CN107492245A - 一种基于无线控制的电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无线控制的电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统，包括控制器、发热装置、手机和/或无线遥控器，其特征在于所述手机通过蓝牙传输或WIFI与控制器双向通信；所述无线遥控器通过无线网络与控制器无线双向通信；所述控制器的输入端接市电，输出端接发热装置；所述的控制器包括电磁滤波回路、整流回路、主电源电路和MCU单元。本发明安全性能高，数据传输迅速高效，操作简单方便，界面可视性好，并且有待机功能。

Description

一种基于无线控制的电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制 系统

技术领域

本发明涉及电暖寝具，尤其涉及电暖寝具的控制系统，具体地说是一种基于无线控制的电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统。

背景技术

电暖寝具是一种接触式电暖器具，它将特制的绝缘性能达到标准的软索式电热元件呈盘蛇状织入或缝入寝具，通电时即发出热量，主要用于人们睡眠时提高被窝里的温度来达到取暖目的，还可用于被褥的去潮除湿。常用的电暖寝具包括电暖被、电暖床垫和电暖毯。市场上传统的电暖寝具产品普遍采用110/220V交流电源进行加热，由于加热电源电压高于人体的安全电压（直流36V），如果发生漏电的情况很容易对人产生危险的伤害，导致严重的后果。另外，现有的电暖寝具产品的控制器一般采用实线手柄式按键方式，由于按键呆板单一、易损坏、界面可视性差，同时不能进行实时信号检测、无远程控制、不具备大批量反馈信息的处理功能。它的另一个缺陷是每次开关都必须手动操作，无法实现智能控制。

发明内容

本发明要解决的是现有技术存在的上述问题，旨在提供一种电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：一种基于无线控制的电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统，包括控制器、发热装置、手机和/或无线遥控器，其特征在于所述手机通过蓝牙传输或WIFI与控制器双向通信；所述无线遥控器通过无线网络与控制器无线双向通信；所述控制器的输入端接市电，输出端接发热装置；所述的控制器包括电磁滤波回路、整流回路、主电源电路和MCU单元。

本发明的一种电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统，具有以下有益效果：

1）通过控制器将110/220V的交流市电变换为低于36V的直流电提供给发热装置，使发热装置在安全电压状态下工作，可以避免人因高压触电带来的伤害，远离电磁波辐射，大大提高了此电子产品的安全性能。

2）利用手机和/或无线遥控器与控制器进行无线双向通信，能够成功地简化通信，从而使数据传输变得更加迅速高效、操作更加简单方便、界面可视性好，能实时检测电暖被、电暖床垫、电暖毯的温度情况，并反馈和处理大批量相应的数据，远距离的控制更加简单方便，且手机可以通过安装控制APP，直接操控控制器，并能显示任何发送的指令；另外，无线遥控器上也可带有液晶显示功能，任何发送的指令都可以直接显示。

进一步地，所述的电磁滤波回路包括共模电感LF1、共模电感LF2、共模电感LF3、压敏电阻TVR1、热敏电阻RT1和电容CX1。

进一步地，所述的整流回路包括整流桥BD1、电解电容EC1、瓷片电容C1和瓷片电容C11。

进一步地，所述的主电源电路包括主功率变换电路、同步整流滤波电路、主电源采样比较电路、主电源PWM控制电路和控制回路；所述的主功率变换电路将整流回路输出的电信号进行功率变换；所述的同步整流滤波电路将主功率变换电路输出的电信号进行同步整流和滤波后输出给负载；所述的主电源采样比较电路对输出电压进行分压采样，并与基准电压进行比较，通过光耦U1传递给主电源PWM控制电路来时刻调节PWM脉冲宽度以便控制主功率变换电路稳定输出电压；所述的控制回路根据MCU单元的输出信号控制主功率变换电路的开启和关闭。

进一步地，所述的主功率变换电路包括主变压器T1、MOS管Q1、限流电阻R16、限流电阻R17、二极管D1、二极管D23、电阻R4、电阻R5、电阻R3和电容C2，其中：二极管D1、二极管D23、电阻R4、电阻R5、电阻R3和电容C2组成RCD吸收电路，防止MOS管Q1关断时由主变压器T1产生的漏感尖峰电压击穿MOS管Q1；限流电阻R16和限流电阻R17上产生的电压提供给主电源PWM控制电路采集信号。

进一步地，所述的同步整流滤波电路包括输出滤波电容EC6、输出滤波电容EC7、输出滤波电容EC8、输出滤波电容EC9、同步整流管Q4、同步整流驱动芯片IC3及其外围电路。

进一步地，所述的主电源采样比较电路包括稳压管431CA、电阻R18、电阻R44、电阻R43、电阻R45、电阻R42、电容C21、电容C34和光耦U1。

进一步地，所述的主电源PWM控制电路包括驱动芯片IC1，通过时刻检测主功率变换电路和主电源采样比较电路的反馈信号产生PWM脉冲以及决定PWM脉冲的宽度控制主功率变换电路输出稳定电压。

进一步地，所述的控制回路包括电阻R102、电阻R103、电阻R104、电解电容EC4、稳压管ZD2、电阻R52、光耦U4、三极管Q3、稳压管ZD1、电解电容EC12、电阻R53、三极管Q30、电阻R54和电阻R112，其中：电阻R102、电阻R103、电阻R104和稳压管ZD2串联在整流回路的输出电压正端和地之间，为电解电容EC4提供充电电压；光耦U4的原边分别通过三极管Q30接MCU单元，光耦U4的副边分别接三极管Q3的基极以及通过电阻R52接三极管Q3的集电极；稳压管ZD1跨接在三极管Q3的基极和地之间；电解电容EC12跨接在三极管Q3的发射极和地之间；三极管Q3的发射极电压用于驱动主电源电路。

进一步地，所述的控制器还包括待机功能电路，所述的待机功能电路包括辅助电源功率变换电路、辅助电源PWM控制电路、辅助电源整流滤波电路和辅助电源采样比较电路；所述的辅助电源功率变换电路将整流回路输出的电信号进行功率变换；所述的辅助电源整流滤波电路将辅助电源功率变换电路输出的电信号进行整流和滤波后输出给负载；所述的辅助电源采样比较电路对输出电压进行分压采样，并与基准电压进行比较，通过光耦U2传递给辅助电源PWM控制电路来时刻调节PWM脉冲宽度以便控制辅助功率变换电路稳定输出电压。待机功能电路在主电源电路不工作时保持低功耗状态，无需频繁开启和关断总电源。

进一步地，所述的辅助电源功率变换电路包括辅助变压器T2、限流电阻R105和限流电阻R106、二极管D6、电阻R21、电阻R22和电容C12，所述的二极管D6、电阻R21、电阻R22和电容C12组成RCD吸收电路，防止辅助电源PWM控制电路关断时由辅助变压器T2产生的漏感电压击穿辅助电源PWM控制电路；限流电阻R105和限流电阻R106上产生的电压提供给辅助电源PWM控制电路采集信号。

进一步地，所述的辅助电源PWM控制电路包括驱动芯片IC2，所述的驱动芯片IC通过时刻检测辅助电源功率变换电路和辅助电源采样比较电路的反馈信号产生PWM脉冲以及决定PWM脉冲的宽度控制辅助电源功率变换电路输出稳定电压。

进一步地，所述的辅助电源整流滤波电路包括二极管D5、输出滤波电容EC3、电感L1和输出滤波电容EC2；当辅助电源PWM控制电路导通时，二极管D5处于反向关断状态，负载的能量来自于输出滤波电容EC3和滤波电容EC2；当辅助电源PWM控制电路关断时，二极管D5正向导通，辅助变压器T2给负载供能，同时给输出滤波电容EC3和滤波电容EC2提供能量储存。

进一步地，所述的辅助电源采样比较电路包括稳压管431A、电阻R27、电阻R28、电阻R30、电阻R25、电阻R26、电阻R29、电容C22和光耦U2；电阻R27、电阻R28和电阻R30对输出电压进行分压采样，利用电阻R30上面的采样电压与稳压管431A的基准电压2.5V进行比较，通过光耦U2传递给辅助电源PWM控制电路来时刻调节稳定输出电压；其中电容C22和电阻R29为稳压管431CA的补偿电路。

进一步地，所述的MCU单元包括MCU、MCU采样电路、输出负载温控电路、保护电路和通信电路。

进一步地，所述的MCU包括MCU芯片U3和外围电路。

进一步地，所述的MCU采样电路至少包括一个运算放大器U5B，采集输出负载温控电路的电流和电压信号，放大后传递给MCU。

进一步地，所述的输出负载温控电路包括三极管Q13、三极管Q14、三极管Q15、MOS管Q17和电阻R71；三极管Q13的基极接MCU；三极管Q14和三极管Q15基极和发射极并联，且基极与三极管Q13的集电极相连，发射集连接到MOS管Q17的门极；MOS管Q17的漏极接负载；MCU通过控制三极管Q13的基极电压从而控制MOS管Q17的导通和关闭，使负载处于通电或断电状态。

进一步地，所述的输出负载温控电路由供电电路提供电源，所述的供电电路接同步整流电路的输出端，经DC/DC转换为输出负载温控电路所需的供电电压。

进一步地，所述的保护电路包括硬件保护电路和软件保护电路；所述的硬件保护电路采集输出负载温控电路上的电压信号，在其达到参考电压时，切断主功率变换电路；所述的软件保护电路受控于MCU，在电路异常时切断负载回路。

附图说明

图1是本发明智能控制系统的结构框图。

图2是本发明控制器的结构框图。

图3是本发明控制器的总电路图。

图4是本发明电磁滤波回路、整流回路和主电源电路的结构图。

图5是本发明控制回路、待机功能电路和硬件保护电路的电路图。

图6是本发明MCU的结构图。

图7是本发明MCU采样电路和输出负载温控电路的结构图。

图8是本发明待机功能电路和输出负载温控电路的结构图。

图9是本发明软件保护电路的结构图。

图10是本发明无线通讯电路的结构图。

图11是本发明蓝牙通讯电路的结构图。

具体实施方式

参照图1，本发明的一种电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统，包括控制器、发热装置、手机和/或无线遥控器，所述手机通过蓝牙传输或WIFI与控制器双向通信；所述无线遥控器通过无线网络与控制器无线通信；所述控制器的输入端接市电，输出端接发热装置。

参照图2和图3，所述的控制器包括电磁滤波回路、整流回路、主电源电路、待机功能电路和MCU单元。

所述的主电源电路包括主功率变换电路、同步整流滤波电路、主电源采样比较电路、主电源PWM控制电路和控制回路；所述的主功率变换电路将整流回路输出的电信号进行功率变换；所述的同步整流滤波电路将主功率变换电路输出的电信号进行同步整流和滤波后输出给负载；所述的主电源采样比较电路对输出电压进行分压采样，并与基准电压进行比较，通过光耦U1传递给主电源PWM控制电路来时刻调节PWM脉冲宽度以便控制主功率变换电路稳定输出电压；所述的控制回路在整流回路开启后启动待机功能电路，并根据MCU单元的输出信号控制主功率变换电路的开启和关闭。

所述的待机功能电路包括辅助电源功率变换电路、辅助电源PWM控制电路、辅助电源整流滤波电路和辅助电源采样比较电路；所述的辅助电源功率变换电路将整流回路输出的电信号进行功率变换；所述的辅助电源整流滤波电路将辅助电源功率变换电路输出的电信号进行整流和滤波后输出给负载；所述的辅助电源采样比较电路对输出电压进行分压采样，并与基准电压进行比较，通过光耦U2传递给辅助电源PWM控制电路来时刻调节PWM脉冲宽度以便控制辅助功率变换电路稳定输出电压。

所述的MCU单元包括MCU、MCU采样电路、输出负载温控电路、保护电路和通信电路。所述的保护电路包括硬件保护电路和软件保护电路；所述的硬件保护电路采集输出负载温控电路上的电压信号，在其达到参考电压时，切断主功率变换电路；所述的软件保护电路受控于MCU，在电路异常时切断负载回路。所述的通信电路包括无线通讯电路和蓝牙通讯电路。

参照图4，所述的电磁滤波回路包括共模电感LF1、共模电感LF2、共模电感LF3、压敏电阻TVR1、热敏电阻RT1和电容CX1。控制器拥有良好的EMC性能，有效地抑制谐波和噪声以及开机瞬间的浪涌电流和瞬间高电压。

所述的整流回路包括整流桥BD1、电解电容EC1、瓷片电容C1和瓷片电容C11。其主要功能是把输入交流电变为稳定的直流电。

所述的主功率变换电路包括主变压器T1、MOS管Q1、限流电阻R16、限流电阻R17、二极管D1、二极管D23、电阻R4、电阻R5、电阻R3和电容C2。当MOS管Q1导通时，大电流会通过电解电容EC1流经主变压器T1、MOS管Q1、电阻R16和R17，此时电能会转换为磁能储存在主变压器T1里面，当MOS管Q1关断时，磁能转换为电能给同步整流滤波电路。其中：二极管D1、二极管D23、电阻R4、电阻R5、电阻R3和电容C2组成RCD吸收电路，防止MOS管Q1关断时由主变压器T1产生的漏感尖峰电压击穿MOS管Q1；流经MOS管Q1的电流会在限流电阻R16和限流电阻R17上产生电压，提供给主电源PWM控制电路采集信号。

主变压器T1的主要功能是电能和磁能之间的相互转换、能量储存、原边和副边的隔离以及能量传递。

所述的同步整流滤波电路包括输出滤波电容EC6、输出滤波电容EC7、输出滤波电容EC8、输出滤波电容EC9、同步整流管Q4、同步整流驱动芯片IC3及其外围电路。同步整流驱动芯片IC3采用FAN6204。当MOS管Q1导通时，由于同步整流驱动芯片IC3没有驱动同步整流管Q4，同步整流管Q4处于关断状态，故此时负载的能量来自于输出滤波电容EC6、EC7、EC8和EC9；当MOS管Q1关断时，同步整流驱动芯片IC3驱动同步整流管Q4，同步整流管Q4导通，此时主变压器T1给负载供能，同时给输出滤波电容EC6、EC7、EC8和EC9提供能量储存。

所述的主电源采样比较电路包括稳压管431CA、电阻R18、电阻R44、电阻R43、电阻R45、电阻R42、电容C21、电容C34和光耦U1。电阻R43和电阻R44并联后与电阻R45串联在输出电压正端V0+和地之间，对输出电压V0+进行分压采样，利用电阻R45上面的采样电压与稳压管431CA的基准电压2.5V进行比较，通过光耦U1传递给主电源PWM控制电路来时刻调节PWM脉冲宽度以便稳定输出电压。其中电容C21、电阻R42、电容C34为稳压管431CA的反馈补偿电路。

光耦U1采用EL1019或EL817，在此的作用主要是将主变压器T1的副边反馈信号传递给原边，同时起到隔离原副边的作用。

所述的主电源PWM控制电路包括驱动芯片IC1和电阻R9、电阻R10、电阻R 31、电阻R13、二极管D4、三极管Q9和电阻R14等元件构成的外围电路。驱动芯片IC1采用NCP1380。主功率变换电路的限流电阻R16和R17上的电压通过电阻R9作用于驱动芯片IC1的CS脚，光耦U1原边电压通过电阻R10作用于驱动芯片IC1的FB脚，这样驱动芯片IC1可以时刻检测主变压器T1原边和副边的信号，产生PWM脉冲以及决定PWM脉冲的宽度，通过电阻R31、电阻R13和二极管D4来驱动MOS管Q1，控制主功率变换电路输出稳定电压。三极管Q9可以加速MOS管Q1的关断速度，电阻R14为三极管Q9提供限流作用。

参照图5，所述的控制回路包括电阻R102、电阻R103、电阻R104、电解电容EC4、稳压管ZD2、电阻R52、光耦U4、三极管Q3、稳压管ZD1、电解电容EC12、电阻R53、三极管Q30、电阻R54和电阻R112。其中：电阻R102、电阻R103、电阻R104和稳压管ZD2串联在整流回路的输出电压正端（也是主变压器T1原边的输入电压正端）Vin和地之间，为电解电容EC4提供充电电压。

光耦U4的原边一端通过三极管Q30接MCU单元，另一端通过电阻R53接待机功能电路的输出端P1。光耦U4的副边一端接三极管Q3的基极，另一端通过电阻R52接三极管Q3的集电极；稳压管ZD1跨接在三极管Q3的基极和地之间。电解电容EC12跨接在三极管Q3的发射极和地之间。三极管Q3的集电极电压VCC1即为电解电容EC4的正端电压，用于驱动待机功能电路。三极管Q3的发射极电压VCC2用于驱动主电路电源PWM控制电路的驱动芯片IC1，从而控制主电源电路的开启和关闭。

其工作原理为：Vin通过电阻R102、电阻R103和电阻R104给电解电容EC4充电，VCC1电压开始上升，辅助电源PWM控制电路的驱动芯片IC2开始工作，启动待机功能电路，启动待机功能电路的电压输出端P1通过电阻R53给光耦U4供电，当MCU芯片U3的18脚（SLEEP）给电阻R54的电压为高电平时，三极管Q30将会导通，并点亮光耦U4内部的二极管，此时VCC1将会通过三极管Q3给VCC2供电，主电路电源PWM控制电路才会开始工作。当控制器处于空载状态时，MCU芯片U3的18脚（SLEEP）给电阻R54的电压为低电平，拉低三极管Q30基极电压，进而VCC1不提供电压给VCC2，使主功率变换电路关闭，只有待机功能电路仍处于工作状态，从而降低控制器的待机功耗。

光耦U3在此的作用主要是根据MCU芯片U3的输出信号，通过副边电路控制原边主电源PWM控制电路，同时起到隔离原副边的作用。

所述的辅助电源功率变换电路包括辅助变压器T2、限流电阻R105和限流电阻R106、二极管D6、电阻R21、电阻R22和电容C12。当辅助电源PWM控制电路的驱动芯片IC2的5、6脚导通时，大电流会通过电解电容EC1流经辅助变压器T2、驱动芯片IC2、电阻R105和电阻R106，此时电能会转换为磁能储存在辅助变压器T2里面，当驱动芯片IC2的5、6脚关断时，磁能转换为电能给辅助电源整流滤波电路。

所述的二极管D6、电阻R21、电阻R22和电容C12组成RCD吸收电路，防止驱动芯片IC2的5、6脚关断时由辅助变压器T2产生的漏感电压击穿驱动芯片IC2；限流电阻R105和限流电阻R106构成限流电路，流经驱动芯片IC2的5、6脚的电流会在限流电阻上产生一定的电压，以便辅助电源PWM控制电路采集信号。

所述的辅助电源PWM控制电路包括驱动芯片IC2和周围电路，所述的驱动芯片IC2采用OB2334AP，通过CS脚时刻检测限流电阻R105和限流电阻R106的电压信号，通过FB脚时刻检测辅助电源采样比较电路的光耦U2反馈回来的信号，产生PWM脉冲以及决定PWM脉冲的宽度，从而控制辅助电源功率变换电路输出稳定电压。

所述的辅助电源整流滤波电路包括二极管D5、输出滤波电容EC3、电感L1和输出滤波电容EC2；当驱动芯片IC2导通时，二极管D5处于反向关断状态，负载的能量来自于输出滤波电容EC3和输出滤波电容EC2；当驱动芯片IC2关断时，二极管D5正向导通，辅助变压器T2给负载供能，同时给输出滤波电容EC3和输出滤波电容EC2提供能量储存。

所述的辅助电源采样比较电路包括稳压管431A、电阻R27、电阻R28、电阻R30、电阻R25、电阻R26、电阻R29、电容C22和光耦U2；电阻R27、电阻R28和电阻R30对输出电压进行分压采样，利用电阻R30上面的采样电压与稳压管431A的基准电压2.5V进行比较，通过光耦U2传递给辅助电源PWM控制电路来时刻调节稳定输出电压；其中电容C22和电阻R29为稳压管431CA的补偿电路。

光耦U2采用EL1019或EL817，主要是将辅助变压器T2的副边反馈信号传递给原边，同时起到隔离原副边的作用。

所述的MCU单元包括MCU、MCU采样电路、输出负载温控电路、保护电路和通信电路。

参照图6，所述的MCU包括MCU芯片U3和外围电路，通过外围电路进行采样，并进行内部运算以及输出的数据。采用STM8S005K6T6C。

参照图7，所述的MCU采样电路可以根据发热装置的发热元件数量设置成一个、两个或多个电路。通过不同发热单元的组合导通或关断，可调节出不同的温度档位。每个发热元件对应一个MCU采样电路和一个输出负载温控电路。在本实施方式中，MCU采样电路为两个。其中，第一MCU采样电路包括一个运算放大器U5B及其周围电路，运算放大器U5B的输入正端采集第一输出负载温控电路的电流和电压信号，放大后传递给MCU芯片U3的ADC I2脚，MCU芯片U3会根据所采样的数据，计算输出负载温控电路的PWM1的脉冲宽度。

第二MCU采样电路包括一个运算放大器U5A及其周围电路，运算放大器U5A的输入正端采集第二输出负载温控电路的电流和电压信号，放大后传递给MCU芯片U3的ADC I1脚，MCU芯片U3会根据所采样的数据，计算输出负载温控电路的PWM2的脉冲宽度。

运算放大器U5A和U5B采用LM258。

所述的输出负载温控电路与MCU采样电路一一对应，在本实施例中也为两个。第一输出负载温控电路包括三极管Q13、三极管Q14、三极管Q15、MOS管Q17和电阻R71。三极管Q13的基极接MCU芯片U3的PWM1输出脚，并对PWM1信号进行第一级放大。三极管Q14和三极管Q15基极和发射极并联构成复合管，对PWM1信号进行第二级放大，通过发射集控制MOS管Q17的门极。MOS管Q17的漏极接第一负载，源极通过电阻R71接地。当MCU芯片U3给PWM1的信号为高电平时，三极管Q13的c、e将会导通，三极管Q14的基极电压将会拉低，此时MOS管Q17没有高电平驱动，处于关闭状态，第一负载不会接入电路；当MCU芯片U3给PWM1的信号为低电平时，三极管Q13将的c、e将会导通，三极管Q14的基极电压将会拉高，此时MOS管Q17由于高电平驱动，处于导通状态，第一负载将会接入电路。

第二输出负载温控电路的结构和工作过程也一样，MCU芯片U3通过PWM2信号控制第二负载的断开和接入。

参照图8，所述的输出负载温控电路由一个供电电路提供电源。所述的供电电路包括二极管D9、输入端电解电容EC10、三极管Q2、电阻R35、稳压管ZD3、输入端电解电容EC11和输出电容C19。供电电路将同步整流电路的输出端电压V0+，经DC/DC转换为15V电压值，输出给负载温控电路所需的供电电压。其中，电阻R35跨接在三极管Q2的基极和集电极之间，给三极管Q2提供基极电压，同时起到负反馈作用。稳压管ZD3串联在三极管Q2的基极和地之间，用于稳定三极管Q2的e、b之间正向电压，当e、b间直流电压大于稳压管ZD3的稳压值时，会被稳压管ZD3钳位在稳压值上，制止了基极过高正向干扰信号对电路的影响。

参照图9，所述的软件保护电路包括三极管Q20及其基极电阻R63、三极管Q8及其基极电阻R60、三极管Q6及其基极电阻R58、三极管Q7及其基极电阻R59。当负载放生变化时（如空载、过载以及其它各种非正常工作状态），MCU采样电路的运算放大器U5A或U5B将采集到的数据发送给MCU芯片U3，MCU芯片U3的19脚（PULSE）将会发送电平给三极管Q20，并通过三极管Q6和三极管Q7，三极管Q6的集电极（PRO1）对三极管Q11的基极进行控制，进而决定MOS管Q16的关断，切断第二负载回路。同理，三极管Q7的集电极（PRO2）对三极管Q14的基极进行控制，进而决定MOS管Q17的关断，切断第一负载回路。

参照图5，MCU单元的保护电路还包括一个硬件保护电路。所述的硬件保护电路主要包括稳压管431B、三极管Q30、运算放大器芯片IC4及其外围电路。采用LM258。电阻R37、电阻R38、电阻R36、电阻R46、电阻R39和稳压管431B提供稳定的参考电压给运算放大器芯片IC4的2脚和6脚。由于运算放大器芯片IC4的3脚和5脚通过电阻R48和电阻R51时刻对输出负载温控电路的电阻R71（即第二MCU采样电路的采样端I1）和电阻R67（即第一MCU采样电路的采样端I2）上面的电压进行采样，当出现过载情况时（输出电流达到一定程度），如果采样的电压达到运算放大器芯片IC4的2脚和6脚的参考电压，运算放大器芯片IC4将会通过1脚和7脚输出高电平给三极管Q5，此时三极管Q30的基极将会被拉低，光耦U4的发光二极管将断开，继而VCC2不产生电压，驱动芯片IC2停止工作，主电源PWM控制电路也将停止工作，从而切断主电源电路。

参照图10，本发明无线通讯电路，包括无线芯片U6及外围电路，所述的无线芯片U6采用CC1101。

参照图11，本发明蓝牙通讯电路，包括蓝牙芯片U7及外围电路，所述的蓝牙芯片U7采用NRF51822。

手机还可以通过WIFI与控制器双向通信，WIFI电路包括WIFI芯片及外围电路，WIFI芯片采用ESP8266，外围电路采用标准应用电路。

本发明的一种电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统，其工作原理如下：

1）手机和/或无线遥控器对控制器发出开启、关断或进入待机状态的指令，也可以设置各种参数或工作模式，并可在屏幕上显示运行状态和工作参数。

2）通电后，电磁滤波回路和整流回路将交流市电进行滤波和整流后输出给主电源电路和待机功能电路，负载接入电路，发热装置在安全直流电压下通电后产生热量加热寝具。

3）当不使用寝具时（如白天），主电源电路关闭，待机功能电路仍处于工作状态。由于待机功能电路的功率很小（约0.5W）因而不会产生明显的功耗。待机状态可以通过无线遥控器或手机进行手动控制，也可以预先设定定时功能，当达到设定的时间后，关断主电源电路。另外，待机功能电路还具有电路保护功能，在出现异常情况时（如过载、温度过高、整体或局部负载不匹配）切断主电源电路。

应该理解到的是：上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种基于无线控制的电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统，包括控制器、发热装置、手机和/或无线遥控器，其特征在于所述手机通过蓝牙传输或WIFI与控制器双向通信；所述无线遥控器通过无线网络与控制器无线双向通信；所述控制器的输入端接市电，输出端接发热装置；所述的控制器包括电磁滤波回路、整流回路、主电源电路和MCU单元。

2.如权利要求1所述的一种基于无线控制的电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统，其特征在于所述的电磁滤波回路包括共模电感LF1、共模电感LF2、共模电感LF3、压敏电阻TVR1、热敏电阻RT1和电容CX1。

3.如权利要求1所述的一种基于无线控制的电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统，其特征在于所述的整流回路包括整流桥BD1、电解电容EC1、瓷片电容C1和瓷片电容C11。

4.如权利要求1所述的一种基于无线控制的电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统，其特征在于所述的主电源电路包括主功率变换电路、同步整流滤波电路、主电源采样比较电路、主电源PWM控制电路和控制回路；所述的主功率变换电路将整流回路输出的电信号进行功率变换；所述的同步整流滤波电路将主功率变换电路输出的电信号进行同步整流和滤波后输出给负载；所述的主电源采样比较电路对输出电压进行分压采样，并与基准电压进行比较，通过光耦U1传递给主电源PWM控制电路来时刻调节PWM脉冲宽度以便控制主功率变换电路稳定输出电压；所述的控制回路根据MCU单元的输出信号控制主功率变换电路的开启和关闭。

5.如权利要求4所述的一种基于无线控制的电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统，其特征在于所述的主功率变换电路包括主变压器T1、MOS管Q1、限流电阻R16、限流电阻R17、二极管D1、二极管D23、电阻R4、电阻R5、电阻R3和电容C2，其中：二极管D1、二极管D23、电阻R4、电阻R5、电阻R3和电容C2组成RCD吸收电路，防止MOS管Q1关断时由主变压器T1产生的漏感尖峰电压击穿MOS管Q1；限流电阻R16和限流电阻R17上产生的电压提供给主电源PWM控制电路采集信号。

6.如权利要求4所述的一种基于无线控制的电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统，其特征在于所述的同步整流滤波电路包括输出滤波电容EC6、输出滤波电容EC7、输出滤波电容EC8、输出滤波电容EC9、同步整流驱动芯片IC3以及同步整流管Q4。

7.如权利要求4所述的一种基于无线控制的电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统，其特征在于所述的主电源采样比较电路包括稳压管431CA、电阻R18、电阻R44、电阻R43、电阻R45、电阻R42、电容C21、电容C34和光耦U1。

8.如权利要求4所述的一种基于无线控制的电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统，其特征在于所述的主电源PWM控制电路包括驱动芯片IC1，通过时刻检测主功率变换电路和主电源采样比较电路的反馈信号产生PWM脉冲以及决定PWM脉冲的宽度控制主功率变换电路输出稳定电压。

9.如权利要求4所述的一种基于无线控制的电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统，其特征在于所述的控制回路包括电阻R102、电阻R103、电阻R104、电解电容EC4、稳压管ZD2、电阻R52、光耦U4、三极管Q3、稳压管ZD1、电解电容EC12、电阻R53、三极管Q30、电阻R54和电阻R112，其中：电阻R102、电阻R103、电阻R104和稳压管ZD2串联在整流回路的输出电压正端和地之间，为电解电容EC4提供充电电压；光耦U4的原边分别通过三极管Q30接MCU单元，光耦U4的副边分别接三极管Q3的基极以及通过电阻R52接三极管Q3的集电极；稳压管ZD1跨接在三极管Q3的基极和地之间；电解电容EC12跨接在三极管Q3的发射极和地之间；三极管Q3的发射极电压用于驱动主电源电路。

10.如权利要求1所述的一种基于无线控制的电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统，其特征在于所述的控制器还包括待机功能电路，所述的待机功能电路包括辅助电源功率变换电路、辅助电源PWM控制电路、辅助电源整流滤波电路和辅助电源采样比较电路；所述的辅助电源功率变换电路将整流回路输出的电信号进行功率变换；所述的辅助电源整流滤波电路将辅助电源功率变换电路输出的电信号进行整流和滤波后输出给负载；所述的辅助电源采样比较电路对输出电压进行分压采样，并与基准电压进行比较，通过光耦U2传递给辅助电源PWM控制电路来时刻调节PWM脉冲宽度以便控制辅助功率变换电路稳定输出电压。

11.如权利要求10所述的一种基于无线控制的电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统，其特征在于所述的辅助电源功率变换电路包括辅助变压器T2、限流电阻R105和限流电阻R106、二极管D6、电阻R21、电阻R22和电容C12，所述的二极管D6、电阻R21、电阻R22和电容C12组成RCD吸收电路，防止辅助电源PWM控制电路关断时由辅助变压器T2产生的漏感电压击穿辅助电源PWM控制电路；限流电阻R105和限流电阻R106上产生的电压提供给辅助电源PWM控制电路采集信号。

12.如权利要求10所述的一种基于无线控制的电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统，其特征在于所述的辅助电源PWM控制电路包括驱动芯片IC2，所述的驱动芯片IC2通过时刻检测辅助电源功率变换电路和辅助电源采样比较电路的反馈信号产生PWM脉冲以及决定PWM脉冲的宽度控制辅助电源功率变换电路输出稳定电压。

13.如权利要求10所述的一种基于无线控制的电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统，其特征在于所述的辅助电源整流滤波电路包括二极管D5、输出滤波电容EC3、电感L1和输出滤波电容EC2；当辅助电源PWM控制电路导通时，二极管D5处于反向关断状态，负载的能量来自于输出滤波电容EC3和滤波电容EC2；当辅助电源PWM控制电路关断时，二极管D5正向导通，辅助变压器T2给负载供能，同时给输出滤波电容EC3和滤波电容EC2提供能量储存。

14.如权利要求10所述的一种基于无线控制的电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统，其特征在于所述的辅助电源采样比较电路包括稳压管431A、电阻R27、电阻R28、电阻R30、电阻R25、电阻R26、电阻R29、电容C22和光耦U2；电阻R27、电阻R28和电阻R30对输出电压进行分压采样，利用电阻R30上面的采样电压与稳压管431A的基准电压2.5V进行比较，通过光耦U2传递给辅助电源PWM控制电路来时刻调节稳定输出电压；其中电容C22和电阻R29为稳压管431CA的补偿电路。

15.如权利要求1-14任何一项所述的一种基于无线控制的电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统，其特征在于所述的MCU单元包括MCU、MCU采样电路、输出负载温控电路、保护电路和通信电路。

16.如权利要求15所述的一种基于无线控制的电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统，其特征在于所述的MCU包括MCU芯片U3和外围电路。

17.如权利要求15所述的一种基于无线控制的电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统，其特征在于所述的MCU采样电路至少包括一个运算放大器U5B，采集输出负载温控电路的电流和电压信号，放大后传递给MCU。

18.如权利要求15所述的一种基于无线控制的电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统，其特征在于所述的输出负载温控电路包括三极管Q13、三极管Q14、三极管Q15、MOS管Q17和电阻R71；三极管Q13的基极接MCU；三极管Q14和三极管Q15基极和发射极并联，且基极与三极管Q13的集电极相连，发射集连接到MOS管Q17的门极；MOS管Q17的漏极接负载； MCU通过控制三极管Q13的基极电压从而控制MOS管Q17的导通和关闭，使负载处于通电或断电状态。

19.如权利要求18所述的一种基于无线控制的电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统，其特征在于所述的输出负载温控电路由供电电路提供电源，所述的供电电路接同步整流电路的输出端，经DC/DC转换为输出负载温控电路所需的供电电压。

20.如权利要求15所述的一种基于无线控制的电暖被、电暖床垫和电暖毯的智能控制系统，其特征在于所述的保护电路包括硬件保护电路和软件保护电路；所述的硬件保护电路采集输出负载温控电路上的电压信号，在其达到参考电压时，切断主功率变换电路；所述的软件保护电路受控于MCU，在电路异常时切断负载回路。