淺析電吹風的開發(fā)設計

王進述 張遠望

摘 要：論述了電吹風產(chǎn)品開發(fā)設計的設計思路和原則，提出了開發(fā)設計中的主要注意事項和應對方法。

關鍵詞：電吹風；開發(fā)設計

引言

隨著生活的提高，越來越多的家用電器走進了普通家庭，家電的市場愈發(fā)寬廣，從事家電設計的技術人員越來越多。為了提高技術人員水平，筆者根據(jù)自己開發(fā)設計的經(jīng)驗，介紹電吹風類的家電的設計要點。

1 電吹風的工作原理和主要類型

1.1 工作原理和類型

電吹風主要用于吹干頭發(fā)與整形，也可用于食物、衣物的吹干。當電吹風接通電源后，電機帶動風葉旋轉(zhuǎn)，將空氣從進風口吸入，經(jīng)過電熱元件加熱，把熱風從出風口吹出，再加上適當?shù)拈_關設定及溫度控制保護，輸出不同溫度和不同流速的空氣流。電吹風根據(jù)用途不同分為三類：專業(yè)、家用和旅行電吹風。其中專業(yè)電吹風一般采用交流電機驅(qū)動風葉，功率大，風量足，使用壽命長；家用電吹風一般使用直流電機，功率偏小；旅行電吹風外形小，可以折疊收藏，攜帶方便，一般功率偏小，多采用雙電壓設計，方便旅行時使用。

1.2 電吹風的主要零件

電吹風的主要零件有電源線、開關、入風網(wǎng)、防滑膠、護線套、電機與風葉組合、發(fā)熱線架、 出風網(wǎng)、隔熱筒。常用配件包括擴散器和風嘴。

2 電吹風的設計思路和設計原則

2.1 設計思路

首先根據(jù)客戶的要求，設計出滿足客戶要求的外形；再根據(jù)外形設計出滿足要求的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，包括電機和風葉組合，發(fā)熱線架；設計電路圖和發(fā)熱線布置方案，選配零件；對設計樣品進行測試，送認證機構(gòu)測試，待取得認證測試通過后進行生產(chǎn)。設計的重點是外形和發(fā)熱線架部分。

2.2 設計原則

2.2.1 外型設計原則：

電吹風外型需考慮人體工程因素，手柄必須適合單手操作所有功能，重量較輕，方便操作者長期單手持使用，產(chǎn)品重心在手持時基本在手掌中心，電吹風放置在桌面時必須穩(wěn)定、不翻轉(zhuǎn)、不移動。

2.2.2 外形基本設計方案

電吹風按其外殼體設計方案可分為前/后殼體和左/右殼體兩種方案，第一種方案的殼體配合采用扣位連接并在手柄部份用螺釘緊固，好處是跌落時不易破開，但外形會受模具出模方向影響而有所限制，前/后殼體接口處為最大直徑尺寸位置；第二種方案的殼體配合除扣位緊固外，一般在前端加上金屬扣或圓筒等輔助固定，好處是外形多變, 但殼體易破開以。這兩種方案各有利弊，根據(jù)客戶的需求而靈活采用，只要能滿足客戶需求，并在薄弱環(huán)節(jié)強化設計，都能設計出合格的產(chǎn)品。

電吹風殼體厚度除局部位置外，一般最少為2.0mm，考慮到注塑縮水，可調(diào)增至約2.2mm。殼體一般采用PC、ABS、PP三大類塑膠原料。

2.2.3 零件設計主要準則

①出、入風網(wǎng)孔的大小必須滿足安全標準中的測試要求。在距離帶電體尺寸無法滿足安全標準要求的情況下，必須使用塑膠材料②開關可以設計在手柄上任何位置，以單手持產(chǎn)品時手指可以進行操作為原則。冷風開關設計在手柄上部，以便食指按動。調(diào)壓開關設計在手柄下部，不能單用手指扭動或推動，必須只能在使用專用工具的情況下動作。③防滑膠設計在電吹風兩側(cè)面，使用軟而有彈性的塑膠料，如PVC等。④護線套在手柄末端, 注意材料的硬度，特別是和電源線配合使用時應能滿足安全標準中要求的曲折測試，原則是“薄則硬、厚則軟”。一般使用PVC材料。⑤電機和風葉組合直接影響風速及空氣流量、噪音、產(chǎn)品壽命等。電機架和風葉主要用料為 PC，取其尺寸比較穩(wěn)定及較佳的機械強度的特性。靜音系列電吹風的風葉需選用PP材料，取其質(zhì)量輕特性，使電機負載較小。電機的轉(zhuǎn)速一般在15000-20000rpm，轉(zhuǎn)速過高時壽命難以保證。在設計直流電機的電吹風時，若有冷風功能應考慮用24-28伏的電機，因為高電壓電機相對需要的電流較小，在冷風檔位下出風溫度可以較低。除特殊客戶要求外，電吹風的直流電機壽命≥200小時，交流電機壽命≥500小時。理想的電機為：高轉(zhuǎn)速、高效能、低火花、低噪音。⑥電吹風的常用發(fā)熱線有鐵鉻電阻絲和鎳鉻電阻絲兩種。鐵鉻電阻絲具有電阻率高，電阻溫度系數(shù)小，使用溫度高的特點，但容易氧化，鎳鉻電阻絲具有較高的電阻率，表面抗氧化性好，并且有較高溫下有較高強度，有良好的加工性能及可焊性，相對成本較高。發(fā)熱線的形狀以波浪形和螺旋形為主，其中螺旋線可以使用較硬的發(fā)熱線，而波浪線必須使用較軟的線，否則繞制時會斷線，波浪線美觀但加工成本較高。⑦隔熱筒除作為電吹風前部和發(fā)熱線架的絕緣隔熱部份，其另一主要作用為修正因電吹風外形而引起的氣流紊流。⑧配件設計時需考慮出風口面積盡量不能少于電吹風出風口面積，否則長時間使用會使配件溫度升高變形。⑨選用有相應認證標志的電源線并滿足銷售國安全標準要求。插頭必須有銷售國的認證標志和滿足電吹風的最大電流。

3 電吹風設計的主要注意事項

3.1 電氣安全距離的規(guī)定

電吹風所有帶電部份（例如發(fā)熱線、鉚釘、銅線等）與出風網(wǎng)之間的距離最少要有8mm但如果出風網(wǎng)的開孔大于3mm，則距離要求15mm。除產(chǎn)品必須外，機身上不應有其它開孔，有開孔部位都必須符合安全標準相對應的測試手指及測試針測試要求。假如產(chǎn)品外殼身重合處與機身內(nèi)所有帶電部位安全距離不夠，必須用補充絕緣隔開。產(chǎn)品內(nèi)部帶電體與帶電體之間通常以100V/1mm的距離設計，在實際設計中一般按最小3mm的間距設計，視空間的大小可設計>3mm的間距。最小攀爬距離及間隙距離符合銷售國家安全標準的具體要求。

3.2 開關與線路板的要求

電吹風使用的開關應有相應的認證標志，而且開關的額定電流及電壓必須大于電吹風的額定電流及電壓。線路板的設計，L/N極之間的距離為3.2mm。其它必須按100V/1mm來設計。

電吹風的開關有很多檔位，可造成風速、功率有高低之分。設計時為達到此效果，一般使用一顆或多顆二極管串聯(lián)在線路上，造成電流半波導通從而減低功率及微電機轉(zhuǎn)速。但設計歐洲和中國規(guī)格產(chǎn)品時要注意安全標準中EMC的諧波測試。設計電路中通過每顆二極管電流不可超過3A，如果電流超標，可以考慮用兩個二極管反向控制不同的發(fā)熱線的方式中和。

3.3 電子元器件的選擇

溫控器是電吹風進行安全保護的主要元件，要選用有認證證書的溫控器。溫控器的選擇溫度不可定太低, 以防止關機時溫控器自動觸發(fā)的問題發(fā)生, 一般常用的溫控器溫度為 90℃至 140℃。

溫度保險絲是電吹風進行安全保護的最后屏障，一般使用有相關認證證書支持的溫度保險絲。它的主要性能是最大通過電流滿足要求和額定溫控溫度要求穩(wěn)定。溫度保險絲的選擇溫度一般比溫控器高約30℃，以防止溫度保險絲的斷開早于溫控器觸發(fā)的問題。

電吹風中EMC 壓制零件由連接電源正負極的安規(guī)電容，焊接在微電機上的陶瓷電容，獨石電容，電解電容及電感組成，不同零件對應EMC 的各部份干擾有不同效果，例如EMV 的低頻部份需調(diào)整電容的容值，高頻部份需調(diào)整電感的電感值。至于諧波( HARMONIC )部份則需更改線路設計。以上零件要根據(jù)設計產(chǎn)品的測試情況進行調(diào)整。

3.4 發(fā)熱線架設計的工藝要求

接線端沖壓銅鉚釘需按做“三明治”方式加墊圈，除溫控器腳和引線連接器等有明顯平面的元件外，其他元件在連接時必須在其中加銅墊圈，確保電路中連接點有足夠的接觸面積，防止熔斷元件。溫度保險絲的彎腳尺寸必須確保大于其最小尺寸，否則會損傷溫度保險絲。波浪發(fā)熱線兩端的接線端子和中間抽頭端子必須夾緊，防止接觸不良。發(fā)熱線繞制后要求發(fā)熱線間距均勻，無碰線、扭曲、少波或多波現(xiàn)象；所有裸露銅線不能互相碰撞接觸，不能接觸其他電器元件，不能減少安全距離；發(fā)熱線無明顯損傷。負離子發(fā)生器的輸出引線距出風口距離滿足安規(guī)要求，距離其他帶電體距離不能小于3.2mm。

4 結(jié)語

產(chǎn)品開發(fā)設計是一項繁雜而系統(tǒng)的工作，具體產(chǎn)品的要求不同，開發(fā)設計的流程和重點也不一樣。筆者根據(jù)自己的開發(fā)設計工作經(jīng)歷總結(jié)出來的上述內(nèi)容，不可能適用于每個公司和個人，僅供從事電吹風開發(fā)設計人員的了解參考，希望大家結(jié)合我的經(jīng)驗和自己公司實際情況，按照客戶要求和安全標準，開發(fā)出合格的產(chǎn)品。