利用mos管加熱的車載水杯控制器的製作方法
2023-10-31 01:43:17 3
專利名稱：利用mos管加熱的車載水杯控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及車載熱水器領域，尤其涉及一種利用MOS管加熱的車載水杯控制
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背景技術傳統的車載熱水杯加熱主要是採用電阻式發熱絲加熱方式和機械式溫控器控溫， 它們都存在一些缺點採用電阻式發熱絲加熱，功率及電流會隨電壓升高而增大，工作電流不穩定；採用機械式溫控器控溫，水溫只能燒到85°C，燒到85°C停止加熱後待溫度下降到機械式溫控器復位後又開始加熱，造成了電能的浪費；而且無高/低電壓保護無低電壓保護可能會將車載電瓶電量用盡；無過/欠流保護；無顯示用戶不能及時了解當前工作情況或當前水溫
實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種利用MOS管加熱的車載水杯控制器，它採用N溝道 MOS管加熱方式，功率恆定，精確溫控，防止幹燒，具有高/低電壓保護及過/欠電流保護及低溫保護功能，顯示及控制方便，節能環保。為了解決背景技術所存在的問題，本實用新型是採用以下技術方案它包含電源電路、驅動電路、水溫/幹燒檢測電路、電壓檢測電路、微電腦控制晶片、電流檢測電路、顯示電路和報警電路，電源電路與驅動電路相連，微電腦控制晶片分別與驅動電路、水溫/幹燒檢測電路、電壓檢測電路、電流檢測電路、顯示電路和報警電路相連。所述的電源電路包含二極體D1、電容EC0-EC3、晶片U1、U2和電阻R1，二極體Dl正極與車載電瓶正極相連，二極體Dl負極分別與晶片Ul的1腳及電容ECO的正極相連，晶片 Ul的3腳與電阻Rl —端及電容ECl正極相連，電阻Rl另一端與晶片U2的1腳和電容EC2 正極相連，晶片U2的3腳與電容EC3正極相連，電容EC0-EC3的負極和晶片Ul、U2的2腳均與車載電瓶的負極相連。所述的微電腦晶片包含晶片IC3、電阻R2-R5和開關S1-S4，晶片IC3的12、13、14、 16腳分別與電阻R5、電阻R4、電阻R3和電阻R2相連，電阻R2、電阻R3、電阻R4和電阻R5 分別與開關S1-S4相連。所述的驅動電路包含電容Cl、C2、EC4、電阻R15、R16、R26-R30、三極體Tl、T2和 MOS管，MOS管的漏極與車載電源正極相連，MOS管的源極與車載電源負極相連，MOS管的柵極與電阻似9 一端和電容C2 —端相連，電阻似9另一端與電容EC4正極和電阻R15、R16 — 端相連，電阻R16另一端與三極體T2的集電極相連，三極體T2的發射極欲電容Cl 一端及電阻似8 —端相連，電容Cl另一端接地，電阻R28另一端分別與三極體T2的基極和電阻R27 一端相連，電阻R27另一端與三極體Tl的集電極相連，三極體Tl的基極與電阻似6 —端和電阻R30 —端相連，電阻似6另一端與微電腦晶片5的13腳相連，電阻R30另一端與三極體Tl發射極、電阻R5另一端、電容C2負極、電容EC4負極相連。
3[0008]本實用新型採用N溝道MOS管加熱方式，將車載電源電壓正極接在MOS管漏極 (D)，負極接在MOS管的源極(S)，控制器的驅動電路部分接在MOS管柵極(G)，在G上加上較小的驅動電壓，使N溝道電阻減小，使MOS管DS極流過一定的電流，使MOS管發熱，達到發熱目的；控制器採用微電腦晶片(MCU)控制，採用PWM調製方式可將功率恆定，工作時，MCU 對當前工作電壓，電流進行採樣，再經過MCU內部程序的精確計算，最後調整PWM輸出脈寬， 再經過積分電路，改變加在MOS管柵極上的電壓，使N溝道電阻變化，改變流過源極和漏極的電流，使功率恆定；因汽車電瓶分為12V和24V兩種，本控制器通過MCU內部程序的控制， 可使該控制器在12V/24V直流電壓下通用，不用更換任何配件。本實用新型採用NTC負溫度係數溫度傳感器進行溫度檢測，由MCU採樣，再經過內部計算，將當前水溫通過數碼屏或液晶屏顯示出來，使用戶能即時知道當前水溫。在工作時，當MCU檢測到水沸騰(100°C)後，停止PWM輸出，使MOS管停止加熱。需要保溫，可選擇保溫功能，保溫溫度在5 80°C可選，保溫過程通過M⑶內部程序精確控制，使水溫保持在所設定的保溫溫度；採用NTC負溫度係數溫度傳感器對當前MOS管的溫度進行檢測，由MCU 採樣，經過內部計算並比較，缺水時，由於MOS管的熱量無法揮發，MOS管表面溫度會比有水時高，通過檢測該溫度，當溫度超過正常加熱時的溫度時，MCU停止PWM輸出，關閉MOS管， 並發出警報。本實用新型工作中，若控制器檢測到當前車載電瓶電壓太低，MCU會將MOS管關閉，停止加熱，且發出警報，以保證車載電瓶的電量不會耗盡，高壓保護用來防止用戶電瓶電壓過高而造成的損壞；工作中，MCU對當前工作電流進行採樣計算，對控制器的工作電流進行監控，若電流過高，MCU停止PWM輸出，關閉MOS管，並發出警報，若工作時的電流過小， 為保護電瓶電量不耗盡，MCU停止PWM輸出，關閉MOS管，並發出警報；當MCU檢測到水溫低於5°C時，MCU停止PWM輸出，關閉MOS管，並發出警報。本實用新型配有顯示器件(數碼管或液晶)，用戶對水杯當前的工作狀態一目了然，配有功能選擇按鍵，可隨意選擇所需功能；採用MOS管發熱方式效率高，壽命長，比傳統發熱絲加熱方式節能20%以上，且無輻射，無汙染。
圖1為本實用新型的結構示意圖；具體實施方式
參照圖1，本具體實施方式
採用以下技術方案它包含電源電路1、驅動電路2、水溫/幹燒檢測電路3、電壓檢測電路4、微電腦控制晶片5、電流檢測電路6、顯示電路7和報警電路8，電源電路1與驅動電路2相連，微電腦控制晶片5分別與驅動電路2、水溫/幹燒檢測電路3、電壓檢測電路4、電流檢測電路6、顯示電路7和報警電路8相連。所述的電源電路1包含二極體D1、電容EC0-EC3、晶片U1、U2和電阻R1，二極體Dl 正極與車載電瓶正極相連，二極體Dl負極分別與晶片Ul的1腳及電容ECO的正極相連，晶片Ul的3腳與電阻Rl —端及電容ECl正極相連，電阻Rl另一端與晶片U2的1腳和電容 EC2正極相連，晶片U2的3腳與電容EC3正極相連，電容EC0-EC3的負極和晶片U1、U2的2 腳均與車載電瓶的負極相連。[0015]所述的微電腦晶片5包含晶片IC3、電阻R2-R5和開關S1-S4，晶片IC3的12、13、 14、16腳分別與電阻R5、電阻R4、電阻R3和電阻R2相連，電阻R2、電阻R3、電阻R4和電阻 R5分別與開關S1-S4相連。所述的驅動電路2包含電容C1、C2、EC4、電阻R15、R16、R26_R30、三極體T1、T2和 MOS管，MOS管的漏極與車載電源正極相連，MOS管的源極與車載電源負極相連，MOS管的柵極與電阻似9 一端和電容C2 —端相連，電阻似9另一端與電容EC4正極和電阻R15、R16 — 端相連，電阻R16另一端與三極體T2的集電極相連，三極體T2的發射極欲電容Cl 一端及電阻似8 —端相連，電容Cl另一端接地，電阻R28另一端分別與三極體T2的基極和電阻R27 一端相連，電阻R27另一端與三極體Tl的集電極相連，三極體Tl的基極與電阻似6 —端和電阻R30 —端相連，電阻R26另一端與微電腦晶片5的13腳相連，電阻R30另一端與三極體Tl發射極、電阻R5另一端、電容C2負極、電容EC4負極相連。本具體實施方式
採用N溝道MOS管加熱方式，將車載電源電壓正極接在MOS管漏極⑶，負極接在MOS管的源極⑶，控制器的驅動電路部分接在MOS管柵極(G)，在G上加上較小的驅動電壓，使N溝道電阻減小，使MOS管DS極流過一定的電流，使MOS管發熱，達到發熱目的；控制器採用微電腦晶片(MCU)控制，採用PWM調製方式可將功率恆定，工作時， MCU對當前工作電壓，電流進行採樣，再經過MCU內部程序的精確計算，最後調整PWM輸出脈寬，再經過積分電路，改變加在MOS管柵極上的電壓，使N溝道電阻變化，改變流過源極和漏極的電流，使功率恆定；因汽車電瓶分為12V和24V兩種，本控制器通過MCU內部程序的控制，可使該控制器在12V/24V直流電壓下通用，不用更換任何配件。本具體實施方式
採用NTC負溫度係數溫度傳感器進行溫度檢測，由MCU採樣，再經過內部計算，將當前水溫通過數碼屏或液晶屏顯示出來，使用戶能即時知道當前水溫。在工作時，當MCU檢測到水沸騰(IO(TC)後，停止PWM輸出，使MOS管停止加熱。需要保溫，可選擇保溫功能，保溫溫度在5 80°C可選，保溫過程通過MCU內部程序精確控制，使水溫保持在所設定的保溫溫度；採用NTC負溫度係數溫度傳感器對當前MOS管的溫度進行檢測，由 MCU採樣，經過內部計算並比較，缺水時，由於MOS管的熱量無法揮發，MOS管表面溫度會比有水時高，通過檢測該溫度，當溫度超過正常加熱時的溫度時，MCU停止PWM輸出，關閉MOS 管，並發出警報。本具體實施方式
工作中，若控制器檢測到當前車載電瓶電壓太低，MCU會將MOS管關閉，停止加熱，且發出警報，以保證車載電瓶的電量不會耗盡，高壓保護用來防止用戶電瓶電壓過高而造成的損壞；工作中，MCU對當前工作電流進行採樣計算，對控制器的工作電流進行監控，若電流過高，MCU停止PWM輸出，關閉MOS管，並發出警報，若工作時的電流過小，為保護電瓶電量不耗盡，MCU停止PWM輸出，關閉MOS管，並發出警報；當MCU檢測到水溫低於5°C時，MCU停止PWM輸出，關閉MOS管，並發出警報。本具體實施方式
配有顯示器件(數碼管或液晶)，用戶對水杯當前的工作狀態一目了然，配有功能選擇按鍵，可隨意選擇所需功能；採用MOS管發熱方式效率高，壽命長，比傳統發熱絲加熱方式節能20%以上，且無輻射，無汙染。
權利要求1.利用MOS管加熱的車載水杯控制器，其特徵在於它包含電源電路(1)、驅動電路(2)、 水溫/幹燒檢測電路(3)、電壓檢測電路(4)、微電腦控制晶片(5)、電流檢測電路(6)、顯示電路(7)和報警電路(8)，電源電路⑴與驅動電路(2)相連，微電腦控制晶片(5)分別與驅動電路(2)、水溫/幹燒檢測電路(3)、電壓檢測電路(4)、電流檢測電路(6)、顯示電路 (7)和報警電路⑶相連。
2.根據權利要求1所述的利用MOS管加熱的車載水杯控制器，其特徵在於所述的電源電路(1)包含二極體D1、電容EC0-EC3、晶片Ul、U2和電阻R1，二極體Dl正極與車載電瓶正極相連，二極體Dl負極分別與晶片Ul的1腳及電容ECO的正極相連，晶片Ul的3腳與電阻Rl —端及電容ECl正極相連，電阻Rl另一端與晶片U2的1腳和電容EC2正極相連， 晶片U2的3腳與電容EC3正極相連，電容EC0-EC3的負極和晶片U1、U2的2腳均與車載電瓶的負極相連。
3.根據權利要求1所述的利用MOS管加熱的車載水杯控制器，其特徵在於所述的微電腦晶片(5)包含晶片IC3、電阻R2-R5和開關S1-S4，晶片IC3的12、13、14、16腳分別與電阻 R5、電阻R4、電阻R3和電阻R2相連，電阻R2、電阻R3、電阻R4和電阻R5分別與開關S1-S4 相連。
4.根據權利要求1所述的利用MOS管加熱的車載水杯控制器，其特徵在於所述的驅動電路(2)包含電容Cl、C2、EC4、電阻R15、R16、R26-R30、三極體Tl、T2和MOS管，MOS管的漏極與車載電源正極相連，MOS管的源極與車載電源負極相連，MOS管的柵極與電阻R29 — 端和電容C2 —端相連，電阻R29另一端與電容EC4正極和電阻R15、R16 —端相連，電阻R16 另一端與三極體T2的集電極相連，三極體T2的發射極欲電容Cl 一端及電阻R28 —端相連，電容Cl另一端接地，電阻R28另一端分別與三極體T2的基極和電阻R27 —端相連，電阻R27另一端與三極體Tl的集電極相連，三極體Tl的基極與電阻R26 —端和電阻R30 — 端相連，電阻R26另一端與微電腦晶片(5)的13腳相連，電阻R30另一端與三極體Tl發射極、電阻R5另一端、電容C2負極、電容EC4負極相連。
專利摘要利用MOS管加熱的車載水杯控制器，它涉及車載熱水器領域。它包含電源電路(1)、驅動電路(2)、水溫/幹燒檢測電路(3)、電壓檢測電路(4)、微電腦控制晶片(5)、電流檢測電路(6)、顯示電路(7)和報警電路(8)，電源電路(1)與驅動電路(2)相連，微電腦控制晶片(5)分別與驅動電路(2)、水溫/幹燒檢測電路(3)、電壓檢測電路(4)、電流檢測電路(6)、顯示電路(7)和報警電路(8)相連。它採用N溝道MOS管加熱方式，功率恆定，精確溫控，防止幹燒，具有高/低電壓保護及過/欠電流保護及低溫保護功能，顯示及控制方便，節能環保。
文檔編號G05D23/30GK201945899SQ20102065138
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月9日 優先權日2010年12月9日
發明者黃立斌 申請人:黃立斌