專利名稱：一種帶干燒保護(hù)功能的厚膜加熱組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電加熱領(lǐng)域，特別涉及帶干燒保護(hù)功能的厚膜加熱組件，主要用 于即熱開水器等液體加熱類產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
目前現(xiàn)有的電加熱產(chǎn)品，例如電水壺等，大部分采用在壺身底部焊接發(fā)熱管進(jìn)行 加熱，隨著厚膜技術(shù)的引進(jìn)，厚膜加熱的電水壺開始不斷出現(xiàn)，因其熱效率更高，體積更小， 受到市場(chǎng)的重視，具體可見專利號(hào)98208708. X公開的厚膜加熱技術(shù)。一般的技術(shù)人員都知道，既然是液體加熱類產(chǎn)品，就必須考慮到干燒，傳統(tǒng)的干燒 方法是一般都是采用機(jī)械式的干燒保護(hù)，例如突跳式溫控器或者雙金屬片的溫控器，這些 結(jié)構(gòu)都是使用頻率較多的機(jī)械式的干燒保護(hù)，也有使用一次性的機(jī)械干燒保護(hù)的，例如溫 度保險(xiǎn)絲；由于厚膜加熱器的加熱速度非?？?，比如2000W左右的發(fā)熱盤，干燒時(shí)每秒上升 的溫度可能達(dá)到50度以上，因此單純的機(jī)械保護(hù)有時(shí)候可能無法反應(yīng)過來，存在一定的不 可靠。也有人知道上述的缺陷，在裝置中改用電子式的熱敏電阻保護(hù)，放棄機(jī)械干燒保 護(hù)，即在某一個(gè)點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)NTC的熱敏電阻，這樣，當(dāng)平板型的厚膜加熱器發(fā)生意外傾 斜，可能存在一種現(xiàn)象，由于沒有額外的其他方向的機(jī)械干燒保護(hù)，當(dāng)水量少時(shí)，發(fā)熱盤的 一部分在燒水，另外一部分在干燒，時(shí)間長(zhǎng)了，發(fā)熱盤即會(huì)損壞。因此需要考慮一種新的干 燒保護(hù)方案。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型在于解決上述問題而提出的適應(yīng)于多種不利狀況下的一種帶干燒保 護(hù)功能的厚膜加熱組件。本實(shí)用新型包括如下技術(shù)特征一種帶干燒保護(hù)功能的厚膜加熱組件，包括控制 電路、電連接支架和厚膜加熱器；厚膜加熱器通過電連接支架與控制電路連接，所述控制電 路的電源開關(guān)與厚膜加熱器連接；所述厚膜加熱器上設(shè)置有干燒保護(hù)器，其特征在于所述 干燒保護(hù)器包括機(jī)械干燒保護(hù)器和電子干燒保護(hù)器。所述電子干燒保護(hù)器包括固定在厚膜加熱器最外圍并整圈排列的PTC熱敏電阻。 更進(jìn)一步的，所述厚膜加熱器包括基板，基板上附著絕緣介質(zhì)，PTC熱敏電阻通過激光焊接 固定在絕緣層介質(zhì)上，PTC熱敏電阻上附著有絕緣層，發(fā)熱絲設(shè)置在PTC熱敏電阻上的絕緣 層上，所述發(fā)熱絲的上表面又附有絕緣層；所述厚膜發(fā)熱器上設(shè)有用于電連接的銀觸點(diǎn)，銀 觸點(diǎn)分別與PTC熱敏電阻連接以及發(fā)熱絲電連接。所述電連接支架上包括電子干燒保護(hù) 的電連接接口和發(fā)熱絲電連接接口，厚膜加熱器上的銀觸點(diǎn)與電連接支架上的接口彈性連 接。電子干燒保護(hù)器的另一種方案為所述電子干燒保護(hù)器包括固定在厚膜加熱器周 邊若干點(diǎn)上的NTC熱敏電阻。[0009]所述機(jī)械干燒保護(hù)器與電連接裝置一體設(shè)置，所述機(jī)械干燒保護(hù)器為雙金屬片保 護(hù)器。機(jī)械干燒保護(hù)優(yōu)選的包括溫度雙金屬片，并且雙金屬片至少有一個(gè)，溫度雙金屬遇高 溫后變形，斷開控制電路與發(fā)熱器的電源連接。機(jī)械干燒保護(hù)器優(yōu)選的設(shè)計(jì)成現(xiàn)有常用的 結(jié)構(gòu)，例如，突跳式溫控器的結(jié)構(gòu)，即利用雙金屬片的變形，推動(dòng)頂桿，頂桿再把電連接的簧 片頂開。所述厚膜加熱器是平面型的加熱器，加熱器表面具有一定弧形，中部低于周邊。厚 膜加熱器包括設(shè)置有若干圈的發(fā)熱電阻。所述電源開關(guān)為電子開關(guān)，電子開關(guān)的控制端與控制電路的IC控制模塊連接，電 子開關(guān)的開關(guān)端一端與輸出電源連接，另一端與發(fā)熱絲連接；發(fā)熱絲的另一端和機(jī)械干燒 保護(hù)器的開關(guān)連接后與輸出電源的另一端連接，形成串聯(lián)回路。所述的電子開關(guān)優(yōu)選為電 磁繼電器，也可以為可控硅。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有如下優(yōu)點(diǎn)1、厚膜加熱器上的電子式的干燒保護(hù)與機(jī)械式的干燒保護(hù)形成互補(bǔ)，一旦其中一 個(gè)失效，可以實(shí)現(xiàn)雙重保險(xiǎn)。2、電子干燒保護(hù)可以采用NTC的熱敏電阻，即負(fù)溫度系數(shù)的，溫度越高，阻值越 低。在本實(shí)用新型的優(yōu)選方案中，在厚膜加熱器的圓周方向上設(shè)置PTC熱敏電阻，(溫度越 高，阻值越大)當(dāng)發(fā)熱盤出現(xiàn)意外的傾斜時(shí)，由于是整圈的熱敏電阻布置，不管發(fā)熱盤傾斜 方向如何，一旦發(fā)生干燒，PTC將隨著溫度的變化產(chǎn)生阻值的變化，控制電路即可發(fā)現(xiàn)熱敏 電阻處的溫度有異常，并斷開發(fā)熱器的加熱。3、電子干燒保護(hù)和機(jī)械干燒保護(hù)以及他們的電連接點(diǎn)做成整體的結(jié)構(gòu)，不僅方便 產(chǎn)品的安裝，而且可以減少在發(fā)熱器上的焊接點(diǎn)，也使厚膜加熱器的工作更穩(wěn)定。

圖1為本實(shí)用新型整體組件的大概示意圖；圖2為本實(shí)用新型發(fā)熱器的示意圖；圖3為本實(shí)用新型電連接支架的示意圖；圖4為本實(shí)用新型控制電路的連接示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。實(shí)施例一如圖1所示，帶有干燒保護(hù)功能的厚膜發(fā)熱組件包括控制電路，與控制電路電連 接的電連接支架M，將溫度信號(hào)通過M連接到控制電路的PTC熱敏電阻2，熱敏電阻2通過 激光焊接的方法固定在發(fā)熱器1上，熱敏電阻2為一個(gè)整圈的形狀，一般可以設(shè)置在發(fā)熱器 1的最外圍。電連接支架M還與發(fā)熱器上的若干圈的發(fā)熱電阻3電連接，發(fā)熱電阻3可以設(shè) 計(jì)成很多圈，這樣可以獲得較好的發(fā)熱均勻度，同時(shí)，可以在一個(gè)面積比較小的發(fā)熱器上獲 得較大的功率值。由上可以看出，本實(shí)用新型公開的重要組件可以分成3個(gè)部分發(fā)熱器部分，電連 接支架部分；控制電路部分。其中，電連接支架上還包括一個(gè)機(jī)械式的干燒保護(hù)器。[0024]圖2是發(fā)熱器部分的結(jié)構(gòu)，圖3是電連接支架部分的結(jié)構(gòu)，圖4是控制電路的工作 電連接介紹。圖2為發(fā)熱器1，包含不銹鋼的基板10，基板10是平面型的，優(yōu)選的，允許略有一 點(diǎn)弧形，中心可以略低于周邊，這樣做的目的是防止反復(fù)的加熱可能導(dǎo)致發(fā)熱絲斷裂的風(fēng) 險(xiǎn)。在基板10上附上絕緣介質(zhì)幾層，然后在其上絲印PTC熱敏電阻2，熱敏電阻2 —般由很 細(xì)的導(dǎo)電材料組成，通過激光焊接實(shí)現(xiàn)良好的附著，然后再附上絕緣層，又在其上絲印發(fā)熱 絲3，在發(fā)熱絲的上表面又附有絕緣層。為了實(shí)現(xiàn)與電連接支架M的電連接，在發(fā)熱器1上 預(yù)留4個(gè)電連接的銀觸點(diǎn)，四個(gè)銀觸點(diǎn)分別與PTC熱敏電阻2連接以及發(fā)熱絲3電連接，四 個(gè)銀觸點(diǎn)上沒有絕緣層。PTC熱敏電阻2做成一個(gè)整圈，當(dāng)平面型的發(fā)熱器1傾斜某個(gè)角度，而且發(fā)熱器1 內(nèi)只有少量的水即將發(fā)生干燒時(shí)，可能發(fā)熱器1的一邊有水，另一邊在發(fā)生干燒，由于PTC 熱敏電阻的存在，發(fā)生干燒的一端的下面的熱敏電阻的阻值增大，整個(gè)PTC的阻值將產(chǎn)生 變化，溫度變化的信號(hào)通過阻值的形式傳遞給控制電路，控制電路發(fā)出指令，將輸出給發(fā)熱 器一端的電連接斷開，實(shí)現(xiàn)加熱的停止，保護(hù)發(fā)熱器，并且，斷開后即使發(fā)熱器的溫度可能 降低，但是控制電路的系統(tǒng)已經(jīng)回到異常狀態(tài)，程序命令其不再加熱，除非溫度降低后人工 再次啟動(dòng)控制電路的工作。具體的控制電路的設(shè)置這里不再贅述，因?yàn)榻祲弘娐泛虸C控制模塊的電路連接 是常用的技術(shù)。如圖3所示，電連接支架M作為電連接傳送的紐帶，包括電的輸入和輸出。分別包 括與發(fā)熱器連接的M1/M2/M3/M4，以及和控制電路連接的A1/A2/A3/A4，接合圖4的控制電 路，以下介紹一下電路的流向PTC熱敏電阻將溫度信號(hào)通過阻值的形式傳遞到Ml和M2，M1和M2分別傳遞到Al 和A2，Al和A2將信號(hào)反饋到控制電路，控制電路根據(jù)信號(hào)傳遞到IC模塊，IC模塊分析信 號(hào)是否超出預(yù)定的范圍，如果超出，則將信號(hào)傳遞給電子開關(guān)EK，電子開關(guān)EK斷開控制電 路與A3的連接，發(fā)熱器失去輸出電源的供給，回路斷開，發(fā)熱器停止加熱，系統(tǒng)復(fù)位。同時(shí)，電子干燒保護(hù)可能會(huì)失效，例如電子開關(guān)EK被短路，但一般情況下是不會(huì)。 額外的機(jī)械干燒保護(hù)此刻能起作用，機(jī)械干燒保護(hù)直接串聯(lián)在發(fā)熱器的回路中，并靠近發(fā) 熱器，如圖3所示，在A4和M4之間設(shè)置一個(gè)機(jī)械開關(guān)MK，機(jī)械開關(guān)的形式可以是現(xiàn)階段常 用的雙金屬片保護(hù)器，例如突跳式溫控器或電水壺上用的溫控器，其原理是利用溫度雙金 屬片的熱變形能力，當(dāng)發(fā)生干燒時(shí)，雙金屬片的變形使推桿動(dòng)作，推桿推開簧片開關(guān)，斷開 電路的連接，發(fā)熱器停止加熱。由于該控制原理和結(jié)構(gòu)都是行業(yè)內(nèi)熟悉的技術(shù)，這里只是簡(jiǎn) 單列舉，不再詳細(xì)描述和附圖說明。為了安裝的方便，電連接支架M與發(fā)熱器1之間通過3個(gè)定位支架M6固定，并且 常用激光焊接。由于機(jī)械的干燒保護(hù)和電連接支架做成一體，大大節(jié)約了產(chǎn)品的空間，并且 可以減少在發(fā)熱器上焊接太多的固定結(jié)構(gòu)，不僅影響產(chǎn)品的裝配效率，更多的是為產(chǎn)品的 穩(wěn)定性和加熱的均勻性帶來極大的好處。實(shí)施例二 把實(shí)施例一的PTC換成NTC的熱敏電阻，NTC熱敏電阻是負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻， 為了通用性，一般選擇與碳膜電阻形狀類似的熱敏電阻，一般只是測(cè)試某個(gè)點(diǎn)的溫度，并且焊接在發(fā)熱器的表面，最好的，與發(fā)熱絲絕緣層的上表面緊密接觸，當(dāng)該點(diǎn)的溫度超過預(yù)定 值時(shí)，控制電路即可作出反應(yīng)，達(dá)到快速的干燒保護(hù)。其他的工作原理和實(shí)施例一一樣，這里不再描述。使用該類的熱敏電阻的好處是成本更低，而且可以容易更換而不會(huì)損壞發(fā)熱器， 但是由于只是測(cè)試某個(gè)點(diǎn)的溫度，可能當(dāng)發(fā)熱器發(fā)生干燒傾斜時(shí)不能通過全面安全的保 護(hù)。因?yàn)樵揘TC的熱敏電阻的設(shè)置優(yōu)選為包括數(shù)個(gè)熱敏電阻，這些熱敏電阻沿著發(fā)熱器環(huán) 形排列，使得在發(fā)熱器的周邊都設(shè)置有，這樣當(dāng)干燒傾斜時(shí)就能提供全面安全的保護(hù)。
權(quán)利要求一種帶干燒保護(hù)功能的厚膜加熱組件，包括控制電路、電連接支架和厚膜加熱器；厚膜加熱器通過電連接支架與控制電路連接，所述控制電路的電源開關(guān)與厚膜加熱器連接；所述厚膜加熱器上設(shè)置有干燒保護(hù)器，其特征在于所述干燒保護(hù)器包括機(jī)械干燒保護(hù)器和電子干燒保護(hù)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶干燒保護(hù)功能的厚膜加熱組件，其特征在于所述電子干燒 保護(hù)器包括固定在厚膜加熱器最外圍并整圈排列的PTC熱敏電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶干燒保護(hù)功能的厚膜加熱組件，其特征在于所述厚膜加熱 器包括基板，基板上附著絕緣介質(zhì)，PTC熱敏電阻通過激光焊接固定在絕緣層介質(zhì)上，PTC 熱敏電阻上附著有絕緣層，發(fā)熱絲設(shè)置在PTC熱敏電阻上的絕緣層上，所述發(fā)熱絲的上表 面又附有絕緣層；所述厚膜發(fā)熱器上設(shè)有用于電連接的銀觸點(diǎn)，銀觸點(diǎn)分別與PTC熱敏電 阻連接以及發(fā)熱絲電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶干燒保護(hù)功能的厚膜加熱組件，其特征在于所述電連接支 架上包括電子干燒保護(hù)的電連接接口和發(fā)熱絲電連接接口，厚膜加熱器上的銀觸點(diǎn)與電連 接支架上的接口彈性連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶干燒保護(hù)功能的厚膜加熱組件，其特征在于所述電子干燒 保護(hù)器包括固定在厚膜加熱器周邊若干點(diǎn)上的NTC熱敏電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶干燒保護(hù)功能的厚膜加熱組件，其特征在于所述機(jī)械干燒 保護(hù)器與電連接裝置一體設(shè)置，所述機(jī)械干燒保護(hù)器為雙金屬片保護(hù)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述的帶干燒保護(hù)功能的厚膜加熱組件，其特征在于所 述厚膜加熱器是平面型的加熱器，加熱器表面具有一定弧形，中部低于周邊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的帶干燒保護(hù)功能的厚膜加熱組件，其特征在于厚膜加熱器包 括設(shè)置有若干圈的發(fā)熱電阻。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的帶干燒保護(hù)功能的厚膜加熱組件，其特征在于所述電源開關(guān) 為電子開關(guān)，電子開關(guān)的控制端與控制電路的IC控制模塊連接，電子開關(guān)的開關(guān)端一端與 輸出電源連接，另一端與發(fā)熱絲連接；發(fā)熱絲的另一端和機(jī)械干燒保護(hù)器的開關(guān)連接后與 輸出電源的另一端連接，形成串聯(lián)回路。
專利摘要本實(shí)用新型為一種帶干燒保護(hù)功能的厚膜加熱組件，包括用于電加熱的厚膜加熱器，安裝在厚膜加熱器上的用于實(shí)現(xiàn)厚膜加熱器與外部組件連接的電連接支架，以及安裝在厚膜加熱器上的干燒保護(hù)器，電連接支架與干燒保護(hù)器構(gòu)成整體部件，干燒保護(hù)器至少包括一個(gè)與控制電路電連接的電子干燒保護(hù)和一個(gè)機(jī)械干燒保護(hù)。由于電連接支架和干燒保護(hù)器是整體部件，使得厚膜加熱器的結(jié)構(gòu)更緊湊、性能更穩(wěn)定。兩個(gè)干燒保護(hù)可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，具有雙重保險(xiǎn)功能。
文檔編號(hào)H05B3/02GK201733451SQ201020114308
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
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