一種帶幹燒保護功能的厚膜加熱組件的製作方法

2024-02-15 13:30:15

專利名稱：一種帶幹燒保護功能的厚膜加熱組件的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電加熱領域，特別涉及帶幹燒保護功能的厚膜加熱組件，主要用 於即熱開水器等液體加熱類產品。
背景技術：
目前現有的電加熱產品，例如電水壺等，大部分採用在壺身底部焊接發熱管進行 加熱，隨著厚膜技術的引進，厚膜加熱的電水壺開始不斷出現，因其熱效率更高，體積更小， 受到市場的重視，具體可見專利號98208708. X公開的厚膜加熱技術。一般的技術人員都知道，既然是液體加熱類產品，就必須考慮到幹燒，傳統的幹燒 方法是一般都是採用機械式的幹燒保護，例如突跳式溫控器或者雙金屬片的溫控器，這些 結構都是使用頻率較多的機械式的幹燒保護，也有使用一次性的機械幹燒保護的，例如溫 度保險絲；由於厚膜加熱器的加熱速度非常快，比如2000W左右的發熱盤，幹燒時每秒上升 的溫度可能達到50度以上，因此單純的機械保護有時候可能無法反應過來，存在一定的不 可靠。也有人知道上述的缺陷，在裝置中改用電子式的熱敏電阻保護，放棄機械幹燒保 護，即在某一個點上設置一個NTC的熱敏電阻，這樣，當平板型的厚膜加熱器發生意外傾 斜，可能存在一種現象，由於沒有額外的其他方向的機械幹燒保護，當水量少時，發熱盤的 一部分在燒水，另外一部分在幹燒，時間長了，發熱盤即會損壞。因此需要考慮一種新的幹 燒保護方案。

實用新型內容本實用新型在於解決上述問題而提出的適應於多種不利狀況下的一種帶幹燒保 護功能的厚膜加熱組件。本實用新型包括如下技術特徵一種帶幹燒保護功能的厚膜加熱組件，包括控制 電路、電連接支架和厚膜加熱器；厚膜加熱器通過電連接支架與控制電路連接，所述控制電 路的電源開關與厚膜加熱器連接；所述厚膜加熱器上設置有幹燒保護器，其特徵在於所述 幹燒保護器包括機械幹燒保護器和電子幹燒保護器。所述電子幹燒保護器包括固定在厚膜加熱器最外圍並整圈排列的PTC熱敏電阻。 更進一步的，所述厚膜加熱器包括基板，基板上附著絕緣介質，PTC熱敏電阻通過雷射焊接 固定在絕緣層介質上，PTC熱敏電阻上附著有絕緣層，發熱絲設置在PTC熱敏電阻上的絕緣 層上，所述發熱絲的上表面又附有絕緣層；所述厚膜發熱器上設有用於電連接的銀觸點，銀 觸點分別與PTC熱敏電阻連接以及發熱絲電連接。所述電連接支架上包括電子幹燒保護 的電連接接口和發熱絲電連接接口，厚膜加熱器上的銀觸點與電連接支架上的接口彈性連 接。電子幹燒保護器的另一種方案為所述電子幹燒保護器包括固定在厚膜加熱器周 邊若干點上的NTC熱敏電阻。[0009]所述機械幹燒保護器與電連接裝置一體設置，所述機械幹燒保護器為雙金屬片保 護器。機械幹燒保護優選的包括溫度雙金屬片，並且雙金屬片至少有一個，溫度雙金屬遇高 溫後變形，斷開控制電路與發熱器的電源連接。機械幹燒保護器優選的設計成現有常用的 結構，例如，突跳式溫控器的結構，即利用雙金屬片的變形，推動頂杆，頂杆再把電連接的簧 片頂開。所述厚膜加熱器是平面型的加熱器，加熱器表面具有一定弧形，中部低於周邊。厚 膜加熱器包括設置有若干圈的發熱電阻。所述電源開關為電子開關，電子開關的控制端與控制電路的IC控制模塊連接，電 子開關的開關端一端與輸出電源連接，另一端與發熱絲連接；發熱絲的另一端和機械幹燒 保護器的開關連接後與輸出電源的另一端連接，形成串聯迴路。所述的電子開關優選為電 磁繼電器，也可以為可控矽。本實用新型與現有技術相比，有如下優點1、厚膜加熱器上的電子式的幹燒保護與機械式的幹燒保護形成互補，一旦其中一 個失效，可以實現雙重保險。2、電子幹燒保護可以採用NTC的熱敏電阻，即負溫度係數的，溫度越高，阻值越 低。在本實用新型的優選方案中，在厚膜加熱器的圓周方向上設置PTC熱敏電阻，(溫度越 高，阻值越大)當發熱盤出現意外的傾斜時，由於是整圈的熱敏電阻布置，不管發熱盤傾斜 方向如何，一旦發生幹燒，PTC將隨著溫度的變化產生阻值的變化，控制電路即可發現熱敏 電阻處的溫度有異常，並斷開發熱器的加熱。3、電子幹燒保護和機械幹燒保護以及他們的電連接點做成整體的結構，不僅方便 產品的安裝，而且可以減少在發熱器上的焊接點，也使厚膜加熱器的工作更穩定。

圖1為本實用新型整體組件的大概示意圖；圖2為本實用新型發熱器的示意圖；圖3為本實用新型電連接支架的示意圖；圖4為本實用新型控制電路的連接示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述。實施例一如圖1所示，帶有幹燒保護功能的厚膜發熱組件包括控制電路，與控制電路電連 接的電連接支架M，將溫度信號通過M連接到控制電路的PTC熱敏電阻2，熱敏電阻2通過 雷射焊接的方法固定在發熱器1上，熱敏電阻2為一個整圈的形狀，一般可以設置在發熱器 1的最外圍。電連接支架M還與發熱器上的若干圈的發熱電阻3電連接，發熱電阻3可以設 計成很多圈，這樣可以獲得較好的發熱均勻度，同時，可以在一個面積比較小的發熱器上獲 得較大的功率值。由上可以看出，本實用新型公開的重要組件可以分成3個部分發熱器部分，電連 接支架部分；控制電路部分。其中，電連接支架上還包括一個機械式的幹燒保護器。[0024]圖2是發熱器部分的結構，圖3是電連接支架部分的結構，圖4是控制電路的工作 電連接介紹。圖2為發熱器1，包含不鏽鋼的基板10，基板10是平面型的，優選的，允許略有一 點弧形，中心可以略低於周邊，這樣做的目的是防止反覆的加熱可能導致發熱絲斷裂的風 險。在基板10上附上絕緣介質幾層，然後在其上絲印PTC熱敏電阻2，熱敏電阻2 —般由很 細的導電材料組成，通過雷射焊接實現良好的附著，然後再附上絕緣層，又在其上絲印發熱 絲3，在發熱絲的上表面又附有絕緣層。為了實現與電連接支架M的電連接，在發熱器1上 預留4個電連接的銀觸點，四個銀觸點分別與PTC熱敏電阻2連接以及發熱絲3電連接，四 個銀觸點上沒有絕緣層。PTC熱敏電阻2做成一個整圈，當平面型的發熱器1傾斜某個角度，而且發熱器1 內只有少量的水即將發生幹燒時，可能發熱器1的一邊有水，另一邊在發生幹燒，由於PTC 熱敏電阻的存在，發生幹燒的一端的下面的熱敏電阻的阻值增大，整個PTC的阻值將產生 變化，溫度變化的信號通過阻值的形式傳遞給控制電路，控制電路發出指令，將輸出給發熱 器一端的電連接斷開，實現加熱的停止，保護髮熱器，並且，斷開後即使發熱器的溫度可能 降低，但是控制電路的系統已經回到異常狀態，程序命令其不再加熱，除非溫度降低後人工 再次啟動控制電路的工作。具體的控制電路的設置這裡不再贅述，因為降壓電路和IC控制模塊的電路連接 是常用的技術。如圖3所示，電連接支架M作為電連接傳送的紐帶，包括電的輸入和輸出。分別包 括與發熱器連接的M1/M2/M3/M4，以及和控制電路連接的A1/A2/A3/A4，接合圖4的控制電 路，以下介紹一下電路的流向PTC熱敏電阻將溫度信號通過阻值的形式傳遞到Ml和M2，M1和M2分別傳遞到Al 和A2，Al和A2將信號反饋到控制電路，控制電路根據信號傳遞到IC模塊，IC模塊分析信 號是否超出預定的範圍，如果超出，則將信號傳遞給電子開關EK，電子開關EK斷開控制電 路與A3的連接，發熱器失去輸出電源的供給，迴路斷開，發熱器停止加熱，系統復位。同時，電子幹燒保護可能會失效，例如電子開關EK被短路，但一般情況下是不會。 額外的機械幹燒保護此刻能起作用，機械幹燒保護直接串聯在發熱器的迴路中，並靠近發 熱器，如圖3所示，在A4和M4之間設置一個機械開關MK，機械開關的形式可以是現階段常 用的雙金屬片保護器，例如突跳式溫控器或電水壺上用的溫控器，其原理是利用溫度雙金 屬片的熱變形能力，當發生幹燒時，雙金屬片的變形使推桿動作，推桿推開簧片開關，斷開 電路的連接，發熱器停止加熱。由於該控制原理和結構都是行業內熟悉的技術，這裡只是簡 單列舉，不再詳細描述和附圖說明。為了安裝的方便，電連接支架M與發熱器1之間通過3個定位支架M6固定，並且 常用雷射焊接。由於機械的幹燒保護和電連接支架做成一體，大大節約了產品的空間，並且 可以減少在發熱器上焊接太多的固定結構，不僅影響產品的裝配效率，更多的是為產品的 穩定性和加熱的均勻性帶來極大的好處。實施例二 把實施例一的PTC換成NTC的熱敏電阻，NTC熱敏電阻是負溫度係數的熱敏電阻， 為了通用性，一般選擇與碳膜電阻形狀類似的熱敏電阻，一般只是測試某個點的溫度，並且焊接在發熱器的表面，最好的，與發熱絲絕緣層的上表面緊密接觸，當該點的溫度超過預定 值時，控制電路即可作出反應，達到快速的幹燒保護。其他的工作原理和實施例一一樣，這裡不再描述。使用該類的熱敏電阻的好處是成本更低，而且可以容易更換而不會損壞發熱器， 但是由於只是測試某個點的溫度，可能當發熱器發生幹燒傾斜時不能通過全面安全的保 護。因為該NTC的熱敏電阻的設置優選為包括數個熱敏電阻，這些熱敏電阻沿著發熱器環 形排列，使得在發熱器的周邊都設置有，這樣當幹燒傾斜時就能提供全面安全的保護。
權利要求一種帶幹燒保護功能的厚膜加熱組件，包括控制電路、電連接支架和厚膜加熱器；厚膜加熱器通過電連接支架與控制電路連接，所述控制電路的電源開關與厚膜加熱器連接；所述厚膜加熱器上設置有幹燒保護器，其特徵在於所述幹燒保護器包括機械幹燒保護器和電子幹燒保護器。
2.根據權利要求1所述的帶幹燒保護功能的厚膜加熱組件，其特徵在於所述電子幹燒 保護器包括固定在厚膜加熱器最外圍並整圈排列的PTC熱敏電阻。
3.根據權利要求2所述的帶幹燒保護功能的厚膜加熱組件，其特徵在於所述厚膜加熱 器包括基板，基板上附著絕緣介質，PTC熱敏電阻通過雷射焊接固定在絕緣層介質上，PTC 熱敏電阻上附著有絕緣層，發熱絲設置在PTC熱敏電阻上的絕緣層上，所述發熱絲的上表 面又附有絕緣層；所述厚膜發熱器上設有用於電連接的銀觸點，銀觸點分別與PTC熱敏電 阻連接以及發熱絲電連接。
4.根據權利要求3所述的帶幹燒保護功能的厚膜加熱組件，其特徵在於所述電連接支 架上包括電子幹燒保護的電連接接口和發熱絲電連接接口，厚膜加熱器上的銀觸點與電連 接支架上的接口彈性連接。
5.根據權利要求1所述的帶幹燒保護功能的厚膜加熱組件，其特徵在於所述電子幹燒 保護器包括固定在厚膜加熱器周邊若干點上的NTC熱敏電阻。
6.根據權利要求1所述的帶幹燒保護功能的厚膜加熱組件，其特徵在於所述機械幹燒 保護器與電連接裝置一體設置，所述機械幹燒保護器為雙金屬片保護器。
7.根據權利要求1 6任一項所述的帶幹燒保護功能的厚膜加熱組件，其特徵在於所 述厚膜加熱器是平面型的加熱器，加熱器表面具有一定弧形，中部低於周邊。
8.根據權利要求7所述的帶幹燒保護功能的厚膜加熱組件，其特徵在於厚膜加熱器包 括設置有若干圈的發熱電阻。
9.根據權利要求8所述的帶幹燒保護功能的厚膜加熱組件，其特徵在於所述電源開關 為電子開關，電子開關的控制端與控制電路的IC控制模塊連接，電子開關的開關端一端與 輸出電源連接，另一端與發熱絲連接；發熱絲的另一端和機械幹燒保護器的開關連接後與 輸出電源的另一端連接，形成串聯迴路。
專利摘要本實用新型為一種帶幹燒保護功能的厚膜加熱組件，包括用於電加熱的厚膜加熱器，安裝在厚膜加熱器上的用於實現厚膜加熱器與外部組件連接的電連接支架，以及安裝在厚膜加熱器上的幹燒保護器，電連接支架與幹燒保護器構成整體部件，幹燒保護器至少包括一個與控制電路電連接的電子幹燒保護和一個機械幹燒保護。由於電連接支架和幹燒保護器是整體部件，使得厚膜加熱器的結構更緊湊、性能更穩定。兩個幹燒保護可以實現優勢互補，具有雙重保險功能。
文檔編號H05B3/02GK201733451SQ201020114308
公開日2011年2月2日 申請日期2010年2月5日 優先權日2010年2月5日
發明者林小藝, 譚發剛, 陳前 申請人:美的集團有限公司