一種玻璃電熱水壺溫度控制模塊的製作方法
2023-10-06 01:05:49 2
一種玻璃電熱水壺溫度控制模塊的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種玻璃電熱水壺溫度控制模塊，所述的電熱水壺功包括玻璃壺體、遠紅外線電熱膜，在玻璃壺體的底面的外表面安裝遠紅外線電熱膜，遠紅外線電熱膜串聯一個溫度控制開關後連接外部供電電源形成工作主迴路，其它還包括若干個溫度檢測電路、主控晶片和第二驅動電路，若干個溫度檢測電路將玻璃壺體的底部的若干區域溫度信號傳送到主控晶片，當若干區域溫度信號相差超過一定的值時，主控晶片發出控制信號到第二驅動電路，第二驅動電路使溫度控制開關斷開，從而斷開遠紅外線電熱膜的供電，它它可以對玻璃電熱水壺的底部溫度全面監控，當局部溫度過高，暫時停止對遠紅外線電熱膜的供電，所以很好地保護玻璃電熱水壺，消除安全隱患，提高產品的可靠性和穩定性。
【專利說明】一種玻璃電熱水壺溫度控制模塊
【技術領域】:
[0001]本實用新型涉及一種玻璃電熱水壺溫度控制模塊。
【背景技術】:
[0002]現有的電熱水壺，一般採用金屬(不鏽鋼)壺體，在壺體底部安裝發熱盤，發熱盤包括電發熱管和澆注在電發熱管外部的導熱板，這種加熱方式主要是利用熱傳導的方式，效率低，比較笨重，且金屬(不鏽鋼)壺體容易沉積水垢，清洗不方便.且不能將水分子團打散，不能改善水分子團的結構，因此，不利於人體吸收，壺體不透明，不能觀測水的狀況且有重金屬析出風險。
[0003]有鑑於此，發明人研發出玻璃壺體的電熱水壺，在硼矽玻璃壺體底面塗敷遠紅外線電熱膜，電熱膜的兩端連接電極，通過給電熱膜通電，電熱膜在發熱過程中產生遠紅外線，利用遠紅外線對玻璃壺體裡面的水進行加熱，玻璃壺體不易沉積水垢，清洗方便，壺體透明，無重金屬析出風險，能觀測水的狀況，且遠紅外線可以將水分子團打散，改變其結構，更有利於人體的吸收，因此應用前景廣闊。
[0004]但目前的不鏽鋼電熱水壺的加熱電路並不能適用玻璃壺體的電熱水壺，原因如下:
[0005]I)不鏽鋼電熱水壺的發熱原件是發熱盤(電熱管澆注鋁板)的方式功率比較固定，批量生產一致性好，功率偏差波動不大，而在玻璃壺體底面塗敷遠紅外線電熱膜，其功率很難做到一致，不同批次的功率是不同的，即使同一批次，功率也很難保證一致性，這導致電路控制不能像不鏽鋼電熱水壺一樣簡單，必須重新設計適合遠紅外線電熱膜加熱的玻璃電熱水壺的獨立電路及各功能電路模塊；
[0006]2)玻璃電熱水壺對溫度敏感性高，由於控制電路提供過高的功率，必然導致玻璃水壺溫度相差過大，就會導致開裂，導致產品報廢，更嚴重的是產生安全事故，例如燙傷、火災等。這樣的隱患影響玻璃電熱水壺推廣應用。開發一種控制電路可以適合不同功率的玻璃電熱水壺，成為另一個解決的技術問題。
實用新型內容:
[0007]本實用新型的目的是提供一種玻璃電熱水壺溫度控制模塊，它可以對玻璃電熱水壺的底部溫度全面監控，當局部溫度過高，暫時停止對遠紅外線電熱膜的供電，所以很好地保護玻璃電熱水壺，消除安全隱患，提高產品的可靠性和穩定性。
[0008]本實用新型的進一步目的是提供一種玻璃電熱水壺溫度控制模塊，可以對不同的遠紅外線電熱膜進行準確的功率控制，適用不同批次和同一批次的玻璃壺體底面塗敷遠紅外線電熱膜，適應性廣，便於玻璃電熱水壺批量生產和推廣應用。
[0009]本實用新型可通過如下方案來實現:
[0010]一種玻璃電熱水壺溫度控制模塊，所述的電熱水壺功包括玻璃壺體、遠紅外線電熱膜，在玻璃壺體的底面的外表面安裝遠紅外線電熱膜，遠紅外線電熱膜串聯一個溫度控制開關後連接外部供電電源形成工作主迴路，其特徵在於:它還包括若干個溫度檢測電路、主控晶片和第二驅動電路，若干個溫度檢測電路將玻璃壺體的底部的若干區域溫度信號傳送到主控晶片，當若干區域溫度信號相差超過一定的值時，主控晶片發出控制信號到第二驅動電路，第二驅動電路使溫度控制開關斷開，從而斷開遠紅外線電熱膜的供電。
[0011 ] 上述所述的若干個溫度檢測電路至少兩個，每個溫度檢測電路含有一個溫度傳感器，溫度傳感器安裝在玻璃壺體的底面附近。
[0012]上述所述的溫度控制開關是繼電器開關，第二驅動電路是繼電器驅動電路。
[0013]上述所述的主控晶片還連接功率測量電路和功率控制電路，功率測量電路測量遠紅外線電熱膜工作時的實時功率，並將功率數據傳送到主控晶片，主控晶片通過控制功率控制電路來調節遠紅外線電熱膜的通電時間從而實現對遠紅外線電熱膜的功率控制。
[0014]上述所述的功率測量電路包括電流測量電路和電壓測量電路，利用電流測量電路測量遠紅外線電熱膜的實時電流I，利用電壓測量電路測量遠紅外線電熱膜的實時電壓U，從而得到遠紅外線電熱膜工作時的功率PI =U* I。
[0015]上述所述的主控晶片是具有數字處理能力的晶片，是單片機MCU或者數位訊號處理器DSP。
[0016]上述所述的功率控制電路包括受控開關、第一驅動電路，受控開關串聯在工作主迴路，主控晶片的輸出端連接第一驅動電路的輸入端，第一驅動電路的輸出端連接受控開關的控制端。
[0017]上述所述的開關是雙向可控矽，外部供電電源是交流電源。
[0018]上述所述的主控晶片的輸出PWM信號到第一驅動電路的輸入端，利用PWM信號的佔空比控制雙向可控矽的導通時間。
[0019]上述所述的主控晶片開始加熱時設定功率較低，隨著加熱時間的增加，逐漸提高設定功率，主控晶片通過控制功率測量電路和功率控制電路形成對遠紅外線電熱膜的加熱進行閉環控制，當測量的遠紅外線電熱膜的工作時的實時功率與設定功率進行比較，如果實時功率比設定功率小，增加PWM信號的佔空比提高雙向可控矽的導通時間；當實時功率比設定功率大，減小PWM信號的佔空比減小雙向可控矽的導通時間，直到實時功率與設定功率相當。
[0020]本實用新型與現有技術相比具有如下優點:
[0021 ] I)遠紅外線電熱膜串聯一個溫度控制開關後連接外部供電電源形成工作主迴路，其特徵在於:它還包括若干個溫度檢測電路、主控晶片和第二驅動電路，若干個溫度檢測電路將玻璃壺體的底部的若干區域溫度信號傳送到主控晶片，當若干區域溫度信號相差超過一定的值時，主控晶片發出控制信號到第二驅動電路，第二驅動電路使溫度控制開關斷開，從而斷開遠紅外線電熱膜的供電，從而很好地保護玻璃電熱水壺，消除安全隱患，提高產品的可靠性和穩定性。
[0022]2)上述所述的若干個溫度檢測電路至少兩個，每個溫度檢測電路含有一個溫度傳感器，溫度傳感器安裝在玻璃壺體的底面附近，溫度控制開關是繼電器開關，第二驅動電路是繼電器驅動電路。電路結構簡單，控制容易；
[0023]3)主控晶片還連接功率測量電路和功率控制電路，功率測量電路測量遠紅外線電熱膜工作時的實時功率，並將功率數據傳送到主控晶片，主控晶片通過控制功率控制電路來調節遠紅外線電熱膜的通電時間從而實現對遠紅外線電熱膜的功率控制，即測量的遠紅外線電熱膜的工作時的實時功率與主控晶片的設定功率進行比較，如果實時功率比設定功率小，增加PWM信號的佔空比提高雙向可控矽的導通時間；當實時功率比設定功率大，減小PWM信號的佔空比減小雙向可控矽的導通時間，直到實時功率與設定功率相當，這樣可以適用不同批次和同一批次的玻璃壺體底面塗敷遠紅外線電熱膜，解決遠紅外線電熱膜功率一致性問題，適應性廣，便於玻璃電熱水壺批量生產和推廣應用。
[0024]4)主控晶片開始加熱時設定功率較低，隨著加熱時間的增加,逐漸提高設定功率，主控晶片通過控制功率測量電路和功率控制電路形成對遠紅外線電熱膜的加熱進行閉環控制，這樣在加熱過程中玻璃壺體的溫度緩慢上升，避免一下子給予遠紅外線電熱膜進行大功率加熱，使玻璃壺體的溫度急劇上升，從而很好地保護玻璃電熱水壺，消除安全隱患，提聞廣品的可罪性和穩定性。
[0025]5)上述所述的功率測量電路包括電流測量電路和電壓測量電路，利用電流測量電路測量遠紅外線電熱膜的實時電流I，利用電壓測量電路測量遠紅外線電熱膜的實時電壓U,從而得到遠紅外線電熱膜工作時的功率Ρ1=υ*Ι，測量電路結構簡單實用；
[0026]6)功率控制電路包括受控開關、第一驅動電路，受控開關串聯在工作主迴路，主控晶片的輸出端連接第一驅動電路的輸入端，第一驅動電路的輸出端連接受控開關的控制端，上述所述的受控開關是雙向可控矽，外部供電電源是交流電源，主控晶片的輸出PWM信號到第一驅動電路的輸入端，利用PWM信號的佔空比控制雙向可控娃的導通時間，電路簡單，實用操控性好。
【專利附圖】
【附圖說明】:
[0027]圖1是本實用新型玻璃電熱水壺的一個角度結構立體圖；
[0028]圖2是本實用新型玻璃電熱水壺的另一個角度結構立體圖；
[0029]圖3是本實用新型玻璃壺體的立體圖；
[0030]圖4是本實用新型的電路方框圖
[0031]圖5是圖4對應的一部分電路圖；
[0032]圖6是圖4對應的另一部分電路圖；
[0033]圖7是圖4對應的功率檢測電路部分的電路圖；
[0034]圖8是本實用新型的主控晶片的設定功率的變化圖。
【具體實施方式】:
[0035]如圖1、圖2、圖3所示，一種玻璃電熱水壺，包括底部塗敷遠紅外線電熱膜11的玻璃壺體I和底座2，玻璃壺體I底部外面還設置有護套5，護套5裡面安裝溫度傳感器和電插接頭。底座2裡面設置空腔3，空腔3裡面安裝控制線路板4，加熱控制電路布置在控制線路板4上。
[0036]如圖4、圖5和圖6所示，一種玻璃電熱水壺溫度控制模塊，所述的電熱水壺功包括玻璃壺體、遠紅外線電熱膜，在玻璃壺體的底面的外表面安裝遠紅外線電熱膜RL，遠紅外線電熱膜RL串聯一個溫度控制開關JK後連接外部供電電源形成工作主迴路，其特徵在於:它還包括若干個溫度檢測電路、主控晶片和第二驅動電路，若干個溫度檢測電路將玻璃壺體的底部的若干區域溫度信號傳送到主控晶片，當若干區域溫度信號相差超過一定的值時，主控晶片發出控制信號到第二驅動電路，第二驅動電路使溫度控制開關斷開，從而斷開遠紅外線電熱膜RL的供電。
[0037]上述的若干個溫度檢測電路至少兩個，每個溫度檢測電路含有一個溫度傳感器，溫度傳感器安裝在玻璃壺體的底面附近。
[0038]圖5中，在玻璃壺體底部下方的2位置安裝有溫度傳感器NTCl和NTC2，分別位於玻璃壺體底部兩側，電阻R2、電容C20和溫度傳感器NTC2組成一路感溫電路將檢測的溫度信號送到主控晶片；電阻R1、電容ClO和溫度傳感器NTCl組成另一路感溫電路將檢測的溫度信號送到主控晶片。
[0039]上述在玻璃壺體底部下方的至少2個位置安裝有溫度傳感器，溫度傳感器是NTC電阻或者PTC電阻，安裝越多的溫度傳感器，檢測玻璃壺體底部各個區域的溫度準確性越高，控制越精確，可靠性越好。
[0040]溫度控制開關JK是繼電器開關，第二驅動電路包括電阻R3、電阻R4、三極體Q1、二級管Dl和繼電器線圈JK0，它組成繼電器驅動電路。
[0041]上述所述的主控晶片還連接功率測量電路和功率控制電路，功率測量電路測量遠紅外線電熱膜工作時的實時功率，並將功率數據傳送到主控晶片，主控晶片通過控制功率控制電路來調節遠紅外線電熱膜的通電時間從而實現對遠紅外線電熱膜的功率控制。
[0042]上述所述的功率測量電路包括電流測量電路和電壓測量電路，利用電流測量電路測量遠紅外線電熱膜的實時電流I，利用電壓測量電路測量遠紅外線電熱膜的實時電壓U，從而得到遠紅外線電熱膜工作時的功率PI =U* I。
[0043]上述所述的主控晶片是具有數字處理能力的晶片，是單片機MCU或者數位訊號處理器DSP。
[0044]上述所述的功率控制電路包括受控開關、第一驅動電路，受控開關串聯在工作主迴路，主控晶片的輸出端連接第一驅動電路的輸入端，第一驅動電路的輸出端連接受控開關的控制端。上述開關是雙向可控矽BG，外部供電電源是交流電源。
[0045]上述所述的主控晶片的輸出PWM信號到第一驅動電路的輸入端，利用PWM信號的佔空比控制雙向可控矽BG的導通時間。
[0046]主控晶片的輸出端連接第一驅動電路的輸入端，第一驅動電路的輸出端連接受控開關BG的控制端，上述開關是雙向可控矽BG，外部供電電源是交流電源。
[0047]第一驅動電路包括電容C2、電阻R5、電阻R6、電阻R7和三級管Ql ;+5VDC電源連接電容C2 —端和三級管Ql的集電極，電容C2另一端接地，三級管Ql的發射極串聯電阻R5、電阻R6後接地，三級管Ql的基極通過電阻R5連接主控晶片的輸出端，電阻R5、電阻R6之間連接雙向可控矽BG的控制端。
[0048]如圖8所示，主控晶片開始加熱時設定功率較低，隨著加熱時間的增加，逐漸提高設定功率PO，主控晶片通過控制功率測量電路和功率控制電路形成對遠紅外線電熱膜的加熱進行閉環控制，當測量的遠紅外線電熱膜的工作時的實時功率與設定功率進行比較，如果實時功率Pl比設定功率PO小，增加PWM信號的佔空比提高雙向可控矽的導通時間；當實時功率比設定功率大，減小PWM信號的佔空比減小雙向可控矽的導通時間，直到實時功率與設定功率相當。[0049]如圖7所示，上述的功率測量電路包括電流測量電路和電壓測量電路，電壓測量電路包括電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15、二極體D2、電容C3和運算放大器Ul，檢測遠紅外線電熱膜RL —端的電壓，通過二極體D2整流和運算放大器Ul放大處理輸出到主控晶片。
[0050]將電阻R8串聯在工作主迴路，通過測量電阻R8的壓降計算工作主迴路的電流，電流測量電路包括電阻R8、電阻R16、電阻R17、電阻R18、電阻R19、電阻R20、電阻R21、電阻R22、二極體D3、電容C4和運算放大器U2，通過二極體D，3整流和運算放大器U2放大處理輸出到主控晶片。
【權利要求】
1.一種玻璃電熱水壺溫度控制模塊,所述的電熱水壺功包括玻璃壺體、遠紅外線電熱膜，在玻璃壺體的底面的外表面安裝遠紅外線電熱膜，遠紅外線電熱膜串聯一個溫度控制開關後連接外部供電電源形成工作主迴路，其特徵在於:它還包括若干個溫度檢測電路、主控晶片和第二驅動電路，若干個溫度檢測電路將玻璃壺體的底部的若干區域溫度信號傳送到主控晶片，當若干區域溫度信號相差超過一定的值時，主控晶片發出控制信號到第二驅動電路，第二驅動電路使溫度控制開關斷開，從而斷開遠紅外線電熱膜的供電。
2.根據權利要求1所述的一種玻璃電熱水壺溫度控制模塊，其特徵在於:若干個溫度檢測電路至少兩個，每個溫度檢測電路含有一個溫度傳感器，溫度傳感器安裝在玻璃壺體的底面附近。
3.根據權利要求2所述的一種玻璃電熱水壺溫度控制模塊，其特徵在於:溫度控制開關是繼電器開關，第二驅動電路是繼電器驅動電路。
4.根據權利要求1或2或3所述的一種玻璃電熱水壺溫度控制模塊，其特徵在於:主控晶片還連接功率測量電路和功率控制電路，功率測量電路測量遠紅外線電熱膜工作時的實時功率，並將功率數據傳送到主控晶片，主控晶片通過控制功率控制電路來調節遠紅外線電熱膜的通電時間從而實現對遠紅外線電熱膜的功率控制。
5.根據權利要求4所述的一種玻璃電熱水壺溫度控制模塊，其特徵在於:功率測量電路包括電流測量電路和電壓測量電路，利用電流測量電路測量遠紅外線電熱膜的實時電流I，利用電壓測量電路測量遠紅外線電熱膜的實時電壓U，從而得到遠紅外線電熱膜工作時的功率Ρ1=υ*Ι。
6.根據權利要求5所述的一種玻璃電熱水壺溫度控制模塊,其特徵在於:主控晶片是具有數字處理能力的晶片，是單片機MCU或者數位訊號處理器DSP。
7.根據權利要求4所述的一種玻璃電熱水壺溫度控制模塊，其特徵在於:功率控制電路包括受控開關、第一驅動電路，受控開關串聯在工作主迴路，主控晶片的輸出端連接第一驅動電路的輸入端，第一驅動電路的輸出端連接受控開關的控制端。
8.根據權利要求7所述的一種玻璃電熱水壺溫度控制模塊，其特徵在於:上述開關是雙向可控矽，外部供電電源是交流電源。
9.根據權利要求8所述的一種玻璃電熱水壺溫度控制模塊,其特徵在於:主控晶片的輸出P麗信號到第一驅動電路的輸入端,利用PWM信號的佔空比控制雙向可控娃的導通時間。
【文檔編號】G05D23/32GK203616676SQ201320739867
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月20日 優先權日:2013年11月20日
【發明者】李曉浩, 李高升 申請人:李高升, 李曉浩