家用柔性電加熱器的安全溫度控制裝置的製作方法

2023-07-17 19:17:46

專利名稱：家用柔性電加熱器的安全溫度控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型與採用雙層(或三層)螺旋電熱線的家用柔性電加熱器安全溫度控制裝置有關。
背景技術：
在現有技術中，對家用柔性電加熱器具的工作溫度的控制多採用兩種方式。一種是開環控制方式，如兩檔或多檔調溫開關。由於調溫開關沒有設置溫度傳感元件，不能檢測家用柔性電加熱器具實際已達到的溫度值，因而不能將最大溫升可靠地控制在一個預期的安全工作溫度以下，以致安全隱患嚴重，不能滿足國家標準《GB17652-1998電熱毯、電熱墊和家用類似柔性發熱器具》的要求。另一種是閉環控制方式，如模似控溫開關(ZL98229600.2)。適用於採用雙層螺旋發熱線的家用柔性電加熱器具。它是將雙層螺旋線中的一根螺旋線用作電加熱器，另一根與其平行繞制且與其絕緣的螺旋線用作溫度傳感器，一般稱為感溫線。它採集感溫線電阻值的變量，用模擬電壓比較器方式實現溫度設定和控制。但是，目前國產雙層螺旋線構件中，感溫線的電阻值離散性很大，致使每件家用柔性電加熱器具的「溫阻基準」都可能不一樣。生產中對每件產品進行相對準確的溫度標定(即調試)是非常困難的。致使產品之間控溫結果差異很大，其安全工作溫度的控制也就不一致和不準確。而且，生產成本較高。
實用新型的內容本實用新型的目的是提供一種結構簡單，成本低廉，控制精度高，能可靠地實現安全工作溫度閉環控制的家用柔性電加熱器安全溫度控制裝置。
本實用新型是這樣實現的本實用新型家用柔性電加熱器的安全溫度控制裝置，包括與兩層螺旋線(H、S)連接的埠，螺旋電熱線(H)與交流電源兩端連接並與控制電路的輸出連接，螺旋感溫線(S)與電熱線(H)平行繞制且與電熱線(H)絕緣，感溫線(S)與控制電路的輸入連接，感溫線(S)兩端短接於控制電路的輸入埠，再通過降壓整流電路後接三極體(VT)的基極(b)，控制電路由三極體(VT)和可控矽(VS)組成，三極體(VT)的集電極(c)接可控矽(VS)的控制極(g)，可控矽(VS)的正極(a)接電熱線(H)的一端，負極(K)接三極體(VT)的發射極和交流電源的一端，有二極體(D7)反向並聯於可控矽(VS)的a、k端。
電熱線(H)的另一端一路直接接開關(K)的高端，另一路通過二極體(D1)接開關(K)的低端，開關(K)的另一端接電源。
所說的降壓整流電路由並聯的電阻(R1，R2)與二極體(D3)串聯構成，二極體(D3)的負極接電晶體(VT)的基極。
二極體(D6)的正極接二極體(D1)的負極，(D6)的負極經分壓電阻(R3，R4)接可控矽(VS)的負極，可控矽(VS)的控制端(g)經雙向二極體(DB)接於分壓電阻(R3，R4)。
開關(K)的一端通過熱熔斷器(RH)接電源，熱熔斷器(RH)位於電阻(R1，R2)之間並與之並排緊靠在一起，二極體(D3)的正極通過二極(D2)接二極體(D1)正極，二極體(D3)的負極經串聯的二極體(D4，D5)接開關(K)的另一端。
本實用新型將雙層螺旋線構件中兩層金屬螺旋線，即內層的電熱線(H)和外層的感溫線(S)之間的絕緣層的阻抗值作為溫度檢測量值，感溫線(S)不再用作溫度傳感元件，僅作為構成阻抗的電極和導體使用。在本實用新型的電路結構中，將感溫線(S)兩端短接，再通過電阻(R1∥R2)和整流二極體(D3)的串聯電路連接到三極體(VT)的基極(b)，三極體(VT)的集電極(c)和發射極(e)與可控矽(VS)的控制極(g)和陰極(k)並聯，可控矽(VS)串聯在電熱線(H)主迴路中。當電源電壓由本實用新型施加於電熱線(H)時，電熱線(H)溫度逐漸上升，絕緣層阻抗值逐漸減小，電熱線(H)上的電勢通過這個變化的阻抗由上述電路加於三極體(VT)的基極(b)的電壓逐漸增大，當三極體(VT)導通時，可控矽(VS)被關斷，電熱線(H)加熱溫升被限制，這樣實現了安全工作溫度閉環控制。
本實用新型因為採集雙層螺旋線構件中，兩層金屬螺旋線之間的絕緣層的阻抗變量作為溫度傳感信號，絕緣層的阻抗是由高分子絕緣材料的物理特徵和雙層螺旋線幾體形狀結構所確定的，隨溫度變化的交流阻抗變量穩定。所以，容易實現對加熱線安全工作溫度的控制，而且電路結構特別簡單可靠。
本實用新型因為將雙層螺旋線構件中的感溫線(S)不再用作溫度傳感元件，僅作為電極和導體使用。所以，感溫線(S)的溫阻誤差不再影響控制精度。


圖1為本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
本實用新型殼體上有一輸入埠接感溫線S的兩端，有一輸出埠接電源開關K和電熱線H一端，有一輸出埠接電熱線H的另一端，另有一埠接電源開關K的另一端。
附圖1中，標示出了由限流電阻R1和電阻R2、整流二極體D3、限幅二極體D4和二極體D5、電容C、三極體VT、可控矽VS、二極體D7、雙向二極體DB、分壓電阻R3和電阻R4、整流二極體D6、電阻R5、發光二極體LED、整流二極體D1、整流二極體D2、熱熔斷器RH、電源開關K、以及感溫線S和電熱線H所構成的電路的連接關係。
在此電路結構中，加熱主迴路由電源開關K、整流二極體D1、可控矽VS、與可控矽VS反向並聯二極體D7和電熱線H組成。當開關K閉合於(高)檔位時，交流電壓經可控矽VS和二極體D7加於電熱線H兩端，電熱線H以100％功率加熱升溫。此時，可控矽VS的關斷和導通可以控制電路H功率在50％和100％之間改變。當開關K閉合於低檔位時，交流電壓的一個半波被二極體D1阻斷，另一個半波經可控矽VS施加於電熱線H，電熱線H以50％的功率加熱升溫。此時，可控矽VS的關斷和導通可以控制電熱線H功率在0和50％之間改變。安全工作溫度控制和傳感信號採集迴路由兩端短接的感溫線S、並聯的電阻R1和電阻R2、二極體D3、電容C，以及三極體VT組成。三極體VT的集電極c和發射極e與可控矽VS的控制極g和陰極k並聯。當電熱線H通電時，感溫線S上即有電勢經並聯的電阻R1和R2限流降壓後，再經二極體D3整流後加於三極體VT的基極b。感溫線S上的電勢隨發熱線H的溫度上升而增大，至三極體VT導通過可控矽VS被關斷，電熱線H的溫升被限制。調整電阻R1和R2並聯阻值的大小，即可限制電熱線H的最高溫升。電容C的作用是穩定三極體VT的工作狀態。可控矽VS觸發迴路由二極體D6、電阻R3、電阻R4和雙向二極體DB組成。交流電壓經二極體D6整流後加於電阻R3和R4的串聯迴路上，當R3和R4的分壓達到雙向二極體DB的轉折電壓時，可控矽VS被觸發，調節電阻R3的大小，可以改變可控矽VS導通角實現溫度調節。熱熔斷器RH是非常工作保護元件，在安裝位置上放在電阻R1和R2中間與之並排緊靠在一起，在電熱線H和感溫線S之間的絕緣被損壞時有電流流過R1和R2，經二極體D1、D2構成迴路，或經二極體D3、D4、D5構成迴路。電阻R1和R2溫度迅速上升將熱熔斷器RH熔斷，實現了斷電保護。電阻R5串聯發光二極體LED作為電源指示。
權利要求1.家用柔性電加熱器的安全溫度控制裝置，包括與兩層螺旋線(H、S)連接的埠，螺旋電熱線(H)與交流電源兩端連接並與控制電路的輸出連接，螺旋感溫線(S)與電熱線(H)平行繞制且與電熱線(H)絕緣，感溫線(S)與控制電路的輸入連接，其特徵在於感溫線(S)兩端短接於控制電路的輸入埠，再通過降壓整流電路後接三極體(VT)的基極(b)，控制電路由三極體(VT)和可控矽(VS)組成，三極體(VT)的集電極(c)接可控矽(VS)的控制極(g)，可控矽(VS)的正極(a)接電熱線(H)的一端，負極(K)接三極體(VT)的發射極和交流電源的一端，有二極體(D7)反向並聯於可控矽(VS)的a、k端。
2.根據權利要求1所述的控制裝置，其特徵在於電熱線(H)的另一端一路直接接開關(K)的高端，另一路通過二極體(D1)接開關(K)的低端，開關(K)的另一端接電源。
3.根據權利要求1所述的控制裝置，其特徵在於所說的降壓整流電路由並聯的電阻(R1，R2)與二極體(D3)串聯構成，二極體(D3)的負極接電晶體(VT)的基極。
4.根據權利要求1所述的控制裝置，其特徵在於二極體(D6)的正極接二極體(D1)的負極，(D6)的負極經分壓電阻(R3，R4)接可控矽(VS)的負極，可控矽(VS)的控制端(g)經雙向二極體(DB)接於分壓電阻(R3，R4)。
5.根據權利要求1或3所述的控制裝置，其特徵在於開關(K)的一端通過熱熔斷器(RH)接電源，熱熔斷器(RH)位於電阻(R1，R2)之間並與之並排緊靠在一起，二極體(D3)的正極通過二極(D2)接二極體(D1)正極，二極體(D3)的負極經串聯的二極體(D4，D5)接開關(K)的另一端。
專利摘要本實用新型為家用柔性電加熱器的安全溫度控制裝置，包括與兩層螺旋線(H、S)連接的埠，螺旋電熱線(H)與交流電源兩端連接並與控制電路的輸出連接，螺旋感溫線(S)與電熱線(H)平行繞制且與電熱線(H)絕緣，感溫線(S)與控制電路的輸入連接，感溫線(S)兩端短接並與控制電路的輸出連接，再通過降壓整流電路後接三極體(VT)的基極(b)，控制電路由三極體(VT)和可控矽(VS)組成，三極體(VT)的集電極(c)接可控矽(VS)的控制極(g)，可控矽(VS)的正極(a)接電熱線(H)的一端，負極(K)接三極體(VT)的發射極和交流電源的一端，有二極體(D7)反向並聯於可控矽(VS)的a、k端。
文檔編號H05B3/00GK2636569SQ0324964
公開日2004年8月25日 申請日期2003年7月24日 優先權日2003年7月24日
發明者張曉帆, 梁冰, 賴長東, 巫松波 申請人:成都彩虹電器(集團)股份有限公司