溫控電源保護裝置的製作方法
2023-06-21 16:34:36 1
專利名稱：溫控電源保護裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型是關於電源保護裝置，特別是更具體地涉及到一種溫控電源保護裝置。
一種即將上市的新穎的發熱服裝系列產品，其以金屬棉作為內襯保溫層，尤在其內裝有發熱鋁箔條組成的發熱體，並由隨身攜帶的電源使鋁箔發熱而達到禦寒之目的。這種新穎服裝為了適應人體的需要，應能保持在一定的溫度範圍之內。但是試製中的發熱服裝系列產品，不具備自動控溫的功能，更無電源保護裝置。在已有技術中，實現溫控主要採用雙金屬片、熱敏開關或其它電子類產品。其中雙金屬片和熱敏開關所能控制利用的溫度範圍很窄；市售電子類產品則都是按要求專門設計的，無通用性產品，且體積大、成本高。特別是已有技術的溫控裝置，不具備電源保護功能。
本實用新型的首要目的，是在於設計一種既能實現溫控、又能達到保護電源要求的裝置。本實用新型的另一個目的，是在於所設計的裝置是將電源保護線路和溫控線路有機地相結合的。本實用新型的再一個目的，是在於所設計的裝置其能控制的溫度範圍和保護電源的截止電壓都是可調的。本實用新型的又一個目的，是在於設計一種成本低、體積小的大電流開關元件。
本實用新型是通過下述構思來加以實現的用兩個雙運放集成塊，分別組成兩個獨立的電源保護線路和溫控線路，但同時又將電源保護線路和溫控線路有機地相結合起來，即以電源保護線路的輸出作為溫控線路的電源輸入，達到良好的開關效果；並在所述的電源保護線路和溫控線路中分別設置一個或兩個電位器，分別用於調節電源保護線路中的截止電壓和溫控線路中的所需控制的上限溫度及下限溫度，以實現控制的效果；再以多個三極體並聯組成一可用於大電流電路的開關元件，與負載串聯後接於溫控線路的輸出端，以控制本實用新型的工作。
本實用新型的效果是明顯的，本實用新型所設計的裝置既能自動控制溫度，又能保護電源裝置；且所控制的溫度範圍和所保護的電源電壓都是可調的，從而不但能用於發熱服裝系列產品，還可以適應各種不同的埸合的需求。本實用新型的開關元件可以適宜於大電流電路的應用，且整個裝置具有體積小、成本低、線路穩定可靠和可顯示加熱開關工作狀態的優點。
以下結合附圖對本實用新型的實施例加以描述，從而使本實用新型的結構細節、特點、目的和優點更加明確。
圖1是本實用新型實施例的元件排列圖。
圖2是本實用新型實施例的電原理圖。
圖3是本實用新型實施例的電路圖。
現結合附圖來說明本實用新型實施例的構造如附圖1、2所示，本實施例所述的溫控電源保護裝置，其包括外殼、印製板、電源保護器、溫度控制器所組成，所述電源保護器和溫度控制器分別包括一個雙運放集成塊組成，並且以電源保護器的輸出作為溫度控制器的電源輸入。
如附圖3所示，所述組成電源保護器的雙運放集成塊1，包括遲滯比較器1a和電壓跟隨器1b；所述遲滯比較器1a的負極與串聯於電源之間的穩壓管4和電阻3的接點相連接，其正極則與串聯於電源之間的電阻22、23和電位器24支路中的電阻22和23的接點相連接，正極還通過電阻21與其輸出端相連接，此接點再通過電阻20與電壓跟隨器1b的正極相連接；所述電壓跟隨器1b的正極還通過電阻19與電源的正極相連接，其負極則與其輸出端相連接，並與溫度控制器的輸入端相連接。其中串聯於電源之間的穩壓管4和電阻3支路提供基準電壓VZ；串聯於電源之間的電阻22、23和電位器24支路則提供比較電壓VE＝EC(R23＋R24)／(R24＋R23＋R22)；R21為反饋電阻；R19和R20串聯分壓用於提高電平。當EC＜EOFF時，在遲滯比較器1a中VE＜VZ；又∵V＋＝VE，V－＝VZ；∴V＋＜V－，遲滯比較器1a輸出低電平，經電壓跟隨器1b仍然輸出低電平，其不能使溫度控制器工作。當EC＞EOFF時，在遲滯比較器1a中VE＞VZ；又∵V＋＝VE和V－＝VZ，∴V＋＞V－，遲滯比較器1a輸出高電平，經電壓跟隨器1b仍然輸出高電平，其使溫度控制器工作。電位器24則用來調節截止電壓EOFF，以適應保護各種電源之需要。
所述組成溫度控制器的雙運放集成塊2，包括電壓放大器2a和遲滯比較器2b；所述電壓放大器2a的正極通過電阻6與串聯於電源之間的穩壓管4和電阻3的接點相連接，正極還通過電阻8接地，其負極則通過熱敏電阻5接地，負極還通過電阻7與其輸出端相連接，此接點並直接與遲滯比較器2b的負極相連接；所述遲滯比較器2b的正極通過電阻11接地，其正極另通過電位器10、電阻9與串聯於電源之間的穩壓管4和電阻3的接點及遲滯比較器1a的負極共同並接，正極還通過電阻12和電位器13與其輸出端相接；此接點並與輸出級相連接。其中熱敏電阻5是負溫度係數熱敏電阻；電位器10用於調節其所控制的下限溫度，電位器13則用於調節其所控制的上限溫度；電阻7、12和電位器13是反饋電阻；電阻6和8的串聯分壓向電壓放大器2a同相端提供基準電壓VREF1；電阻9、11和電位器10的串聯分壓則向遲滯比較器2b同相端提供基準電壓VREF2。在電壓放大器2a中V＋＝VREF1＝R8·VZ／(R6＋R8)；在遲滯比較器2b中V＋＝VREF2＝R11·VZ／(R9＋R10＋R11)；V－＝(1＋R7／R5)VREF1。因為R5是負溫度係數，所以V－隨溫度降低而增大。遲滯比較器2b的上、下觸發電平為V1和V2。當溫度低於下限溫度時，遲滯比較器2b的V－＝(1＋R7／R5)VREF1，V－＜V＋＝V1，此時輸出高電平，導通輸出級；當溫度高於上限溫度時，則V－＞V＋＝V2，此時輸出低電平，不能導通輸出級。
所述輸出級包括開關元件、負載，所述開關元件18和負載16串聯於電源之間，並由開關元件18通過電阻14使輸出級與溫度控制器的輸出端相連接。所述開關元件18包括多個三極體並聯組成，如本實施例由四個三極體所並聯組成。所述負載16的兩端並聯一包括發光二極體15和電阻17串聯而成的支路。電阻14起限流的作用；電阻17和發光二極體15串聯支路則起顯示作用；負載16為一發熱體。當輸入高電平時，三極體進入飽和狀態，VCE很小，負載16的兩端電壓為V＝EC－VCE≌EC，使負載導通；當輸入低電平時，三極體進入截止狀態，發光二極體15處VCE＝EC，此時負載兩端電壓為V＝EC－VCE≌0，負載16不導通，發光二極體15也不亮。
當用蓄電池作為發熱電源時，本實用新型能有效地防止其放電過量，從而起到合理使用，延長其使用壽命和節約能源的效果。電位器24可以調節截止電壓VOFF，使本實用新型能適用於各種型號的蓄電池；對於由交流變為直流的穩壓輸出電源也同樣適用。本實用新型可適用於各種發熱負載，由於其具有體積小、重量輕的特點，故尤其適用於即將上市的發熱服裝系列產品。由於本實用新型的溫控是可調的，故可適用於各種不同的埸合。如作為發熱服裝，一般可控制在25℃～30℃；但用於體弱的老人或住院的病人則可調至34℃～37℃；當用於飼養熱帶魚類時，則可調至18℃～25℃。發光二極體15作為指示裝置，可顯示發熱狀態，同時可顯示蓄電池的電量是否充足。
權利要求1.一種包括外殼、印製板、電源保護器、溫度控制器所組成的溫控電源保護裝置，其特徵在於所述電源保護器和溫度控制器分別包括一個雙運放集成塊組成，並且以電源保護器的輸出作為溫度控制器的電源輸入。
2.按權利要求1所述的溫控電源保護裝置，其特徵在於組成電源保護器的雙運放集成塊1，包括遲滯比較器1a和電壓跟隨器1b；所述遲滯比較器1a的負極與串聯於電源之間的穩壓管4和電阻3的接點相連接，其正極則與串聯於電源之間的電阻22、23和電位器24支路中的電阻22和23的接點相連接，正極還通過電阻21與其輸出端相連接，此接點再通過電阻20與電壓跟隨器1b的正極相連接；所述電壓跟隨器1b的正極還通過電阻19與電源的正極相連接，其負極則與其輸出端相連接，並與溫度控制器的輸入端相連接。
3.按權利要求2所述的溫控電源保護裝置，其特徵在於所述電源保護器所保護的截止電壓，可以通過電位器24進行調節。
4.按權利要求1所述的溫控電源保護裝置，其特徵在於組成溫度控制器的雙運放集成塊2，包括電壓放大器2a和遲滯比較器2b；所述電壓放大器2a的正極通過電阻6與串聯於電源之間的穩壓管4和電阻3的接點相連接，正極還通過電阻8接地，其負極則通過熱敏電阻5接地，負極還通過電阻7與其輸出端相連接，此接點並直接與遲滯比較器2b的負極相連接；所述遲滯比較器2b的正極通過電阻11接地，其正極另通過電位器10、電阻9與串聯於電源之間的穩壓管4和電阻3的接點及遲滯比較器1a的負極共同並接，正極還通過電阻12和電位器13與其輸出端相接；此接點並與輸出級相連接。
5.按權利要求4所述的溫控電源保護裝置，其特徵在於所述溫度控制器所控制的溫度範圍，其下限溫度可通過電位器10進行調節；其上限溫度則可通過電位器13進行調節。
6.按權利要求5所述的溫控電源保護裝置，其特徵在於所述輸出級包括開關元件、負載，所述開關元件18和負載16串聯於電源之間，並由開關元件18通過電阻14使輸出級與溫度控制器的輸出端相連接。
7.按權利要求6所述的溫控電源保護裝置，其特徵在於所述開關元件18包括多個三極體並聯組成。
8.按權利要求7所述的溫控電源保護裝置，其特徵在於所述負載16的兩端並聯一包括發光二極體15和電阻17串聯而成的支路。
專利摘要本實用新型涉及一種溫控電源保護裝置，其包括分別由一個雙運放集成塊所組成的電源保護器和溫度控制器，並由前者的輸出作為後者的電源輸入。前者包括遲滯比較器1a和電壓跟隨器1b；後者包括電壓放大器2a和遲滯比較器2b。由電位器24調節前者的截止電壓X
文檔編號H02J7/00GK2145472SQ9224269
公開日1993年11月3日 申請日期1992年12月19日 優先權日1992年12月19日
發明者季雷 申請人:季雷