CN103975645A

CN103975645A - 一种安全电热电路、安全电热方法及电热取暖器

Info

Publication number: CN103975645A
Application number: CN201280032218.4A
Authority: CN
Inventors: 胡少邦
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-11-12
Filing date: 2012-11-12
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2032-11-12
Also published as: CN103975645B; WO2014071630A1

Abstract

提供了一种安全电热电路、安全电热方法及电热取暖器，所述电路包括：控制单元(1)，根据用户指令输出加热控制信号，在正常工作时输出第一安全指示信号；第一开关单元(2)，根据加热控制信号实现导通或关断，在正常工作时根据第一安全指示信号输出第二安全指示信号；保护单元(3)，当收到第二安全指示信号时输出安全工作信号，当未收到第二安全指示信号时输出报警信号；第二开关单元(4)，当收到安全工作信号时导通，当收到报警信号时关断；电热单元(5)，在第一开关单元(2)和第二开关单元(4)均导通时进行加热工作。通过保护单元(3)对控制单元(1)和第一开关单元(2)进行安全监控，确保了电热安全，避免电热取暖器因电路故障导致加热失控引起高温火灾。

Description

一种安全电热电路、安全电热方法及电热取暖器

技术领域

本发明属于电热取暖领域，尤其涉及一种安全电热电路、安全电热方法及电热取暖器。

背景技术

目前市场上电热取暖、电热保健等电热器产品种类很多，有使用高压交流电对电热丝进行电热的高压交流电热器产品，有使用电压变换装置将高压交流电转换成低压直流电后对电热丝进行电热的低压直流电热器产品，有使用电压变换装置将高压交流电转换成高压直流电后对电热丝进行电热的高压直流电热器产品，有使用电压变换装置将高压交流电转换成低压交流电后对电热丝进行电热的低压交流电热器产品，不同的电热方式的产品有不同的电热电路。

通常，在使用高压交流电的电热器产品中，可以采用交流电源正弦波的正半周期对电热丝进行电热，采用交流电源正弦波的负半周期进行安全感应保护，相对比较安全，但是，目前市场上，针对于使用直流电的电热器产品，大多数无电路安全保护措施，容易因电路故障导致发热体持续升温，引起高温火灾，安全性能差。

技术问题

本发明实施例的目的在于提供一种安全电热电路，旨在解决目前使用直流电的电热电路安全性能差，容易因电路故障导致发热体持续升温，引起高温火灾的问题。

技术解决方案

本发明实施例是这样实现的，一种安全电热电路，所述电路包括：

控制单元，用于根据用户的设置指令输出加热控制信号，并在正常工作时输出第一安全指示信号；

第一开关单元，用于根据所述加热控制信号实现导通或关断，并在正常工作时根据所述第一安全指示信号输出第二安全指示信号；

保护单元，用于当接收到所述第二安全指示信号时输出安全工作信号，当未收到所述第二安全指示信号时输出报警信号；

第二开关单元，用于当接收到所述安全工作信号时导通，当接收到所述报警信号时关断；

电热单元，用于在所述第一开关单元和所述第二开关单元均导通时进行加热工作；

其中，所述第一开关单元、所述第二开关单元、所述电热单元的连接关系为：

直流工作电源正极与所述第二开关单元的电流输入端连接，所述第二开关单元的电流输出端与所述电热单元的电流输入端连接，所述电热单元的电流输出端与所述第一开关单元的电流输入端连接，所述第一开关单元的电流输出端与所述直流工作电源负极连接；或

所述直流工作电源正极与所述电热单元的电流输入端连接，所述电热单元的电流输出端与所述第二开关单元的电流输入端连接，所述第二开关单元的电流输出端与所述第一开关单元的电流输入端连接，所述第一开关单元的电流输出端与所述直流工作电源负极连接；或

所述直流工作电源正极与所述电热单元的电流输入端连接，所述电热单元的电流输出端与所述第一开关单元的电流输入端连接，所述第一开关单元的电流输出端与所述第二开关单元的电流输入端连接，所述第二开关单元的电流输出端与所述直流工作电源负极连接；

所述控制单元的双供电端与直流工作电源两端连接，所述控制单元的输入端接收外部用户的设置指令，所述控制单元的输出端与所述第一开关单元的控制端连接，所述保护单元的双供电端与直流工作电源两端连接，所述保护单元的输入端与所述第一开关单元的安全指示信号输出端连接，所述保护单元的输出端与所述第二开关单元的控制端连接。

本发明实施例的另一目的在于提供一种采用上述安全电热电路的电热取暖器。

本发明实施例的另一目的在于提供一种安全电热方法，所述方法包括下述步骤：

控制单元根据用户的设置指令输出加热控制信号，并在正常工作时输出第一安全指示信号；

第一开关单元根据所述加热控制信号实现导通或关断，并在正常工作时根据所述第一安全指示信号输出第二安全指示信号；

保护单元当接收到所述第二安全指示信号时输出安全工作信号，当未收到所述第二安全指示信号时输出报警信号；

第二开关单元当接收到所述安全工作信号时导通，当接收到所述报警信号时关断；

电热单元在所述第一开关单元和所述第二开关单元均导通时进行加热工作。

有益效果

本发明实施例根据通过保护单元对控制单元和第一开关单元进行安全监控，在不影响控制单元对电热单元控温的情况下，确保电热安全，避免了电热取暖器产品因电路出现故障，导致加热失控，容易引起高温火灾的安全隐患，同时该安全电热电路结构简单，成本低廉。

附图说明

图1（a）-图1（f）为本发明实施例提供的安全电热电路的结构图；

图2为本发明实施例提供的安全电热电路的示例电路图；

图3为本发明实施例提供的安全电热电路中控制单元的另一示例电路图；

图4示出了本发明实施例提供的安全电热方法的实现流程图；

图5为图4中步骤S101的实现流程图。

本发明的实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例根据通过保护单元对控制单元和第一开关单元进行安全监控，在不影响控制单元对电热单元控温的情况下，确保电热安全，解决了电热取暖器产品因电路出现故障，导致加热失控，容易引起高温火灾的问题。

图1示出了本发明实施例提供的安全电热电路的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。

作为本发明一实施例，该安全电热电路可应用于各种电热取暖器中，包括：

控制单元1，用于根据用户的设置指令输出加热控制信号，并在正常工作时输出第一安全指示信号；

第一开关单元2，用于根据加热控制信号实现导通或关断，并在正常工作时根据第一安全指示信号输出第二安全指示信号；

保护单元3，用于当接收到第二安全指示信号时输出安全工作信号，当未定时收到第二安全指示信号时输出报警信号；

第二开关单元4，用于当接收到安全工作信号时导通，当接收到报警信号时关断；

电热单元5，用于在第一开关单元2和第二开关单元4均导通时进行加热工作。

第一开关单元2、第二开关单元4、电热单元5通过各电流输入端、电流输出端串联连接，并与直流工作电源的正、负极（或交流工作电源）连接为一闭合回路，不限定其串联顺序，并根据其串联顺序具体连接关系有六种，参见图1（a）-图1（f），分别为：

参见图1（a），直流工作电源正极（或交流工作电源的一端）与第二开关单元4的电流输入端连接，第二开关单元4的电流输出端与电热单元5的电流输入端连接，电热单元5的电流输出端与第一开关单元2的电流输入端连接，第一开关单元2的电流输出端与直流工作电源负极（或交流工作电源的另一端）连接；或

参见图1（b）直流工作电源正极（或交流工作电源的一端）与电热单元5的电流输入端连接，电热单元5的电流输出端与第二开关单元4的电流输入端连接，第二开关单元4的电流输出端与第一开关单元2的电流输入端连接，第一开关单元2的电流输出端与直流工作电源负极（或交流工作电源的另一端）连接；或

参见图1（c），直流工作电源正极（或交流工作电源的一端）与电热单元5的电流输入端连接，电热单元5的电流输出端与第一开关单元2的电流输入端连接，第一开关单元2的电流输出端与第二开关单元4的电流输入端连接，第二开关单元4的电流输出端与直流工作电源负极（或交流工作电源的另一端）连接；或

参见图1（d），直流工作电源正极（或交流工作电源的一端）与第一开关单元2的电流输入端连接，第一开关单元2的电流输出端与电热单元5的电流输入端连接，电热单元5的电流输出端与第二开关单元4的电流输入端连接，第二开关单元4的电流输出端与直流工作电源负极（或交流工作电源的另一端）连接；或

参见图1（e），直流工作电源正极（或交流工作电源的一端）与第一开关单元2的电流输入端连接，第一开关单元2的电流输出端与第二开关单元4的电流输入端连接，第二开关单元4的电流输出端与电热单元5的电流输入端连接，电热单元5的电流输出端与直流工作电源负极（或交流工作电源的另一端）连接；或

参见图1（f），直流工作电源正极（或交流工作电源的一端）与第二开关单元4的电流输入端连接，第二开关单元4的电流输出端与第一开关单元2的电流输入端连接，第一开关单元2的电流输出端与电热单元5的电流输入端连接，电热单元5的电流输出端与直流工作电源负极（或交流工作电源的另一端）连接；

另外，该控制单元1的双供电端与电源两端连接，控制单元1的输入端接收外部用户的设置指令，控制单元1的输出端与第一开关单元2的控制端连接；

该保护单元3的双供电端与电源两端连接，保护单元3的输入端与第一开关单元2的安全指示信号输出端连接，保护单元3的输出端与第二开关单元4的控制端连接；

在本发明实施例中，控制单元1的输入端可以根据用户的设置指令进行参数设定，该参数设定可以在该安全电热电路第一次运行时设定好，若无需更改参数，在再次启动时无需重复设定，若需更改参数可以重新设定。

在本发明实施例中，该电源可以采用交流工作电源，但尤其适用于直流工作电源的电热保护。

该控制单元1可以为温度控制单元，通过温度检测模块检测电热单元5的温度，并根据电热单元5的温度输出温控信号，以控制第一开关单元2的通断，进而实现对电热单元5加热工作的控制。

在本发明实施例中，控制单元通过加热控制信号控制第一开关单元的通断，进而控制加热单元的温度控制，并在控制单元和第一开关单元正常工作时输出安全指示信号给保护单元，保护单元可以对控制单元和第一开关单元进行安全监控，在控制单元或第一开关单元出现异常（即无法收到安全指示信号）处于非安全工作状态时控制第二开关单元切断对加热单元的供电，避免由于控制单元故障失控或第一开关单元器件损坏导致第一开关管单元长时间导通，进而导致加热单元由于加热失控引起高温事故。

本发明实施例通过保护单元对控制单元和第一开关单元进行安全监控，在不影响控制单元对电热单元控温的情况下，确保电热安全，避免了电热取暖器产品因电路出现故障，导致加热失控，容易引起高温火灾的安全隐患，同时该安全电热电路结构简单，成本低廉。

图2示出了本发明实施例提供的安全电热电路的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。

作为本发明一实施例，该控制单元1包括：

电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、温度设置模块11、温度检测模块12、电容C3、二极管D3、二极管D4、第三运算放大器U3、第四运算放大器U4；

电阻R10的一端为控制单元1的正供电端，电阻R10的另一端与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端为控制单元1的负供电端（接地），电阻R10与电阻R12的公共端通过电阻R11与第三运算放大器U3的正向输入端连接，第三运算放大器U3的正向输入端还通过电阻R14与第三运算放大器U3的输出端连接，第三运算放大器U3的反向输入端同时与电阻R15的一端、电阻R13的一端以及电容C3的一端连接，电阻R15的另一端与第三运算放大器U3的输出端连接，电阻R13的另一端与二极管D3的阳极连接，二极管D3的阴极与第三运算放大器U3的输出端连接，电容C3的另一端同时为控制单元1的负供电端（接地），第三运算放大器U3还与二极管D4的阴极连接，二极管D4的阳极与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端为控制单元1的正供电端与电阻R18的一端连接，电阻R18的另一端与温度检测模块12的电流输入端连接，温度检测模块12的电流输出端为控制单元1的负供电端（接地）与电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端与温度设置模块11的电流输出端连接，温度设置模块11的电流输入端与二极管D4的阳极连接，温度设置模块11的设置端为控制单元1的用户输入端，二极管D4的阳极还与第四运算放大器U4的正向输入端连接，第四运算放大器U4的正向输入端通过电阻R19与第四运算放大器U4的输出端连接，第四运算放大器U4的反向输入端与温度检测模块12的电流输入端连接，第四运算放大器U4的输出端与电阻R20的一端连接，电阻R20的另一端为控制单元1的输出端。

该温度设置模块11，用于接收用户的设置指令，并根据用户的设置可以调节对于加热控制信号的输出调节，可以采用可调电阻VR1实现，该可调电阻VR1的一端为温度设置模块11的电流输入端，可调电阻VR1的另一端为温度设置模块11的电流输出端，可调电阻VR1的调节端为温度设置模块11的设置端。

该温度检测模块12，用于检测电热单元5的实时温度，并将电热单元5的实时温度信号转换成电流信号反馈给控制单元1作为加热控制信号的输出调整，使电热单元5温度恒定于用户的设置值。该温度检测模块12可以采用温度传感器或具有感温特性的金属型感温丝或热敏电阻RT1实现，该金属型感温丝或热敏电阻RT1的一端为温度检测模块12的电流输入端，金属型感温丝或热敏电阻RT1的另一端为温度检测模块12的电流输出端。

本发明实施例以图1（a）-图1（c）的任一结构为例，该第一开关单元2可以采用分立开关器件（例如继电器）实现，也可以采用半导体开关器件（例如MOS管、三极管、可控硅等）和电阻连接实现，具体结构为：

第四开关管21、电阻R21和电阻R22；

该第四开关管21的控制端为第一开关单元2的控制端，第四开关管21的输入端为第一开关单元2的电流输入端，第四开关管21的输出端为第一开关单元2的电流输出端通过电阻R21与第四开关管21的控制端连接，电阻R22的一端为第一开关单元2的安全指示信号输出端，电阻R22的另一端与第四开关管21的输入端连接。

本发明实施例以第四开关管21采用N型MOS管Q4为例，进行说明，该N型MOS管Q4的漏极为第四开关管21的输入端，N型MOS管Q4的源极为第四开关管21的输出端，N型MOS管Q4的栅极为第四开关管21的控制端；

当然，该第四开关管21也可以采用NPN型三极管实现，该NPN型三极管的集电极为第四开关管21的输入端，NPN型三极管的发射极为第四开关管21的输出端，NPN型三极管的基极为第四开关管21的控制端。

该保护单元3包括：

电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C2、二极管D1、二极管D2、第三开关管31以及第二运算放大器U2；

电阻R9的一端为保护单元3的输入端，电阻R9的另一端与第三开关管31的控制端连接，第三开关管31的控制端通过电阻R8与第三开关管31的输出端连接，第三开关管31的输入端与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极为保护单元3的正供电端与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与电容C2的一端连接，电容C2的另一端为保护单元3的负供电端（接地）与第三开关管31的输出端连接，二极管D2的阳极、电阻R6的另一端均与第二运算放大器U2的反向输入端连接，第二运算放大器U2的正向输入端同时与电阻R5的一端、电阻R7的一端连接，电阻R5的另一端为保护单元3的正供电端，电阻R7的另一端为保护单元3的负供电端（接地），第二运算放大器U2的正向输入端还与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极为保护单元3的输出端与第二运算放大器U2的输出端连接。

作为本发明一优选实施例，该第三开关管31可以采用NPN型三极管Q3或N型MOS管实现，该NPN型三极管Q3的集电极为第三开关管31的输入端，NPN型三极管Q3的发射极为第三开关管31的输出端，NPN型三极管Q3的基极为第三开关管31的控制端；该N型MOS管的漏极为第三开关管31的输入端，N型MOS管的源极为第三开关管31的输出端，N型MOS管的栅极为第三开关管31的控制端。

该第二开关单元4可以采用继电器K1或半导体开关管（例如MOS管、三极管以及可控硅等）实现，该继电器K1的高电位端连接电源电压，继电器K1的低电位端为第二开关单元4的控制端，继电器K1的公共端为第二开关单元4的电流输入端，继电器K1的常开端悬空，继电器K1的常闭端为第二开关单元4的电流输出端。该半导体开关管的电流输入端为第二开关单元4的电流输入端，半导体开关管的电流输出端为第二开关单元4的电流输出端，半导体开关管的控制端为第二开关单元4的控制端。

本发明实施例以第二开关单元4为P型MOS管例，其连接结构为，该P型MOS管的源极为第二开关单元4的电流输入端，P型MOS管的漏极为第二开关单元4的电流输出端，P型MOS管的栅极为第二开关单元4的控制端。

该电热单元5可以采用金属型电热丝H1或碳纤维电热丝或电热布或导热胶片或石墨电热板以及电热管材料加热，该金属型电热丝或碳纤维电热丝或电热布或导热胶片或石墨电热板或电热管的两端分别为电热单元5的电流输入端和电流输出端。

作为本发明一优选实施例，若控制单元1和保护单元3对电源电压稳定度较高的要求或者工作电源为交流电源时，该安全电热电路还可以包括稳压单元6，用于稳定电源电压或转换电源电压（将直流工作电源电压或交流工作电源电压转换成直流电源电压后稳定电源电压），输出稳压电源VDD，为控制单元1、保护单元3以及有需求的单元提供稳压供电，进而提高安全电热电路的整体稳定性，该稳压单元6的输入端与电源电压连接，稳压单元6的正输出端同时与控制单元1、保护单元3的正供电端连接，稳压单元6的负输出端同时与控制单元1、保护单元3的负供电端连接。

在本发明实施例中，第二开关单元4中的继电器K1的高电位端也可以与稳压单元6的正输出端连接，该稳压单元6可以与直流工作电源连接，也可以与交流工作电源连接，在连接不同的电源时，选取不同的稳压芯片或电源转换芯片（AC-DC、DC-DC）即可。

该稳压单元6包括：

稳压芯片U1和电容C1；

所述稳压芯片U1的输入端（Vin）为所述稳压单元6的输入端，所述稳压芯片U1的输出端（Vout）为所述稳压单元6的正输出端与所述电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端为所述稳压单元6的负输出端与所述稳压芯片的接地端（GND）同时接地。

此处稳压芯片U1也可以采用电源转换芯片代替，以为其他单元提供不同的电源电压值。

该安全电热电路还可以包括一报警单元7，该报警单元7的输入端与保护单元3的输出端连接，用于当收到报警信号时通过声音或显示向用户发出报警信息，例如通过扬声器发出声音报警信息，或通过指示灯发出显示报警信息，也可以同时发出声音和显示的报警信息或根据用户实际需求采用更加高端的液晶显示或节能显示。

该报警单元7包括：

电阻R4和发光二级管LED1；

电阻R4的一端为所述报警单元7的输入端，电阻R4的另一端与发光二级管LED1的阴极连接，发光二级管LED1的阳极与直流工作电源正极或稳压单元6的正输出端连接。

在本发明实施例中，控制单元1中的第四运算放大器U4及其外围元件电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、可调电阻VR1、金属型感温丝或热敏电阻RT1组成控温电路，可调电阻VR1用于设定控温参数，金属型感温丝或热敏电阻RT1用于感应电热单元5的温度，控温电路根据可调电阻VR1设定的控温参数和金属型感温丝或热敏电阻RT1感应到的电热单元5温度进行运算输出加热控制信号，即当金属型感温丝或热敏电阻RT1感应到电热单元5温度低于用户设定的控温参数时，输出高电平的加热控制信号信号，当金属型感温丝或热敏电阻RT1感应到电热单元5温度高于用户设定的控温参数时，输出低电平的加热控制信号；运算放大器U3及其外围元件电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C3、二极管D3、二极管D4组成安全工作信号发生器，其能每隔一段时间从二极管D4阳极发送一个低电平信号，（二极管D4阳极低电平信号产生过程为：电源VDD为高电压，电容C3的负极为地，电容C3即运算放大器U3的反向输入端较低，运算放大器U3输出端电平较高，通过电阻R15给电容C3充电，运算放大器U3反向输入端逐渐升高，当反向输入端电压高于同向输入端电压时，运算放大器U3输出为低电平，从而二极管D4阳极输出为一个高于运算放大器U3一个二极管阈值的低电平信号，此时，C3通过R13及D3对U3的反向输入端放电，使其为低电平，运算放大器U3输出端再次为高电平，如此反复使得每隔一段时间从二极管D4阳极发送一个低电平信号），该低电平信号作为第一安全指示信号输入给控温电路，并随控温电路输出的加热控制信号一起输出。

当控制单元1输出高电平的加热控制信号时，第一开关单元2中的N型MOS管Q4导通，对电热单元5进行加热，当控制单元1输出低电平的加热控制信号时，N型MOS管Q4截止，电热单元5停止加热；在控制单元1输出加热控制信号时，会每隔一段时间有一个第一安全指示信号的低电平信号输出，当此低电平信号输入N型MOS管Q4栅极时，N型MOS管Q4的漏极会输出一个高电平信号，安全工作信号由低电平信号转换为高电平信号（第二安全指示信号）从N型MOS管Q4的漏极输出。

保护单元3中的NPN型三极管Q3用于对电解电容C2放电，当保护单元3的输入端有第二安全指示信号输入时，NPN型三极管Q3导通，电容C2放电，当保护单元3的输入端没有第二安全指示信号输入时，NPN型三极管Q3截止，电阻R6对电解电容C2充电，当保护单元3的输入端长时间没有第二安全指示信号输入时，表示控制单元1或第一开关单元2已发生故障且导致N型MOS管Q4处于长时间导通状态，因此电阻R6对电解电容C2长时间充电，当电解电容C2正极电压被充电到高于第二运算放大器U2正向输入端电压时，第二运算放大器U2输出低电平的报警信号，控制第二开关单元4切断电热单元5的电热电压，防止电热单元5温度失控而发生安全事故，并且当第二运算放大器U2输出低电平的报警信号时，报警单元7可以通过发光二极管LED1发光显示报警，显示电路故障。

当保护单元3输出高电平信号时，第二开关单元4中的继电器K1导通，给电热单元5提供电热电压，当保护单元3输出低电平信号时，继电器K1断开，切断电热单元5的电热电压。

稳压单元6中的三端稳压芯片U1和电容C1起稳压和滤波作用，以输出穏定的工作电压。

图3示出了本发明实施例提供的安全电热电路中控制单元的另一示例电路，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。

作为本发明一实施例，该控制单元1还可以采用下述结构：

温度设置模块11、温度检测模块12、微处理器U5、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30；

该温度设置模块11的电流输入端同时与电阻R26的一端、电阻R27的一端连接，电阻R26的另一端为控制单元1的正供电端，温度设置模块11的电流输出端为控制单元1的负供电端，电阻R27的另一端与微处理器U5的第一控制端（PIN7）连接，微处理器U5的第二控制端（PIN8）通过电阻R28与温度检测模块12的电流输入端连接，温度检测模块12的电流输出端为控制单元1的负供电端（接地），微处理器U5的电源端（PIN12）为控制单元1的正供电端与电阻R29的一端连接，电阻R29的另一端与温度检测模块12的电流输入端连接，微处理器U5的信号输出端（PIN10）与电阻R30的一端连接，电阻R30的另一端为控制单元1的输出端，微处理器U5的接地端（PIN9）接地。

作为本发明一实施例，该控制单元1还可以包括一数码显示器用于工作状态显示，该数码显示器可以根据成本需要以及用户需求选择多种显示装置，例如液晶数码显示器，或数码管DS1，该数码显示器DS1的多个显示输入端（引脚a-g、引脚dp、+电源引脚、-电源引脚）分别与微处理器U5的多个数据输出端（PIN1-6、PIN15-18）连接。

作为本发明一实施例，微处理器U5可以采用MK7A25P型号的处理芯片，与多个按键以及温度检测模块配合实现温度控制，输出加热控制信号和第一安全指示信号。

该温度设置模块11还可以包括：

第一按键SW1、第二按键SW2、第三按键SW3、第四按键SW4、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25；

第一按键SW1、第二按键SW2、第三按键SW3、第四按键SW4的一端同时连接为温度设置模块11的电流输出端，第一按键SW1、第二按键SW2、第三按键SW3、第四按键SW4的另一端分别与电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25的一端连接，电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25的另一端同时连接为温度设置模块11的电流输入端，第一按键SW1、第二按键SW2、第三按键SW3、第四按键SW4的控制端为温度设置模块11的多个设置端。

在本发明实施例中，用户通过第一按键SW1、第二按键SW2、第三按键SW3、第四按键SW4以及相应的限流电阻（电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25）进行开机和关机以及设定控温参数，微处理器U5根据用户输入的控温参数输出加热控制信号。

作为本发明一实施例，用户还可以通过多个按键实现定时关机等设置，以满足用户的多种实用需求。

图4示出了本发明实施例提供的安全电热方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。

作为本发明一实施例，该安全电热方法包括下述步骤：

在步骤S101中，控制单元根据用户的设置指令输出加热控制信号，并在正常工作时输出第一安全指示信号；

在步骤S102中，第一开关单元根据加热控制信号实现导通或关断，并在正常工作时根据第一安全指示信号输出第二安全指示信号；

在步骤S103中，保护单元当接收到第二安全指示信号时输出安全工作信号，当未收到第二安全指示信号时输出报警信号；

在步骤S104中，第二开关单元当接收到安全工作信号时导通，当接收到报警信号时关断；

在步骤S105中，电热单元在第一开关单元和第二开关单元均导通时进行加热工作。

作为本发明一实施例，在步骤S103之后，还可以包括下述步骤：

当收到报警信号时通过声音或显示向用户发出报警信息。

值得说明的是，该步骤（当收到报警信号时通过声音或显示向用户发出报警信息）也可以在步骤S104或步骤S105之后执行。

图5示出了图4中步骤S101的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。

作为本发明一实施例，图4中的步骤S101，控制单元根据用户的设置指令输出加热控制信号，并在稳定工作时输出第一安全指示信号的步骤具体为：

在步骤S201中，初始化设置；

在本发明实施例中，首先关闭加热，微处理器U5初始化端口和存储器，在初始化存储器时装载初始控温参数和安全检测计时参数到存储器，然后进入休眠状态。

在步骤S202中，判断是否开始；

若是，则执行步骤S203，判断是否初始上电工作；

若否，则返回执行步骤S202；

在本发明实施例中，初始化存储器后，微处理器U5处于休眠状态，微处理器U5通过第一按键SW1（ON/OFF）判断是否开始，当第一按键SW1（ON/OFF）被按下导通时，则控制单元进入运行状态，微处理器U5会随时判断第一按键SW1（ON/OFF）是否再次被按下导通，如再次按下导通，则微处理器U5再次进入休眠状态，即控制单元暂时停止运行，直到第一按键SW1（ON/OFF）再次被按下导通。

在步骤S203中，判断是否初始上电工作；

在本发明实施例中，进入开始后CPU判断控制单元是否为初始上电工作，所述初始上电即为接通外接电源后，控制单元第一次进入运行状态。

若是，则执行步骤S204，初始设置为默认控温参数和安全检测计时参数；

若否，则执行步骤S205，调用最后一次设置的控温参数和安全检测计时参数；

在本发明实施例中，当控制单元进入运行状态时，微处理器U5会将用户最后一次设置的控温参数和安全检测计时参数保存到存储器，如用户没有做参数设置，则微处理器U5的初始化设置为作为用户的最后一次参数设置，在初始上电工作时，微处理器U5将初始化存储器时装载的初始控温参数和安全检测计时参数作为默认设置参数；在未切断电源的情况下，当微处理器U5再次从休眠状态进入运行状态时，微处理器U5将会调用用户最后一次设置的控温参数和安全检测计时参数，例如，当第一按键SW1（ON/OFF）按下（导通），控制电路第一次加工作电压开机工作，将初始设置到存储器的的控温参数和安全检测计时参数作为默认设置，否则，调用最后一次设置的控温参数和安全检测计时参数。

在步骤S206中，根据用户需求调节控温参数；

在本发明实施例中，用户通过按下第四按键SW4（SET）进入控温参数调节界面，进入控温参数调节界面后，用户通过第二按键SW2（UP）和第三按键SW3（DOWN）进行控温参数调节。

在步骤S207中，获取温度检测参数；

在本发明实施例中，通过温度检测模块获取温度检测参数，结合图2，通过测量电阻R18与金属型感温丝或热敏电阻RT1的分压值，金属型感温丝或热敏电阻RT1分压值的变化代表温度的变化，以检测电热单元的实时温度，并可以通过数码管或LED等数码显示装置显示当前温度值。

在步骤S208中，判断温度检测参数是否小于控温参数；

若是，则执行步骤S210，输出加热的加热控制信号；

若否，则执行步骤S209，输出停止加热的加热控制信号，并返回执行步骤S206；

在本发明实施例中，在当前温度检测参数没有达到控温参数时继续加热，否则控制停止加热。

在步骤S211中，判断是否达到安全检测计时参数的时间；

若是，则执行步骤S212，进行安全检测，在正常工作时输出第一安全指示信号，并返回执步骤S206；

若否，则直接返回执行步骤S206。

在本发明实施例中，当到达安全检测计时参数的时间时，进行安全检测，安全检测完成后，重新装载安全检测计时参数到存储器，进行重新安全检测计时，然后返回执行步骤S206。

本发明还可以通过第二按键SW2（UP）、第三按键SW3（DOWN）以及第四按键SW4（SET）进行定时关机参数设置，具体设置过程本领域技术人员应当理解，此处不再赘述，本实施例并不限定定时关机参数设置的具体设置过程。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

一种安全电热电路，其特征在于，所述电路包括：

控制单元，用于根据用户的设置指令输出加热控制信号，并在正常工作时输出第一安全指示信号；

第一开关单元，用于根据所述加热控制信号实现导通或关断，并在正常工作时根据所述第一安全指示信号输出第二安全指示信号；

保护单元，用于当接收到所述第二安全指示信号时输出安全工作信号，当未收到所述第二安全指示信号时输出报警信号；

第二开关单元，用于当接收到所述安全工作信号时导通，当接收到所述报警信号时关断；

电热单元，用于在所述第一开关单元和所述第二开关单元均导通时进行加热工作；

其中，所述第一开关单元、所述第二开关单元、所述电热单元的连接关系为：

直流工作电源正极与所述第二开关单元的电流输入端连接，所述第二开关单元的电流输出端与所述电热单元的电流输入端连接，所述电热单元的电流输出端与所述第一开关单元的电流输入端连接，所述第一开关单元的电流输出端与所述直流工作电源负极连接；或

所述直流工作电源正极与所述电热单元的电流输入端连接，所述电热单元的电流输出端与所述第二开关单元的电流输入端连接，所述第二开关单元的电流输出端与所述第一开关单元的电流输入端连接，所述第一开关单元的电流输出端与所述直流工作电源负极连接；或

所述直流工作电源正极与所述电热单元的电流输入端连接，所述电热单元的电流输出端与所述第一开关单元的电流输入端连接，所述第一开关单元的电流输出端与所述第二开关单元的电流输入端连接，所述第二开关单元的电流输出端与所述直流工作电源负极连接；

所述控制单元的双供电端与直流工作电源两端连接，所述控制单元的输入端接收外部用户的设置指令，所述控制单元的输出端与所述第一开关单元的控制端连接，所述保护单元的双供电端与直流工作电源两端连接，所述保护单元的输入端与所述第一开关单元的安全指示信号输出端连接，所述保护单元的输出端与所述第二开关单元的控制端连接。
如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述控制单元包括：

电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、设置模块、温度检测模块、电容C3、二极管D3、二极管D4、第三运算放大器、第四运算放大器；

所述电阻R10的一端为所述控制单元的正供电端，所述电阻R10的另一端与所述电阻R12的一端连接，所述电阻R12的另一端为所述控制单元的负供电端，所述电阻R10与所述电阻R12的公共端通过所述电阻R11与所述第三运算放大器的正向输入端连接，所述第三运算放大器的正向输入端还通过所述电阻R14与所述第三运算放大器的输出端连接，所述第三运算放大器的反向输入端同时与所述电阻R15的一端、所述电阻R13的一端以及所述电容C3的一端连接，所述电阻R15的另一端与所述第三运算放大器的输出端连接，所述电阻R13的另一端与所述二极管D3的阳极连接，所述二极管D3的阴极与所述第三运算放大器的输出端连接，所述电容C3的另一端同时为所述控制单元的负供电端，所述第三运算放大器还与所述二极管D4的阴极连接，所述二极管D4的阳极与所述电阻R16的一端连接，所述电阻R16的另一端为所述控制单元的正供电端与所述电阻R18的一端连接，所述电阻R18的另一端与所述温度检测模块的电流输入端连接，所述温度检测模块的电流输出端为所述控制单元的负供电端与所述电阻R17的一端连接，所述电阻R17的另一端与所述设置模块的电流输出端连接，所述设置模块的电流输入端与所述二极管D4的阳极连接，所述设置模块的设置端为所述控制单元的输入端，所述二极管D4的阳极还与所述第四运算放大器的正向输入端连接，所述第四运算放大器的正向输入端通过所述电阻R19与所述第四运算放大器的输出端连接，所述第四运算放大器的反向输入端与所述温度检测模块的电流输入端连接，所述第四运算放大器的输出端与所述电阻R20的一端连接，所述电阻R20的另一端为所述控制单元的输出端。
如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述设置模块为可调电阻，所述可调电阻的一端为所述设置模块的电流输入端，所述可调电阻的另一端为所述设置模块的电流输出端，所述可调电阻的调节端为所述设置模块的设置端。
如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述控制单元包括：

设置模块、温度检测模块、微处理器、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30；

所述设置模块的电流输入端同时与所述电阻R26的一端、所述电阻R27的一端连接，所述电阻R26的另一端为所述控制单元的正供电端，所述设置模块的电流输出端为所述控制单元的负供电端，所述电阻R27的另一端与所述微处理器的第一控制端连接，所述微处理器的第二控制端通过所述电阻R28与所述温度检测模块的电流输入端连接，所述温度检测模块的电流输出端为所述控制单元的负供电端，所述微处理器的电源端为所述控制单元的正供电端与所述电阻R29的一端连接，所述电阻R29的另一端与所述温度检测模块的电流输入端连接，所述微处理器的信号输出端与所述电阻R30的一端连接，所述电阻R30的另一端为所述控制单元的输出端，所述微处理器的接地端接地。
如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述控制单元还包括一数码显示器用于工作状态显示，所述数码显示器的多个显示输入端分别与所述微处理器的多个数据输出端连接。
如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述设置模块包括：

第一按键、第二按键、第三按键、第四按键、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25；

所述第一按键、所述第二按键、所述第三按键、所述第四按键的一端同时连接为所述设置模块的电流输出端，所述第一按键、所述第二按键、所述第三按键、所述第四按键的另一端分别与所述电阻R22、所述电阻R23、所述电阻R24、所述电阻R25的一端连接，所述电阻R22、所述电阻R23、所述电阻R24、所述电阻R25的另一端同时连接为所述设置模块的电流输入端，所述第一按键、所述第二按键、所述第三按键、所述第四按键的控制端为所述设置模块的多个设置端。
如权利要求2-6任一项所述的电路，其特征在于，所述温度检测模块为金属型感温丝或热敏电阻，所述金属型感温丝或热敏电阻的一端为所述温度检测模块的电流输入端，所述金属型感温丝或热敏电阻的另一端为所述温度检测模块的电流输出端。
如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一开关单元包括：

第四开关管、电阻R21和电阻R22；

所述第四开关管的控制端为所述第一开关单元的控制端，所述第四开关管的输入端为所述第一开关单元的电流输入端，所述第四开关管的输出端为所述第一开关单元的电流输出端通过所述电阻R21与所述第四开关管的控制端连接，所述电阻R22的一端为所述第一开关单元的安全指示信号输出端，所述电阻R22的另一端与所述第四开关管的输入端连接。
如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述保护单元包括：

电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C2、二极管D1、二极管D2、第三开关管以及第二运算放大器；

所述电阻R9的一端为所述保护单元的输入端，所述电阻R9的另一端与所述第三开关管的控制端连接，所述第三开关管的控制端通过所述电阻R8与第三开关管的输出端连接，所述第三开关管的输入端与所述二极管D2的阳极连接，所述二极管D2的阴极为所述保护单元的正供电端与所述电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端与所述电容C2的一端连接，所述电容C2的另一端为所述保护单元的负供电端与所述第三开关管的输出端连接，所述二极管D2的阳极、所述电阻R6的另一端均与所述第二运算放大器的反向输入端连接，所述第二运算放大器的正向输入端同时与所述电阻R5的一端、所述电阻R7的一端连接，所述电阻R5的另一端为所述保护单元的正供电端，所述电阻R7的另一端为所述保护单元的负供电端，所述第二运算放大器的正向输入端还与所述二极管D1的阳极连接，所述二极管D1的阴极为所述保护单元的输出端与所述第二运算放大器的输出端连接。
如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二开关单元为继电器或半导体开关管；

所述继电器的高电位端连接电源电压，所述继电器的低电位端为所述第二开关单元的控制端，所述继电器的公共端为所述第二开关单元的电流输入端，所述继电器的常开端悬空，所述继电器的常闭端为所述第二开关单元的电流输出端；

所述半导体开关管的电流输入端为所述第二开关单元的电流输入端，所述半导体开关管的电流输出端为所述第二开关单元的电流输出端，所述半导体开关管的控制端为所述第二开关单元的控制端。
如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电热单元为金属型电热丝或碳纤维电热丝或电热布或导热胶片或石墨电热板或电热管。
如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

稳压单元，所述稳压单元的输入端与所述直流工作电源正极连接，所述稳压单元的正输出端同时与所述控制单元、所述保护单元的正供电端连接，所述稳压单元的负输出端同时与所述控制单元、所述保护单元的负供电端连接，用于稳定所述直流工作电源电压或转换所述直流工作电源电压，输出稳压电源。
如权利要求1至6、8至12任一项所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

报警单元，所述报警单元的输入端与所述保护单元的输出端连接，用于当收到所述报警信号时通过声音或显示向用户发出报警信息。
一种电热取暖器，其特征在于，所述电热取暖器包括如权利要求1至13任一项所述的电路。
一种安全电热方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

控制单元根据用户的设置指令输出加热控制信号，并在正常工作时输出第一安全指示信号；

第一开关单元根据所述加热控制信号实现导通或关断，并在正常工作时根据所述第一安全指示信号输出第二安全指示信号；

保护单元当接收到所述第二安全指示信号时输出安全工作信号，当未收到所述第二安全指示信号时输出报警信号；

第二开关单元当接收到所述安全工作信号时导通，当接收到所述报警信号时关断；

电热单元在所述第一开关单元和所述第二开关单元均导通时进行加热工作。
如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述保护单元当接收到所述第二安全指示信号时输出安全工作信号，当未收到所述第二安全指示信号时输出报警信号的步骤之后还可以包括下述步骤：

当收到所述报警信号时通过声音或显示向用户发出报警信息。
如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述控制单元根据用户的设置指令输出加热控制信号，并在正常工作时输出第一安全指示信号的步骤具体为：

S201，初始化设置；

S202，判断是否开始；

若是，则执行S203；

若否，则返回执行S202；

S203，判断是否初始上电工作；

若是，则执行S204；

若否，则执行S205；

S204，初始设置为默认控温参数和安全检测计时参数；

S205，调用最后一次设置的控温参数和安全检测计时参数；

S206，根据用户需求调节控温参数；

S207，获取温度检测参数；

S208，判断所述温度检测参数是否小于所述控温参数；

若是，则执行S210；

若否，则执行S209；

S209，输出停止加热的加热控制信号，并返回执行S206；

S210，输出加热的加热控制信号；

S211，判断是否达到所述安全检测计时参数的时间；

若是，则执行S212；

若否，则返回执行S206；

S212，进行安全检测，在正常工作时输出第一安全指示信号，并返回执S206。