CN103859864A - 手动调温电热座垫 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种手动调温电热座垫，其特征包括：220V交流电源、全桥整流电路及12V稳压电路、调温控制信号及其放大电路、双向可控硅触发电路、双向可控硅控制电路；所述的调温控制信号及其放大电路由PNP型晶体管VT1、电阻R2和电阻R3、电阻R4、线性电位器RP组成所述的双向可控硅触发电路由单结晶体管VT2、电容C1和电阻R5组成，单结晶体管VT2选用的型号为BT33；所述的双向可控硅控制电路中，双向可控硅BCR第二阳极T2通过电热布SGC接全桥整流电路正极输出端，双向可控硅BCR控制极G接单结晶体管VT2第一基极b1，双向可控硅BCR的第一阳极T1接全桥整流元件QZ负极输出端。

Description

手动调温电热座垫
技术领域
本发明属于电子技术应用及照明技术领域，涉及一种手动调温电热座垫。
背景技术
市场各种电热座垫多采用电热丝作为加热材料，它们存在问题有：一是感性负载存在着低频交变磁场，尤其是儿童或孕妇长期使用有碍身心健康；二是因电热丝柔软性欠佳，经长期坐压、搓揉电热丝很容易因折叠、折断而发生漏电或打火；三是在冬季夜间电热丝在冷态电阻较小时突然加电，电热丝容易烧断而使用者往往难以及时发现，存在着一定安全隐患；四是偶尔忘了关闭电源而长时间加热也存在安全问题。为了解决市场上电热丝座垫存在的种种缺陷，本发明所述的手动调温电热座垫，它采用SGC电热布作为加热元件，并且电热布座垫的表面温度可以调节。
SGC电热布是红外材料与多种化合聚合物结合的简称。它用彩绒布料作为基体，把合成的SGC聚合物电子原浆喷涂在绒布料上，在绒布料上形成一层均匀的自由电子导电红外发热膜，膜层的厚与薄或导电料配比多少决定着膜层的电阻率、电压和功率的大小。它与电阻、电压及功率、发热量密切相关。除此之外，它的特性还有：
1.发热性。在膜层两端的电极压入引线，通入适当交流电或直流电后，在膜层两端的电极形成电流回路，混合的导电粒子材料具有发热特性和远红外辐射作用，它将可电能转化为热能。因它上下粘结基材为布料，故热能传到布面上故称电热布；
2.柔软性。常用电热材料电热膜层在干燥后都是硬质或半硬质，而SGC电热布电热膜层用多种聚合物软型混合物浆料合成，在电热膜层干燥后，它仍能保持其柔软性，即使在通电发热后也能保持原有柔软性；
3.电阻率稳定性。因电热膜层形成了固定的电阻率，即：不论电热膜层加入电压前，或加入电压发热后的电阻率基本保持不变；
4.恒温性和电压调整性。它有一个稳定的电阻率，由加入电压大小决定着电热膜层的功率与发热量。加入适当的稳定电压后，其功率与温度始终保持恒定，改变SGC电热布工作电压可改变电热布功率与温度。
此外，SGC电热布还具有发热均匀、耐折叠、不断线、寿命长等优点。
该手动调温电热座垫具有电路简单，全部使用普通元器件，制作成本仅需十余元，很适合于工厂批量开发。
以下详细说明本发明所述的手动调温电热座垫在实施过程中所涉及的有关技术。
发明内容
发明目的及有益效果：市场各种电热座垫多采用电热丝作为加热材料，它们存在问题有：一是感性负载存在着低频交变磁场，尤其是儿童或孕妇长期使用有碍身心健康；二是因电热丝柔软性欠佳，经长期坐压、搓揉电热丝很容易因折叠、折断而发生漏电或打火；三是在冬季夜间电热丝在冷态电阻较小时突然加电，电热丝容易烧断而使用者往往难以及时发现，存在着一定安全隐患；四是偶尔忘了关闭电源而长时间加热也存在安全问题。为了解决市场上电热丝座垫存在的种种缺陷，本发明所述的手动调温电热座垫，它采用SGC电热布作为加热元件，并且电热布座垫的表面温度可以调节。SGC电热布还具有发热均匀、耐折叠、不断线、寿命长等优点。该手动调温电热座垫具有电路简单，全部使用普通元器件，制作成本仅需十余元，很适合于工厂批量开发。
电路工作原理：手动调温电热座垫。220V交流电压经过全桥整流元件QZ整流后，经过电阻R1由稳压二极管DW稳压得到12V直流电压，供给双向可控硅控制电路使用。改变双向可控硅BCR的导通角即可改变电热布SGC的表面温度；控制电路使用12V直流电压可保证输出的触发脉冲与双向可控硅BCR的阳极电压同步。双向可控硅的触发电路由张驰振荡电路组成。
电热布SGC的手动调温规律是，当线性电位器RP的阻值增大时，触发电流减小，电热布SGC的表面温度下降；当线性电位器RP的阻值减小时，电容C1的两端电压上升变慢，双向可控硅BCR导通角增大，电热布SGC两端的电压增加，电热布SGC的表面温度也随之增加。
技术特征：手动调温电热座垫，它包括220V交流电源、全桥整流电路及12V稳压电路、调温控制信号及其放大电路、双向可控硅触发电路、双向可控硅控制电路，其特征在于：
调温控制信号及其放大电路：它由PNP型晶体管VT1、电阻R2和电阻R3、电阻R4、线性电位器RP组成，PNP型晶体管VT1基极接线性电位器RP一端和电阻R4一端，线性电位器RP另一端及其活动端接电路地GND，电阻R4另一端接电路正极VCC，PNP型晶体管VT1发射极接电阻R2一端和电阻R3一端，电阻R2另一端接电路正极VCC，电阻R3另一端接电路地GND，PNP型晶体管VT1集电极接双向可控硅触发电路；
双向可控硅触发电路：它由单结晶体管VT2、电容C1和电阻R5组成，单结晶体管VT2选用的型号为BT33，单结晶体管VT2发射极e与PNP型晶体管VT1集电极和电容C1一端相连，电容C1另一端接电路地GND，单结晶体管VT2第二基极b2接电路正极VCC，单结晶体管VT2第一基极b1通过电阻R5接电路地GND；
双向可控硅控制电路：双向可控硅BCR第二阳极T2通过电热布SGC接全桥整流电路正极输出端，双向可控硅BCR控制极G接单结晶体管VT2第一基极b1，双向可控硅BCR的第一阳极T1接全桥整流元件QZ负极输出端。
全桥整流电路及12V稳压电路：全桥整流元件QZ交流电输入端一端接220V交流电源火线端L，全桥整流元件QZ交流电输入端另一端接220V交流电源零线端N，全桥整流元件QZ正极输出端通过电阻R1接电路正极VCC，全桥整流元件QZ负极输出端接电路地GND。
附图说明
附图1是本发明提供的手动调温电热座垫一个实施例的电路工作原理图。
具体实施方式
按照附图1所示的手动调温电热座垫电路工作原理图和附图说明，并按照发明内容所述的各部分电路中元器件之间连接关系，以及实施方式中所述的元器件技术参数要求和电路制作要点进行实施即可实现本发明，以下结合实施例对本发明的相关技术作进一步的描述。
元器件的技术参数及选择要求
QZ为全桥整流元件，要求耐压≥400V,工作电流≥1A；
DW为稳压二极管，选用的技术参数为12V、功率为1W；
VT1为PNP型晶体管，选用的型号为2SC9012，要求放大倍数β≥160；
VT2为单结晶体管，选用的型号为BT33；
电阻全部选用功率为1/4W金属膜电阻，电阻R1的阻值为27KΩ，电阻R2的阻值为2.7KΩ，电阻R3的阻值为100KΩ，电阻R4的阻值为7.8KΩ；电阻R5的阻值为220Ω；
线性电位器RP的阻值为78KΩ,其功率为1W；
电容C1为涤纶电容，其容量为0.1μF、耐压为63V；
BCR为双向可控硅，选用技术参数为1A/400V任何型号的双向可控硅；
电热布SGC选用16～20W/220V，推荐使用洛阳市夏林电子电器厂生产的聚合红外恒温电热布；基材：上、下面均为彩绒布；厚度：1.0～1.2mm；电热布SGC尺寸为30mm×25mm；红外辐射波长：5～15μm；温度范围：20℃～60℃。
电路制作要点及电路调试
在制作手动调温电热座垫的电路时，只要选用的电子元器件性能完好，并按照说明书附图1中的元器件连接关系进行焊接，物理连接线及焊接质量经过仔细检查正确无误后，电路只要稍加调试就可正常工作；
在调试手动调温电热座垫电路时，先将线性电位器RP的阻值调到最大值，用万用表测电热布SGC两端直流电压应在205V以上，若低于200V可电阻R4的阻值，使之达到要求；
全部行程调整线性电位器RP的阻值，电热布SGC两端的直流电压应在130～200V之间变化，否则更换适当阻值的线性电位器RP，或稍微调整一下电阻R5的阻值。

Claims (2)

1.一种手动调温电热座垫，它包括220V交流电源、全桥整流电路及12V稳压电路、调温控制信号及其放大电路、双向可控硅触发电路、双向可控硅控制电路，其特征在于：
所述的调温控制信号及其放大电路由PNP型晶体管VT1、电阻R2和电阻R3、电阻R4、线性电位器RP组成，PNP型晶体管VT1基极接线性电位器RP一端和电阻R4一端，线性电位器RP另一端及其活动端接电路地GND，电阻R4另一端接电路正极VCC，PNP型晶体管VT1发射极接电阻R2一端和电阻R3一端，电阻R2另一端接电路正极VCC，电阻R3另一端接电路地GND，PNP型晶体管VT1集电极接双向可控硅触发电路；
所述的双向可控硅触发电路由单结晶体管VT2、电容C1和电阻R5组成，单结晶体管VT2选用的型号为BT33，单结晶体管VT2发射极e与PNP型晶体管VT1集电极和电容C1一端相连，电容C1另一端接电路地GND，单结晶体管VT2第二基极b2接电路正极VCC，单结晶体管VT2第一基极b1通过电阻R5接电路地GND；
所述的双向可控硅控制电路中，双向可控硅BCR第二阳极T2通过电热布SGC接全桥整流电路正极输出端，双向可控硅BCR控制极G接单结晶体管VT2第一基极b1，双向可控硅BCR的第一阳极T1接全桥整流元件QZ负极输出端。
2.根据权利要求1所述的手动调温电热座垫，其特征是：在全桥整流电路及12V稳压电路中，全桥整流元件QZ交流电输入端一端接220V交流电源火线端L，全桥整流元件QZ交流电输入端另一端接220V交流电源零线端N，全桥整流元件QZ正极输出端通过电阻R1接电路正极VCC，全桥整流元件QZ负极输出端接电路地GND。
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