发热板供电设备及系统的制作方法

本申请涉及发热板技术领域，特别是涉及一种发热板供电设备及系统。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，供暖设备越来越普遍地应用在日常家居中，而电直热式地热，例如电地暖、电地毯、电床板和电墙板等，其发热体直接连接市电，且与地热的金属材料安装在一起。

在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统发热板存在安全性低的问题。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够安全性高的发热板供电设备及系统。

为了实现上述目的，一方面，本实用新型实施例提供了一种发热板供电设备，包括：

采样电路；采样电路用于采集发热板的工作参数，并输出对应的电信号；

隔离设备；隔离设备的输入端用于连接电网电源，输出端用于连接发热板；

开断设备；开断设备的第一端连接隔离设备，第二端用于连接发热板；以及

比较器；比较器的正相输入端接收电信号，反相输入端用于接入参考电压，输出端连接开断设备的第三端。

在其中一个实施例中，采样电路包括温度采样电路；

温度采样电路包括温度传感器；温度传感器用于采集发热板的温度；

温度采样电路还包括差分放大器；差分放大器分别连接温度传感器和比较器的正相输入端。

在其中一个实施例中，采样电路包括电流采样电路；

电流采样电路的输入端用于连接发热板，输出端连接比较器的正相输入端。

在其中一个实施例中，隔离设备包括以下设备中的任意一种：环形变压器、高频电子变压器和开关电源。

在其中一个实施例中，开断设备包括mos管；

mos管的栅极连接比较器的输出端，漏极连接隔离设备，源极用于连接发热板。

另一方面，本实用新型实施例还提供了一种发热板供电系统，包括发热板，以及如上述的发热板供电设备。

在其中一个实施例中，发热板包括：

承载板；

至少一个发热元件组；各发热元件组设于承载板上；

发热元件组包括多个发热元件；各发热元件的一端用于连接电源总线的一端，另一端用于连接电源总线的另一端；发热元件包括半导体发热元件；

发热元件组还包括连接器；连接器的一端连接任一发热元件，另一端连接相邻的发热元件组。

在其中一个实施例中，连接器包括公头和母头；

公头的第一端连接任一发热元件的一端，第二端用于连接另一连接器的母头的第二端；母头的第一端连接任一发热元件的另一端，第二端用于连接另一连接器的公头的第二端。

在其中一个实施例中，还包括焊接介质；

承载板开设有凹槽；

焊接介质固定于凹槽的底面；各发热元件组固定于焊接介质远离底面的一侧。

在其中一个实施例中，焊接介质包括以下组件中的任意一种或任意组合：铝基板和pcb板。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

本申请提供的发热板供电设备，采样电路采集发热板的工作参数，并将对应的电信号输出给比较器的正相输入端。隔离设备的输出端连接发热板，输入端连接电网电源，将发热板与电网电源隔离开，避免人员触电。比较器通过比较该电信号和参考电压，向开断设备传输通断信号，从而实现发热板和电网电源的连接通断，将发热板的工作参数维持在安全范围了，进一步地保护了发热板。

附图说明

通过附图中所示的本申请的优选实施例的更具体说明，本申请的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本申请的主旨。

图1为一个实施例中发热板供电设备的第一示意性结构框图；

图2为一个实施例中发热板供电设备的第二示意性结构框图；

图3为一个实施例中发热板供电设备的第三示意性结构框图；

图4为一个实施例中发热板的第一示意性结构框图；

图5为一个实施例中发热板的第二示意性结构框图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“第一端”、“第二端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种发热板供电设备，包括：

采样电路10；采样电路用于采集发热板的工作参数，并输出对应的电信号；

隔离设备20；隔离设备的输入端用于连接电网电源，输出端用于连接发热板；

开断设备30；开断设备的第一端连接隔离设备，第二端用于连接发热板；以及

比较器40；比较器的正相输入端接收电信号，反相输入端用于接入参考电压，输出端连接开断设备的第三端。

其中，采样电路可以为本领域任意一种采样电路。工作参数可以包括温度、电流和电压等。隔离设备可以为本领域任意一种能够将发热板与电网电源隔离开的设备。开断设备可以包括本领域任意一种具有导通或断开隔离设备和发热板连接的设备。

采样电路用于对发热板的工作参数进行实时采样并将对应的电信号输出。需要说明的是，电信号包括采样电压信号。需要说明的是，采样电路将对发热板的工作参数采样，并生成对应的电信号为采样电路的自身特性。

隔离设备用于将发热板与电网电源隔离。在其中一个实施例中，隔离设备包括以下设备中的任意一种：环形变压器、高频电子变压器和开关电源。

比较器的正相输入端与采样电路的输出端连接，并接收采样电路传输的电信号。若接收到的电信号的值大于参考电压的值，则对开断设备传输高电平信号，开断设备基于高电平信号进行断开动作或闭合动作。若接收到的电信号的值小于参考电压的值，则对开断设备传输低电平信号，开断设备根据该低电平信号进行闭合动作或断开动作。在其中一个实施例中，开断设备包括mos管；mos管的栅极连接比较器的输出端，漏极连接隔离设备，源极用于连接发热板。当mos管为n-mos管时，mos管的栅极接收到比较器传输的高电平信号，mos管导通；mos管的栅极接收到比较器传输的低电平信号，mos管截止。当mos管为p-mos管时，mos管的栅极接收到比较器传输的高电平信号，mos管截止；mos管的栅极接收到比较器传输的低电平信号，mos管导通。

开断设备闭合，则发热板进行工作；开断设备断开，则发热板失电停止工作。

上述发热板供电设备，采样电路采集发热板的工作参数，并将对应的电信号输出给比较器的正相输入端。隔离设备的输出端连接发热板，输入端连接电网电源，将发热板与电网电源隔离开，避免人员触电。比较器通过比较该电信号和参考电压，向开断设备传输通断信号，从而实现发热板和电网电源的连接通断，将发热板的工作参数维持在安全范围了，进一步地保护了发热板。

在其中一个实施例中，如图2所示，采样电路10包括温度采样电路110；

温度采样电路110包括温度传感器101；温度传感器101用于采集发热板的温度；

温度采样电路110还包括差分放大器103；差分放大器103分别连接温度传感器101和正相输入端；

温度采样电路用于对发热板的内部温度进行实时采样并将采样电压值输出。温度采样电路包括温度传感器和差分放大器，温度传感器可以为正温度系数温度传感器也可以为负温度系数传感器。通过对温度传感器位置的设置可以实现对采样电压值变化规律的控制。在本实施例中，温度传感器为负温度系数温度传感器，且设置于发热板中，采样电压值随发热板内部温度的升高而减小。在其他的实施例中，温度传感器也可以为正温度系数温度传感器，且设置于发热板中，采样电压值同样随发热板内部的温度的升高而增大。

通过温度采样电路的设置，使得可以对发热板进行温度保护。

在其中一个实施例中，如图3所示，采样电路10还包括电流采样电路120；

电流采样电路120的输入端用于连接发热板，输出端连接比较器的正相输入端。

其中，电流采样电路可以为本领域任意一种电流采样电路。

具体地，采样电路还包括电流采样电路。比较器可以采用两个比较器，也可以采用一个。当采用两个比较器时，即第一比较器和第二比较器。温度采样电路的输出端连接第一比较器的正相输入端，第一比较器的反相输入端接入参考电压，输出端连接开断设备。第二比较器的正相输入端连接电流采样电路的输出端，反相输入端接入参考电压，输出端连接开断设备。需要说明的是，第一比较器接入的参考电压和第二比较器接入的参考电压可以不同，也可以相同。

通过上述电流采样电路，使得能够对发热板进行过流保护。

本实用新型实施例还提供了一种发热板供电系统，包括发热板100，以及如上述的发热板供电设备200。

在其中一个实施例中，如图4所示，发热板100包括：

承载板101；

至少一个发热元件组103；各发热元件组103设于承载板101上；

发热元件组103包括多个发热元件1031；各发热元件连接开断设备；发热元件包括半导体发热元件；

发热元件组还包括连接器1033；连接器1033的一端连接任一发热元件，另一端连接相邻的发热元件组。

其中，承载板为家居中用于承载物品的板材，可以用作地板、墙板、床板等，其材料可以为由金属材料组成，例如铝等金属，也可以由金属材料和非金属材料共同组成。需要说明的是，承载板的外形并不固定，可以根据实际需要进行调整大小和形状，进一步地，也可以根据用户需要，承载板可以包含各种花纹及图案。在一个具体示例中，承载板为长方形。在其中一个实施例中，承载板包括金属板。

发热元件组为包括多个发热元件的模块。

具体地，发热元件组的数量可以为1个，也可以为多个。发热元件组之间的排列顺序可以根据实际装配要求和效果而定，在此不做过多限定。发热元件组内的发热元件的数量可以为多个。各发热元件的一端用于连接电源总线的一端，另一端用于连接电源总线的另一端。各发热元件之间的连接关系可以为，发热元件的一端连接另一发热元件的一端，另一端连接另一发热元件的另一端。假设发热元件组包括发热元件a、b、c，发热元件a包括a1端和a2端，发热元件b包括b1端和b2端，发热元件c包括c1端和c2端，则a1端分别连接b1端和c1端，a2端分别连接b2端和c2端；或a1端分别连接b1端和c2端，a2端分别连接b2端和c1端；或a1端分别连接b2端和c1端，a2端分别连接b1端和c2端；或a1端分别连接b2端和c2端，a2端分别连接b1端和c1端。进一步地，发热元件可以连接相邻位置的发热元件，也可以连接其他位置的发热元件，具体不做限定。需要说明的是，相邻位置指的是相对位置距离最小。

发热元件组设于承载板上，可以直接贴于承载板上，也可以通过中间元件设于承载板上。各发热元件包括半导体发热元件，进一步地，发热元件包括半导体发热元件中的非线性半导体发热元件。通过上述半导体发热元件，可以避免传统发热线不能兼顾发热功率恒定且均匀排列的问题，即发热线的电阻值相对比效小，要满足接入高电压总线时的功率恒定，就必须使每条并入总线的发热线要很长。一条发热线需要安装在多个金属板中，而且每条发热线的长度是固定的(因为改变长度会改变阻值，使功率偏离设定值)。因此，实际铺设过程中在一个房间里面要达到均匀的排列的目的存在困难，灵活性差。

发热元件组还包括连接器，连接器为具有连接功能的器件。在发热元件组中用于连接其他发热元件组。每个发热元件组中连接器的数量可以为多个，即单个发热元件组可以连接多个发热元件组。连接器的一端连接任意所述发热元件，另一端连接相邻的发热元件组，用于将各发热元件并联在电源总线。通过并联的方式，使得发热元件组中若存在元件损坏，发热板仍然能够维持运行。

上述发热板包括承载板和至少一个发热元件组，发热元件组包括多个发热元件，各发热元件连接开断设备。发热元件包括半导体发热元件，相较于传统发热供暖采用发热线安装在开有小半圆u口的金属板内的方式，本申请的电子发热板的发热元件组贴于承载板，减少了与承载板之间的空隙，能够直接将热量传递给承载板。发热元件组还包括连接器，连接器的数量可以不限。连接器的一端连接任一所述发热元件，另一端连接相邻的发热元件组。通过连接器，可以使得发热元件组之间可以直接装配。相较于传统技术中的供暖设备的装配，需要将发热线装入u孔内，同时也要将金属底板、墙板、床板等安装固定，本申请提供的电子发热板在装配速率上有较大的提升，同时也能够灵活布置。

在其中一个实施例中，如图5所示，连接器包括公头a和母头b；

公头a的第一端连接任一发热元件的一端，第二端用于连接另一连接器的母头b的第二端；母头b的第一端连接任一发热元件的另一端，第二端用于连接另一连接器的公头a的第二端。

具体地，连接器包括公头和母头。公头可以连接母头。通过上述发热元件组公头和母头的设置，使得发热元件组的发热元件与另一发热元件组的发热元件可以并联连接，从而使得电子发热板能够更加稳定运行。

在其中一个实施例中，还包括焊接介质；

承载板开设有凹槽；

焊接介质固定于凹槽的底面；各发热元件组固定于焊接介质远离底面的一侧。

焊接介质固定于凹槽的底面；各发热元件组固定于焊接介质远离底面的一侧。

具体地，焊接介质用于承载各电子元件，包括发热元件和连接器。在其中一个实施例中，焊接介质包括以下组件中的任意一种或任意组合：铝基板和pcb板。

承载板上开设有凹槽，凹槽的形状和大小并不做限定，可以根据焊接介质决定。焊接介质固定于凹槽的底面。焊接介质包括第一面和与第一面相对的第二面。其中，第一面贴于凹槽的底面，第二面为焊接介质中远离凹槽的底面的一面，各发热元件组固定于第二面上。

在其中一个实施例中，焊接介质包括以下组件中的任意一种或任意组合：铝基板和pcb板。

在一个具体示例中，导热介质为导热双面胶时，可以同时发挥导热和固定的作用。采用本领域其他导热材料实现上述功能也可，需要说明的是，若导热材料自身并不携带固定的功能，可以采用本领域任意一种固定手段固定导热材料与焊接介质与承载板件。优选地，可以采用螺丝固定导热材料。

上述发热板供电系统，热量通过面传导至承载板上，接触面积更大，且不存在传统发热装置中发热线与发热管之间的空隙的现象，传导速度是现有采用发热线的形式的三倍以上，能够更快的制热。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。