专利名称：一种微型加热器的制作方法
技术领域：
本发明属于加热器领域，尤其涉及一种微型加热器。
背景技术：
对于加热器而言，欲保持恒温，需要对周围温度进行采集、量化加以控制，模数转换(Analogy-Digital Converter, AD)必不可少，在AD转换中基准电压很重要。 一般的加热器采用220V的市电，经过转换得到加热器所需的电压，该电压值稳定，可作为AD转换的基准电压。但对于睫毛膏加热器、电动保暖装置等微型便携式加热器，若用市电进行直流转换后作为电源，所需的元件较多且比较复杂，不易小型化，不满足微型便携式产品成本、功耗及体积方面的要求，不利于用户的使用与携带。 目前，大多微型加热器使用电池作为直流电源，直流电源的电压会随着使用时间的增加而降低，不能够为AD转换提供基准电压， 一般通过在加热器中增加稳压电路、升压电路或具有升压稳压功能的IC对直流电源进行升压或稳压以保证直流电压的稳定性。如图1所示，利用一具有稳压或升压功能的IC U2与直流电源VDD连接，通过IC U2以保证微控制器Ul供电电压Vout的恒定。但增加稳压电路、升压电路或具有升压稳压功能的IC后，会增加微型加热器的成本、功耗以及体积，而且电源的利用率也会随之降低。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种微型加热器，旨在解决现有微型加热器在保证AD转换时直流电压的稳定性时导致微型加热器的成本、功耗以及体积增加，电源利用率降低的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种微型加热器，包括直流电源，还包括
连接直流电源的加热模块； 与所述直流电源连接，测量所述加热模块的温度变化的测温模块；
提供一定值电压的AD转换辅助模块； 与所述加热模块连接，控制所述加热模块工作的控制模块；以及 具有AD转换功能的微控制器，其第一 AD输入口连接所述测温模块，其第二 AD输
入口连接所述AD转换辅助模块，其输出口连接所述控制模块； 所述微控制器根据对所述第一 AD输入口和第二 AD输入口的输入电压进行AD转换后的读数，以及所述定值电压，获取所述测温模块两端的电压，根据所述测温模块两端的电压控制所述控制模块的通断。 在本发明实施例中，微控制器根据对AD输入口的输入电压进行AD转换后的读数，以及一定值电压，获取反映微型加热器的温度变化的电压，对微型加热器的工作状态进行控制，实现简单，有效降低了微型加热器的成本、功耗和体积，提高了电源利用率。
图1是现有技术提供的变基准电压AD转换的原理示意图；
图2是本发明实施例提供的微型加热器的结构原理图；
图3是本发明实施例提供的微型加热器的电路结构图。
具体实施例方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。 在本发明实施例中，微控制器根据对AD输入口的输入电压进行AD转换后的读数， 以及一定值电压，获取反映微型加热器的温度变化的电压，对微型加热器的工作状态进行 控制，在不明显增加微型加热器的成本、功耗和体积的情况下，实现了具有变基准电压源的 AD转换，提高了微型加热器的电源利用率。 图2示出了本发明实施例提供的微型加热器的结构原理，为了便于描述，仅示出 了与本实施例相关的部分。 加热模块23连接直流电源(图中未示出)，测温模块24的一端连接直流电源，另 一端连接微控制器的第一 AD输入口 ，对加热模块23进行温度测量，将反映加热模块23温 度变化的电压输出至微控制器21的第一AD输入口。 AD转换辅助模块25连接微控制器的第二 AD输入口，提供一定值电压。
控制模块22与加热模块23连接，对加热模块23的工作状态进行控制。
微控制器21的输出口连接控制模块22。 微控制器21根据对第一 AD输入口和第二 AD输入口的输入电压进行AD转换后的 读数，以及AD转换辅助模块25提供的定值电压，获取测温模块24两端的电压，根据该电压 控制控制模块22的通断，进而控制加热模块23的工作状态。 作为本发明的一个实施例，微型加热器的工作状态可通过与微控制器21连接的 指示模块26指示。 图3为本发明实施例提供的微型加热器的电路结构，其中直流电源VDD可以为电 池等直流电源。 AD转换辅助模块25由二极管D1与第一电阻R1串联组成。二极管D1的阳极与微 控制器Ul的第一AD输入口PO. 1连接，并通过第一电阻R1接直流电源VDD，其阴极接地。在 本发明实施例中，二极管D1可以由一个二极管实现，还可以由多个二极管依次串联实现， 当由多个二极管依次串联实现时，其接外电路的两端连接方式与上述一个二极管两端的连 接方式相同，不再赘述。 加热丝等发热元器件作为加热模块23，与直流电源VDD连接。
热敏电阻Rt和第三电阻R3组成测温模块24，热敏电阻Rt的一端接地，另一端与 微控制器Ul的AD输入口 P0. 0连接，第三电阻R3串联于热敏电阻Rt与直流电源VDD之间。
控制模块22由三极管Ql实现，其发射极接地，集电极与加热丝的一端相连，加热 丝的另一端与直流电源VDD连接，三极管Ql的基极与第二电阻R2串联，第二电阻R2的另 一端连接至微控制器Ul的输出口 Pl. 0。
发光二极管D2作为指示模块26，其一端接地，另一端连接至微控制器U1的输出口 PI. 1。 开关S1串联于微控制器U1的VDD 口与电源VDD之间，可以为按钮开关。
微控制器Ul的VSS 口接地。 另外，在本发明实施例中，二极管Dl还可以替换为一稳压二极管，稳压二极管的阴 极与微控制器U1的AD输入口 P0. 1连接，并通过第一电阻RI接直流电源VDD，其阳极接地。
控制模块22还可以由MOS管实现，M0S管的源极接地，其漏极与加热丝的一端连 接，其栅极与第二电阻R2串联，第二电阻R2的另一端连接至微控制器的输出口 Pl.O。
在本发明实施例中，二极管Dl的选取需要根据所需的VF大小及成本大小进行确 定，其中VF约为电源电压VDD的1/3 2/3为最佳。同时，稳压二极管的成本是普通二极 管的IO倍左右，可以综合各方面的因素选取合适的二极管或者稳压二极管。第一电阻Rl 的选取需要根据电源电压VDD和二极管D1的正向导通电压或稳压二极管D1的稳定电压VF 进行确定。 当用户按下开关Sl后，接通电源，微型加热器开始工作，热敏电阻Rt通过自身阻 值的变化来反映加热丝的温度变化，微控制器Ul通过检测热敏电阻Rt两端的电压Vin来 度量热敏电阻Rt的阻值，最终得到加热丝的温度，进而控制三极管Q1的基极电平，控制三 极管Ql的导通或关断，从而控制加热丝是否工作，实现动态控制，保证微型加热器的恒温。
由图3可知，二极管D1的正向导通电压VF(若D1为稳压二极管，则VF为稳压二 极管的稳定电压)为定值(硅二极管约为O. 7V，锗二极管约为0. 3V，其大小与具体的某一 型号的二极管和第一电阻Rl阻值有关)，微控制器Ul通过该定值电压及其AD转换后的读 数，经过逆向计算得到某一时刻直流电源电压VDD的值，然后根据此时刻的VDD可以计算 Vin的大小。 具体而言，设AD转换的精度为n，二极管的正向导通电压VF经微控制器Ul进行 AD转换后的读数为N。，热敏电阻Rt两端的电压Vin经微控制器Ul进行AD转换后的读数 为N^。若要得到Vin的值，则根据公式
VDD/VF = 2n/N0 (1)
VDD/Vin = 2n/N。ut (2) 由公式(1) (2)可得:
^ = ^^xKf 。、 微控制器Ul对接收到的VF和Vin进行AD转换后，得到N。和N。ut，根据公式(3)最 终得到Vin的值，该部分可以通过软件实现，能够代替硬件，可以达到减少成本，降低消耗 的目的。 在本发明实施例中，微控制器根据对AD输入口的输入电压进行AD转换后的读数， 以及一定值电压，获取反映微型加热器的温度变化的电压，对微型加热器的工作状态进行 控制，实现简单，有效降低了微型加热器的成本、功耗和体积，提高了电源利用率。同时，可 以通过指示装置指示微型加热器的工作状态，方便用户使用。 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种微型加热器，包括直流电源，其特征在于，所述微型加热器还包括连接直流电源的加热模块；与所述直流电源连接，测量所述加热模块的温度变化的测温模块；提供一定值电压的AD转换辅助模块；与所述加热模块连接，控制所述加热模块工作的控制模块；以及具有AD转换功能的微控制器，其第一AD输入口连接所述测温模块，其第二AD输入口连接所述AD转换辅助模块，其输出口连接所述控制模块；所述微控制器根据对所述第一AD输入口和第二AD输入口的输入电压进行AD转换后的读数，以及所述定值电压，获取所述测温模块两端的电压，根据所述测温模块两端的电压控制所述控制模块的通断。
2. 如权利要求1所述的微型加热器，其特征在于，所述AD转换辅助模块包括二极管，阳极与所述微控制器的第二 AD输入口连接，阴极接地；以及连接于所述二极管阳极和所述直流电源之间的第一电阻。
3. 如权利要求2所述的微型加热器，其特征在于，所述二极管为一个二极管或由多个依次串联的二极管组成。
4. 如权利要求1所述的微型加热器，其特征在于，所述AD转换辅助模块包括稳压二极管，阴极与所述微控制器的第二 AD输入口连接，阳极接地；以及连接于所述稳压二极管阴极和所述直流电源之间的第一电阻。
5. 如权利要求2所述的微型加热器，其特征在于，所述加热模块为加热丝。
6. 如权利要求1所述的微型加热器，其特征在于，所述测温模块包括热敏电阻，通过阻值的变化对所述加热模块的温度变化进行度量，其一端与所述微控制器的第一 AD输入口连接， 一端接地；以及连接于所述热敏电阻与所述直流电源之间的第三电阻。
7. 如权利要求1所述的微型加热器，其特征在于，所述控制模块为三极管，其发射极接地，集电极与所述加热模块的一端连接，基极与第二电阻串联，所述第二电阻连接至所述微控制器的输出口。
8. 如权利要求1所述的微型加热器，其特征在于，所述控制模块为MOS管，所述MOS管的源极接地，漏极与加热模块的一端连接，栅极与第二电阻串联，所述第二电阻连接至所述微控制器的输出口。
9. 如权利要求1所述的微型加热器，其特征在于，所述微型加热器还包括一与所述微控制器连接的指示模块，指示所述加热模块的工作状态。
10. 如权利要求l所述的微型加热器，其特征在于，所述AD转换辅助模块为所述微控制器提供的定值电压大小为所述直流电源电压的1/3 2/3。
全文摘要
本发明适用于加热器领域，提供了一种微型加热器，包括直流电源，连接直流电源的加热模块，与所述直流电源连接，测量所述加热模块的温度变化的测温模块，提供一定值电压的AD转换辅助模块，与所述加热模块连接，控制所述加热模块工作的控制模块，以及具有AD转换功能的微控制器，其第一AD输入口连接所述测温模块，其第二AD输入口连接所述AD转换辅助模块，其输出口连接所述控制模块。本发明根据对AD输入口的输入电压进行AD转换后的读数，以及一定值电压，获取反映微型加热器的温度变化的电压，对微型加热器的工作状态进行控制，实现简单，有效降低了微型加热器的成本、功耗和体积，提高了电源利用率。
文档编号G05D23/24GK101751052SQ20081024128
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月17日 优先权日2008年12月17日
发明者张小艳, 李翊, 胡少武, 范文华 申请人:比亚迪股份有限公司