CN101634469B - 一种便携式取暖器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及便携式取暖设备技术领域，特指一种便携式取暖器。本发明所述取暖器增设了微处理器和温度传感器。其中，所述微处理器含有模糊加热控制单元、充电控制单元和电池保护单元，分别用于控制发热元件的发热温度、选择锂电池充电模式以及在电池充放电过程中对电池保护。本发明的优点在于：产品结构紧凑、体积小、重量轻(＜80克)、携带方便、充电时间短(2小时可充满)、加热时间长(电池充满后视环境温度的情况可连续使用3-7小时)、取暖时间可以自由控制等。
Description
技术领域：
本发明涉及便携式取暖设备技术领域，特指一种便携式取暖器。
背景技术：
现有的取暖设备一般是通过接通市电使其电阻丝发热来供暖，这类设备体积较大，而且使用时必须接通市电，因此除了不便于携带外，更由于其发热温度高，可控性差，存在较大的安全隐患，尤其不适合老人和儿童使用。而现有的便携式取暖设备中，热水袋无疑是最常见的，其原理是先通电一定时间加热袋内的水，然后由水作为热源来放热，这种供暖方式初期温度高、后期温度低，无法控制调节，而且在其热量释放完之前放热过程是无法停止的，造成多余的热量白白浪费；再加上电阻丝发热本身效率就较低，因此这种方式非常不节能环保。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有便携式取暖器的上述不足之处，提供一种放热温度可控制的便携式取暖器。
本发明实现其目的采用的技术方案是：一种便携式取暖器，其具有一外壳本体，该取暖器内设有锂电池、发热元件、基电路板，该取暖器内还设有：
检测所述发热元件的发热温度、环境温度以及锂电池本身温度的温度传感器；以及
含有模糊加热控制单元、充电控制单元和电池保护单元，并分别用于控制发热元件的发热温度、选择锂电池充电模式以及在电池充放电过程中对电池保护的微处理器。
其中，所述锂电池作为取暖器的能量供给；所述发热元件作为取暖器的发热源；所述基电路板用于布设取暖器基本电路。
具体而言，所述模糊加热控制单元具有加热驱动电路，且所述模糊加热控制单元的控制程序包括如下步骤：
a.对需要控制的量模糊化：将温度传感器所检测的环境温度、发热元件温度进行模糊化处理，转换成模糊数据子集；
b.微处理器进行模糊推理：微处理器将模糊数据子集中的数据与存于微处理器中的数据库进行比较、推理，获得在对应的环境温度、发热元件温度下应该采用的加热方式；
c.将模糊推理结果去模糊化处理：微处理器对推导出来的模糊加热方式去模糊化，转换为对应的控制信息，发送到加热驱动部分控制发热元件的加热，从而获得让人感觉舒适的加热温度。
所述充电控制单元包括充电驱动电路和检测锂电池电量的采样电路，其控制程序如下：采样电路持续检测锂电池电量，将数据送到微处理器进行分析、判断、处理。当检测电量小于微处理器内设定的偏低电量时，微处理器发出控制指令给充电驱动电路，采用涓流充电模式对电池充电；当检测电量达到或大于可快速充电的设定电量时，微处理器发出控制指令给充电驱动电路，采用快速充电模式对电池充电，至电池电量饱和。
所述的电池保护单元包括温度保护部分和充放电保护部分，其中，
所述温度保护部分的保护程式为：由温度传感器检测电池本身温度和环境温度并将取样数据送至微处理器，与微处理器内的预设的锂电池正常工作温度范围比较，当取样数据不在预设的范围内时，由微处理器发出指令将锂电池断开；
所述充放电保护部分的保护程式为：利用所述采样电路对电池电量进行检测，并将数据送至微处理器进行分析，判断电池电量是否达到饱和或者达到设定的最低电量，并由微处理器分别发出指令停止充电或者停止放电。
所述的发热元件为PTC发热元件。
所述取暖器的外壳本体上安装有档位开关，其基电路板上设有充电端口以及工作指示灯。
所述档位开关包括断开档、低档位和高档位，所述微处理器中的数据库分为低档位数据库和高档位数据库，分别对应所述低档位和高档位。
所述取暖器的外壳本体包括上盖和下盖，所述锂电池、微处理器、基电路板安装于上盖和下盖之间，所述上盖外侧还安装有导热板，且所述发热元件安装于所述导热板与上盖之间。
本发明的优点在于：产品结构紧凑、体积小、重量轻(＜80克)、携带方便、充电时间短(2小时可充满)、加热时间长(电池充满后视环境温度的情况可连续使用3-7小时)、取暖时间可以自由控制。避免了储热式便携取暖器充热后的热量自由释放、在热量释放完之前放热过程无法停止、无法控制的问题，避免了储热式便携取暖器热量释放时初期温度高、后期温度低的问题。因采用低压直流供电方式，也避免了市电加热方式取暖器出现漏电情况后对使用者人身的伤害。温度和人体体温相近，无明火，安全系数高，不会因温度高而使周围的物体出现燃烧的情况，特别适合儿童和老人使用。
附图说明：
图1是本发明便携式取暖器的电原理框图；
图2是本发明便携式取暖器的主流程图；
图3是本发明便携式取暖器的加热模式流程图；
图4是本发明便携式取暖器的充电模式流程图；
图5是本发明一种实施例产品的分解结构示意图；
图6是本发明一种实施例产品的电路图。
具体实施方式：
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。
首先如图5所示一种本发明实施例便携式取暖器的分解结构示意图。从整体结构上讲，本实施例取暖器包括外壳本体1，外壳本体1由上盖11和下盖12构成，其中，上盖11与下盖12的空间内安装有锂电池2、基电路板3、微处理器4，下盖12上安装有档位开关121，所述档位开关121包括断开档、低档位和高档位；所述基电路板3上设有充电端口31和工作指示灯32，由于工作指示灯32位于外壳的内部，因此下盖12可采用透明或半透明材料制作，以使工作指示灯32发光时可视。而所述上盖11的外侧还安装导热板5，导热板5采用铝合金材料制作，具有导热均匀的特点；导热板5与上盖11的边缘设有密封垫圈51，而导热板5与上盖11之间则安装PTC发热元件6及其电极61，电极61延伸至上盖11内部与锂电池2导接。(图中导线部分省略)
从电路结构原理上讲，如图1所示，本发明取暖器包括充电电源输入单元、充电驱动单元、锂电池、加热驱动单元、PTC发热元件、温度传感器、微处理器以及指示单元。如图2所示，本发明的整体工作模式主要包括充电模式、加热模式和关机/待机模式。
具体而言，本发明取暖器增设了微处理器4和温度传感器(图中未示)。其中，所述微处理器含有模糊加热控制单元、充电控制单元和电池保护单元，分别用于控制发热元件的发热温度、选择锂电池充电模式以及在电池充放电过程中对电池保护。
结合图3、4、6，进一步描述，所述模糊加热控制单元具有加热驱动电路，且所述模糊加热控制单元的控制程序包括如下步骤：
a.对需要控制的量模糊化：将温度传感器所检测的环境温度、发热元件温度进行模糊化处理，转换成模糊数据子集；其中，环境温度分为{高、偏高、中等、偏低、低}，发热体的温度分为{低、接近设定值、达到设定值、略高于设定值、高于设定值}。所述微处理器中的数据库分为低档位数据库和高档位数据库，分别对应所述低档位和高档位。
b.微处理器进行模糊推理：微处理器将模糊数据子集中的数据与存于微处理器中的数据库进行比较、推理，获得在对应的环境温度、发热元件温度下应该采用的加热方式；
c.将模糊推理结果去模糊化处理：微处理器对推导出来的模糊加热方式去模糊化，转换为对应的控制信息，发送到加热驱动部分控制发热元件的加热，从而获得让人感觉舒适的加热温度。
如图3所示，本发明模糊加热控制单元的程式如下：首先锂电池电量检测，如电量不够，则启动电池保护程序，并结束；如电量足够，则判定加热档位模式，若为低档位模式，则启动低档位模糊加热程序；若为高档位模式，则启动高档位模糊加热程序。
所述充电控制单元包括充电驱动电路和检测锂电池电量的采样电路，其控制程序如下：采样电路持续检测锂电池电量，将数据送到微处理器进行分析、判断，当检测电量小于微处理器内设定的偏低电量时，微处理器发出控制指令给充电驱动电路，采用涓流充电模式对电池充电；当检测电量达到或大于可快速充电的设定电量时，微处理器发出控制指令给充电驱动电路，采用快速充电模式对电池充电，至电池电量饱和。
所述的电池保护单元包括温度保护部分和充放电保护部分，其中，
所述温度保护部分的保护程式为：由温度传感器检测电池本身温度和环境温度通过温度取样电路将取样数据送至微处理器，与微处理器内的预设范围比较，当取样数据不在预设范围内时，由微处理器发出指令将锂电池断开；
所述充放电保护部分的保护程式为：利用所述采样电路对电池电量进行检测，并将数据送至微处理器进行分析，判断电池电量是否达到饱和或者达到设定的最低电量，并由微处理器分别发出指令停止充电或者停止放电。
如图4所示，本发明充电控制程序与电池保护程序结合，按如下程式：首先检测锂电池所处环境温度，判定是否适合充放电，如不适合，则立即停止；如环境温度正常，适合充放电，则先判定锂电池状态，若电池电量饱和，则延时、结束；若电池电量不饱和且属于正常放电范围，则启动快速充电模式；若电池电量不饱和且属于过放电，则启动涓流充电模式。
图6所示为本发明一种实施例的电路图；其中，由圆框a1、a2、a3内的电路元件Q2、Q3、Q4、Q5构成本发明所述的充电驱动电路；由圆框b1、b2内的电路元件Q6、Q7构成本发明所述的加热驱动电路；由方框c1、c2内的电路元件R18、R9、C2构成本发明所述的电池电量信息采样电路；由方框d1内的电路元件R8、R9、C3构成本发明所述的温度取样电路。
Claims (6)
1.一种便携式取暖器，其具有一外壳本体，该取暖器内设有锂电池、发热元件、基电路板，该取暖器内还设有：
检测所述发热元件的发热温度、环境温度以及锂电池本身温度的温度传感器；以及
含有模糊加热控制单元、充电控制单元和电池保护单元，并分别用于控制发热元件的发热温度、选择锂电池充电模式以及在电池充放电过程中对电池保护的微处理器；
其特征在于：
所述模糊加热控制单元具有加热驱动电路，且所述模糊加热控制单元的控制程序包括如下步骤：
a.对需要控制的量模糊化：将温度传感器所检测的环境温度、发热元件温度进行模糊化处理，转换成模糊数据子集；
b.微处理器进行模糊推理：微处理器将模糊数据子集中的数据与存于微处理器中的数据库进行比较、推理，获得在对应的环境温度、发热元件温度下应该采用的加热方式；
c.将模糊推理结果去模糊化处理：微处理器对推导出来的模糊加热方式去模糊化，转换为对应的控制信息，发送到加热驱动部分控制发热元件的加热，从而获得让人感觉舒适的加热温度；
所述的电池保护单元包括温度保护部分和充放电保护部分，其中，所述温度保护部分的保护程式为：由温度传感器检测电池本身温度和环境温度并将取样数据送至微处理器，与微处理器内的预设的锂电池正常工作温度范围比较，当取样数据不在预设的范围内时，由微处理器发出指令将锂电池断开；
所述充放电保护部分的保护程式为：利用所述采样电路对电池电量进行检测，并将数据送至微处理器进行分析，判断电池电量是否达到饱和或者达到设定的最低电量，并由微处理器分别发出指令停止充电或者停止放电。
2.根据权利要求1所述的便携式取暖器，其特征在于：所述充电控制单元包括充电驱动电路和检测锂电池电量的采样电路，其控制程序如下：采样电路持续检测锂电池电量，将数据送到微处理器进行分析、判断、处理。
3.根据权利要求1所述的便携式取暖器，其特征在于：所述的发热元件为PTC发热元件。
4.根据权利要求1所述的便携式取暖器，其特征在于：所述取暖器的外壳本体上安装有档位开关，其基电路板上设有充电端口以及工作指示灯。
5.根据权利要求4所述的便携式取暖器，其特征在于：所述档位开关包括断开档、低档位和高档位，所述微处理器中的数据库分为低档位数据库和高档位数据库，分别对应所述低档位和高档位。
6.根据权利要求1所述的便携式取暖器，其特征在于：所述取暖器的外壳本体包括上盖和下盖，所述锂电池、微处理器安装于上盖和下盖之间，所述上盖外侧还安装有导热板，且所述发热元件安装于所述导热板与上盖之间。
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