專利名稱：防止發(fā)熱裝置過熱的方法及電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種防止發(fā)熱裝置過熱的方法及電路，尤指一種通過預先偵 測微處理器及控溫開關的異常狀況，以中斷加熱電路，使發(fā)熱裝置不會產生異常 高溫的方法及電路，適用在電熱爐、熱敷趙等發(fā)熱裝置使用。
背景技術：
請參閱圖3所示，其為相當普遍的一種熱敷墊結構，主要是在一套袋內裝設 一組上、下層迭的導電板A1， 二導電板Al之間夾置復數(shù)個陶資電阻A2,再在 二導電板al外包覆軟性耐熱絕緣膠體A3,以構成熱敷片A。所述陶資電阻A2 是為正溫度是數(shù)(Positive Temperature Coefficient,PTC )組件，當二導電板Al通 電后，由于PTC組件的電阻值會隨著溫度的上升而產生急遽的變化，當電阻值加 大至使電流無法流通時，即形成斷路狀態(tài)，而達到固定溫度的控制。
而如圖4所示是為美國第5,861,610號專利案，其在一芯材C的外周緣依序 包覆巻繞加熱用的導線Cl、第二絕緣層C2、偵測線C3及第一絕緣層C4，偵測 線C3是為PTC材料(鎳合金)所制成。當偵測線C3的溫度隨著加熱導線Cl的溫 度上升，或因高溫使得偵測線C3的電阻改變，都將經由控制器內的比較電路進 行比對，再以比對結果調整輸入導線C1的電流量，以控制發(fā)熱溫度在使用者所 設定的范圍內。
由上述二專利核準案可知，目前以電阻線直接發(fā)熱，利用PTC組件的特性或 以偵測線偵測比對以進行控溫的技術已相當普遍，惟上述各種控溫方式尚有待改 進的空間
1. 不論是利用PTC組件特性，或利用偵測線偵測比對的方式，以達到控溫的 目的，皆需在溫度升高的后，才能進行調節(jié)，使溫度下降而回復正常。然而，當 使用者在使用熱敷墊時，短暫的異常高溫雖然在控制下不易產生火災，但卻有燙 傷使用者的潛在危險。
2. 上述利用偵測線偵測比對，以達到控溫目的的結構中，當控制器損壞，而 無法有效運作時，將使得加熱導線不受控制而持續(xù)加溫，而有發(fā)生火災的危險。
有鑒在此，為了改善上述的缺點，使防止發(fā)熱裝置過熱的方法及電路能預先 偵測控溫組件的異常狀況，中斷加熱的電路，以使發(fā)熱裝置不會產生異常高溫， 以避免發(fā)生火災或燙傷使用者，發(fā)明人積多年的經驗及不斷的研發(fā)改進，遂有本 發(fā)明的產生。
發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的在于，提供一種防止發(fā)熱裝置過熱的方法及電路，通過在 微處理器正常運作時，分別偵測加熱電路的觸發(fā)電路的第二開關及反應觸發(fā)電路 的第一開關，能預先偵測第一、二開關是否正常運作，并在偵知不正常訊號時， 中斷加熱動作，以確保使用安全。
本發(fā)明的次要目的在提供一種防止發(fā)熱裝置過熱的方法及電路，其所設的過 熱保護電路連接控溫的微處理器，可在微處理器損壞時，使溫度保險絲燒毀，而 中止繼續(xù)加熱能預先偵測微處理器的異常狀況，使發(fā)熱裝置不會產生異常高溫， 以避免發(fā)生火災或燙傷使用者。
為達上述發(fā)明的目的，本發(fā)明采用的技術方案在于，提供一種防止發(fā)熱裝置 過熱的電路，其包括一發(fā)熱裝置、 一加熱電路以及一過熱保護電路。所述發(fā)熱裝 置的一端連接電源，另端接地。所述加熱電路包括一觸發(fā)電路及一微處理器，所 述觸發(fā)電路與電源及發(fā)熱裝置連接，而所述微處理器與所述觸發(fā)電路的一端連接， 供控制電路的導通，對發(fā)熱裝置進行加熱。所述過熱保護電路包括一反應觸發(fā)電 路、 一電阻及一溫度保險絲，所述溫度保險絲是連接在發(fā)熱裝置的一端，所述電 阻的二端分別連接反應觸發(fā)電路及溫度保險絲，所述反應觸發(fā)電路的另端連接微 處理器，以在微處理器停止訊號輸出時，使電源、溫度保險絲與電阻形成回路， 加熱電阻以使溫度保險絲燒毀，而中止繼續(xù)加熱。
實施時，所述加熱電路的觸發(fā)電路包括串聯(lián)的一電容、 一電阻及一第二開關。
所述第二開關較佳是為一雙向閘流體(TRIAC)。
實施時，所迷微處理器是在第二開關短路或微處理器本身損壞時停止訊號輸 出至過熱保護電路。
實施時，所迷反應觸發(fā)電路包括相互連接的第一、第二及第三叩n雙極晶體 管，第一及第二電阻-電容(RC)電路分別連接在第一、二npn雙極晶體管的基 極，所述第一電阻-電容(RC)電路連接微處理器，而所迷三個npn雙極晶體管
的射極接地，三個npn雙極晶體管的集極連接整流后的電源， 一第一開關分別連 接第三npn雙極晶體管的集極及過熱保護電路的一電阻。
實施時，所述第一開關較佳是為一雙向閘流體(TRIAC)。所述第一開關的 一端并聯(lián)二電阻，所述二電阻連接微處理器，而第一開關的另端連接過熱保護電 路的一電阻。
同時也提供了一種防止發(fā)熱裝置過熱的方法，包括下列步驟a.提供一發(fā)熱 裝置，其一端連接電源，另端接地； 一加熱電路包括一觸發(fā)電路及一微處理器， 所述觸發(fā)電路與電源及發(fā)熱裝置連接，而所述微處理器與所述觸發(fā)電路的一端連 接，供控制電路的導通，對發(fā)熱裝置進行加熱；以及b.提供一過熱保護電路，包 括一反應觸發(fā)電路、 一電阻及一溫度保險絲，所述溫度保險絲是連接在發(fā)熱裝置 的一端，所述電阻的二端分別連接反應觸發(fā)電路及溫度保險絲，所述反應觸發(fā)電 路的另端連接微處理器，以在微處理器損壞時，使電源、溫度保險絲與電阻形成 回路，加熱電阻以使溫度保險絲燒毀，而中止繼續(xù)加熱。
實施時，加熱電路的觸發(fā)電路包括串聯(lián)的一電容、 一電阻及一第二開關。
上述方法更包括一第二開關偵測步驟，是使微處理器停止輸出對加熱電路的 觸發(fā)電路的第二開關的控制脈波，通過加熱電路的反應，得知觸發(fā)電路是否維持 在正常狀態(tài)，使微處理器決定是否中止加熱程序。
實施時，所述反應觸發(fā)電路包括相互連接的第一、第二及第三叩n雙極晶體 管，第一及第二電阻-電容(RC)電路分別連接在第一、二叩n雙極晶體管的基 極，所述第一電阻-電容(RC)電路連接微處理器，而所述三個叩n雙極晶體管 的射極接地，三個npn雙極晶體管的集極連接整流后的電源， 一 第 一 開關分別連 接第三npn雙極晶體管的集極及過熱保護電路的一電阻。所述第一開關的一端分 別連接微處理器及過熱保護電路的一電阻。
上述方法更包括一第一開關偵測步驟，是使微處理器停止輸出對反應觸發(fā)電 路及第二開關的控制脈波，通過偵測第一開關與微處理器之間線路的反應，得知 第一開關是否維持在正常狀態(tài)，使微處理器決定是否中止加熱程序。
本發(fā)明具有以下的優(yōu)點
1、 本發(fā)明在微處理器正常運作時，通過分別偵測第一、二開關是否正常運作， 可防止不正常的第二開關短路及第一開關不導通狀態(tài)，以確保使用安全；
2、 本發(fā)明可預先偵測到微處理器的異常狀況，以中止繼續(xù)加熱，不但可有效
防止火災的發(fā)生，且避免發(fā)熱裝置產生異常高溫而燙傷使用者。
以下結合附圖，對本發(fā)明上述的和另外的技術特征和優(yōu)點作更詳細的說明。
圖1為本發(fā)明的實施例的電路圖； 圖2為本發(fā)明的實施例的流程圖； 圖3為現(xiàn)有熱敷墊結構的組合剖面圖4為現(xiàn)有美國第5,861,610號專利案的發(fā)熱線的組合剖面圖。 附圖標記說明l-防止發(fā)熱裝置過熱的電路；2-發(fā)熱裝置；21-電熱器；3-加 熱電路；31-觸發(fā)電路；32-微處理器；Tl-第一開關；T2-第二開關；4-過熱保護電 路；41-反應觸發(fā)電路；42-溫度保險絲；43-第一RC電路；44-第二RC電路。
具體實施例方式
請參閱圖l所示，其為本發(fā)明防止發(fā)熱裝置過熱的電路1的較佳實施例，包 括一發(fā)熱裝置2、 一加熱電路3以及一過熱^f呆護電路4。
所述發(fā)熱裝置2主要包括一可產生熱量的電熱器21，所述發(fā)熱裝置2的一端 連接電源，另端接地。
所述加熱電路3包括一觸發(fā)電路31及一樣i處理器32，所述觸發(fā)電路31包括 串聯(lián)的一電容C3、 一電阻R10及一第二開關T2，所述第二開關T2是為一雙向閘 流體(TRIAC)。上述第二開關T2的一端接地，另端連接發(fā)熱裝置2及微處理器 32,所述第二開關T2并聯(lián)二電阻(R6、 R7),而電容C3的一端連接微處理器 32。在微處理器32輸出控制訊號時，導通第二開關T2，以形成一回路，使發(fā)熱 裝置2的電熱器21發(fā)熱。所述的觸發(fā)電路31亦可為包含一繼電器的電路(圖中 未示)，同樣可達到加熱發(fā)熱裝置2的效果。
所述過熱保護電路4包括一反應觸發(fā)電路41、一電阻R5及一溫度保險絲42, 所述溫度保險絲42的一端連接發(fā)熱裝置2,另端連接電源，而電阻R5的二端分 別連接反應觸發(fā)電路41及溫度保險絲42。所述反應觸發(fā)電路41包括第一、第二 及第三叩n雙極晶體管(Ql、 Q2、 Q3),所述第一 npn雙極晶體管Ql的基極連 接一第一電阻-電容(RC)電路43，所述RC電路43的電容C1連接微處理器32。 而第一叩n雙極晶體管Ql的集極連接一第二RC電路44及第二叩n雙極晶體管Q2的基極。所述第二 npn雙極晶體管Q2的集極連接一 電阻R3及第三npn雙極 晶體管Q3的基極。所述第三npn雙極晶體管Q3的集極連接一電阻R4及一雙向 閘流體(TRIAC),所述雙向閘流體做為第一開關Tl，所述第一開關T1的一端 接地，另端連接過熱保護電路4的電阻R5。上述第一、第二及第三叩n雙極晶體 管(Ql、 Q2、 Q3)的射極分別接地，所述第二RC電路44的電阻R2及分別連 接第二、三npn雙極晶體管(Q2、 Q3 )的集極的二電阻(R3、 R4)同時連接一 整流后的電源(Vcc) ( 5V)。
另，上述第一開關T1的一端除了連接過熱保護電路4的電阻R5的外，同時 并聯(lián)二電阻(R8、 R9)， 一電阻R9連接微處理器32,另一電阻R9接地。
在本實施例中，當所述微處理器32處在正常工作狀態(tài)時，是發(fā)出50~60Hz 頻率的控制訊號， 一方面經由觸發(fā)電路31以使發(fā)熱裝置2的電熱器21正常加熱， 另一方面經由第一 RC電路43所形成的脈沖，以由第一 npn雙極晶體管Ql的基 極控制第一npn雙極晶體管Ql的集極及射極是否導通。當微處理器32所發(fā)出的 控制訊號經由電容C1輸出為High時，第一npn雙極晶體管Ql的集極及射極導 通(ON),電流由Vcc流至接地，此時第二RC電路44的電容C2放電，第一 npn雙極晶體管Ql的集極電壓為Low，使第二叩n雙極晶體管Q2的集極及射極 不導通，Vcc ( 5V )的電流經電阻R3流至第三npn雙極晶體管Q3的基極，第三 npn雙極晶體管Q3的集極及射極導通(ON )，電流由Vcc流至接地，第三npn 雙極晶體管Q3的集極電壓為Low,使第一開關T1不導通(OFF)。
當微處理器32所發(fā)出的控制訊號經由電容C1輸出為Low時，第一npn雙極 晶體管Ql的集極及射極不導通(OFF),第二RC電路44的電容C2開始充電， 當電容C2充電完成后即可使第二npn雙極晶體管Q2導通，但本發(fā)明在實施時， 通過加大電容C2值或降低電阻R2阻，以對第二 RC電路44做適當調配，則可 在第二RC電路44的時間常數(shù)內，^使電容C2保持在充電狀態(tài)，來不及充飽；亦 即在連續(xù)輸入50 60Hz頻率的控制訊號時，使進入第二叩n雙極晶體管Q2的基 極電壓維持低在0.7V以下，而使第二 npn雙極晶體管Q2的集極及射極不導通 (OFF),第一開關T1維持在0FF的狀態(tài)。
當微處理器32正常運作，而偵測到觸發(fā)電路T2為短路，或微處理器32當 機或損壞時，微處理器32停止50~60Hz頻率的控制訊號輸出，以控制第一 npn 雙極晶體管Ql的基極。此時，輸入第一叩n雙極晶體管Ql的基極的電壓為Low，
使第二 npn雙極晶體管Q2的集極及射極不導通(OFF ),第一 叩n雙極晶體管 Ql的集極電壓為High (5V)，連續(xù)對第二RC電路44的電容C2充電，在充飽 后使第二 npn雙極晶體管Q2的集極及射極導通(ON)，第二 npn雙極晶體管Q2 的集極電壓為Low( 0V),使第三npn雙極晶體管Q3的集極及射極不導通(OFF), Vcc(5V)的電流經由第三叩n雙極晶體管Q3的集極流至第一開關Tl，第一開 關T1導通(ON)，使電阻R5開始發(fā)熱。當電阻R5的溫度高在溫度保險絲42 的熔化溫度時，溫度保險絲42熔化斷裂，同時使加熱電路3的回路中斷，而停止 加熱。微處理器32由電源所提供的電流，控制發(fā)光二極管或在顯示器上顯示電路 中斷的訊息(圖中未示)。
請同時參閱圖1、圖2所示，本發(fā)明防止發(fā)熱裝置過熱的方法，主要包括下 列步驟
a. 提供一發(fā)熱裝置2，其一端連接電源，另端接地； 一加熱電路3包括一觸發(fā) 電路31及一微處理器32，所述觸發(fā)電路31與電源及發(fā)熱裝置2連接，而所述微 處理器32與所述觸發(fā)電路31的一端連接，供控制電路的導通，對發(fā)熱裝置2進 4亍加熱；以及
b. 提供一過熱保護電路4，包括一反應觸發(fā)電路41、 一電阻R5及一溫度保險 絲42，所述溫度保險絲42與發(fā)熱裝置2連接，所述電阻R5的二端分別連接反應 觸發(fā)電路41及溫度保險絲42,所述反應觸發(fā)電路41的另端連接微處理器32,以 在微處理器32停止訊號輸出時，使電源、溫度保險絲42與電阻R5形成回路， 加熱電阻R5以使溫度保險絲42燒毀，而中止繼續(xù)加熱。
實施時，除了上述偵測微處理器32的方法外，更包括一第二開關T2偵測步 驟，是使微處理器32停止輸出對加熱電路3的觸發(fā)電路31的第二開關T2的控 制脈波，即令第二開關T2為斷路(OFF)的狀態(tài)，微處理器32偵測到觸發(fā)電路 31 —端的正常狀態(tài)為High,此時若微處理器32偵測到觸發(fā)電路31 —端為Low， 即可得知觸發(fā)電路T2為短路，微處理器32停止50 60Hz頻率的控制訊號，中止 加熱程序，以避免發(fā)熱裝置2持續(xù)加熱，而產生異常的高溫。
再者，本發(fā)明更包括一第一開關Tl偵測步驟，是使微處理器32停止輸出對 反應觸發(fā)電路41及第二開關T2的控制脈波，同時偵測第一開關Tl與微處理器 32之間線路的電壓，此時第一開關正常為ON，第一開關T1與微處理器32之間 線路的電壓應顯示為Low;第一開關Tl正常為OFF時，第一開關Tl與孩i處理器
32之間線路的電壓應顯示為High;而若顯示為low,則表示第一開關T1損壞， 即為導通(ON)的狀態(tài)。此時，微處理器32即中止加熱程序，以使反應觸發(fā)電 路41在修復后，以維持正常的功能，通過以隨時保持在可偵測微處理器32的工 作狀態(tài)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，對本發(fā)明而言僅僅是說明性的，而非限 制性的。本專業(yè)技術人員理解，在本發(fā)明權利要求所限定的精神和范圍內可對其 進行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本發(fā)明的保護范圍內。
權利要求
1.一種防止發(fā)熱裝置過熱的電路，包括，一發(fā)熱裝置，其一端連接電源，另端接地；其特征在于，包括一加熱電路，包括一觸發(fā)電路及一微處理器，所述觸發(fā)電路與電源及發(fā)熱裝置連接，而所述微處理器與所述觸發(fā)電路的一端連接；一過熱保護電路，包括一反應觸發(fā)電路、一電阻及一溫度保險絲，所述溫度保險絲是連接在發(fā)熱裝置的一端，所述電阻的二端分別連接反應觸發(fā)電路及溫度保險絲，所述反應觸發(fā)電路的另端連接微處理器，以在微處理器停止訊號輸出時，使電源、溫度保險絲與電阻形成回路。
2. 如權利要求1所述的防止發(fā)熱裝置過熱的電路，其特征在于，所述加熱電 路的觸發(fā)電路包括串聯(lián)的一電容、 一電阻及一第二開關；所述第二開關的一端接 地，另端連接發(fā)熱裝置及微處理器，所述第二開關并聯(lián)兩個電阻。
3. 如權利要求2所述的防止發(fā)熱裝置過熱的電路，其特征在于，所述第二開 關為雙向閘流體。
4. 如權利要求2所述的防止發(fā)熱裝置過熱的電路，其特征在于，所述微處理 器在第二開關短路時停止訊號輸出至過熱保護電路。
5. 如權利要求1所述的防止發(fā)熱裝置過熱的電路，其特征在于，所述微處理 器在損壞時停止訊號輸出至過熱保護電路。
6. 如權利要求1所述的防止發(fā)熱裝置過熱的電路，其特征在于，所述反應觸 發(fā)電路包括相互連接的第一、第二及第三叩n雙極晶體管，第一及第二RC電路 分別連接在第一、二npn雙極晶體管的基極，所述第一RC電路連接微處理器， 而所述三個npn雙極晶體管的射極接地，三個叩n雙極晶體管的集極連接整流后 的電源， 一第一開關分別連接第三npn雙極晶體管的集極及過熱保護電路的一電 阻；另所述第一開關的一端并聯(lián)二電阻，所述二電阻連接微處理器。
7. 如權利要求6所述的防止發(fā)熱裝置過熱的電路，其特征在于，所述第一開 關為雙向閘流體。
8. —種實現(xiàn)權利要求1至7防止發(fā)熱裝置過熱的方法，其特征在于，所述方 法包括提供一加熱電路，對加熱裝置進行加熱狀態(tài)控制；提供一過熱保護電路連接控溫的所述微處理器，當溫度過高，微處理器停止 訊號輸出時，使所述溫度保險絲燒毀，而中止繼續(xù)加熱，至過熱保護電路，使發(fā) 熱裝置不會產生異常高溫。
9. 如權利要求8所迷的實現(xiàn)權利要求1至7防止發(fā)熱裝置過熱電路的方法， 其特征在于，還包括一第二開關偵測步驟，是使微處理器停止輸出對加熱電路的 觸發(fā)電路的第二開關的控制脈波，通過加熱電路的反應，得知觸發(fā)電路是否維持 在正常狀態(tài)，使微處理器決定是否中止加熱程序。
10. 如權利要求11所述的實現(xiàn)權利要求1至7防止發(fā)熱裝置過熱電路的方法， 其特征在于，還包括一第一開關偵測步驟，是使微處理器停止輸出對反應觸發(fā)電 路及第二開關的控制脈波，通過偵測第一開關與微處理器之間線路的反應，得知 第一開關是否維持在正常狀態(tài)，使微處理器決定是否中止加熱程序。
全文摘要
一種防止發(fā)熱裝置過熱的方法及電路，是在一加熱電路上設有一觸發(fā)電路及一微處理器，并使觸發(fā)電路與電源及發(fā)熱裝置連接，以加熱發(fā)熱裝置；上述加熱電路連接一溫度保險絲、一電阻及一反應觸發(fā)電路，而反應觸發(fā)電路的另端連接微處理器，通過以預先偵測微處理器是否有異常狀況。以在微處理器損壞時，使電源、溫度保險絲與電阻形成回路，加熱電阻以使溫度保險絲燒毀，中止繼續(xù)加熱；亦可在微處理器正常運作時，偵測加熱電路及反應觸發(fā)電路上的控溫開關，以決定是否中斷加熱電路；從而達到防止火災的發(fā)生，且避免發(fā)熱裝置產生異常高溫而燙傷使用者的目的。
文檔編號H05B1/02GK101098570SQ20061009070
公開日2008年1月2日 申請日期2006年6月28日 優(yōu)先權日2006年6月28日
發(fā)明者廖廣埔 申請人:王清傳