快速升溫裝置的製作方法

2023-05-29 16:03:21 1

專利名稱：快速升溫裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種升溫裝置，特別涉及一種快速升溫裝置。
背景技術：
由於現代人追求時間與效率，快速升溫技術應用廣泛，特別是在專業沙龍裡的直 發器、捲髮器的加熱過程中。然而，一個普通直發器從開機到能夠使用的溫度，至少需要等 待1分鐘以上的時間。有些廠商為了爭奪市場，盲目提升升溫速度，但無法解決快速升溫一 旦控制電路失效造成熔膠掉夾板等嚴重事故。中國專利ZL200720120927. 4公開了一種雙電壓多溫檔可控加熱電路，其用傳感 器來測量溫度，發熱體與傳感器分開，因傳感器本身的存在靈敏度問題，再加上傳感器與發 熱體之間有熱傳導過程，造成傳感器信號比實際溫度延時，故用這種方案在快速升溫控制 上無法得到快速反應和精準控制，升溫速度越快容易造成溫度波動大，溫度過衝大。發明內容本實用新型的目的在於提供一種升溫裝置，可以在較短時間內上升較高溫度。本實用新型快速升溫裝置包括用作熱負載的夾板、裝於所述夾板內的金屬陶瓷發 熱體、採樣電阻、雙向可控矽、控制晶片和與控制晶片相連的按鍵單元，採樣電阻用於檢測 發熱體上的電壓，獲得一採樣電壓，通過按鍵單元開機後，控制晶片將採樣電壓與輸入電壓 進行比較，並轉換為發熱體的實際溫度值，控制晶片根據發熱體的溫度變化速率，以及所述 實際溫度值與預設溫度值的差值來控制雙向可控矽的導通，以調節發熱體的發熱。優選地，所述快速升溫裝置還包括模數轉換單元，用於將採樣電壓與輸入電壓轉 換成數位訊號。優選地，所述快速升溫裝置還包括LED顯示單元或者IXD顯示單元，其受所述實際 溫度值與預設溫度值的差值的控制，用於升溫、降溫、恆溫的指示。優選地，所述快速升溫裝置還包括過溫度保護單元，其與所述發熱體相連。優選地，所述控制晶片包括寄存器，用於開機後，保存開關機設置、預設溫度和溫 度採樣時間。優選地，所述控制晶片包括電壓信號運算單元，用於將輸入電壓與採樣電壓的比 值F與參考值比較，轉換為實際測量溫度值A。優選地，所述控制晶片包括溫度運算處理單元，用於將前後兩次採樣的實際測量 溫度值A求差，再除以溫度採樣時間H得到溫度變化速率B，將實際測量溫度值A與預設溫 度E求差，得到溫度差C。優選地，所述控制晶片包括負載溫度控制單元，其根據發熱體的溫度變化速率B， 以及溫度差C做出下一階段升溫預處理，通過可控矽輸出控制單元來控制雙向可控矽的導 通，以調節發熱體的發熱。優選地，所述控制晶片包括定時計數關機處理單元，其檢測實際測量溫度值A的變化量，如果變化量在2攝氏度以內波動，啟動定時計數器達到設定時間後進入閒置狀態， 自動將溫度降低到設定溫度的一半，計數器再計數達到設定時間後，如果檢測還在閒置狀 態就自動關機，如果實際測量溫度值A下降超過2攝氏度，此時會自動恢復原來所設定的溫 度，並且清除定時關機計數，等再次進閒置狀態後計時。本實用新型快速升溫裝置用採樣電阻來檢測金屬陶瓷發熱體上的電壓變化，與輸 入電壓比較後轉換為溫度值，這種方案裡發熱體與傳感器合二為一，能夠快速反應和溫度 精準控制，溫度沒有過衝。採用溫度預處理技術，根據檢測發熱體的溫度變化速率，對夾板 溫度做出判斷，再對發熱體後續發熱過程進行計算，然後控制發熱體是否發熱，使其快速精 準達到所設定溫度，具有升溫快、回溫快、溫度穩定、精確、安全可靠的特點。裝置具有自動 降溫和自動關機的功能，降低了能耗。
圖1是本實用新型快速升溫裝置的電路模塊圖。圖2是本實用新型快速升溫裝置的主流程圖。圖3是本實用新型快速升溫裝置的外部中斷流程圖。圖4是本實用新型快速升溫裝置的定時中斷流程圖。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。請參考圖1，本實用新型快速升溫裝置用於一拉頭髮的直發器，其包括一用作熱負 載的夾板(10)，裝於所述夾板內的一MCHlO (金屬陶瓷發熱體)、一採樣電阻11、一雙向可控 矽12、一過溫度保護單元13、一控制晶片14 (單片機)、與所述控制晶片14相連的一按鍵單 元15和一 LED(發光二極體)顯示單元16、輸入電壓模數轉換單元17、採樣電壓模數轉換 單元18以及可控矽輸出控制單元19。所述夾板為鋁板型或普通陶瓷型夾板。所述MCHlO自身具有R/T正溫度係數特性， 當溫度升高時自身的電阻值也升高。採樣電阻11用於檢測MCHlO上的電壓，獲得一採樣電 壓。控制晶片14在通過按鍵單元15開機後，將採樣電壓與輸入電壓(市電)進行比較，並 轉換為MCHlO的實際溫度值，控制晶片14根據MCHlO的溫度變化速率，以及所述實際溫度 值與一預設溫度值的差值進行運算，做出下一階段升溫預處理，通過可控矽輸出控制單元 19來控制雙向可控矽12的導通，以調節MCHlO的發熱，使夾板溫度快速準確達到預定溫度。 輸入電壓模數轉換單元17用於將輸入電壓轉換成數位訊號，採樣電壓模數轉換單元18用 於將採樣電壓轉換成數位訊號。輸入電壓模數轉換單元17、採樣電壓模數轉換單元18以 及可控矽輸出控制單元19也可以集成在控制晶片14內。過溫度保護單元13與MCHlO相 連，在MCHlO超出預設溫度值時斷開，達到保護電路的目的。LED顯示單元16受所述實際溫 度值與預設溫度值的差值的控制，用於升溫、降溫、恆溫的指示。LED顯示單元16也可以由 LCD (液晶顯示器)顯示單元代替。參考圖2，快速升溫裝置的主流程包括Si、上電初始化，設置各RAM(隨機存儲寄存器)狀態，設置控制晶片14外部中斷 (中斷信號來源於市電過零點信號的上升或者下降沿)；[0024]S2、執行時間計數等待，每計數時長達到1毫秒後執行一次後面的步驟；S3、調用按鍵掃描，檢測是否有相關按鍵按下，如果有按鍵按下，將數據值(開關 機設置、預設溫度E、溫度採樣時間H)寫入RAM ；S4、檢測開機關機設置，如果是關機狀態，設置相關RAM狀態，返回S2，如果是開機 狀態就往下執行；S5、定時中斷，控制晶片14的電壓信號運算單元進行運算求出輸入市電與採樣電 壓的比值F;S6、控制晶片14的電壓信號運算單元將輸入市電與採樣電壓的比值F與參考值比 較，轉換為實際測量溫度值A ；S7、控制晶片14的溫度運算處理單元將前後兩次採樣的實際測量溫度值A求差， 再除以溫度採樣時間H得到溫度變化速率B ；S8、控制晶片14的溫度運算處理單元將實際測量溫度值A與預設溫度E求差，得 到溫度差C，獲得加熱工作的4種狀態1、前段快速升溫狀態，2、快達到預設溫度時的過度 平衡狀態，3、達到預設溫度時的平衡狀態，4、降低設定溫度後實際溫度高時的降溫狀態；S9、控制晶片14的負載溫度控制單元根據上述各種工作狀態，調用溫度變化速率 B與溫度差C進行計算輸出後段MCHlO發熱控制數據，做出下一階段升溫預處理控制，使夾 板溫度達到預設溫度；S10、輸出下一採樣周期的MCHlO的控制信號D ；S11、控制晶片14的定時計數關機處理單元檢測實際測量溫度值A的變化量，如果 變化量在2攝氏度以內波動，啟動定時計數器達到設定時間，如10分鐘後，進入閒置狀態， 自動將溫度降低到預設溫度的一半，計數器再計數達到設定時間，如30分鐘後，如果還在 閒置狀態就自動關機，如果在關機之前使用者拉頭髮時，A值就會下降超過2攝氏度，此時 會自動恢復原來所設定的溫度，並且清除定時關機計數，等再次進閒置狀態後計時；S12、用溫度差C去控制LED顯示單元16，如果MCHlO處於升溫過程中，LED閃爍， 如果MCHlO到達預設溫度，LED常亮；S13、跳轉到 S2。請參考圖3，快速升溫裝置的外部中斷流程包括S21、判斷市電是上升沿中斷還是下降沿中斷；S22、如果只是下降沿中斷，根據控制信號D控制雙向可控矽的負半周打開或者關 閉；S23、如果是上升沿中斷，根據控制信號D控制可控矽的正半周打開或者關閉；S24、開啟4. 5毫秒定時計數器，並且進入定時中斷步驟；S25、關閉外部中斷，外部中斷返回。請參考圖4，快速升溫裝置的定時中斷流程包括S31、設置輸入電壓模數轉換通道口開啟，進行模擬/數字轉換並保存好轉換後的 12位值；S32、設置採樣電壓模數轉換通道口開啟，進行模擬/數字轉換並保存好轉換後的 12位值；S33、轉換完成後關閉定時中斷以及中斷定時計數器，開啟外部中斷，定時中斷返回。 本實用新型快速升溫裝置用採樣電阻11來檢測金屬陶瓷發熱體MCHlO上的電壓 變化，與輸入電壓比較後轉換為溫度值，這種方案裡發熱體與傳感器合二為一，能夠快速反 應和溫度精準控制，溫度沒有過衝。採用溫度預處理技術，根據檢測MCHlO的溫度變化速 率，對夾板溫度做出判斷，再對MCHlO後續發熱過程進行計算，然後控制發熱體是否發熱， 使其快速精準達到所設定溫度，具有升溫快(夾板升溫20秒達到200攝氏度以上)、回溫 快、溫度穩定、精確、安全可靠的特點。裝置具有自動降溫和自動關機的功能，降低了能耗。 以上內容是結合具體的優選技術方案對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實 用新型的具體實施只局限於這些說明。對於本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來 說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於 本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種快速升溫裝置，其特徵在於，所述快速升溫裝置包括一用作熱負載的夾板、裝 於所述夾板內的一金屬陶瓷發熱體、一採樣電阻、一雙向可控矽、一控制晶片和與所述控制 晶片相連的一按鍵單元，採樣電阻用於檢測發熱體上的電壓，獲得一採樣電壓，通過按鍵單 元開機後，控制晶片將採樣電壓與輸入電壓進行比較，並轉換為發熱體的實際溫度值，控制 晶片根據發熱體的溫度變化速率，以及所述實際溫度值與一預設溫度值的差值來控制雙向 可控矽的導通，以調節發熱體的發熱。
2.根據權利要求1所述的快速升溫裝置，還包括一模數轉換單元，用於將採樣電壓與 輸入電壓轉換成數位訊號。
3.根據權利要求1所述的快速升溫裝置，其特徵在於，所述模數轉換單元集成於所述 控制晶片內。
4.根據權利要求1所述的快速升溫裝置，還包括一LED顯示單元或者IXD顯示單元，其 受所述實際溫度值與預設溫度值的差值的控制，用於升溫、降溫、恆溫的指示。
5.根據權利要求1所述的快速升溫裝置，還包括一過溫度保護單元，其與所述發熱體 相連。
6.根據權利要求1所述的快速升溫裝置，所述控制晶片包括一寄存器，用於開機後，保 存開關機設置、預設溫度和溫度採樣時間。
7.根據權利要求1所述的快速升溫裝置，所述控制晶片包括一電壓信號運算單元，用 於將輸入電壓與採樣電壓的比值F與參考值比較，轉換為實際測量溫度值A。
8.根據權利要求7所述的快速升溫裝置，所述控制晶片包括一溫度運算處理單元，用 於將前後兩次採樣的實際測量溫度值A求差，再除以溫度採樣時間H得到溫度變化速率B， 將實際測量溫度值A與預設溫度E求差，得到溫度差C。
9.根據權利要求8所述的快速升溫裝置，所述控制晶片包括一負載溫度控制單元，其 根據發熱體的溫度變化速率B，以及溫度差C做出下一階段升溫預處理，通過可控矽輸出控 制單元來控制雙向可控矽的導通，以調節發熱體的發熱。
10.根據權利要求9所述的快速升溫裝置，所述控制晶片包括一定時計數關機處理單 元，其檢測實際測量溫度值A的變化量，如果變化量在2攝氏度以內波動，啟動定時計數器 達到設定時間後進入閒置狀態，自動將溫度降低到設定溫度的一半，計數器再計數達到設 定時間後，如果檢測還在閒置狀態就自動關機，如果實際測量溫度值A下降超過2攝氏度， 此時會自動恢復原來所設定的溫度，並且清除定時關機計數，等再次進閒置狀態後計時。
專利摘要本實用新型快速升溫裝置包括用作熱負載的夾板、裝於夾板內的金屬陶瓷發熱體、採樣電阻、雙向可控矽、控制晶片、按鍵單元和與控制晶片相連的輔助電路，採樣電阻用於檢測發熱體上的電壓，獲得一採樣電壓，另外一路檢測市電的輸入電壓，控制晶片將採樣電壓與輸入電壓進行比較，並轉換為發熱體的實際溫度值，控制晶片根據發熱體的溫度變化速率，以及該實際溫度值與預設溫度值的差值來控制雙向可控矽的導通，以調節發熱體的發熱，達到快速、精準升溫的目的。
文檔編號G05D23/24GK201839455SQ20102055470
公開日2011年5月18日 申請日期2010年9月30日 優先權日2010年9月30日
發明者林立 申請人:深圳市奮達電器有限公司