CN101212847B - 加热控制电路及加热电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种加热控制电路，包括串联在加热电路中的继电器；所述加热控制电路还包括用于调整所述加热电路加热功率的控制单元；所述控制单元与所述继电器相连。本发明提供一种加热控制电路，可以提供均匀的加热过程，保护继电器不受损伤。本发明还提供一种加热控制电路，可以获得均匀的加热过程，能够调整加热电路的加热功率。本发明还提供一种加热电器，能够提供均匀的加热过程，保护继电器不受损伤。本发明还提供另一种加热电器，可以获得均匀的加热过程，能够调整加热电路的加热功率。

Description

加热控制电路及加热电器

技术领域

本发明涉及加热电器领域，特别涉及加热控制电路，以及加热电器。

背景技术

目前，干衣机、热水器、电烤炉等加热电器，一般是通过对加热丝进行电加热实现加热功能。现有加热电器通常的控制电路如图1所示。

现有加热电器的控制电路，通常是利用继电器的动作进行加热过程控制的。单纯采用继电器进行加热功率的控制，容易导致加热过程不均匀。由于继电器吸合时加热电路全功率加热，热量大；但继电器断开时又完全不加热。除全功率加热外，根本无法获得均匀的加热过程。

如果加热电器需要变化加热功率，通常采用的方法是通过两根加热丝配合加热，或者通过继电器的间断动作来完成加热功率的调整。如果通过继电器频繁的快速的通断来实现基本均匀的加热，但由于继电器动作次数有限，所以继电器会很快损坏。同时，由于继电器的间断动作是在带电情况下运行，继电器触点会出现打火现象。这样会造成继电器触点的烧蚀，导致继电器很快的损坏。

因此，在采用继电器控制加热电路时，如何获得可以调整的均匀的加热过程，如何保护继电器不受损伤，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明目的是提供一种加热控制电路和加热电器，能够保证加热的均匀性，能够保护继电器不受损伤，延长继电器使用寿命。

本发明另一目的是提供一种加热控制电路和加热电器，可以省掉继电器，并且也能够调整加热电路的加热功率，提供均匀的加热过程。

具体说，本发明提供一种加热控制电路，包括串联在加热电路中的继电器；所述加热控制电路还包括用于调整所述加热电路加热功率的控制单元；所述控制单元与所述继电器相连。

所述控制单元包括控制信号接收单元和控制子单元。

所述控制信号接收单元，用于接收外界的第一控制信号，控制所述继电器的闭合和断开；接收外界的第二控制信号，通过所述控制子单元调整所述加热电路的加热功率。

所述控制子单元，用于根据所述控制信号接收单元接收的第二控制信号，调整所述加热电路的加热功率。

所述控制单元为串联在所述加热电路中用于接收所述第二控制信号，并且负责调整所述加热电路加热功率的可控硅电路。

所述第二控制信号用于控制可控硅的导通角，实现所述加热电路的加热功率调整。

所述第二控制信号通过光耦可控硅隔离方式控制所述控制单元。

所述第二控制信号为根据交流过零信号进行控制的脉冲信号。

本发明还提供一种加热电器，包括加热控制电路；所述加热控制电路包括串联在加热电路中用于调整所述加热电路加热功率的继电器；所述控制单元与所述继电器相连。

本发明还提供一种加热控制电路，包括串联在加热电路中用于接收第二控制信号，并且负责调整所述电路加热功率的控制单元。

所述控制单元包括用于接收所述第二控制信号，并且负责调整所述加热电路加热功率的可控硅电路。

所述第二控制信号用于控制可控硅的导通角，实现所述加热电路的功率调整。

所述第二控制信号经光耦可控硅隔离方式控制所述可控硅电路。

本发明还提供一种加热电器，包括加热控制电路；所述加热控制电路包括串联在加热电路中用于接收第二控制信号，并且负责调整所述电路加热功率的控制单元。

与上述背景技术相比，由于本发明加热控制电路包括串联在加热电路中的继电器和控制单元，所述控制单元可以根据控制信号调整所述加热电路的加热功率，实现所述加热电路的功率调整。同时由于所述继电器动作是在所述控制单元截止后进行的，所述继电器动作时没有电流流过，所以继电器触点不会因打火而烧蚀。通过所述控制单元调整加热电路功率，减少了继电器动作的次数，延长了继电器的使用寿命。同时所述控制单元能够进行均匀的功率调整，可以获得均匀的加热过程。

本发明另一种加热控制电路，采用控制单元串联在加热电路中，在保护措施比较高的情况下使用，去掉了现有电路中的继电器，也可以调整所述加热电路的加热功率，降低了电路的成本。

附图说明

图1为现有技术加热控制电路图；

图2为本发明第一种实施方式电路图；

图3为本发明第二种实施方式电路图；

图4本发明可控硅导通与交流电关系图；

图5为本发明第三种实施方式电路图；

图6为本发明第四种实施方式电路图。

具体实施方式

本发明提供一种加热控制电路，能够保证加热的均匀性，可以保护继电器不受损伤，延长继电器的使用寿命。

本发明一种加热控制电路，包括串联在加热电路中的继电器以及控制单元。所述控制单元用于调整所述加热电路的加热功率。

所述控制单元包括控制信号接收单元和控制子单元。

所述控制信号接收单元，接收外界的第一控制信号，发送到所述继电器；所述继电器根据所述第一控制信号进行闭合和断开；接收外界的第二控制信号，发送到所述控制子单元。

所述控制子单元，根据所述控制信号接收单元接收的第二控制信号，调整所述加热电路的加热功率。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参见图2，该图为本发明第一种实施方式电路图。

本发明加热控制电路第一种实施方式，所述加热控制电路的供电电路为共火线结构，即VDD与火线经过L1连接。

当需要为加热电路进行加热，即需要对加热丝R1进行加热时，继电器K1接收第一控制信号，第一控制信号控制继电器K1吸合。此时，接通电路准备加热电热丝R1。

第二控制信号控制可控硅的动作，由于加在双向可控硅控制极G1上的触发脉冲的大小或时间改变，可以使双向可控硅导通电流随之改变。可控硅接收第二控制信号，根据过零信号获得的脉冲控制信号，可以控制双向可控硅在规定的时刻导通，从而控制加热电路的加热功率。

当需要调节加热功率时，第二控制信号通过放大电路发送到双向可控硅的控制极G1，第二控制信号通过控制双向可控硅的导通角，就可以实现功率的连续调整，这样加热过程均匀，且加热功率连续可调。

第二控制信号控制双向可控硅的导通角，具体控制过程如下：

通过获取交流电源的电压过零点，让双向可控硅在过零点后不同时刻导通，到下次过零点时截止。即控制导通角，这样就使得加热器通电功率连续可调。

当加热功率有具体要求时，可以根据需要加热的功率要求，计算出双向可控硅导通角，即确定双向可控硅应该在过零后什么时刻导通。然后控制双向可控硅按照该计算时刻导通，并控制双向可控硅在过零点截止。重新计时，到达导通点再导通，如此反复。可控硅每秒可以动作上百次，因此加热过程均匀。这样就实现加热电器的加热功率控制，使得加热更均匀，避免了继电器控制加热电路时加热不均匀的现象。

当需要停止加热时，撤销第二控制信号，可控硅截止。然后撤销第一控制信号，控制继电器K1断开。

本发明所述电路，在继电器后面串接一可控硅电路，由于可控硅为无触点的半导体部件，所以可控硅可以实现快速通断，从而实现加热过程的均匀性。同时在继电器动作时，控制可控硅断开，此时加热回路断开，继电器动作时无电流，所以触点不会烧蚀。可控硅控制时可以根据交流电压过零点进行控制。根据加热功率要求，计算出可控硅在过零点后多长时间开始导通。这样在交流电压过零点处开始计时，计时到达则控制可控硅导通。直到新的过零点，控制可控硅截止。重新计时，到达导通时刻再导通，如此反复。可控硅每秒可以动作上百次，因此加热过程均匀。

控制电路中串联继电器K1，是为了保证加热丝R1的彻底断电，保证安全。由于在继电器K1动作时，控制可控硅先断开，此时加热回路断开，继电器K1动作时无电流，所以继电器K1的触点不会烧蚀。因此延长了继电器K1的使用寿命。

参见图3，该图为本发明第二种实施方式电路图。

图3电路为光耦可控硅隔离方式驱动双向可控硅。所述加热控制电路的供电电路与火线或零线隔离。

当需要对加热电路进行加热，即需要对加热丝R1进行加热时，继电器接收第一控制信号，第一控制信号控制继电器K1吸合。此时接通电路准备加热电热丝R1。

当需要调节加热功率时，第二控制信号通过光耦可控硅隔离方式传送到双向可控硅的控制极G2，第二控制信号控制双向可控硅的导通角，就可以实现功率的连续调整，这样加热过程均匀，且加热功率连续可调。

第二控制信号控制双向可控硅的导通角，具体控制过程如下：

通过获取交流电源的电压过零点，让双向可控硅在过零点后不同时刻导通，到下次过零点时截止。即控制双向可控硅的导通角，这样就使得加热器通电功率连续可调。

根据需要加热的功率要求，计算出双向可控硅导通角，即确定双向可控硅应该在过零后什么时刻导通。然后控制双向可控硅按照该计算时刻导通，并控制双向可控硅在过零点截止。重新计时，到达导通点再导通，如此反复。可控硅每秒可以动作上百次，因此加热过程均匀。

这样就实现了加热器的加热功率控制，使得加热更均匀，避免了继电器控制加热电路时加热不均匀的现象。

当需要停止加热时，第二控制信号撤销，使可控硅断开，再撤销第一控制信号，控制继电器K1断开。

参见图4，该图本发明可控硅导通与交流电关系图。

从图4中可以看出，经过可控硅的导通角的控制，作用在加热电器上的电源功率发生了变化。

交流电源的电压过零点获取电路为常见电路，具体不再详述。

根据需要加热的功率要求，计算出双向可控硅导通角，即确定双向可控硅应该在过零后什么时刻导通。

当需要调解加热的功率时，可以通过获取交流电源的电压过零点，让双向可控硅在过零点后不同时刻导通，到下次过零点时截止。即控制双向可控硅的导通角，这样就使得加热器通电功率连续可调。

由于可控硅可能会损坏，所以本发明给出一种处理方式。

由于加热电器都具有温度传感器，可以利用温度传感器定期测量温度。

当开始加热时，通过温度传感器测量当前被测温度，此温度设定为第一温度。控制双向可控硅的导通角，以较小的预定功率进行加热，加热第一预定时间后，利用温度传感器测量当前被测温度，此时温度设定为第二温度。

判断第二温度和第一温度之间的变化量，判断该变化量是否大于预定值。如果大于预定值，表明该双向可控硅短路，控制继电器临时控制加热电路，待完成此次加热过程后，报警通知用户。

如果第二温度和第一温度之间的变化量小于预定值，根据加热功率计算出双向可控硅的导通时刻，即计算出双向可控硅导通角。然后控制双向可控硅按照该时刻导通，并控制双向可控硅在过零点截止。如此循环，直至撤销驱动信号，通过温度传感器测量当前被测温度，此时温度设定为第三温度。

判断第三温度和第二温度之间的变化量是否等于0。若第三温度等于第二温度，累计第三温度等于第二温度的时间，判断是否超过第一预定时间，若超过第一预定时间，则控制报警。

加热时如果温度没有变化，表示可能加热丝损坏或可控硅损坏，此时控制直接报警。

若第三温度和第二温度之间的变化量不等于0，判断是否达到预设的加热时间，若达到预设的加热时间，执行其他控制操作。

若没有达到预设的加热时间，则重新进入控制循环。根据加热功率要求，计算出双向可控硅的导通时刻，即计算出双向可控硅导通角。然后控制双向可控硅按照该时刻导通，并控制双向可控硅在过零点截止。

本发明还提供一种加热电器，包括加热控制电路。所述加热控制电路包括串联在加热电路中的继电器，以及控制单元。所述控制单元与所述继电器相连，用于调整所述加热电路的加热功率。

本发明加热电器一种实施方式，包括图2或图3所示的加热控制电路。

本发明加热电器的加热控制电路，在继电器后面串接一可控硅电路，由于可控硅为无触点的半导体部件，所以可控硅可以实现快速通断，从而实现加热过程的均匀性。同时在继电器K1动作时，控制可控硅断开，此时加热回路断开，继电器动作时无电流，所以继电器K1触点不会烧蚀。

本发明还提供一种加热控制电路，可以在采取了比较高的保护措施的加热电路中实现加热控制，能够调整加热电路的加热功率，提供均匀的加热过程。

参见图5和图6；图5为本发明第三种实施方式电路图；图6为本发明第四种实施方式电路图。

图5所示电路相对于图3所示电路，去掉了继电器K1。

具体工作过程和工作过程与图3所示电路相似，具体为：

当需要对加热电路进行加热，接通电路准备加热电热丝R1。

当需要调节加热功率时，第二控制信号通过光耦可控硅隔离方式传送到双向可控硅的控制极G2，第二控制信号控制双向可控硅的导通角，就可以实现功率的连续调整，这样加热过程均匀，且加热功率连续可调。

第二控制信号控制双向可控硅的导通角，具体控制过程如下：

通过获取交流电源的电压过零点，让双向可控硅在过零点后不同时刻导通，到下次过零点时截止。即控制双向可控硅的导通角，这样就使得加热电器的加热功率连续可调。

根据需要加热的功率要求，计算出双向可控硅导通角，即确定双向可控硅应该在过零后什么时刻导通。

控制双向可控硅按照该计算时刻导通，并控制双向可控硅在过零点截止。

重新计时，到达导通点再导通，如此反复。

可控硅每秒可以动作上百次，因此加热过程均匀。

这样就实现了加热电器的加热功率控制，使得加热更均匀，避免了采用现有加热控制电路时加热不均匀现象的发生。

当需要停止加热时，第二控制信号撤销，使可控硅断开，断开加热电路。

本电路在保护措施比较高的情况下使用，由于去掉了继电器，节约成本。

图6所示电路，相对于图2所示电路去掉了继电器K1。

图6所示电路具体工作过程如下：

当需要为加热电路进行加热，接通电路准备加热电热丝R1。

可控硅接收第二控制信号，根据过零信号获得的脉冲控制信号，可以控制双向可控硅在规定的时刻导通，从而控制加热电路的加热功率。

当需要调节加热功率时，第二控制信号通过放大电路发送到双向可控硅的控制极G1，第二控制信号通过控制双向可控硅的导通角，就可以实现功率的连续调整，这样加热过程均匀，且加热功率连续可调。

第二控制信号控制双向可控硅的导通角的具体控制过程，上文已详细描述，在此不再赘述。

当需要停止加热时，撤销第二控制信号，可控硅截止，断开加热电路。

本发明另一种加热控制电路，在保护措施比较高的情况下使用，采用控制单元串联在加热电路中，去掉了现有电路中的继电器，也可以调整所述加热电路的加热功率，提供均匀的加热过程。

本发明还提供一种加热电器，包括加热控制电路；所述加热控制电路包括串联在加热电路中的控制单元。所述控制单元用于接收第二控制信号，调整所述电路的加热功率。

本发明加热电器另一种实施方式，包括图5或图6所示的加热控制电路。

本发明加热电器的控制电路，采用控制单元串联在加热电路中，去掉了现有加热控制电路中的继电器。本发明加热电器同样能够调整加热电路的加热功率，能够提供均匀的加热过程。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种加热控制电路，包括串联在加热电路中的继电器；其特征在于，所述加热控制电路还包括用于调整所述加热电路加热功率的控制单元；所述控制单元与所述继电器相连；

所述控制单元包括控制信号接收单元和控制子单元；

所述控制信号接收单元，用于接收外界的第一控制信号，控制所述继电器的闭合和断开；接收外界的第二控制信号，通过所述控制子单元调整所述加热电路的加热功率；

所述控制子单元为可控硅电路，用于根据所述控制信号接收单元接收的第二控制信号，调整所述加热电路的加热功率；

通过温度传感器测得开始加热时的温度为第一温度；控制所述可控硅电路中的可控硅的导通角，以预定功率进行加热，加热第一预定时间后通过温度传感器测得的温度为第二温度；

通过判断第二温度和第一温度之间的变化量是否大于预定值，如果大于预定值，则确定所述可控硅短路；

如果第二温度和第一温度之间的变化量小于所述预定值，根据加热功率计算出所述可控硅的导通时刻，控制可控硅按照所述导通时刻导通，在过零点截止；如此循环，直至撤销所述第二控制信号，通过温度传感器测量当前被测温度，此时温度设定为第三温度；

判断第三温度和第二温度之间的变化量是否等于0；若第三温度等于第二温度，累计第三温度等于第二温度的时间，判断是否超过第一预定时间，若超过第一预定时间，则控制报警；

当需要停止加热时，所述第二控制信号撤销，所述可控硅断开，再撤销所述第一控制信号，控制所述继电器断开。

2.根据权利要求1所述的加热控制电路，其特征在于，所述第二控制信号用于控制可控硅的导通角，实现所述加热电路的加热功率调整。

3.根据权利要求2所述的加热控制电路，其特征在于，所述第二控制信号通过光耦可控硅隔离方式控制所述可控硅电路。

4.根据权利要求1至3任一所述加热控制电路，其特征在于，所述第二控制信号为根据交流过零信号进行控制的脉冲信号。

5.一种加热电器，其特征在于，包括如权利要求1所述的加热控制电路。

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