電熱風暖關機保護電路設計分析論文

【摘要】大功率電熱風暖設備在使用過程中存在着相當大的用電安全隱患，當電熱風暖設備電源開關關斷時，雖然加熱電路能立即停止工作，但是設備中餘熱不會立即散發出去，聚集在設備內部的高溫對設備中的電路、絕緣材料等產生較大的影響，可能會造成短路、電擊、火災等事故。本文中所涉及到的關機保護電路主要就是爲了主動地減少和降低事故的隱患而採用的方法。本電路的設計方案來自於2016年度江蘇省大學生創新實踐項目（201612685005Y），同時本設計方法已進行專利申請。

【關鍵詞】電熱風暖；用電安全；電路設計論文

1前言

工業、家用電風暖設備擁有量較大，由於使用方便、清潔、低噪聲、發熱輻射可控等優點越來越受到人們的歡迎，同樣存在的安全隱患也很大。因此，在使用這類設備時一般會注重和強調“人防”，即注意用電安全及設備的管理。但是“百密一疏”類似事故總是防不勝防，因此要能夠防止和減少此類事故，必須還要結合“技防”。針對設備中較高的危險溫度，本設計具有關閉設備電源電後自動強制散熱保護功能：當關閉電熱風暖設備時，電路中的風扇不會立即停止，經過一段時間的延時工作，可將設備中的餘熱散發出去，經過一段時間（可設定）或由溫度傳感器檢測後控制風扇停止，整機電路恢復初始狀態，起到保護作用。

2電路功能圖

本電路由開關切換電路及延時控制電路兩部分構成。如圖1所示。2.1開關切換電路由電源開關S1以及各繼電器的觸點構成。主要功能是開機時接通加熱器及風扇，保證設備的正常工作，並且在關閉設備電源時能夠切換到延時電路工作狀態。整個電路的設計重點是通過各種觸點的連接，完成電路的邏輯功能。2.2延時控制電路此部分電路爲輔助電路，在正常開機時電路處於失電狀態不工作。其作用爲：當關閉電源時，此電路開始工作，並保持風扇的正常工作，直到設置時間結束時，停止風扇的工作。

3電路控制流程設計

電路控制流程如圖2所示。其中，S1爲電源開關，是一種雙刀雙擲開關。加熱器由S1-2開關直接控制，風扇和電源指示燈由S1-1（ac）和自鎖觸點1控制。當開機時：S1-1(ac)和S1-2(ac)處於接通狀態；而S1-1(ab)處於斷開狀態。關機時：S1-1(ac)和S1-2(ac)處於斷開狀態；而S1-1(ab)處於接通狀態。而自鎖觸點1和自鎖觸點2的通斷由延時電路控制。3.1開機控制流程在正常開機時，打開電源開關S13.2關機控制流程關閉電源開關S1，3.3關機保護的實現當電源開關關斷時，加熱電路立即停止工作，此時降溫風扇並不會立即停止，經過一段時間的`延時工作，可將設備中的餘熱散發出去，經過幾十秒的時間（可調）或由傳感器檢測控制風扇停止，整機電路恢復初始狀態，起到保護作用。

4電路設計

在整個電路中，切換電路是重要的一個環節，是實現電路功能的主要部分。應此，就切換電路的設計進行詳細的介紹。4.1切換電路設計4.1.1電路的構成4.1.2電路的工作原理開機時，打開電源開關S1，S1-2(ac)接通，KA1線圈通過KA2-1的常閉觸點得電吸合，KA1-1常開點吸合，完成自鎖，風扇得電工作，加熱器通過S1-2(ac)得電工作。同時KA1-2也吸合，爲電路功能轉換預備。關機時，關閉電源開關S1,S1-1(ab)和S1-2(ab)接通。由上圖3所示，可見加熱器RJ斷電，停止工作。但是由於KA1-1自鎖，使得風扇繼續工作。由於S1-1（ab）接通，通過吸合的KA1-2觸點將電源送到延時控制電路，當延時電路達到設置時間點時，延時電路繼電器KA2吸合，KA2-1斷開，KA1線圈釋放，KA1-1觸點斷開，則風扇和指示電路停止，KA1-2觸點同時斷開，電路失電覆位，從而完成一個工作週期。4.2延時電路設計延時電路經典的有555時基電路，或直接使用時間繼電器，考慮到本電路採用PCB安裝，所以採用555時基電路比較適合。555電路與KA2組成了一個時間可調的定時器，用以滿足關機後的風扇延時工作的要求。由於此電路比較常用，因此無需贅述。

5小結

延時控制電路採用的是直流電源供電，在設計時可利用集成三端穩壓器電路供電，簡單方便。在電路調試時，也因注意延時電路的時間設定值要保證滿足設備內部的高溫能夠通過風扇排出後降溫。此電路除可作爲電風暖設備的關機控制，也可應用於空調設備的關機控制電路等。