專利名稱：用于電加熱設(shè)備的自動(dòng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電加熱設(shè)備的自動(dòng)控制裝置，包括整流換流器，其一個(gè)入口連接到供電網(wǎng)，一個(gè)出口連接到一個(gè)電路，該電路包括串聯(lián)連接到電加熱器的至少一個(gè)電阻器的絕緣柵雙極晶體管(IGBT)，電子控制裝置被設(shè)計(jì)為能夠從可由用戶致動(dòng)的溫度選擇器接收數(shù)據(jù)，所述選擇器被設(shè)計(jì)為能夠允許選擇電加熱設(shè)備所安裝的房間中將到達(dá)的環(huán)境溫度，至少一個(gè)溫度傳感器即環(huán)境溫度傳感器。本發(fā)明特別涉及家用電加熱設(shè)備的領(lǐng)域。在進(jìn)一步的描述中，加熱設(shè)備將理解為電加熱設(shè)備。
背景技術(shù)：
在加熱設(shè)備的領(lǐng)域中，通常已知的操作是使用電阻，電流通過該電阻，從而將電能轉(zhuǎn)換為熱能，其通過對(duì)流傳送到環(huán)境中。實(shí)際上，這種類型的裝置通常包括較低部分中的開口，其中冷空氣進(jìn)入該開口，和較高部分中的開口，其中通過電阻器加熱的空氣離開該開這種類型的第一加熱設(shè)備僅包括打開/關(guān)閉開關(guān)，其允許用戶僅能打開或關(guān)閉加熱設(shè)備，而不能調(diào)節(jié)所需溫度。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，下一代的電加熱設(shè)備包括調(diào)節(jié)裝置，其允許根據(jù)用戶啟動(dòng)的調(diào)節(jié)使一個(gè)或多個(gè)電阻器開始工作，而恒溫器允許根據(jù)環(huán)境溫度來控制該操作。然而，盡管由恒溫器測(cè)量的設(shè)定值的存在，但是這些加熱設(shè)備仍然具有較大的缺點(diǎn)，即僅具有兩種操作模式，一方面，打開時(shí)，為了到達(dá)設(shè)定值，從低于后者的溫度開始，另一方面，關(guān)閉時(shí)，為了達(dá)到設(shè)定值，這次從高于后者的溫度開始。這種操作模式引起大量的熱慣性(thermal inertia)，其對(duì)用戶的舒適性具有影響。在加熱設(shè)備中，也已知使用測(cè)量房間溫度的傳感器，以便盡量限制設(shè)備的雙態(tài)操作打開或關(guān)閉。實(shí)際上，根據(jù)后者，包括在加熱設(shè)備中的多個(gè)電阻可以彼此單獨(dú)被啟用或者停用。該控制裝置進(jìn)一步執(zhí)行，這是因?yàn)樗试S取決于加熱設(shè)備中啟用或停用的電阻器數(shù)量的多個(gè)操作狀態(tài)。傳感器允許使設(shè)定值遵循比前述加熱設(shè)備更少量的慣性，但是其仍然太高，這是因?yàn)槠洳僮鳡顟B(tài)可以從沒有電阻器被供給電流(即加熱設(shè)備關(guān)閉)至所有的電阻器都被供給電流。最后，也已知使用半導(dǎo)體，例如三端雙向可控硅開關(guān)(triac)，此時(shí)其允許不控制被供給電流的電阻器的數(shù)量，而是控制通過加熱設(shè)備的電阻器的電流的平均值。電流的值從而通過三端雙向可控硅開關(guān)從溫度傳感器測(cè)量的值開始改變。然而，三端雙向可控硅開關(guān)的使用具有產(chǎn)生暫態(tài)電流的缺點(diǎn)，其可能與電力供應(yīng)網(wǎng)發(fā)生干擾，因此這不符合關(guān)于電加熱設(shè)備的調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)。因此，三端雙向可控硅開關(guān)僅用于三端雙向可控硅開關(guān)的打開/關(guān)閉操作
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是通過提供用于電加熱設(shè)備的自動(dòng)控制裝置，即其熱慣性減小，以及其中不存在加熱設(shè)備與電力供應(yīng)網(wǎng)發(fā)生任何干擾的風(fēng)險(xiǎn)，來克服上述缺點(diǎn)。從而，本發(fā)明包括用于電加熱設(shè)備的自動(dòng)控制裝置，包括整流換流器，其一個(gè)入口連接到供電網(wǎng)，一個(gè)出口連接到一個(gè)電路，該電路包括串聯(lián)連接到電加熱器的至少一個(gè)電阻器的絕緣柵雙極晶體管(IGBT)，電子控制裝置被設(shè)計(jì)為能夠從可由用戶致動(dòng)的溫度選擇器接收數(shù)據(jù)，所述選擇器被設(shè)計(jì)為能夠允許選擇安裝電加熱設(shè)備的房間中將到達(dá)的環(huán)境溫度，至少一個(gè)溫度傳感器，即環(huán)境溫度傳感器，其中所述電子控制裝置被設(shè)計(jì)為能夠通過控制流過電加熱設(shè)備的至少一個(gè)電阻器的電流強(qiáng)度來作用于所述絕緣柵雙極晶體管。根據(jù)本發(fā)明的又一特征，它包括至少一個(gè)電阻器，其電流強(qiáng)度的控制通過脈沖寬度調(diào)制(PWM)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的又一特征，整流器的入口設(shè)有過濾器，其被設(shè)計(jì)為能夠避免射頻產(chǎn)生的干擾。


本發(fā)明的另外的目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將從下面的參照示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述中變得更清楚，該示例性實(shí)施例通過指示和說明給出并且不作為限制。參考所附附圖將有助于本說明書的理解，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的操作圖；圖2是本發(fā)明的電子部分的電氣圖。為了簡(jiǎn)化，構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)控制裝置的元件之間的電互連由作為單線表示的連續(xù)線示出。
具體實(shí)施例方式從圖1中可以看出，該裝置包括連接到供電網(wǎng)的供電電源1，設(shè)計(jì)為能夠避免供電網(wǎng)的干擾的濾波器裝置2。這些濾波器裝置的下游分別經(jīng)由軌跡11和12布置了校正裝置 3和電子控制裝置7。校正裝置3基本上包括雙波整流換流器，其經(jīng)由軌跡13和14通過絕緣柵雙極晶體管4供給電加熱設(shè)備5的至少一個(gè)電阻6。電子控制裝置7經(jīng)由軌跡15接收溫度選擇器8提供的數(shù)據(jù)，經(jīng)由軌跡16接收溫度傳感器9提供的數(shù)據(jù)，以及經(jīng)由軌跡17接收房間溫度傳感器10提供的數(shù)據(jù)。電子控制裝置7設(shè)有軟件，其設(shè)計(jì)為通過脈沖寬度調(diào)制來控制絕緣柵雙極晶體管 4以及控制校正裝置3提供的波的工作循環(huán)。該控制的結(jié)果經(jīng)由軌跡18傳送到絕緣柵雙極晶體管4。當(dāng)系統(tǒng)已經(jīng)連接到供電網(wǎng)時(shí)，用戶通過溫度選擇器8選擇用于電加熱設(shè)備5的設(shè)
定溫度。該溫度選擇器實(shí)際上可以集成到散熱器中，但是優(yōu)選在墻上偏置或者類似方式。從而，通過該選擇器8，電子控制裝置7接收用戶選擇的溫度數(shù)據(jù)，環(huán)境溫度傳感器10測(cè)量的溫度數(shù)據(jù)，和通過溫度傳感器9，電加熱設(shè)備5到達(dá)的溫度數(shù)據(jù)。電子控制裝置7然后建立脈沖寬度調(diào)制，其固定絕緣柵雙極晶體管4的工作循環(huán)。 該調(diào)制優(yōu)選利用16kHz頻率的載波產(chǎn)生。
從而，電加熱設(shè)備5的電阻器6接收通過電子控制裝置7的數(shù)據(jù)處理程序預(yù)建立的一些最小值和最大值之間的電流強(qiáng)度，這意味著電加熱設(shè)備的操作不受電流強(qiáng)度的任何定標(biāo)功能的限制，或避免了所帶來熱慣性導(dǎo)致的電加熱設(shè)備的打開和關(guān)閉。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，通過作用于雙極晶體管4上成比例的、整體和派生控制，以便快速到達(dá)接近于用戶選擇的值，加熱設(shè)備從而通過電子控制裝置7執(zhí)行。一旦裝置接近于設(shè)定值，在十分之幾度內(nèi)，優(yōu)選在從大約百分之百至大約百分至一百五度內(nèi)，根據(jù)設(shè)定值和環(huán)境溫度之間的溫度差，通過電子控制裝置7來改變傳輸?shù)郊訜犭娮杵鞯墓β实墓δ?。隨著溫度差減少，傳輸?shù)郊訜犭娮杵鞯墓β蕪亩饾u降低。圖2示出了自動(dòng)控制裝置的多個(gè)電子元件。特別地，可以看見絕緣柵雙極晶體管 4，整流器安裝，以及這些不同元件之間的所有連接。
權(quán)利要求
1.一種用于電加熱設(shè)備(5)的自動(dòng)控制裝置，包括整流換流器，其一個(gè)入口連接到供電網(wǎng)，其一個(gè)出口連接到電路，該電路包括串聯(lián)連接到電加熱設(shè)備(5)的至少一個(gè)電阻器 (6)的絕緣柵雙極晶體管(IGBT) (4)，電子控制裝置(7)被設(shè)計(jì)為能夠從可由用戶致動(dòng)的溫度選擇器接收數(shù)據(jù)，所述選擇器被設(shè)計(jì)為能夠允許選擇安裝電加熱設(shè)備(5)的房間中將到達(dá)的環(huán)境溫度，至少一個(gè)溫度傳感器，即環(huán)境溫度傳感器，其中所述電子控制裝置(7)被設(shè)計(jì)為能夠通過控制流過電加熱設(shè)備的至少一個(gè)電阻器的電流強(qiáng)度來作用于所述絕緣柵雙極晶體管⑷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，它包括附加的溫度傳感器，其被設(shè)計(jì)為能夠測(cè)量該裝置達(dá)到的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的裝置，其中，它包括至少一個(gè)電阻器，其電流強(qiáng)度的控制通過脈沖寬度調(diào)制(PWM)實(shí)現(xiàn)。
4.根據(jù)之前任一權(quán)利要求的裝置，其中，所述整流器(3)的入口設(shè)有過濾器O)，其被設(shè)計(jì)為能夠避免射頻產(chǎn)生的干擾。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于電加熱設(shè)備(5)的自動(dòng)控制裝置，包括整流換流器，其中，一個(gè)入口連接到電力網(wǎng)，一個(gè)出口連接到電路，該電路包括串聯(lián)連接到電加熱設(shè)備(5)的至少一個(gè)電阻器(6)的絕緣柵雙極晶體管(IGBT)(4)，電子控制裝置(7)設(shè)計(jì)為能夠從可以由用戶致動(dòng)的溫度選擇器接收數(shù)據(jù)，所述選擇器設(shè)計(jì)為能夠使用戶選擇安裝電加熱設(shè)備(5)的房間將到達(dá)的環(huán)境溫度，和至少一個(gè)溫度傳感器，即環(huán)境溫度傳感器。電子控制裝置(7)設(shè)計(jì)為能夠通過調(diào)節(jié)流過電加熱設(shè)備的至少一個(gè)電阻器的電流強(qiáng)度來控制所述絕緣柵雙極晶體管(4)。
文檔編號(hào)G05D23/19GK102282521SQ200980149762
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月10日
發(fā)明者蒂埃里·馬丁內(nèi)斯, 讓-路易·卡爾波涅 申請(qǐng)人:蒂埃里·馬丁內(nèi)斯, 讓-路易·卡爾波涅