电器设备和用于其的PTC电加热器控制电路的制作方法

本发明涉及电器设备技术领域，特别涉及一种用于电器设备的PTC电加热器控制电路和一种电器设备。

背景技术：

在电器设备中，PTC(Positive Temperature Coefficient，正温度系数)电加热器是常用的一种功能负载，可由输入到电器设备的供电电源如220V交流电源进行供电，主要作用是为电器设备如美容产品提供热能，可以实现水雾加热，蒸汽加热等功能。因为美容产品的体积一般较小，其电路板尺寸也很小，继电器体积很难满足其要求，并且成本偏高，所以美容产品基本采用SCR(Silicon Controlled Rectifier，可控硅整流器)作为驱动PTC电加热器的器件。

目前，采用SCR驱动PTC电加热器的控制电路可包括：可控硅驱动电路、温度保护开关检测电路、过零检测电路和MCU(Single Chip Microcomputer，单片机)控制芯片。该控制电路目前存在的问题主要有：(1)温度保护开关检测电路是由MCU控制芯片进行控制，在实际使用的过程中，MCU控制芯片受到干扰后，会产生误检，导致PTC电加热器错误的打开或者关闭；(2)从MCU控制芯片检测出PTC电加热器的温度达到极限值，直到控制温度保护开关检测电路关闭温度保护开关，这之间会产生一个时间延迟，存在一定的安全隐患；(3)可控硅驱动电路、温度保护开关检测电路和过零检测电路各需要一个MCU控制芯片的MCU的驱动口，占用过多的MCU资源。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于电器设备的PTC电加热器控制电路，能够快速且可靠地实现对PTC电加热器的控制，能够有效地避免安全隐患，并且通过连接较少的控制模块的控制端口，能够减少资源的占用。

本发明的第二个目的在于提出一种电器设备。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种用于电器设备的PTC电加热器控制电路，包括：可控硅驱动电路，所述可控硅驱动电路包括第一通电端、第二通电端和驱动控制端；温度保护开关，所述温度保护开关的一端与输入到电器设备的供电电源的一端相连，所述温度保护开关的另一端与所述可控硅驱动电路的第一通电端相连，且所述温度保护开关的另一端与所述第一通电端之间具有第一节点，其中，所述温度保护开关处于常闭合状态，并在PTC电加热器的加热温度超过预设温度阈值时断开以进行温度保护；过零检测电路，所述过零检测电路包括过零信号输入端和过零信号检测端，所述过零信号输入端与所述第一节点相连，所述过零检测电路用于对所述供电电源的过零信号进行检测；控制模块，所述控制模块分别与所述可控硅驱动电路的驱动控制端和所述过零检测电路的过零信号检测端相连，所述控制模块用于通过所述过零信号检测端检测所述过零检测电路是否检测到所述过零信号，并在所述过零检测电路检测到所述过零信号时，判断所述温度保护开关处于闭合状态，以及在所述电器设备需要开启所述PTC电加热器时，通过所述驱动控制端输出驱动信号以控制所述可控硅驱动电路的第一通电端与第二通电端导通，以使所述供电电源给所述PTC电加热器供电。

根据本发明实施例的用于电器设备的PTC电加热器控制电路，通过过零检测电路对供电电源的过零信号进行检测，在过零检测电路检测到过零信号时，通过控制模块判断常处于闭合状态的温度保护开关处于闭合状态，在PTC电加热器的加热温度超过预设温度阈值时断开温度保护开关以进行温度保护，以及在电器设备需要开启PTC电加热器时，通过控制模块的驱动控制端输出驱动信号以控制可控硅驱动电路的第一通电端与第二通电端导通，以使供电电源给PTC电加热器供电。该电路能够快速且可靠地实现对PTC电加热器的控制，能够有效地避免安全隐患，并通过连接较少的控制模块的控制端口，能够减少资源的占用。

另外，根据本发明上述实施例提出的用于电器设备的PTC电加热器控制电路还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述控制模块还用于在判断所述温度保护开关处于闭合状态后，根据所述电器设备的功能负载的开启需求控制所述功能负载开启。

根据本发明的一个实施例，所述控制模块还用于在所述过零检测电路未检测到所述过零信号时，判断所述温度保护开关处于断开状态，并直接控制所述功能负载关闭。

根据本发明的一个实施例，所述可控硅驱动电路包括驱动信号放大单元和可控硅单元。

根据本发明的一个实施例，所述驱动信号放大单元包括：第一电阻，所述第一电阻的一端作为所述可控硅驱动电路的驱动控制端；第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第一电阻的另一端相连，且所述第一三极管的发射极接地；第二电阻，所述第二电阻并联在所述第一三极管的基极和发射极之间；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第一三极管的集电极相连，所述第三电阻的另一端作为所述驱动信号放大单元的信号放大输出端。

根据本发明的一个实施例，所述可控硅单元包括：第一发光二极管，所述第一发光二极管的阴极与所述驱动信号放大单元的信号放大输出端相连，所述第一发光二极管的阳极连接到第一直流电源；第一可控硅和第二可控硅，其中，所述第一可控硅和所述第一发光二极管构成第一光耦，所述第一可控硅的第一主电极与所述第二可控硅的第三主电极相连，所述第一可控硅的第二主电极与所述第二可控硅的控制极相连，所述第二可控硅的第三主电极和所述第二可控硅的第四主电极分别作为所述第一通电端和所述第二通电端。

根据本发明的一个实施例，所述过零检测电路包括：第一二极管，所述第一二极管的阳极端作为所述过零信号输入端；第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第一二极管的阴极相连；第二光耦，所述第二光耦包括第二发光二极管和第一光敏三极管，其中，所述第二发光二极管的阳极和阴极分别作为所述第二光耦的第一输入端和第二输入端，所述第一光敏三极管的集电极和发射极分别作为所述第二光耦的第一输出端和第二输出端，其中，所述第二光耦的第二输入端与输入到所述电器设备所述供电电源的另一端相连；第五电阻和第二二极管，所述第五电阻和所述第二二极管并联连接在所述第二光耦的第一输入端和第二输入端之间；第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第二光耦的第一输出端相连，所述第六电阻的另一端连接到第一直流电源；第七电阻，所述第七电阻的一端与所述第二光耦的第一输出端相连，所述第七电阻的另一端作为所述过零信号检测端；第一电容，所述第一电容的一端与所述第七电阻的另一端相连，所述第一电容的另一端与所述第二光耦的第二输出端相连，且所述第一电容的另一端接地。

根据本发明的一个实施例，所述电器设备为蒸脸器，所述功能负载包括负离子发生器和/或雾化器。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种电器设备，包括上述的用于电器设备的PTC电加热器控制电路。

根据本发明实施例的电器设备，采用上述的用于电器设备的PTC电加热器控制电路，能够快速且可靠地实现对PTC电加热器的控制，能够有效地避免安全隐患，并且通过连接较少的控制模块的控制端口，能够较少资源的占用。

附图说明

图1是根据本发明实施例的用于电器设备的PTC电加热器控制电路的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的用于电器设备的PTC电加热器控制电路的控制方法的流程图；以及

图3是根据本发明实施例的电器设备的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图来描述本发明实施例的电器设备和用于其的PTC电加热器控制电路。

图1是根据本发明实施例的用于电器设备的PTC电加热器控制电路的结构示意图。

需要说明的是，在本发明实施例中，用于电器设备的PTC电加热器控制电路可应用于美容产品如蒸脸器等具有加热功能的电器设备中。

如图1所示，本发明实施例的用于PTC电加热器控制电路，包括：可控硅驱动电路10、温度保护开关20、过零检测电路30和控制模块40。

其中，可控硅驱动电路10可包括第一通电端ACN、第二通电端ACL和驱动控制端SCR_DRIVE。温度保护开关20的一端与输入到电器设备的供电电源的一端ACN1相连，温度保护开关20的另一端与可控硅驱动电路10的第一通电端ACN相连，且温度保护开关20的另一端与第一通电端ACN之间具有第一节点J1，其中，温度保护开关20处于常闭合状态，并在PTC电加热器的加热温度超过预设温度阈值时断开以进行温度保护。过零检测电路30可包括过零信号输入端和过零信号检测端ZERO_DRIVE，过零信号输入端与第一节点J1相连，过零检测电路30用于对供电电源的过零信号进行检测。控制模块40分别与可控硅驱动电路10的驱动控制端SCR_DRIVE和过零检测电路30的过零信号检测端ZERO_DRIVE相连，控制模块40用于通过过零信号检测端ZERO_DRIVE检测过零检测电路30是否检测到过零信号，并在过零检测电路30检测到过零信号时，判断温度保护开关20处于闭合状态，以及在电器设备需要开启PTC电加热器时，通过可控硅驱动电路10的驱动控制端SCR_DRIVE输出驱动信号以控制可控硅驱动电路10的第一通电端ACN与第二通电端ACL导通，以使供电电源给PTC电加热器供电。

也就是说，在本发明的实施例中，通过PTC电加热器控制电路的控制模块40的两个控制端口，分别与可控硅驱动电路10的驱动控制端SCR_DRIVE和过零检测电路30的过零信号检测端ZERO_DRIVE相连，并将温度保护开关20与可控硅驱动电路10相连，相对来说可以占用较少的控制模块40的控制端口。

在本发明的一个实施例中，通过可控硅驱动电路10的驱动控制端SCR_DRIVE输出驱动信号，可控制第一通电端ACN与第二通电端ACL导通，以使供电电源如220V交流电源给PTC电加热器供电。在PTC电加热器的加热温度未超过预设温度阈值时，温度保护开关20处于常闭合状态，在PTC电加热器的加热温度超过预设温度阈值时，断开温度保护开关20以进行温度保护，其中，温度保护开关20可以为外设的温控开关，预设温度阈值可根据实际情况进行标定，具体这里不做限制。在温度保护开关20处于断开状态时，一方面，可使PTC电加热器的供电电源处于断开状态，从而能够有效地防止PTC电加热器的温度过高对电器设备造成损伤，能够避免安全隐患，另一方面，还使得过零检测电路30的回路处于断开转态，通过过零检测电路30的过零信号检测端ZERO_DRIVE不能够检测到供电电源的过零信号。因此，在过零检测电路30检测到过零信号时，主控模块40可判断温度保护开关20处于闭合状态，在过零检测电路30未检测到过零信号时，主控模块40可判断温度保护开关20处于断开状态。

在本发明的一个实施例中，控制模块40还可用于在判断温度保护开关20处于闭合状态后，根据电器设备的功能负载的开启需求控制功能负载开启，其中，电器设备可为蒸脸器，功能负载可包括负离子发生器和/或雾化器。

具体地，在过零检测电路30的过零信号检测端ZERO_DRIVE检测到过零信号时，控制模块40可判断温度保护开关20处于闭合状态，然后控制模块40可进一步判断是否需要开启PTC电加热器，如果是，则开启PTC电加热器。在温度保护开关20处于闭合状态时，还可通过控制模块40判断是否需要开启功能负载，如果是，则根据电器设备的功能负载的开启需求进行控制功能负载的开启。

在本发明的一个实施例中，控制模块40还可用于在过零检测电路30的过零信号检测端ZERO_DRIVE未检测到过零信号时，判断温度保护开关20处于断开状态，并直接控制功能负载关闭。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，可控硅驱动电路10可包括驱动信号放大单元11和可控硅单元12。

具体地，在本发明的一个实施例中，如图1所示，驱动信号放大单元11可包括：第一电阻R1、第一三极管Q1、第二电阻R2和第三电阻R3。第一电阻R1的一端作为可控硅驱动电路10的驱动控制端SCR_DRIVE；第一三极管Q1的基极与第一电阻R1的另一端相连，且第一三极管Q1的发射极接地GND；第二电阻R2并联在第一三极管Q1的基极和发射极之间；第三电阻R3的一端与第一三极管Q1的集电极相连，第三电阻R3的另一端作为驱动信号放大单元11的信号放大输出端。驱动信号放大单元11可对驱动信号进行放大。

具体地，在本发明的一个实施例中，如图1所示，可控硅单元12可包括：第一发光二极管LED1、第一可控硅SCR1和第二可控硅SCR2。第一发光二极管LED1的阴极与驱动信号放大单元11的信号放大输出端相连，第一发光二极管LED1的阳极连接到第一直流电源VDD；第一可控硅SCR1和第一发光二极管LED1构成第一光耦OC1，第一可控硅SCR1的第一主电极与第二可控硅SCR2的第三主电极相连，第一可控硅SCR1的第二主电极与第二可控硅SCR2的控制极相连，第二可控硅SCR2的第三主电极和第二可控硅SCR2的第四主电极分别作为第一通电端ACN和第二通电端ACL。

具体地，第一发光二极管LED1可在接收到放大后的驱动信号时发出光线，第一可控硅SCR1在接收第一发光二极管LED1发出的光线后就会产生光电流，使得第一可控硅SCR1的第一主电极和第二主电极导通，第二可控硅SCR2的第三主电极和第四主电极也导通，这样使得第二可控硅SCR2的控制极得到触发，第一可控硅SCR1和第二可控硅SCR2均导通，则可控制可控硅驱动电路10的第一通电端ACN与第二通电端ACL导通，使供电电源给PTC电加热器供电。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，过零检测电路30包括：第一二极管D1、第四电阻R4、第二光耦OC2、第五电阻R5、第二二极管D2、第六电阻R6、第七电阻R7和第一电容C1。其中，第一二极管D1的阳极端作为过零信号输入端；第四电阻R4的一端与第一二极管D1的阴极相连；第二光耦OC2包括第二发光二极管LED2和第一光敏三极管VT1，第二发光二极管LED2的阳极和阴极分别作为第二光耦OC2的第一输入端和第二输入端，第一光敏三极管VT1的集电极和发射极分别作为第二光耦OC2的第一输出端和第二输出端，第二光耦OC2的第二输入端与输入到电器设备供电电源的另一端ACL1相连；第五电阻R5和第二二极管D2并联连接在第二光耦OC2的第一输入端和第二输入端之间；第六电阻R6的一端与第二光耦OC2的第一输出端相连，第六电阻R6的另一端连接到第一直流电源VDD；第七电阻R7的一端与第二光耦OC2的第一输出端相连，第七电阻R7的另一端作为过零信号检测端ZERO_DRIVE；第一电容C1的一端与第七电阻R7的另一端相连，第一电容C1的另一端与第二光耦OC2的第二输出端相连，且第一电容C1的另一端接地GND。

具体地，在温度保护开关20处于闭合状态时，电器设备供电电源处于供电状态，第一二极管D1导通，第二发光二极管LED2在接通电器设备供电电源后发出光线，第一光敏三极管VT1在接收到第二发光二极管LED2发出的光线后导通，通过过零检测电路30的过零信号检测端ZERO_DRIVE检测到过零信号，即过零检测电路30的回路处于闭合状态。在PTC电加热器的加热温度超过预设温度阈值时，断开温度保护开关20，使得电器设备供电电源处于断电状态，第二发光二极管LED2在断开电器设备的供电电源后不能够发出光线，第一光敏三极管VT1也就不能够导通，通过过零检测电路30的过零信号检测端ZERO_DRIVE不能够检测到过零信号，即过零检测电路30的回路处于断开状态。

图2是根据本发明一个实施例的用于电器设备的PTC电加热器控制方法的流程图，如图2所示，该方法具体可包括以下步骤：

S101，初始化。

S102，通过MCU控制芯片检测过零检测电路的过零信号检测端是否有过零信号。如果是，执行步骤S103；如果否，执行步骤S104。

S103，通过MCU控制芯片判断是否需要开启PTC电加热器。如果是，执行步骤S105；如果否，执行步骤S106。

S104，关闭功能负载，并返回步骤S102。

S105，开启PTC电加热器。

S106，通过MCU控制芯片判断是否需要开启功能负载。如果是，执行步骤S107；如果否，返回步骤S104。

S107，开启功能负载，并返回步骤S102。

综上所述，根据本发明实施例的用于电器设备的PTC电加热器控制电路，通过过零检测电路对供电电源的过零信号进行检测，在过零检测电路检测到过零信号时，通过控制模块判断常处于闭合状态的温度保护开关处于闭合状态，在PTC电加热器的加热温度超过预设温度阈值时断开温度保护开关以进行温度保护，以及在电器设备需要开启PTC电加热器时，通过控制模块的驱动控制端输出驱动信号以控制可控硅驱动电路的第一通电端与第二通电端导通，以使供电电源给PTC电加热器供电。该电路能够快速且可靠地实现对PTC电加热器的控制，能够有效地避免安全隐患，并且通过连接较少的控制模块的控制端口，能够减少资源的占用。

基于上述实施例，本发明实施例还提出了一种电器设备1000。

图3是根据本发明实施例的电器设备的方框示意图。如图3所示，本发明实施例的电器设备1000包括上述的用于电器设备的PTC电加热器控制电路100。

需要说明的是，本发明实施例的电器设备100中未披露的细节，请参考本发明实施例的用于电器设备的PTC电加热器控制电路100中所披露的细节，具体这里不再详述。

根据本发明实施例的电器设备，采用上述的用于电器设备的PTC电加热器控制电路，能够快速且可靠地实现对PTC电加热器的控制，能够有效地避免安全隐患，并且通过连接较少的控制模块的控制端口，能够减少资源的占用。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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发明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。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。