控温电热系统和电加热器具的制作方法

本实用新型涉及电路技术领域，具体涉及一种控温电热系统和电加热器具。

背景技术：

电热垫是一种接触式电暖器具，它将特制的绝缘性能达到标准的软索式电热元件呈盘蛇状织入或缝入毛毯里，通电时即发出热量，主要用于人们睡眠时提高温度来达到取暖目的。

目前，电热垫进行控温的实现方法主要有两种，一种是采用热敏电阻定点检测局部温度，进而控制整个回路的温度，但是如果出现折叠使用，没有热敏电阻的部位，控制器检测不到实时温度，就会容易造成局部温度过高而引起火灾，安全性较低；另一种是采用双线，其中一根专门用作感应线，利用发热线温度过高后融化两根发热线之间的介质后形成短路，把温度保险断开来实现保护，但是这种方法会使发热体的永久性破坏，不能再恢复使用，造成资源浪费。

因此，现有技术中进行控温的方法安全性较低或者容易造成资源浪费，从而降低了电加热器具的实用性。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种控温电热系统和电加热器具，以解决现有技术中控温的方法安全性较低或者容易造成资源浪费，从而降低了电加热器具的实用性的问题。

为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种控温电热系统，包括：电源转换电路、采样电路、处理器、热敏电阻合金发热体、触发电路和控制开关；

所述采样电路包括：电压采样组件和电流采样组件；

所述热敏电阻合金发热体的一端通过所述控制开关与所述电流采样组件相连，所述热敏电阻合金发热体的另一端与外部电源接口相连；

所述处理器通过所述电源转换电路与所述外部电源接口相连；

所述控制开关和所述处理器分别与所述触发电路相连；

所述处理器和所述外部电源接口分别与所述电压采样组件相连；

所述电流采样组件还与所述处理器相连；

所述电压采样组件将采集的所述外部电源接口的输入电压信号发送给所述处理器；

所述电流采样组件将采集的流过所述热敏电阻合金发热体的当前电流信号发送给所述处理器；

所述处理器根据所述输入电压信号和所述当前电流信号，确定所述热敏电阻合金发热体的输入电压、当前电流和当前阻值；根据预先存储的温度与阻值关联关系，确定所述热敏电阻合金发热体的当前温度；并当判断出所述当前温度大于第一预设温度阈值时，通过所述触发电路控制所述控制开关断开，以使所述当前温度降低至第二预设温度阈值后，通过所述触发电路控制所述控制开关导通；

其中，所述第二预设温度阈值小于所述第一预设温度阈值。

进一步地，上述所述的控温电热系统中，所述电源转换电路包括电源开关、保险管、第一电阻、第一电容、第二电阻、第一整流管、第二整流管、稳压管、第二电容和第三电容；

电源开关包括：连接所述外接电源接口火线的第一开关触点和连接所述外接电源接口零线的第二开关触点；

所述保险管的第一端与所述第一开关触点相连；

所述第一电阻的第一端和第一电容的第一端分别与所述保险管的第二端相连；

所述第一电阻的第二端和所述第一电容的第二端分别与所述第二电阻的第一端相连；

所述第一整流管的第一端和所述第二整流管的第一端分别与所述第二电阻的第二端相连；

所述稳压管的第一端、所述第二电容的第一端和所述第三电容的第一端分别与所述第二整流管的第二端相连；

所述第一整流管的第二端、所述稳压管的第二端、所述第二电容的第二端和所述第三电容的第二端分别与所述第二开关触点相连。

进一步地，上述所述的控温电热系统中，所述电压采样组件包括：第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第四电容；

所述第三电阻的第一端与所述保险管的第二端相连；

所述第四电容的第一端、所述第四电阻的第一端和所述第五电阻的第一端分别与所述第三电阻的第二端相连；

所述第四电容的第二端和所述第四电阻的第二端分别与所述第二开关触点相连；

所述第五电阻的第二端与所述处理器相连；

所述第六电阻的第一端与所述保险管的第二端相连，所述第六电阻的第二端与所述处理器相连。

进一步地，上述所述的控温电热系统，还包括滤波整形组件；

所述电流采样组件通过所述滤波整形组件与所述处理器相连；

所述电流采样组件将采集的所述当前电流信号通过所述滤波整形组件发送给所述处理器。

进一步地，上述所述的控温电热系统中，所述滤波整形组件包括：第七电阻、第八电阻、第五电容和第六电容；

所述第五电容的第一端、所述第七电阻的第一端和所述第八电阻的第一端分别与所述处理器相连；

所述第六电容的第一端与所述第八电阻的第二端相连；

所述第五电容的第二端、所述第七电阻的第二端和所述第六电容的第二端分别与所述第二开关触点相连。

进一步地，上述所述的控温电热系统，还包括显示组件；

所述显示组件与所述处理器相连；

所述处理器向所述显示组件发送当前工作信息，以使所述显示组件输出所述当前工作信息；所述当前工作信息包括：所述当前温度、所述当前电流、所述输入电压以及通过所述当前电流和所述输入电压确定的所述当前功率中的至少一种；

所述处理器根据所述当前工作信息确定当前异常信息，并根据所述当前异常信息生成当前报警信息，将所述当前报警信息发送给所述显示组件，以使所述显示组件输出所述报警信息。

进一步地，上述所述的控温电热系统，还包括温度调节组件；

所述温度调节组件与所述处理器相连；

用户通过所述温度调节组件发送目标温度，所述处理器接收所述目标温度，并将所述目标温度作为所述第一预设温度阈值。

进一步地，上述所述的控温电热系统中，所述控制开关为晶闸管；

所述热敏电阻合金发热体通过所述晶闸管与所述电流采样组件相连。

进一步地，上述所述的控温电热系统中，所述热敏电阻合金发热体外设置有绝缘层；

所述绝缘层将所述热敏电阻合金发热体包裹，以免用户触电。

本实用新型还提供一种电加热器具，包括：器具外壳、电源线和上述所述的控温电热系统；

所述控温电热系统设置在所述器具外壳内部；

所述控温电热系统通过所述电源线与外部电源接口相连。

本实用新型的控温电热系统和电加热器具，控温电热系统包括：电源转换电路、采样电路、处理器、热敏电阻合金发热体、触发电路和控制开关；采样电路包括：电压采样组件和电流采样组件；电压采样组件将采集的外部电源接口的输入电压信号发送给处理器；电流采样组件将采集的流过热敏电阻合金发热体的当前电流信号发送给处理器；处理器根据输入电压信号和当前电流信号，确定热敏电阻合金发热体的输入电压、当前电流和当前阻值；根据预先存储的温度与阻值关联关系，确定热敏电阻合金发热体的当前温度；并当判断出当前温度大于第一预设温度阈值时，通过触发电路控制控制开关断开，以使当前温度降低至第二预设温度阈值后，通过触发电路控制控制开关导通。本实用新型中的发热体采用热敏电阻合金发热体，其阻值能够随温度变化，并且温度恢复后，阻值也随之恢复，这样便能够直接根据发热体的电阻值来确定当前温度，从而能够实时检测到发热体的温度，不会出现因为检测不到实时温度造成局部温度过高而发生火灾的情况，提高了控温的安全性，并且能够通过控制控制开关的通断来实现对发热体的供电与断电，不会造成资源浪费，因此，采用本实用新型的技术方案，能够提高控温电热系统和电加热器具的实用性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的控温电热系统实施例的原理框图；

图2是本实用新型的控温电热系统实施例的一个电路连接图；

图3是本实用新型的控温电热系统实施例的另一个电路连接图；

图4是本实用新型的电加热器具实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

图1是本实用新型的控温电热系统实施例的原理框图，如图1所示，本实施例的控温电热系统包括电源转换电路101、采样电路、处理器103、热敏电阻合金发热体104、触发电路105和控制开关106；采样电路包括电压采样组件1021和电流采样组件1022。其中，热敏电阻合金发热体104的一端通过控制开关106与电流采样组件1022相连，热敏电阻合金发热体104的另一端与外部电源接口相连；处理器103通过电源转换电路101与外部电源接口相连；控制开关106和处理器103分别与触发电路105相连；处理器103和外部电源接口分别与电压采样组件1021相连；电流采样组件1022还与处理器103相连。

电压采样组件1021采集外部电源接口的输入电压信号，并将该输入电压信号发送给处理器103；电流采样组件1022采集流过热敏电阻合金发热体104的当前电流信号，并将该当前电流信号发送给处理器103；处理器103根据接收到的输入电压信号和当前电流信号，利用相应的计算规则以及软件滤波等方式，确定热敏电阻合金发热体104的输入电压、当前电流和当前阻值；并根据预先存储的热敏电阻合金发热体104对应的温度与阻值关联关系，确定与热敏电阻合金发热体104当前阻值对应的当前温度。处理器103根据得到的当前温度判断当前温度和第一预设温度阈值的大小关系，如果当前温度大于第一预设温度阈值，处理器103则通过触发电路105控制相应的控制开关106断开，从而停止为热敏电阻合金发热体104供电。在当前温度降低到第二预设温度阈值后，处理器103再通过触发电路105控制相应的控制开关106导通，继续为热敏电阻合金发热体104供电，从而使温度继续升高直至第一预设温度阈值。其中第二预设温度阈值小于第一预设温度阈值。当控制开关106断开，停止为热敏电阻合金发热体104供电后，电压采集组件1021可以采集输入电压信号和断电情况下的热敏电阻合金发热体104的当前阻值信号，然后将输入电压信号和当前阻值信号发送给处理器103，以使处理器104利用相应的计算规则以及软件滤波等方式确定输入电压和当前阻值，再根据预先存储的温度与阻值关联关系，确定热敏电阻合金发热体104的当前温度。本实施例中，若要保持热敏电阻合金发热体104的恒温，优选将第二预设温度阈值设置为比第一预设阈值小1℃。本实施例中的热敏电阻合金发热体104优选为ptc热敏电阻合金丝；外接电源优选为交流电220v，电源转换电路101优选将220v交流电转换为5v稳压电源。

另外，如图1所示，本实施例的热敏电阻合金发热体104可以并联多组，其中，一组热敏电阻合金发热体104对应一组控制开关106、一组触发电路105和一组电流采样组件1022，从而处理器103可以分别控制每一组热敏电阻合金发热体104的供电与断电，也可以分别采集每一组热敏电阻合金发热体104的当前电流，从而分别计算每一组热敏电阻合金发热体104的当前电阻和当前温度，而且每一组热敏电阻合金发热体104可分别预先设置与其对应的第一预设温度阈值和第二预设温度阈值。这样，利用本实施例的控温电热系统设置的电加热器具便可以实现多人多控，例如电热毯，如果具备两组热敏电阻合金发热体104以及与每组热敏电阻合金发热体104对应的控制开关106、触发电路105和电流采样组件1022，便可以实现电热毯的双人双控，即一个双人电热毯，两边可以设置不同的温度。

本实施例的控温电热系统，包括电源转换电路101、采样电路、处理器103、热敏电阻合金发热体104、触发电路105和控制开关106；采样电路包括电压采样组件1021和电流采样组件1022；电压采样组件1021将采集的外部电源接口的输入电压信号发送给处理器103；电流采样组件1022将采集的流过热敏电阻合金发热体104的当前电流信号发送给处理器103；处理器103根据输入电压信号和当前电流信号，确定热敏电阻合金发热体104的输入电压、当前电流和当前阻值；根据预先存储的温度与阻值关联关系，确定热敏电阻合金发热体104的当前温度；并当判断出当前温度大于第一预设温度阈值时，通过触发电路105控制控制开关106断开，以使当前温度降低至第二预设温度阈值后，通过触发电路105控制控制开关106导通。本实施例中的发热体采用热敏电阻合金发热体104，其阻值能够随温度变化，并且温度恢复后，阻值也随之恢复，这样便能够直接根据发热体的电阻值来确定当前温度，从而能够实时检测到发热体的温度，不会出现因为检测不到实时温度造成局部温度过高而发生火灾的情况，提高了控温的安全性，并且能够通过控制开关106的通断来实现对发热体的供电与断电，不会造成资源浪费，提高了控温电热系统和电加热器具的实用性。

进一步地，本实施例的控温电热系统还可以包括滤波整形组件107，电流采样组件1022通过滤波整形组件107与处理器103相连。电流采样组件1022将采集的当前电流信号通过滤波整形组件107的滤波整形后发送给处理器103。本实施例的控温电热系统既可采用滤波整形组件107将当前电流信号滤波整形后发送给处理器103；也可不采用滤波整形组件107，直接将当前电流信号发送给处理器103。如果采用了滤波整形组件107对当前电流信号进行滤波整形，那么如果本实施例的控温电热系统包含多组热敏电阻合金发热体104，那么便包含多组滤波整形组件107，并且每组滤波整形组件107与每组热敏电阻合金发热体104一一对应。

进一步地，本实施例的控温电热系统还包括显示组件108，显示组件108与处理器103相连。处理器103向显示组件108发送当前工作信息，以使显示组件108输出当前工作信息，其中，当前工作信息可以包括当前温度、当前电流、输入电压和当前功率中的至少一种，当前功率是处理器103根据输入电压和当前电流，利用相应的计算规则确定的。处理器103可以根据当前工作信息确定是否存在异常，从而确定当前异常信息，并根据当前异常信息生成当前报警信息，将当前报警信息发送给显示组件108，以使显示组件108输出当前报警信息。其中，异常信息包括电压变化异常、电流过载、时通时断等。如果本实施例的控温电热系统包含多组热敏电阻合金发热体104，那么显示组件108在输出当前工作信息与当前报警信息时，需要每组热敏电阻合金发热体104对应的当前工作信息与当前报警信息分别输出，也可设置多组显示组件108，与热敏电阻合金发热体104一一对应。显示组件108可以包括显示屏，通过显示屏显示当前工作信息和当前报警信息，也可以包括工作指示灯，通过工作指示灯闪烁输出当前报警信息，不同的闪烁方式代表不同的报警信息。本实施例还可以通过显示屏显示不同的字符表示输出不同的报警信息，例如：显示e1表示没有接负载、显示e2表示热敏电阻合金发热体104接触不良等。

进一步地，本实施例的控温电热系统还包括温度调节组件，温度调节组件与处理器103相连。用户通过温度调节组件发送目标温度，处理器103接收目标温度，并将目标温度作为第一预设温度阈值。本实施例中的温度调节组件可以采用人工输入和/或档位调节的方式，其中人工输入便是用户直接输入自己想要设置的温度，档位调节便是设置有几个不同的档位，每个档位代表不同的温度，用户可以通过调节不同的档位来实现温度调节。本实施例中可以用户可以输入或者调节的温度范围优选为25～75℃。如果本实施例的控温电热系统包含多组热敏电阻合金发热体104，那么温度调节组件可以对每组的热敏电阻合金发热体104的第一预设温度阈值进行设置或者调节。

进一步地，本实施例的控温电热系统中的控制开关为晶闸管，即可控硅。既可以为单向可控硅，也可为双向可控硅。热敏电阻合金发热体104通过晶闸管与电流采样组件1022相连，其中晶闸管的阴极与电流采样组件1022相连。

进一步地，本实施例的控温电热系统中的热敏电阻合金发热体104外可设置绝缘层，绝缘层将热敏电阻合金发热体104包裹，以免用户触电。

图2是本实用新型的控温电热系统实施例的一个电路连接图，如图2所示，本图为没有设置滤波整形组件107时控温电热系统的电路连接图。本实施例的控温电热系统中，电源转换电路101包括：电源开关、保险管f1、第一电阻r1、第一电容c1、第二电阻r2、第一整流管d1、第二整流管d2、稳压管zd1、第二电容c2和第三电容c3，其中，电源开关包括连接外接电源接口火线的第一开关触点k1和连接外接电源接口零线的第二开关触点k2。

保险管f1的第一端与第一开关触点k1相连；第一电阻r1的第一端和第一电容c1的第一端分别与保险管f1的第二端相连；第一电阻r1的第二端和第一电容c1的第二端分别与第二电阻r2的第一端相连；第一整流管d1的第一端和第二整流管d2的第一端分别与第二电阻r2的第二端相连；稳压管zd1的第一端、第二电容c2的第一端和第三电容c3的第一端分别与第二整流管d2的第二端相连；第一整流管d1的第二端、稳压管zd1的第二端、第二电容c2的第二端和第三电容c3的第二端分别与第二开关触点k2相连。其中，第一电阻r1和第一电容c1用于降压，第二电阻r2用于限流。

本实施例的控温电热系统中，电压采样组件1021包括：第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6和第四电容c4。其中，第三电阻r3的第一端与保险管f1的第二端相连；第四电容c4的第一端、第四电阻r4的第一端和第五电阻r5的第一端分别与第三电阻r3的第二端相连；第四电容c4的第二端和第四电阻r4的第二端分别与第二开关触点k2相连；第五电阻r5的第二端与处理器103相连；第六电阻r6的第一端与保险管f1的第二端相连，第六电阻r6的第二端与处理器103相连。220v交流电经第三电阻r3和第四电阻r4分压获取输入电压信号，经第四电容c4和第五电阻r5整形供处理器103采样，第六电阻r6为处理器103提供同步采样信号，以为处理器运算提供一个基准。

如图2所示，本图所示的控温电热系统设置了两组热敏电阻合金发热体104，因此本实施例的控温电热系统中，电流采样组件1021、触发电路105和控制开关106也设置了两组，电流采样组件1021包括第九电阻r9和第十三电阻r13，触发电路105包括第十电阻r10和第十四电阻r14，控制开关106包括第一可控硅q1和第二可控硅q2。其中，第九电阻r9用于采集第一组热敏电阻合金发热体104的当前电流信号，第十三电阻r13用于采集第二组热敏电阻合金发热体104的当前电流信号。第一组热敏电阻合金发热体104的第一端和第二热敏电阻合金发热体104的第一端分别与保险管f1的第二端相连；第一可控硅q1的第一端与第一组热敏电阻合金发热体104的第二端相连；第一可控硅q1的第二端与第九电阻r9的第一端相连；第十电阻r10的第一端和第九电阻r9的第一端分别与处理器103相连；第十电阻r10的第二端与第一可控硅q1的第三端相连；第九电阻r9的第二端与第二开关触点k2相连。第一可控硅q1的第一端与第一组热敏电阻合金发热体104的第二端相连；第二可控硅q2的第二端与第十三电阻r13的第一端相连；第十四电阻r14的第一端和第十三电阻r13的第一端分别与处理器103相连；第十四电阻r14的第二端与第二可控硅q2的第三端相连；第十三电阻r13的第二端与第二开关触点k2相连。处理器103发送第一触发脉冲经第十电阻r10触发第一可控硅q1的通断给第一组热敏电阻合金发热体104供电或断电；处理器103发送第二触发脉冲经第十四电阻r14触发第二可控硅q2的通断给第二组热敏电阻合金发热体104供电或断电。

图3是本实用新型的控温电热系统实施例的另一个电路连接图，如图3所示，本图为设置有滤波整形组件107时控温电热系统的电路连接图。本图所示的控温电热系统设置了两组热敏电阻合金发热体104，因此本实施例的控温电热系统中，滤波整形组件107也设置了两组。其中第一组滤波整形组件107包括：第七电阻r7、第八电阻r8、第五电容c5和第六电容c6。第五电容c5的第一端、第七电阻r7的第一端和第八电阻r8的第一端分别与处理器103相连；第六电容c6的第一端和第九电阻r9的第一端分别与第八电阻r8的第二端相连；第五电容c5的第二端、第七电阻r7的第二端和第六电容c6的第二端分别与第二开关触点k2相连。第二组滤波整形组件107包括：电阻r11、电阻r12、电容c7、电容c8。电容c7的第一端、电阻r11的第一端和电阻r12的第一端分别与处理器103相连；电容c8的第一端和第十三电阻r13的第一端分别与电阻r12的第二端相连；电容c7的第二端、电阻r11的第二端和电容c8的第二端分别与第二开关触点k2相连。第九电阻r9获取第一组热敏电阻合金发热体104的当前电流信号，当前电流信号经第六电容c6、第八电阻r8、第七电阻r7和第五电容c5发送给处理器103；第十三电阻r13获取第二组热敏电阻合金发热体104的当前电流信号，当前电流信号经电容c8、电阻r12、电阻r11和电容c7发送给处理器103。

图4是本实用新型的电加热器具实施例的结构示意图。如图4所示，本实施例的电加热器具包括器具外壳201、电源线203和上述实施例所述的控温电热系统202。控温电热系统202设置在器具外壳201内部；控温电热系统202通过电源线203与外部电源接口301相连。电加热器具通过电源线203与外部电源接口301连接后，用户可以自主设置目标温度，控温电热系统202会使电加热器具加热到目标温度。

本实施例的点加热器具，包括器具外壳201、电源线203和上述实施例所述的控温电热系统202。本实施例中的控温电热系统202采用了热敏电阻合金发热体104，其阻值能够随温度变化，并且温度恢复后，阻值也随之恢复，这样便能够直接根据发热体的电阻值来确定当前温度，从而能够实时检测到发热体的温度，不会出现因为检测不到实时温度造成局部温度过高而发生火灾的情况，提高了控温的安全性，并且能够通过控温电热系统202中的控制开关106的通断来实现对发热体的供电与断电，不会造成资源浪费，提高了电加热器具的实用性。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

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实用新型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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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