专利名称：防止发热装置过热的方法及电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种防止发热装置过热的方法及电路，尤指一种通过预先侦 测微处理器及控温开关的异常状况，以中断加热电路，使发热装置不会产生异常 高温的方法及电路，适用在电热炉、热敷趙等发热装置使用。
背景技术：
请参阅图3所示，其为相当普遍的一种热敷垫结构，主要是在一套袋内装设 一组上、下层迭的导电板A1， 二导电板Al之间夹置复数个陶资电阻A2,再在 二导电板al外包覆软性耐热绝缘胶体A3,以构成热敷片A。所述陶资电阻A2 是为正温度是数(Positive Temperature Coefficient,PTC )组件，当二导电板Al通 电后，由于PTC组件的电阻值会随着温度的上升而产生急遽的变化，当电阻值加 大至使电流无法流通时，即形成断路状态，而达到固定温度的控制。
而如图4所示是为美国第5,861,610号专利案，其在一芯材C的外周缘依序 包覆巻绕加热用的导线Cl、第二绝缘层C2、侦测线C3及第一绝缘层C4，侦测 线C3是为PTC材料(镍合金)所制成。当侦测线C3的温度随着加热导线Cl的温 度上升，或因高温使得侦测线C3的电阻改变，都将经由控制器内的比较电路进 行比对，再以比对结果调整输入导线C1的电流量，以控制发热温度在使用者所 设定的范围内。
由上述二专利核准案可知，目前以电阻线直接发热，利用PTC组件的特性或 以侦测线侦测比对以进行控温的技术已相当普遍，惟上述各种控温方式尚有待改 进的空间
1. 不论是利用PTC组件特性，或利用侦测线侦测比对的方式，以达到控温的 目的，皆需在温度升高的后，才能进行调节，使温度下降而回复正常。然而，当 使用者在使用热敷垫时，短暂的异常高温虽然在控制下不易产生火灾，但却有烫 伤使用者的潜在危险。
2. 上述利用侦测线侦测比对，以达到控温目的的结构中，当控制器损坏，而 无法有效运作时，将使得加热导线不受控制而持续加温，而有发生火灾的危险。
有鉴在此，为了改善上述的缺点，使防止发热装置过热的方法及电路能预先 侦测控温组件的异常状况，中断加热的电路，以使发热装置不会产生异常高温， 以避免发生火灾或烫伤使用者，发明人积多年的经验及不断的研发改进，遂有本 发明的产生。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种防止发热装置过热的方法及电路，通过在 微处理器正常运作时，分别侦测加热电路的触发电路的第二开关及反应触发电路 的第一开关，能预先侦测第一、二开关是否正常运作，并在侦知不正常讯号时， 中断加热动作，以确保使用安全。
本发明的次要目的在提供一种防止发热装置过热的方法及电路，其所设的过 热保护电路连接控温的微处理器，可在微处理器损坏时，使温度保险丝烧毁，而 中止继续加热能预先侦测微处理器的异常状况，使发热装置不会产生异常高温， 以避免发生火灾或烫伤使用者。
为达上述发明的目的，本发明采用的技术方案在于，提供一种防止发热装置 过热的电路，其包括一发热装置、 一加热电路以及一过热保护电路。所述发热装 置的一端连接电源，另端接地。所述加热电路包括一触发电路及一微处理器，所 述触发电路与电源及发热装置连接，而所述微处理器与所述触发电路的一端连接， 供控制电路的导通，对发热装置进行加热。所述过热保护电路包括一反应触发电 路、 一电阻及一温度保险丝，所述温度保险丝是连接在发热装置的一端，所述电 阻的二端分别连接反应触发电路及温度保险丝，所述反应触发电路的另端连接微 处理器，以在微处理器停止讯号输出时，使电源、温度保险丝与电阻形成回路， 加热电阻以使温度保险丝烧毁，而中止继续加热。
实施时，所述加热电路的触发电路包括串联的一电容、 一电阻及一第二开关。
所述第二开关较佳是为一双向闸流体(TRIAC)。
实施时，所迷微处理器是在第二开关短路或微处理器本身损坏时停止讯号输 出至过热保护电路。
实施时，所迷反应触发电路包括相互连接的第一、第二及第三叩n双极晶体 管，第一及第二电阻-电容(RC)电路分别连接在第一、二npn双极晶体管的基 极，所述第一电阻-电容(RC)电路连接微处理器，而所迷三个npn双极晶体管
的射极接地，三个npn双极晶体管的集极连接整流后的电源， 一第一开关分别连 接第三npn双极晶体管的集极及过热保护电路的一电阻。
实施时，所述第一开关较佳是为一双向闸流体(TRIAC)。所述第一开关的 一端并联二电阻，所述二电阻连接微处理器，而第一开关的另端连接过热保护电 路的一电阻。
同时也提供了一种防止发热装置过热的方法，包括下列步骤a.提供一发热 装置，其一端连接电源，另端接地； 一加热电路包括一触发电路及一微处理器， 所述触发电路与电源及发热装置连接，而所述微处理器与所述触发电路的一端连 接，供控制电路的导通，对发热装置进行加热；以及b.提供一过热保护电路，包 括一反应触发电路、 一电阻及一温度保险丝，所述温度保险丝是连接在发热装置 的一端，所述电阻的二端分别连接反应触发电路及温度保险丝，所述反应触发电 路的另端连接微处理器，以在微处理器损坏时，使电源、温度保险丝与电阻形成 回路，加热电阻以使温度保险丝烧毁，而中止继续加热。
实施时，加热电路的触发电路包括串联的一电容、 一电阻及一第二开关。
上述方法更包括一第二开关侦测步骤，是使微处理器停止输出对加热电路的 触发电路的第二开关的控制脉波，通过加热电路的反应，得知触发电路是否维持 在正常状态，使微处理器决定是否中止加热程序。
实施时，所述反应触发电路包括相互连接的第一、第二及第三叩n双极晶体 管，第一及第二电阻-电容(RC)电路分别连接在第一、二叩n双极晶体管的基 极，所述第一电阻-电容(RC)电路连接微处理器，而所述三个叩n双极晶体管 的射极接地，三个npn双极晶体管的集极连接整流后的电源， 一 第 一 开关分别连 接第三npn双极晶体管的集极及过热保护电路的一电阻。所述第一开关的一端分 别连接微处理器及过热保护电路的一电阻。
上述方法更包括一第一开关侦测步骤，是使微处理器停止输出对反应触发电 路及第二开关的控制脉波，通过侦测第一开关与微处理器之间线路的反应，得知 第一开关是否维持在正常状态，使微处理器决定是否中止加热程序。
本发明具有以下的优点
1、 本发明在微处理器正常运作时，通过分别侦测第一、二开关是否正常运作， 可防止不正常的第二开关短路及第一开关不导通状态，以确保使用安全；
2、 本发明可预先侦测到微处理器的异常状况，以中止继续加热，不但可有效
防止火灾的发生，且避免发热装置产生异常高温而烫伤使用者。
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
图1为本发明的实施例的电路图； 图2为本发明的实施例的流程图； 图3为现有热敷垫结构的组合剖面图4为现有美国第5,861,610号专利案的发热线的组合剖面图。 附图标记说明l-防止发热装置过热的电路；2-发热装置；21-电热器；3-加 热电路；31-触发电路；32-微处理器；Tl-第一开关；T2-第二开关；4-过热保护电 路；41-反应触发电路；42-温度保险丝；43-第一RC电路；44-第二RC电路。
具体实施例方式
请参阅图l所示，其为本发明防止发热装置过热的电路1的较佳实施例，包 括一发热装置2、 一加热电路3以及一过热^f呆护电路4。
所述发热装置2主要包括一可产生热量的电热器21，所述发热装置2的一端 连接电源，另端接地。
所述加热电路3包括一触发电路31及一樣i处理器32，所述触发电路31包括 串联的一电容C3、 一电阻R10及一第二开关T2，所述第二开关T2是为一双向闸 流体(TRIAC)。上述第二开关T2的一端接地，另端连接发热装置2及微处理器 32,所述第二开关T2并联二电阻(R6、 R7),而电容C3的一端连接微处理器 32。在微处理器32输出控制讯号时，导通第二开关T2，以形成一回路，使发热 装置2的电热器21发热。所述的触发电路31亦可为包含一继电器的电路(图中 未示)，同样可达到加热发热装置2的效果。
所述过热保护电路4包括一反应触发电路41、一电阻R5及一温度保险丝42, 所述温度保险丝42的一端连接发热装置2,另端连接电源，而电阻R5的二端分 别连接反应触发电路41及温度保险丝42。所述反应触发电路41包括第一、第二 及第三叩n双极晶体管(Ql、 Q2、 Q3),所述第一 npn双极晶体管Ql的基极连 接一第一电阻-电容(RC)电路43，所述RC电路43的电容C1连接微处理器32。 而第一叩n双极晶体管Ql的集极连接一第二RC电路44及第二叩n双极晶体管Q2的基极。所述第二 npn双极晶体管Q2的集极连接一 电阻R3及第三npn双极 晶体管Q3的基极。所述第三npn双极晶体管Q3的集极连接一电阻R4及一双向 闸流体(TRIAC),所述双向闸流体做为第一开关Tl，所述第一开关T1的一端 接地，另端连接过热保护电路4的电阻R5。上述第一、第二及第三叩n双极晶体 管(Ql、 Q2、 Q3)的射极分别接地，所述第二RC电路44的电阻R2及分别连 接第二、三npn双极晶体管(Q2、 Q3 )的集极的二电阻(R3、 R4)同时连接一 整流后的电源(Vcc) ( 5V)。
另，上述第一开关T1的一端除了连接过热保护电路4的电阻R5的外，同时 并联二电阻(R8、 R9)， 一电阻R9连接微处理器32,另一电阻R9接地。
在本实施例中，当所述微处理器32处在正常工作状态时，是发出50~60Hz 频率的控制讯号， 一方面经由触发电路31以使发热装置2的电热器21正常加热， 另一方面经由第一 RC电路43所形成的脉沖，以由第一 npn双极晶体管Ql的基 极控制第一npn双极晶体管Ql的集极及射极是否导通。当微处理器32所发出的 控制讯号经由电容C1输出为High时，第一npn双极晶体管Ql的集极及射极导 通(ON),电流由Vcc流至接地，此时第二RC电路44的电容C2放电，第一 npn双极晶体管Ql的集极电压为Low，使第二叩n双极晶体管Q2的集极及射极 不导通，Vcc ( 5V )的电流经电阻R3流至第三npn双极晶体管Q3的基极，第三 npn双极晶体管Q3的集极及射极导通(ON )，电流由Vcc流至接地，第三npn 双极晶体管Q3的集极电压为Low,使第一开关T1不导通(OFF)。
当微处理器32所发出的控制讯号经由电容C1输出为Low时，第一npn双极 晶体管Ql的集极及射极不导通(OFF),第二RC电路44的电容C2开始充电， 当电容C2充电完成后即可使第二npn双极晶体管Q2导通，但本发明在实施时， 通过加大电容C2值或降低电阻R2阻，以对第二 RC电路44做适当调配，则可 在第二RC电路44的时间常数内，^使电容C2保持在充电状态，来不及充饱；亦 即在连续输入50 60Hz频率的控制讯号时，使进入第二叩n双极晶体管Q2的基 极电压维持低在0.7V以下，而使第二 npn双极晶体管Q2的集极及射极不导通 (OFF),第一开关T1维持在0FF的状态。
当微处理器32正常运作，而侦测到触发电路T2为短路，或微处理器32当 机或损坏时，微处理器32停止50~60Hz频率的控制讯号输出，以控制第一 npn 双极晶体管Ql的基极。此时，输入第一叩n双极晶体管Ql的基极的电压为Low，
使第二 npn双极晶体管Q2的集极及射极不导通(OFF ),第一 叩n双极晶体管 Ql的集极电压为High (5V)，连续对第二RC电路44的电容C2充电，在充饱 后使第二 npn双极晶体管Q2的集极及射极导通(ON)，第二 npn双极晶体管Q2 的集极电压为Low( 0V),使第三npn双极晶体管Q3的集极及射极不导通(OFF), Vcc(5V)的电流经由第三叩n双极晶体管Q3的集极流至第一开关Tl，第一开 关T1导通(ON)，使电阻R5开始发热。当电阻R5的温度高在温度保险丝42 的熔化温度时，温度保险丝42熔化断裂，同时使加热电路3的回路中断，而停止 加热。微处理器32由电源所提供的电流，控制发光二极管或在显示器上显示电路 中断的讯息(图中未示)。
请同时参阅图1、图2所示，本发明防止发热装置过热的方法，主要包括下 列步骤
a. 提供一发热装置2，其一端连接电源，另端接地； 一加热电路3包括一触发 电路31及一微处理器32，所述触发电路31与电源及发热装置2连接，而所述微 处理器32与所述触发电路31的一端连接，供控制电路的导通，对发热装置2进 4亍加热；以及
b. 提供一过热保护电路4，包括一反应触发电路41、 一电阻R5及一温度保险 丝42，所述温度保险丝42与发热装置2连接，所述电阻R5的二端分别连接反应 触发电路41及温度保险丝42,所述反应触发电路41的另端连接微处理器32,以 在微处理器32停止讯号输出时，使电源、温度保险丝42与电阻R5形成回路， 加热电阻R5以使温度保险丝42烧毁，而中止继续加热。
实施时，除了上述侦测微处理器32的方法外，更包括一第二开关T2侦测步 骤，是使微处理器32停止输出对加热电路3的触发电路31的第二开关T2的控 制脉波，即令第二开关T2为断路(OFF)的状态，微处理器32侦测到触发电路 31 —端的正常状态为High,此时若微处理器32侦测到触发电路31 —端为Low， 即可得知触发电路T2为短路，微处理器32停止50 60Hz频率的控制讯号，中止 加热程序，以避免发热装置2持续加热，而产生异常的高温。
再者，本发明更包括一第一开关Tl侦测步骤，是使微处理器32停止输出对 反应触发电路41及第二开关T2的控制脉波，同时侦测第一开关Tl与微处理器 32之间线路的电压，此时第一开关正常为ON，第一开关T1与微处理器32之间 线路的电压应显示为Low;第一开关Tl正常为OFF时，第一开关Tl与孩i处理器
32之间线路的电压应显示为High;而若显示为low,则表示第一开关T1损坏， 即为导通(ON)的状态。此时，微处理器32即中止加热程序，以使反应触发电 路41在修复后，以维持正常的功能，通过以随时保持在可侦测微处理器32的工 作状态。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限 制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其 进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种防止发热装置过热的电路，包括，一发热装置，其一端连接电源，另端接地；其特征在于，包括一加热电路，包括一触发电路及一微处理器，所述触发电路与电源及发热装置连接，而所述微处理器与所述触发电路的一端连接；一过热保护电路，包括一反应触发电路、一电阻及一温度保险丝，所述温度保险丝是连接在发热装置的一端，所述电阻的二端分别连接反应触发电路及温度保险丝，所述反应触发电路的另端连接微处理器，以在微处理器停止讯号输出时，使电源、温度保险丝与电阻形成回路。
2. 如权利要求1所述的防止发热装置过热的电路，其特征在于，所述加热电 路的触发电路包括串联的一电容、 一电阻及一第二开关；所述第二开关的一端接 地，另端连接发热装置及微处理器，所述第二开关并联两个电阻。
3. 如权利要求2所述的防止发热装置过热的电路，其特征在于，所述第二开 关为双向闸流体。
4. 如权利要求2所述的防止发热装置过热的电路，其特征在于，所述微处理 器在第二开关短路时停止讯号输出至过热保护电路。
5. 如权利要求1所述的防止发热装置过热的电路，其特征在于，所述微处理 器在损坏时停止讯号输出至过热保护电路。
6. 如权利要求1所述的防止发热装置过热的电路，其特征在于，所述反应触 发电路包括相互连接的第一、第二及第三叩n双极晶体管，第一及第二RC电路 分别连接在第一、二npn双极晶体管的基极，所述第一RC电路连接微处理器， 而所述三个npn双极晶体管的射极接地，三个叩n双极晶体管的集极连接整流后 的电源， 一第一开关分别连接第三npn双极晶体管的集极及过热保护电路的一电 阻；另所述第一开关的一端并联二电阻，所述二电阻连接微处理器。
7. 如权利要求6所述的防止发热装置过热的电路，其特征在于，所述第一开 关为双向闸流体。
8. —种实现权利要求1至7防止发热装置过热的方法，其特征在于，所述方 法包括提供一加热电路，对加热装置进行加热状态控制；提供一过热保护电路连接控温的所述微处理器，当温度过高，微处理器停止 讯号输出时，使所述温度保险丝烧毁，而中止继续加热，至过热保护电路，使发 热装置不会产生异常高温。
9. 如权利要求8所迷的实现权利要求1至7防止发热装置过热电路的方法， 其特征在于，还包括一第二开关侦测步骤，是使微处理器停止输出对加热电路的 触发电路的第二开关的控制脉波，通过加热电路的反应，得知触发电路是否维持 在正常状态，使微处理器决定是否中止加热程序。
10. 如权利要求11所述的实现权利要求1至7防止发热装置过热电路的方法， 其特征在于，还包括一第一开关侦测步骤，是使微处理器停止输出对反应触发电 路及第二开关的控制脉波，通过侦测第一开关与微处理器之间线路的反应，得知 第一开关是否维持在正常状态，使微处理器决定是否中止加热程序。
全文摘要
一种防止发热装置过热的方法及电路，是在一加热电路上设有一触发电路及一微处理器，并使触发电路与电源及发热装置连接，以加热发热装置；上述加热电路连接一温度保险丝、一电阻及一反应触发电路，而反应触发电路的另端连接微处理器，通过以预先侦测微处理器是否有异常状况。以在微处理器损坏时，使电源、温度保险丝与电阻形成回路，加热电阻以使温度保险丝烧毁，中止继续加热；亦可在微处理器正常运作时，侦测加热电路及反应触发电路上的控温开关，以决定是否中断加热电路；从而达到防止火灾的发生，且避免发热装置产生异常高温而烫伤使用者的目的。
文档编号H05B1/02GK101098570SQ20061009070
公开日2008年1月2日 申请日期2006年6月28日 优先权日2006年6月28日
发明者廖广埔 申请人:王清传