专利名称：家用柔性电加热器的安全温度控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型与采用双层(或三层)螺旋电热线的家用柔性电加热器安全温度控制装置有关。
背景技术：
在现有技术中，对家用柔性电加热器具的工作温度的控制多采用两种方式。一种是开环控制方式，如两档或多档调温开关。由于调温开关没有设置温度传感元件，不能检测家用柔性电加热器具实际已达到的温度值，因而不能将最大温升可靠地控制在一个预期的安全工作温度以下，以致安全隐患严重，不能满足国家标准《GB17652-1998电热毯、电热垫和家用类似柔性发热器具》的要求。另一种是闭环控制方式，如模似控温开关(ZL98229600.2)。适用于采用双层螺旋发热线的家用柔性电加热器具。它是将双层螺旋线中的一根螺旋线用作电加热器，另一根与其平行绕制且与其绝缘的螺旋线用作温度传感器，一般称为感温线。它采集感温线电阻值的变量，用模拟电压比较器方式实现温度设定和控制。但是，目前国产双层螺旋线构件中，感温线的电阻值离散性很大，致使每件家用柔性电加热器具的“温阻基准”都可能不一样。生产中对每件产品进行相对准确的温度标定(即调试)是非常困难的。致使产品之间控温结果差异很大，其安全工作温度的控制也就不一致和不准确。而且，生产成本较高。
实用新型的内容本实用新型的目的是提供一种结构简单，成本低廉，控制精度高，能可靠地实现安全工作温度闭环控制的家用柔性电加热器安全温度控制装置。
本实用新型是这样实现的本实用新型家用柔性电加热器的安全温度控制装置，包括与两层螺旋线(H、S)连接的端口，螺旋电热线(H)与交流电源两端连接并与控制电路的输出连接，螺旋感温线(S)与电热线(H)平行绕制且与电热线(H)绝缘，感温线(S)与控制电路的输入连接，感温线(S)两端短接于控制电路的输入端口，再通过降压整流电路后接三极管(VT)的基极(b)，控制电路由三极管(VT)和可控硅(VS)组成，三极管(VT)的集电极(c)接可控硅(VS)的控制极(g)，可控硅(VS)的正极(a)接电热线(H)的一端，负极(K)接三极管(VT)的发射极和交流电源的一端，有二极管(D7)反向并联于可控硅(VS)的a、k端。
电热线(H)的另一端一路直接接开关(K)的高端，另一路通过二极管(D1)接开关(K)的低端，开关(K)的另一端接电源。
所说的降压整流电路由并联的电阻(R1，R2)与二极管(D3)串联构成，二极管(D3)的负极接晶体管(VT)的基极。
二极管(D6)的正极接二极管(D1)的负极，(D6)的负极经分压电阻(R3，R4)接可控硅(VS)的负极，可控硅(VS)的控制端(g)经双向二极管(DB)接于分压电阻(R3，R4)。
开关(K)的一端通过热熔断器(RH)接电源，热熔断器(RH)位于电阻(R1，R2)之间并与之并排紧靠在一起，二极管(D3)的正极通过二极(D2)接二极管(D1)正极，二极管(D3)的负极经串联的二极管(D4，D5)接开关(K)的另一端。
本实用新型将双层螺旋线构件中两层金属螺旋线，即内层的电热线(H)和外层的感温线(S)之间的绝缘层的阻抗值作为温度检测量值，感温线(S)不再用作温度传感元件，仅作为构成阻抗的电极和导体使用。在本实用新型的电路结构中，将感温线(S)两端短接，再通过电阻(R1∥R2)和整流二极管(D3)的串联电路连接到三极管(VT)的基极(b)，三极管(VT)的集电极(c)和发射极(e)与可控硅(VS)的控制极(g)和阴极(k)并联，可控硅(VS)串联在电热线(H)主回路中。当电源电压由本实用新型施加於电热线(H)时，电热线(H)温度逐渐上升，绝缘层阻抗值逐渐减小，电热线(H)上的电势通过这个变化的阻抗由上述电路加於三极管(VT)的基极(b)的电压逐渐增大，当三极管(VT)导通时，可控硅(VS)被关断，电热线(H)加热温升被限制，这样实现了安全工作温度闭环控制。
本实用新型因为采集双层螺旋线构件中，两层金属螺旋线之间的绝缘层的阻抗变量作为温度传感信号，绝缘层的阻抗是由高分子绝缘材料的物理特征和双层螺旋线几体形状结构所确定的，随温度变化的交流阻抗变量稳定。所以，容易实现对加热线安全工作温度的控制，而且电路结构特别简单可靠。
本实用新型因为将双层螺旋线构件中的感温线(S)不再用作温度传感元件，仅作为电极和导体使用。所以，感温线(S)的温阻误差不再影响控制精度。
图1为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
本实用新型壳体上有一输入端口接感温线S的两端，有一输出端口接电源开关K和电热线H一端，有一输出端口接电热线H的另一端，另有一端口接电源开关K的另一端。
附图1中，标示出了由限流电阻R1和电阻R2、整流二极管D3、限幅二极管D4和二极管D5、电容C、三极管VT、可控硅VS、二极管D7、双向二极管DB、分压电阻R3和电阻R4、整流二极管D6、电阻R5、发光二极管LED、整流二极管D1、整流二极管D2、热熔断器RH、电源开关K、以及感温线S和电热线H所构成的电路的连接关系。
在此电路结构中，加热主回路由电源开关K、整流二极管D1、可控硅VS、与可控硅VS反向并联二极管D7和电热线H组成。当开关K闭合於(高)档位时，交流电压经可控硅VS和二极管D7加於电热线H两端，电热线H以100％功率加热升温。此时，可控硅VS的关断和导通可以控制电路H功率在50％和100％之间改变。当开关K闭合於低档位时，交流电压的一个半波被二极管D1阻断，另一个半波经可控硅VS施加於电热线H，电热线H以50％的功率加热升温。此时，可控硅VS的关断和导通可以控制电热线H功率在0和50％之间改变。安全工作温度控制和传感信号采集回路由两端短接的感温线S、并联的电阻R1和电阻R2、二极管D3、电容C，以及三极管VT组成。三极管VT的集电极c和发射极e与可控硅VS的控制极g和阴极k并联。当电热线H通电时，感温线S上即有电势经并联的电阻R1和R2限流降压后，再经二极管D3整流后加于三极管VT的基极b。感温线S上的电势随发热线H的温度上升而增大，至三极管VT导通过可控硅VS被关断，电热线H的温升被限制。调整电阻R1和R2并联阻值的大小，即可限制电热线H的最高温升。电容C的作用是稳定三极管VT的工作状态。可控硅VS触发回路由二极管D6、电阻R3、电阻R4和双向二极管DB组成。交流电压经二极管D6整流后加于电阻R3和R4的串联回路上，当R3和R4的分压达到双向二极管DB的转折电压时，可控硅VS被触发，调节电阻R3的大小，可以改变可控硅VS导通角实现温度调节。热熔断器RH是非常工作保护元件，在安装位置上放在电阻R1和R2中间与之并排紧靠在一起，在电热线H和感温线S之间的绝缘被损坏时有电流流过R1和R2，经二极管D1、D2构成回路，或经二极管D3、D4、D5构成回路。电阻R1和R2温度迅速上升将热熔断器RH熔断，实现了断电保护。电阻R5串联发光二极管LED作为电源指示。
权利要求1.家用柔性电加热器的安全温度控制装置，包括与两层螺旋线(H、S)连接的端口，螺旋电热线(H)与交流电源两端连接并与控制电路的输出连接，螺旋感温线(S)与电热线(H)平行绕制且与电热线(H)绝缘，感温线(S)与控制电路的输入连接，其特征在于感温线(S)两端短接于控制电路的输入端口，再通过降压整流电路后接三极管(VT)的基极(b)，控制电路由三极管(VT)和可控硅(VS)组成，三极管(VT)的集电极(c)接可控硅(VS)的控制极(g)，可控硅(VS)的正极(a)接电热线(H)的一端，负极(K)接三极管(VT)的发射极和交流电源的一端，有二极管(D7)反向并联于可控硅(VS)的a、k端。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于电热线(H)的另一端一路直接接开关(K)的高端，另一路通过二极管(D1)接开关(K)的低端，开关(K)的另一端接电源。
3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于所说的降压整流电路由并联的电阻(R1，R2)与二极管(D3)串联构成，二极管(D3)的负极接晶体管(VT)的基极。
4.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于二极管(D6)的正极接二极管(D1)的负极，(D6)的负极经分压电阻(R3，R4)接可控硅(VS)的负极，可控硅(VS)的控制端(g)经双向二极管(DB)接于分压电阻(R3，R4)。
5.根据权利要求1或3所述的控制装置，其特征在于开关(K)的一端通过热熔断器(RH)接电源，热熔断器(RH)位于电阻(R1，R2)之间并与之并排紧靠在一起，二极管(D3)的正极通过二极(D2)接二极管(D1)正极，二极管(D3)的负极经串联的二极管(D4，D5)接开关(K)的另一端。
专利摘要本实用新型为家用柔性电加热器的安全温度控制装置，包括与两层螺旋线(H、S)连接的端口，螺旋电热线(H)与交流电源两端连接并与控制电路的输出连接，螺旋感温线(S)与电热线(H)平行绕制且与电热线(H)绝缘，感温线(S)与控制电路的输入连接，感温线(S)两端短接并与控制电路的输出连接，再通过降压整流电路后接三极管(VT)的基极(b)，控制电路由三极管(VT)和可控硅(VS)组成，三极管(VT)的集电极(c)接可控硅(VS)的控制极(g)，可控硅(VS)的正极(a)接电热线(H)的一端，负极(K)接三极管(VT)的发射极和交流电源的一端，有二极管(D7)反向并联于可控硅(VS)的a、k端。
文档编号H05B3/00GK2636569SQ0324964
公开日2004年8月25日 申请日期2003年7月24日 优先权日2003年7月24日
发明者张晓帆, 梁冰, 赖长东, 巫松波 申请人:成都彩虹电器(集团)股份有限公司