浅析电吹风的开发设计

王进述 张远望

摘 要：论述了电吹风产品开发设计的设计思路和原则，提出了开发设计中的主要注意事项和应对方法。

关键词：电吹风；开发设计

引言

随着生活的提高，越来越多的家用电器走进了普通家庭，家电的市场愈发宽广，从事家电设计的技术人员越来越多。为了提高技术人员水平，笔者根据自己开发设计的经验，介绍电吹风类的家电的设计要点。

1 电吹风的工作原理和主要类型

1.1 工作原理和类型

电吹风主要用于吹干头发与整形，也可用于食物、衣物的吹干。当电吹风接通电源后，电机带动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经过电热元件加热，把热风从出风口吹出，再加上适当的开关设定及温度控制保护，输出不同温度和不同流速的空气流。电吹风根据用途不同分为三类：专业、家用和旅行电吹风。其中专业电吹风一般采用交流电机驱动风叶，功率大，风量足，使用寿命长；家用电吹风一般使用直流电机，功率偏小；旅行电吹风外形小，可以折叠收藏，携带方便，一般功率偏小，多采用双电压设计，方便旅行时使用。

1.2 电吹风的主要零件

电吹风的主要零件有电源线、开关、入风网、防滑胶、护线套、电机与风叶组合、发热线架、 出风网、隔热筒。常用配件包括扩散器和风嘴。

2 电吹风的设计思路和设计原则

2.1 设计思路

首先根据客户的要求，设计出满足客户要求的外形；再根据外形设计出满足要求的内部结构，包括电机和风叶组合，发热线架；设计电路图和发热线布置方案，选配零件；对设计样品进行测试，送认证机构测试，待取得认证测试通过后进行生产。设计的重点是外形和发热线架部分。

2.2 设计原则

2.2.1 外型设计原则：

电吹风外型需考虑人体工程因素，手柄必须适合单手操作所有功能，重量较轻，方便操作者长期单手持使用，产品重心在手持时基本在手掌中心，电吹风放置在桌面时必须稳定、不翻转、不移动。

2.2.2 外形基本设计方案

电吹风按其外壳体设计方案可分为前/后壳体和左/右壳体两种方案，第一种方案的壳体配合采用扣位连接并在手柄部份用螺钉紧固，好处是跌落时不易破开，但外形会受模具出模方向影响而有所限制，前/后壳体接口处为最大直径尺寸位置；第二种方案的壳体配合除扣位紧固外，一般在前端加上金属扣或圆筒等辅助固定，好处是外形多变, 但壳体易破开以。这两种方案各有利弊，根据客户的需求而灵活采用，只要能满足客户需求，并在薄弱环节强化设计，都能设计出合格的产品。

电吹风壳体厚度除局部位置外，一般最少为2.0mm，考虑到注塑缩水，可调增至约2.2mm。壳体一般采用PC、ABS、PP三大类塑胶原料。

2.2.3 零件设计主要准则

①出、入风网孔的大小必须满足安全标准中的测试要求。在距离带电体尺寸无法满足安全标准要求的情况下，必须使用塑胶材料②开关可以设计在手柄上任何位置，以单手持产品时手指可以进行操作为原则。冷风开关设计在手柄上部，以便食指按动。调压开关设计在手柄下部，不能单用手指扭动或推动，必须只能在使用专用工具的情况下动作。③防滑胶设计在电吹风两侧面，使用软而有弹性的塑胶料，如PVC等。④护线套在手柄末端, 注意材料的硬度，特别是和电源线配合使用时应能满足安全标准中要求的曲折测试，原则是“薄则硬、厚则软”。一般使用PVC材料。⑤电机和风叶组合直接影响风速及空气流量、噪音、产品寿命等。电机架和风叶主要用料为 PC，取其尺寸比较稳定及较佳的机械强度的特性。静音系列电吹风的风叶需选用PP材料，取其质量轻特性，使电机负载较小。电机的转速一般在15000-20000rpm，转速过高时寿命难以保证。在设计直流电机的电吹风时，若有冷风功能应考虑用24-28伏的电机，因为高电压电机相对需要的电流较小，在冷风档位下出风温度可以较低。除特殊客户要求外，电吹风的直流电机寿命≥200小时，交流电机寿命≥500小时。理想的电机为：高转速、高效能、低火花、低噪音。⑥电吹风的常用发热线有铁铬电阻丝和镍铬电阻丝两种。铁铬电阻丝具有电阻率高，电阻温度系数小，使用温度高的特点，但容易氧化，镍铬电阻丝具有较高的电阻率，表面抗氧化性好，并且有较高温下有较高强度，有良好的加工性能及可焊性，相对成本较高。发热线的形状以波浪形和螺旋形为主，其中螺旋线可以使用较硬的发热线，而波浪线必须使用较软的线，否则绕制时会断线，波浪线美观但加工成本较高。⑦隔热筒除作为电吹风前部和发热线架的绝缘隔热部份，其另一主要作用为修正因电吹风外形而引起的气流紊流。⑧配件设计时需考虑出风口面积尽量不能少于电吹风出风口面积，否则长时间使用会使配件温度升高变形。⑨选用有相应认证标志的电源线并满足销售国安全标准要求。插头必须有销售国的认证标志和满足电吹风的最大电流。

3 电吹风设计的主要注意事项

3.1 电气安全距离的规定

电吹风所有带电部份（例如发热线、铆钉、铜线等）与出风网之间的距离最少要有8mm但如果出风网的开孔大于3mm，则距离要求15mm。除产品必须外，机身上不应有其它开孔，有开孔部位都必须符合安全标准相对应的测试手指及测试针测试要求。假如产品外壳身重合处与机身内所有带电部位安全距离不够，必须用补充绝缘隔开。产品内部带电体与带电体之间通常以100V/1mm的距离设计，在实际设计中一般按最小3mm的间距设计，视空间的大小可设计>3mm的间距。最小攀爬距离及间隙距离符合销售国家安全标准的具体要求。

3.2 开关与线路板的要求

电吹风使用的开关应有相应的认证标志，而且开关的额定电流及电压必须大于电吹风的额定电流及电压。线路板的设计，L/N极之间的距离为3.2mm。其它必须按100V/1mm来设计。

电吹风的开关有很多档位，可造成风速、功率有高低之分。设计时为达到此效果，一般使用一颗或多颗二极管串联在线路上，造成电流半波导通从而减低功率及微电机转速。但设计欧洲和中国规格产品时要注意安全标准中EMC的谐波测试。设计电路中通过每颗二极管电流不可超过3A，如果电流超标，可以考虑用两个二极管反向控制不同的发热线的方式中和。

3.3 电子元器件的选择

温控器是电吹风进行安全保护的主要元件，要选用有认证证书的温控器。温控器的选择温度不可定太低, 以防止关机时温控器自动触发的问题发生, 一般常用的温控器温度为 90℃至 140℃。

温度保险丝是电吹风进行安全保护的最后屏障，一般使用有相关认证证书支持的温度保险丝。它的主要性能是最大通过电流满足要求和额定温控温度要求稳定。温度保险丝的选择温度一般比温控器高约30℃，以防止温度保险丝的断开早于温控器触发的问题。

电吹风中EMC 压制零件由连接电源正负极的安规电容，焊接在微电机上的陶瓷电容，独石电容，电解电容及电感组成，不同零件对应EMC 的各部份干扰有不同效果，例如EMV 的低频部份需调整电容的容值，高频部份需调整电感的电感值。至于谐波( HARMONIC )部份则需更改线路设计。以上零件要根据设计产品的测试情况进行调整。

3.4 发热线架设计的工艺要求

接线端冲压铜铆钉需按做“三明治”方式加垫圈，除温控器脚和引线连接器等有明显平面的元件外，其他元件在连接时必须在其中加铜垫圈，确保电路中连接点有足够的接触面积，防止熔断元件。温度保险丝的弯脚尺寸必须确保大于其最小尺寸，否则会损伤温度保险丝。波浪发热线两端的接线端子和中间抽头端子必须夹紧，防止接触不良。发热线绕制后要求发热线间距均匀，无碰线、扭曲、少波或多波现象；所有裸露铜线不能互相碰撞接触，不能接触其他电器元件，不能减少安全距离；发热线无明显损伤。负离子发生器的输出引线距出风口距离满足安规要求，距离其他带电体距离不能小于3.2mm。

4 结语

产品开发设计是一项繁杂而系统的工作，具体产品的要求不同，开发设计的流程和重点也不一样。笔者根据自己的开发设计工作经历总结出来的上述内容，不可能适用于每个公司和个人，仅供从事电吹风开发设计人员的了解参考，希望大家结合我的经验和自己公司实际情况，按照客户要求和安全标准，开发出合格的产品。