CN102055170B - 温热治疗仪热源的防过热电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及提供温灸效果及温热按摩效果的温热治疗仪的热源的防过热电路。根据本发明的温热治疗仪的防过热电路，在多个热源中的某个热源过热时，首先，通过FET控制电源部的电能供应，其次，通过主FET控制电源部的电能供应。本发明还可包括在主控制部处于不能工作的状态时也可自动切断向上述热源的电能供应的安全控制部。上述安全控制部包括：多谐振荡器，连接于上述时钟信号线；多谐振荡器线，用于传递上述多谐振荡器所生成的信号；与门，对来自上述多谐振荡器线及上述控制信号线的信号进行逻辑与计算。

Description

温热治疗仪热源的防过热电路

技术领域

本发明涉及用于温热治疗仪的热源的防过热电路，尤其涉及用于温热治疗仪的内部陶瓷与外部陶瓷等的热源发生过热现象时，可自动切断电源，而且，即使主控制部处于无法工作的状态，也可自动切断施加于热源的电源的用于温热治疗仪热源的防过热电路。

背景技术

温热治疗仪是利用电能使发热体高温发热，并在高温发热的状态下使玉成分的温灸仪产生远红外线的同时，接触或按摩使用者的身体部位，从而提供温灸效果及按摩效果的产品。

目前，温热治疗仪已从现有技术的手动型发展成自动型，从便携式发展成床式，并向坐式温热治疗仪发展。

在温热治疗仪中，当前最具代表性的产品是床式温热治疗仪。床式温热治疗仪其基本形态由床架构成，而在上述床架上，设置用于温灸使用者上半身的主垫及用于温灸使用者下半身的辅助垫，用以使用者在躺在上述主垫及辅助垫之上的状态下，享受温灸、指压及远红外线辐射效果。

床式温热治疗仪在上述主垫内部内置所定的温灸仪，并利用电机使上述温灸仪在主垫内部往复移动，同时利用通过电源被高温加热的陶瓷，因此，使用者可在躺在主垫之上的状态下，通过位于其下方的温灸仪，集中治疗脊椎部位。

另外，床式温热治疗仪不仅在上述主垫内部使用内部陶瓷，而且在连接器上可拆卸地结合外部陶瓷，上述内部陶瓷利用高温提供温灸效果与远红外线辐射效果，上述外部陶瓷可持于使用者手中并接触于手臂、腿部、腹部及肩膀等身体各部位。上述内部陶瓷位于上述主垫内部并进行往复移动，而且可通过设置位置传感器，使使用者直接设置往复按摩区间，而且通过符合人体工程学的设计，可沿着脊柱的形状柔和地做曲线移动。另外，上述外部陶瓷具有使用时可利用长的电线连接于温热治疗仪的本体，可使使用者在外部自由移动的同时，接触自己的身体部位的优点。

另外，床式温热治疗仪包括用于向使用者的下半身提供温灸效果及远红外线辐射效果的辅助垫。

一般而言，温热治疗仪可认为是：结合了中医的温灸效果与西医的按摩效果；同时受高温的热产生远红外线并将其照射至身体，从而激活身体的机能。

另外，温热治疗仪在供应电能产生高温的热的过程中，若向内部陶瓷或外部陶瓷供应过量的电能，则将导致使用者身体的烫伤，尤其是对因身体机能的降低而不能立即察觉高温的热的患者或老年人，这样的威胁将更大。

为了防止这样的副作用，在现有技术的温热治疗仪中，作为安全装置在内部陶瓷或外部陶瓷的热源周围，附着用于检测温度的温度传感器，而且，为了顺利控制供应至上述热源的电能，使用场效应晶体管(FET：FieldEffet Transister)。

此时，上述温度传感器检测上述陶瓷的温度并将其传送至主控制部(MCU)，而主控制部(MCU)将判断上述陶瓷的过热与否。上述陶瓷过热与否的判断方式为，预设未达到烫伤使用者身体的温度，并在超过所设定的温度时判定为过热状态。例如，外部陶瓷可将60℃左右定义为过热状态。如果主控制部通过上述温度传感器判断陶瓷的特定热源超过预设温度而达到过热状态时，则上述主控制部发送切断信号以中断向其特定部位的电能供应，从而切断施加于上述陶瓷的电能。

但是，在现有技术的温热治疗仪中，有可能出现不幸导致上述场效应晶体管(FET)无法正常工作的情况。此时，虽然上述主控制部正常发送电能供应中断信号，但因为上述场效应晶体管(FET)不工作，因此，将继续供应电能，结果烫伤使用者的身体。

另外，在现有技术的温热治疗仪中，在主控制部发生故障且在这样的状态继续向陶瓷的热源供应电能时，因主控制部无法工作，因此，虽然在上述热源上继续发生过热现象，也没有能够结束或阻止上述情况的手段。

因此，在现有技术的温热治疗仪中，因持续的过热现象而将烫伤使用者的身体，更甚者存在引起火灾的危险。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术温热治疗仪中所存在的问题，提供一种温热治疗仪用热源的防过热电路，其在温热治疗仪的热源超过预设温度的状态下，即使属于其热源的FET发生故障或主控制部发生故障时，也自动切断施加于上述热源的电源，从而保护使用者的身体免于烫伤，并预防温热治疗仪进一步故障的发生。

为达到上述目的，本发明进一步改进了设置在用于向使用者提供温灸效果及温热按摩效果的温热治疗仪内部的陶瓷热源部的电路。

根据本发明的温热治疗仪的防过热电路包括用于检测陶瓷热源部过热状态的主控制部。上述主控制部接收这些热源部温度传感器所传递的这些热源温度以判断各热源的过热与否，若判定为过热，首先，对相应热源的场效应晶体管发送切断电源的控制信号，其次，在经过一定时间之后若仍判定为过热，则对主场效应晶体管部发送切断电源的控制信号。

根据本发明的温热治疗仪的防过热电路包括得到电源部的电能供应而发热的热源部。上述热源部包括：热源，其分别设置于温热治疗仪的内部陶瓷与外部陶瓷并利用电能高温发热；温度传感器，其分别检测上述各热源的温度；FET控制部，其根据上述主控制部的信号产生ON/OFF(通/断)信号并输入至各场效应晶体管；及各场效应晶体管，其根据上述FET控制部的信号接通/切断电能的供应。上述热源部可直接使用用于通常的温热治疗仪的热源部。

根据本发明的温热治疗仪防过热电路包括根据上述主控制部的第二控制信号运行的主场效应晶体管部。上述主场效应晶体管部包括：主FET控制部，其根据上述主控制部的第二控制信号产生ON/OFF信号；主场效应晶体管，其根据上述主FET控制部的信号接通/切断电源部的电能供应。

另外，作为根据本发明的温热治疗仪防过热电路的更加优选实施例，对上述主控制部进行了进一步的改进，该主控制部另设有用于传递正常控制信号的控制信号线及用于传递时钟信号的时钟信号线，而且将上述控制信号线与上述时钟信号线连接于安全控制部，而上述安全控制部连接于上述主场效应晶体管。

在本发明中，上述安全控制部包括：多谐振荡器，其连接于上述时钟信号线；多谐振荡器线，其用于传递上述多谐振荡器所生成的信号；与门，其对来自上述多谐振荡器线及上述控制信号线的信号进行与计算。另外，以上述安全控制部将经上述与门计算的控制信号连接至上述主场效应晶体管部的主FET控制部为优选。

本发明的温热治疗仪中，若产生高温的热源过热至预设的温度以上，则首先向对应于各热源的场效应晶体管发送电源切断信号，从而防止上述热源高温发热。

另外，其次，本发明中若上述热源继续维持高温状态，则将运行主场效应晶体管部，切断供应至上述热源的电能，从而阻止上述热源高温发热。

另外，第三，本发明中若即使在主控制部无法工作的状态下仍继续向上述热源供应电能，则使安全控制部运行上述主场效应晶体管，从而自动切断供应至上述热源的电能。

因此，本发明防止温热治疗仪的热源在任何情况下都不会超过预设温度而高温发热，从而防止使用者烫伤，或热源的过热导致的潜在的火灾。

附图说明

图1为适用本发明防过热电路的温热治疗仪使用状态示例图；

图2为本发明较佳实施例的温热治疗仪防过热电路框图；

图3为本发明另一实施例温热治疗仪的防过热电路框图；

图4为图3所示的安全控制部详细框图；

图5为上述安全控制部详细电路图。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明较佳实施例进行详细说明。

本发明提供用于温热治疗仪的热源的防过热电路。

作为适用本发明防过热电路的温热治疗仪，图1是列举了床式温热治疗仪的使用状态图。因此，本发明不仅可适用于床式温热治疗仪，而且也可适用于手动型温热治疗仪或坐式温热治疗仪等。

床式温热治疗仪包括可供使用者躺下治疗的床架1。在设置于其上端侧面的搁置台上，可拆卸地设置供使用者输入各种控制信号的LCD遥控器2。在上述床架1之上放置主垫3，而在上述主垫3的内部，设置有利用高温的热向使用者提供温灸效果与指压效果的内部陶瓷(未图示)。另外，在上述床架1的侧面设有连接器，并通过连接于上述连接器的电线，结合向使用者的外部身体提供温灸效果的外部陶瓷4。另外，在上述主垫3下方，结合有向使用者的下半身部位提供温灸效果的辅助垫5。另外，床式温热治疗仪在上述主垫3内部包括有：用于从外部供应电能的电源输入部6，及根据上述LCD遥控器的控制信号工作并控制电能的供应及切断的主控制部20。

床式温热治疗仪在床架1的电源输入部6设置有作为电源供应系统的SMPS电源供应装置(开关)，其可稳定提供适合于热源的电能。床式温热治疗仪通过SMPS电源供应装置(开关)实现稳定的电源供应，最大限度地减少不规则的电压所导致的产品故障及寿命的缩短。

床式温热治疗仪通过向上述LCD遥控器2输入自己所喜欢的操作方式，精确控制在主垫3内部往复移动的内部陶瓷3的位置，而且通过提高或降低温度选择适当的温灸功能，另外，可根据使用者的身高调节使用点位置，从而可享受完全符合自己身体条件的按摩。

另外，床式温热治疗仪可通过设置于搁置台的LCD遥控器2的LCD画面，轻松确认内部陶瓷3及小腿指压部件等产品的工作状态。上述辅助垫5可通过设置于其内部的指压部件的往复或设置于其内部的远红外线辐射板，享受温灸效果及远红外线辐射效果。

另外，床式温热治疗仪可连接使用另设的外部陶瓷4，这与内部陶瓷不同，可由使用者把持并自由使用，可根据自己的身体状况，紧贴于手臂、腿部、肩膀及颈部使用。

图2为本发明一实施例热源部的防过热电路框图。在本发明中，作为较佳实施例，举例说明上述热源部的热源为四个的情况。

本发明温热治疗仪的防过热电路包括主控制部20，其连接于温热治疗仪的各种部件并向上述各种部件产生电控制信号，并且通过发送控制信号进行控制。

在本发明中，上述主控制部10通过检测热源部20的各热源22a、22b、22c、22d所产生的温度判断过热与否。上述各热源22a、22b、22c、22d的温度由邻近的各温度传感器24a、24b、24c、24d来检测，而所检测到的温度将传递至上述主控制部10。上述主控制部10通过与预设的温度进行比较，判断上述各热源22a、22b、22c、22d的当前状态的过热与否。上述预设的温度以在不致使使用者烫伤的范围内选择为佳，而通常为60℃左右。

在本发明中，上述主控制部10在判定上述各热源22a、22b、22c、22d中的任何一个或一个以上过热时，首先向与热源22相关的场效应晶体管26a、26b、26c、26d发送切断电源的控制信号。与通常的方法相同，通过其可切断供应至上述相应热源22的电能。

但是，上述主控制部10在经过所定时间之后若仍判定上述各热源22a、22b、22c、22d过热，则再对下述主场效应晶体管部30发送切断电源的控制信号。上述所定时间是利用程序设置的，可设置为2分钟、3分钟、5分钟或10分钟。

根据本发明的温热治疗仪的防过热电路，包括得到电源部50的电能供应而发热的热源部20。

在本发明中，上述热源部20包括温热治疗仪中作为向使用者提供温灸效果的各种发热体的陶瓷，而这可称之为热源22。上述热源可分为设置于温热治疗仪内部的内部陶瓷与结合于温热治疗仪外部使用的外部陶瓷，但提供温灸效果的功能是相同的。上述热源可具体为，用于温热治疗仪的各种热源22a、22b、22c、22d，可以是用于温灸使用者的腰部及背部等部分的上下移动体(未图示)形式的花生状的陶瓷，或供使用者用手把持并紧贴于身体部位使用的三球温热仪形式的陶瓷或六球温热仪陶瓷或九球温热仪陶瓷。

在本发明中，上述温热部20包括用于检测上述各热源22a、22b、22c、22d的温度的温度传感器24a、24b、24c、24d。上述温度传感器24a、24b、24c、24d将所检测到的各温度值实时传递至上述主控制部10。

在本发明中，上述热源部20包括根据上述主控制部10的信号产生ON/OFF信号的FET控制部27。上述FET控制部27根据上述主控制部10的信号产生ON/OFF信号，并将上述信号输入至各场效应晶体管26a、26b、26c、26d。上述FET控制部27分别对应于各场效应晶体管26a、26b、26c、26d。上述各场效应晶体管26a、26b、26c、26d根据上述FET控制部27的信号，接通/切断电能的供应。上述热源部20可直接使用用于通常的温热治疗仪的热源部。

根据本发明的温热治疗仪防过热电路，其包括根据上述主控制部10的第二控制信号运行的主场效应晶体管部30。

在本发明中，上述主场效应晶体管部30包括根据上述主控制部10的第二控制信号产生ON/OFF信号的主FET控制部34。上述主FET控制部34连接于上述主控制部10，并且接收来自主控制部10的控制信号。上述主FET控制部34根据主控制部10的信号产生ON/OFF信号，并将其传送至主场效应晶体管32。上述主场效应晶体管32根据上述主FET控制部34的信号而接通/切断，从而ON/OFF供应至上述热源22的电源部50的电能。

另外，根据本发明的温热治疗仪的防过热电路，作为更佳的实施例，提供即使上述主控制部10处于无法工作的状态，也能自动切断向上述热源的电能供应的安全电路。

图3为本发明另一实施例的温热治疗仪的防过热电路框图；图4为图3所示的安全控制部详细框图；图5为上述安全控制部详细电路图。

根据本发明的温热治疗仪的防过热电路，其在上述主控制部10与上述主场效应晶体管部30之间，还包括安全控制部40。

在本发明中，上述主控制部10另设有用于传递正常控制信号的控制信号线12及用于传递时钟信号的时钟信号线14，并且上述控制信号线12与上述时钟信号线14分别连接于安全控制部40。上述安全控制部40连接于上述主场效应晶体管部30。

在本发明中，上述安全控制部30包括：多谐振荡器42，其连接于上述主控制部10的时钟信号线14；与门46，其连接于上述主控制部10的通常的控制信号线12及用于传递上述多谐振荡器42所生成的信号的多谐振荡器线44，并对其进行逻辑与计算。

本发明具有：上述多谐振荡器42不是接收上述主控制部10的所有信号，而是只接收主控制部10产生的时钟信号的特征。上述多谐振荡器42可选择性地使用非稳态、单稳态或双稳态类型中的任意一种。其中，上述多谐振荡器42优选使用单稳态多谐振荡器。另外，上述多谐振荡器42更加优选为可重复触发的单稳态多谐振荡器。这是因为，因上述主控制部10所传递的信号为周期性的时钟信号，因此，在上述主控制部10正常工作时，将持续收到周期性的均匀信号，但若上述主控制部10非正常工作或无法工作时，将无法正常发生上述时钟信号，而此时，单稳态类型可最准确地区分非正常状态与正常状态。

另外，以上述安全控制部40将经上述与门46计算的控制信号连接至上述主场效应晶体管部30的主FET控制部34为优选。上述安全控制部40必要时可连接至上述FET控制部27，而此时可单独控制各FET26a、26b、26c、26d。

在本发明中，上述安全控制部30所产生的信号将传递至上述主FET控制部34，而上述主FET控制部34根据上述安全控制部30的信号运行上述主场效应晶体管32，而这可使上述电源部50供应或切断电能供应。

下面，说明如上构成的本发明的作用关系。

1)利用FET的热源的防过热电路

若热源部20的热源22a、22b、22c、22d发热，则邻近的温度传感器24a、24b、24c、24d检测其温度并传递至主控制部10。例如，若其中的某个热源22b过热，则与其邻近的温度传感器24b检测其温度并传递至主控制部10，而上述主控制器10若判断其温度超过设定温度(例如，60℃)，则将对于上述热源22b的切断信号传送至上述FET控制部27。上述FET控制部27根据主控制部10的切断信号切断相应FET26b。此时，优选上述FET控制部27分别设置于相应的FET26。在本发明附图中，为简化起见将其表示为单一的控制部。上述FET26b将切断从上述电源部50向上述热源22b的电能供应。

通过上述过程，当温热治疗仪中的某个热源过热时，通过切断对相应热源的电能供应，降低相应热源的温度，而当达到下限值的温度之后，则主控制部10重新命令电源供应，从而使上述热源在适当温度的状态下提供温灸效果。

但存在的问题是，当上述FET发生故障或非正常工作时，虽需要切断向相应热源的电能供应，却无法正常完成电能的ON/OFF功能。

2)利用两步FET系统的热源的防过热电路

以下将对在以如上所述的方式运行的温热治疗仪中，仍是上述热源部20的热源22a、22b、22c、22d中的热源22b过热，且与其对应的FET26b发生故障的情况加以说明。

此时，上述热源22b过热，所以与其邻近的温度传感器24b检测其温度并将传递至主控制部10，而上述主控制器10若根据其温度判定过热，则将对于上述热源22b的切断信号传送至上述FET控制部27。但是，因上述FET控制部27与相应FET26b发生故障，电能继续从上述电源部50供应至上述热源22b。因此，虽然上述热源22b处于过热状态，但因电能的继续供应，其温度将变得更高，而与其邻近的温度传感器24b将上升的温度传递至上述主控制部10。

另外，当上述主控制部10对相应热源22b发送切断信号之后，若上述热源22b的温度不降反升，则将第二切断信号发送至主FET部30。主FET控制部34接收来自主控制部10的第二切断信号之后，将重新发送OFF信号，上述主FET34使电源部50OFF，从而切断从上述电源部50向上述热源部20的电能供应。

当然，此时可设置为上述主FET34分别切断相应各热源22a、22b、22c、22d的电能，但优选切断对整个热源部20的电能供应。因为，这样可使使用者容易察觉温热治疗仪的故障与否。但这并非表示本发明将对个别热源的电能切断方式排除在权利要求范围之外。

通过上述过程，即使在温热治疗仪中与某一个或多个热源相关的FET发生故障时，也可通过主FET部30的作用，有效防止上述热源所导致的过热现象。

3)利用安全控制部系统的热源的防过热电路

另外，作为最坏的情况可能存在有：即主控制部10非正常工作时，即使某个热源发生过热，因上述主控制部10不能正常运行，因此，也不能切断对相应热源的电能供应的情况。

此时，若为现有的温热治疗仪，则即使上述主控制部10处于无法工作的状态，也会继续发送电源供应信号(例如，“HIGH”信号或“ON”信号)，从而继续向上述热源部20供应电能，由此导致上述热源22b过热并烫伤使用者。(一般来说，使用者对过热比较敏感，但若使用者为老弱，则因身体功能的下降，不能立即察觉高温的热，容易导致皮肤损伤乃至烫伤。)

但在本发明中，可通过如下所述的安全控制部40的电路构成，完全消除上述隐患。

本发明在即使上述主控制部10处于无法工作的状态下，也继续发送电源供应信号(例如，“HIGH”信号或“ON”信号)时，利用上述主控制部10的两个特点，达到温热治疗仪的安全效果。即，利用上述主控制部10处于无法工作的状态时不能产生正常时钟的特点和仍然产生正常电源供应信号的特点。

本发明通过上述控制信号线12直接传送上述主控制部10所产生的电源供应信号(例如，“HIGH”信号或“ON”信号)，而且直接传递至上述与门46。

另外，在本发明中，只要上述主控制部10处于无法工作的状态，则不能正常产生时钟信号或时钟信号将中断。此时，接收上述时钟信号的多谐振荡器42将产生电源切断信号(例如，“LOW”信号或“OFF”信号)，并通过上述多谐振荡器线44输入至上述与门46。

本发明通过在上述与门46进行与运算，产生电源切断信号(例如，“LOW”信号或“OFF”信号)，并将该切断信号输入至上述主FET部30。上述主FET部30使电源部50无法供应电能，从而实质上切断向上述热源部20的电能。

因此，本发明在上述主控制部10实质上发生故障或处于无法工作的状态下还继续产生电能供应信号的最坏的情况时，也可通过上述安全控制部40的作用，自动切断电源供应。

本发明结合附图说明了相对于一个主控制部10具有一个主FET部30、一个电源部50、及一个安全控制部40的最简单的实例，但这只是单纯的举例，可对其进行各种变形，实现多种形式。本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神与范围的前提下，可以对本发明进行修改、变形或者等同替换，但这些均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

工业实用性

本发明温热治疗仪在各种部件发生异常过热时，通过添加的安全装置，可自动切断电能供应，从而在保护温热治疗仪内部的各种部件的同时，保证使用者的安全，并消除火灾隐患。

Claims (5)

1.一种温热治疗仪的防过热电路，其特征在于：

所述温热治疗仪的防过热电路包括：

热源部(20)，包括：

热源(22a、22b、22c、22d)，其设置于所述温热治疗仪的内部陶瓷与外部陶瓷并利用电能高温发热；

温度传感器(24a、24b、24c、24d)，其分别检测所述热源的温度；

FET控制部(27)，其根据关于过热与否的控制信号而产生ON/OFF信号；及

场效应晶体管(26a、26b、26c、26d)，其根据所述FET控制部(27)的信号接通/切断电能的供应；

主控制部(10)，其判断所述热源部(20)的过热状态，并在判定为过热状态时，发送电能切断信号；以及

电源部(50)，其根据所述主控制部(10)的信号供应/切断电能；

其中，所述主控制部(10)根据从所述热源部(20)的温度传感器所输入的温度判断各热源的过热与否，若判断为过热，首先，对相应热源的场效应晶体管发送切断电源的控制信号，其次，在经过所定时间之后若仍判断为过热时，则对主场效应晶体管部(30)发送切断电源的控制信号；

所述主场效应晶体管部(30)包括：主FET控制部(34)，其接收所述主控制部(10)的第二控制信号并产生ON/OFF信号；及主场效应晶体管(32)，其根据所述主FET控制部(34)的信号接通/切断电源部(50)的电能供应。

2.根据权利要求1所述的温热治疗仪的防过热电路，其特征在于：

检测所述热源部(20)的过热状态的所述主控制部(10)单独设有用于传递正常控制信号的控制信号线(12)及用于传递时钟信号的时钟信号线(14)，而且将所述控制信号线(12)与所述时钟信号线(14)连接于安全控制部(40)；

所述安全控制部(40)包括：多谐振荡器(42)，其连接于所述时钟信号线(14)；多谐振荡器线(44)，其用于传递所述多谐振荡器(42)所生成的信号；及与门(46)，其对来自所述多谐振荡器线(44)及所述控制信号线(12)的信号进行与计算；

另外，所述安全控制部(40)将经所述与门(46)计算的控制信号传送至所述FET控制部(27)。

3.根据权利要求2所述的温热治疗仪的防过热电路，其特征在于：

所述安全控制部(40)将经所述与门(46)计算的控制信号，不是传至所述FET控制部(27)，而是传送至所述主FET控制部(34)。

4.根据权利要求2或3所述的温热治疗仪的防过热电路，其特征在于：用于所述安全控制部(40)的多谐振荡器(42)可选择性地使用非稳态、单稳态或双稳态类型中的任意一种。

5.根据权利要求4所述的温热治疗仪的防过热电路，其特征在于：

所述多谐振荡器(42)使用单稳态多谐振荡器。

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