专利名称：一种正温度系数发热元件温度控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种正温度系数发热元件温度控制电路，尤其涉及阻值有偏 差的正温度系数发热元件温度控制电路。
背景技术：
具有正温度系数发热元件是用合金材料制造的发热元件，如金属陶瓷发热 体、金属发热丝等等。
由于正温度系数发热元件具有正温度系数特性，随着温度的升高其电阻值也 会不断变大，因此发热元件同时又可作为恒温控制电路的测温元件。
一般情况下在正温度系数发热元件的制造过程中，其温度系数k是由材料配 比(各种材料占的百分比)决定的，比较容易精确控制，而室温T0 (通常为25 °C)下的正温度系数发热元件的阻值由发热体的形状、尺寸差异决定， 一般不易 控制。如果要精确控制，会提高加工成本或可以通过筛选，则会降低成品率。即 温度系数k可以视为相同，但其在TO下的阻值会有偏差，特别是在不同批次的 产品中，其室温下的阻值偏差很大，假设其偏差率为p，则一般正温度系数发热 元件在TO下的阻值为(l+p) RT0。传统的线性温度控制方法对正温度系数发热 元件在一定温度下的阻值的一致性要求非常高， 一般要求在±1%之内，这样用做 恒温控制电路的测温元件时，需要通过筛选，造成加工的成本较高，如果发热应 用对此点要求能够降低，则可以减少加工成本。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术的问题，提供一种温度控制电路，使室温 T0下，其电阻值偏差在±20%内而有同一温度系数的测温元件能够用于同一个恒 温控制电路。
本实用新型的技术方案是这样的
一种正温度系数发热元件温度控制电路，至少包含切换器8、 一个正温度系 数发热阻性元件RT 7 、 一个电阻RA 9、 一个开关KA 11和数据处理器13，所 述切换器8的一端与火线L相连，所述切换器8的另一端与测温点VT17相连，
所述切换器8的控制端与所述数据处理器13的第三输出端相连，所述电阻RA9 一端连接参考电压Vref 16 ，另一端通过所述开关KA 11与所述阻性元件RT 7 连接于所述测温点VT 17 ，所述测温点VT 17接入所述数据处理器13的一个 输入端，所述开关KAll的控制端连接所述数据处理器13的第一输出端，所述 阻性元件RT 7的另一端与零线N连接并且接地，还至少包括一个电阻RB 10和 一个开关KB 12 ，所述电阻RB 10 —端连接参考电压Vref 16 ，另一端通过所 述开关KB 12与所述阻性元件RT 7连接于测温点VT 17，所述开关KB 12的控 制端与所述数据处理器13的第二输出端连接。
所述的正温度系数发热阻性元件RT 7的阻值具有偏差率p。
所述切换器8是可控硅。
所述数据处理器13包括逻辑控制器1 、模数转换器A 3和存储器6 。
可选的，所述数据处理器13 ，包括逻辑控制器1 、模数转换逻辑控制器
14 、存储器6 、比较器2 、数模转换器B 4和选择器5 。 所述电阻RA 9的阻值=(1+kXAT) X RTO,这里 K是所述阻性元件RT 7的温度系数；
RTO是所述阻性元件RT 7在室温TO下的标准阻值；
预设的控制点温度为T1，温度差AT41-T0;
并且，所述电阻RB 10的阻值设定在使得电阻RA 9和电阻RB 10的并联 电路的并联电阻的阻值为RTO的阻值。
采用上述方案，温度控制电路通过在测温程序中将温控点与实际温度不断比 较，由于电路的设计方案的RB和RA阻值的选择消除了阻值的偏差，使得该类元 件同样能方便地应用在温度控制场合，解决了以往筛选元件的难题，降低了元件 制造上的工艺要求，扩大了该类元件的应用范围。
图l是本实用新型的电路原理框图
图2是本实用新型的实施例二的电路原理框图
图3是本实用新型的实施例一的电路原理框图
具体实施方式
实施例一
以下结合附图3，详细说明实施例一的实现的方案。
在室温T0下，标准正温度系数发热元件的阻值为RTO，温度系数设为k，则 当温度变化AT时，发热元件的阻值变为(1+kAT) RTO;如果发热元件在TO下 的阻值有一定的偏差，设其偏差的系数为P,则其TO下的阻值为(l+p) RTO，当 温度变化AT时，发热元件的阻值变为(l+p) (1+kAT) RTO。
1、测量PTC发热元件在室温TO下的阻值与设定的RA、 RB的并联电阻的比 值，并通过模数转换电路测量并将其存储在非易失存储器中，这一步称为烧录。
该电路用于设定的RA和RB电阻的并联阻值等于标准正温度系数发热元件在
CiM x朋)
TO的阻值RTO， RA的阻值等于(1+kAT) RT。， RA〃RB=-= &。。此时
比较器2的正输入端的电压W为 -(編d:、+d +氛-^/舰 。。。。。。瓦l<formula>formula see original document page 5</formula>
2、当KB断开，RB电阻没有连接到测温电路，则正温度系数发热元件在常温 TO时的阻值与设定的RA的比值可以通过模数转换电路测量出来。此时比较器的 正输入端的电压W为
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3、实际应用中，当温度升到设定温度T1时，T1与T0的温差为AT，即温度 变化AT。此时正温度系数发热元件在Tl的阻值为(1+p) (1+kAT) RT0。此时 比较器的正输入端的电压W为
<formula>formula see original document page 5</formula>式3
由此可以看出，第3式中VT的电压值和第1点VT的值是相同的，即如果希望 控制正温度系数发热元件处于恒温T1下，可以通过事先RA的阻值来确定，而正 温度系数发热元件的阻值的偏差仅影响比较器的比较电压，而不会影响控制的正 温度系数发热元件的恒温点。
具体工作过程如下
如图3所示，其中l为逻辑控制电路、2为比较器、14为模数转换逻辑控制
电路、4为数模转换电路B、 5为选择器、6为存储器；RA9和RB 10电阻是，测 量正温度系数发热元件阻值的参考电阻；V,为测量电路的参考电压；KAll、 KB 12为开关；XD 15为可控硅；RT 7为PTC发热元件；L、 N为交流电的火线和零 线的接线端子，其中N连接电路的参考地。
在"烧录"步骤中，2、 14、 4、 5形成模数转换电路，系统的逻辑控制电路 1控制KA、 KB导通去采样VT的值，通过模数转换电路测量并将其存储在存储器 6中。
通过工作原理的表述，可以得知此时Tl温度下的正温度系数发热元件与RA
电阻比值等于在TO温度下正温度系数发热元件与RA、 RB并联电阻的比值，如果
Tl是所需控温的恒温点，那么如果事先将该Vt値存儲在存儲器中，则可以通过
数模转换器B 4，将该电压作为比较器2的负输入端，当温度升到目标温度Tl
时，通过比较器2可以得到控温结果，而该点的温度控制只跟比值相关，与正
温度系数发热元件的具体电阻阻值偏差无关，使电路能够适应在同一温度下电阻
偏差较大的正温度系数发热元件。
在应用中RB电阻去掉，在室温TO下的VT值为
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此时逻辑电路控制选择器5选择从存储器6中读取预先存储的数据，即式1中的 Vt信，将其送至数模转换器B4，作为比较器2的负端的比较电压。从工作原理 中已述的内容可以得知式1的VT值与应用电路去掉RB电阻后，控温到Tl时的 VT值相同，即逻辑电路可以通过比较器来去定正温度系数加热元件PTC是否到温。
实施例二，如附图2所示，与实施例一的电路结构不同的地方在于数据处理 器的组成。数据处理器可以只包括逻辑控制器、模数转换器和存储器。
通过以上例子说明本实用新型电路能够自适应的恒温控制电路，能够利用拥 有同一温度系数但在室温下拥有不同阻值偏差的正温度系数发热元件作为控温 元件，解决了下温下不同阻值偏差的正温度系数发热元件对到温点造成偏差的问 题。
权利要求1、一种正温度系数发热元件温度控制电路，至少包含切换器(8)、一个正温度系数发热阻性元件RT(7)、一个电阻RA(9)、一个开关KA(11)和数据处理器(13)，所述切换器(8)的一端与火线L相连，所述切换器(8)的另一端与测温点VT(17)相连，所述切换器(8)的控制端与所述数据处理器(13)的第三输出端相连，所述电阻RA(9)一端连接参考电压Vref(16)，另一端通过所述开关KA(11)与所述阻性元件RT(7)连接于所述测温点VT(17)，所述测温点VT(17)接入所述数据处理器(13)的一个输入端，所述开关KA(11)的控制端连接所述数据处理器(13)的第一输出端，所述阻性元件RT(7)的另一端与零线N连接并且接地，其特征在于，还至少包括一个电阻RB(10)和一个开关KB(12)，所述电阻RB(10)一端连接参考电压Vref(16)，另一端通过所述开关KB(12)与所述阻性元件RT(7)连接于测温点VT(17)，所述开关KB(12)的控制端与所述数据处理器(13)的第二输出端连接。
2、 如权利要求1所述的正温度系数发热元件温度控制电路，其特征在于，所述 的正温度系数发热阻性元件RT(7)的阻值具有偏差率p。
3、 如权利要求1所述的正温度系数发热元件温度控制电路，其特征在于，所述 切换器(8)是可控硅。
4、 如权利要求l所述的正温度系数发热元件温度控制电路，其特征在于，所述 数据处理器(13)包括逻辑控制器(1)、模数转换器A (3)和存储器(6)。
5、 如权利要求1所述的正温度系数发热元件温度控制电路，其特征在于，所述 数据处理器(13)包括逻辑控制器(1)、模数转换逻辑控制器(14)、存储器(6)、 比较器(2)、数模转换器B (4)和选择器(5)。
6、 如权利要求1所述的正温度系数发热元件温度控制电路，其特征在于，所述 电阻RA(9)的阻值二 (1+kXAT) X RT0，这里K是所述阻性元件RT(7)的温度系数；RT0是所述阻性元件RT(7)在室温T0下的标准阻值；预设的控制点温度为T1，温度差AT二T1-TO;并且，所述电阻RB (10)的阻值设定在使得电阻RA(9)和电阻RB(10)的并 联电路的并联电阻的阻值为RT0的阻值。
专利摘要本实用新型涉及一种正温度系数发热阻性元件的阻值有偏差的温度控制电路，包括逻辑控制器、模数转换器和存储器，以及测温点VT、电阻RB、电阻RA和阻性元件。该阻性元件作为测温和加热元件使用，由于制造上的问题，该阻性元件有相当大的偏差，影响了温度控制的精度。本实用新型的技术方案通过事先设定电阻RB和RA阻值的烧录过程，在测温程序中将温控点与实际温度不断比较，由于电路的设计方案的RB和RA阻值的选择消除了阻值的偏差，使得该类元件同样能方便地应用在温度控制场合，解决了以往筛选元件的难题，降低了元件制造上的工艺要求，扩大了该类元件的应用范围。
文档编号G05D23/19GK201210259SQ20082005968
公开日2009年3月18日 申请日期2008年6月13日 优先权日2008年6月13日
发明者勇 卫, 朱文苗, 琦 王, 郑中华, 陈书鹏, 黄德松 申请人:百利通电子(上海)有限公司