零電壓觸發電子調溫裝置的製作方法

2023-09-16 06:34:20 1

專利名稱：零電壓觸發電子調溫裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電加熱及保溫技術領域，具體是通過運用專用晶片實現零 電壓觸發來控制一定時間內導通的周波數而改變負載得到的平均功率，通過溫 度感應器感應溫度，並通過調溫電阻調節所得溫度的一種電子調溫裝置。
背景技術：
目前，隨著科學技術的發展，人們的生活水平不斷提高，各種電熱器具的 應用越來越廣泛，對電熱器具的調溫要求也更高。現有的過零觸發調溫器是運 用大量的分立式電器元件，依靠經驗數據實現調節溫度的作用。這樣的調溫器 往往會由於其中一個元件失效導致整個調溫器損壞，其本身的功率及功耗都較 大，不夠節能，依靠經驗數據的調溫方式不能滿足更多的加熱環境和溫度耗散， 不具備較高的精度和穩定性。

實用新型內容
針對以上現有調溫器的不足，本實用新型的目的是提供一種通過運用專用 晶片實現零電壓觸發來控制一定時間內導通的周波數而改變負載得到的平均功 率，通過溫度感應器感應溫度，並通過調溫電阻調節所得溫度的零電壓觸發電 子調溫裝置。
本實用新型的目的是通過採用以下技術方案來實現的
零電壓觸發電子調溫裝置，包括溫度傳感器及調溫電路、基準電壓產生電 路、比較器、採樣全波邏輯電路、脈衝放大器、負載及可控矽電路、過零脈衝 檢測電路、電源電路和故障保護電路，所述溫度傳感器及調溫電路包括溫度傳 感器和調溫電阻，溫度傳感器及調溫電路和基準電壓產生電路分別與比較器連接，故障保護電路同時與溫度傳感器及調溫電路和比較器連接；
所述採樣全波邏輯電路的輸入端與比較器連接，同時依次與過零脈衝檢測 電路和電源電路連接，過零脈衝檢測電路由門控信號產生電路和邏輯門電路組 合而成；
所述電源電路同時與負載及可控矽電路連接，脈衝放大器的輸入端與釆樣 全波邏輯電路連接，其輸出端與負載及可控矽電路連接；
所述負載及可控矽電路由可控矽及負載組成，其輸入端為可控矽控制極， 與脈衝放大器的輸出端連接，可控矽的陽極連接負載。
作為本實用新型的優選技術方案，所述溫度傳感器及調溫電路中溫度傳感 器可以與被測物直接接觸，調溫電路的調溫電阻可以手動調節電阻值大小。
作為本實用新型的優選技術方案，所述溫度傳感器及調溫電路與基準電壓 產生電路組成電橋，其兩個輸出端連接比較器的兩個輸入端。
作為本實用新型的優選技術方案，所述電源電路通過降壓電阻、二極體和 濾波電容直接連接交流電源電路，並為溫度傳感器橋路提供穩定電壓。
作為本實用新型的優選技術方案，所述採樣全波邏輯電路為了保持最小的 噪聲，在交流線路電壓的正半周，會產生兩個相鄰的過零脈衝。
作為本實用新型的優選技術方案，所述過零脈衝檢測電路的輸入端連接經
限流的220伏交流電源，並檢測220伏交流電壓的過零點，並在過零點的前後 產生脈衝階躍，其輸出端與釆樣全波邏輯電路連接。
本實用新型的有益效果是通過改變一定時間內導通的周波數而改變負載 得到的平均功率，過零觸發方式使負載得到完整的正弦波周波波形，因而沒有
移相觸發方式中的諧波幹擾問題；通過運用晶片減少分立元件的使用，降低了 功耗、設計簡單，成本降低；採用集成電路設計，使製造工藝簡化，整機可靠
性提高。
通過溫度傳感器實施溫度監控，溫度控制更加準確，並考慮到各種環境及
材料的溫度耗散不一致，比傳統的分幾檔溫度加熱方式更具有一般適配性；利用可調電阻實現無級調溫，實現寬範圍調溫；本實用新型可以廣泛應用於電阻 性負載的電熱水壺、電飯煲、電熱毪、電爐等電熱器具，實現溫度或加熱的功 率調節。
以下結合附圖與具體實施例對本實用新型作進一步說明:
圖l是本實用新型零電壓觸發脈衝的波形圖； 圖2是本實用新型實施例原理圖。
具體實施方式
如

圖1和圖2所示，零電壓觸發電子調溫裝置，包括溫度傳感器及調溫電 路l、基準電壓產生電路2、比較器3、採樣全波邏輯電路電路4、脈衝放大器5、 負載及可控矽電路6、過零脈衝檢測電路7、電源電路8和故障保護電路9。溫 度傳感器及調溫電路1包括溫度傳感器及調溫電阻，其中溫度傳感器阻值可以 隨溫度的變化而改變，調溫電阻可以手動調溫。
基準電壓產生電路2產生的基準電壓與溫度傳感器及調溫電路1的輸出共 同送入比較器3;在溫度傳感器及調溫電路1的輸出端輸出電壓與基準電壓產生 電路2產生的基 準電壓相比較；比較器3的輸入端與基準電壓產生電路2相連
接，同時與溫度傳感器及調溫電路l相連接。溫度傳感器及調溫電路1的輸出 電壓與基準電壓產生電路2產生的基準電壓作為比較器3的輸入，產生比較電 壓，比較電壓送入採樣全波邏輯電路4。
採樣全波邏輯電路4的輸入端與比較器3相連接，同時與過零脈衝檢測電 路7相連接，過零脈衝檢測電路7由門控信號產生電路和邏輯門電路組成，送 入的過零信號作為採樣全波邏輯電路4的時鐘同步信號，門控信號產生電路根 據時鐘同步信號和比較器3送來的比較結果產生與比較結果相對應的門控信號， 該門控信號和過零脈衝信號同時送入邏輯門電路，邏輯門電路的輸出便是所需要的觸發脈衝，該觸發脈衝送入脈衝放大器5。
脈衝放大器5的輸入端與採樣全波邏輯電路4連接，輸出端與負載及可控 矽電路6連接，脈衝放大器5將採樣全波邏輯電路4送來的觸發脈衝經放大饋 送給可控矽的控制極。負載及可控矽電路6由可控矽及負載組成，其輸入端為 可控矽控制極，與脈衝放大器5輸出相連接，可控矽的陽極接有負載。
過零脈衝檢測電路7的輸入端連接經過限流的交流電源，該電路檢測到交 流電壓的過零點，在過零點的前後產生脈衝階躍，其輸出端與採樣全波邏輯電 路4連接。電源電路8通過降壓電阻、二極體和濾波電容直接連接交流電源電
路，並為溫度傳感橋路提供穩定電壓。
故障保護電路9在溫度傳感器開路時，比較器3輸入電壓將超過專門設置 的門限電壓，此時故障保護電路9將禁止脈衝輸出，使負載得到安全保護。
本實用新型工作原理如下
溫度傳感器及調溫電路1與基準電壓產生電路2組成電橋，其兩個輸出接 在比較器3的兩個輸入端，當溫度上升或下降時，溫度傳感器的阻值變化，從 而導致溫度傳感器的電阻值與調溫電阻所分的電壓改變，使輸出到比較器3的 電壓改變。當溫度傳感器及調溫電路1輸出電壓高於基準電壓產生電路2輸出 的電壓時，比較器3允許採樣全波邏輯電路4為可控矽同步遞交一個脈衝，脈 衝控制可控矽的導通。
當溫度傳感器及調溫電路1輸出電壓低於基準電壓產生電路2輸出電壓時， 比較器3處於截止狀態，沒有脈衝產生，可控矽不導通，實現調節加熱的功能。 本實用新型應用範圍廣泛，例如電熱水壺、電飯煲、電熱毯、電爐等電熱器具, 實現溫度或加熱能力的調節。
權利要求1、一種零電壓觸發電子調溫裝置，包括溫度傳感器及調溫電路(1)、基準電壓產生電路(2)、比較器(3)、採樣全波邏輯電路(4)、脈衝放大器(5)、負載及可控矽電路(6)、過零脈衝檢測電路(7)、電源電路(8)和故障保護電路(9)，其特徵是所述溫度傳感器及調溫電路(1)包括溫度傳感器和調溫電阻，溫度傳感器及調溫電路(1)和基準電壓產生電路(2)分別與比較器(3)連接，故障保護電路(9)同時與溫度傳感器及調溫電路(1)和比較器(3)連接；所述採樣全波邏輯電路(4)的輸入端與比較器(3)連接，同時依次與過零脈衝檢測電路(7)和電源電路(8)連接，過零脈衝檢測電路(7)由門控信號產生電路和邏輯門電路組成；所述電源電路(8)同時與負載及可控矽電路(6)連接，脈衝放大器(5)的輸入端與採樣全波邏輯電路(4)連接，其輸出端與負載及可控矽電路(6)連接；所述負載及可控矽電路(6)由可控矽及負載組成，其輸入端為可控矽控制極，與脈衝放大器(5)的輸出端連接，可控矽的陽極連接負載。
2、 根據權利要求l所述的零電壓觸發電子調溫裝置，其特徵是所述溫度 傳感器及調溫電路(l)中溫度傳感器可以與被測物直接接觸，調溫電路的調溫 電阻可以手動調節電阻值大小。
3、 根據權利要求l所述的零電壓觸發電子調溫裝置，其特徵是所述溫度 傳感器及調溫電路(1)與基準電壓產生電路(2)組成電橋，其兩個輸出端連 接比較器(3)的兩個輸入端。
4、 根據權利要求1或3所述的零電壓觸發電子調溫裝置，其特徵是所述 電源電路(8)通過降壓電阻、二極體和濾波電容直接連接交流電源電路，並為 溫度傳感器橋路提供穩定電壓。
專利摘要本實用新型涉及零電壓觸發電子調溫裝置，屬於電加熱及保溫技術領域，包括溫度傳感器及調溫電路(1)、基準電壓產生電路(2)、比較器(3)、採樣全波邏輯電路(4)、脈衝放大器(5)、負載及可控矽電路(6)、過零脈衝檢測電路(7)、電源電路(8)和故障保護電路(9)，本裝置運用零電壓觸發控制晶片，通過處於零電壓模式的三端雙向可控矽開關元件來控制交流線路上的電阻性負載，從而實現溫度調節。本實用新型解決了現有的移相觸發方式的諧波幹擾，以及一般調溫裝置分立元件過多，自身功耗較大，精度和穩定性較低的問題，可廣泛運用於電阻性負載，例如電熱水壺、電飯煲、電熱毯、電爐等電熱器具，實現溫度或加熱的功率調節。
文檔編號G05D23/20GK201364508SQ20082020016
公開日2009年12月16日 申請日期2008年9月8日 優先權日2008年9月8日
發明者李學濱 申請人:李學濱