專利名稱：電熱自動控溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種電熱自動控溫裝置，尤其適用于日用電器的溫度控制。
目前，許多日用電器需要控制溫度，例如，電熱毯，電熱水器，電烤箱等。溫度的控制不僅可保證用電器的正常使用，而且還關(guān)系到安全防火。下面以電熱毯為例，詳細(xì)介紹該方面存在的問題。
我國生產(chǎn)的電熱毯是從70年代開始的，這20年來，電熱毯有了很大的發(fā)展和提高，不論從面料，電熱線，還是開關(guān)上都有了很大的進(jìn)步，但是有一個根本性的問題一直沒有得到解決，即電熱毯引起失火的問題，就這點(diǎn)而論，可以說我國生產(chǎn)的電熱毯尚處在單一適用型的階段。從單一適用性發(fā)展成為安全保險的完善性是這個產(chǎn)品發(fā)展的必然趨勢。
電熱毯失火是一個從廠家到用戶都十分頭疼的問題，電熱毯的廠家為解決這個問題也想了許多方法，如改用阻燃劑浸過的面料；改用用阻燃塑料封皮的電熱線等方式，這些方法都是屬于被動的方式，而且同時又給電熱毯帶來了一些其他的不良后果。電熱毯可能引起失火這一點(diǎn)給用戶也帶來了極大的精神負(fù)擔(dān)，早上起床，上班之前，外出離家時，首先要看看電熱毯的電源插頭拔下沒有，開關(guān)關(guān)斷沒有。的確成了一個十分頭痛的問題。甚至于有些家庭就因?yàn)楝F(xiàn)在生產(chǎn)的電熱毯不能保證不失火，而不敢使用電熱毯。
就經(jīng)濟(jì)上分析，這一點(diǎn)帶來的經(jīng)濟(jì)損失也是比較大的。由于生活水平的提高。一般家庭的一個床鋪從床到沙發(fā)床墊、被褥、毛毯等合計起來也達(dá)到千元以上而由于電熱毯的失火，輕者把沙發(fā)床墊、毛毯等用品燒個洞，重者引起火災(zāi)，甚至于禍及四鄰，實(shí)在是一個比較可怕的問題。
本實(shí)用新型的目的在于，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低安全性能高的電熱自動控溫裝置。
本實(shí)用新型技術(shù)解決方案在主回路中，利用熱敏元件作為電橋的一個橋臂，該元件的阻值與欲選溫度電阻器進(jìn)行比較，兩者的大小決定了電橋中間兩點(diǎn)電位。這兩點(diǎn)電位通過電壓比較器、光電耦合器控制與電源串聯(lián)的可控硅，達(dá)到自動控溫目的。在故障判斷回路中，設(shè)置了一個與電熱元件并聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)電壓比較網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)由電阻R3R4可調(diào)電阻器W1W2組成。分別組成了用于判斷電熱元件是否斷路(或拉弧)的開路基準(zhǔn)比較電位V1；判斷電熱元件是否短路的短路基準(zhǔn)比較電位V2。它們分別于由R6和R7串聯(lián)并與R5并聯(lián)后與電熱件串聯(lián)的變值電位VH進(jìn)行電位比較，從而判定電熱件是否出現(xiàn)斷路拉弧、短路等故障。1、當(dāng)電熱件出現(xiàn)斷路或拉弧時，其電阻變大，與其串聯(lián)的VH電位變小，此時V1與VH比較，啟動相應(yīng)的控制電路、切斷主回路完成斷電保護(hù)功能。2、當(dāng)電熱件出現(xiàn)短路時，其電阻變小，與其串聯(lián)的VH電位變大，此時V2與VH比較，啟動相應(yīng)的控制電路，切斷主回路，同樣達(dá)到了斷電保護(hù)的目的。
上述一個網(wǎng)絡(luò)、兩個支路的相應(yīng)電位的比較，可自動判斷出電熱元件開路、拉弧打火、短路等故障并切除電源以達(dá)到保護(hù)的目的。
另外，本裝置還設(shè)置一個限溫支路，該支路以限溫標(biāo)準(zhǔn)支路電位V3和電橋中點(diǎn)電位VA組成限溫輸入端，以電壓比較器作為該支路的主要元件，該支路的設(shè)置，是防止一旦電路出現(xiàn)問題(如電路中元器件損壞)可控硅不斷加電，溫度不斷上升，當(dāng)溫度上升到最高限溫值(如70℃)時，VA電位上升，大于限溫標(biāo)準(zhǔn)電位V3，此時，電壓比較器的輸出端由低電平變?yōu)楦唠娖剑瑔酉鄳?yīng)的控制電路，切斷回路，實(shí)現(xiàn)超溫保護(hù)功能。
本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)1、自動控溫。用戶可以通過欲選電阻器選定一個個人認(rèn)為最佳的溫度，而且控溫范圍為±1℃。
2、超溫限溫。如果因特殊原因，出現(xiàn)溫度超過欲置溫度而無限上升，這個功能可以起到限溫的二次保護(hù)作用。
3、斷線、短路、打火拉弧、信號線斷線等故障，都可以自動斷電，克服了失火的問題。
以下結(jié)合
本實(shí)用新型最佳實(shí)施例。
附圖是以電熱毯作為電熱元件的本實(shí)用新型最佳實(shí)施例電路原理圖。
在本實(shí)施例中，因?yàn)槭且噪姛崽褐械碾姛峋€為電熱元件的，所以在該例中的熱敏元件選為直徑0.15毫米的漆包線，該根線阻值在30℃的情況下，80.8Ω。每上升10℃，電阻提高3Ω。此線與電熱線并繞在一起的，即首先在玻璃絲線上螺旋繞上一層加熱線，然后用塑料封皮，再在塑料皮外繞上熱敏線(即信號線)，然后再封皮。這樣從一根加熱線中就引出兩根線的四個引出端連接于控制電路中。
在附圖中K開關(guān)、FV熔斷器、U整流橋、W電熱線、SW熱敏信號線、T可控硅、GH光電耦合器，R1－R14電阻、RT欲選溫度電阻器、1－4電壓比較器(型號LM339)、W1W2W3可調(diào)電位器、D1－D3二極管、C電容、G開關(guān)管、J繼電器、VH變值電位、V1開路(或拉弧)基準(zhǔn)電位、V2短路基準(zhǔn)電位、V3限溫基準(zhǔn)電位、5開路電位比較基準(zhǔn)支路、6短路電位比較基準(zhǔn)支路、7變化電壓網(wǎng)絡(luò)、8電橋。
在具有自動限溫功能的分路中，與電熱元件并行的熱敏元件SW為電橋8中的一個橋臂，該橋臂中點(diǎn)電位VA與電壓比較器4的正向端相連，而該比較器的負(fù)向端與限溫基準(zhǔn)電位V3相連。
在具有開路、短路、拉弧切除電源功能的驅(qū)動電路中，電壓比較器2的正、反向輸入端分別與變化電位VH，開路(或拉弧)基準(zhǔn)電位V1相連；電壓比較器3的正、反向輸入端分別與短路基準(zhǔn)電位V2變化電位VH相連。
結(jié)合電路原理圖詳述本實(shí)用新型工作過程1、自動控溫·使用時，首先利用欲選溫度電阻器RT預(yù)置使用溫度，由于此時熱敏信號線SW的阻值小于RT，所以電橋8的中間電位VA＜VB、電壓比較1的輸出端F為高電平、光電耦合器GH工作，可控硅T被觸發(fā)，整流橋U有輸出，電熱線W被加熱。因?yàn)楸患訜岬碾姛峋€W與熱敏信號線SW并繞所以隨著溫度的升高，熱敏信號線SW的阻值也隨之增大，當(dāng)阻值大于等于欲選溫度電阻器RT時，VA≥VB，電壓比較器1的輸出端F為低電平，光電耦合器GH停止工作，可控硅T截止，整流橋U無電壓輸出，達(dá)到自動控溫的目的。
2、電熱元件開路(或拉弧)、短路故障的電源切除。
電熱線W在正常加熱過程中，開路(或拉弧)基準(zhǔn)電位V1＜變化電位VH；短路基準(zhǔn)電位V2＞變化電位VH，此時電壓比較器2、3的輸出端G1G2輸出為低電位。由二極管D1－D3，開關(guān)管G繼電器J等組成的或門電路無輸出。當(dāng)電熱線W出現(xiàn)斷線或拉弧時、VH電位下降、V1≥VH，電壓比較器2的輸出端為高電平，二極管D1導(dǎo)通，開關(guān)管G工作，繼電器J通電，其常閉點(diǎn)JD動作，切斷供電回路；當(dāng)電熱線W出現(xiàn)短路時，V2≤VH，電壓比較器3的輸出端為高電平、二極管D2導(dǎo)通、開關(guān)管G工作，同理常閉點(diǎn)JD動作，切斷供電回路。
3、超溫時，電源的切除。
在極限溫度內(nèi)，限溫基準(zhǔn)電壓V3＞電橋中間電位VA，(極限溫度為70℃)。當(dāng)電路中的某些元件損壞時，即自動控溫失靈時，可控硅不斷加電，溫度不斷上升，當(dāng)溫度上升到最高限溫度(70℃)時，VA≥V3電壓比較4輸出端為高電平，或門電路工作，常閉點(diǎn)JD動作，切斷電源回路。
權(quán)利要求1.一種電熱自動控溫裝置，主要由可控硅，熱敏元件，電阻、電容組成，利用雙向可控硅控制加熱電源，而可控硅的控制極直接或通過電阻網(wǎng)絡(luò)與熱敏元件相連，其特征是a、所述的變值電壓比較網(wǎng)絡(luò)中，電阻R6、R7串聯(lián)后與電阻R5并聯(lián)，并且該網(wǎng)與電熱元件串聯(lián)；b、所述的開路基準(zhǔn)電位支路5中，電阻R3與可調(diào)電位器W1，串聯(lián)后與整流橋U并聯(lián)；c、所述的短路基準(zhǔn)電位支路6中，電阻R4，可調(diào)電位器W2，串聯(lián)后與整流橋U并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電熱自動控制裝置，其特征與電熱元件并行的熱敏元件SW為電橋8中的一個橋臂，該橋臂中點(diǎn)電位VA與電壓比較器4的正向端相連，而該比較器的負(fù)向端與限溫基準(zhǔn)電位V3相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電熱自動控制裝置，其特征a、電壓比較器2的正、反向輸入端分別與變值電位VH，開路(或拉弧)電位V1相連；b、電壓比較器3的正、反向輸入端分別與變值電位VH短路電位V2相連。
專利摘要一種電熱自動控溫裝置，解決了目前電加熱裝置、安全性能差，保護(hù)功能少等問題，主要由可控硅熱敏元件，電阻，電容組成，其特征在于還有變值電壓比較網(wǎng)絡(luò)，開路基準(zhǔn)電位支路和短路基準(zhǔn)電位支路。利用相關(guān)電阻網(wǎng)，在控溫過程中，相應(yīng)的電位的動態(tài)變化，可判斷出電熱無件是否開路、短路、拉弧故障，并且可以自動控溫和限溫，因此它是一種較理想的電熱自動控溫裝置。
文檔編號G05D23/24GK2072245SQ9021691
公開日1991年2月27日 申請日期1990年7月24日 優(yōu)先權(quán)日1990年7月24日
發(fā)明者徐維昆 申請人:徐維昆