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摘 要：不论是单位办公、机房设置，还是家庭应用，空调、风扇等调温器具都是耗电大件，几乎占据了用电量的一半，加之现有产品，多为手动换档和开停机，既不方便，又不能跟随温度变化节能，甚至在高档位时，进入下半夜或雷雨天温度骤降，还会造成使用人的伤风感冒等病症发生。为此，我们开展了“多路温度自动调节控制器”的研制，可使电风扇、空调机等随温度变化自动换档及开停机，技术水平大幅提高，并大大有利于节能和人们的身心健康。
关键词：用电器具，温度调节，采样比较，节能控制
Multiplex Temperature Automatic Regulation Controller
Wang Mu1，Wang Yu2， Su He Lin1
（Sichuan Electric Power Research Institute Sichuan 6100721 Sichuan Electric Power Company of Neijiang Electric Power Bureau o Sichuan Neijiang 6410002）
Abstract： Whether the unit office， room settings， or family application， air–condi tioning， fans and other temperature-regulating device is power consumption big， occupy almost half of electricity， in addition to existing products， mostly manual shift and open-stop， is not convenient， and can not follow the temperature change can be， even in high gear， enter midnight or thunderstorm days a rapid drop in temperature， can also cause the use of human colds and other illnesses occur. To this end， we carried out a " multichannel temperature automatic regulation controller " development， can make the electric fan， air conditioner temperature automatic shifting and open-stop， technical level rises considerably， and is in favor of saving energy and people's physical and mental health.
Key words：Electric appliances， Temperature regulation， Sampling comparison， Energy-saving control
1 设计制作
为完成夏季温度控制，首先选用传感器进行环境温度采样，本装置设计特点是传感器为一组相同的负温型热敏电阻，传感器为一组相同的负温型热敏电阻，实现环境温度采样。采集到的信号送往以六非门集成块为中心的比较判断电路，进行电平转换控制，再经功率放大与导通角等驱动处理，启动无极调压和继电器件，实现风扇、空调的温度控制。对此，我们实施了电路设计，请见图1。
1.1 电路原理
220V交流电分两路工作，一路经降压、整流、滤波、稳压等处理，形成直流工作电源，供给温度传感与判断控制等前端器件工作，另一路则送往可控硅和继电器结点，提供给经温度控制下的动力电源。
在图1中，各段所用的温度采样器件是型号参数相同的3.6 KΩ负温型热敏电阻Rt，故未编序号。另采用的一个54LS04六非门集成电路，是判断控制的中心，贯穿始终。根据运行特点，仪器分成两大部分：
1.2 无极调压控制
从图2中可以看到，第一组热敏电阻Rt和线性电阻R1串联，再与负端电阻R2对12V电源分压，形成对54LS04第一非门1-2的门槛电压值。比如在夏天，当温度为25-280C时，3.6KΩ负温型热敏电阻Rt阻值下降为3KΩ，这时680Ω电阻R2的分压值UR2≥2V，超过门槛值，第一级非门翻转，输出低电平。
为配合低电平信号，我们选用了两个PNP型9015和8550晶体管BG1-2构成复合功放器，经功率放大后的信号，使继电器J1启动。
继电器J1启动后，常开接点J1-1闭合，接通200kΩ电阻R14和电容C1，产生低频振荡，经DB3双向二极管D1送达可控硅控制极，形成较小导通角，输出约100V电压，风扇启动旋转。
若温度再升高，达到28-320C时，第二级热敏电阻Rt下降到约2.4KΩ，560Ω电阻R4的分压值UR4超过74LS04的3-4非门门槛电压，该门翻转，BG3-4导通，继电器J2启动，接通100kΩ电阻的R15和C1，产生中频振荡，使可控硅导通角增大，输出约150V电压，风扇中速旋转。
同理，当温度达到320C以上时，UR6超过3-4非门门槛电压，该非门翻转，BG5-6导通，J3启动，产生最大导通角，可控硅直通，输出全电压，风扇高速转动。
此块电路通过对不同温度的采集，转换为可控硅导通角的调整，使之输出不同交流电压值，实现风扇转速自动控制。反之，当温度低于250C，各级非门都超不过门槛电压，故形成自动关闭，达到节能目的。
1.3 结点开关控制
在图1电路中，54LS04的13-12、11-10和9-8三级非门及配套器件，主要是针对空调机设计的。因为空调机普遍为设置式工作，在温度数据设定后，压缩机通电使氟利昂在管道中运转，做冷暖气置换，从而使温度回到所选温度范围。这些工作过程，一般是在额定电压下进行，故无须做调压调整。同时，包括变频机在内，即使环境温度已降到舒适范围，空调机仍会运行，甚至作反温调节，以维持设定值。用电量也在两三百瓦以上，这已是一种无味耗能。 为此，我们进行了在250C左右，人体完全适宜的自然环境温度下，做自动停机处理，由此，将节约大量能源。
请见图2，与前采样控制同理，当温度高于250C时，在图2中R8与Rt+R7的分压值UR8≥2V，超过非门13-12的门槛值，该非门翻转，输出低电平。PNP型9015和8550构成的复合功放BG7-8导通，继电器J4启动，常开接点J4-1闭合，接通由K2送来的220V交流电，传送给插座Z2。若Z2上插有空调或其它用电器，都将获取电源工作。
反之，当温度低于250C时，电阻R8所获分压UR8低于13脚的门槛电压值，由此13-12非门以及所控的复合管BG7-8、继电器J4都将做逆向翻转，Z2截止交流电输出，使所带空调等用电器停机，达到节能目的。
由非门11-10和9-8构成的后两级电路，工作方式与非门13-12相同，能启动或截止插座Z3、Z4交流电源的输送。此三级门控电路具有独立工作性，故，在单位可做作会议、办公、机房，在家庭亦可作客厅、饭厅、卧室等多台空调机的控制。
在图2电路中还可看到，开关K分为两档，分别功能是：
1）、K打到左面，为空档，即关机；
2）、K打到右面，220V交流电通过保险BX接入，分多条支路供电：一路经变压器B降压，二极管D2-5整流，电容C2滤波，集成块WY7812稳压，即向后续电路提供12伏直流工作电源。
该档还同时向可控硅、继电器常开结点J4-1、J5-1、J6-1的三条支路供给受温度控制的电源。
从图1左下部还可看到，常开结点J1-1、J2-1、J3-1所接电阻R14-16依次处于并联状态，这是本仪器电路设计的一个特点，其作用一是完成温采、门控、功放等直流弱电对交流强电的转换控制；二是逐级接通的并联电阻在强电运行中因为分体，更有利于散热。
图1中降压电阻R13与发光二极管Fg1， R17与发光二极管Fg2串接，分别作温控和交、直流工作状态指示。
按照图2电路和元件表中所列参数，我们进行了构件、制版、装配、调试等工作，制作出了所设计的温度自动控制节能装置，应用效果良好，具有广泛推广意义。
2 总装与应用
电路主板设计制作完备了，我们将实施外壳与应用配套的总体装配，请见图2。
其总装特点与使用方式如下：
2.1 所有电源和控制元器件放于体内；
2.2 三个阻性风扇采样热敏电阻可随器安于盖顶，空调采样电阻则伸到室外采集环境温度为宜。
2.3 仪器背面设有电源线和插头，可经此引入交流市电工作。
2.4 仪器正面设有电源开关K，向上拨动为开启，与之同步的温控、直流指示灯点亮，表示前后电源工作正常。
2.5 仪器面板设有两个10A万能和两个16A插座，前者可做风扇和低功率电器使用，后者则为功率较大的空调电源控制。
2.6 由于我们的仪器具有全套控制功能，所以使用前，最好将风扇原机械档打在最高位，形成全通，由本仪器实现开、关机和自动调速。
但若风扇档打在其它位，则会出现两种情况：一是温度高于32-33℃，因本控制仪全通，故风扇按机械档位运转；二是室温在25-33℃之间，本仪器提供低、中档速度，则会与机械档的速率形成迭减。此时好的一面是会产生更低微风，在一定范围内还会增加节电；但也有不利面的是若转速过低，可能会出现电压过小而电流增大，造成电机发热的情况，所以此时要多加注意。
2.7 由于本仪器设计为插座工作方式，前后均不损伤和不改变风扇、空调原有结构，所以，当要作设备检修或其它原因需退出温度控制时，只需从本仪器插座中拔出，接入其它220V电源，即可恢复原机工作状态。
3 小结
本仪器通过一个六非门集成块，便实现多路温度采集判断，交直流转换控制以及无极调压和启停控制多种功能，使常用的风扇、空调在无人操作下，亦能随温度自动调速和开机、停机，即满足人体舒适要求，又大量节约电能，是一具有广泛意义和实用价值的仪器。
仪器结构紧密，使用方便，投资小，效率高，具有很强的实用价值和新颖独到性，故向国家提起专利申报，请相关机构予以审批。
参考文献
[1] 周春燕，《聚沙成塔 大做节电文章》 [N]. 杭州日报， 2004年7月18日
[2] 杨柳、凌亮、唐茂林，《四川电网节能发电调度节能减排效果分析》 [J].四川电力技术，2011年第2期
关键词：用电器具，温度调节，采样比较，节能控制
Multiplex Temperature Automatic Regulation Controller
Wang Mu1，Wang Yu2， Su He Lin1
（Sichuan Electric Power Research Institute Sichuan 6100721 Sichuan Electric Power Company of Neijiang Electric Power Bureau o Sichuan Neijiang 6410002）
Abstract： Whether the unit office， room settings， or family application， air–condi tioning， fans and other temperature-regulating device is power consumption big， occupy almost half of electricity， in addition to existing products， mostly manual shift and open-stop， is not convenient， and can not follow the temperature change can be， even in high gear， enter midnight or thunderstorm days a rapid drop in temperature， can also cause the use of human colds and other illnesses occur. To this end， we carried out a " multichannel temperature automatic regulation controller " development， can make the electric fan， air conditioner temperature automatic shifting and open-stop， technical level rises considerably， and is in favor of saving energy and people's physical and mental health.
Key words：Electric appliances， Temperature regulation， Sampling comparison， Energy-saving control
1 设计制作
为完成夏季温度控制，首先选用传感器进行环境温度采样，本装置设计特点是传感器为一组相同的负温型热敏电阻，传感器为一组相同的负温型热敏电阻，实现环境温度采样。采集到的信号送往以六非门集成块为中心的比较判断电路，进行电平转换控制，再经功率放大与导通角等驱动处理，启动无极调压和继电器件，实现风扇、空调的温度控制。对此，我们实施了电路设计，请见图1。
1.1 电路原理
220V交流电分两路工作，一路经降压、整流、滤波、稳压等处理，形成直流工作电源，供给温度传感与判断控制等前端器件工作，另一路则送往可控硅和继电器结点，提供给经温度控制下的动力电源。
在图1中，各段所用的温度采样器件是型号参数相同的3.6 KΩ负温型热敏电阻Rt，故未编序号。另采用的一个54LS04六非门集成电路，是判断控制的中心，贯穿始终。根据运行特点，仪器分成两大部分：
1.2 无极调压控制
从图2中可以看到，第一组热敏电阻Rt和线性电阻R1串联，再与负端电阻R2对12V电源分压，形成对54LS04第一非门1-2的门槛电压值。比如在夏天，当温度为25-280C时，3.6KΩ负温型热敏电阻Rt阻值下降为3KΩ，这时680Ω电阻R2的分压值UR2≥2V，超过门槛值，第一级非门翻转，输出低电平。
为配合低电平信号，我们选用了两个PNP型9015和8550晶体管BG1-2构成复合功放器，经功率放大后的信号，使继电器J1启动。
继电器J1启动后，常开接点J1-1闭合，接通200kΩ电阻R14和电容C1，产生低频振荡，经DB3双向二极管D1送达可控硅控制极，形成较小导通角，输出约100V电压，风扇启动旋转。
若温度再升高，达到28-320C时，第二级热敏电阻Rt下降到约2.4KΩ，560Ω电阻R4的分压值UR4超过74LS04的3-4非门门槛电压，该门翻转，BG3-4导通，继电器J2启动，接通100kΩ电阻的R15和C1，产生中频振荡，使可控硅导通角增大，输出约150V电压，风扇中速旋转。
同理，当温度达到320C以上时，UR6超过3-4非门门槛电压，该非门翻转，BG5-6导通，J3启动，产生最大导通角，可控硅直通，输出全电压，风扇高速转动。
此块电路通过对不同温度的采集，转换为可控硅导通角的调整，使之输出不同交流电压值，实现风扇转速自动控制。反之，当温度低于250C，各级非门都超不过门槛电压，故形成自动关闭，达到节能目的。
1.3 结点开关控制
在图1电路中，54LS04的13-12、11-10和9-8三级非门及配套器件，主要是针对空调机设计的。因为空调机普遍为设置式工作，在温度数据设定后，压缩机通电使氟利昂在管道中运转，做冷暖气置换，从而使温度回到所选温度范围。这些工作过程，一般是在额定电压下进行，故无须做调压调整。同时，包括变频机在内，即使环境温度已降到舒适范围，空调机仍会运行，甚至作反温调节，以维持设定值。用电量也在两三百瓦以上，这已是一种无味耗能。 为此，我们进行了在250C左右，人体完全适宜的自然环境温度下，做自动停机处理，由此，将节约大量能源。
请见图2，与前采样控制同理，当温度高于250C时，在图2中R8与Rt+R7的分压值UR8≥2V，超过非门13-12的门槛值，该非门翻转，输出低电平。PNP型9015和8550构成的复合功放BG7-8导通，继电器J4启动，常开接点J4-1闭合，接通由K2送来的220V交流电，传送给插座Z2。若Z2上插有空调或其它用电器，都将获取电源工作。
反之，当温度低于250C时，电阻R8所获分压UR8低于13脚的门槛电压值，由此13-12非门以及所控的复合管BG7-8、继电器J4都将做逆向翻转，Z2截止交流电输出，使所带空调等用电器停机，达到节能目的。
由非门11-10和9-8构成的后两级电路，工作方式与非门13-12相同，能启动或截止插座Z3、Z4交流电源的输送。此三级门控电路具有独立工作性，故，在单位可做作会议、办公、机房，在家庭亦可作客厅、饭厅、卧室等多台空调机的控制。
在图2电路中还可看到，开关K分为两档，分别功能是：
1）、K打到左面，为空档，即关机；
2）、K打到右面，220V交流电通过保险BX接入，分多条支路供电：一路经变压器B降压，二极管D2-5整流，电容C2滤波，集成块WY7812稳压，即向后续电路提供12伏直流工作电源。
该档还同时向可控硅、继电器常开结点J4-1、J5-1、J6-1的三条支路供给受温度控制的电源。
从图1左下部还可看到，常开结点J1-1、J2-1、J3-1所接电阻R14-16依次处于并联状态，这是本仪器电路设计的一个特点，其作用一是完成温采、门控、功放等直流弱电对交流强电的转换控制；二是逐级接通的并联电阻在强电运行中因为分体，更有利于散热。
图1中降压电阻R13与发光二极管Fg1， R17与发光二极管Fg2串接，分别作温控和交、直流工作状态指示。
按照图2电路和元件表中所列参数，我们进行了构件、制版、装配、调试等工作，制作出了所设计的温度自动控制节能装置，应用效果良好，具有广泛推广意义。
2 总装与应用
电路主板设计制作完备了，我们将实施外壳与应用配套的总体装配，请见图2。
其总装特点与使用方式如下：
2.1 所有电源和控制元器件放于体内；
2.2 三个阻性风扇采样热敏电阻可随器安于盖顶，空调采样电阻则伸到室外采集环境温度为宜。
2.3 仪器背面设有电源线和插头，可经此引入交流市电工作。
2.4 仪器正面设有电源开关K，向上拨动为开启，与之同步的温控、直流指示灯点亮，表示前后电源工作正常。
2.5 仪器面板设有两个10A万能和两个16A插座，前者可做风扇和低功率电器使用，后者则为功率较大的空调电源控制。
2.6 由于我们的仪器具有全套控制功能，所以使用前，最好将风扇原机械档打在最高位，形成全通，由本仪器实现开、关机和自动调速。
但若风扇档打在其它位，则会出现两种情况：一是温度高于32-33℃，因本控制仪全通，故风扇按机械档位运转；二是室温在25-33℃之间，本仪器提供低、中档速度，则会与机械档的速率形成迭减。此时好的一面是会产生更低微风，在一定范围内还会增加节电；但也有不利面的是若转速过低，可能会出现电压过小而电流增大，造成电机发热的情况，所以此时要多加注意。
2.7 由于本仪器设计为插座工作方式，前后均不损伤和不改变风扇、空调原有结构，所以，当要作设备检修或其它原因需退出温度控制时，只需从本仪器插座中拔出，接入其它220V电源，即可恢复原机工作状态。
3 小结
本仪器通过一个六非门集成块，便实现多路温度采集判断，交直流转换控制以及无极调压和启停控制多种功能，使常用的风扇、空调在无人操作下，亦能随温度自动调速和开机、停机，即满足人体舒适要求，又大量节约电能，是一具有广泛意义和实用价值的仪器。
仪器结构紧密，使用方便，投资小，效率高，具有很强的实用价值和新颖独到性，故向国家提起专利申报，请相关机构予以审批。
参考文献
[1] 周春燕，《聚沙成塔 大做节电文章》 [N]. 杭州日报， 2004年7月18日
[2] 杨柳、凌亮、唐茂林，《四川电网节能发电调度节能减排效果分析》 [J].四川电力技术，2011年第2期