家庭电子应用三例

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1. 简单实用的白炽灯软启动电路

图1
图1 🔍原图 (567×198)

我们知道,白炽灯丝的冷态电阻只有热态电阻的十几分之一,因而在开灯瞬时的冲击电流很大,很容易损坏灯泡。采用下面的两种简单电路,均能对白炽灯实现软启动,即开灯瞬时为降压起动,待灯丝预热后再自动投入全压,能有效地延长灯泡的使用寿命,而所花费用只2元左右。


(1) 全波控制软启动电路

图2
图2 🔍原图 (425×266)

电路如图1(a)所示,闭合开关S的瞬间,光敏电阻R\(_{2}\)的阻值很大,由电阻R\(_{1}\)、R\(_{2}\)、R\(_{3}\)通过触发二极管VD使双向晶闸管VS只有较小的导通角,灯H在正负半波得到较低的电压,发出较暗的光线。较暗的灯光照射在R2上,使R2的阻值减小,VS的导通角增大,灯H得到较高的电压,发出较亮的光,这一循环过程在很短的时间内完成,最后VS全导通,灯H得到全压而正常发光。

图1(a)中各元件的规格:R1:10kΩ、1/4W;R2:硫化镉(cds)光敏电阻,光暗时约25kΩ~30kΩ,光亮时1kΩ~2kΩ;R3:510Ω、1/4W;C:0.1μF、600V;VS:ST;VD:1A/400V~600V;H:100W、220V。

R1的阻值要适当调整,以保证开灯瞬间灯H发出较暗的光就行了。


(2) 半波控制软启动电路

图3
图3 🔍原图 (567×190)

电路如图1(b)所示,合上开关S,当电源电压为下正上负时,电流经二极管VD1使灯H发亮;当电源电压为上正下负时,电流经二极管VD3、电阻R1给电容C充电,当电容C上的电压达到了稳压管VD2的击穿电压,给晶闸管VS提供触发电流,VS全导通,灯H得到全压正常发光。二极管VD4与电阻R2的作用是关灯后给电容C提供一个放电回路,以便下次进行半波软启动。

图1(b)中各元件的规格:VD1:0.5A/400V;VS:0.1~1A/400V~600V;VD2:2CW57;VD3:1N4007;VD4:1N4001;R1:15kΩ、1/4W;R2:50kΩ、1/4W;C:100μF、16V。


2. 简单实用的电风扇控制电路

图4
图4 🔍原图 (449×86)

(1) 微风控制电路

普通电风扇没有微风档,使人感到不方便。采用图2电路,增加一只电容和开关,就能使电扇吹出微风。当开关S闭合时,电容C不起作用,风扇靠调速器进行调速;当S打开时,电容C上存在一定的压降,风扇转速在调速器原各挡的基础上均有所降低,那么最低档则吹出微风。

下面说明串电容C的大小情况:我们知道C越小,其容抗Xc越大,风扇电机降压越多,转速越低。经实验测定,所串电容大小与风扇大小的关系见下表。电容器的耐压值应大于400V,可选择CJ系列或CZJ系列的无极性电容器。


(2) 无级调速电路

普通电风扇的调速器为串电感式有级调速器,风扇的转速一般只有5挡,不能吹出任意大小的风。采用下面两种极其简单的电路,就能对风扇电机实现无级调速,吹出任意大小的风。图3(a)是一种最简单的三极管调压调速电路。二极管VD桥式整流后输出给三极管VT,改变电位器RP的阻值,就可改变VT的导通程度,从而改变风扇电机上的电压实现无级调速,吹出任意大小的风。图中桥式整流的四个二极管要求反向击穿电压VRM≥400V,可选用1N4004等型号;三极管VT的反向击穿电压VCEO≥300V,可选用3DD15F、BVX86等型号,三极管还要加适当大小的散热片;电位器RP为100kΩ、1W。

需要说明:电位器RP即使调到零,三极管VT也不会损坏,这是因为VT的饱和压降很小,流过VT的电流与风扇电机电流相同。另外本电路实质上是电压负反馈电路,因而工作比较稳定。由于受三极管功率的限制,该电路只适合台扇调速。

如果是功率较大的吊扇,可采用晶闸管调压调速,图3(b)是一种很简单的晶闸管调压调速电路。调节电位器RP的阻值,就能改变晶闸管VS1与VS2的导通角,从而改变风扇电机电压,实现无级调速。二极管VD1、VD2的作用是避免VS1与VS2的控制极承受过高的反压使晶闸管开通不足。图中VS1与VS2可选用额定电流与额定电压为1A/600V的晶闸管;VD1、VD2可选用2CP1等型号的一般整流二极管;RP选用20kΩ、1W的电位器。


3. 家用交流稳压器

在许多地方(尤其是农村),供给家庭的交流电源电压往往偏低,影响家用电器的正常工作。如果采用图4所示交流稳压器电路,就能使电压稳定在220V,使家用电器正常工作。

当电网电压低于220V时,电容C1上分得的电压降低,通过电阻R2与双向二极管VD1使得双向晶闸管VS1的控制极电压也随电网电压的降低而减少,从而使VS1的导通角变小,电容C2两端电压上升,通过电阻R4与双向二极管VD2使得双向晶闸管VS2的控制极电压升高,VS2导通角增大,经变压器T输出电压上升。反之,当电网电压高于220V时,可使输出电压降低,这样达到稳压的目的。

图4中各元件的规格:RP为150kΩ、1/2W;R1为200kΩ、1/4W;R2为200Ω、1/8W;R3为10kΩ、1/8W;R4为200Ω、1/8W;RP2为200kΩ、1/4W;R5为6.2kΩ/1/4W;C1为0.1μF/40V;C2为0.1μF/40V;VD1、VD2为ST;VS1为1A/300V;VS2为3A/600V;T为2∶3的升压变压器。

调试时,先使RP1与RP2处于最大值,然后调整RP2,使变压器初级两端电压在165~175V之间,最后调整RP1使变压器输出为220V就行了。

(杨斌文 胡浩 潘湘高)