用於PTC/NTC發熱線的溫度精控及保護裝置的製作方法

2023-05-29 08:53:01 2

本發明涉及一種電加熱的溫度控制技術,特別是一種用於ptc/ntc發熱線的溫度精控及保護裝置。
背景技術：
：ptc材料是一種具有正溫度係數的半導體電阻，超過居裡溫度時，其電阻值隨著溫度的升高而顯著增大。ntc材料是一種具有負溫度係數的半導體電阻，超過居裡溫度時，其電阻值隨著溫度的升高而顯著減小。ptc/ntc發熱線，則是在pvc絕緣層外殼內設置一層檢測線、一層ptc加熱線，並在檢測線和ptc發熱線之間填充一層ntc絕緣材料。現有的發熱毯、電熱毯、寵物墊、發熱靴、按摩發熱墊、人體局部發熱產品，暖胎墊、餐盤加熱墊及其它物品保溫、加熱系列產品中的發熱元件經常採用ptc/ntc發熱線。但是，目前國內外的傳統發熱墊、電熱毯等電熱產品，採用普通發熱線加熱、溫控器控溫，其控溫精度誤差較大，恢復時間較長，溫度平穩度不好，在不同的使用環境下發熱效果相差明顯，在環境溫度很低的時候使用者會感覺不夠熱，舒適度不佳，且這些產品非正常使用時，無任何安全保護功能。而對於採用單純ptc加熱線或單純ptc測溫的溫度控制產品在安全方面也不能對產品局部或單點過溫、過熱進行保護，非正常使用仍有安全隱患，產品失效可能對使用者產生危害。而另有一類電熱產品，儘管採用ptc/ntc發熱線，具有利用ntc特性對產品局部或單點過溫過熱進行保護的功能，但其利用ntc特性對產品局部或單點過溫過熱進行保護的原理卻是通過判斷ntc絕緣材料因局部高溫形成較大漏電流在取樣電阻上產生的壓降是否達到主控晶片（或單片機或微控制器）的輸入高電平的方式來實現的，而高電平的數值卻會因主控晶片之間的差異一般可達±10%的直流供電電壓、主控晶片的直流供電電壓的差異一般可達±0.5v等因素，導致對產品局部或單點過溫過熱進行保護的溫度點相差懸殊一般可達±10℃，不足之處顯而易見。技術實現要素：本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的現狀，而提供控溫精度高、溫度平穩度好、非正常使用安全保護功能齊全、並能對產品局部或單點過溫過熱進行精確保護的一種用於ptc/ntc發熱線的溫度精控及保護裝置。本發明解決上述技術問題所採用的技術方案為：用於ptc/ntc發熱線的溫度精控及保護裝置，該裝置包括與ptc/ntc發熱線中的ntc絕緣層和檢測線一起組成一種電阻串聯分壓電路構成ntc及斷線檢測模塊的第三分壓電阻、第四分壓電阻和第五分壓電阻以及與ptc/ntc發熱線中的ptc加熱線一起串聯組成加熱模塊的兩個無觸點、小電流可控的功率開關元件；兩個功率開關元件分別為第一雙向可控矽和第二雙向可控矽；第三分壓電阻、第四分壓電阻、第五分壓電阻、第一雙向可控矽和第二雙向可控矽均集成在一塊印刷線路板上，並且該印刷線路板上還集成有短路保護模塊、emc模塊、直流穩壓模塊、同步模塊、主控晶片模塊、檔位指示模塊、操作模塊、電壓檢測模塊、電流檢測模塊和觸發模塊；印刷線路板固定安裝在一個帶有按鍵帽的塑膠外殼內與該塑膠外殼一起共同形成一個設置於ptc/ntc發熱線之前的、完整的能對ptc/ntc發熱線進行實時溫度控制和保護的控制裝置；塑膠外殼引出有能與交流電源插配連接用於為裝置引入交流市電的交流輸入模塊，交流輸入模塊為帶有電源插頭的電源線，該電源線內的兩根芯線中的一根與印刷線路板的火線端焊接相連接，電源線內的兩根芯線中的另一根與印刷線路板的零線端焊接相連接。為優化上述技術方案，採取的措施還包括：上述的主控晶片模塊為裝置中對溫度精控及保護起數據運算和處理功能的代號稱為u1的主控晶片，主控晶片具有與ntc及斷線檢測模塊相連用於接收ntc及斷線檢測模塊生成的斷線檢測信號和ntc檢測信號的第6腳以及用於信號控制加熱模塊工作的第9腳，第9腳連接觸發模塊並通過觸發模塊向第一雙向可控矽和第二雙向可控矽發送觸發控制脈衝信號控制加熱模塊工作。上述的短路保護模塊為能在裝置的電路中出現異常大電流時迅速熔斷防止高溫乃至火災或爆炸事故發生的熔斷器，熔斷器的輸入端連接於火線端；emc模塊由壓敏電阻、x電容和第一電阻並聯而成，並聯後形成的emc模塊的第一端與熔斷器的輸出端相連接，並聯後形成的emc模塊的第二端與印刷線路板的零線端相連接。上述的直流穩壓模塊為由降壓電容、第二電阻、第一整流二極體、第二整流二極體、電解電容、瓷片電容、第三電阻和穩壓二極體組成的具有阻容降壓、整流、穩壓和濾波功能的電路，該直流穩壓模塊將市交流電轉換成穩定的5v直流電源為使用低壓用電的模塊提供低壓供電；降壓電容的第一端連接emc模塊的第一端，降壓電容的第二端連接第二電阻的第一端，第二電阻的第二端連接第一整流二極體的陽極和第二整流二極體的陰極，第二整流二極體的陽極連接印刷線路板的零線端，第一整流二極體的陰極連接穩壓二極體的陰極、電解電容的正極、瓷片電容的第一端、第三電阻的第一端，穩壓二極體的陽極、電解電容的正極、瓷片電容的第一端和第三電阻的第一端；所述穩壓二極體的陽極、電解電容的負極、瓷片電容的第二端和第三電阻的第二端均連接於印刷線路板的零線端。上述的ntc及斷線檢測模塊在觸發模塊關閉加熱模塊後能形成檢測迴路；第三分壓電阻的第一端連接熔斷器的輸出端，該第三分壓電阻的第二端與ptc/ntc發熱線中檢測線的第一端和檢測線的第二端以及第四分壓電阻的第一端連接在一起，第四分壓電阻的第二端連接主控晶片的第6腳和第五分壓電阻的第一端，第五分壓電阻的第二端連接零線端；組成熱模塊的ptc加熱線的第一端與熔斷器的輸出端相連接，ptc加熱線的第二端接於第一雙向可控矽的第二主電極，第一雙向可控矽的第一主電極連接第二雙向可控矽的第二主電極，第二雙向可控矽的第一主電極與電流檢測模塊相連接。上述的觸發模塊採用電阻限流、電容耦合的方式發送觸發控制脈衝信號；該觸發模塊為由第一限流電阻、第二限流電阻、第一耦合電容、第二耦合電容和抗幹擾電阻組成的電路；第一限流電阻和第二限流電阻並聯後的第一端連接主控晶片的第9腳，第一限流電阻和第二限流電阻並聯後的第二端連接第一耦合電容的第一端和第二耦合電容的第一端，第一耦合電容的第二端與第一雙向可控矽的門極相連接，第二耦合電容的第二端連接第二雙向可控矽的門極，抗幹擾電阻跨接於第二雙向可控矽的門極與第一主電極之間。上述的電流檢測模塊為由取樣電阻和隔離電阻組成的一種小阻值電阻取樣電路，第二雙向可控矽的第一主電極與電流檢測模塊中取樣電阻的第一端和隔離電阻的第一端相連接，取樣電阻的第二端連接零線端；主控晶片具有用於輸入加熱模塊檢測電流的第7腳，隔離電阻的第二端與主控晶片的第7腳相連接。上述的主控晶片具有輸入與交流電源相位相反且電壓幅值最大為+5v同步信號的第15腳；同步模塊由第四電阻和穩壓管構成的取樣電路以及由整形npn型三極體構成的整形電路組成；第四電阻的第一端連接熔斷器的輸出端，第四電阻的第二端連接穩壓管的陰極和npn型三極體的基極，穩壓管的陽極和npn型三極體的發射極均接零線端，npn型三極體的集電極連接上拉電阻的第二端和主控晶片的第15腳，上拉電阻的第一端連接直流穩壓模塊的+5v輸出端。上述的主控晶片具有輸入電壓採樣值的第14腳；電壓檢測模塊為包含第一分壓電阻和第二分壓電阻構成的一種電阻串聯分壓電路，第一分壓電阻的第一端連接熔斷器的輸出端，該第一分壓電阻的第二端與第二分壓電阻的第一端以及主控晶片的第14腳相連接，第二分壓電阻第二端連接零線端；操作模塊為將按壓與釋放的按鍵操作轉換為電平信號供主控晶片檢測的一個輕觸按鍵，該輕觸按鍵的一端連接主控晶片的第8腳，另一端接零線端；主控晶片具有與直流穩壓模塊的+5v輸出端相連的第16腳和與零線端相連的第1腳以及懸空不用的第2腳、第3腳、第4腳、第5腳和第10腳。上述的檔位指示模塊由高檔led顯示電路、中檔led顯示電路和低檔led顯示電路組成；高檔led顯示電路由第三限流電阻和紅色發光二極體組成，第三限流電阻的第一端連接直流穩壓模塊的+5v輸出端，第三限流電阻的第二端連接紅色發光二極體的陽極，紅色發光二極體的陰極連接主控晶片的第11腳；中檔led顯示電路由第四限流電阻和黃色發光二極體組成，第四限流電阻的第一端連接直流穩壓模塊的+5v輸出端，第四限流電阻的第二端連接黃色發光二極體的陽極，黃色發光二極體的陰極連接主控晶片的第12腳；低檔led顯示電路由第五限流電阻和綠色發光二極體組成，第五限流電阻的第一端連接直流穩壓模塊的+5v輸出端，第五限流電阻的第二端連接綠色發光二極體的陽極，綠色發光二極體的陰極連接主控晶片的第13腳。與現有技術相比，本發明的一種用於ptc/ntc發熱線的溫度精控及保護裝置，由於採用ptc控溫，所以溫度控制精確，誤差小於±3攝氏度，避免了機械溫控器回滯溫度區間大的弊端，具有控溫精度高、平穩度好的優點。本發明在產品局部或單點過溫過熱保護方面，因主控晶片為採用12bits模擬-數字轉換器，使產品局部或單點過溫過熱而在ntc絕緣層中生成的漏電流經ntc取樣電阻轉換而成的漏電壓降的解析度可達819級/伏，所以能對產品局部或單點過溫過熱進行精確保護，誤差同樣也小於±3攝氏度，並可以實現短路保護、抗幹擾能力強、騷擾度小、電網浪湧抑制、斷線保護、防雙向可控矽誤觸發、防單個雙向可控矽短路、防主控晶片失效或觸發引腳損壞、防用戶程序跑飛等安全保護功能。附圖說明圖1為本發明實施例的電路模塊結構示意圖；圖2為本發明實施例的電路原理示意圖；圖3為本發明實施例的同步及觸發波形示意圖；圖4為ntc及斷線檢測功能原理示意圖。具體實施方式以下結合附圖對本發明的實施例作進一步詳細描述。圖1至圖4為本發明實施例的結構示意圖。其中的附圖標記為：火線端l、零線端n、交流輸入模塊1、短路保護模塊2、熔斷器f1、emc模塊3、第一電阻r1、壓敏電阻rv1、x電容c1、直流穩壓模塊4、降壓電容c2、第二電阻r2、第三電阻r3、第一整流二極體d1、第二整流二極體d2、穩壓二極體zd1、電解電容c3、瓷片電容c4、同步模塊5、第四電阻r4、上拉電阻r5、穩壓管zd2、npn型三極體q1、主控晶片模塊6、檔位指示模塊7、第三限流電阻r15、第四限流電阻r16、第五限流電阻r17、紅色發光二極體ds1、黃色發光二極體ds2、綠色發光二極體ds3、操作模塊8、電壓檢測模塊9、第一分壓電阻r6、第二分壓電阻r7、電流檢測模塊10、取樣電阻r8、隔離電阻r9、ntc及斷線檢測模塊11、第三分壓電阻rx1、第四分壓電阻r10、第五分壓電阻r11、觸發模塊12、第一限流電阻r12、第二限流電阻r13、抗幹擾電阻r14、第一耦合電容c5、第二耦合電容c6、加熱模塊13、第一雙向可控矽t1、第二雙向可控矽t2。如圖1至圖4所示，本發明的用於ptc/ntc發熱線的溫度精控及保護裝置，其裝置為對發熱體進行精確的溫度控制和保護的一種控制器或者說控制裝置，這裡所說的發熱體即是ptc/ntc發熱線。ptc/ntc發熱線是在pvc絕緣層外殼內設置一層檢測線、一層ptc加熱線，並在檢測線和ptc發熱線之間填充一層ntc絕緣材料的一種發熱體。本發明圖2中左上角部分即為發熱體的組成部分，其餘即為本發明的裝置。本發明的裝置包括與ptc/ntc發熱線中的ntc絕緣層和檢測線一起組成一種電阻串聯分壓電路構成ntc及斷線檢測模塊11的第三分壓電阻rx1、第四分壓電阻r10和第五分壓電阻r11以及與ptc/ntc發熱線中的ptc加熱線一起串聯組成加熱模塊13的兩個無觸點、小電流可控的功率開關元件；兩個功率開關元件分別為第一雙向可控矽t1和第二雙向可控矽t2；第三分壓電阻rx1、第四分壓電阻r10、第五分壓電阻r11、第一雙向可控矽t1和第二雙向可控矽t2均集成在一塊印刷線路板上，並且該印刷線路板上還集成有短路保護模塊2、emc模塊3、直流穩壓模塊4、同步模塊5、主控晶片模塊6、檔位指示模塊7、操作模塊8、電壓檢測模塊9、電流檢測模塊10和觸發模塊12；印刷線路板固定安裝在一個帶有按鍵帽的塑膠外殼內與該塑膠外殼一起共同形成一個設置於ptc/ntc發熱線之前的、完整的能對ptc/ntc發熱線進行實時溫度控制和保護的控制裝置；塑膠外殼引出有能與交流電源插配連接用於為裝置引入交流市電的交流輸入模塊，交流輸入模塊為帶有電源插頭的電源線，該電源線內的兩根芯線中的一根與印刷線路板的火線端l焊接相連接，電源線內的兩根芯線中的另一根與印刷線路板的零線端n焊接相連接。本發明的塑膠外殼由底殼和上蓋組成，按鍵帽設置在上蓋上通過按壓控制操作模塊8，上蓋上還設有三個透明的用於透出檔位指示模塊7提供的不同檔位工作狀態可示性顯示光的顯示罩。本發明的短路保護模塊2為能在裝置的電路中出現異常大電流時迅速熔斷防止高溫乃至火災或爆炸事故發生的熔斷器f1，熔斷器f1能確保產品的使用安全。該熔斷器f1的輸入端即第一端連接於印刷線路板的火線端l。本發明的emc模塊3由壓敏電阻rv1、x電容c1和第一電阻r1並聯而成，並聯後形成的emc模塊3的第一端與熔斷器f1的輸出端即第二端相連接，並聯後形成的emc模塊3的第二端與印刷線路板的零線端n相連接。x電容c1和電阻r1的作用是既要提高裝置自身的抗幹擾能力以達到安規認證的要求，又要降低裝置對電網的騷擾度也達到安規認證的要求，壓敏電阻rv1的作用是抑制交流電源的浪湧電壓對該ptc/ntc發熱線的溫度控制及保護裝置的衝擊。也就是說，本裝置所需的交流電源通過交流輸入模塊1的電源線引入，經過接於印刷線路板的火線端l的具有短路保護功能的熔斷器f1後，交由emc模塊3進行裝置抗擾能力的提升、裝置騷擾度的降低和交流電源浪湧電壓的抑制處理，使交流電源的質量變得純淨，再供直流穩壓模塊4、同步模塊5、電壓檢測模塊9、ntc及斷線檢測模塊11、加熱模塊13使用。本發明的主控晶片模塊6為裝置中對溫度精控及保護起數據運算和處理功能的代號稱為u1的主控晶片，主控晶片模塊6採用的是一款sop16封裝、2k*14bitsflashrom、208bytesram、12*12bitsadc、8m/4m內振、3個內部+2個外部中斷源、8級堆棧、內置wdt定時器的高性價比的微控制器，代號u1。主控晶片具有與ntc及斷線檢測模塊11相連用於接收ntc及斷線檢測模塊11生成的斷線檢測信號和ntc檢測信號的第6腳以及用於信號控制加熱模塊13工作的第9腳，第9腳連接觸發模塊12並通過觸發模塊12向所述第一雙向可控矽t1和第二雙向可控矽t2發送觸發控制脈衝信號控制加熱模塊13工作。本發明的直流穩壓模塊4為由降壓電容c2、第二電阻r2、第一整流二極體d1、第二整流二極體d2、電解電容c3、瓷片電容c4、第三電阻r3和穩壓二極體zd1組成的具有阻容降壓、整流、穩壓和濾波功能的電路，該直流穩壓模塊4將市交流電轉換成穩定的5v直流電源為使用低壓用電的模塊提供低壓供電；即直流穩壓模塊4提供+5v的直流電輸出給主控晶片模塊6、同步模塊5、檔位指示模塊7使用。降壓電容c2的第一端連接emc模塊3的第一端，降壓電容c2的第二端連接第二電阻r2的第一端，第二電阻r2的第二端連接第一整流二極體d1的陽極和第二整流二極體d2的陰極，第二整流二極體d2的陽極連接印刷線路板的零線端n，第一整流二極體d1的陰極連接穩壓二極體zd1的陰極、電解電容c3的正極、瓷片電容c4的第一端、第三電阻r3的第一端，穩壓二極體zd1的陽極、電解電容c3的正極、瓷片電容c4的第一端和第三電阻r3的第一端；穩壓二極體zd1的陽極、電解電容c3的負極、瓷片電容c4的第二端和第三電阻r3的第二端均連接於印刷線路板的零線端n。本發明在交流市電源負半周期間，電能經過零線端n、第二整流二極體d2、第二電阻r2、降壓電容c2、熔斷器f1回到火線端l，將正半周期間降壓電容c2的儲存電能放掉。交流電源正半周期間，電能經過火線端l、熔斷器f1、降壓電容c2、第二電阻r2、第一整流二極體d1、穩壓二極體zd1、電解電容c3、瓷片電容c4、第三電阻r3回到零線端n，給降壓電容c2充電的同時，在穩壓二極體zd1、電解電容c3、瓷片電容c4、第三電阻r3並聯的兩端得到穩定的5v直流電源，極性為與零線端n相連的一端為gnd，與電解電容c3正極相連的一端為+5v，即直流穩壓模塊4的+5v輸出端。本發明的ntc及斷線檢測模塊11在觸發模塊12關閉加熱模塊13後能形成檢測迴路；第三分壓電阻rx1的第一端連接熔斷器f1的輸出端，該第三分壓電阻rx1的第二端與ptc/ntc發熱線中檢測線的第一端和檢測線的第二端以及第四分壓電阻r10的第一端連接在一起，第四分壓電阻r10的第二端連接主控晶片的第6腳和第五分壓電阻r11的第一端，第五分壓電阻r11的第二端連接零線端n；組成加熱模塊13的ptc加熱線的第一端與熔斷器f1的輸出端相連接，ptc加熱線的第二端接於第一雙向可控矽t1的第二主電極，第一雙向可控矽t1的第一主電極連接第二雙向可控矽t2的第二主電極，第二雙向可控矽t2的第一主電極與電流檢測模塊10相連接。本發明加熱模塊13的作用是在交流電源過零點且接受觸發脈衝後，功率開關元件導通，ptc加熱線兩端得到交流電源而產生熱量，而沒有觸發脈衝時，功率開關元件關斷，ptc加熱線兩端得不到交流電源而停止加熱。加熱模塊13中，由於採用兩個功率元件的串聯，避免了採用單一功率元件時因功率元件的短路損壞而導致的發熱主體非正常發熱，從而確保產品安全。觸發模塊12採用電阻限流、電容耦合的方式發送觸發控制脈衝信號至雙向可控矽即兩個功率開關元件；該觸發模塊12為由第一限流電阻r12、第二限流電阻r13、第一耦合電容c5、第二耦合電容c6和抗幹擾電阻r14組成的電路；第一限流電阻r12和第二限流電阻r13並聯後的第一端連接主控晶片的第9腳，第一限流電阻r12和第二限流電阻r13並聯後的第二端連接第一耦合電容c5的第一端和第二耦合電容c6的第一端，第一耦合電容c5的第二端與第一雙向可控矽t1的門極相連接，第二耦合電容c6的第二端連接第二雙向可控矽t2的門極，抗幹擾電阻r14跨接於第二雙向可控矽t2的門極與第一主電極之間。觸發模塊12簡單可靠，一方面抗幹擾電阻r14可防止第一雙向可控矽t1和第二雙向可控矽t2的誤觸發，另外，即使主控晶片失效或其觸發脈衝輸出口損壞，一直保持高電平或低電平，都會因電容的隔直通交作用被第一耦合電容c5和第二耦合電容c6所隔斷，第一雙向可控矽t1和第二雙向可控矽t2得不到觸發脈衝電流而無法導通，避免發熱主體非正常發熱，從而確保產品安全。本發明的電流檢測模塊10為由取樣電阻r8和隔離電阻r9組成的一種小阻值電阻取樣電路，上述的第二雙向可控矽t2的第一主電極與電流檢測模塊10中取樣電阻r8的第一端和隔離電阻r9的第一端相連接，取樣電阻r8的第二端連接零線端n；主控晶片具有用於輸入加熱模塊13檢測電流的第7腳，隔離電阻r9的第二端與主控晶片的第7腳相連接。電流檢測模塊10的作用是在加熱模塊13中的第一雙向可控矽t1和第二雙向可控矽t2均開通後，交流電源將在火線端l、熔斷器f1、ptc加熱線、第一雙向可控矽t1、第二雙向可控矽t2、取樣電阻r8、零線端n的迴路中產生加熱電流ih，此加熱電流ih流過取樣電阻r8，即得到一個對應的電壓，大小等於ih與取樣電阻r8阻值的乘積，此電壓經隔離電阻r9供給主控晶片的第7腳，進行模擬與數位訊號轉換，轉換後電流採樣值作為溫度判斷的依據之一。本發明的主控晶片具有輸入與交流電源相位相反且電壓幅值最大為+5v同步信號的第15腳；同步模塊5由第四電阻r4和穩壓管zd2構成的取樣電路以及由整形npn型三極體q1構成的整形電路組成；第四電阻r4的第一端連接熔斷器f1的輸出端，第四電阻r4的第二端連接穩壓管zd2的陰極和npn型三極體q1的基極，穩壓管zd2的陽極和npn型三極體q1的發射極均接零線端n，npn型三極體q1的集電極連接上拉電阻r5的第二端和主控晶片的第15腳，上拉電阻r5的第一端連接直流穩壓模塊4的+5v輸出端。正半周時，交流電源的正弦波電壓經火線端l、熔斷器f1、第四電阻r4、穩壓管zd2和npn型三極體q1的be結至gnd即零線端n，npn型三極體q1的be結由於正向偏置而導通，其集電極，也就是主控晶片的第15腳始終為0。負半周時，交流電源的正弦波電壓經gnd、穩壓管zd2、第四電阻r4、熔斷器f1、火線端l，npn型三極體q1的be結由於反向偏置而截止，npn型三極體q1的集電極，也就是主控晶片的第15腳始終為1，如圖3所示。本發明的主控晶片具有輸入電壓採樣值的第14腳；電壓檢測模塊9為包含第一分壓電阻r6和第二分壓電阻r7構成的一種電阻串聯分壓電路，第一分壓電阻r6的第一端連接熔斷器f1的輸出端，該第一分壓電阻r6的第二端與第二分壓電阻r7的第一端以及主控晶片的第14腳相連接，第二分壓電阻r7第二端連接零線端n；電壓檢測模塊9的作用是從熔斷器f1的輸出端與零線端n之間獲取交流電源，將幅值很高的交流電壓以線性關係降低為幅值5v以內的交流電壓，供給主控晶片的第14腳，進行模擬與數字轉換，轉換後的電壓採樣值作為溫度判斷的又一依據。操作模塊8為將按壓與釋放的按鍵操作轉換為電平信號供主控晶片檢測的一個輕觸按鍵，該輕觸按鍵的一端連接主控晶片的第8腳，另一端接零線端n；操作模塊8作用是將按壓與釋放的按鍵操作轉換為分別對應主控晶片的第8腳上的0即低電平，對應0v與1即高電平，對應+5v的電平信號，供主控晶片檢測。本裝置的工作狀態只能由該輕觸按鍵設定，根據輕觸按鍵的操作次數，可以設定裝置的待機狀態及低檔、中檔或高檔工作狀態。輕觸按鍵操作次數與裝置工作狀態對應關係為：按鍵操作次數裝置工作狀態0（上電未操作）待機1low檔2med檔3high檔≥4如上循環主控晶片具有與直流穩壓模塊4的+5v輸出端相連的第16腳和與零線端n相連的第1腳以及懸空不用的第2腳、第3腳、第4腳、第5腳和第10腳。本發明的主控晶片共具有16個腳，也就是連線引腳，主控晶片的引腳配置如下：第1腳連接gnd；第16腳連接+5v；第2、3、4、5腳配置為推輓輸出口，懸空不用；第6腳配置為模擬輸入口，接收ntc及斷線檢測信號；第7腳配置為模擬輸入口，接收電流檢測信號；第8腳配置為帶內部上拉電阻的輸入口，連接操作按鍵；第9腳配置為推輓輸出口，連接可控矽觸發電路；第10腳配置為推輓輸出口，懸空不用；第11腳配置為推輓輸出口，連接高檔led指示燈；第12腳配置為推輓輸出口，連接中檔led指示燈；第13腳配置為推輓輸出口，連接低檔led指示燈；第14腳配置為模擬輸入口，接收電壓檢測信號；第15腳配置為外部中斷輸入口，接收同步信號。本發明的檔位指示模塊7由高檔led顯示電路、中檔led顯示電路和低檔led顯示電路組成；高檔led顯示電路由第三限流電阻r15和紅色發光二極體ds1即高檔led指示燈組成，第三限流電阻r15的第一端連接直流穩壓模塊4的+5v輸出端，第三限流電阻r15的第二端連接紅色發光二極體ds1的陽極，紅色發光二極體ds1的陰極連接主控晶片的第11腳；中檔led顯示電路由第四限流電阻r16和黃色發光二極體ds2即中檔led指示燈組成，第四限流電阻r16的第一端連接直流穩壓模塊4的+5v輸出端，第四限流電阻r16的第二端連接黃色發光二極體ds2的陽極，黃色發光二極體ds2的陰極連接主控晶片的第12腳；低檔led顯示電路由第五限流電阻r17和綠色發光二極體ds3即低檔led指示燈組成，第五限流電阻r17的第一端連接直流穩壓模塊4的+5v輸出端，第五限流電阻r17的第二端連接綠色發光二極體ds3的陽極，綠色發光二極體ds3的陰極連接主控晶片的第13腳。檔位指示模塊7的作用是指示所述裝置的當前工作檔位或工作狀態。其工作原理是，主控晶片的檔位指示驅動腳第11、12或13腳輸出電平如為1，則對應led熄滅，輸出電平如為0，則對應led點亮。本發明ntc及斷線檢測模塊11的作用是生成斷線檢測信號和ntc檢測信號，通過主控晶片的6腳，供主控晶片的模擬與數位訊號轉換器採集。ntc及斷線檢測模塊11的工作原理是，在交流電源的每17個周期的第一個周期的正半周，關斷加熱模塊13的第一雙向可控矽t1和第二雙向可控矽t2，交流電源首先將在火線端l、熔斷器f1、第三分壓電阻rx1、第四分壓電阻r10、第五分壓電阻r11、零線端n的迴路中產生一個恆定的斷線檢測電流ib，如圖4所示，除非該迴路斷線開路，其次在火線端l、熔斷器f1、ptc加熱線、ntc絕緣層、檢測線、第四分壓電阻r10、第五分壓電阻r11、零線端n的迴路中產生一個隨發熱線溫度變化而同向變化的ntc檢測電流in。恆定的斷線檢測電流ib和隨發熱線溫度變化而同向變化的ntc檢測電流in共同作用，在第五分壓電阻r11上將產生電壓降，通過主控晶片的第6腳，進入主控晶片的模擬與數字轉換器轉換，轉換後的數據稱為斷線及ntc採樣值，作為斷線保護和發熱主體局部過熱的判斷依據。當該迴路斷線開路時，在第五分壓電阻r11上產生的電壓降會低於主控晶片內程序中固化的斷線保護判斷基準值，主控晶片將關斷加熱模塊13的第一雙向可控矽t1和第二雙向可控矽t2，同時黃色led指示燈閃爍，避免發熱主體非正常發熱，從而確保產品安全。當該迴路未斷線開路且發熱線溫度較低時，ntc檢測電流in極小，只有斷線檢測電流ib在第五分壓電阻r11上產生電壓降，此電壓降會高於主控晶片內程序中固化的斷線保護判斷基準值，但低於主控晶片內程序中固化的發熱主體局部過熱的判斷基準值，斷線保護功能和發熱主體局部過熱保護功能均不起作用，整個裝置將按設定檔位正常工作，黃色led指示燈也不會閃爍。當該迴路未斷線開路且發熱線局部溫度過熱時，ntc檢測電流in較大，此時斷線檢測電流ib和隨發熱線溫度變化而同向變化的ntc檢測電流in共同作用，在第五分壓電阻r11上產生的電壓降既高於主控晶片內程序中固化的斷線保護判斷基準值，又高於主控晶片內程序中固化的發熱主體局部過熱的判斷基準值，斷線保護功能不起作用，黃色led指示燈不閃爍，但發熱主體局部過熱保護功能生效，主控晶片將關斷加熱模塊13的第一雙向可控矽t1和第二雙向可控矽t2，避免發熱主體非正常發熱，從而確保產品安全。本發明的主控晶片模塊6由直流穩壓模塊4輸出的+5v供電，完成初始化後，即循環運行用戶程序的主程序。主控晶片模塊6的主控晶片在運行用戶程序的主程序過程中，通過第8腳接收操作模塊8的按鍵信號，根據按鍵指令輸出檔位指示信號，點亮對應的檔位led指示燈。主控晶片模塊6中主控晶片在運行用戶程序的主程序過程中，通過第15腳還接收同步模塊5的同步信號。一旦該同步信號出現從「0」到「1」的上升沿或從「1」到「0」的下降沿，主控晶片立即中斷主程序的運行，轉而執行中斷服務程序。在中斷程序內，主控晶片根據該裝置目前的工作狀態和檢測的實時溫度，控制加熱模塊13中第一雙向可控矽t1和第二雙向可控矽t2的開通與關斷，同時啟動對應交流電源過零點至波峰點的4.167ms或5ms的定時子程序，為下次溫度檢測或ntc及斷線檢測做準備。主控晶片模塊6的主控晶片在運行用戶程序的主程序過程中，一旦上述已啟動的對應交流電源過零點至波峰點的4.167ms或5ms的定時子程序執行完畢，立即對當前通過第14腳和第7腳接收的電壓檢測模塊9的電壓信號和電流檢測模塊10的電流信號進行採集和模擬與數字轉換，轉換完成後，將電壓數據除以電流數據，根據歐姆定律算出對應ptc發熱線的當前阻值，也就對應ptc發熱線的當前實時溫度，此結果即參與對加熱模塊13中第一雙向可控矽t1和第二雙向可控矽t2的開通與關斷的控制。對應ptc發熱線的當前阻值越大，說明當前溫度越高，一旦高於檔位設定的阻值時，主控晶片會關斷第一雙向可控矽t1和第二雙向可控矽t2，斷開發熱線的供電電源。延時一段時間後，重新接通發熱線的供電電源，再次檢測ptc發熱線的阻值，重新判斷ptc發熱線的阻值是否降低到檔位設定的阻值範圍內，是則說明溫度降低了，需要加熱。如果ptc發熱線的阻值仍然高於檔位設定的阻值，則繼續斷開發熱線的供電電源。如此循環檢測、判斷和控制，即可達到溫度自動精確控制的目的。主控晶片模塊6的主控晶片在運行用戶程序的主程序過程中，通過第6腳還接收ntc及斷線檢測模塊11的ntc及斷線檢測信號。一旦上述已啟動的對應交流電源過零點至波峰點的4.167ms或5ms的定時子程序執行完畢，立即對當前通過6腳接收的ntc及斷線檢測模塊11的ntc及斷線檢測信號進行採集和模擬與數字轉換，依據模擬與數字轉換的結果，判斷發熱主體當前狀態是正常狀態，還是斷線狀態、或發熱主體局部過熱狀態，進而分別執行正常加熱或停熱功能、斷線保護功能和發熱主體局部過熱保護功能。本發明的最佳實施例已闡明，由本領域普通技術人員做出的各種變化或改型都不會脫離本發明的範圍。當前第1頁12