日照职业技术学院 吴 健 江海亮

电炊具、电炉、电熨斗、电烙铁等电热器具的温度只有与现场工作环境相匹配才有最佳效能，这就要求电热器具必须具备多种功率等级以应对不同的电热要求。如对于锡焊电烙铁来说，过高的温度会使烙铁头形成既难于导热又与焊锡相排斥的氧化皮，既降低效率又浪费能源；对电炊具需要提供不同的温度满足饭菜对不同的加热工艺的需求。一般的家用调功器适用范围窄，成本高，另外在使用过程中不能及时给电热器具断电造成能源浪费甚至引发事故。

通过受控的间歇式供电模式，调节电热器具的输入功率来实现调温，从而适应多种功率等级的电热器具。

1 系统的构成

一个附加了控制手段并带有供电插座的“电热定时调功器”，适用于对电热器具的加热功率和工作时间进行控制，其外形示意图如图1所示。一个工作开关，接通即可工作。一个10档功率选择开关，可在额定功率的10-100%范围内调节。一个时间选择开关可以选定的供电时间为20min、30min、连续。达到预设时间后停止供电。关断工作开关重新接通，按预设重新供电。两个LED发光管分别用作“工作指示”和“供电指示”。供电插座与2爪和3爪单相插头均能适配。

图1 电热定时调功器外形示意图

2 方案设计

本设计通过受控继电器实施连续与断续相结合的方式供电。功率选择开关按10%的跨度从10%至100%共10档。当功率选择开关在100%档时，供电连续；在10%-90%档时，供电断续。功率选得越低，间断时间越长，其平均功率对应选择的档位。供电时间18s，间断时间随档位而变，周而复始，使平均功率符合档位标定，如图2所示。为防止器具意外超时工作，用电子计时器参与控制。

图2 10-90%功率选择时的供电模式

电控功能方块图如图3所示。电源插头连接电源后接通工作开关，24V限流整流器既产生24V的控制电压，送到12V稳压电路和继电器、匹配器电路。12V稳压电路为10档可调振荡器和3档可调定时器供电。

图3 电控功能方块图

10档可调振荡器输出功率信号。当功率选择开关处在10%-90%档位时，功率信号是如图2所示的脉冲：波峰时间18s，波谷时间随档位而变，功率档位越低，波谷时间越长。在100%档，振荡器停振，功率信号是持续的高电位。

3档可调定时器受时间选择开关控制。在“20分”“30分”档位，达到预设时间后定时信号由零变为高电位。在“连续”档位，定时信号一直为零。

信号整合器将功率信号和定时信号汇集整合后形成继电器和匹配器的控制信号。执行继电器在定时信号为零时随功率信号的高低接通或断开；定时信号为高电位时，继电器不能吸通。

集成块LM358和单刀10掷功率选择开关构成方波振荡器，它的8脚接12V，4脚接零；功率选择开关旋臂接LM358的6脚，选择的阻值越大，振荡器低电位持续时间越长；在100%档，旋臂接零，振荡器停振，LM358的7脚持续输出高电位。集成块CD4060和单刀三掷时间选择开关构成定时器。

电热器具种类繁多，从20W的电烙铁到2000W以上的电炊具，多种功率规格。本设计采用微功耗电子电路，构建一个定时器和一个受控振荡器，二者共同控制一个交流通导能力为10A的继电器，从而为电器供电，成本低廉、方法简单有效，可以全方位地对2200W以下电热器具进行功率和时间控制。