专利名称：单层发热线全线路控温安全电热毯的制作方法
技术领域：
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单层发热线全线路控温安全电热毯，属电热件。
背景技术：
目前市场销售电热毯从发热线看基本上是两种一种是单层螺旋发热线，另一种是双层螺旋发热线。用单层发热线制造的电热毯成本低，但不能实现闭环的全线路自动控温(即恒温)(所谓全线路是指对整根发热线的温度进行检测，也就是整个电热毯的温度进行检测而不是只对某一点或某几个点的温度检测)用单层发热线制造的电热毯不能经受多层折叠长时通电试验，若进行此项试验，电热毯将温升过高以致烧坏，安全性较差。双层螺旋线是在单层螺旋线上再绕一层，作为感温线，它由电阻值具有正温度系数的金属丝烧成，其电阻值随温度升高而增大，将此感温线作为温度传感器检测其阻值变化，能实现闭环的全线路自动控制，用双层螺旋发热线制造的电热毯能经受多层折叠长时通电试验，安全性高，但生产双层线的设备投资高、工艺复杂、生产周期长，导致制造成本高。
发明内容本实用新型就是解决上述单层发热线不能实现闭环全线路自动控温安全性差，双层发热线制造成本高的问题。其技术方案如下单层发热线全线路控温电热毯，由电源插头1、控制器2、面毯3、发热线4组成，其特征是发热线4采用具有正温度系数电阻值材料制作的单层螺旋线；控制器2由可控硅S、隔离二级管D、单片机Q、直流电源电路2.1，分压电路2.3组成或增设放大电路2.2组成；市电交流220V经可控硅S整流后，接发热线4两端，以形成加热电路；可控硅S由单片机Q控制，在可控硅和发热线间的P1端接入隔离二级管D达P2端，它直接或经放大电路2.2与单片机Q1连接，且P2端经分压电路2.3与电源电路2.1连接，以形成检测控温电路。
单片机Q可采用不带AD转换型或带AD转换型。带AD转换的单片机可附设数字显示电路。放大电路2.2可采用含运算放大器或三级管的放大电路。在市电交流220V供电路中接入快速熔断器f，并将f贴放在可控硅S散热片上。一旦可控硅失控，不能关断，电流过大温度升高将f熔断切断主电源，保证电热毯使用安全。
采用具有正温度系数电阻值材料制作的单层发热线，既作发热线，又作感温线，并设隔离二级管对高压(交流220V)和低压直流隔离，若可控硅导通，220V电压经可控硅整流加在发热线上，发热线温度升高电阻值随之升高，若瞬时断电检测P1点或P2点，其电位随温度变化。由单片机对线路进行控制，分时交替地对发热线进行通电加热和断电检测，以实现闭环的全线路控温。使电热毯不仅能经受多层折叠长时通电试验，安全性高，且设备投资少、工艺简单、生产周期短、成本低。
图1电热毯结构图图2电气控制方框图图3实施例1电路图图4实施例2电路图具体实施方式
实施例1见图2、图3采用不带AD转换的单片机Q1，型号为PIC16C54。放大电路2.2是由运算放大器T1和电位器R1.1、R1.2以及电阻R1.3、R1.4组成开环放大电路。运放T1型号为LM358，同相输入端3接P2端，反向输入端2接电阻R1.3，输出端1接单片机1号引脚(RA2)。运放T1处于开环状态，若3脚电位高于2脚，则1脚输出高电平1，若3脚电平低于2脚，则1脚输出电平O。单片机Q1的6号引脚(RBO)通过电阻Rs和发光二级管Ds接至可控硅S控制级S1，组成触发电路；发光二级管Ds兼作通电显示。发热线4是采用具有正温度系数电阻值的紫铜丝制作的单层螺旋线。直流电源电路2.1由电容降压，桥式整流滤波稳压等电路组成，将市电交流220V变为5V直流给电路供电。分压电路2.3采用分压电阻R2.3，V+端经分压电阻R2.3达P2端，P1、P2间设隔离二级管D，发热线4一端接P1端，另一端接地，可控硅S正级接市电。见图3，交流供电回路中装快速熔断器f贴放在可控硅散热片上。
工作过程①单片机Q1的6号引脚输出O，可控硅截止，切断发热线加热电流；②检测单片机Q1的1号引脚；③若1号引脚为1，则6号引脚仍输出O，发热线不通电；若1号脚为O，则6号引脚输出1，发热线通电加热；④单片机重复上进步骤。调正电位器R1.2可调正运放反相端输入电压，即可调整运放的翻转电平，从而调正电热毯温度。
实施例2见图2、图4采用带AD转换的单片机Q2，并设置数字显示电路Q3，单片机型号为PIC16C712。放大电路2.2是由运算放大器T2和电位器R2.1以及电阻R2.2、R2.3、R2.4组成的闭环双端输入放大电路，运放T2型号为LM358。同相输入端3接P2端，反向输入端2接电阻R2.2端，输出端1接单片机Q2的1号引脚(摸拟输入引脚AN2)。设置给定电位器R与单片机Q2的2号引脚连接(摸拟输入引脚AN3)调整电位器R，可调整电热毯温度。设置温度转换按钮K和电阻Rk电路，并与单片机Q2的3号引脚连接(数字引脚RA4)。电热毯刚通电时用较高功率加热，使用者上床后可按一下温度转换按钮K，便极其方便使电热毯转换到电位器R设定温度，勿需随时调整电位器R。运放工作于双端输入放大状态，P2点的电平变化经运放放大后送入单片机，经AD转换后与给定值比较，控制可控硅通断并送入数字显示电路Q3显示。给定电压由电位器R送入单片机进行AD转换。电路图中其于部份与实施例1完全相同。
工作过程①单片机6号引脚(RB0)输出O，可控硅截止，切断发热线加热电流；②分别采样1号引脚(AN2)和2号引脚(AN3)、经AD转换后得到温度信号数字量和给定数字量；③比较温度信号值和给定值，若前者高，则使6号引脚(RBo)继续输出O，发热线不通电，反之，若前者低，则使6号引脚输出1，发热线通电加热；④显示温度；⑤重复以上步骤。
权利要求1.单层发热线全线路控温安全电热毯，由电源插头(1)、控制器(2)、面毯(3)、发热线(4)组成，其特征是发热线(4)采用具有正温度系数电阻值材料制作的单层螺旋线；控制器(2)由可控硅S，隔离二级管D，单片机Q，直流电源电路(2.1)及分压电路(2.3)组成或增设放大电路(2.2)组成；市电交流220V经可控硅S整流后，接发热线两端，以形成加热回路；可控硅S由单片机Q控制，在可控硅和发热线间的P1端接入隔离二级管D达P2端，它直接或经放大电路(2.2)与单片压机Q连接，且P2端经分压电路(2.3)与电源电路(2.1)连接，以形成检测控温电路。
2.按权利要求1所述电热毯，其特征是单片机Q1不带AD转换；放大电路(2.2)是由运算放大器T1和电位器R1.1、R1.2和电阻R1.3、R1.4组成的开环放大电路；单片机Q1的6号引脚经电阻Rs和发光二级管Ds接至可控硅S控制极S1，形成触发和通电显示电路。
3.按权利要求1所述电热毯，其特征是单片机Q2带AD转换，并设置有数字显示电路Q3；放大电路(2.2)是由运算放大器T2和电位器R2.1、电阻R2.2、R2.3、R2.4组成的闭环双端输入放大电路；单片机Q2的6号引脚经电阻Rs和发光二级管Ds接至可控硅S控制极S1形成触发和通电显示电路。
4.按权利要求3所述电热毯，其特征是设置给定电位器R与单片机的模拟输入引脚连接，设置温度转换按钮K和电阻Rk电路，并与单片机数字引脚连接。
5.按权利要求1所述电热毯，其特征是在市电交流220V供电回路中接入快速熔断器f，并将f贴放在可控硅S散热片上。
专利摘要单层发热线全线路控温安全电热毯，发热线为具有正温度系数电阻值的材料制作的单层螺旋线。控制器由可控硅、隔离二极管、单片机、电源电路、分压电路组成或增设放大电路。发热线既作加热线，又作感温线，隔离二极管对高压(AC220V)和低压直流进行隔离，用单片机控制可控硅，分时交替地对发热线进行通电加热和断电检测，完成对电热毯闭坏全线路控温。且在可控硅上装有快速熔断器实现安全保护。解决了现有单层发热线安全差、双层进行全线控温成本高的缺陷，实现电热毯能承受多层折叠长时通电试验，安全性高，且设备投资少、工艺简单、周期短、成本低。
文档编号H05B1/02GK2582317SQ0224459
公开日2003年10月22日 申请日期2002年10月31日 优先权日2002年10月31日
发明者赵朗新 申请人:赵朗新