具有热控制电路的个人消费产品及其方法与流程

本公开提供了一种具有电驱动能量发射元件的个人消费产品。

背景技术：

具有电驱动加热特征部的产品是普遍的。这样的产品可以在汽车、家庭、以及办公室中找到。许多这样的加热器要求它们快速达到请求或预设目标温度但不会明显超过温度。尤其是对于个人消费产品，通常期望加热装置是安全的。

目前利用各种方法试图实现必要的安全性和性能水平。例如，许多厨房用具、诸如水壶、烹饪板、熨斗、以及咖啡机等使用热熔丝或断路器。由于它们的尺寸相对较大，热熔丝或断路器通常用于足够尺寸的产品中以容纳这些电气部件而不会降低产品的期望形状因子。

提高加热装置安全性的另一种方法是使用控制电路进行温度调节，其中控制电路使用来自温度传感器的输入。然而，在控制电路和/或温度传感器发生故障的情况下，加热元件可能不期望地经历过度加热。提高加热装置安全性的又另一种方法是通过使用具有有时称为“ptc”的正温度特性的自限制加热元件来控制所生成的热量，这些自限制加热元件的电阻随着温度的升高而增加。因此，ptc在某个温度下是自限制的，因为当由恒定电压源(例如,电池)驱动时，温度稳定在某个值，因为所供应的功率(p＝v²/r)随着温度升高而降低直到它与耗散功率平衡为止。例如，该技术可以用于加热后的汽车后视镜、某些整发器、以及其它家用电器。然而，即使基于ptc的装置是自限制的，它们也可能不期望地花费相对长的时间段来达到稳态温度，因为当ptc元件接近稳态温度时向ptc元件提供的功率减慢。

因此，提供一种具有解决这些问题中的一个或多个问题的加热特征部的产品将是有利的。实际上，提供一种在期望的时间段内提供足够的加热水平，同时保持其使用所期望的形状因子的个人消费产品将是有利的。提供一种具有防止过热的电路的个人消费产品也是有利的。

技术实现要素：

在一个实施方案中，本公开通过个人消费产品满足上述需求，该个人消费产品包括电源和与电源选择性电通信的能量发射元件。该个人消费产品进一步包括第一热控制电路，该第一热控制电路包括：第一热传感器，其被定位成感测能量发射元件的温度；以及第一控制单元，其与第一热传感器电通信。第一热控制电路还包括与第一控制单元电通信的第一开关元件，该第一开关元件能够通过第一控制单元在导通状态与非导通状态之间切换以将能量发射元件与电源电隔离。当能量发射元件的第一感测温度超过第一热阈值时，第一控制单元将第一开关元件切换到非导通状态。该个人消费产品还包括第二热控制电路，该第二热控制电路包括：第二热传感器，其被定位成感测能量发射元件的温度；以及第二控制单元，其与第二热传感器电通信。第二热控制电路还包括与第二热传感器电通信的第二开关元件，该第二开关元件能够通过第二控制单元在导通状态与非导通状态之间切换以将能量发射元件与电源电隔离。当能量发射元件的第二感测温度超过第二热阈值时，第二控制单元将第二开关元件切换到非导通状态。

在另一个实施方案中，一种用于控制个人消费产品的能量发射元件的温度的方法包括从电源向能量发射元件供电，其中第一热传感器位于能量发射元件附近以感测能量发射元件的温度并且生成第一热传感器输出，而第二热传感器位于能量发射元件附近以感测能量发射元件的温度并且生成第二热传感器输出。该方法还包括在第一控制单元处接收第一热传感器输出，其中第一热传感器输出对应于由第一热传感器感测的能量发射元件的温度。该方法还包括当由第一热传感器感测的能量发射元件的温度超过第一热阈值时，将能量发射元件与电源电隔离。该方法还包括在第二控制单元处接收第二热传感器输出，其中第二热传感器输出对应于由第二热传感器感测的能量发射元件的温度。该方法还包括当由第二热传感器感测的能量发射元件的温度超过第二热阈值时，将能量发射元件与电源电隔离。

在又另一个实施方案中，个人消费产品包括电源、用户输入装置、以及与电源选择性电通信的能量发射元件。该个人消费产品包括第一热控制电路，该第一热控制电路包括：第一热传感器，其被定位成感测能量发射元件的温度；以及第一控制单元，其与第一热传感器和用户输入装置电通信，其中用户输入装置向第一控制单元提供用户控制信号。第一热控制电路还包括与第一控制单元电通信的第一开关元件，该第一开关元件能够通过第一控制单元在导通状态与非导通状态之间切换以将能量发射元件与电源电隔离。当能量发射元件的第一感测温度超过可调第一热阈值时，第一控制单元将第一开关元件切换到非导通状态，其中该可调第一热阈值是基于用户控制信号。该个人消费产品还包括第二热控制电路，该第二热控制电路包括：第二热传感器，其被定位成感测能量发射元件的温度；以及第二控制单元，其与第二热传感器电通信。第二热控制电路还包括与第二热传感器电通信的第二开关元件，该第二开关元件能够通过第二控制单元在导通状态与非导通状态之间切换以将能量发射元件与电源电隔离。当能量发射元件的第二感测温度超过第二热阈值时，第二控制单元将第二开关元件切换到非导通状态。

附图说明

通过参考以下结合附图所作的对本公开的非限制性实施方案的描述，本公开的上述和其它特征和优点以及获得它们的方式将变得更加显而易见，并且本公开自身将更好地被理解，其中：

图1描绘了具有加热元件的示例性个人消费产品；

图2描绘了图1中所示的加热元件的分解视图；

图3是描绘具有与电源选择性电通信的能量发射元件的示例性个人消费产品的框图；

图4是描绘具有与电源选择性电通信的能量发射元件的个人消费产品的另一个示例的框图；

图5是描绘具有与电源选择性电通信的能量发射元件的个人消费产品的另一个示例的框图；

图6是描绘具有与电源选择性电通信的能量发射元件的个人消费产品的又另一个示例的框图；

图7是描绘个人消费产品的示例的操作的流程图；

图8是用于个人消费产品的示例的电路示意图；

图9是用于个人消费产品的另一个示例的电路示意图；以及

图10是用于个人消费产品的又另一个示例的电路示意图。

除非另有定义，否则本文所使用的所有技术和科学术语均具有与本发明所属领域的一般技术人员所通常理解的含义相同的含义。虽然在本发明的实施或测试中可使用类似于或等同于本文所述的那些的方法和材料，但下文描述了合适的方法和材料。本文提及的所有出版物、专利申请、专利和其它参考文献均全文以引用方式并入。如发生矛盾，以本说明书及其所包括的定义为准。此外，材料、方法以及示例仅为说明性的而不旨在进行限制。

通过以下具体实施方式和权利要求，本发明的其它特征和优点将显而易见。

具体实施方式

本公开提供了具有由一个或多个热控制电路控制的能量发射元件的个人消费产品。现在将描述本公开的各种非限制性实施方案以提供对个人消费产品的功能、设计以及操作的原理的全面理解。这些非限制性实施方案的一个或多个示例示出于附图中。本领域的普通技术人员将会理解，本文所描述的以及附图所示出的方法为非限制性示例实施方案，并且本公开的各种非限制性实施方案的范围完全由权利要求书限定。结合一个非限制性实施方案所说明或所述的特征可以与其它非限制性实施方案的特征相组合。此类修改和变型旨在被包括在本公开的范围内。

现在参考图1，描绘了根据本公开的一个非限制性实施方案的具有加热元件的示例性个人消费产品100。虽然个人消费产品100被描绘为湿式剃须刀，但是这种描绘仅用于说明目的。个人消费产品的其它示例可以包括但不限于脱毛器或其它理发和/或脱毛家用装置、牙刷、激光脱毛装置等。此外，虽然描绘了加热元件110，但是在其它实施方案中，个人消费产品可以附加地或另选地包括其它类型的能量发射元件。示例性能量发射元件可以包括发光二极管(led)、激光器、振动或振荡部件等。

在某些实施方案中，个人消费产品100可以包括被安装到柄部102的剃须刀刀片架104。剃须刀刀片架104可以被固定地或可枢转地安装到柄部102，这取决于总体期望成本和性能。剃须刀刀片架104可以永久地附接或可拆卸地安装到柄部102。剃须刀刀片架104可以具有壳体108，该壳体上安装有一个或多个刀片106。柄部102可以保持向加热元件110供电的电源(未示出)。根据本公开的许多个人消费产品可以是电池驱动的，其中一些个人消费产品使用可再充电电池，该可再充电电池可以在个人消费产品不使用时进行再充电。

加热元件110可以包括金属，诸如铝或钢。在某些实施方案中，加热元件110可以是金属皮层板和承载导电轨的陶瓷棒的复合物，其中传感器和连接端子是控制电路的一部分，以便将加热元件110经由柔性导电带112电连接到一个或多个热控制电路(即，初级电路和冗余电路)。如下面更详细描述的，一个或多个热控制电路可以基于对某些事件诸如过温事件的检测来调节通过加热元件110的电流。将电源的电能变换为加热元件110的热能可以通过印刷在陶瓷基板表面上的电阻层、诸如使用厚膜技术来完成。加热元件110可以包括皮肤接触表面118，该皮肤接触表面在剃刮行程期间向消费者的皮肤递送热用于改进剃刮体验。加热元件110可以安装到剃须刀刀片架104或安装到柄部102的一部分。对于另选地或附加地利用不同类型的能量发射元件的实施方案，可以使用其它技术将电源的电能变换为热能，其中这种热能是例如光生副产物或机械振动副产物。在任何情况下，本文描述的热控制电路可以冗余地检测过度加热事件并且响应地将能量发射元件与电源隔离以允许能量发射元件冷却。

参考图2，示出了图1中描绘的加热元件110的一个可能实施方案的分解视图。加热元件110可以具有与皮肤接触表面118相对的底表面134(图1)。周边壁136可以限定底表面134。一个或多个支腿138可以从周边壁136、横向于底表面134以及远离该底表面延伸。例如，图2说明了从周边壁136延伸的四个支腿138。支腿138可以促进在组装程序期间定位和固定加热元件110。绝缘构件140可以定位在周边壁136内。在某些实施方案中，绝缘构件140可以包括陶瓷或具有高热导率和极好电绝缘体属性的其它材料。绝缘构件140可以具有面向加热元件的底表面134的第一表面(未示出)和与第一表面相对的第二表面144。周边壁136可以帮助容纳和定位绝缘构件140。在某些实施方案中，绝缘构件140可以通过本领域技术人员通常已知的各种粘结技术而被固定到底表面134。应当理解，周边壁136可以为连续的或分段的(例如，多个支腿或穹形齿)。

绝缘构件140的第二表面144可以包括围绕绝缘构件140的周边延伸的导热轨146。第一电路轨148也可以大体上沿第二表面144的周边延伸。在某些实施方案中，第一电路轨148可以定位在由加热轨146限定的边界内部。第一电路轨148可以与加热轨146间隔开。第一电路轨148可以包括位于绝缘构件140的第二表面144的相对侧向端部上(例如，在左侧和右侧上)的一对热传感器150和152。在某些实施方案中，热传感器150和152可以为ntc型热传感器(负温度系数)。第一电路轨148以及热传感器150和152可以是第一热控制电路的部件，用于检测第一电路轨148的过度加热事件。

绝缘构件140的第二表面144还可以包括第二电路轨158，其可以与加热轨146和第一电路轨148间隔开。第二电路轨158可以包括位于绝缘构件140的第二表面144的相对侧向端部上(例如，在左侧和右侧上)的一对热传感器160和162。在某些实施方案中，热传感器160和162可以为ntc型热传感器。第二电路轨158以及热传感器160和162可以是第二热控制电路的部件，用于冗余地检测过度加热事件。热传感器150和152可以独立地将与加热元件110的温度有关的信号输出到第一控制单元，而热传感器160和162可以独立地将与加热元件110的温度有关的信号输出到第二控制单元。输出信号可以是热传感器的电阻的形式，该电阻相对于温度而变化。

虽然图2描绘了使用位于加热元件110的相对侧向端部处的四个传感器150、152、160、以及162，但是本公开不限于此。例如，在某些实施方案中，第一电路轨148可以包括单个传感器，并且第二电路轨158可以包括单个传感器，其中每个传感器通常位于绝缘构件140的第二表面144的中心。在这样的布置中，第二电路轨158的传感器可以被认为是第一电路轨148的传感器的冗余。对于一些类型的加热元件，位于加热元件中间的单个传感器不需要在沿加热元件的某些点处诸如在侧向端部处提供温度信息。因此，根据某些实施方式并且由于沿加热元件110的有限的热传导，传感器150、152、160、以及162位于加热元件110的相对的侧向端部处。

图3是描绘具有与电源330选择性电通信的能量发射元件316的示例性个人消费产品300的框图。在某些实施方案中，诸如对于湿式剃须刀，电源可以是电池，其可以在典型剃刮的持续时间内递送高达6瓦特的功率并且容纳足够的能量以允许多次剃刮。电源的一个示例是可再充电电池，诸如标称电压为3.6v并且容量为680mah的锂离子电池。在这样的实施方案中，能量发射元件316的电阻可以是约2.5欧姆。其它类型的个人消费产品可以利用不同类型的电源，而其它类型的能量发射元件可以具有不同的电阻水平。

第一热传感器350被定位成感测能量发射元件316的温度。第一热传感器350与第一控制单元370电通信。对于湿式剃须刀，第一控制单元370可以位于柄部102(图1)内并且经由柔性导电带112(图1)连接到第一热传感器350。第一开关元件372与第一控制单元370电通信。第一热传感器350、第一控制单元370、以及第一开关元件372可以包括第一热控制电路，其用于监测能量发射元件316的感测温度并且检测过热事件。第一开关元件372能够由第一控制单元370在导通状态与非导通状态之间切换(即，从闭合状态切换到断开状态)。当第一开关元件372处于非导通状态时，能量发射元件316与电源330电隔离，使得电流不被递送到能量发射元件316，或者电流供应以其它方式降低。当能量发射元件316的第一感测温度超过第一热阈值时，第一控制单元370将第一开关元件372切换到非导通状态。取决于第一控制单元370和第一开关元件372的操作，可以利用用于降低能量发射元件316的温度的各种控制技术。例如，在一些实施方案中，第一开关元件372利用脉宽调制(pwm)控制方案在导通状态与非导通状态之间的切换。在一些实施方案中，当超过第一热阈值时，第一开关元件372在切换到导通状态之前切换到非导通状态达预定时间段。因此，当检测到过热事件(即，超过第一热阈值)时，递送到能量发射元件316的功率减小以允许能量发射元件316冷却。

可以使用多种技术中的任一种来设定或选择第一热阈值。在某些实施方案中，在制造期间为个人消费产品300预设第一热阈值，使得第一热阈值是不可调整的。在其它实施方案中，用户可以调整第一热阈值。例如，用户可以与用户输入装置390交互以选择多个热阈值之一，或者以其它方式调整第一控制单元370的热阈值。用户输入装置390可以变化，但是在一些实施方案中，用户输入装置390包括交互式元件，诸如按钮、拨号盘、开关、小键盘、滑块等，以允许用户与第一控制单元370交互。在这方面，可以向用户呈现一组预设(即，诸如“低和高”，或者“低、中、以及高”)，或者用户能够在最低温度值与最高温度值之间递增地调整第一热阈值。

第二热传感器360被定位成也感测能量发射元件316的温度。第二热传感器360与第二控制单元380电通信。对于湿式剃须刀，第二控制单元380可以位于柄部102(图1)内并且经由柔性导电带112(图1)连接到第二热传感器360。第二开关元件382与第二控制单元380电通信。第二开关元件382能够由第二控制单元380在导通状态与非导通状态之间切换。第二热传感器360、第二控制单元380、以及第二开关元件382可以包括第二热控制电路，其类似于第一热控制电路用于针对过热事件监测能量发射元件316的感测温度。当第二开关元件382处于非导通状态时，能量发射元件316与电源330电隔离。当能量发射元件316的第二感测温度超过第二热阈值时，第二控制单元380将第二开关元件382切换到非导通状态。取决于第二控制单元380和第二开关元件382的操作，可以利用用于降低能量发射元件316的温度的各种控制技术。当第二热控制电路检测到过热事件(即，超过第二热阈值)时，递送到能量发射元件316的功率减小或停止以允许能量发射元件316冷却。第二热控制电路通常可以是第一热控制电路的冗余或备用，使得如果第一热控制电路或第二热控制电路的部件不能操作，则第一热控制电路或第二热控制电路中的另一个继续监测过热事件，并且在发生过热事件时采取措施。可以独立地设定第一热阈值和第二热阈值。在一些实施方案中，热阈值设定在大致上相同的温度，而在其它实施方案中，一个热阈值设定为高于另一个热阈值的水平。对于利用用户输入装置390并且具有针对第一热阈值的预设最大温度值的实施方案，可以将第二热阈值设定为高于最大温度值。

图4是描绘具有与电源430选择性电通信的能量发射元件416的个人消费产品400的另一个示例的框图。除了第一和第二热控制电路中的每一个包括多个热传感器之外，该实施方案大致类似于图3中描绘的消费产品300。在一些实施方案中，第一热控制电路的热传感器(描绘为第一热传感器450和第四热传感器452)中的每一个可以位于能量发射元件416的侧向相对端部处。类似地，第二热控制电路的热传感器(描绘为第二热传感器460和第三热传感器462)中的每一个也可以位于能量发射元件416的侧向相对端处。这样的热传感器布置类似于例如图2中所描绘的布置。热传感器布置可能是由于能量发射元件416的有限侧向热导引起的。与图3中描绘的个人消费产品300相比，使用多个热传感器450、452、460、以及462可以允许对能量发射元件416进行附加和更精细的控制，因为可以向第一控制单元470和第二控制单元480中的每一个提供附加的热信息。

第一热传感器450和第四热传感器452各自被定位成感测能量发射元件416的温度。第一热传感器450和第四热传感器452中的每一个与第一控制单元470电通信。第一开关元件472与第一控制单元470电通信。第一开关元件472能够通过第一控制单元470基于从第一热传感器450和/或第四热传感器452接收的信号在导通状态与非导通状态之间切换，该信号可以为例如电阻变化的形式。在这方面，如果第一控制单元470基于从第一传感器450或第四热传感器452中的任一个接收的信号检测到过热事件，则递送到能量发射元件416的功率减小以允许能量发射元件416冷却。

第二热传感器460和第三热传感器462也各自被定位成感测能量发射元件416的温度。第一热传感器460和第二热传感器462中的每一个与第二控制单元480电通信。第二开关元件482与第二控制单元480电通信。第二开关元件482能够通过第二控制单元480基于从第二热传感器460和/或第三热传感器462接收的信号在导通状态与非导通状态之间切换，该信号可以为例如电阻变化的形式或者其它类型的信号。在这方面，如果第二控制单元480基于从第二传感器460或第三热传感器462中的任一个接收的信号检测到过热事件，则递送到能量发射元件416的功率减小以允许能量发射元件416冷却。类似于图3，图4的第二热控制电路通常可以是第一热控制电路的冗余或备用，使得如果第一热控制电路或第二热控制电路的部件不能操作，则第一热控制电路或第二热控制电路中的另一个继续监测过热事件，并且在发生过热事件时采取措施。

图5是描绘具有与电源530选择性电通信的能量发射元件516的个人消费产品500的另一个示例的框图。在该实施方案中，第二控制单元580包括第一比较器584和第二比较器586。类似于图4中所说明的个人消费产品400，第一热传感器550和第四热传感器552可以各自被定位成感测能量发射元件516的温度。第一热传感器550和第四热传感器552中的每一个与第一控制单元570电通信。

第一开关元件572与第一控制单元570电通信。第一开关元件572能够通过第一控制单元570基于从第一热传感器550和/或第四热传感器552接收的信号在导通状态与非导通状态之间切换。第一控制单元570可以执行与个人消费产品500的操作相关联的其它功能或任务，诸如管理用户界面、电池充电、电压监测等。

在所说明的实施方案中，第二热传感器560和第三热传感器562各自被定位成也感测能量发射元件516的温度。第二热传感器560与第一比较器584通信，而第三热传感器562与第二比较器586通信。第一比较器584和第二比较器586各自与第二开关元件582通信，该第二开关元件能够通过第一比较器584或第二比较器586中的任一个在导通状态与非导通状态之间切换。在这方面，如果第一比较器584或第二比较器586分别基于从第二传感器560或第三热传感器562中的任一个接收的信号检测到过热事件，则递送到能量发射元件516的功率减小以允许能量发射元件516冷却。

虽然图3-5的框图描绘了完全冗余的热控制电路，但是在一些实施方案中，个人消费产品可以利用部分冗余的热控制。例如，多个热传感器和多个开关元件可以用于提供某些水平的冗余，但是控制单元不是冗余的。这种方法可以用于允许简化热控制电路，同时仍然提供各种冗余安全控制特征部。图6是描绘具有与电源630选择性电通信的能量发射元件616的个人消费产品600的示例的框图。在该实施方案中，使用部分冗余的热控制电路。第一热传感器650和第二热传感器660各自可以被定位成感测能量发射元件616的温度。第一热传感器650和第二热传感器660中的每一个与第一控制单元670电通信。例如，第一控制单元670可以是微控制器。第一控制单元670可以与第二控制单元680通信。第一开关元件672与第一控制单元670电通信。第一开关元件672能够通过第一控制单元670基于从第一热传感器650接收的信号在导通状态与非导通状态之间切换。第二开关元件682与第二控制单元680电通信。第二开关元件682能够通过第二控制单元680基于从第一控制单元670接收的信号在导通状态与非导通状态之间切换。当从第一控制单元670接收到信号时，第二控制单元680可以将第二开关元件682保持在导通状态达预定时间段。因此，第二控制单元680可以用作可再触发定时器，一旦该可再触发定时器从第一控制单元670接收到激活信号，它就将第二开关元件682保持在闭合位置达预定时间段。在该时间段期间，假设第一开关元件672也是导通的，则能量发射元件616将保持与电源630电通信。如果第二控制单元680在预定时间段期间没有从第一控制单元670接收到信号，则第二控制单元680在该时间段结束时将第二开关元件682转变到非导通状态(即，断开开关)，由此将能量发射元件616与电源630电隔离并且允许能量发射元件616冷却。一旦再次从第一控制单元670接收到激活信号，第二控制单元680就将第二开关元件682转变到导通状态，使得能量发射元件616将再次与电源630电通信。

现在参考图7，流程图700描绘了根据一个非限制性实施方案的个人消费产品的示例性操作。在框702处，从电源向能量发射元件供电。能量发射元件可以是但不限于加热元件、led、或振动元件。可以由电池或其它合适的电源供电。在框704处，第一控制单元接收第一热传感器输出，该第一热传感器输出对应于能量发射元件的温度。第一热传感器输出可以是例如基于第一热传感器的温度而波动的电压电平。第一热传感器可以位于能量发射元件附近，使得它生成与能量发射元件的温度成比例或至少相关的输出。在框710处并且大体上在框704的同时，第二控制单元接收第二热传感器输出，该第二热传感器输出也对应于能量发射元件的温度。第二热传感器可以位于能量发射元件附近，使得它也生成与能量发射元件的温度成比例或至少相关的输出。在框706处，确定第一热传感器处的感测温度是否超过第一热阈值。如上所述，第一热阈值可以是预设的或用户选择的。在框712处并且大体上在框706的同时，确定第二热传感器处的感测温度是否超过第二热阈值。如果在框706处确定尚未超过第一阈值，则该程序循环回到框702。如果在框712处确定尚未超过第一阈值，则该程序循环回到框702。然而，如果在框706处确定已超过第一热阈值，或者如果在框712确定已超过第二热阈值，则程序前进到框708。在框708处，能量发射元件与电源电子隔离，因为发生过度加热事件。一旦能量发射元件已经被隔离，该程序就会循环回到框704和710，从而可以确定是否保持过度加热事件。如果不再发生过度加热事件，则该程序将循环回到框702，并且将再次向能量发射元件供电。

现在参考图8，示出了用于个人消费产品诸如湿式剃须刀的示例的电路示意图800。类似于图3中所示的框图，电路原理图800包括第一(即，初级)热控制电路和第二(即，冗余)热控制电路。能量发射元件816通过第一开关元件872(示为mosfet晶体管t1)和第二开关元件882(示为mosfet晶体管t2)中的每一个与电源830选择性电通信。第一开关元件872由第一控制单元870控制，而第二开关元件882由第二控制单元控制，该第二控制单元示为电压比较器880。因为第一开关元件872、能量发射元件816、以及第二开关元件882是串联布置，所以如果第一开关元件872或第二开关元件882中的任一个被置于非导通状态，则能量发射元件816与电源830电隔离。

第一热传感器850和第二热传感器860各自位于能量发射元件816附近，并且各自分别是第一热控制电路和第二热控制电路的部件。当第一热传感器850的电阻随温度改变时，第一热传感器850将输入馈送到第一控制单元870的测量端口p2，该输入表示感测温度。精密电阻器r1用于将该电阻变化转换为电压变化，该电压变化可以由第一控制单元870处理以监测过度加热事件。

第一控制单元870可以取决于基于端口p3处的输入电压是否已经达到阈值温度而经由致动端口p8选择性地在导通状态与非导通状态之间切换第一开关元件872。通过该热控制电路，能量发射元件816通常可以保持在恒定温度。除了该温度控制功能之外，第一控制单元870还可以诸如通过点亮led832和834、监测电源开关836的位置、以及控制电源开关838(例如，示为mosfet晶体管t3)管理个人消费产品的其它操作，该电源开关为例如冗余热控制电路供电。当电源开关836被按下时，第一控制单元870通过将端口p1拉到接地而将电源开关838切换到导通状态，从而向第二热电路(即，电压比较器880)供电。如果第一控制单元870错误地使电源开关838处于“断开”位置，则第二开关元件882也将断开并因此阻止电流流过能量发射元件816。此外，即使电源开关838部分接通，诸如以具有较高漏极-源极电阻的线性模式工作，第二热电路也将正常工作，因为反相输入与非发明输入之间的电压差(如下面更详细描述的)不取决于电源电压。

当第二热传感器860的电阻随温度改变时，第二热传感器860将信号馈送到第二控制单元，示为电压比较器880，该信号表示感测温度。电阻器r3和r4被布置为分压器并且被选择为将输入电压置于电压比较器的非反相输入(+)处，该输入电压限定温度阈值。第二热传感器860和电阻器r5也被布置为分压器以向电压比较器880的反相输入(-)提供对应于传感器温度的输入电压。随着能量发射元件816的温度上升但仍然低于温度阈值，呈现给电压比较器880的反相输入(-)的电压低于电压比较器880的非反相(+)输入处的电压。因此，电压比较器880的输出电压大致上等于vbat电压电平，从而将第二开关元件882设定为导通状态，使得电流可以流过能量发射元件816，假设第一开关元件872也处于导通状态。当温度升高以将第二热传感器860的温度充分升高到温度阈值以上时，由于第二热传感器860的电阻降低，电压比较器880的输出将从高变为低，这导致第二开关元件882断开。然后，加热元件816将与电源830隔离，从而允许其冷却。第二热传感器860也将冷却并且增加其电阻。一旦其电阻达到某个水平，电压比较器880的输出将从低变为高，这导致第二开关元件882的闭合并且使加热元件816恢复与电源830的电通信。

图9示出了个人消费产品的另一个示例的电路示意图900，其类似于图4中所示的框图。能量发射元件916通过第一开关元件972(示为mosfet晶体管t1)和第二开关元件982(示为mosfet晶体管t2)中的每一个与电源930选择性电通信。第一开关元件972由第一控制单元970控制，而第二开关元件982由第二控制单元控制，该第二控制单元示为第一电压比较器984和第二电压比较器986。第一控制单元970和第一开关元件972是第一热控制电路的一部分，该第一热控制电路还包括第一热传感器950和第四热传感器952。第一电压比较器984和第二电压比较器986以及第二开关元件982是第二热控制电路的一部分，该第二热控制电路还包括第二热传感器960和第三热传感器962。

第一热传感器950、第二热传感器960、第三热传感器962、以及第四热传感器952中的每一个位于能量发射元件916附近。类似于图8中描绘的电路示意图，第一热传感器950和第四热传感器952各自分别向第一控制单元970的测量端口p3和p8提供输入，其基于第一热传感器950和第四热传感器952的电阻来表示感测温度。精密电阻器r1和r2用于将这些传感器的电阻转换为可以由第一控制单元970处理的电压。第一控制单元970可以取决于是否已经达到阈值温度经由致动端口p8选择性地在非导通状态与导通状态之间切换第一开关元件972。通过该第一热控制电路，能量发射元件916通常可以保持在恒定温度。除了该温度控制功能之外，第一控制单元970还可以管理个人消费产品的其它操作，诸如点亮led932和934、监测电源开关936的位置、以及控制电源开关938，该电源开关为例如冗余热控制电路供电。

第二热传感器960向第一电压比较器984提供输入，而第三热传感器962向第二电压比较器986提供输入。这些热传感器中的每一个的电阻基于温度而变化。电阻器r3和r4被布置为分压器并且被选择为将输入电压置于第一电压比较器984和第二电压比较器986中的每一个的非反相输入(+)处以限定温度阈值。第二热传感器960和电阻器r5被布置为分压器以向第一电压比较器984的反相输入(-)提供输入电压。第三热传感器962和电阻器r6也被布置为分压器以向第二电压比较器986的反相输入(-)提供输入电压。因此，第一电压比较器984和第二电压比较器986的反相输入(-)处的输入电压分别基于第二热传感器960和第三热传感器962的温度(即，电阻)而变化。当温度升高到温度阈值(由分压器限定)时，第二热传感器960和/或第三热传感器962的电阻将降低到引起对应电压比较器984和/或986的输出的电平从高变低由此使第二开关元件982断开的水平。加热元件916将与电源930隔离，从而允许该加热元件冷却并且允许第二热传感器960和/或第三热传感器962增加电阻。一旦第二热传感器960和/或第三热传感器962的电阻增加到某个水平，最初触发的电压比较器984和/或986将从低变为高以闭合第二开关元件982，并且使加热元件916恢复与电源930电通信，假设第一开关元件972也处于导通状态。

图10示出了个人消费产品的另一个示例的电路示意图1000，其类似于图6中所示的框图。如所描绘，多个热传感器和多个开关元件用于提供冗余，但是控制单元不是冗余的。更具体地，第二热传感器1060对于第一热传感器1050是冗余的，并且第二开关元件1082对于第一开关元件1072是冗余的。基于感测温度改变其电阻的第一热传感器1050将电压馈送到第一控制单元1070的测量端口p3，该电压表示感测温度，其中精密电阻器r1将电阻变化转换为可以由第一控制单元1070处理的电压变化。第一控制单元1070可以取决于测量端口p3处的电压确定是否已经达到阈值温度而经由致动端口p9选择性地在导通状态与非导通状态之间切换第一开关元件1072。通过该热控制电路，能量发射元件1016通常可以保持在恒定温度。除了该温度控制功能之外，第一控制单元1070还可以管理个人消费产品的其它操作，诸如点亮led1032和1034以及监测电源开关1036的位置等其它操作。

在所说明的电路原理图1000中，单稳态多谐振荡器1080(有时称为单触发多谐振荡器)用作第二控制单元，其用于控制第二开关元件1082的操作状态。由于第一控制单元1070中控制相应的第一开关元件1072和第二开关元件1082的软件程序在操作上不同，可以实现某些程序冗余，因为一个程序出现故障可能不会直接导致另一个程序出现故障。单稳态多谐振荡器1080从第一控制单元1070的致动端口p1接收控制信号。单稳态多谐振荡器1080生成用于控制第二开关元件1082的输出，该第二开关元件是所说明的实施方案中的p-mosfet晶体管。当单稳态多谐振荡器1080的输出信号为低时，第二开关元件1082闭合(即，处于导通状态)，从而允许电流流过能量发射元件1016。在单稳态多谐振荡器1080的输入上接收到输入信号之后，单稳态多谐振荡器1080的输出接通一段限定时间。该输入信号由第一控制单元1070经由激活端口p1周期性地提供。单稳态多谐振荡器1080的输出信号的持续时间由包括电阻器r3和电容器c1的定时电路来限定。单稳态多谐振荡器1080的输出信号的持续时间可以略长于由第一控制单元1070的激活端口p1产生的触发信号的周期。因此，只要第一控制单元1070正确地起作用并且产生具有期望频率的触发信号，单稳态多谐振荡器1080的输出就会保持为低以将第二开关元件1082保持在导通状态。如果第一控制单元1070未能及时产生触发信号(即，响应于由第二热传感器1060和精密电阻器r2提供的端口p7处的增加的电压输入或者由于软件相关问题，诸如例如，当控制单元的程序挂起时)，单稳态多谐振荡器1080将提供将第二开关元件1082切换为断开(即，非导通)状态以将能量发射元件1016与电源隔离的输出。

实施例

1.一种个人消费产品，其包括：

a.电源；

b.能量发射元件，其与所述电源选择性电通信；

c.第一热控制电路，所述第一热控制电路包括：

i.第一热传感器，其被定位成感测所述能量发射元件的温度；

ii.第一控制单元，其与所述第一热传感器电通信；

iii.与所述第一控制单元电通信的第一开关元件，所述第一开关元件能够通过所述第一控制单元在导通状态与非导通状态之间切换以使所述能量发射元件与所述电源电隔离，其中当所述能量发射元件的第一感测温度超过第一热阈值时，所述第一控制单元将所述第一开关元件切换到所述非导通状态；和

d.第二热控制电路，所述第二热控制电路包括：

i.第二热传感器，其被定位成感测所述能量发射元件的所述温度；

ii.第二控制单元，其与所述第二热传感器电通信；

iii.与所述第二热传感器电通信的第二开关元件，所述第二开关元件能够通过所述第二控制单元在导通状态与非导通状态之间切换以使所述能量发射元件与所述电源电隔离，其中当所述能量发射元件的第二感测温度超过第二热阈值时，所述第二控制单元将所述第二开关元件切换到所述非导通状态。

2.根据段落a所述的个人消费产品，其中所述第二控制单元是电压比较器和单稳态多谐振荡器中的任一个，并且其中所述能量发射元件是发光二极管、加热元件以及激光器元件中的任一个。

3.根据段落b所述的个人消费产品，其中所述第二控制单元是第一电压比较器以将所述第二热传感器的输出与对应于所述第二热阈值的参考信号进行比较。

4.根据段落b或c所述的个人消费产品，其中所述第二热控制电路还括：

i.第三热传感器，其被定位成感测所述能量发射元件的所述温度；

ii.第二电压比较器，其与所述第三热传感器和所述第二开关元件电通信，所述第二开关元件能够通过所述第二电压比较器从所述导通状态切换到所述非导通状态，其中当所述能量发射元件的第三感测温度超过第三热阈值时，所述第二电压比较器将所述第二开关元件切换到所述非导通状态。

5.根据段落d所述的个人消费产品，其中所述第一热控制电路还包括：

i.第四热传感器，其被定位成感测所述能量发射元件的所述温度，其中所述第一控制单元与所述第四热传感器电通信，并且其中当所述能量发射元件的第四感测温度超过第四热阈值时，所述第一控制单元将所述第一开关元件切换到所述非导通状态。

6.根据段落e所述的个人消费产品，其中所述第一热阈值和所述第四热阈值大致上相等，而所述第二热阈值和所述第三热阈值大致上相等。

7.根据段落e或f所述的个人消费产品，其中所述第一热阈值和所述第四热阈值各自小于所述第二热阈值和所述第三热阈值中的每一个。

8.根据段落e-g中任一项所述的个人消费产品，其中所述第二热阈值和所述第三热阈值各自小于所述第一热阈值和所述第四热阈值中的每一个。

9.根据段落a-h中任一项所述的个人消费产品，其中第一热传感器基于感测温度生成第一参考输出，并且所述第二热传感器基于感测温度生成第二参考输出，其中所述第一参考输出由所述第一控制单元接收，并且所述第二参考输出由所述第二控制单元接收。

10.根据段落a-i中任一项所述的个人消费产品，其中所述第一开关元件和所述第二开关元件与所述能量发光元件串联连接。

11.根据段落a-j中任一项所述的个人消费产品，其中所述第一热控制电路是初级热控制电路，并且所述第二热控制电路是冗余热控制电路。

12.一种用于控制个人消费装置的能量发射元件的温度的方法，所述方法包括：

a.从电源向所述能量发射元件供电，其中第一热传感器邻近所述能量发射元件定位以感测所述能量发射元件的所述温度并且生成第一热传感器输出，而第二热传感器邻近所述能量发射元件定位以感测所述能量发射元件的所述温度并且生成第二热传感器输出；

b.在第一控制单元处接收所述第一热传感器输出，其中所述第一热传感器输出对应于由所述第一热传感器感测的所述能量发射元件的所述温度；

c.当由所述第一热传感器感测的所述能量发射元件的所述温度超过第一热阈值时，将所述能量发射元件与所述电源电隔离；

d.在第二控制单元处接收所述第二热传感器输出，其中所述第二热传感器输出对应于由所述第二热传感器感测的所述能量发射元件的所述温度；以及

e.当由所述第二热传感器感测的所述能量发射元件的所述温度超过第二热阈值时，将所述能量发射元件与所述电源电隔离。

13.根据段落l所述的方法，其中从所述电源向所述能量发射元件供电包括：

a.通过处于导通状态的第一开关元件和处于导通状态的第二开关元件供电，其中所述第一开关元件和所述第二开关元件与所述能量发射元件串联连接。

14.根据段落m所述的方法，其中当由所述第一热传感器感测的所述能量发射元件的所述温度超过所述第一热阈值时，将所述能量发射元件与所述电源电隔离包括：

a.通过所述第一控制单元将所述第一开关元件切换到非导通状态。

15.根据段落n所述的方法，其中当由所述第二热传感器感测的所述能量发射元件的所述温度超过所述第二热阈值时，将所述能量发射元件与所述电源电隔离包括：

a.通过所述第二控制单元将所述第二开关元件切换到非导通状态。

16.根据段落o所述的方法，其中第三热传感器位于所述能量发射元件附近以感测所述能量发射元件的所述温度并且生成第三热传感器输出，而第四热传感器位于所述能量发射元件附近以感测所述能量发射元件的所述温度并且生成第四热传感器输出，所述方法还包括：

a.在第二控制单元处接收所述第三热传感器输出，其中所述第三热传感器输出对应于由所述第三热传感器感测的所述能量发射元件的所述温度；

b.当由所述第三热传感器检测的所述能量发射元件的所述温度超过第三热阈值时，将所述第二开关元件切换到非导通状态以将所述能量发射元件与所述电源电隔离；

c.在第一控制单元处接收所述第四热传感器输出，其中所述第四热传感器输出对应于由所述第四热传感器感测的所述能量发射元件的所述温度；以及

d.当由所述第四热传感器检测的所述能量发射元件的所述温度超过第四阈值时，将所述第一开关元件切换到非导通状态以将所述能量发射元件与所述电源电隔离。

17.根据段落p所述的方法，其中所述第二热阈值和所述第三热阈值大致上相等，而所述第二热阈值和所述第四热阈值大致上相等。

18.根据段落q所述的方法，其中所述第二热阈值和所述第三热阈值各自高于所述第一热阈值和所述第四热阈值中的每一个。

19.根据段落l-r中任一项所述的方法，其中所述第一控制单元是微控制器，并且所述第二控制单元是电压比较器和单稳态多谐振荡器中的任一个。

20.一种个人消费产品，其包括：

a.电源；

b.用户输入装置；

c.能量发射元件，其与所述电源选择性电通信；

d.第一热控制电路，所述第一热控制电路包括：

i.第一热传感器，其被定位成感测所述能量发射元件的温度；

ii.第一控制单元，其与所述第一热传感器和所述用户输入装置电通信，其中所述用户输入装置向所述第一控制单元提供用户控制信号；

iii.与所述第一控制单元电通信的第一开关元件，所述第一开关元件能够通过所述第一控制单元在导通状态与非导通状态之间切换以使所述能量发射元件与所述电源电隔离，其中当所述能量发射元件的第一感测温度超过可调第一热阈值时，所述第一控制单元将所述第一开关元件切换到所述非导通状态，其中所述可调第一热传感器是基于所述用户控制信号；和

e.第二热控制电路，所述第二热控制电路包括：

i.第二热传感器，其被定位成检测所述能量发射元件的所述温度；

ii.第二控制单元，其与所述第二热传感器电通信；

iii.与所述第二热传感器电通信的第二开关元件，所述第二开关元件能够通过所述第二控制单元在导通状态与非导通状态之间切换以使所述能量发射元件与所述电源电隔离，其中当所述能量发射元件的第二感测温度超过第二热阈值时，所述第二控制单元将所述第二开关元件切换到所述非导通状态。

21.根据段落t所述的个人消费产品，其中所述可调第一热阈值可在最小热阈值与最大热阈值之间调整，并且其中所述最大热阈值小于或等于所述第二热阈值。

22.根据段落t或u所述的个人消费产品，其中所述第一控制单元是微控制器，并且所述第二控制单元是电压比较器和单稳态多谐振荡器中的任一个。

本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个此类量纲旨在表示所述值以及围绕该值的功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。

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虽然已举例说明和描述了本发明的具体实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出多个其它变化和修改。因此，本文旨在于所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有此类变化和修改。