制计数和时序译码，按照输入脉冲的 个数顺序地将脉冲分配在 丫。丫9这十个输出端上，计满十个数后，计数器复原（只有丫0为高电平），并由12脚输出一个进位脉冲，它的工作波形如图所示。*01234567890123cp_rLrLrLrLrLrLrLrLrLrLrLrLrLn_r3 红外线信号接收电路原理分析长城牌FS19-40红外线遥控电扇接收

13、电路如图所示。红外线接收二极管 VD6与VT12直接耦合，电脉冲经VT2、VT3两级电压放大输入IC1 （LM567）的3脚。如与IC1的中心频率fo相等，IC1的8脚跃至低电平。三极管VT4（ PNP 型）饱和导通，在 R15上产生一个正脉冲，输入 IC2（ CD4017 ）的14脚（CP端）。按输入一个个正脉冲的时序，IC2依次在各个输出端上输出高电平。刚通电时，IC2的3脚（丫。）为高电平（未接），电扇停止。第一个正脉冲输入 CP端，2脚（Yi）输出高电平，VT5导通，VS1导通，电扇作强风 运转；第二、三个正脉冲输入 CP端，IC2的4脚（丫2）或7脚（丫3）输出高电平，电扇作中 风或

14、微风运转；第四个正脉冲使IC2的10脚（丫4）为高电平，一方面使 VT8饱和，发光二极管 VD13 （绿色）亮，作模拟自然风运转状态指示，另一方面使IC3（ NE555）的4脚（低电平复位端）变为高电平，IC3为核心的自激多谐振荡器起振，输出的矩形波经VD9加到V T5的基极，使VT5重复导通、截止，双向晶闸管VS1重复导通、关断，电扇输出模拟自然风（强阵风）。其变化规律为：通电运转约14 S,断电停歇约12.5 S。发射器发出的第五次红外线脉冲使IC2的1脚（Y5）为高电平，经二极管VD7加到IC2的清零端（15脚），电路清零，又只有 Y0为高电平，电扇停歇。-11 -ZP7a82寸三6GA

15、?XEQWI-1寻-ttv-sOA 甘xfE 巳 WIAiglA一 >吕乍«逼s>X寸I!寸N-變高匚起兰2nHT-12-作业：习题思考题9-5 9-8板书：第二节 红外线遥控电扇电路一、红外线发射和接收的基本原理輕魁虞員原理弓纸僧汇电子教案、发射器电路、接收电路-17 -第三节 电脑程控电扇电路新授课【教学目标】1 知识目标：了解电脑程控电扇的电路原理。2能力目标：能根据故障现象分析故障原因，能排队常见故障。3情感目标：激发学生浓厚的学习兴趣，培养学生严谨的科学态度，锻炼实际分析能 力。【教学重点】电脑程控电扇电路。【教学难点】电脑程控电扇电路。【教学方法】读书指导法、

16、分析法、演示法、练习法。【课时安排】2课时（90分钟）。【教学过程】导入（2分钟）将新型电扇所具有的各种功能全部或局部地综合起来，由单片微电脑担任制导输出任务，既可以使电扇具有多种功能，又使控制电路变得简单可靠。在电扇专用单片微电脑芯片 内，生产厂已将预先设计好的各种电扇运转程序固化到只读存储器（ROM）中，使用者只要按动外接的各个功能键，单片微电脑中的中央处理器（CPU）便按指令将对应的程序由ROM中取出，分配在各个输出端上，从而使电扇按此程序运转。通常使用的电扇专用单片 微电脑都具有多种仿自然风、多种定时时间等各种程序，有些还带有遥控信号输人和处理功能。专为电扇控制电路设计的单片微电脑芯片

17、种类很多，这里介绍的是长城牌FS22 40遥控电扇电路使用的单片微电脑MH8822。第三节 电脑程控电扇电路、单片微电脑MH8822简介长城牌FS22-40遥控电扇采用了单片微电脑 MH8822 ,能使电扇产生强、 中、弱三种常规风，强周期风、弱周期风、睡眠风三种程控仿自然风，还具有60 min、120min、360 min三种定时时间供选择。摇头机构由小型同步电动机驱动。电扇的各种功能除采用 12只发光二极管（2 mm 5 mm、10红2绿）显示外，还设置 了绿、黄、红三个面发光二极管显示装置（发光面15 mm 15 mm），分别显示电扇处于定时、程控仿自然风、常规风的三种工作状态。MH88

18、22是电扇专用CMOS单片微电脑，外形为双排直插式塑料封装，28个引脚的排 列顺序与一般双列直插式集成电路相同。各引脚的功能见表。引脚号符号功能引脚号符号功能1R8功能选择键扫描输岀（3）1502强风指示输岀2R9蜂鸣器输岀1601中风指示输出3R10功能选择键扫描输岀（4）1700弱风指示输岀4Uss地18OSC1时钟输入5K1功能选择键扫描输岀a19OSC2时钟输出6K2功能选择键扫描输岀b20Udd+5 V7K450 Hz21R0强周期指示输岀8K8遥控信号输入22R1弱周期指示输岀9INIT复位23R2睡眠风指示输岀1007照明灯输岀24R360 min定时指示输出1106摇头控制输出25R4120 min定时指示输出1205强风输岀26R5360 min定时指示输出1304中风输岀27R6功能选择键扫描输岀（3）1403弱风输出28R7功能选择键扫描输岀（3）、电路工作原理长城牌FS22 - 40电脑遥控电扇电路如图所示。核心为MH8822，它的外围电路可以分为电源、红外线遥控信号接收、50 Hz脉冲形成电路、蜂鸣器音频振荡电路、功能选择开关矩阵、功能显示电路、500 kHz主时钟信号电路及驱动电路等部分。巴7