电热毯控制器及电热毯的制作方法

1.本实用新型涉及电热毯技术领域，尤其涉及一种电热毯控制器及电热毯。


背景技术：

2.电热毯是一种接触式电暖器具，其通过置入毯面的绝缘性电热元件在通电时发出热量，以与人体在接触时供热，由于电热毯的低功耗、经济适用等优点，在北方地区的秋冬季节非常畅销。
3.当电热毯在平铺的状态下时，电热毯基本上可以均匀受热。但是电热毯在折叠或是重物压住的状态下，由于控制方式的限制，会使得局部过热，其余的部分则会较冷。这是由于电热毯中的电热线是使用串连侦测方式进行，只能知道电热线总体的串联值。此外，局部过热一般电热线会超过120℃，甚至有些电热毯电热线会超过150℃，电热线绝缘层耐不住高温时，可能会内外芯短路，甚至外皮烧到破裂。此时，若是人体触碰到外皮破裂的地方，就会有触电危险。即使局部温度还没有很高，仍然会造成人体接触皮肤烫伤，若使用者在睡眠状态不自知，可能睡醒后，皮肤已经被高温烫伤，对使用者造成危险及伤害。
4.针对上述这种情况，本实用新型提出了一种电热毯控制器及电热毯，能够有效地对现有技术进行改进，以克服其不足。


技术实现要素：

5.本实用新型针对现有技术的不足，提出一种电热毯控制器及电热毯，解决了现有技术中的上述问题。
6.为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：
7.第一方面，本实用新型提出一种电热毯控制器，所述控制器包括：降压稳压器、中央处理器、温度传感器、电热毯、led灯、按键；
8.所述降压稳压器、led灯、按键均所述中央处理器进行电连接，所述温度传感器与所述中央处理器进行双向电连接。
9.优选地，所述电热毯与所述温度传感器进行电连接；
10.所述电热毯通过负温度系数ntc线与正温度系数ptc线将温度状态反馈至所述中央处理器。
11.优选地，所述电热毯控制器还包括一温度保险丝：
12.所述温度保险丝与所述降压稳压器、所述中央处理器进行电连接，所述温度保险丝用于在所述中央处理器的温度控制信号下直接或通过一保护可控硅开通或截止输入的交流信号。
13.优选地，所述电热毯控制器还包括一电流保险丝，所述电流保险丝接收输入电流，并控制输入电流的开通或截止至所述温度保险丝。
14.优选地，在所述电流保险丝与所述温度保险丝之间还包括一emi抗电磁干扰器，用于对交流输入电流的电磁进行抗干扰保护。
15.第二方面，本实用新型提出一种电热毯，包括第一方面所述的电热毯控制器。
16.本实用新型的有益效果：本实用新型的电热毯控制器，通过温度检测、局部过热保护、短路保护等自动调节功能，达到了恒温控制的目的，保证了使用者的安全。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本实用新型电热毯控制器一实施例结构示意图。
19.图2是本实用新型电热毯控制器一实施例电路示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图与实施例对本实用新型技术方案作进一步详细的说明，这是本实用新型的较佳实施例。应当理解，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
23.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
24.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
25.实施例一
26.本实用新型提出一种电热毯控制器，如图1、2所示，该电热毯控制器具体可以包括如下模块：降压稳压器、中央处理器、温度传感器、电热毯、led灯、按键；所述降压稳压器、led灯、按键均所述中央处理器进行电连接，所述温度传感器与所述中央处理器进行双向电连接。
27.其中，本实施例中的中央处理器型号为cms89f113，led灯采用红、黄、橙、绿四种颜
色的并联led灯组，温度传感器与降压稳压器均采用现有技术器件。
28.本实施例中，所述电热毯与所述温度传感器进行电连接；所述电热毯通过负温度系数ntc线与正温度系数ptc线将温度状态反馈至所述中央处理器。这里，ptc用来实现电热毯恒温控制，ntc用来实现局部过温控制及发热线短路保护。
29.在一个可选实施例中，所述电热毯控制器还包括一温度保险丝：所述温度保险丝与所述降压稳压器、所述中央处理器进行电连接，所述温度保险丝用于在所述中央处理器的温度控制信号下直接或通过一保护可控硅开通或截止输入的交流信号。该保护可控硅的型号具体可以是bt136
‑
600d。
30.在另一可选实施例中，所述电热毯控制器还包括一电流保险丝，所述电流保险丝接收输入电流，并控制输入电流的开通或截止至所述温度保险丝。
31.在再一可选实施例中，在所述电流保险丝与所述温度保险丝之间还包括一emi抗电磁干扰器，用于对交流输入电流的电磁进行抗干扰保护。
32.实施例二
33.第二方面，本实用新型提出一种电热毯，包括上述的电热毯控制器。
34.本实用新型电热毯控制器的工作原理与效果：通过中央处理器的模数转换功能，可以对ptc的电阻值进行检测，并将检测数据与设定数据比较；如果测得的数据大于设定的温度值，则控制器停止对发热线加热；当检测到的数据小于设定的温度值，则控制器继续对发热线进行加热。该产品使用了电阻检测电路对ptc阻值进行侦测，单片机具备adc功能，可以将测量得到的ptc电阻值数据进行比较，如果测量的数据对应温度较高，则停止对发热线进行加热，如果测量的数据对应温度较低，则继续对发热线进行加热，如此循环就可以准确地控制ptc发热线的温度。档位温度设定置是基于发热线ptc的特性，mcu通过模数转换模块的两个通道分别检测市电经过ptc发热丝转换而成的电压值和市电电压分压值，两个值相除作为判定温度高低的依据。
35.为滤除市电的拨动和干扰，单片机ad模块每一个交流电周期采样一次市电电压和发热线电流,连续采样16次作为一个采样周期，将市电电压和发热线电流的采样数据分别累加，再把市电电压累加值和发热线电流累加值分别求出平均值。根据欧姆定律，将市电电压平均值除以发热线电流平均值即得发热线阻值。因发热线的ptc特性，该阻值即对应当前发热线的温度。按此方法，单片机可以每隔大约300ms作出一次温度判定，当ptc阻值高于用户设定的阻值(即温度档位)时，单片机会在一个采样周期内(大约300ms),关闭负载电源输出，这就说明当前温度已经达到，延时一段时间后，重新将发热线接入市电以加热，同时检测ptc阻值，重新判断ptc阻值(即当前发热线温度)是否降低到用户设定的温度档位以下，是则说明温度降低了，需要维持加热状态，如果ptc阻值仍然高于设定值，则将发热线从市电断开，说明当前温度仍然高于用户设定值，不能加热，如此循环检测控制，达到恒温控制的目的。所以比值(ptc发热线阻值)与温度成正比关系。根据产品要求，程序设计在rom内预先写入各个档位的ad比值，然后每次处理温度程序时只要把检测到的比值与表格值相比较，大于等于表格值时说明ptc温度达到，小于说明ptc温度没有达到，根据这样控制可控硅导通与关闭来实现恒温控制的要求。
36.电热毯使用的发热线具备有ntc负温度变化特性，而且它能侦测到整个产品的任何位置，只要发生过温现象都能产生物理变化，这个变化量直接就可以反应出电流的变化，
控制系统只要能够检测到这个异常的电流变化，那么就解决了产品任何位置发生过温的问题了，所以利用ntc材料的变化特性，控制系统通过限流降压的原理，把ntc层的漏电流传递给单片机的模数转换端口，当大于设定ntc保护值单片机立即关闭可控硅输出停止加热，直到温度降低后才能恢复工作。
37.控制器是采用将检测到的发热线压降和电流相除得到发热线ptc阻值的方法对ptc发热线进行温度侦测，利用ptc的正温度特性，在输出加热过程中，随着发热线的温度升高，其ptc线的电阻值也随之升高，控制器只要预先把用户需要的各档温度值对应的各档电阻值对应的ad值固化在单片机内，那么在加热控制过程中，只要单片机检测到电阻ad值达到预设ad值就关闭输出，说明温度已经达到要求了，关闭输出后，发热线温度就会停止上升，并将热量逐渐释放出来，等待温度降低后，控制电路又将再次输出加热，如此循环控制达到恒温的目的。
38.在可控硅导通加热的波峰时，单片机先检电压，市电电源(120v)
→
r10
→
r11
→
(gnd)，在r11上产生分压值送至单片机的6脚，由单片机内部a/d转换后得到电压值。然后单片机再检电流，市电电源(120v)
→
发热线h1
→
发热线h3
→
可控硅t1
→
r8
→
(gnd)，发热电流在r8上产生压降，经r8送至单片机的15脚，由单片机内部a/d转换后得到电流值。两值相除得到一个既能去掉电网抖动和干扰，又反应发热线温度状态的较稳定的比值。在温度低于设定温度时，ptc阻值较小，比值也相应较小，低于单片机内固化的温度档位值，所以单片机持续开通可控硅，ptc发热线升温，当温度达到后，比值高于单片机内固化的温度档位值，说明温度已经到，单片机即关断可控硅，切断发热电流，保证温度恒定。
39.当产品非正常使用时,会出现局部或者单点温度过高,由于发热线中间绝缘层是呈负温度系数的ntc层绝缘材料,此时的高温将导致ntc层绝缘材料的绝缘阻抗降低,判断电源在ntc绝缘材料上的漏电流大小就可以判断发热体是否出现高温现象了，首先关断可控硅，避免其他干扰信号或分流回路影响检查结果，其过程是市电电源(120v)
→
h1
→
ptc发热线
→
ntc绝缘层
→
检测线
→
h2
→
r18
→
r16
→
r17
→
单片机12脚
→
(gnd)，建立漏电流回路，当12脚采集到的ad电压值大于设定的值时，即产品出现了局部高温,将高温标志置1,退出检查程序后,停止加热直到局部高温点温度降到安全范围内才重新进行加热，如此循环检查控制达到过温保护目的。
40.这样，通过温度检测、局部过热保护、短路保护等自动调节功能，达到了恒温控制的目的，保证了使用者的安全。
41.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。并且，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
42.还需要说明的是，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结
构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
43.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。