APCS空气净化器硬件测试报告

1、档 号件 号编 号20150605 密 级内部阶段标记L页 数空气净化控制系统APCS（V1.1）【硬件实验报告】编 写：校 对：审 核：标 审：批 准： 文档更新记录表版本号修改内容描述修改人日期备注V1.1空气净化控制系统APCS【硬件实验报告】王 磊20150605引 言本文旨在验证APCS系统硬件设计的正确性、安全性、合理性、稳定性等，为下一步样机设计工作提供依据，并且也是产品设计过程中重要及必要的一个环节。目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc374025514 一 设计概述5 HYPERLINK l _Toc374025515 二 实验目的5 HY

2、PERLINK l _Toc374025516 三 假负载试验测试5 HYPERLINK l _Toc374025516 四 负载试验测试8 HYPERLINK l _Toc374025516 五 实验结论15APCS空气净化器硬件测试报告一、设计概述APCS空气净化器硬件设计通过参阅借鉴大量成熟电路，合理优化调整电路参数，结合实际经验设计针对APCS空气净化器进行了模块化设计，并通过软件对电路参数进行了测试仿真；焊接实验线路板并空载带电测试正常。电路控制部分测试包括：交流风机驱动及调速控制电路，直流水泵驱动控制电路，离子管驱动控制电路和装饰灯驱动调光电路。二、实验目的2.1实验目的:测试验证

3、设计控制电路模块实际工作的可行性、安全性、合理性，提高样机设计的可靠性。2.2 实验工具：烙铁 1把、斜口钳 1把、万用表 1个、实验班板4块、200W 灯泡 1只、40W灯泡 1只、螺丝刀 2把、开关电源350W-12V 1个、开关电源300W-12V 1个、连接导线 若干、焊锡丝 若干等。 三、假负载试验测试3.1交流风机驱动及调速控制电路假负载测试：3.1.1假负载：AC220V/200W 50Hz 白炽灯泡 1只3.1.2 测试试验电路，如图1。图1 交流离心风机调速电路3.1.3 控制原理：通过调整移相电路直流端电压210V变化来控制可控硅导通角从而控制输出电压的变化，最终达到控制风

4、机转速高低的目的。3.1.4 假负载实验测试数据： 灯泡亮度测试电压高亮明亮底亮直流控制电压（DC）9.82V6.91V4.08V灯泡端电压(AC)218.3V180.7V139.4V可控硅电压降(AC)89.4VV129.9V168.5V3.1.5 测试实验效果图： 图2（较暗） 图3（明亮） 图4（高亮）3.1.6 测试结论：测试中电路工作正常调光变化明显，调光率线性度好，继电器控制通断反复疲劳性实验，分断正常且无拉弧打火现象，晶闸管连续工作在导通最大承压（灯泡最暗）10分钟左右，电路元器件无发热现象。由于假负载的电气特性与现场风机特性有差别，因此还需现场对比试验。3.2离子管驱动控制电路

5、假负载测试：3.2.1假负载：AC220V/40W 50Hz 白炽灯泡 1只3.2.2 测试试验电路，如图5。图5 离子管控制电路3.2.3 控制原理：控制隔离光耦的开通关断来触发双向晶闸管的导通和关断，最终达到控制灯泡点亮和熄灭。3.2.4 假负载实验测试数据： 灯泡状态测试电压点亮熄灭直流控制电压（DC）12.43V0.020V灯泡端电压(AC)223.7V0.744V可控硅电压降(AC)3.12V0.232V3.2.5 测试实验效果图：图6 40W灯泡点亮效果3.2.6 测试结论：测试中电路工作正常，相应效率高，连续老化试验，电路元器件无发热的不良现象。由于假负载的电气特性与离子管特性有

6、所差别，因此还需现场对比试验。3.3 装饰灯驱动调光电路测试：3.3.1 测试试验电路，如图7。图7 装饰灯带驱动控制电路3.3.2 控制原理：通过MCU输出光耦隔离后控制PWM芯片调整输出电压占空比来实现装饰灯带的效果变化。3.3.3测试实验效果：详见效果视频“装饰灯调光电路测试”。四、负载实验测试4.1交流风机驱动及调速控制电路测试：4.1.1负载：单相交流风机参数如图8： 图8 离心风机 图9 离心风机接线图输入电压：AC230V 频率：50/60Hz 输入电流：（175W）0.78A / (185W) 0.82A端口接线：如图 9所示，图中画红圈的地方，白色线、蓝色线。4.1.2 测试

7、试验电路： 与3.1.2相同。4.1.3 控制原理与3.1.34.1.4实验测试数据： 风机转速测试电压高速中速低速直流控制电压（DC）10.04V6.48V5.31V灯泡端电压(AC)230.2V179.5V149.2V可控硅电压降(AC)57.3V129.2V165.5V4.1.5 测试实验效果图： 图10 交流风机调速测试图 4.1.6 测试结论：测试中电路工作正常风机启动平滑运行平稳无异响及其他噪声，继电器控制通断反复疲劳性实验，分断正常且无拉弧打火现象，晶闸管连续工作在导通最大承压值（风机转速最小）10分钟左右，电路元器件无发热现象。注：直观感觉见附件现场效果视频。4.2直流水泵驱动

8、控制电路测试4.2.1负载：直流水泵如图11： 图11 格林仕薄膜泵 图12直流水泵接线图型号：GLS-160 电压（MAX）：12V 电流（MAX）：10A功率（MAX）：120W端口接线：如图 12所示，图中画红圈的地方，红色线（+）、黑色线（-）。直流供电电源如图13:输入电压：110220VAC 直流输出电压： DC12V/15A输出功率：185W图13 直流电源4.2.2 测试试验电路如图14： 图14直流水泵控制电路图 4.2.3 控制原理 控制功率继电器接通切断直流水泵实现直流水泵的启停控制。4.2.4实验测试数据： 测试次数测试电压第一次第二次第三次第四次第五次启动前开关电源电

9、压12.01V12.13V12.07V12.05V12.13V启动后开关电源电压11.81V11.90V11.79V11.93V11.81V通态直流水泵端电压11.45V11.50V11.42V11.37V11.54V4.2.5测试实验效果图：图15 直流水泵测试图4.2.6测试结论：测试中发现选用开关电源,启动和运行时电机噪声较大，经分析可能与开关电源本身的特性有关，对比选用线性直流电源启动完成后噪声消失，因此选用线性电源较为合适，线性电源选型见图13。直流水泵正常工作时反复频繁接通和切断继电器接点，疲劳试验无打火拉弧现象且水泵工作正常；老化工作数十分钟后停机，检查电路元件无发热现象。通态直流水泵端电压与开关电源的电压差是由于连接导线线损造成的，大约0.5V，改善的方法将连接线路尽量短且导线加粗。4.3离子管驱动控制电路测试：4.3.1负载：AC220V/40W 50Hz 白炽灯泡 1只4.3.2 测试试验电路。与3.2.2相同4.3.3 控制原理与3.2.34.3.4实验测试数据： 离子管（2路）测试电压点亮熄灭直流控制电压（DC）12.04V0.041V离子管端电压(AC)223.6V0.241V可控硅电压降(AC)16.59V0.102V4.3.5 测试实验效果图：图16 离子管控制测试图4.3.6 测试结论：测试中电路工作正常，相应