專利名稱：發(fā)熱線的控溫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)一種發(fā)熱線的控溫方法，尤指一種能有效控溫及調(diào)整工作溫度，以適用于電熱爐、熱敷毯等發(fā)熱裝置使用的發(fā)熱線的控溫方法。
背景技術(shù)：
諸如熱敷墊的類的發(fā)熱裝置在目前市面上已被廣泛的使用，而讓發(fā)熱線在加熱到使用者所設(shè)定的溫度之后自動(dòng)中斷，則可讓發(fā)熱裝置保持在預(yù)定的加熱范圍內(nèi)，以提供諸如熱敷之類的功能，并確保使用安全。為了有效達(dá)到控溫的效果，美國(guó)第5，861，610號(hào)專利案是以正溫度系數(shù)(Positive Temperature Coeff icient, PTC)兀件作為偵測(cè)線，美國(guó)第 6，943，327 號(hào)專利案是以負(fù)溫度系數(shù)(Negative Temperature Coefficient, NTC)元件作為偵測(cè)線以感測(cè)溫度的變化，并同時(shí)搭配發(fā)熱線以進(jìn)行控溫加熱。其中，當(dāng)偵測(cè)線的溫度隨著發(fā)熱線的溫度上升，或因高溫使得偵測(cè)線的電阻改變時(shí)，都將通過控制器內(nèi)的比較電路進(jìn)行比對(duì)，再以比對(duì)結(jié)果調(diào)整輸入發(fā)熱線的電流量，以控制發(fā)熱溫度在使用者所設(shè)定的范圍內(nèi)。而美國(guó)第7，180，037號(hào)專利案則揭示了另一種PTC元件或NTC元件的應(yīng)用例，其與前述各現(xiàn)有技術(shù)的最大不同處在于:直接偵測(cè)一 AC功率信號(hào)的零交叉(zero crossing)所響應(yīng)產(chǎn)生的第一零交叉信號(hào)，直接偵測(cè)一 PTC元件或NTC元件因溫度所導(dǎo)致電阻變化而產(chǎn)生的相移AC功率信號(hào)的零交叉所響應(yīng)產(chǎn)生的第二零交叉信號(hào)，并借助時(shí)間差確定器電路量測(cè)第一零交叉信號(hào)及第二零交叉信號(hào)的相移時(shí)間，同時(shí)由控制器持續(xù)運(yùn)算，在相移時(shí)間加大而達(dá)到控制器預(yù)定的相移時(shí)間點(diǎn)后，輸出控制信號(hào)以控制電路的導(dǎo)通或斷路，達(dá)到定溫加熱的效果。然而，上述美國(guó)第7，180,037號(hào)專利案的整體電路結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，尤其必須借助時(shí)間差確定器電路及控制器同時(shí)的偵測(cè)運(yùn)算，才能達(dá)到控溫的效果，如此一來(lái)，將會(huì)增加生產(chǎn)制造的成本。有鑒于此，為了改善上述缺點(diǎn)，并提供另一種有別于上述控溫技術(shù)的發(fā)熱線的控溫方法，使不僅能有效進(jìn)行控溫，且能使元件的組成簡(jiǎn)單，以節(jié)省生產(chǎn)制造成本，創(chuàng)作人積多年的經(jīng)驗(yàn)及不斷的研發(fā)改進(jìn)，遂有本發(fā)明的產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在提供一種借助一加熱線加熱所產(chǎn)生的連續(xù)且具變化的脈波訊號(hào)與一連續(xù)性參考脈波訊號(hào)合成為一連續(xù)性的合成脈波訊號(hào)，再通過合成脈波訊號(hào)的脈波寬度偵測(cè)，而控制發(fā)熱線加溫，而可有效進(jìn)行控溫，并使元件的組成簡(jiǎn)單，以節(jié)省生產(chǎn)制造成本的發(fā)熱線的控溫方法。本發(fā)明的次要目的在提供一種借助調(diào)整一連續(xù)性參考脈波訊號(hào)的結(jié)束邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)，以控制加熱線停止加熱的溫度，從而讓使用者能彈性調(diào)整工作溫度高低的發(fā)熱線的控溫方法。
為達(dá)上述發(fā)明之目的，本創(chuàng)作所設(shè)的發(fā)熱線的控溫方法中的發(fā)熱線是包括一加熱線及一包覆于加熱線外周緣的披覆層，加熱線的一端耦合電源的一極，加熱線的另一端連接一開關(guān)，開關(guān)耦合電源的另一極，且開關(guān)借助一具有處理器的控制電路的控制，使其呈導(dǎo)通或斷路狀態(tài)；而該控溫方法是包括下列步驟:a.讓電源經(jīng)由一脈波輸出電路以輸出連續(xù)性參考脈波訊號(hào)；b.在加熱線的加熱過程中，通過一脈波偵測(cè)電路以偵測(cè)取得依加熱線的溫度變化所產(chǎn)生的連續(xù)的且具變化的脈波訊號(hào)；c.以一及閘取得連續(xù)的參考脈波訊號(hào)及連續(xù)且具變化的脈波訊號(hào)并連續(xù)的合成一脈波訊號(hào)，任一合成脈波訊號(hào)具有一脈波寬度，該脈波寬度包括一開始邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)及一結(jié)束邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)；以及d.當(dāng)加熱線加熱而使得合成脈波訊號(hào)的開始邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)相對(duì)于該結(jié)束邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)移動(dòng)，并達(dá)到處理器所設(shè)定的合成脈波訊號(hào)的脈波寬度時(shí)，讓控制電路停止觸發(fā)開關(guān)，以中止加熱線繼續(xù)加熱。實(shí)施時(shí)，該加熱線為正溫度系數(shù)導(dǎo)線或負(fù)溫度系數(shù)導(dǎo)線其中之一種。實(shí)施時(shí)，步驟b的脈波偵測(cè)電路是利用一溫度感測(cè)元件偵測(cè)加熱線的溫度變化，并通過電壓比較，以產(chǎn)生連續(xù)且具變化的脈波訊號(hào)。實(shí)施時(shí)，該溫度感測(cè)元件為一感測(cè)線或一熱敏電阻。實(shí)施時(shí)，本創(chuàng)作更包括一溫度調(diào)整步驟，其是通過調(diào)整任一參考脈波訊號(hào)結(jié)束邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)，以控制加熱線停止加熱的溫度。為便于對(duì)本發(fā)明能有更深入的了解，茲詳述于后:


圖1為本發(fā)明的步驟流程圖。圖2為本發(fā)明的電路方塊示意圖。

圖3為本發(fā)明的脈波輸出電路及脈波偵測(cè)電路的輸出脈波通過及閘合成后的脈波寬度的變化示意圖。圖4為本發(fā)明的一具體實(shí)施例的電路圖。圖5為本發(fā)明的脈波輸出電路的輸出波形變化示意圖。圖6為本發(fā)明的脈波偵測(cè)電路的輸出波形變化示意圖。圖7為本發(fā)明的另一具體實(shí)施例的電路圖。圖8為圖7的脈波輸出電路及脈波偵測(cè)電路的輸出脈波通過及閘合成后的脈波寬度的變化示意圖。主要元件符號(hào)說明發(fā)熱線I加熱線11披覆層12v開關(guān)2控制電路3脈波輸出電路4脈波偵測(cè)電路5及閘6溫度感測(cè)元件7電源9脈波寬度W、Wl開始邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)Tl結(jié)束邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)T2、T3電阻Rl、R2電容C1、C2、C3第一二極管 Dl
第二二極管D2第一電壓比較器UlA第二電壓比較器U2A 第三電壓比較器U3A可變電阻VRl第一結(jié)點(diǎn)Pl
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1、2所示，本創(chuàng)作發(fā)熱線的控溫方法的發(fā)熱線I是包括一加熱線11及一包覆于加熱線11外周緣的披覆層12，加熱線11的一端耦合電源9的一個(gè)極性，加熱線11的另一端連接一開關(guān)2，該開關(guān)2耦合電源9的相反極性，且該開關(guān)2借助一具有處理器的控制電路3的控制，使呈導(dǎo)通或斷路狀態(tài)；而該發(fā)熱線的控溫方法是包括下列步驟:a.讓電源9通過一脈波輸出電路4以輸出連續(xù)的參考脈波訊號(hào)。b.在加熱線11的加熱過程中，通過一脈波偵測(cè)電路5偵測(cè)取得依加熱線11的溫度變化所產(chǎn)生的連續(xù)且具變化的脈波訊號(hào)。c.以一及閘6取得連續(xù)性參考脈波訊號(hào)及連續(xù)性且具變化的脈波訊號(hào)并合成連續(xù)的合成脈波訊號(hào)，任一合成脈波訊號(hào)具有一脈波寬度W，該脈波寬度W包括一開始邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)Tl及一結(jié)束邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)T2。d.當(dāng)加熱線11加熱而使得合成脈波訊號(hào)的開始邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)Tl相對(duì)于該結(jié)束邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)T2移動(dòng)，并達(dá)到處理器所設(shè)定的合成脈波訊號(hào)的脈波寬度Wl時(shí)，讓控制電路3停止觸發(fā)開關(guān)2，以中止加熱線11繼續(xù)加熱。其中，該加熱線11 為正溫度系數(shù)(Positive Temperature Coefficient, PTC)導(dǎo)線，所述的加熱線11亦可為負(fù)溫度系數(shù)(Negative Temperature Coefficient,NTC)導(dǎo)線，借以在受熱而使溫度上升時(shí)，讓電阻相對(duì)變大或變小。請(qǐng)參閱圖2、3所示，該加熱線11是以正溫度系數(shù)導(dǎo)線為例，其中，該脈波輸出電路4與電源9連接，供輸出具連續(xù)性的正向參考脈波訊號(hào)，而當(dāng)加熱線11受熱而使溫度上升時(shí)，由于加熱線11的電阻相對(duì)變大，在經(jīng)過脈波偵測(cè)電路5的偵測(cè)后，即會(huì)形成連續(xù)且具變化的正向脈波訊號(hào)。此時(shí)，連續(xù)性參考脈波訊號(hào)及連續(xù)且具變化的脈波訊號(hào)同時(shí)通過及閘6的合成，而取得連續(xù)性的合成脈波訊號(hào)。任一個(gè)合成脈波訊號(hào)具有一脈波寬度W，該脈波寬度W包括一開始邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)Tl及一結(jié)束邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)T2。而由及閘合成結(jié)果所示的合成脈波訊號(hào)，顯示該合成脈波訊號(hào)的結(jié)束邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)T2皆為固定不動(dòng)，而由于加熱線11溫度的上升，則會(huì)使合成脈波訊號(hào)的開始邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)Tl朝向結(jié)束邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)T2移動(dòng)，如此一來(lái)，各個(gè)合成脈波訊號(hào)的脈波寬度W將會(huì)逐漸縮小，在達(dá)到處理器所預(yù)先設(shè)定的合成脈波訊號(hào)的脈波寬度Wl時(shí)，讓控制電路停止繼續(xù)觸發(fā)開關(guān)2，以中止加熱線11繼續(xù)加熱；而當(dāng)加熱線11的溫度下降時(shí)，合成脈波訊號(hào)的開始邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)Tl即會(huì)漸漸遠(yuǎn)離結(jié)束邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)T2，亦即使合成脈波訊號(hào)的脈波寬度W開始加寬，并在達(dá)到處理器所預(yù)先設(shè)定的合成脈波訊號(hào)的脈波寬度W時(shí)，讓控制電路3觸發(fā)開關(guān)2，重新對(duì)加熱線11進(jìn)行加熱。其中，當(dāng)加熱線11為負(fù)溫度系數(shù)導(dǎo)線時(shí)，加熱線11溫度的上升會(huì)使各個(gè)合成脈波訊號(hào)的脈波寬度W逐漸加寬，加熱線溫度的下降會(huì)使各個(gè)合成脈波訊號(hào)的脈波寬度W逐漸縮小，同樣可以在達(dá)到處理器所預(yù)先設(shè)定的合成脈波訊號(hào)的脈波寬度Wl時(shí)，對(duì)加熱線11中止加熱或繼續(xù)加熱，以達(dá)到控溫的效果。
另外，本創(chuàng)作更包括一溫度調(diào)整步驟，是通過調(diào)整任一參考脈波訊號(hào)結(jié)束邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)T3的位置，例如:將結(jié)束邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)T 3向右移動(dòng)，如此一來(lái)，在達(dá)到相同脈波寬度W才能讓控制電路3觸發(fā)開關(guān)2的設(shè)定下，加熱線11停止加熱的溫度即會(huì)相對(duì)調(diào)升，而達(dá)到調(diào)溫效果。在本實(shí)施例中，該脈波偵測(cè)電路5是直接偵測(cè)加熱線11的電阻變化，而如圖4所示，所述的脈波偵測(cè)電路5亦可利用一溫度感測(cè)元件7以偵測(cè)加熱線11的溫度變化。而該溫度感測(cè)元件7為一感測(cè)線，亦可為一熱敏電阻，同樣可以偵測(cè)加熱線11，并通過電壓比較，以產(chǎn)生連續(xù)的且具變化的脈波訊號(hào)。請(qǐng)參閱圖4-6所示，為應(yīng)用本發(fā)明的控溫方法的具體電路圖。其中，該脈波輸出電路4包括串聯(lián)的電阻R1、可變電阻VRl及第二電壓比較器U2A。電阻Rl的一端連接電源9，可變電阻VRl連接第二電壓比較器U2A的非反向輸入端，第二電壓比較器U2A的反向輸入端接地，且該可變電阻VRl與一電容C3組成一 RC電路，借以將交流電源9的正弦波訊號(hào)轉(zhuǎn)換為正向脈波訊號(hào)。如圖6所示，該脈波偵測(cè)電路5是包括感測(cè)線及電容C2所組成的RC電路，由于該RC電路的RC時(shí)間常數(shù)特性，將使得交流電源9輸入的弦波訊號(hào)產(chǎn)生延遲，并在經(jīng)過第一電壓比較器UlA的電壓比較后，輸出連續(xù)性具變化的正向脈波訊號(hào)。而該及閘6是包括并聯(lián)的第一二極管Dl及第二二極管D2，第一二極管Dl的負(fù)極連接第一電壓比較器UlA的輸出端，第一二極管Dl的正極連接電源9，且第一二極管Dl與電源9之間設(shè)有第一結(jié)點(diǎn)P1，該第二二極管D2的正極耦合第二電壓比較器U2A的輸出端，第二二極管D2的負(fù)極耦合第一結(jié)點(diǎn)Pl。借此，當(dāng)連續(xù)參考脈波訊號(hào)及連續(xù)的且具變化的脈波訊號(hào)同時(shí)通過及閘6的合成，可取得連續(xù)的合成脈波訊號(hào)。而在調(diào)整可變電阻VRl之后，可調(diào)整任一參考脈波訊號(hào)結(jié)束邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)T3，以調(diào)整加熱溫度。實(shí)施時(shí)，該及閘6亦可以具有相同功能的微處理器取代，而該開關(guān)2為硅控整流器(SCR)或雙向可控硅(TRIAC)之類的可控硅。請(qǐng)參閱圖7、8所示，其與上述電路不同之處在于:該第二電壓比較器U2A的輸出端是連接由電阻R2及電容Cl所組成的一 RC電路，該RC電路連接第三電壓比較器U3A的反向輸入端，該第三電壓比較器U3A的非反向輸入端連接一電阻后接地。借此，當(dāng)?shù)诙妷罕容^器U2A的輸出端輸出正向脈波訊號(hào),通過RC電路的充放電,再輸入第三電壓比較器U3A,同時(shí)通過第三電壓比較器U3A的非反向輸入端所輸入的分壓，以作為比較參考電壓，即可輸出反向的脈波訊號(hào)。借此，經(jīng)過脈波偵測(cè)電路5的第一電壓比較器UlA的電壓比較后所輸出連續(xù)且具變化的正向脈波訊號(hào)與經(jīng)過脈波輸出電路4的第三電壓比較器U3A所輸出連續(xù)的反向參考脈波訊號(hào)，同樣可以合成為連續(xù)的合成脈波訊號(hào)，并在脈波寬度W達(dá)到處理器所預(yù)先設(shè)定的合成脈波訊號(hào)的脈波寬度Wl時(shí)，讓控制電路3停止繼續(xù)觸發(fā)開關(guān)2，以中止加熱線11繼續(xù)加熱。因此，本發(fā)明具有以下之優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明是借助偵測(cè)一合成脈波訊號(hào)的脈波寬度，以控制發(fā)熱線的加溫，因此，不但可有效進(jìn)行控溫，且可使元件的組成簡(jiǎn)單，以節(jié)省生產(chǎn)制造成本。
2、本發(fā)明是借助調(diào)整一連續(xù)性參考脈波訊號(hào)的結(jié)束邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)，再偵測(cè)一合成脈波訊號(hào)的脈波寬度，以控制加熱線停止加熱的溫度，因此，可讓使用者大幅度調(diào)整工作溫度。綜上所述，依上文所揭示之內(nèi)容，本創(chuàng)作確可達(dá)到發(fā)明的預(yù)期目的，提供一種不僅能有效進(jìn)行控溫，且能使元件的組成簡(jiǎn)單，以節(jié)省生產(chǎn)制造成本的發(fā)熱線的控溫方法，極具產(chǎn)業(yè)上利用之價(jià)值。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)熱線的控溫方法，該發(fā)熱線包括加熱線及包覆于加熱線外周緣的披覆層，該加熱線的一端耦合于電源的一極，加熱線的另一端連接開關(guān)，并且該開關(guān)耦合于電源的另一極，且該開關(guān)借助具有處理器的控制電路的控制，使該開關(guān)呈導(dǎo)通或斷路狀態(tài)；其特征在于，該控溫方法是包括: a.讓電源通過一個(gè)脈波輸出電路，以輸出連續(xù)的參考脈波訊號(hào)； b.在加熱線的加熱過程中，通過脈波偵測(cè)電路偵測(cè)取得依加熱線的溫度變化所產(chǎn)生的連續(xù)的且具變化的脈波訊號(hào)； c.以一個(gè)及閘將取得的連續(xù)的參考脈波訊號(hào)及連續(xù)的且具變化的脈波訊號(hào)的連續(xù)的合成脈波訊號(hào)，任一合成脈波訊號(hào)具有一脈波寬度，該脈波寬度包括一開始邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)及一結(jié)束邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)；以及 d.當(dāng)加熱線加熱而使得合成脈波訊號(hào)的開始邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)相對(duì)于該結(jié)束邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)移動(dòng)，并達(dá)到處理器所設(shè)定的合成脈波訊號(hào)的脈波寬度時(shí)，使控制電路停止觸發(fā)該開關(guān)，而中止該加熱線繼續(xù)加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)熱線的控溫方法，其特征在于，該加熱線為正溫度系數(shù)導(dǎo)線或負(fù)溫度系數(shù)導(dǎo)線其中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)熱線的控溫方法，其特征在于，步驟b的脈波偵測(cè)電路是利用溫度感測(cè)元件偵測(cè)加熱線的溫度變化，并通過電壓比較，而產(chǎn)生連續(xù)且具變化的脈波訊號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)熱線的控溫方法，其特征在于，該溫度感測(cè)元件為感測(cè)線。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的發(fā)熱線的控溫方法，其特征在于，該脈波偵測(cè)電路是以一第一電壓比較器進(jìn)行電壓比較，且該第一電壓比較器的非反向輸入端耦合溫度感測(cè)元件，該第一電壓比較器的反向輸入端接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)熱線的控溫方法，更包括一溫度調(diào)整步驟，其是通過調(diào)整任一參考脈波訊號(hào)結(jié)束邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)，以控制加熱線停止加熱的溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)熱線的控溫方法，其特征在于，該脈波輸出電路包括一可變電阻，以調(diào)整任一參考脈波訊號(hào)結(jié)束邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)熱線的控溫方法，其特征在于，該及閘包括并聯(lián)的第一二極管及第二二極管，該第一二極管的負(fù)極連接第一電壓比較器的輸出端，第一二極管的正極連接電源，且第一二極管與電源之間設(shè)有第一結(jié)點(diǎn)，而該第二二極管的正極耦合第二電壓比較器的輸出端，第二二極管的負(fù)極耦合該第一結(jié)點(diǎn)。
全文摘要
一種發(fā)熱線的控溫方法，是將一發(fā)熱線的加熱線加熱所產(chǎn)生的連續(xù)且具變化的脈波訊號(hào)與一連續(xù)的參考脈波訊號(hào)同時(shí)輸入一及閘內(nèi)，并由及閘合成一連續(xù)的合成脈波訊號(hào)，任一合成脈波訊號(hào)具有一脈波寬度，該脈波寬度包括一開始邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)及一結(jié)束邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)，而當(dāng)加熱線加熱而使得合成脈波訊號(hào)的開始邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)相對(duì)于該結(jié)束邏輯高狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)移動(dòng)，并達(dá)到處理器所設(shè)定的合成脈波訊號(hào)的脈波寬度時(shí)，即以控制電路中止加熱線繼續(xù)加熱，以防止過熱，而達(dá)到控溫的效果。
文檔編號(hào)G05D23/20GK103197706SQ20121000406
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者廖廣埔 申請(qǐng)人:王清傳