CN103439994A - Ptc/ntc双控温控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种PTC/NTC双控温控制装置，包括控制器和发热体，控制器包含：微处理器、直流电压电路、同步信号电路、档位设置、按键功能选择、基准电压、指示电路、第一比较器、第二比较器、第三比较器、NTC负载检测、NTC电压取样、光耦电路、PTC电压取样和可控硅电路；发热体包括PTC发热线、NTC层、金属线；保险丝、PTC发热线、工作可控硅、PTC电压取样、第一比较器、基准电压配合微处理器完成第一控温；NTC层与金属线、NTC电压取样、第二比较器、基准电压配合微处理器完成第二控温；NTC负载检测与金属线、光耦电路、第三比较器、基准电压配合微处理器检测金属线任意一处断开情况，防止过热现象。
Description
技术领域
本发明涉及温度控制技术领域，特别涉及一种PTC/NTC双控温控制装置。
背景技术
目前，国内市场的传统发热垫，电热毯等电热产品的温度控制电路主要原理是控制温度的开关的通断，这种温度控制电路原理简单，但是在故障检测方面有明显的不足，而且控制温度的开关经常处于通断状态，因此难免会失控，而现有技术的温度控制电路不注重开关失控的检测，导致产品一直被加热，直到发热线烧坏，造成不必要的人员伤亡和财产损失。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明的目的就是要克服现有技术的缺点：
1）温度控制电路不注重开关失控的检测的缺点，旨在提供一种增强故障检测能力的PTC（正温度系数）与NTC（负温度系数）双控温电路。
2）NTC层负载金属线断线检测不到的缺点，旨在提供一种检测金属线是否断线的保护装置。
（二）技术方案
为达到上述目的，本发明的PTC/NTC双控温控制装置，包括控制器和发热体，其中控制器包括微处理器、直流电压电路、同步信号电路、档位设置、按键功能选择、基准电压电路、指示电路，发热体包括PTC发热线、NTC层、金属线；所述控制器还包括第一比较器、第二比较器、第三比较器、NTC负载检测、NTC电压取样、光耦电路、PTC电压取样和可控硅电路；
第一比较器：该电路一端与PTC电压取样相接，另一端与基准电压相接，输出端与微处理器相接；
第二比较器：该电路一端与基准电压相接，另一端与NTC电压取样相接，输出端与微处理器相接；
第三比较器：该电路一端与基准电压相接，另一端与NTC负载检测相接，输出端与微处理器相接；
NTC负载检测：该电路一端与第三比较器相接，另一端与金属线相接；
NTC电压取样：该电路一端与第二比较器相接，另一端与金属线相接；
光耦电路：该电路控制端的一端与微处理器相接，另一端接地；被控制端的一端接交流电源，另一端接金属线；
PTC电压取样：该电路一端与第一比较器相接，另一端与工作可控硅一端相接，再一端接地；
可控硅电路：该电路一端与微处理相接，另一端与PTC电压取样相接，再一端与PTC发热线相接。
进一步，所述可控硅电路包括第四比较器、直流基准电压电路、可控硅短路检测电路、保护可控硅和工作可控硅，所述第四比较器与所述直流基准电压电路以及可控硅短路检测电路电气连接，所述保护可控硅、所述工作可控硅和所述PTC电压取样电路电气连接；
进一步，所述可控硅电路包括相互电气连接的可控硅短路检测电路、第一工作可控硅和第二工作可控硅。
进一步，所述工作可控硅为一双向可控硅，所述保护可控硅为一单向可控硅所述第四比较器的同相端与可控硅短路检测相接再与所述双向可控硅连接，所述第四比较器的反相端连接直流基准电压。
进一步，所述第一和第二工作可控硅均为双向可控硅。
进一步，所述光耦电路可以用可控硅代替。
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：能检测到金属线的断开情况，以及检测到可控硅正半波和负半波短路情况，避免可控硅短路引起不必要的事故。
附图说明
图1是本发明PTC/NTC双控温控制装置电路原理框图；
图2是本发明PTC/NTC双控温控制装置实施例一的电路原理框图；
图3是本发明PTC/NTC双控温控制装置实施例一的电路原理图；
图4是本发明单个工作可控硅短路检测电路原理图；
图5是本发明PTC/NTC双控温控制装置的实施例二的电路原理框图；
图6是本发明PTC/NTC双控温控制装置实施例二的电路原理图；
图7是本发明双工作可控硅短路检测电路原理图；
图8是本发明金属线检测电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
如图1和图2所示，本发明的PTC/NTC双控温控制装置，包括控制器和发热体1，其中控制器包括微处理器2、直流电压电路5、同步信号电路6、档位设置7、按键功能选择3、基准电压电路8、指示电路4，发热体1包括PTC发热线、NTC层、金属线；所述控制器还包括第一比较器9、`第二比较器10、第三比较器12、NTC负载检测14、NTC电压取样11、光耦电路13、PTC电压取样18和可控硅电路；
第一比较器9：该电路一端与PTC电压取样18相接，另一端与基准电压电路8相接，输出端与微处理器2相接；
第二比较器10：该电路一端与基准电压电路8相接，另一端与NTC电压取样11相接，输出端与微处理器2相接；
第三比较器12：该电路一端与基准电压电路8相接，另一端与NTC负载检测14相接，输出端与微处理器2相接；
NTC负载检测14：该电路一端与第三比较器12相接，另一端与金属线相接；
NTC电压取样11：该电路一端与第二比较器10相接，另一端与金属线相接；
光耦电路13：该电路控制端的一端与微处理器2相接，另一端接地；被控制端的一端接交流电源，另一端接金属线；
PTC电压取样18：该电路一端与第一比较器9相接，另一端与工作可控硅一端相接，再一端接地；
可控硅电路：该电路一端与微处理器2相接，另一端与PTC电压取样18相接，第三端与PTC发热线相接。
所述可控硅电路包括第四比较器17、直流基准电压19、可控硅短路检测电路16、保护可控硅20和工作可控硅15，所述第四比较器与所述直流基准电压电路19以及可控硅短路检测电路16电气连接，所述保护可控硅20、所述工作可控硅15和所述PTC电压取样电路18电气连接。
所述工作可控硅为一双向可控硅，所述保护可控硅20为一单向可控硅，所述第四比较器17的同相输入端与可控硅短路检测16相接再与所述工作可控硅15连接，所述第四比较器17的反相输入端连接直流基准电压电路19。
本发明的电路原理如图3所示。
图4为可控硅短路检测过程，图中箭头为电流流向：
工作可控硅15上端与PTC发热线H2端相接，控制端通过电容C7，电阻R34与微处理器2相接，下端通过短路检测电路16再与第四比较器17同相端相接；
可控硅短路检测电路16上端与工作可控硅15下端相接，下端与第四比较器17同相端相接。
第四比较器17反相端与直流基准电压电路19相接；同相端与可控硅短路检测电路16相接，输出端与微处理器2相接。
保护可控硅20上端与交流电源AC3点相接，控制端通过电阻R41与微处理器2相接，下端与可控硅短路检测16相接。
若工作可控硅15交流的正半波短路时，电流流向:交流电源AC1→AC3→工作可控硅15→可控硅短路检测16→第四比较器17，比较结果给微处理器2，微处理器2就控制保护可控硅20导通，烧断温保险丝，使电路断电，电流流向：交流电源AC1→AC3→保护可控硅20→可控硅短路检测电路16（电阻R37）→地。
本可控硅保护电路优点：市面上同类产品无此保护功能，因双向可控硅长期开/关工作，时间长了有可能会失控，产品会一直加热，直到发热线烧坏，会造成人员伤亡及财产损失，基于此问题，本电路设计当工作可控硅正半波短路后，微处理器2可检测到并控制保护可控硅20导通，烧断保险丝,使电路断电,达到安全目的。
金属线的检测过程如图8所示，箭头为电流流向：
首先光耦控制端一端接微处理器2，另一端接地；被控制端一端接交流电源，另一端接金属线上端（H3）；PTC发热线一端（H1）接交流电源，另一端（H2）接工作可控硅T1；金属线一端接光耦被控制端(光耦开启被控制端和基准电压电路8同步），另一端（H4）通过NTC负载检测14接第三比较器12负相端；微处理器2触发工作可控硅给光耦控制端电压（如图7），电流流向：微处理器2→光耦控制上端→地，被控制端导通（如图7）电流流向：交流电源→光耦被控制端→金属线→NTC负载检测14→第三比较器12的反相端和第三比较器12同相端的基准电压电路8比较，比较结果输出到微处理器2，低电平判断金属线正常，高电平判断金属线断开。微处理器2关掉工作可控硅，PTC发热线不加热，故障提示。
光耦电路13可以用可控硅代替。
此电路的优点：市面上同类产品当NTC负载金属线内部任何一处或多处断开检测不到，会造成发热体1温度过高，进而烧坏发热线，造成人员烧伤或财产损失。此电路当NTC负载金属线内部任何一处或多处断开微处理器2可检测到并控制发热体1不发热，同时故障提示；改善了市面上同类产品的设计弊端。
实施例二
如图5所示，本实施例与实施例一基本相同，参阅图6原理图，不同之处在于，可控硅电路包括可控硅短路检测16、第一工作可控硅15和第二工作可控硅17组成，并且，第一工作可控硅15和第二工作可控硅17均为双向可控硅，其短路检测过程如图7所示，图中箭头为电流流向：
工作可控硅15上端与PTC发热线H2端相接同时与可控硅短路检测电路16相接；控制端通过电容C7，电阻R34与微处理器2相接；下端与工作可控硅17上端相接同时与可控硅短路检测电路16相接。
工作可控硅17上端与工作可控硅15下端相接同时与可控硅短路检测16相接；控制端通过电容C8，电阻R41与微处理器2相接,下端与PTC电压取样电路18相接；
可控硅短路检电路16上端与工作可控硅15上端及PTC发热线下端H2相接，检测端与微处理器2相接，下端接地。
当工作可控硅15负半波短路时(电流流向：地→可控硅短路检测电路16→工作可控硅15→PTC发热线→交流电源AC1),把可控硅短路检测电路16检测16到微处理器2相接点的电压拉低电平，微处理器2检测到后输出低电平给两个工作可控硅控制极，使工作可控硅截止，主体不加热，同时故障提示。
当工作可控硅17正半波短路时(电流流向：交流电源AC1→PTC发热线→可控硅短路检测电路16→工作可控硅17→PTC电压取样18（R37）→地),把可控硅短路检测电路16与微处理器2相接点电压拉低，微处理器2检测到后输出低电平给两个工作可控硅控制极，工作可控硅15截止，主体不加热，同时故障提示。
本可控硅保护电路优点：市面上同类产品无此保护功能，因双向可控硅长期开/关工作，时间长了有可能会失控，产品会一直加热，直到发热线烧坏，会造成人员伤亡及财产损失，基于此问题，本电路设计两个双向可控硅串联，当工作可控硅15负半波短路后，微处理器2控制工作可控硅17截止，发热体1不发热；当工作可控硅17正半波短路后，微处理器2控制工作可控硅15截止，发热体1不发热；即使两个可控硅的交流正负半波同时断路，微处理器2也同样检测到故障提示,达到安全目的。
综上所述，上述实施方式并非是本发明的限制性实施方式，凡本领域的技术人员在本发明的实质内容的基础上所进行的修饰或者等效变形，均在本发明的技术范畴。
Claims (6)
1.一种PTC/NTC双控温控制装置，包括控制器和发热体，其中控制器包括微处理器、直流电压电路、同步信号电路、档位设置、按键功能选择、基准电压电路、指示电路，发热体包括PTC发热线、NTC层、金属线；其特征在于：所述控制器还包括第一比较器、第二比较器、第三比较器、NTC负载检测、NTC电压取样、光耦电路、PTC电压取样和可控硅电路；
第一比较器：该电路一端与PTC电压取样相接，另一端与基准电压相接，输出端与微处理器相接；
第二比较器：该电路一端与基准电压相接，另一端与NTC电压取样相接，输出端与微处理器相接；
第三比较器：该电路一端与基准电压相接，另一端与NTC负载检测相接，输出端与微处理器相接；
NTC负载检测：该电路一端与第三比较器相接，另一端与金属线相接；
NTC电压取样：该电路一端与第二比较器相接，另一端与金属线相接；
光耦电路：该电路控制端的一端与微处理器相接，另一端接地；被控制端的一端接交流电源，另一端接金属线；
PTC电压取样：该电路一端与第一比较器相接，另一端与工作可控硅一端相接，再一端接地；
可控硅电路：该电路一端与微处理相接，另一端与PTC电压取样相接，再一端与PTC发热线相接。
2.如权利要求1所述的PTC/NTC双控温控制装置，其特征在于：所述可控硅电路包括第四比较器、直流基准电压电路、可控硅短路检测电路、保护可控硅和工作可控硅，所述第四比较器与所述直流基准电压电路以及可控硅短路检测电路电气连接，所述保护可控硅、所述工作可控硅和所述PTC电压取样电路电气连接。
3.如权利要求1所述的PTC/NTC双控温控制装置，其特征在于：所述可控硅电路包括相互电气连接的可控硅短路检测电路、第一工作可控硅和第二工作可控硅。
4.如权利要求2所述的PTC/NTC双控温控制装置，其特征在于：所述工作可控硅为一双向可控硅，所述保护可控硅为一单向可控硅所述第四比较器的同相端与可控硅短路检测相接再与所述双向可控硅连接，所述第四比较器的反相端连接直流基准电压。
5.如权利要求3所述的PTC/NTC双控温控制装置，其特征在于：所述第一和第二工作可控硅均为双向可控硅。
6.如权利要求1所述的PTC/NTC双控温控制装置，其特征在于：所述光耦电路可以用可控硅代替。
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Effective date of registration: 20150810 Address after: To the north of 312055 Zhejiang County of Shaoxing Province Wang Tan Village sand road Applicant after: Zhejiang Green Health Technology Co.,Ltd. Address before: Xi Jiao yuan Cun Jian tou Zhen 343811 Ji'an City, Jiangxi province Wanan County under No. 18 Applicant before: Peng Kaiwen |
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| CB02 | Change of applicant information |
Address after: To the north of 312055 Zhejiang County of Shaoxing Province Wang Tan Village sand road Applicant after: ZHEJIANG LYVMENG HEALTH TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: To the north of 312055 Zhejiang County of Shaoxing Province Wang Tan Village sand road Applicant before: Zhejiang Green Health Technology Co.,Ltd. |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 312000 room 0107, building 6, daqianmen community, Qianqing Town, Keqiao District, Shaoxing City, Zhejiang Province Patentee after: ZHEJIANG LYVMENG HEALTH TECHNOLOGY CO.,LTD. Country or region after: China Address before: 312055 North of Middle Road, Shadi Village, Wangtan Town, Shaoxing County, Zhejiang Province Patentee before: ZHEJIANG LYVMENG HEALTH TECHNOLOGY CO.,LTD. Country or region before: China |