智能控温加热器件及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种智能控温加热器件，包括发热单元、温度检测单元、温度控制电路，其中所述温度检测单元直接紧贴设置在发热单元上。发热单元为电热丝，缠绕在一导热单元上，温度检测单元直接设置在导热单元与发热单元之间。导热单元为导热材料制作的导热管，发热丝设置在柔性PCB板上，柔性PCB板紧贴导热管外侧，温度检测单元压铸在PCB板与导热管之间，PCB板外侧再设置绝热封装材料，封装为一体化器件，并设置引出接脚。
【专利说明】
智能控温加热器件及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种控温电加热器件器件，特别涉及一种具有智能控制的高效温度调节加热装置。
[0002]本发明还涉及上述智能控温加热器件的制备方法。
【背景技术】
[0003]电加热装置目前已经成为社会生活各个领域的主要加热装置，从家庭常用的厨具到生产中常用的大型设备，无处不存在电加热装置的身影。
[0004]最近兴起的电子烟产品，也都在使用电加热装置，电子烟是使用一种电加热的雾化器来雾化烟油来满足人们吸烟效果的，因而需要使用一种高效、简单、可靠的电加热装置。具体要求是这种发热装置通电后能够快速发热，而持续上电加热过程中通过控制使被加热元件基本维持所需温度不变，而断电后又能够及时降温，否则很容易使电子烟雾化器因为温度过高而损坏。为了实现上述目的，在电子烟雾化器产业界内，都在探讨一种避免因加热温度难以控制而造成雾化器损坏的有效装置。如电子烟油一般需要280摄氏度左右即可雾化，而在雾化过程中仍需要保持通电加热一定时间，才能保证雾化效果，而目前一般的雾化器是达到280摄氏度左右则停止供电，进而停止发热，造成烟液雾化效果差的缺陷，而如果继续通电则可能升温难以控制，造成加热丝干烧或者烟油烧焦而出现异味。
[0005]虽然目前电子行业产品中完全可以实现加热温度的精确控制，但是在电子烟领域中，由于雾化器体积非常小，而供电电源也使用电池供电，因而实现温度精确控制的话需要比较复杂的电路，目前还难以实现。
[0006]因而，需要一种高效智能控温加热装置来解决上述问题，本发明即从上述问题着手来设计的。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种智能控温加热器件，其具有结构简单、体积小，控温效果好的特点，能够很好的克服上述缺陷。
[0008]本发明的智能控温加热器件，包括发热单元、温度检测单元，其中所述温度检测单元直接紧贴设置在发热单元上。这种设置有利于温度检测单元直接感测发热单元的温度，实现即时控制。
[0009]上述的智能控温加热器件，发热单元为电发热丝，缠绕在一导热单元上，温度检测单元直接设置在导热单元与发热单元之间。
[0010]上述的智能控温加热器件，导热单元为导热材料制作的导热管，电发热丝设置在柔性PCB板上，柔性PCB板紧贴导热管外侧，温度检测单元设置在PCB板与导热管之间。
[0011]上述的智能控温加热器件，导热管内部为受热部位，所述柔性PCB板紧贴设置在导热管外侧，有电发热丝的一面向导热管外侧设置，PCB板外侧再设置绝热封装材料，封装为一体化器件，并设置引出接脚。
[0012]本发明的智能控温加热器件的制造方法，包括以下步骤:
[0013]A:根据受热部位的用途和尺寸选取适合的导热材料制作成管体，管体内部为受热部位；
[0014]B:根据导热材料管体的尺寸选取适合的柔性PCB板，并将PCB板蚀刻成发热丝；
[0015]C:根据加热设定温度的需要选取适合的NTC负温热敏电阻，并将该NTC负温热敏电阻通过压铸工艺压铸在PCB板的发热丝上，形成扁平的贴面，且不与发热丝直接导通；
[0016]D:将上述加工完成的带有NTC负温热敏电阻的PCB板紧贴导热材料管体外壁卷曲设置，并使带有发热丝的一面朝向导热材料管体外壁；
[0017]E:在PCB板外侧设置绝热封装材料，将上述部件封装在一体化的器件内。
[0018]由于本发明将发热丝设置在柔性PCB板上，因而发热单元可以很容易的紧贴导热单元的导热管外壁，使加热效果更好。而设置在PCB板与导热单元之间的测温单元则可以很容易直接的感测导热单元的温度，起到精确控制的作用。
【附图说明】
[0019]图1是本发明的智能控温加热器件的电路原理图；
[0020]图2是本发明的发热单元与温度检测单元结合结构示意图；
[0021]图3是本发明的发热器件的封装结构示意图。
[0022]图中所示:1为导热管；2为发热单元；3温度检测单元；4受热部位；5为柔性PCB板；6为绝热封装外壳；7为发热单元输入接脚；8为温度检测单元采样输出接脚；9为控制端接脚。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和具体实施例对本发明进行具体说明，附图和实施例仅用于说明，不用于限定保护范围。
[0024]如图1所示，本发明的智能控温加热器件的电路图，本智能器件包括导热单元1、发热单元2和温度检测单元3。其中发热单元2为电发热丝，导热单元I为导热材料制作的导热管，如导热陶瓷管等；温度检测单元3设置在发热单元2与导热单元I之间。
[0025]本器件使用电路中包含两个电路回路，为加热回路和控制回路。
[0026]Vout为发热单元I的供电输出电压，经过发热单元2后连接温度控制电路，然后与电源形成发热回路。在发热回路中设置温度控制电路，进而可以使供电输出电压输出到发热单元2的电流可控，进而实现功率可控，温度可控。该发热单元2即为发热丝。
[0027]Ro为温度检测匹配电阻，温度检测单元3为负温热敏电阻NTC，Vsense为温度检测采样电压，即温度检测单元3两端的电压，以此电压的变化表示出感测温度的变化，形成对应关系，来感测温度。并与基准电压Vref形成测温回路，在实际使用时测温基准电压Vref的电压源与加热回路电压源可以使用同一电源。
[0028]采样电压信号Vsense输送至温度控制电路，温度控制电路可以使用单片机芯片，连接到测温回路中，同时温度控制电路的控制端连接到发热回路中，用以控制发热回路中的加热电流。
[0029]图1中虽然未表示出温度控制电路及其结构，根据目前公知技术来看，相对简单的多，比如使用Pic系列单片机或ARM微控制器芯片，均可以实现上述功能。在接收采样电压的控制后即可将控制端接入发热回路来控制加热电流，本领域技术人员均可直接实现，具体结构在此不再详述。
[0030]本器件电路的工作原理是:当输出允许时，则发热单元2产生功率输出同时发热升温，测温单元3通过当前采样电压Vsense即时得出发热单元2的温度Tl，同样可靠工作，以此类推可得出不同阶段温度Τη。若持续或增大功率输出，则发热单元2温度升高，此时温度检测单元3通过当前采样电压Vsense即时得出发热单元2的温度Τχ，若Tx高于系统温度保护点，则温度检测单元3通过采样电压输送到温度控制电路单片机芯片，进而调节流经发热单元2的电流减小输出功率，降低温度，从而达到安全可靠控制发热单元2的发热温度，使其可靠工作在安全状态。
[0031]结合图2、图3，本发明的导热单元I为一管体形状，其内侧为受热部位4，发热单元2的发热丝为设置在柔性PCB板5上的电热丝，如图2中所示的，本发明的温度检测单元3件为NTC器件，为负温热敏电阻，采用压铸技术将其贴压在柔性PCB板5上的电热丝附近，紧贴电热丝并严格与发热单元绝缘。如图2所示的是压铸在电热丝上，但是并不直接与发热丝直接导通，这样将温度检测单元3与发热单元2集成独立成型，其中压铸部分形成平整表贴面，温度检测单元3保证可靠同时与加热丝本体绝缘。
[0032]如图3所示，将本发明的带有发热单元2的PCB板5压铸温度检测单元3以后，将设有发热丝的一面紧贴设置在导热单元管体I外壁。接着在PCB板5的外侧封装绝热外壳6，将上述电路中发热单元2和温度检测单元3全部部件封装起来，形成一个集成器件。这样只有加热输入接脚7、温度检测单元采样输出接脚8和输出回路接脚9露出在外。这一器件可以直接连接到控温加热电路中，实现控温加热功能。
[0033]在制备本发明的智能控温加热器件时
[0034]首先根据受热部位的用途和尺寸选取适合的导热材料制作成管体，管体内部为受热部位。比如电子烟使用的电子烟雾化器，根据电子烟的需求，选用导热陶瓷管作为导热材料管体，确定管体的内外直径和长度，其中的管体内部为雾化烟油的受热部位。
[0035]接着根据导热材料管体的尺寸选取适合的柔性PCB板，并将PCB板蚀刻成发热丝。这种柔性PCB板可以弯曲，PCB板的宽度与导热材料管体的长度相当，而PCB板的长度则与导热材料管的外周长等长为宜，以便于柔性PCB板的紧贴设置。柔性PCB板上这是发热丝，可以是直接再PCB板上经过蚀刻形成的发热丝，也可以是敷设在PCB板上并压铸在PCB板上的发热丝。
[0036]根据加热设定温度的需要选取适合的NTC负温热敏电阻，并将该NTC负温热敏电阻通过压铸工艺压铸在PCB板的发热丝上，形成扁平的贴面，且不与发热丝直接导通。
[0037]将上述加工完成的带有NTC负温热敏电阻的PCB板紧贴导热材料管体外壁卷曲设置，并使带有发热丝的一面朝向导热材料管体外壁。这样可以保证发热丝直接缠绕导热管，增加加热效果和控制效果。
[0038]在PCB板外侧设置绝热封装材料，将上述部件封装在一体化的器件内。这样做的目的是可以进一步保证发热丝的热量不易散发，保证热效率，加工成一个整体器件时，体积小、结构简单，可以直接使用在电子烟的雾化器上。
[0039]本发明的器件在使用时，将加热输入接脚7连接加热电源一端，输出回路接脚9连接温度控制电路的控制端后再连接到加热电源的另一端，形成加热回路。而温度检测回路的电源输入端通过匹配电阻后连接温度检测单元3，然后从输出回路接脚9引出，并通过位于匹配电阻与温度检测单元3之间采样点采样，采样电压输入温度控制电路的芯片中，用于控制加热回路中的加热电流，进而控制加热温度。
[0040]使用在电子烟领域的雾化器中时，可以把本控温加热器件的受热部位作为雾化部位，在电子烟电路中按照上述连接方式，增加一个控制芯片和匹配电阻便可以实现。进而可以做到体积小、结构简单，而且控温加热效果很好。
[0041]上述本发明的为具体实施例，虽然使用在电子烟产品上较为适宜，但是如果利用此结构达到可本发明目的的其它领域的应用，也应属于本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种智能控温加热器件，包括发热单元、温度检测单元，其特征在于:所述温度检测单元直接紧贴设置在发热单元上。2.根据权利要求1所述的智能控温加热器件，其特征在于:所述发热单元为电发热丝，缠绕在一导热单元上，温度检测单元直接设置在导热单元与发热单元之间。3.根据权利要求2所述的智能控温加热器件，其特征在于:所述导热单元为导热材料制作的导热管，发热丝设置在柔性PCB板上，温度检测单元设置在PCB板与导热管体之间。4.根据权利要求3所述的智能控温加热器件，其特征在于:所述导热管内部为受热部位，所述柔性PCB板紧贴在导热管外侧设置，PCB板上的电发热丝面向导热管外侧设置，PCB板外侧再设置绝热封装材料，封装为一体化器件，并设置引出接脚。5.一种如权利要求4所述的智能控温加热器件的制造方法，其特征在于包括以下步骤: A:根据受热部位的用途和尺寸选取适合的导热材料制作成管体，管体内部为受热部位； B:根据导热材料管体的尺寸选取适合的柔性PCB板，并将PCB板蚀刻成发热丝； C:根据加热设定温度的需要选取适合的NTC负温热敏电阻，并将该NTC负温热敏电阻通过压铸工艺压铸在PCB板的发热丝上，形成扁平的贴面，且不与发热丝直接导通； D:将上述加工完成的带有NTC负温热敏电阻的PCB板紧贴导热材料管体外壁卷曲设置，并使带有发热丝的一面朝向导热材料管体外壁； E:在PCB板外侧设置绝热封装材料，将上述部件封装在一体化的器件内。
【文档编号】H05B3/42GK105848317SQ201510016149
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年1月13日
【发明人】彭争战
【申请人】深圳市新宜康科技有限公司