CN104822287B - 头发造型设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于调节诸如头发造型器具的手持器具上参数的方法和设备。头发造型设备包括：主体，具有承载头发造型加热器的至少一个臂；温度传感器，被安排以感测头发造型加热器的温度并生成温度感测信号；以及电源单元，包括：磁能传递元件，AC输入，耦合至磁能传递元件的第一侧；加热器驱动输出，耦合至磁能传递元件的第二侧并耦合至该头发造型加热器以向所述头发造型加热器供电；以及功率控制器，被配置成调节该加热器驱动输出。功率控制器被耦合至温度感测信号并被配置成调节电源的加热器驱动输出以便响应于该温度感测信号而控制头发造型加热器的温度。

Description

头发造型设备
技术领域
本发明涉及用于向头发造型设备特别是那些用于拉直头发或使头发卷曲的头发造型设备供电的方法和设备。
背景技术
存在多种设备可用来对头发造型。一种形式的设备被认为是矫直器，其利用可加热的多个盘。为了造型，头发被加紧在多个盘之间并在其变得可塑的转变温度以上被加热。转变温度可以在160-200℃的范围内，取决于头发的类型、厚度、状况和数量。头发造型设备可以被用于使头发变直、卷曲和/或成波浪。
用于使头发变直的头发造型设备通常被称为“直发铁”或“直发器”。图1描绘了示例的典型直发器1。该直发器1包括第一和第二臂4a、4b，各包括一个可加热盘(heatableplate)6a、6b，以与可加热盘热接触的方式耦合到加热器(未示出)。两个可加热盘基本上是平的并且以相对的形式被安排在两个臂的内表面。
为了使用该造型设备来使头发变直，将挤压力施加到两个臂上以便它们绕枢轴2旋转来将头发加紧在热的可加热盘之间。然后将头发通过可加热盘在张力下牵引以便将其塑造成变直的形状。直发器还可以被用来使头发卷曲，通过由可加热盘拉头发之前将直发器向头旋转180°。
为了向图1的可加热盘供电以及控制该可加热盘，主电源电缆8被连接到主插头10以向头发造型设备供电。被包在头发造型设备外壳内的是将AC主输入转换为合适的驱动电压的电源电路和控制加热器操作和感测温度的控制电路。
事实上多种电气组件存在于头发造型设备意味着对于持续一段之间的握持设备可能变得沉重。此外由于组件尺寸强加在头发造型设备的形状和尺寸的限制，设计自由度也会被限制。本发明通过发展对这种头发造型设备的电源和控制系统的改进试图解决这样的问题。
发明内容
根据本发明的第一个方面，提供了一种头发造型设备，包括：主体，具有承载头发造型加热器的至少一个臂；温度传感器，被安排以感测所述头发造型加热器的温度并生成温度感测信号；以及电源单元，包括：磁能传递元件，AC输入，其耦合至所述磁能传递元件的第一侧，加热器驱动输出，其耦合至所述磁能传递元件的第二侧并耦合至所述头发造型加热器以向所述头发造型加热器供电，以及功率控制器，其被配置成调节所述加热器驱动输出，其中所述功率控制器被耦合至所述温度感测信号；以及其中所述功率控制器被配置成调节所述电源的加热器驱动输出以便响应于所述温度感测信号而控制所述头发造型加热器的温度。
温度感测信号被反馈回电源单元这样电源控制器能够控制来自磁能传递元件的能量的传递。以这种方式，向加热元件供电的磁能传递元件的输出能够被调节，从而控制头发造型加热器的温度。事实上电源单元输出由所感测的头发造型加热器的温度来控制意味着输出电压、或电流可以波动、在开和关之间循环、或者逐渐改变以调节温度。这样的调节可以使温度斜坡(ramp)上升到期望的操作温度，将头发造型加热器保持在该期望的操作温度和/或如果温度增加到期望的操作温度以上则禁用或节流(throttle)电源。更多复杂的温度控制也可以允许温度在初始加热阶段快速斜坡上升，然后当温度移向期望的操作温度时，减少电压例如以便目标操作温度不会“过头(overshot)”。
在这样的头发造型设备中，加热器驱动输出可以是低电压输出，例如，供应小于100V的电压。在一些实施方式中，头发造型加热器可以是需要例如12或24V驱动电压的低电压头发造型加热器。
电源中的磁能传递元件可以是变压器，具有在第一侧的初级线圈和在第二侧的次级线圈。变压器的初级线圈然后可以耦合至AC输入，以及次级线圈可以耦合至加热器驱动输出并且然后耦合至头发造型加热器。在这样的实施方式中电源接着可以包括耦合至初级线圈的初级侧开关。功率控制器然后可以被配置成响应于温度感测信号通过控制耦合至初级线圈的初级侧开关的开关调节加热器驱动输出，以及从而调节头发造型加热器的温度。在变形中磁能传递元件可以是电感器。
这样的实施方式通常可以被安排使用以开关模式电源类型安排的电源，具有提供AC输入和加热器驱动输出之间电流隔离的变压器。事实上使用开关模式电源类型配置意味着与在常规线性电源相比变压器可以更小。这是因为更高的开关频率可以被代表性地用来开关变压器初级侧线圈。
温度传感器可以与加热盘(heater plate)电绝缘以便将所述温度感测信号与所述变压器的所述次级侧隔离。
温度传感器可以监控耦合至变压器次级侧的头发造型加热器的温度。然而信号可以优选地被反馈回变压器的初级侧以便功率控制器能够响应于感测的温度控制初级侧开关。温度传感器可以仅是热耦合至头发造型加热器并且不是电耦合，然后可以移除对进一步电流隔离的需要，诸如例如通过光电隔离。这减少了电源的元件数量并且还减少了头发造型设备的元件数量。
功率控制器可以被配置成，例如通过响应于温度感测信号的变化调整初级侧开关的占空比来调节加热器驱动输出。例如，这可以意味着，提供50％占空比以向头发造型加热器提供最大驱动来快速温升，提供减小的占空比来降低输出电压以减小温升(例如，如果温度仅稍稍减少)，或提供0％占空比，这意味着没有输出驱动。在一些实施方式中控制器可以以多步调整占空比，例如，0％、10％、20％、30％、40％、50％。在其他变形中占空比可以响应于温度感测信号而被控制为0％(关)或50％如此加热器可以完全不被驱动或者被驱动。
功率控制器可以被配置成响应于所述温度感测信号达到或超过参考电压而禁止所述加热器驱动输出。该参考电压可以被设置成例如对应于头发造型加热器的优选的操作温度，理想地适合于提供最优造型能力。参考电压可以附加地(通过使用另一个或可调节的参考电压)或可替换地被配置成对应于安全关断温度，如果超过该关断温度，将使电源去激活。去激活可以是例如设置占空比到0％或者去激活另一个串联开关以便防止头发造型设备的过热。
在实施方式中电源单元可以在头发造型设备的主体的外部。在这样的实施方式中电源单元可以经由电缆耦合至主体以便向头发造型加热器提供电连接。这样的电缆可以是多芯电缆，可以进一步为来自温度传感器的温度感测信号提供到电源单元的返回路径。该多芯电缆中的一个或多个内部电线可以提供该返回路径。这些可以与携带功率到加热器的一个或多个电线分开，例如为了隔离。可替换地，反馈信号可以由携带功率到加热器的一个或多个电线携带，例如在链路的头发造型器端作为信号调制到电源中(以及在电源端处解调)。这样能够减少用于该链路的电线数量。
通过将电源单元与头发造型设备的主体分开，头发造型设备的主体可以在重量和尺寸方面减小，意味着其能够被更容易握持更长的时间。此外，由于封装许多电源组件和/或加热器控制组件的需求被减少，这样的头发造型设备的设计自由度被增加。在一些实施方式中，头发造型设备的主体可以包括外壳、一个或多个头发造型加热器、温度传感器、以及向外通向外部电源的电线。在主体中没有进一步的组件存在或者有最小限度的进一步的组件存在。
外部电源单元可以包括用于开关头发造型设备的电源开关。这样的开关可以被安排以例如由脚轻松激活，如此用户能够在握持该头发造型设备的同时开关该造型设备。可以存在一个或多个开关或转盘以设置温度。
头发造型设备，还包括：第二所述臂，承载第二所述头发造型加热器；以及第二所述温度传感器，被安排以感测所述第二所述头发造型加热器的温度并生成第二所述温度感测信号，其中所述电源单元还包括第二加热器驱动输出，该第二加热器驱动输出被耦合至所述磁能传递元件的次级侧以向所述第二头发造型加热器供电；其中所述功率控制器还被耦合至所述第二温度感测信号；以及其中所述功率控制器还被配置以响应于从所述第二温度传感器反馈回的所述第二温度感测信号调节所述电源的所述第二加热器驱动输出的输出电压以便控制所述第二头发造型加热器的温度。在本实施方式中头发造型加热器还可以是可独立控制的。
功率控制器可以被配置成响应于所述温度感测信号超过阈值而禁止加热器驱动输出或禁止两个加热器驱动输出。这可以被用来提供安全关断特征。
在这样的头发造型设备中头发造型加热器可以包括：金属片或金属板；氧化物层，该氧化物层包括在所述金属片或金属板的表面的所述金属的氧化物；在所述氧化物层上的加热器电极，其中所述加热器电极被耦合至所述加热器驱动输出。这样的头发造型加热器可以适合与低电压加热器驱动输出一起使用，例如诸如12V或24V。此外，事实上加热器电极可以被提供在氧化层上，该氧化层将加热电极与金属片或金属板电绝缘，意味着温度传感器可以被附着到氧化层以便提供耦合到金属片或金属板的强热耦合。温度传感器或两个温度传感器例如可以包括印刷热敏电阻。
许多上述电源单元的特征可以被合并到合并电源单元的本发明的进一步的方面。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于头发造型设备的电源单元，所述头发造型设备包括：主体，具有承载头发造型加热器的至少一个臂；以及温度传感器，被安排以感测所述头发造型加热器的温度并生成温度感测信号，所述电源单元包括：磁能传递元件；AC输入，耦合至所述磁能传递元件的第一侧；加热器驱动输出，耦合至所述磁能传递元件的第二侧以向所述头发造型加热器供电；感测输入，用于接收所述温度感测信号；以及功率控制器，耦合至所述感测输入，其中所述功率控制器被配置成响应于所述温度感测信号而调节所述加热器驱动输出的输出电压以便控制所述头发造型加热器的温度。
这样的电源单元适于在根据本发明第一个方面的头发造型设备中使用。不是具有来自电源的输出以控制输出电压和/或限制电流的闭环反馈，而是电源单元被配置成使用功率控制器，该功率控制器被配置成接收来自在该头发造型设备中热耦合到头发造型加热器的温度传感器的温度感测信号。这意味着，不是有两个反馈环路来控制加热：一个在电源内以及另一个在分开的加热器控制单元，而是两个反馈回路被减小到一个。这样的方式，电源单元的输出被响应于感测的温度而被调节。
在实施方式中，头发造型加热器可以被安排以在100V以下操作，例如，12V或24V，意味着加热器驱动输出可以被配置成提供诸如12V或24V的小于100V的电压。
如本发明第一个方面所述，在第二个方面的电源单元中，磁能传递元件可以包括变压器，该变压器具有在所述第一侧的初级线圈和在所述第二侧的次级线圈，其中所述初级线圈被耦合至AC输入，以及其中所述次级线圈能够耦合至所述加热器驱动输出；以及初级侧开关，耦合至所述初级线圈，其中所述功率控制器被配置成通过控制耦合至所述初级线圈的所述初级侧开关的开关来响应于所述温度感测信号调节所述加热器驱动输出。
在本发明的第一个方面和第二个方面中，电源单元还可以包括耦合在变压器的初级线圈和所述AC输入之间的整流电路以将AC输入转换成整流的电源。
如本发明第一个方面所述，功率控制器可以被配置成响应于所接收到的温度感测信号中的变化调整所述初级侧开关的占空比来调节所述加热器驱动输出。
根据本发明的第三个方面，提供了一种用于控制在头发造型设备中的头发造型加热器的温度的方法，所述头发造型设备包括具有至少一个承载头发造型加热器的臂的主体，以及向所述头发造型加热器供电的电源；所述电源包括：具有初级线圈和次级线圈的变压器，耦合至所述变压器的所述初级线圈的AC输入，耦合至所述次级线圈以向所述头发造型加热器供电的加热器驱动输出；以及耦合至所述初级线圈的初级侧开关，所述方法包括：感测所述头发造型加热器的温度；以及响应于所感测的温度控制所述初级侧开关的开关以调节所述电源的所述加热器驱动输出以便控制所述头发造型加热器的温度。
根据本发明的第四个方面，提供了一种用于调节头发造型设备的电源输出的方法，所述头发造型设备包括具有至少一个承载头发造型加热器的臂的主体；所述电源包括：具有初级线圈和次级线圈的变压器，耦合至所述变压器的所述初级线圈的AC输入，耦合至所述次级线圈以向所述头发造型加热器供电的加热器驱动输出；以及耦合至所述初级线圈的初级侧开关，所述方法包括：感测所述头发造型加热器的温度；以及响应于所感测的温度控制所述初级侧开关的开关以调节所述电源的所述加热器驱动输出。
根据本发明的第五个方面，提供了一种头发造型设备，包括：主体，具有承载头发造型加热器的至少一个臂；温度传感器，被安排以感测所述头发造型加热器的温度并生成温度感测信号；在所述主体外部的电源单元，所述电源单元包括：磁能传递元件，AC输入，耦合至所述磁能传递元件的一侧以接收主AC功率，以及输出，耦合至所述磁能传递元件的第二侧；以及加热器控制器，耦合至所述电源输出、所述头发造型加热器、以及所述温度感测信号，其中所述加热器控制电路被配置成响应于所述温度感测信号而驱动所述头发造型加热器，以及其中所述加热器控制电路位于在所述头发造型设备的所述主体外部的所述电源单元内。
在本发明的这个方面中，加热器控制电路，其控制头发造型加热器的激活和加热，可以位于在所述头发造型设备的所述主体外部的所述电源单元内。这减少了头发造型设备的主体中元件数量，意味着手持主体的重量减少。此外，在主体中需要的封装电气组件的空间减少，增加了设计自由度；例如，主体和臂可以被做得更细长。
电源单元然后可以经由电缆耦合至主体，以及其中温度感测信号经由所述电缆中的电线或返回路径被从热耦合至头发造型加热器的温度传感器发送至加热器控制电路。换句话说，多芯电缆可以被使用以在外部电源单元和头发造型设备主体之间提供多个电连接。
在实施方式中，头发造型设备的主体还可以包括承载第二头发造型加热器的第二臂。这样的实施方式可以被安排以便头发造型加热器和第二头发造型加热器串联连接，可以替换地，分别连接到电源单元。在前者的例子中，由于二者被同时驱动，头发造型加热器的温度不能单独控制。在后者的例子中，每个加热器可以被单独控制，相应地，在这样的实施方式中，第二所述温度传感器可以被安排感测第二头发造型加热器的温度并生成第二温度感测信号。所述加热器控制器还被耦合至所述第二温度感测信号。加热器控制电路可以被配置成响应于所述第二温度感测信号驱动所述第二头发造型加热器。
在本发明的任一上述的方面中，温度感测信号可以经由连接手持造型器和外部单元的电缆返回，温度感测信号可以被调制到携带功率到头发造型加热器的一个或多个电线上。这减少了将电源连接到手持造型器的电缆中所需的电线的数量(即，芯的数量)。
根据本发明的第六个方面，提供了一种用于调节手持器具的方法，该方法包括：提供用于所述器具的电网主电源，以接收主输入电压并提供减小的输出电压用于向所述器具供电；远离所述器具放置所述电源；将电缆连接在所述电源和所述器具之间以由所述电源的输出电压向所述器具供电；在所述器具处感测所述器具的性质；沿所述电缆从所述器具向所述电源反馈回指示所述器具的性质的信号；以及响应于所述信号，在所述电源处调节所述输出电压。
根据本发明的第七个方面，提供了一种手持器具和控制器系统，包括：用于所述器具的电网主电源，以接收主输入电压并提供减小的输出电压用于向所述器具供电，其中所述电源远离所述器具；在所述电源和所述器具之间的电缆，以由所述输出电压向所述器具供电；传感器，用于在所述器具处感测所述器具的性质；反馈系统，沿所述电缆从所述器具向所述电源反馈回指示所述器具的性质的信号；以及其中所述电源被配置成响应于所反馈回的信号，调节所述输出电压。
在本发明的第六个和第七个方面中，电源可以耦合至主AC电，对于器具或设备被远程封装，即外部地封装，以减少手持器具的重量。此外，事实上在该手持器具中的组件数量被减少意味着由改变设计的更多余地，而没有封装这样的组件的限制。然后该远程电源经由电缆被耦合至手持器具。器具的性质在该器具处被感测，然后沿连接电缆反馈回电源，允许电源的输出电压响应于该参数信号被调节。这减少了在手持器具中所需的组件数量，因为不需要本地电压调整。
在第六个和第七个方面中，电源可以具有接收主输入电压的初级侧和提供减少的输出电压的次级侧。该器具可以是头发造型器具。该性质可以是温度。调节可以包括在电源的初级侧调节。
这样的头发造型设备可以包括头发拉直器、卷曲器、头发波浪器以及头发烘干器。在电源的初级侧调节可以包括，例如，在转换更多电源的电源的实施方式中，控制初级侧开关的开关速率和/或占空比。
在本发明的任一前述方面提出的头发造型设备可以是头发拉直器或头发波浪器。
附图说明
现在将仅通过示例的方式参考附图以更好理解本发明以及示出其如何有效实施，在附图中：
图1示出了根据现有技术的用于直发的头发造型设备的示例；
图2示出了用于驱动加热盘的电源和加热器控制系统的示例；
图3示出了图2的电源和加热器控制系统的进一步的细节；
图4示出了具有细长型(slimline)外壳的头发拉直器的示例实施方式；
图5示出了具有单独的电源和控制单元的图4的头发造型器具；
图6示出了具有改进的电源和控制系统的头发造型器具的第一个实施方式的框图；
图7示出了具有改进的电源和控制系统的头发造型器具的第二个实施方式的框图；
图8示出了具有改进的电源和控制系统的头发造型器具的第三个实施方式的框图；
图9a提供了改进的电源和控制系统与图3的电源和控制系统的比较；
图9b示出了在头发造型器具中使用的电源和控制系统的进一步细节；
图10a-10c示出了合并组合的功率和控制模块的头发造型设备的三种变形。
具体实施方式
图2示出了用于头发造型设备/器具的电气系统20的示例。电源电路从电源单元22形成，该电源单元22使用电压反馈25来生成调节的(regulated)DC电压。控制器或加热器控制单元25控制到加热盘26的电压传递，通常是DC。加热盘温度由温度传感器感测，通常是热敏电阻或者其他形式的温度感测装置。从温度传感器到加热器控制单元24的反馈回路被用来监控和调整功率传递以将温度保持在一般平均的温度。
图3示出了形成图2的电源22和加热器控制单元系统24的组件的进一步的细节。电源单元22连接到主AC输入21。在电源单元22中，整流模块221将AC输入波形转变成具有不变极性的波形。典型地，可以使用全波整流器，例如使用4个二极管整流桥。电源控制器222控制变压器223初级侧的功率晶体管的开关。在变压器223的次级侧的整流器将AC信号转变为输出DC电压，用于向头发造型设备的组件供电。典型地，输出电压经由光隔离器被反馈回电源控制器222以调节传送到加热器控制单元和加热盘的电压。
加热器控制单元24提供热量控制，控制到加热器的功率的传递，用于加热可加热盘26。加热器控制电源典型地由电源的输出DC电压供电，根据加热需要将该加热器在开和关间切换。
加热器控制单元24合并了本地电源单元242。这样例如可以提供电压转换器/稳压器以向处理器供电(例如从12V转换到5V)。
处理元件243，诸如微控制器控制操作尤其是控制到可加热盘26的功率传递。该处理元件还可以被耦合到允许设置不同操作模式的用户接口。该用户接口可以是一个或多个开关，例如包括功率开关以及温度/模式开关。该处理元件还可以被用来控制用户反馈，生成报警或信号，经由指示灯可视或经由扬声器可听见。反馈可以被用来将头发造型器具的状态指示给用户，诸如指示可加热盘在推荐的温度操作范围内，或提醒用户该设备为开启，并可能需要被关闭。
连接到处理元件243并在处理元件243的控制下，功率控制单元241控制到可加热盘26的功率的传递。该控制控制单元根据来自处理元件243的信号将该可加热盘在开和关间切换。
温度传感器(例如热敏电阻)244被热耦合到每个可加热盘26，感测温度并提供温度感测信号到该处理元件。然后该处理元件能够响应于该温度反馈控制可加热盘的操作。
图4示出了具有细长型外壳的头发造型设备40的示例性实施方式的侧视图。该造型设备被成型为具有两个臂44a、44b的一对手持造型夹具，被安排以便当被挤压在一起时，位于每个臂44a、44b上的可加热盘46a、46b相互靠近以允许头发被夹在之间。如图4所示，示例实施方式的臂比许多常见的头发拉直器更细长，意味着将电源和加热器控制电子器件(electronics)包在外壳中的空间有限。
在图5中，头发造型设备被分成两个单独的单元：手持造型夹具和外部单元52。该头发造型设备的电源和/或加热器控制电子器件的组件现在位于该外部单元52内，远离手持造型夹具40。这样减少了在手持造型夹具中的组件，减少了需要的空间并减少了夹具的重量。外部单元52经由多芯电缆被连接到主AC，然后经由另一个多芯电缆被连接到手持造型夹具。在使用时，该外部单元将典型地被留在地面，经由约两米或更长的电缆连接到该夹具。该外部单元可以合并电源开关54允许用户开启或关闭该头发造型器具。还可以存在LED指示器53以提供器具为开启的可视反馈。还可以存在温度控制开关或转盘。
图6-9示出图5的头发造型设备可以如何实施的进一步细节。
在图6-9中示出的电路安排包括使用低电压加热器的示例实施方式，能够由低于100V电压驱动，例如12-24V电压(尽管更高的电压可以被使用，例如36V、50V或更多)。低电压加热器可以包括金属加热盘，诸如承载氧化铝的微弧氧化(PEO)涂层的铝加热盘。加热元件或轨迹(track)可以丝网印刷在PEO层的表面上以形成电极。然后诸如热敏电阻的温度感装置可以被固定到该加热器。热敏电阻例如可以是印刷或面贴式(surface mounted)装置。
图6示出了具有改进的电源和控制系统的头发造型器具的第一个实施方式60的框图。在此实施方式中，电源65被封装在外部单元61中。外部电源能够在12V和24V之间传递120W。电源输出经由2芯电缆62连接到手持夹具63。该外部电源将AC输入整流以提供DC输出该夹具。在12V操作，选择该2芯电缆来运行约8-9A。
在图6的实施方式中电源被在外部封装，用于控制加热器的组件被封装在夹具的主体上。在手持夹具中，加热器控制器/控制电子器件66驱动功率控制器以及晶体管67，其反过来开关到加热器6819/61的电流以加热可加热盘。在每个加热盘上的热敏电阻682/692允许每个加热盘的温度被独立监控。每个加热器的独立控制是可能的。
这种安排的一个优点是将外部单元连接到手持夹具的电缆仅需要两芯，意味着电缆装配兼具低成本和轻量。
图7示出了具有改进的电源和控制系统的头发造型器具的第二个实施方式的框图。在此实施方式中，电源75与用于驱动加热器的功率晶体管驱动77和加热器控制器/控制电子器件76一起被封装在外部单元71中。外部功率和控制单元被通过4芯电缆连接到手持夹具73。两个电缆芯提供功率到该加热器781、791，以及另两个芯被连接到用于感测加热器781的温度的热敏电阻782。
在手持夹具中，两个加热器781、791被并联连接，热敏电阻782被安装在一个加热器/可加热盘装配上。两个加热器被一起控制。这种安排的一个优点是在手持夹具中组件减少，电源可控制组件移动到外部单元中。此外，仅需要4芯电缆，意味着电缆仍然相对轻量和低成本。
在图7中所示的实施方式中，电源典型地生成约12V的输出以驱动并联的加热器。在变形中，加热器可以被串联连接，电源生成约24V的输出。以这样的方式，电流需求被减半意味着更细的测量电缆可以被用来向加热器供电。
现在转到图8，其示出了图7实施方式的变形。在此实施方式中，电源85也与用于驱动加热器的功率晶体管驱动87和加热器控制器/控制电子器件86一起被封装在外部单元81中。该实施方式与图7相区别在于提供每个加热器881、891独立的感测和控制。两个热敏电阻882、892，每一个用于一个加热盘，感测手持夹具中每个加热盘的温度。来自每个热敏电阻的温度感测信号被反馈回外部单元中的控制电子器件。
在图8中的实施方式中使用了6芯电缆82。3个芯提供功率到加热器，一个芯提供针对一个加热器的开关驱动信号，另一个芯提供针对另一个加热器的开关驱动信号，以及第三个芯提供共享的返回通路。另外3个芯被用于热敏电阻，一个共享的电线，以及剩下的两个每个连接到不同的热敏电阻的一个以提供单独的温度感测信号。然后每个热敏电阻可以被使用在许多已知的热敏电阻电路中的一个热敏电阻电路中，诸如例如桥电路，允许来自每个热敏电阻的感测信号被用来确定该热敏电阻被放置的加热盘的温度。
在图7和图8所示的实施方式中，产生的手持夹具可以包括具有两个臂的主体，每个臂承载一个头发造型加热器，因此可以轻量。利用外部封装的电源和加热器控制，实施方式允许仅包括提供该外部电源和手持夹具的主体内的加热器之间连接的电线。
如之前参照图3所解释的，在常规造型设备中电源模块22可以合并反馈回路以在不同负载下控制及调整电源的电压输出。加热器控制单元还可以包括从热敏电阻回到处理元件的反馈回路以感测及调整被传递到加热盘的功率。图9a和图9b示出了将单独的电源和加热器控制模块相结合以实现更紧凑的设计。
图9a示出了在图3中示出的电源和控制模块的改进版。在图9a中，变压器223的次级侧被连接到加热盘26，而不是连接到单独的加热器控制单元。现在可以被移除的模块在图9a上以虚线示出。两个反馈回路现在被从温度传感器到改进的功率控制器222的反馈回路229所取代。进一步的反馈回路可以被提供，从每个温度传感器到该改进的功率控制器。
若干模块的移除意味着形成图9b的更紧凑的电路。如图9a所示，诸如在电源中的整流和电压反馈的模块可以不再被需要，加热器控制单元中的本地PSU、处理元件和功率控制模块也是一样。加热器控制功能现在被合并到改进的功率控制器中。
在图9b中所示，变压器的次级侧现在经由连接227为加热盘中的加热元件供电。不需要整流，但如果优选以DC电源驱动加热元件/加热盘则可以在一些实施方式中提供整流。
温度传感器提供温度感测信号229到改进的电源控制器922。该电源控制器相应地被重新配置以响应于所感测的温度在次级侧控制输出电压，即现在在变压器的次级侧的输出电压取决于所感测的温度。这消除了对单独加热器控制单独地提供加热器热控制的需要。这样，电源被用温度感测信号的方式调节，而不是监控输出电压。
如本领域技术人员将理解的，在这样的系统中典型地需要电流隔离以提供与主电流的电隔离。在图9b的改进的电子器件中，温度传感器可以被耦合至变压器923初级侧上的改进的电源控制器922并固有地与变压器的次级侧隔离，因为没有到加热盘的电导连接，仅有热连接。以这样的方式，可以不需要光隔离器。
图9c示出了用于头发造型设备的开关模式电源(SMPS)的说明性示意图。在此说明书实施方式中的该SMPS是以使用温度感测反馈利用控制电子器件的回扫(flyback)配置。在变形中，可以理解其他SMPS配置可以被使用，诸如前向转换器或完整前向转换器，也是利用来自感测头发造型加热器的温度的温度传感器的温度感测反馈。AC主输入959被耦合至整流器电路951。充电电容器958跨接变压器923的初级侧和开关晶体管957。然后变压器923的次级侧被耦合至加热盘中的加热元件956。
由温度传感器954提供反馈，其提供温度感测信号到在变压器的初级侧上的改进的电源控制器952。
在许多常规的电源系统中，反馈信号被从输出电压信号提供。为了保持变压器923的初级侧和次级侧的隔离，诸如光隔离器的隔离手段可以被使用。然而在图9c的实施方式中，如图9c中箭头955所指示的，温度传感器自身与组合的电源和加热器电路的次级侧电路电隔离。这意味着不需要进一步的隔离，因为温度传感器可以固有地与变压器的次级侧隔离。
然后温度感测信号可以被用来响应于所感测的温度控制开关晶体管957的占空比以便调整变压器次级侧上的输出(例如，电压)以及相应地调整到加热元件的功率。
增加占空比，即开启晶体管开关为开关周期的较长百分比可以导致增加的输出电压。相反地，减小占空比可以导致减少的输出电压。可选地，平滑/整流组件可以被增加到变压器的次级侧，包括二极管和输出平滑电容器，尽管将理解对于驱动加热元件，这些可以不是必要的。
温度传感器提供反馈到改进的电源控制器。然后该控制器可以例如提供将感测的信号与针对正常操作温度的参考电压相比较。
不是控制输出来提供不变的电压，而是该控制器，其现在取决于温度感测信号，可以被配置成控制输出来提供不变的输出温度，或者按需要调整。例如，这可以导致在初级侧的电压变化，或者限制电流驱动。
在另一个实施方式中，输出可以被控制以在向加热器供电，即驱动(开启)和不驱动加热器，即不驱动(关闭)之间切换，使仅当温度低于期望的操作温度时输出驱动加热器。在这样的实施方式中，在加热盘被驱动的时期中次级侧电压可以例如是12V。在加热器盘不需要被驱动的时期中，次级侧可以不被驱动，即0V。在这样的实施方式中，如果感测值低于针对正常操作温度的参考值，则来自参考值和感测值的比较的结果信号可以被用来指示次级侧现在需要被驱动，即比较信号可以被认为是“呼叫加热”信号。当达到所期望的操作温度时，则“呼叫加热”被禁用，意味着次级侧不再需要被驱动。
在SMPS中取决于温度感测信号，开关晶体管957的占空比可以被控制以增加或降低次级侧电压从而增加或降低传递到加热元件的电压。在变形中，开关频率也可以被控制。
控制器还可以被配置成限制从变压器的初级侧转换到次级侧的最大电流。
在所感测的温度变得过多的情况下，改进的电源控制器可以完全禁用开关晶体管从而完全没有功率被转换到次级侧，意味着加热器被立即关闭。
改进的控制器还可以合并额外的特征，诸如温度控制。此可选的温度控制可以允许用户调整头发造型加热器的温度并可以位于链路的器具端和/或电源处，例如通过修改温度感测信号来调整温度和/或调整对信号的(电源)的响应。改进的电源控制器可以合并这样的功能。
将理解在图9c中的图示仅是说明性示例并且也可以包括进一步的组件，其意图是为了示出来自温度传感器的反馈，在反馈回路中提供固有的电流隔离，感测加热盘的温度到改进的电源控制器。
在图9c的实施方式中使用了热敏电阻，然而将理解可以由许多其他形式的温度传感器被用来检测温度中变化，包括热电偶、电阻式元件、以及诸如双金属条的形状记忆材料。在后者的实例中，形状记忆材料例如可以被用于检测温度阈值已被越过，激活或去激活一个或多个开关以生成一个或多个温度感测信号来反馈到改进的电源控制器。
利用从加热盘温度传感器(在实施方式中示出的热敏电阻)反馈回功率控制器，结果与常规的单独的电源和加热器控制模块相比，组合的功率和控制模块具有减少的组件数量。由此，功率转换传递的电压取决于感测温度反馈而被控制。
在其他实施方式中，额外的温度感测信号可以从监控其他加热盘和/或监控在相同加热盘的其他区域的额外的温度传感器反馈。后者使在一个臂上的加热盘分为多个独立且可控的加热区域，或者沿着加热盘的长度或者沿着加热盘的宽度。
图10a-10c示出了合并图9b的组合的功率和控制模块的头发造型设备的三种变形。在三中变形中，温度传感器可以在变压器的初级侧和次级侧之间的反馈回路中提供固有的电流隔离。
图10a示出在图6中的造型设备的改进版本，利用实施方式100的头发造型设备在造型设备的手持外壳104中封装组合的电源和加热器控制模块106。在图10a中，造型设备被连接到主AC，连接经由常规2芯电缆(或者如果需要接地连接的话为3芯)，没有使用外部单元来封装任一电源或加热器控制组件。然而，使用组合的功率和控制模块，利用从温度传感器到切换控制的电源的反馈意味着与实施常规电源和控制系统的头发造型设备相比较，组件数量被减少，重量被减少，以及封装电子器件需要的空间被减小。
图10b示出了图7的造型设备的改进版本，利用实施方式110的头发造型设备在外部单元112中封装组合的功率和控制模块。在此实施方式中，热敏电阻感测一个加热盘的温度，然后温度被反馈回组合的功率和控制模块以控制到两个加热盘的驱动电压。
图10c示出了图8的造型设备的改进版本，利用实施方式120的头发造型设备在外部单元122中封装组合的功率和控制模块。在此实施方式中每个热敏电阻被用来感测一个加热盘的温度，反馈回封装组合的功率和控制单元126的外部单元两个感测信号。然后每个加热器可以被独立控制。
在图10b和图10c所示的实施方式中，如同在图7和图8中所示的实施方式，作为结果，手持夹具可以包括具有两个臂的主体，每个臂承载一个头发造型加热器，因此可以是轻量的。利用在外部封装的电源和加热器控制，实施方式允许仅包括在外部电源和手持夹具的主体中的加热器之间提供连接的电线。此外，在图10b和10c的实施方式中，由于通过将温度感测信号反馈回功率控制器的方式减少组件数量，外部电源单元的尺寸和重量可以在图7和图9所示的实施方式上显著减少。
在将加热器控制合并到外部壳体的前述实施方式中，例如如图7、图8、图10c和图10c所示，来自温度传感器的返回路径可以被提供为与那些向头发造型加热器供电的电线分开的一个或多个电线，例如，为了隔离。可替换地，反馈信号可以由携带功率到加热器的一个或多个电线携带，例如作为在链路的手持夹具端处调制到电源中的信号(以及在电源端处解调)。这可以减少用于链路的电线的数量，意味着，例如4芯或6芯电线可以被减少到2芯电缆以提供功率到手持夹具以及在相同的电线上调制反馈。
在图10a-图10c所示的实施方式的变形中合并图9b的电路，进一步的功能可以被增加以提供用户接口，使用户能够控制加热盘温度、可视的或声音反馈、以及还提供温度传感器使用的校准能力。在一些变形中这样的功能可以被合并到组合的功率和控制单元中，在其他变形中，单独的处理元件(微控制器、PIC等)可以被使用。任何特征应该可以被合并到手持夹具中，返回到外部单元的信号可以再次被以相似方式返回到温度感测反馈。
毫无疑问对于本领域技术人员而言会存在许多其他有效替换。将理解本发明并不限于所描述的实施方式，还包括在附带的权利要求的精神和范围内对本领域技术人员显而易见的修改。
贯穿本说明的说明书和权利要求，词语“包括”以及“包含”以及该词语的变形，例如“包括的”以及“包括”，意味着包括但不限于，并且不意图(也不会)排除其他部分、附加、组件、整体或步骤。
贯穿说明书和权利要求，单数包括复数，除非上下文另外需要。特别地，在不定冠词使用的情况下，该说明将被理解为考虑复数也考虑单数，除非上下文另外需要。
结合本发明的特定方面、实施方式或示例描述的特征、整体、特性或分组将被理解为可适应于于此描述的任何其他方面、实施方式或示例，除非与此相矛盾。

Claims (18)

1.一种头发造型设备，包括：
主体，具有承载头发造型加热器的至少一个臂，所述头发造型加热器用于对将要做造型的头发进行加热；
温度传感器，被安排以感测所述头发造型加热器的温度并生成温度感测信号，所述温度感测信号为电信号并取决于所感测的所述头发造型加热器的温度；以及
电源单元，包括：磁能传递元件；AC输入，耦合至所述磁能传递元件的第一侧；加热器驱动输出，耦合至所述磁能传递元件的第二侧并耦合至所述头发造型加热器以向所述头发造型加热器供电；以及功率控制器，被配置成调节所述加热器驱动输出，
其中所述磁能传递元件包括变压器，所述变压器具有在所述第一侧的初级线圈和在所述第二侧的次级线圈，其中所述初级线圈被耦合至所述AC输入，以及其中所述次级线圈被耦合至所述头发造型加热器；
其中所述功率控制器被耦合至所述温度感测信号；
其中所述功率控制器被配置成调节所述电源的所述加热器驱动输出以便响应于所述温度感测信号而控制所述头发造型加热器的温度；
其中所述电源还包括耦合至所述初级线圈的初级侧开关，所述初级侧开关是晶体管开关；
其中所述功率控制器被配置成通过控制耦合至所述初级线圈的所述初级侧开关的开关来响应于所述温度感测信号调节所述加热器驱动输出；以及
其中所述功率控制器被配置成通过响应于所述温度感测信号中的变化调整所述初级侧开关的占空比来调节所述加热器驱动输出，以使用第一占空比向所述头发造型加热器提供最大加热器驱动输出来使所述头发造型加热器快速温升，以及使用比所述第一占空比小的第二占空比来降低加热器驱动输出以减小所述头发造型加热器的温升。
2.根据权利要求1所述的头发造型设备，其中所述加热器驱动输出为低电压输出以供应小于100V的电压。
3.根据权利要求1所述的头发造型设备，其中所述温度传感器与所述头发造型加热器的加热盘电绝缘以便将所述温度感测信号与所述变压器的所述次级侧隔离。
4.根据权利要求1所述的头发造型设备，其中所述功率控制器被配置成响应于所述温度感测信号达到或超过参考电压而禁止所述加热器驱动输出。
5.根据权利要求2所述的头发造型设备，其中所述电源单元被配置成提供24V的最大加热器驱动输出电压。
6.根据权利要求2所述的头发造型设备，其中所述电源单元被配置成提供12V的最大加热器驱动输出电压。
7.根据权利要求1所述的头发造型设备，其中所述电源单元在所述头发造型设备的主体的外部。
8.根据权利要求7所述的头发造型设备，其中该外部电源单元包括电源开关，用于打开或关闭所述头发造型设备。
9.根据权利要求7或8所述的头发造型设备，其中所述电源单元经由电缆耦合至所述主体，以及其中所述温度感测信号经由所述电缆中的返回路径被发送至所述功率控制器。
10.根据权利要求1所述的头发造型设备，还包括：
第二臂，承载第二头发造型加热器；以及
第二温度传感器，被安排以感测所述第二头发造型加热器的温度并生成第二温度感测信号，
其中所述电源单元还包括第二加热器驱动输出，该第二加热器驱动输出被耦合至所述磁能传递元件的次级侧以向所述第二头发造型加热器供电；
其中所述功率控制器还被耦合至所述第二温度感测信号；以及
其中所述功率控制器还被配置以响应于从所述第二温度传感器反馈回的所述第二温度感测信号调节所述电源的所述第二加热器驱动输出的输出电压以便控制所述第二头发造型加热器的温度。
11.根据权利要求10所述的头发造型设备，其中所述功率控制器被配置成响应于所述温度感测信号超过阈值而禁止所述加热器驱动输出或禁止两个加热器驱动输出。
12.根据权利要求1所述的头发造型设备，其中所述头发造型加热器包括：
金属片或金属板；
氧化物层，该氧化物层包括在所述金属片或金属板的表面的所述金属的氧化物；
加热器电极，在所述氧化物层上，
其中所述加热器电极被耦合至所述加热器驱动输出。
13.根据权利要求10所述的头发造型设备，其中所述温度传感器或两个温度传感器包括印刷热敏电阻。
14.一种用于控制在头发造型设备中的头发造型加热器的温度的方法，
所述头发造型设备包括具有至少一个承载头发造型加热器的臂的主体，所述头发造型加热器用于对将要做造型的头发进行加热，以及向所述头发造型加热器供电的电源；
所述电源包括：具有初级线圈和次级线圈的变压器；耦合至所述变压器的所述初级线圈的AC输入；耦合至所述次级线圈以向所述头发造型加热器供电的加热器驱动输出；以及耦合至所述初级线圈的初级侧开关，所述初级侧开关是晶体管开关，
所述方法包括：
感测所述头发造型加热器的温度并生成温度感测信号，所述温度感测信号取决于所感测的所述头发造型加热器的温度；以及
响应于所述温度感测信号来控制所述初级侧开关的开关以调节所述电源的所述加热器驱动输出以便控制所述头发造型加热器的温度，
其中，所述响应于所述温度感测信号来控制所述初级侧开关的开关，是通过响应于所述温度感测信号中的变化调整所述初级侧开关的占空比，来调节所述电源的所述加热器驱动输出的，以使用第一占空比向所述头发造型加热器提供最大加热器驱动输出来使所述头发造型加热器快速温升，以及使用比所述第一占空比小的第二占空比来降低加热器驱动输出以减小所述头发造型加热器的温升。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述温度传感器与所述头发造型加热器的加热盘电绝缘以便将所述温度感测信号与所述变压器的所述次级侧隔离。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其中所述响应于所述温度感测信号来控制所述初级侧开关的开关，响应于所述温度感测信号达到或超过参考电压而禁止所述加热器驱动输出。
17.根据权利要求14或15所述的方法，其中所述电源单元在所述头发造型设备的主体的外部。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述电源单元经由电缆耦合至所述主体，以及其中所述温度感测信号经由所述电缆中的返回路径被发送至功率控制器。
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