专利名称：可用于电热手套及袜子的恒温快热供电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电加热保暖领域，尤其涉及一种电热手套及袜子等的供电装置。
背景技术：
随着便携式电加热产品不断的产品化，商业化，电热手套、电热袜子、电热鞋垫、电热马甲、电热护膝等一系列的同类产品不断出现在我们的身边，其中供电装置是便携电热产品的重要组成部分。以电热手套为例，除了带有碳纤维电热布的手套实体外，必不可少的供电装置对电热手套的功用性、安全性、舒适性有着决定性的影响，现有便携电热产品中的供电装置主要有以下几种1、依靠摩托车电瓶电源供电的方式，此种方式有较大的局限性，缺点a、必须依靠摩托车使用，若步行或乘车则不能加热；b、与摩托车电源采用线路连接的方式，易出现电线缠身问题，有的甚至与把手通过触片连接，这样就使手的活动空间受到很大的局限，易出现离开把手即不能加热的问题。2、为了增加便携性，大多产品会依靠单节锂电池(3. 2V-4. 2V直流电压)供电，工作电流在450mA左右，缺点a、由于电流小，加热速度较缓慢山、一旦手套外部环境到0°C左右，就已经可导致加热效果微弱，使用起来跟没加热差不多，舒适感及实用性变差；C、想要升温快，必须加大工作电流，若采用单电池，只能采用升压的方式，将3. 7V的电压升至6V/9V/12V等，若是一般的小电流电子电路倒没问题，但要求大电流工作的情况下，就会存在升压效率低下的问题，会导致能量大量消耗在升压部分，若要达到800mA的要求，升压部分必然过热，这就对电池使用时间和安全性造成致命影响。3、大多产品对温度不能智能控制，得靠人工进行加热打开和关闭操作，即使少数产品有对发热功率的控制，也需要靠用户皮肤自己感觉温度，再人工进行功率调整，缺点a、增加了用户使用的繁琐性，便利性降低山、若老人小孩使用，极可能出现烫伤乃至于燃烧的可能，安全性堪忧。4、没有对电池温度进行检测的功能，电热产品使用的过程中，可能会处于不同的温度或环境，手套内的发热体也可能不断的弯曲或磨损，极可能出现线路短路，出现大电流导致电池温度急剧上升，进而出现爆炸的可能，缺点存在安全隐患。因此，有必要提供一种新型的、安全防爆炸的、携带便利的、恒温智能控制的、加热速度快的、低温环境仍能保持温度的供电装置，使电加热产品更具有市场竞争力，成为业内急待解决的技术问题。
实用新型内容本实用新型是要解决现有技术的上述问题，提出一种便于携带的、实时监测电池温度防止爆炸的、恒温智能控制的、温升及低温环境保温效果都好的供电装置。为电加热产品提供在安全性、人性化、实用性、高效率等方面的保障。为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案是设计一种可用于手套及袜子的恒温快热供电装置，其包括充电接口，用以连接外部直流电源输入电能；电池模块，连接充电接口用以存储电能；拨动开关，其包括主开关和辅助开关，主开关连接电池模块以控制其输出电流的通断，辅助开关与地之间连接至少两个温控分压电阻，辅助开关被拨动时，选择一选通温控分压电阻；电子开关电路，其输入端连接主开关，其输出端连接外部的加热装置，用以对所述输出电流实施通断控制；对象温度传感器，采集被加热对象的温度，输出对象温度信号；温控模块，接在所述辅助开关与电子开关电路控制端之间，连接对象温度传感器，用选通的温控分压电阻上的电压值做参考信号，比较对象温度信号继而向电子开关电路控制端输出控制信号，以控制电子开关电路的通断。本供电装置还包括采集电池温度发出电池温度信号的电池温度传感器、接在所述电子开关电路控制端与电池温度传感器之间的防爆保护模块，防爆保护模块将电池温度信号与预设参数比较，在电池温度超过预设参数时向电子开关电路控制端发出关断信号。所述充电接口与电子开关电路控制端之间连接一输出闭锁模块，该输出闭锁模块包括串接在充电接口与地之间的第十一电阻和第一电阻、以及第四三极管；其中第四三极管基极接第十一电阻和第一电阻的连接点，发射极接地，集电极接所述电子开关电路控制端。所述充电接口连接一充电指示灯，拨动开关耦合连接一电源指示灯，电子开关电路连接一加热指示灯，防爆保护模块连接一过热报警指示灯。所述电子开关电路至少包括第二三极管、场效应管、连接在场效应管栅极和源极之间的第十电阻，其中第二三极管的集电极为所述电子开关电路控制端，发射极接地，集电极接场效应管栅极，源极接所述主开关，漏极接所述的外部的加热装置。所述对象温度传感器为第一热敏电阻，所述温控模块至少包括第一运算放大器，其中第一运算放大器电源端与同相输入端之间连接第五电阻，电源端与反相输入端之间连接第六电阻，电源端与输出端之间连接第四电阻，同相输入端连接所述第一热敏电阻，反相输入端接所述辅助开关，输出端耦合接所述电子开关电路控制端以控制电子开关电路的通断。所述电池温度传感器为第二热敏电阻，所述防爆保护模块至少包括第二运算放大器、第一三极管，其中第二运算放大器同相输入端与地之间连接第十九电阻，同相输入端与电源端之间连接第十七电阻，电源端与反相输入端之间连接第十六电阻，输出端与第一三极管基极之间连接第二十二电阻，反相输入端接所述第二热敏电阻，第一三极管发射极接地，集电极接所述电子开关电路控制端用以向其发出所述关断信号。与现有技术相比，本实用新型具有高效电池，适用于便携式手套或袜子等电热装置。通过电池温度检测达到防爆炸目的；电池串联提升工作电流达到快温升，高稳定目的；手套或袜子等内置温度传感器，实现未达设定温度开启加热，达到温度关闭加热的智能控制，无需用户手工选择功率，只需从两个温度挡选择想要的温度即可，且拥有加热提示灯、充电提示灯、电源指示灯、电池温度报警灯，大大提升了智能化及舒适性。
以下结合附图和实施例对本实用新型作出详细的说明，其中
图1为本实用新型较佳实施例中电池模块的电路图；图2为本实用新型较佳实施例中芯片电源电路图；图3为本实用新型较佳实施例中电子开关电路；图4为本实用新型较佳实施例中拨动开关、温控模块、防爆保护模块、输出闭锁模块的电路图；图5为本实用新型较佳实施例外壳示意图；图6为本实用新型较佳实施例加热装置示意图；图7为本实用新型较佳实施例原理框图。
具体实施方式
本实用新型揭示了一种可用于电热手套及袜子的恒温快热供电装置，参看图7，其包括充电接口，用以连接外部直流电源输入电能；电池模块，连接充电接口用以存储电能；拨动开关，其包括主开关和辅助开关，主开关连接电池模块以控制其输出电流的通断，辅助开关与地之间连接至少两个温控分压电阻，辅助开关被拨动时，选择一选通温控分压电阻；电子开关电路，其输入端连接主开关，其输出端连接外部的加热装置，用以对所述输出电流实施通断控制；对象温度传感器，采集被加热对象的温度，输出对象温度信号；温控模块，接在所述辅助开关与电子开关电路控制端之间，连接对象温度传感器，用选通的温控分压电阻上的电压值做参考信号，比较对象温度信号继而向电子开关电路控制端输出控制信号，以控制电子开关电路的通断。本实用新型上述的电子控制部分安装在一个外壳内，外壳如图5所示，外壳21上设有充电接口 301，拨动开关302，输出插座324，安装在手套或袜子中的加热装置通过插头02与输出插座连接。拨动开关302与充电接口 301上方为操作空间(露于电热手套袜子的外部内部均可，便于操作)；在使用时，只需将输出插座324与手套上对应的插头02对接即可，简单方便。图6示出了加热装置示意图，插头02带三条漆包线03，包括了加热供电与温度检测的连接线，分别连在发热体04和对象温度传感器05上。供电装置可使用内藏方式固定在手套及袜子内，使之更加隐蔽，不影响产品外观。在较佳实施例中，本供电装置还包括采集电池温度发出电池温度信号的电池温度传感器、接在所述电子开关电路控制端与电池温度传感器之间的防爆保护模块，防爆保护模块将电池温度信号与预设参数比较，在电池温度超过预设参数时向电子开关电路控制端发出关断信号。为防止充电过程中用户误开加热功能或忘记关闭电源拨动开关，出现装置边充电边加热的不安全现象，本装置在充电过程中将自动断开加热功能以保护电池及系统。在较佳实施例中，所述充电接口与电子开关电路控制端之间连接一输出闭锁模块。图4示出了输出闭锁模块的电路图，该输出闭锁模块包括串接在充电接口 J2与地之间的第十一电阻Rll和第一电阻R1、以及第四三极管Q4 ;其中第四三极管基极接第十一电阻和第一电阻的连接点，发射极接地，集电极接所述电子开关电路控制端TEMPUP-EN。充电接口充电时，Q4基极有高电位，Q4导通，TEMPUP-EN电位下降，电子开关截止，加热装置失电停止加热。为提供完善的指示功能，本装置装设了各种指示灯。参看图4以及图7，充电接口J2连接一充电指示灯307，充电指示灯由第十八电阻R18和第四发光二极管D4 (红色)组成；拨动开关J5耦合连接一电源指示灯303，电源指示灯由第九电阻R9和第二发光二极管D2组成(绿色)；电子开关电路连接一加热指示灯310，加热指示灯由第十二电阻R12和第三发光二极管D3组成(黄色)；防爆保护模块连接一过热报警指示灯306，过热报警指示灯由第二十一电阻R21和第五发光二极管D5组成(蓝色)。参看图5，充电指示灯307、电源指示灯303、加热指示灯310、过热报警指示灯306参看图3示出的较佳实施例，电子开关电路至少包括第二三极管Q2、场效应管Q3、连接在场效应管栅极G和源极S之间的第十电阻R10，其中第二三极管的集电极为所述电子开关电路控制端TEMPUP-EN，发射极接地，集电极接场效应管栅极，源极接所述主开关(图3中J5的第7和第8管脚)，漏极接所述的外部的加热装置。TEMPUP-EN电位低，场效应管Q3截止，加热装置失电停止加热。TEMPUP-EN电位高，场效应管Q3导通，加热装置得电开始加热。图中D6，D7 (型号1N4007)是两个整流二极管，用做二极管降压用，可达到0.9V左右的降压，可降低输出电流到理想的800mA左右。使用两个并联的目的:一是两个进行分流，减少此处的发热，二是可增加了散热面积。参看图4示出的较佳实施例，对象温度传感器为第一热敏电阻(第一热敏电阻装在手套和袜子中，通过插头Jl与控制电路连接)，所述温控模块至少包括第一运算放大器U6，其中第一运算放大器电源端Vcc与同相输入端INA+之间连接第五电阻R5，电源端与反相输入端INA-之间连接第六电阻R6，电源端与输出端OUTA之间连接第四电阻R4，同相输入端连接所述第一热敏电阻，反相输入端接所述辅助开关(J5的第2管脚。拨动开关向右移动时，辅助开关管脚2接通管脚3，反相输入端连接第七电阻R7，温控模块按低温模式实施控制；拨动开关继续向右移动时，辅助开关管脚2接通管脚4，反相输入端连接第八电阻R8，温控模块按高温模式实施控制)，输出端耦合接所述电子开关电路控制端以控制电子开关电路的通断。温控模块实质为电压比较器，利用第一热敏电阻的阻抗随温度变化特性，分别与高低温挡的不同固定阻值(R7电阻值76k，R8电阻值41k)，在与100K电阻分压条件下进行电压比较，从而输出高低控制电压。高控制电压时电子开关导通，加热装置得电开始加热；低控制电压时电子开关截止，加热装置失电停止加热。参看图4示出的较佳实施例，电池温度传感器为第二热敏电阻(图标308)，所述防爆保护模块至少包括第二运算放大器U6 (第一运算放大器和第二运算放大器采用一块芯片，型号LM393)、第一三极管Q1，其中第二运算放大器同相输入端INB+与地之间连接第十九电阻R19，同相输入端与电源端Vcc之间连接第十七电阻R17，电源端与反相输入端INB-之间连接第十六电阻R16，输出端OUTB与第一三极管基极之间连接第二十二电阻R22，反相输入端接所述第二热敏电阻，第一三极管发射极接地，集电极接所述电子开关电路控制端用以向其发出所述关断信号。防爆保护模块实质为电压比较器，利用第二热敏电阻的阻抗随电池温度变化特性，与R17和R19的分压值做比较，输出端OUTB输出控制电压，经Ql反相后控制TEMPUP-EN的电位。电池过热，TEMPUP-EN电位下降，电子开关截止，加热装置失电停止加热。需要指出，电池的供电电压为直流6.4V-8.4V伏，而芯片U6 (LM393)需要的电压为直流3.3伏，电池不能直接对U6供电，两者之间串接一变电电路。参看图2示出的芯片电源电路图，U3为变电芯片，其管脚2通过VBAT-2连接主开关以连接电池，其管脚3通过LM393-3V3连接芯片U6电源端Vcc。为提高电池的供电电压和电能容量，本实用新型较佳实施例中电池采用两块电池(电芯)串联，图1示出了电池模块电路图，其中Ul名称为DS_HY2120，是一款电芯串联的保护1C，主要作用是对电芯的满电的和过放电的识别和控制，S卩:电芯充满电后可通过2脚断开充电回路，防止电芯充出问题；电芯放电到3V就通过I脚断开供电回路，保护电芯过放电。还有短路保护功能，若出现正负极短路造成大电流，同样可切断供电回路。U2为连接两节串联电芯的电极，I脚连接电芯I的正极，2脚连接电芯I的负极，同时连接电芯2的正极，3脚连接电芯2的负极，就将两节电芯串联起来了。U7是与DS_HY2120配合使用的MOS管，Ul要充电满后和过放电时切断回路，就依靠U7来实现，U7内含两个MOS管，4脚与5脚分别是控制输入脚。 下面以电热手套为例，对本实用新型加以说明。1、将输出插座324与手套的插座02对接，即已完成电源与手套的电性能连接；2、将拨动开关302 (即电源开关本开关为3挡，挡位I为电源切断挡位，挡位2与3为系统上电挡，同时这两个挡位兼任系统设定的两个温度挡，挡位2为低温挡，系统设定为35°C，挡位3为高温挡，系统设定为45°C)向右拨动一次，即拨到2档低温档上，系统上电工作，此时绿色电源指示灯303亮起，表示系统电量充足且已通电，同时手套内温度实时监测功能也会开启，若手套内温度低于低温档的设定温度35 °C,系统会开启加热输出，黄色加热指示灯310亮起，表示系统正以800mA大电流给手套快速供热(此电流能达到温升快的效果，又不会让皮肤感觉发烫，为最适合的电流)，在此过程中，系统会不断监测手套内温度，当温度达到低温档温度35°C时，则自动切断加热输出，同时加热指示灯310也熄灭。若手套内温度开始流失，温度不足35°C，则会再次启动加热，如此往复，便能使手套内温度一直维持在低温档设定温度，达到恒温效果。3、同理，将电源开关302置于挡位3即高温挡，便能将手套内温度保持在45°C左右，由于手套本身的热流失特性，整体能耗必然会增加，所以，高温挡主要适用于外界环境温度在o°c左右的低温条件下，对发热要求较高也增加了能耗，电池的使用时间变短；而低温挡主要适用于外界环境温度在10°c左右的非低温条件下，保温的同时降低能耗，延长了电池的使用时间。4，在使用的过程中，若发现蓝色过热报警灯306亮，则表示系统在提示电池温度超过的安全范围，可能有异常大电流或者短路情况发生，此时系统会自动关闭加热输出，防止电池过热出现爆炸的可能，用户也可以将拨动开关拨回挡位1，即手动关闭系统供电。5，在打开电源选择低高温挡的时候，若绿色电源指示灯303未亮，或者在使用过程中发现电源指示灯303熄灭，则表示电池电量用尽，需要进行充电方可使用。使用配套充电器可对本装置充电，将充电器插到家用插座，充电插头插入装置的充电连接器301，红色充电指示灯307亮起，则表示已开始充电。为防止充电过程中用户误开加热功能或忘记关闭电源拨动开关，系统内的闭锁模块在充电过程中将自动断开加热功能以保护电池及系统。当电池充满电时，用户可拔除充电器。需要指出，本实用新型具有高效电池，特别适合便携式电热手套和袜子。但也可应用于固定式电热手套和袜子，以及其他电热产品。以上实施例仅为举例说明，非起限制作用。任何未脱离本申请精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本申请的权利要求范围之中。
权利要求1.一种可用于电热手套及袜子的恒温快热供电装置，其特征在于，包括: 充电接口，用以连接外部直流电源输入电能； 电池模块，连接充电接口用以存储电能； 拨动开关，其包括主开关和辅助开关，主开关连接电池模块以控制其输出电流的通断，辅助开关与地之间连接至少两个温控分压电阻，辅助开关被拨动时，选择一选通温控分压电阻； 电子开关电路，其输入端连接主开关，其输出端连接外部的加热装置，用以对所述输出电流实施通断控制； 对象温度传感器，采集被加热对象的温度，输出对象温度信号； 温控模块，接在所述辅助开关与电子开关电路控制端之间，连接对象温度传感器，用选通的温控分压电阻上的电压值做参考信号，比较对象温度信号继而向电子开关电路控制端输出控制信号，以控制电子开关电路的通断。
2.如权利要求1所述的可用于电热手套及袜子的恒温快热供电装置，其特征在于:还包括采集电池温度发出电池温度信号的电池温度传感器、接在所述电子开关电路控制端与电池温度传感器之间的防爆保护模块，防爆保护模块将电池温度信号与预设参数比较，在电池温度超过预设参数时向电子开关电路控制端发出关断信号。
3.如权利要求1所述的可用于电热手套及袜子的恒温快热供电装置，其特征在于:所述充电接口与电子开关电路控制端之间连接一输出闭锁模块，该输出闭锁模块包括串接在充电接口与地之间的第十一电阻和第一电阻、以及第四三极管；其中第四三极管基极接第十一电阻和第一电阻的连接点，发射极接地，集电极接所述电子开关电路控制端。
4.如权利要求2所 述的可用于电热手套及袜子的恒温快热供电装置，其特征在于:所述充电接口连接一充电指示灯，拨动开关耦合连接一电源指示灯，电子开关电路连接一加热指示灯，防爆保护模块连接一过热报警指示灯。
5.如权利要求1所述的可用于电热手套及袜子的恒温快热供电装置，其特征在于:所述电子开关电路至少包括第二三极管、场效应管、连接在场效应管栅极和源极之间的第十电阻，其中第二三极管的集电极为所述电子开关电路控制端，发射极接地，集电极接场效应管栅极，源极接所述主开关，漏极接所述的外部的加热装置。
6.如权利要求1所述的可用于电热手套及袜子的恒温快热供电装置，其特征在于:所述对象温度传感器为第一热敏电阻，所述温控模块至少包括第一运算放大器，其中第一运算放大器电源端与同相输入端之间连接第五电阻，电源端与反相输入端之间连接第六电阻，电源端与输出端之间连接第四电阻，同相输入端连接所述第一热敏电阻，反相输入端接所述辅助开关，输出端耦合接所述电子开关电路控制端以控制电子开关电路的通断。
7.如权利要求2所述的可用于电热手套及袜子的恒温快热供电装置，其特征在于:所述电池温度传感器为第二热敏电阻，所述防爆保护模块至少包括第二运算放大器、第一三极管，其中第二运算放大器同相输入端与地之间连接第十九电阻，同相输入端与电源端之间连接第十七电阻，电源端与反相输入端之间连接第十六电阻，输出端与第一三极管基极之间连接第二十二电阻，反相输入端接所述第二热敏电阻，第一三极管发射极接地，集电极接所述电子开关电路控制端用以向其发出所述关断信号。
专利摘要本实用新型公开了一种可用于电热手套及袜子的恒温快热供电装置，其包括电池模块、给电池充电的充电接口、连接电池模块的带主开关和辅助开关的拨动开关、连接主开关的电子开关电路、采集被加热对象温度的对象温度传感器、连接对象温度传感器对电子开关电路进行通断控制的温控模块。与现有技术相比，本实用新型拥有智能恒温控制、大电流快热、电池防爆保护等功能，用户无需手工选择功率，只需从两个温度挡选择想要的温度即可，有加热提示灯、充电提示灯、电源指示灯、电池温度报警灯，大大提升了智能化及舒适性，具有低成本高安全性易携带等优点。
文档编号H02H7/18GK202917999SQ201220478500
公开日2013年5月1日 申请日期2012年9月19日 优先权日2012年9月19日
发明者梁涛 申请人:梁涛