恒温加热系统的制作方法
专利名称:恒温加热系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种恒温加热系统，用于恒温控制育婴箱的温度，所述育婴箱包括散热片和箱体。上述恒温加热控制系统中的主控模块根据设置在散热片的第一温度传感器实时采集的温度信号控制第一控制开关对加热单元的间歇式加热，从而实现恒温控制，同时保持散热片的温度在安全范围以内，安全可靠。若电流检测模块通过检测，并判断加热模块处于非工作状态，则主控模块控制第二控制开关的停止工作，切断与加热单元的连接，确保恒温加热控制系统的安全。
【专利说明】
恒温加热系统
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及育婴箱技术领域，特别是涉及恒温加热系统。
【背景技术】
[0002]对于育婴箱这类对安全要求极高的医疗设备，对育婴箱中恒温恒湿控制性能的要求极高的，恒温恒湿控制关乎到体质较弱的新生儿或早产儿的健康，甚至生命安全。实现恒温检测及控制，在系统出现故障的情况下，及时报警并防止对新生儿或早产儿造成危害，保护电路对育婴箱来说也同样至关重要。
[0003]传统育婴箱在加热系统的保护措施不全面或精度不高，易造成散热片温度过高，影响使用安全;或在加热系统在发生故障时，不能及时有效切断回路，有可能造成长时间持续加热、短路，甚至引发火灾，可能会威胁到体质较弱的新生儿或早产儿的健康，甚至生命安全。
【实用新型内容】
[0004]基于此，有必要针对上述问题，提供一种保护措施全面且安全性高的恒温加热系统。
[0005]—种恒温加热系统，用于恒温控制育婴箱的温度，所述育婴箱包括散热片和箱体，恒温加热系统包括电流检测模块、主控模块、加热模块和设置在所述散热片上用于实时采集所述散热片温度的第一温度传感器；
[0006]所述加热模块包括第一控制开关、第二控制开关和设置在所述散热片上的加热单元;所述加热单元一端与市电零线连接;所述加热单元的另一端与第一控制开关、第二控制开关、电流检测模块依次连接；
[0007]所述电流检测模块用于检测和判断所述加热模块的工作状态;所述主控模块分别与所述电流检测模块、第一温度传感器、加热模块连接，并根据所述加热模块的工作状态或所述散热片的温度，控制所述第一控制开关、第二控制开关的通断。
[0008]在其中一个实施例中，所述主控模块包括主控芯片、转换电路和开关驱动控制电路；
[0009]所述转换电路分别与所述主控芯片、第一温度传感器连接；用于将所述第一温度传感器采集的模拟温度信号转换为所述主控芯片能识别的数字温度信号；
[0010]所述开关驱动控制电路包括驱动芯片；所述驱动芯片的一端与所述主控芯片连接;所述驱动芯片的输出端分别与所述第一控制开关、第二控制开关连接，用于驱动所述第一控制开关、第二控制开关的通断。
[0011]在其中一个实施例中，所述电流检测模块包括电流互感器和电流检测电路;所述电流互感器与所述电流检测电路通过电气连接;所述电流互感器与所述第二控制开关通过磁路耦合实现连接，且所述第二控制开关穿过所述电流互感器与市电的火线连接。
[0012]在其中一个实施例中，所述第一控制开关、第二控制开关均为继电器、绝缘栅双极型晶体管或金属-氧化物半导体场效应晶体管中的一种，所述第一控制开关用于控制所述加热单元间歇式加热;所述第二控制开关用于控制所述加热模块与市电之间的通断。
[0013]在其中一个实施例中，所述恒温加热系统还包括第二温度传感器;所述第二温度传感器设置在所述箱体内，经所述转换电路与所述主控芯片连接，用于实时采集所述箱体的温度。
[0014]在其中一个实施例中，所述第一温度传感器、第二温度传感器为负温度系数温度传感器。
[0015]在其中一个实施例中，所述恒温加热系统还包括锁存器和非门；所述锁存器的输入端与所述主控芯片连接;所述非门连接于所述锁存器的输出端与所述驱动芯片的输入端之间。
[0016]在其中一个实施例中，所述恒温加热系统还包括恒温器，所述恒温器设置在所述散热片上，并与所述加热单元连接，用于控制与所述加热单元的通断。
[0017]在其中一个实施例中，所述恒温加热系统还包括第一保险管和第二保险管，所述第一保险管连接与所述恒温器与市电零线之间;所述第二保险管连接于所述电流互感器与市电火线之间。
[0018]在其中一个实施例中，所述恒温加热系统还包括报警单元，所述报警单元与所述主控芯片连接，若所述加热模块发生异常，则所述主控芯片控制所述报警单元报警。
[0019]上述恒温加热控制系统中的主控模块根据设置在散热片的第一温度传感器实时采集的温度信号控制第一控制开关对加热单元的间歇式加热，从而实现恒温控制，同时保持散热片的温度在安全范围以内，确保安全可靠。若电流检测模块通过检测，并判断加热模块处于非工作状态，则主控模块控制第二控制开关的停止工作，切断与加热单元的连接，确保恒温加热控制系统的安全。
【附图说明】
[0020]图1为恒温加热系统的框架示意图；
[0021]图2为一实施例恒温加热系统的局部电路图。
【具体实施方式】
[0022]为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
[0023]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0024]如图1所示的为一实施例恒温加热系统的框架示意图，该恒温加热系统由市电供电，主要用于恒温控制育婴箱的温度，其中，育婴箱包括散热片和箱体。当然，恒温加热控制系统还可以应用在婴儿保暖台等类似需要恒温加热控制的医疗设备或装置上。
[0025]恒温加热系统10包括加热模块100、主控模块200、电流检测模块300和设置在散热片上用于实时采集散热片温度的第一温度传感器410。恒温加热系统10还包括第二温度传感器420;第二温度传感器420设置在箱体内，用于实时采集箱体内的温度。在本实施中，第一温度传感器410、第二温度传感器420为负温度系数电阻传感型温度传感器，其中，第二温度传感器420的灵敏度和精度更高。在其他实施例中，第一温度传感器410、第二温度传感器420还可以为热电偶传感的温度传感器。第一温度传感器410、第二温度传感器420的精度和灵敏度要求不高的场合可以根据需要灵活调换。
[0026]加热模块100包括第一控制开关110、第二控制开关120和设置在散热片上的加热单元130;加热单元130—端与市电零线连接;加热单元130的另一端、第一控制开关110、第二控制开关120和电流检测模块300依次连接。
[0027]在本实施例中，加热单元130为加热棒，加热棒设置在散热片的底面，用于给育婴箱加热，同时设置在散热片上的第一温度传感器410可以实时采集散热片上的温度。在其他实施例中，加热单元130为电热丝或其他可以用于当热源的其他器件。
[0028]主控模块200包括主控芯片210、转换电路220和开关驱动控制电路230。
[0029]转换电路220的输出端与主控芯片210连接，转换电路220的输入端分别与第一温度传感器410、第二温度传感器420连接。转换电路220将第一温度传感器410采集的散热片上的第一温度信号和第二温度传感器420采集的箱体内的第二温度信号通过模数转换，并将转换后的信号传输给主控芯片210。同时在主控芯片210上还存储有散热片的预期保护温度值tl和箱体的恒定温度值t2。主控芯片210通过检测并比较判断预期保护温度值tl与第一温度传感器410实时采集的散热片的实时温度值tl的大小，比较判断箱体的恒定温度值t2与第二温度传感器420实时采集的箱体的实时温度值t2’的大小。主控芯片210根据判断的结果来驱动控制开关驱动控制电路230、以控制第一控制开关110、第二控制开关120的通断，从而使散热片的温度小于预期保护温度值tl，同时使箱体的实时温度值与恒定温度值t2’相等，从而保证了育婴箱处于的恒温状态，不会因为散热片温度过高而影响新生儿的健康，安全可靠。
[0030]电流检测模块300包括电流互感器310和电流检测电路320。电流互感器310与电流检测电路320通过电气连接。在本实施例中，电流互感器310上设有一个穿线孔，第二控制开关120由导电线穿过电流传感器的穿线孔与市电连接，且电流传感器310与导线相互绝缘。
[OO31 ] 电流互感器310 (Current transformer，CT)的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行测量加热模块100的电流值。电流互感器310通过电流检测电路320与主控芯片210连接，电流检测电路320检测和判断加热模块100的状态，加热模块100的状态包括开路状态、工作状态和过流状态，并将判断的结果反馈给主控芯片210，其主控芯片210根据电流检测模块300检测的结果来驱动控制开关驱动控制电路230控制第一控制开关110、第二控制开关120的通断。当加热模块100发生故障时，主控芯片210能及时有效的控制第一控制开关110、第二控制开关120的通断，切断加热模块100的回路，确保了恒温加热系统的安全可靠，避免造成加热模块100长时间持续加热引发短路甚至火宅，从而保证了体质较弱的新生儿或早产儿的健康。
[0032]第一控制开关110可以为继电器、绝缘栅双极型晶体管或金属-氧化物半导体场效应晶体管中的一种。在本实施例中，第一控制开关110采用动作噪音较低的固态继电器，其性能稳定、可靠性高、工作频率大致在0.5?5Hz左右。固态继电器具体工作频率依据对加热温度波动大小的要求来确定，加热温度波动越大，工作频率越高;加热温度波动越小，工作频率越低。第一控制开关110用于控制对加热棒的间歇式加热，从而实现恒温控制。
[0033]第二控制开关120可以为继电器、绝缘栅双极型晶体管或金属-氧化物半导体场效应晶体管中的一种，在本实施例中，第二控制开关120采用功率型封闭式电磁继电器，相对于固态继电器响应稍慢，工作频率较低。若恒温控制系统出现故障异常时，则第二控制开关120断开，其加热模块100中的加热棒停止加热，确保了使用安全。在其他实施例中，第一控制开关110、第二控制开关120还可以使用具有弱电控制强电这一共性的其他开关或器件来替代，其工作频率可以根据具体的环境、场合来设定。
[0034]恒温加热系统还包括恒温器430，恒温器430设置在散热片20上，以确保良好导热，并与加热棒连接。在本实施例中，恒温器430为常闭自恢复型，当温度达到其动作温度时(可根据需要选择合适的动作温度)，触片形变断开回路。若散热片温度超过恒温器的动作温度时，恒温器430触片形变，断开与加热棒的连接，进而防止散热片温度过高导致危害，确保使用安全。
[0035]如图2所示的为恒温加热系统的局部电路图，恒温加热系统还包括锁存器Ul和非门U2;锁存器Ul的输入端与主控芯片210连接，非门U2连接于锁存器Ul的输出端与驱动芯片U3之间。在本实施例中，开关驱动控制电路230包括驱动芯片U3。驱动芯片U3的输入端与非门U2输出端连接，非门U2输入端与锁存芯片Ul的输出端与主控芯片210连接;驱动芯片U3的输出端分别与第一控制开关110、第二控制开关120连接。在本实施例中，锁存器Ul为状态锁存器。
[0036]由于锁存器Ul的使能端由主控芯片210经非门U2反相后控制，其中主控芯片210至锁存器Ul使能端之间增加U2，并且锁存器Ul使能端下拉，这样就可实现“非使能态下，控制信号被锁存，第一控制开关110、第二控制开关120禁能;使能态下，控制信号解除锁存，第一控制开关110、第二控制开关120使能”的控制。由于设置了锁存器Ul和非门U2，即使主控芯片210发生故障，也不会导致对第一控制开关110和第二控制开关120的误操作，使其恒温加热系统更加安全可靠。
[0037]恒温加热系统还包括报警单元440，报警单元440与主控芯片210连接。其报警单位440为蜂鸣器和/或指示灯。若加热模块100发生异常，则主控芯片210控制报警单元报警440。加热模块100发生异常的情况包括加热模块100过流、短路和断路，而且若温度超过恒温器动作温度时，亦会发生报警。
[0038]恒温加热系统还包括第一保险管Fl和第二保险管F2，第一保险管Fl连接与恒温器430与市电零线之间；第二保险管F2通过一段导线穿过电流互感器310与市电火线之间。若加热模块100发生短路时，其第一保险管Fl或第二保险管F2熔断，对恒温加热系统起到短路保护的作用。
[0039]恒温加热系统的工作原理如下:
[0040]恒温加热系统初始化阶段，由第二温度传感器采集箱体内的温度，转换电路将采集的信号传递给主控芯片，由主控芯片判断箱体的实时温度t2’与箱体的恒定温度值t2的大小。若实时温度值t2 ’小于恒定温度值t2，则电流检测模块200检测加热模块的状态，若加热模块处于开路状态，则主控芯片驱动控制第一控制开关、第二控制开关同时闭合，使加热单元开始工作。当加热模块处于工作状态时，则主控芯片驱动第一控制开关以第一工作频率fl开始间歇性的通断，从而使加热单元间歇性的加热。
[0041]加热单元开始加热后，由第一温度传感器开始实时采集散热片的温度值tl’，并由主控芯片判断其散热片的实时温度值tl’与预期保护温度值tl的大小，若散热片的实时温度值tl’大于预期保护温度值tl，则主控芯片向第一控制开关发出响应信号，使第一控制开关停止工作，如此循环工作，保证散热片的实时温度值tl ’小于预期保护温度值tl。
[0042]若预期保护温度值tl大于散热片的实时温度值tl’，则主控芯片控制第一控制开关以第二工作频率f2开始工作，其中第一工作频率fl小于第二工作频率f2，直到箱体的实时温度值t2’与箱体的恒定温度值t2相等。
[0043]若箱体的实时温度值t2’大于箱体的恒定温度值t2，则主控芯片控制第一控制开关停止工作，使其加热单元停止加热，直到箱体的实时温度值t2，与箱体的恒定温度值t2相等。
[0044]若箱体的实时温度值t2，等于箱体的恒定温度值t2时，则由电流检测模块检测加热模块是否处于工作状体，若是，则循环上述动作。若加热模块处于过流状态，则由主控芯片控制第二控制开关停止工作，切断与加热单元的连接，同时报警单元发出报警信号。
[0045]通过该恒温加热系统可以实现检测箱体的温度、散热片温度以及加热模块的状态，进而可以避免散热片温度过高、主控芯片故障时加热单元的持续加热，使其恒温加热系统具有多重保护措施且安全性高。
[0046]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0047]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种恒温加热系统，用于恒温控制育婴箱的温度，所述育婴箱包括散热片和箱体，其特征在于，所述恒温加热系统包括电流检测模块、主控模块、加热模块和设置在所述散热片上用于实时采集所述散热片温度的第一温度传感器； 所述加热模块包括第一控制开关、第二控制开关和设置在所述散热片上的加热单元；所述加热单元一端与市电零线连接;所述加热单元的另一端与第一控制开关、第二控制开关、电流检测模块依次连接； 所述电流检测模块用于检测和判断所述加热模块的工作状态;所述主控模块分别与所述电流检测模块、第一温度传感器、加热模块连接，并根据所述加热模块的工作状态或所述散热片的温度，控制所述第一控制开关、第二控制开关的通断。2.根据权利要求1所述的恒温加热系统，其特征在于，所述主控模块包括主控芯片、转换电路和开关驱动控制电路； 所述转换电路分别与所述主控芯片、第一温度传感器连接；用于将所述第一温度传感器采集的模拟温度信号转换为所述主控芯片能识别的数字温度信号； 所述开关驱动控制电路包括驱动芯片；所述驱动芯片的一端与所述主控芯片连接;所述驱动芯片的输出端分别与所述第一控制开关、第二控制开关连接，用于驱动所述第一控制开关、第一.控制开关的通断。3.根据权利要求1所述的恒温加热系统，其特征在于，所述电流检测模块包括电流互感器和电流检测电路;所述电流互感器与所述电流检测电路通过电气连接;所述电流互感器与所述第二控制开关通过磁路耦合实现连接，且所述第二控制开关穿过所述电流互感器与市电的火线连接。4.根据权利要求1所述的恒温加热系统，其特征在于，所述第一控制开关、第二控制开关均为继电器、绝缘栅双极型晶体管或金属-氧化物半导体场效应晶体管中的一种，所述第一控制开关用于控制所述加热单元间歇式加热;所述第二控制开关用于控制所述加热模块与市电之间的通断。5.根据权利要求2所述的恒温加热系统，其特征在于，所述恒温加热系统还包括第二温度传感器;所述第二温度传感器设置在所述箱体内，经所述转换电路与所述主控芯片连接，用于实时采集所述箱体的温度。6.根据权利要求5所述的恒温加热系统，其特征在于，所述第一温度传感器、第二温度传感器为负温度系数温度传感器。7.根据权利要求2所述的恒温加热系统，其特征在于，所述恒温加热系统还包括锁存器和非门；所述锁存器的输入端与所述主控芯片连接;所述非门连接于所述锁存器的输出端与所述驱动芯片的输入端之间。8.根据权利要求3所述的恒温加热系统，其特征在于，所述恒温加热系统还包括恒温器，所述恒温器设置在所述散热片上，并与所述加热单元连接，用于控制与所述加热单元的通断。9.根据权利要求8所述的恒温加热系统，其特征在于，所述恒温加热系统还包括第一保险管和第二保险管，所述第一保险管连接与所述恒温器与市电零线之间；所述第二保险管连接于所述电流互感器与市电火线之间。10.根据权利要求2所述的恒温加热系统，其特征在于，所述恒温加热系统还包括报警单元，所述报警单元与所述主控芯片连接，若所述加热模块发生异常，则所述主控芯片控制所述报警单元报警。
【文档编号】G05D23/30GK205721436SQ201620279027
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月6日
【发明人】许俊红, 耿丙印
【申请人】易勇
【专利摘要】本实用新型涉及一种恒温加热系统，用于恒温控制育婴箱的温度，所述育婴箱包括散热片和箱体。上述恒温加热控制系统中的主控模块根据设置在散热片的第一温度传感器实时采集的温度信号控制第一控制开关对加热单元的间歇式加热，从而实现恒温控制，同时保持散热片的温度在安全范围以内，安全可靠。若电流检测模块通过检测，并判断加热模块处于非工作状态，则主控模块控制第二控制开关的停止工作，切断与加热单元的连接，确保恒温加热控制系统的安全。
【专利说明】
恒温加热系统
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及育婴箱技术领域，特别是涉及恒温加热系统。
【背景技术】
[0002]对于育婴箱这类对安全要求极高的医疗设备，对育婴箱中恒温恒湿控制性能的要求极高的，恒温恒湿控制关乎到体质较弱的新生儿或早产儿的健康，甚至生命安全。实现恒温检测及控制，在系统出现故障的情况下，及时报警并防止对新生儿或早产儿造成危害，保护电路对育婴箱来说也同样至关重要。
[0003]传统育婴箱在加热系统的保护措施不全面或精度不高，易造成散热片温度过高，影响使用安全;或在加热系统在发生故障时，不能及时有效切断回路，有可能造成长时间持续加热、短路，甚至引发火灾，可能会威胁到体质较弱的新生儿或早产儿的健康，甚至生命安全。
【实用新型内容】
[0004]基于此，有必要针对上述问题，提供一种保护措施全面且安全性高的恒温加热系统。
[0005]—种恒温加热系统，用于恒温控制育婴箱的温度，所述育婴箱包括散热片和箱体，恒温加热系统包括电流检测模块、主控模块、加热模块和设置在所述散热片上用于实时采集所述散热片温度的第一温度传感器；
[0006]所述加热模块包括第一控制开关、第二控制开关和设置在所述散热片上的加热单元;所述加热单元一端与市电零线连接;所述加热单元的另一端与第一控制开关、第二控制开关、电流检测模块依次连接；
[0007]所述电流检测模块用于检测和判断所述加热模块的工作状态;所述主控模块分别与所述电流检测模块、第一温度传感器、加热模块连接，并根据所述加热模块的工作状态或所述散热片的温度，控制所述第一控制开关、第二控制开关的通断。
[0008]在其中一个实施例中，所述主控模块包括主控芯片、转换电路和开关驱动控制电路；
[0009]所述转换电路分别与所述主控芯片、第一温度传感器连接；用于将所述第一温度传感器采集的模拟温度信号转换为所述主控芯片能识别的数字温度信号；
[0010]所述开关驱动控制电路包括驱动芯片；所述驱动芯片的一端与所述主控芯片连接;所述驱动芯片的输出端分别与所述第一控制开关、第二控制开关连接，用于驱动所述第一控制开关、第二控制开关的通断。
[0011]在其中一个实施例中，所述电流检测模块包括电流互感器和电流检测电路;所述电流互感器与所述电流检测电路通过电气连接;所述电流互感器与所述第二控制开关通过磁路耦合实现连接，且所述第二控制开关穿过所述电流互感器与市电的火线连接。
[0012]在其中一个实施例中，所述第一控制开关、第二控制开关均为继电器、绝缘栅双极型晶体管或金属-氧化物半导体场效应晶体管中的一种，所述第一控制开关用于控制所述加热单元间歇式加热;所述第二控制开关用于控制所述加热模块与市电之间的通断。
[0013]在其中一个实施例中，所述恒温加热系统还包括第二温度传感器;所述第二温度传感器设置在所述箱体内，经所述转换电路与所述主控芯片连接，用于实时采集所述箱体的温度。
[0014]在其中一个实施例中，所述第一温度传感器、第二温度传感器为负温度系数温度传感器。
[0015]在其中一个实施例中，所述恒温加热系统还包括锁存器和非门；所述锁存器的输入端与所述主控芯片连接;所述非门连接于所述锁存器的输出端与所述驱动芯片的输入端之间。
[0016]在其中一个实施例中，所述恒温加热系统还包括恒温器，所述恒温器设置在所述散热片上，并与所述加热单元连接，用于控制与所述加热单元的通断。
[0017]在其中一个实施例中，所述恒温加热系统还包括第一保险管和第二保险管，所述第一保险管连接与所述恒温器与市电零线之间;所述第二保险管连接于所述电流互感器与市电火线之间。
[0018]在其中一个实施例中，所述恒温加热系统还包括报警单元，所述报警单元与所述主控芯片连接，若所述加热模块发生异常，则所述主控芯片控制所述报警单元报警。
[0019]上述恒温加热控制系统中的主控模块根据设置在散热片的第一温度传感器实时采集的温度信号控制第一控制开关对加热单元的间歇式加热，从而实现恒温控制，同时保持散热片的温度在安全范围以内，确保安全可靠。若电流检测模块通过检测，并判断加热模块处于非工作状态，则主控模块控制第二控制开关的停止工作，切断与加热单元的连接，确保恒温加热控制系统的安全。
【附图说明】
[0020]图1为恒温加热系统的框架示意图；
[0021]图2为一实施例恒温加热系统的局部电路图。
【具体实施方式】
[0022]为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
[0023]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0024]如图1所示的为一实施例恒温加热系统的框架示意图，该恒温加热系统由市电供电，主要用于恒温控制育婴箱的温度，其中，育婴箱包括散热片和箱体。当然，恒温加热控制系统还可以应用在婴儿保暖台等类似需要恒温加热控制的医疗设备或装置上。
[0025]恒温加热系统10包括加热模块100、主控模块200、电流检测模块300和设置在散热片上用于实时采集散热片温度的第一温度传感器410。恒温加热系统10还包括第二温度传感器420;第二温度传感器420设置在箱体内，用于实时采集箱体内的温度。在本实施中，第一温度传感器410、第二温度传感器420为负温度系数电阻传感型温度传感器，其中，第二温度传感器420的灵敏度和精度更高。在其他实施例中，第一温度传感器410、第二温度传感器420还可以为热电偶传感的温度传感器。第一温度传感器410、第二温度传感器420的精度和灵敏度要求不高的场合可以根据需要灵活调换。
[0026]加热模块100包括第一控制开关110、第二控制开关120和设置在散热片上的加热单元130;加热单元130—端与市电零线连接;加热单元130的另一端、第一控制开关110、第二控制开关120和电流检测模块300依次连接。
[0027]在本实施例中，加热单元130为加热棒，加热棒设置在散热片的底面，用于给育婴箱加热，同时设置在散热片上的第一温度传感器410可以实时采集散热片上的温度。在其他实施例中，加热单元130为电热丝或其他可以用于当热源的其他器件。
[0028]主控模块200包括主控芯片210、转换电路220和开关驱动控制电路230。
[0029]转换电路220的输出端与主控芯片210连接，转换电路220的输入端分别与第一温度传感器410、第二温度传感器420连接。转换电路220将第一温度传感器410采集的散热片上的第一温度信号和第二温度传感器420采集的箱体内的第二温度信号通过模数转换，并将转换后的信号传输给主控芯片210。同时在主控芯片210上还存储有散热片的预期保护温度值tl和箱体的恒定温度值t2。主控芯片210通过检测并比较判断预期保护温度值tl与第一温度传感器410实时采集的散热片的实时温度值tl的大小，比较判断箱体的恒定温度值t2与第二温度传感器420实时采集的箱体的实时温度值t2’的大小。主控芯片210根据判断的结果来驱动控制开关驱动控制电路230、以控制第一控制开关110、第二控制开关120的通断，从而使散热片的温度小于预期保护温度值tl，同时使箱体的实时温度值与恒定温度值t2’相等，从而保证了育婴箱处于的恒温状态，不会因为散热片温度过高而影响新生儿的健康，安全可靠。
[0030]电流检测模块300包括电流互感器310和电流检测电路320。电流互感器310与电流检测电路320通过电气连接。在本实施例中，电流互感器310上设有一个穿线孔，第二控制开关120由导电线穿过电流传感器的穿线孔与市电连接，且电流传感器310与导线相互绝缘。
[OO31 ] 电流互感器310 (Current transformer，CT)的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行测量加热模块100的电流值。电流互感器310通过电流检测电路320与主控芯片210连接，电流检测电路320检测和判断加热模块100的状态，加热模块100的状态包括开路状态、工作状态和过流状态，并将判断的结果反馈给主控芯片210，其主控芯片210根据电流检测模块300检测的结果来驱动控制开关驱动控制电路230控制第一控制开关110、第二控制开关120的通断。当加热模块100发生故障时，主控芯片210能及时有效的控制第一控制开关110、第二控制开关120的通断，切断加热模块100的回路，确保了恒温加热系统的安全可靠，避免造成加热模块100长时间持续加热引发短路甚至火宅，从而保证了体质较弱的新生儿或早产儿的健康。
[0032]第一控制开关110可以为继电器、绝缘栅双极型晶体管或金属-氧化物半导体场效应晶体管中的一种。在本实施例中，第一控制开关110采用动作噪音较低的固态继电器，其性能稳定、可靠性高、工作频率大致在0.5?5Hz左右。固态继电器具体工作频率依据对加热温度波动大小的要求来确定，加热温度波动越大，工作频率越高;加热温度波动越小，工作频率越低。第一控制开关110用于控制对加热棒的间歇式加热，从而实现恒温控制。
[0033]第二控制开关120可以为继电器、绝缘栅双极型晶体管或金属-氧化物半导体场效应晶体管中的一种，在本实施例中，第二控制开关120采用功率型封闭式电磁继电器，相对于固态继电器响应稍慢，工作频率较低。若恒温控制系统出现故障异常时，则第二控制开关120断开，其加热模块100中的加热棒停止加热，确保了使用安全。在其他实施例中，第一控制开关110、第二控制开关120还可以使用具有弱电控制强电这一共性的其他开关或器件来替代，其工作频率可以根据具体的环境、场合来设定。
[0034]恒温加热系统还包括恒温器430，恒温器430设置在散热片20上，以确保良好导热，并与加热棒连接。在本实施例中，恒温器430为常闭自恢复型，当温度达到其动作温度时(可根据需要选择合适的动作温度)，触片形变断开回路。若散热片温度超过恒温器的动作温度时，恒温器430触片形变，断开与加热棒的连接，进而防止散热片温度过高导致危害，确保使用安全。
[0035]如图2所示的为恒温加热系统的局部电路图，恒温加热系统还包括锁存器Ul和非门U2;锁存器Ul的输入端与主控芯片210连接，非门U2连接于锁存器Ul的输出端与驱动芯片U3之间。在本实施例中，开关驱动控制电路230包括驱动芯片U3。驱动芯片U3的输入端与非门U2输出端连接，非门U2输入端与锁存芯片Ul的输出端与主控芯片210连接;驱动芯片U3的输出端分别与第一控制开关110、第二控制开关120连接。在本实施例中，锁存器Ul为状态锁存器。
[0036]由于锁存器Ul的使能端由主控芯片210经非门U2反相后控制，其中主控芯片210至锁存器Ul使能端之间增加U2，并且锁存器Ul使能端下拉，这样就可实现“非使能态下，控制信号被锁存，第一控制开关110、第二控制开关120禁能;使能态下，控制信号解除锁存，第一控制开关110、第二控制开关120使能”的控制。由于设置了锁存器Ul和非门U2，即使主控芯片210发生故障，也不会导致对第一控制开关110和第二控制开关120的误操作，使其恒温加热系统更加安全可靠。
[0037]恒温加热系统还包括报警单元440，报警单元440与主控芯片210连接。其报警单位440为蜂鸣器和/或指示灯。若加热模块100发生异常，则主控芯片210控制报警单元报警440。加热模块100发生异常的情况包括加热模块100过流、短路和断路，而且若温度超过恒温器动作温度时，亦会发生报警。
[0038]恒温加热系统还包括第一保险管Fl和第二保险管F2，第一保险管Fl连接与恒温器430与市电零线之间；第二保险管F2通过一段导线穿过电流互感器310与市电火线之间。若加热模块100发生短路时，其第一保险管Fl或第二保险管F2熔断，对恒温加热系统起到短路保护的作用。
[0039]恒温加热系统的工作原理如下:
[0040]恒温加热系统初始化阶段，由第二温度传感器采集箱体内的温度，转换电路将采集的信号传递给主控芯片，由主控芯片判断箱体的实时温度t2’与箱体的恒定温度值t2的大小。若实时温度值t2 ’小于恒定温度值t2，则电流检测模块200检测加热模块的状态，若加热模块处于开路状态，则主控芯片驱动控制第一控制开关、第二控制开关同时闭合，使加热单元开始工作。当加热模块处于工作状态时，则主控芯片驱动第一控制开关以第一工作频率fl开始间歇性的通断，从而使加热单元间歇性的加热。
[0041]加热单元开始加热后，由第一温度传感器开始实时采集散热片的温度值tl’，并由主控芯片判断其散热片的实时温度值tl’与预期保护温度值tl的大小，若散热片的实时温度值tl’大于预期保护温度值tl，则主控芯片向第一控制开关发出响应信号，使第一控制开关停止工作，如此循环工作，保证散热片的实时温度值tl ’小于预期保护温度值tl。
[0042]若预期保护温度值tl大于散热片的实时温度值tl’，则主控芯片控制第一控制开关以第二工作频率f2开始工作，其中第一工作频率fl小于第二工作频率f2，直到箱体的实时温度值t2’与箱体的恒定温度值t2相等。
[0043]若箱体的实时温度值t2’大于箱体的恒定温度值t2，则主控芯片控制第一控制开关停止工作，使其加热单元停止加热，直到箱体的实时温度值t2，与箱体的恒定温度值t2相等。
[0044]若箱体的实时温度值t2，等于箱体的恒定温度值t2时，则由电流检测模块检测加热模块是否处于工作状体，若是，则循环上述动作。若加热模块处于过流状态，则由主控芯片控制第二控制开关停止工作，切断与加热单元的连接，同时报警单元发出报警信号。
[0045]通过该恒温加热系统可以实现检测箱体的温度、散热片温度以及加热模块的状态，进而可以避免散热片温度过高、主控芯片故障时加热单元的持续加热，使其恒温加热系统具有多重保护措施且安全性高。
[0046]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0047]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种恒温加热系统，用于恒温控制育婴箱的温度，所述育婴箱包括散热片和箱体，其特征在于，所述恒温加热系统包括电流检测模块、主控模块、加热模块和设置在所述散热片上用于实时采集所述散热片温度的第一温度传感器； 所述加热模块包括第一控制开关、第二控制开关和设置在所述散热片上的加热单元；所述加热单元一端与市电零线连接;所述加热单元的另一端与第一控制开关、第二控制开关、电流检测模块依次连接； 所述电流检测模块用于检测和判断所述加热模块的工作状态;所述主控模块分别与所述电流检测模块、第一温度传感器、加热模块连接，并根据所述加热模块的工作状态或所述散热片的温度，控制所述第一控制开关、第二控制开关的通断。2.根据权利要求1所述的恒温加热系统，其特征在于，所述主控模块包括主控芯片、转换电路和开关驱动控制电路； 所述转换电路分别与所述主控芯片、第一温度传感器连接；用于将所述第一温度传感器采集的模拟温度信号转换为所述主控芯片能识别的数字温度信号； 所述开关驱动控制电路包括驱动芯片；所述驱动芯片的一端与所述主控芯片连接;所述驱动芯片的输出端分别与所述第一控制开关、第二控制开关连接，用于驱动所述第一控制开关、第一.控制开关的通断。3.根据权利要求1所述的恒温加热系统，其特征在于，所述电流检测模块包括电流互感器和电流检测电路;所述电流互感器与所述电流检测电路通过电气连接;所述电流互感器与所述第二控制开关通过磁路耦合实现连接，且所述第二控制开关穿过所述电流互感器与市电的火线连接。4.根据权利要求1所述的恒温加热系统，其特征在于，所述第一控制开关、第二控制开关均为继电器、绝缘栅双极型晶体管或金属-氧化物半导体场效应晶体管中的一种，所述第一控制开关用于控制所述加热单元间歇式加热;所述第二控制开关用于控制所述加热模块与市电之间的通断。5.根据权利要求2所述的恒温加热系统，其特征在于，所述恒温加热系统还包括第二温度传感器;所述第二温度传感器设置在所述箱体内，经所述转换电路与所述主控芯片连接，用于实时采集所述箱体的温度。6.根据权利要求5所述的恒温加热系统，其特征在于，所述第一温度传感器、第二温度传感器为负温度系数温度传感器。7.根据权利要求2所述的恒温加热系统，其特征在于，所述恒温加热系统还包括锁存器和非门；所述锁存器的输入端与所述主控芯片连接;所述非门连接于所述锁存器的输出端与所述驱动芯片的输入端之间。8.根据权利要求3所述的恒温加热系统，其特征在于，所述恒温加热系统还包括恒温器，所述恒温器设置在所述散热片上，并与所述加热单元连接，用于控制与所述加热单元的通断。9.根据权利要求8所述的恒温加热系统，其特征在于，所述恒温加热系统还包括第一保险管和第二保险管，所述第一保险管连接与所述恒温器与市电零线之间；所述第二保险管连接于所述电流互感器与市电火线之间。10.根据权利要求2所述的恒温加热系统，其特征在于，所述恒温加热系统还包括报警单元，所述报警单元与所述主控芯片连接，若所述加热模块发生异常，则所述主控芯片控制所述报警单元报警。
【文档编号】G05D23/30GK205721436SQ201620279027
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月6日
【发明人】许俊红, 耿丙印
【申请人】易勇
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