电暖器调档用二极管,为什么不用电阻分压?

轻骑兵75110317


电暖气用二极管调温,是利用二极管半波整流来实现调温的,这种调温只用一个整流二极管即可,具有电路简单、成本低、体积小等优点,而用电阻分压法来调温,由于流过分压电阻的电流很大,该电阻需要采用功率电阻,而功率电阻的体积、成本都要高于二极管,并且其发热量亦比二极管调温要大很多,故现在很多廉价的电暖气都选用二极管调温,鲜有采用电阻分压调温的。下面我们来看一下普通电暖气是如何用二极管实现调温的。


一般电暖气的调温电路如上图所示,交流220V电压经定时开关、选择开关K及热熔断体等元件后加在发热丝两端,使其发热。若电暖气需要调温,可以将选择开关K拨至合适的档位。若K拨至1的位置,220V交流电压全部加在发热丝两端,此时电暖气温度最高;若K拨至2的位置,则交流220V电压经二极管D整流后,只有一个半周的电压加在发热丝两端,此时电暖气约处于半温状态,这样便实现了调温。

电暖气经二极管调温后,加在发热丝两端的电压的波形如上图②所示,其一个半周的波形被二极管“削去”,故此时加在发热丝两端的电压实际上为脉动直流。

若电暖气采用电阻分压法来调温,此时分压电阻与发热丝串联,这里假设串联一个电阻将1000W电暖气的功率降低一半,那么该分压电阻的功率将达数百W,这么大的功率,该电阻的发热量、体积及成本都将远高于二极管调温,而采用二极管调温,只需加一个上图所示的6A10整流二极管即可。


创意电子DIY分享


电暖器的电路原理非常简单,主要有保险丝、发热丝以及档位转换电路构成。其中档位转换电路的作用是调节发热丝两端的电压,以起到高温和低温的档位切换。这里档位转换电路是有开关和二极管构成的,如下图所示。

档位切换开关具有两个回路,一个是直通回路,一个是二极管回路;直通回路对应高温;二极管回路对应低温。为什么二极管回路对应的是低温的呢?

众所周知,二极管具有单向导电特性,一个二极管在交流电路中可以起到半波整流的效果。电暖器的低温回路就是利用了二极管的半波整流回路较低了转换效率。半波整流原理如下:

利用二极管的单向导电特性,在正半周期时二极管导通,负半周期时二极管截止,负半周期的交流电无法通过,这样就导致转换效率大大降低了,使得发热丝两端的电压降低实现了低温的调节。为什么不使用电阻来实现呢?因为电流流过电阻会产生电压降还会产生热量,需要电阻的功率比较大,不如使用一颗二极管来的方便。

以上就是这个问题的回答,感谢留言、评论、转发。更多电子设计、硬件设计、单片机等内容请关注本头条号:玩转嵌入式。感谢大家。

玩转嵌入式


电暖器调档用二极管而不用电阻是为了提高效率,因为二者的效率有天壤之别。

我们以60W电热毯换档后功率下降一半为例,看一下两种降功率方式的具体结果。

220v60W电热毯内阻为U²/p=R=806Ω。若要降低一半功率我们先萛一下这个电热毯功率变成30W需多大的电流,下面的第一步就是计萛电流的过程,

第二步是计萛所串电阻上的压降为64.52v,那么这个电阻的阻值为64.52ⅴ/0.1929A=334.5Ω。它的功率就是64.52Ⅴx0.1929A=12.4W。就是说要

串联一个334.5Ω、功率不小于12.4W的大电阻才可以把60W电热毯降为30W。

下面再看一下二极管的降压过程。大家知道,交流电是分正负半周的。尽管正负半周的电流方向相反,但它们在同一电阻上所作的功却是一样的。由于二极管具有单向导电性,当二极管正接时,只有正半周电流通过,负半周时二极管截止,可以被视为断开状态。

所以二极管在负半周是不耗电的。而正半周功耗仅为PN结本身固有的0.7V压降、乘以电流0.1929A/2=0.07W,和上面的电阻分压相比,

二者功耗相差约177倍!

如果用电阻分压,电阻上的十几瓦功耗差不多相当一把小电烙铁,既费电又不安全。而二极管不到十分之一瓦的功耗已经小到可以忽略不计了。这就是不用电阻分压的原因。以上是我的回答。


四重奏6028217


电暖器调档用二极管,为什么不用电阻分压?


电暖气调档位,主要是为调节不同的功率,调节功率实际上就是调节电暖气发热丝的电压。无论使用电阻还是二极管,最终都是调节电压,那么两者之间有什么区别呢?

使用电阻分压的方式调压

电阻串联分压,这是一个基本的电路知识。通过电阻与发热丝串联,降低发热丝上面的电压,起到调节档位的目的。但是这种调压的方式只适合于压差小或者电流小的电路中使用,因为串联电路中,两个电阻(电阻和发热丝)上的电压之和等于总电压,也就是说虽然发热丝上面的电压降低了,但是剩余的电压全部加在了电阻上。

发热丝的功率一般都是比较大的,少则几百瓦,多则一两千瓦。用来分压的电阻也需要非常大的功率,几百瓦的电阻成本上甚至比发热丝的成本都要高,体积也是非常大的。在工作时电阻同样会发热,不但没有降低多少耗电量,反而增加了很多成本。按照一千瓦功率的电热丝,热态电阻理论值为48Ω左右,如果想让发热丝的电压降低一半,就需要使用同电阻值的分压电阻,此时电阻上所消耗的功率就要达到250瓦左右。

使用串联二极管的方式调压

使用二极管串联调压,虽然也是将二极管串联在发热丝的回路中,但在这里并不是通过二极管分压的方式调压的。电暖气使用的是220V交流电,交流电经过二极管后会被整流,变成脉动直流,因为发热丝工作是不需要区分交直流的。

通过二极管整流后不但降低了发热丝的电压,并且大电流的二极管是很容易做到的,无论从成本角度考虑,还是二极管的体积、发热量来讲,都是小于电阻的。所以很多电热器,包括电暖气、暖风机、电吹风等,都是通过这种方式进行调节档位的。

上图中的选择开关即为档位调节开关,下面开关闭合时,为高功率;上面开关闭合是,为低功率。


fire1


二极管设计电暧器调档成本最低

在设计电子产品的时候,除了实现功能外,还要考虑成本。电暖器的发热管使用的的交流电(220V/50Hz),二极管具有单向导通的特性,只要串联一个二极管就可以把交流电的负半波拦截,可以实现一半的加热功率。而且二极管的价格非当低,一个二极管就能搞定的事情,我们就没必要考虑大多了。



电暧器工作原理

电暧器一般由定时开关、档位选择开关、二极管、热熔断体、发热元件、同步电机、跌倒开关等组成。

定时开关:用于取暧定时。

档位选择开关:用于选择取暧的功率。

二极管:选择低功率取暧时,发热元件会与此二极管串联。

热熔断体:其实是温度保险,温度过高时,切断加热。

同步电机:用于电暧器的摇头。

跌倒开关:电暧器跌倒时,会切断电源。

二极管设计电暧器调档只适用于只有两档的电暧器,在一档的时候,交流电通过热熔断体(温度保险)进入到发热元件,进行全功率加热;选择开关打到二档时,二极管与发热元件形成串联,交流电先经过二极管再进入发热元件,交流电的负半波被二极拦截,无法通过,加热的功率只剩一半了。


电阻分压不能用于电暖器调档

电阻分压需要与发热元件串联,电暖器工作时,发热元件的电流是很大的,即使二档时,电流也会大于5A。分压电阻是承受不了这么大的电流的,即使可以承受,分压电阻本身也变成了一个发热元件了。

欢迎关注@电子产品设计方案,一起享受分享与学习的乐趣!关注我,成为朋友,一起交流一起学习

  • 记得点赞和评论哦!非常感谢!

电子产品设计方案


电阻分压是利用同一电流通过不同的电阻,在电阻上的压降与电阻阻值成正比的关系的特性进行分压的,而二极管不能分压,但二极管搭成稳压电路,这种稳压电路得到的是稳定的电压,利用的是二极管一次击穿后两端电压能稳定在一个数值,二极管全称叫做双向触发二极管,属三层结构,具有对称性的二端半导体器件。常用来触发双向可控硅 ,在电路中作过压保护等用途。电暖扇调挡使用二极管,就是通过调节电位器,可以改变双向可控硅的导通角,从而改变通过灯泡的电流(平均值)实现连续调光。


徐北北吖


再沿袭简单的二极管粗调降压、减低输出的初级用电方式或生产制作用电产品,实在不值恭维!


用户9637091432284


这个电路很常见,电吹风不就是这个电路原理


一见钟于美颜


这个东西一般2000来瓦,用电阻来分压的话,电阻要做多大个儿、要花多少钱,你知道吗?串入一个二极管,可以使它的功率只及原来都1/5左右。成本最多不过两三块钱。


分享到:


相關文章: