CN102006685B - 用双向可控硅控制mch发热体的电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用双向可控硅控制MCH发热体的电路，包括：直流供电电路、控制电路以及交流电；还包括：一个桥堆；所述桥堆的输入二端与交流电输出二端相连；一个发热体和双向可控硅串接后在交流电的二端；直流供电电路的一端与桥堆的一个输出端相连，直流供电电路的另一端与控制电路VDD端相连，控制电路GND端与桥堆的另一个输出端相连；在控制电路第一输出端和双向可控硅的触发端之间还包括一个第一开关；采样电阻和一个第二开关串接后一端连在双向可控硅和发热体连接点，而另一端连在控制电路第二输出端；第二开关和采样电阻连接端和控制电路输入端相连；本发明的有益效果是：过全波加热才能在不减小电阻值的前提下增加功率。

Description

用双向可控硅控制MCH发热体的电路
技术领域
本发明涉及一种MCH发热体，尤其涉及一种控制MCH发热体的电路。
背景技术
MCH(金属陶瓷发热体)发热体已广泛应用于小家电产品中，这种发热体最大的特点是其阻值具有正温度系数特性，这使得人们有可能利用这一特性去测定工作面温度。这样MCH发热体在加温产品中既可用作发热体又可用作温度传感器，不仅使得系统的电路及整机的安装得到简化，而且由于不存在温度传感器的安装位置不当的问题，产品的安全性也得到很大的提高。但是，在温控产品中要通过不断对MCH的电阻进行测量才能确定当前的温度，由于传统方法采用单向可控硅来控制，在外加交流电的正半周进行加热，而负半周进行测温。对于一些需要快速加温的产品，就不得不减小MCH的电阻值来加大功率，但是对于小家电产品，过于小的发热体阻值会对过安规带来很大的麻烦。
如图1所示：在传统单向可控硅控制MCH发热体的电路中，在外加交流电的正半周，k1闭合，k2打开，控制电路给出触发信号1触发单向可控硅SCR，发热体在这半周内被加热。在外加交流电的负半周，k1打开，SCR不再触发，k2闭合，控制电路在输出点2给出一个直流电压，通过采样电阻RS和发热体电阻RH的分压，一个电压信号3被采样。图2中，给出了一个以脉冲触发SCR的例子。这一电路存在一个明显问题，就是发热体永远都只在交流电的半波加热，功率只有全波加热的一半。
所以，一个迫切的需求摆在技术人员面前，只有通过全波加热才能在不减小电阻值的前提下增加功率。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种用双向可控硅控制MCH发热体的电路，旨在解决上述的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：直流供电电路、控制电路以及交流电；还包括：一个桥堆；所述桥堆的输入二端与交流电输出二端相连；一个发热体和双向可控硅串接后在交流电的二端；直流供电电路的一端与桥堆的一个输出端相连，直流供电电路的另一端与控制电路VDD端相连，控制电路GND端与桥堆的另一个输出端相连；在控制电路第一输出端和双向可控硅的触发端之间还包括一个第一开关；采样电阻和一个第二开关串接后一端连在双向可控硅和发热体连接点，而另一端连在控制电路第二输出端；第二开关和采样电阻连接端和控制电路输入端相连。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：过全波加热才能在不减小电阻值的前提下增加功率。
附图说明
图1是现有技术中控制MCH发热体的电路图；
图2是采用图1的单向可控硅控制MCH发热体电路时序图；
图3是本发明的电路图；
图4是采用图3的双向可控硅控制MCH发热体电路时序图；
图5是图3中开关为二极管的电路图；
图6是图3中控制电路模块图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
由图3可见：本发明包括：直流供电电路、控制电路以及交流电；还包括：一个桥堆B；所述桥堆B的输入二端与交流电输出二端(L、N)相连；一个发热体RH和双向可控硅TRIAC串接后在交流电的二端；直流供电电路的一端与桥堆B的一个输出端相连，直流供电电路的另一端与控制电路VDD端相连，控制电路GND端与桥堆B的另一个输出端相连；在控制电路第一输出端1和双向可控硅TRIAC的触发端4之间还包括一个第一开关K1；采样电阻RS和一个第二开关K2串接后一端连在双向可控硅TRIAC和发热体RH连接点5，而另一端连在控制电路第二输出端2；第二开关K2和采样电阻连接端6和控制电路输入端3相连。
所述的第一开关K1和第二开关K2为三极管，继电器或者二极管。
请对现有技术的控制电路作描述？特别对上述提到的几个端作说明。
图3中控制电路的功能框图见图6，控制电路由比较器，温度设定选择器，以及输出时序控制电路组成，输入端3端输入电压采样信号经采样电阻RS和发热体电阻RH分压后的信号(即温度)，通过这一信号和温度设定选择器中的设定温度比较来决定是否继续加热。比较的结果通过时序控制电路后，在1端输出触发可控硅的信号，在2端输出电压采样信号。这一控制电路的温度设定选择和比较器的具体描述可见专利ZL200620046719.X。在本发明中，控制电路和现有技术中控制电路的区别在于其时序控制电路，由于本发明中发热体在加热时是全波加热，所以测温时必须把双向可控硅TRIAC关闭。具体时序见图4。
本发明利用双向可控硅来控制MCH发热体，使其在交流电的全波都加热。桥堆B对交流电整流后通过直流供电电路对控制电路供电，发热体RH和双向可控硅TRIAC串接后在交流电的L和N端。在k1闭合期间，k2打开，控制电路的输出端1端出触发脉冲触发TRIAC，发热体在交流电正负半周均被加热。在测温期间，k1被打开，TRIAC停止触发。在交流电的正半周，k2闭合，控制电路的输出端2端输出一个直流电压，通过RS和RH的分压，一个电压信号在控制电路输入端3端被采样。该电压信号反映了当前RH的电阻值即温度值。
在这种方法中，测温和加温并不是同时进行，所以测温时加温必须要停止。即在N个周期中，有M个周期用于测温，其他用于加热。这样，假设全功率为Pfull，则实际功率为
P＝M/N*Pfull
M和N的取值考虑到温度采样准确性以及功率产品中flick的影响，根据经验，N最好在600ms到1s之间，而M/N的值可以达到90％到95％，虽然没有达到全功率，但比起用SCR控制的电路50％的功率，已经大大提高。而经验也告诉人们，在加热期间对RH采样，其采样稳定性要远小于停止加热时采样。所以，100％功率加热被证明是不可取的。
本发明中桥堆B的作用可以使控制电路有效隔绝高压，而发热体直接接在交流电两端而不是接在桥堆输出端的目的是为了减小流经桥堆的电流。由于桥堆存在交越失真，流经桥堆的电流越大，产品的传导干扰就越大，所以发热体电流不流经桥堆可以使产品的电磁兼容性更好。
图3中的K1，K2打开是为了不使高压经由开关流向控制电路，所以，这些开关可以由三极管，继电器，甚至二极管来担当，下例(如图5所示)就是用二极管D1，D2来作为开关K1，K2用的，其目的是在TRIAC导通期间，不使交流高压进入控制电路。
本发明可以推广到所有具有正温度系数特性的发热体的加热控制中。

Claims (2)

1.一种用双向可控硅控制MCH发热体的电路，包括：直流供电电路、控制电路以及交流电；其特征在于还包括：一个桥堆；所述桥堆的输入二端与交流电输出二端相连；上述MCH发热体和双向可控硅串接后在交流电的二端；直流供电电路的一端与桥堆的一个输出端相连，直流供电电路的另一端与控制电路VDD端相连，控制电路GND端与桥堆的另一个输出端相连；在控制电路第一输出端和双向可控硅的触发端之间还包括一个第一开关；采样电阻和一个第二开关串接后一端连在双向可控硅和上述MCH发热体连接点，而另一端连在控制电路第二输出端；第二开关和采样电阻连接端和控制电路输入端相连。
2.根据权利要求1所述的用双向可控硅控制MCH发热体的电路，其特征在于：所述的第一开关和第二开关为三极管或者继电器或者二极管。
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