CN107949077B - 电热毯及其安全供热电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电热毯及其安全供热电路，优点在于在安全供热电路的控制电路板上增设两根贴在温敏电阻两侧的金属膜电阻，在电热毯正常工作时，金属膜电阻不导通，对电路不造成影响；在电热丝发热导线的实际电压值大于设定工作电压时，也即电热丝局部短路时金属膜电阻导通，金属膜电阻的温度升高，并超过过温敏电阻的开关温度，使得温敏电阻的电阻值急速升高，导致电热丝上的电流迅速降低；也即电热丝局部短路的电热毯在打开时会升温很短一段时间，在金属膜电阻工作使得温敏电阻超过其开关温度，导致电热毯不再发热，从而提醒用户电热毯已经损坏，需要及时更换，以防止漏电现象发生，确保使用人员的生命、财产安全。

Description

电热毯及其安全供热电路

技术领域

本发明涉及电热保温设备，尤其是涉及一种电热毯及其安全供热电路。

背景技术

电热毯是常见的家用电器，主要用于人们睡眠时提高被窝里的温度来达到取暖目的。它耗电量少、温度可调节、使用方便、使用广泛，已有100多年的历史。

初始时电热毯的质量并不好，有时会引发火灾或电击事件，造成人员伤亡、财产损失。为此，本领域技术人员进行了相关改进，首先是在电热毯的控制电路板中增加了保护电路，在电流流量超过限值时，熔断保护电路中的保险丝，以切断电源。但是，在实际应用中，保险丝的熔断也会造成火灾，还是不够安全。后来经过材料研究开发，生产出了温度保险丝，温度保险丝在温度超过开关温度时会熔断，从而达到关闭电源保护作用，使得电热毯的安全性大幅度提高。

但电热毯在长时间使用后如果维护不好还是有可能会发生漏电的现象，这是由于电热丝局部短路引起的。这种电热丝的局部短路不会使得工作电流过大，也即电流保险丝没有超过电流流量超过限值，但长时间的超正常负荷运行会加速电热丝外绝缘层的老化，从而导致漏电现象的发生，对使用人员造成生命威胁，亟待解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电热毯的安全供热电路，在电热丝局部短路时也能防止漏电现象发生，确保使用人员的生命、财产安全。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种电热毯的安全供热电路，包括电热丝及其控制电路板；所述电热丝主要由发热导线和感知导线构成；控制电路板上设有温度保险丝，所述温度保险丝设置在电源接入处；所述控制电路板上还设有两根金属氧化膜电阻，所述金属氧化膜电阻分别贴在温度保险丝两侧；所述金属氧化膜电阻在发热导线与感知导线短路时导通，所述金属氧化膜电阻的工作温度超过温度保险丝的熔断温度。

作为优选，所述控制电路板还设有用于控制发热导线工作的控制芯片和可控硅；所述金属氧化膜电阻在可控硅短路时导通。在可控硅短路时，金属氧化膜电阻也会及时熔断温度保险丝，确保使用人员的生命、财产安全。

作为优选，发热导线的正极与温度保险丝输出端的连接电路上设有整流二极管I；发热导线的负极与可控硅的阳极相连接，可控硅的阴极与电源负极相连接，可控硅的控制极与控制芯片相连接；两根金属氧化膜电阻并联后的一端与温度保险丝的输出端电连接，两根金属氧化膜电阻并联后的另一端与发热导线的正极的连接电路上设置有反向偏置二极管I；感知导线正端通过温度侦测电路与控制芯片相连接，感知导线正端与电源负极的连接电路上设有反向偏置二极管II，所述感知导线负端与电源负极的连接电路上设有反向偏置二极管III；所述反向偏置二极管I在发热导线与感知导线短路，或可控硅短路时导通。通过温度侦测电路与感知导线相连接的控制芯片，能够智能调剂电热毯的温度，让使用人员在睡梦中处于舒适的温度环境中。

作为改进，还包括整流二极管II，整流二极管II与整流二极管I并联设置。在整流二极管I损坏时还能继续正常工作，提高电热毯的寿命。

作为优选，发热导线的正极与温度保险丝输出端的连接电路上设有整流二极管III，发热导线的负极与可控硅的阳极相连接，可控硅的阴极与电源负极相连接，可控硅的控制极与控制芯片相连接；两根金属氧化膜电阻并联后的一端与温度保险丝的输出端电连接，两根金属氧化膜电阻并联后的另一端与发热导线的负极的连接电路上设有反向偏置二极管IV；感知导线与电源负极的连接电路上设有反向偏置二极管VI；所述反向偏置二极管IV在发热导线与电热丝感知导线短路，或可控硅短路时导通。

作为改进，还设有反向偏置二极管V，反向偏置二极管V与反向偏置二极管IV并联设置。在反向偏置二极管IV损坏时还能继续正常工作，提高电热毯的寿命。

作为优选，所述电热丝有两根分别为第一电热丝和第二电热丝，第一电热丝发热导线的正极与温度保险丝输出端的连接电路上设有整流二极管IV，第二电热丝发热导线的正极与温度保险丝输出端的连接电路上设有整流二极管V；第一电热丝发热导线的负极与第一可控硅的阳极相连接，第二电热丝发热导线的负极与第二可控硅的阳极相连接，第一可控硅的阴极和第二可控硅的阴极分别与电源负极相连接，第一可控硅的控制极和第二可控硅的控制极分别与控制芯片相连接；两根金属氧化膜电阻并联后的一端与温度保险丝的输出端电连接，两根金属氧化膜电阻并联后的另一端与第一电热丝发热导线的负极的连接电路上设有反向偏置二极管VII，所述两根金属氧化膜电阻并联后的另一端与第二电热丝发热导线的负极的连接电路上设有反向偏置二极管VIII；第一电热丝感知导线与第二电热丝感知导线首尾相连后再与电源负极的连接电路上设置有反向偏置二极管IX；反向偏置二极管VII在第一电热丝发热导线与第一电热丝感知导线短路，或可控硅短路时导通；反向偏置二极管VIII在第二电热丝发热导线与第二电热丝感知导线短路，或可控硅短路时导通。双人使用，分开控制。

作为优选，所述整流二极管IV与整流二极管V并联设置。在整流二极管IV或整流二极管V损坏时还能继续正常工作，提高电热毯的使用寿命。

作为优选，所述温度保险丝为102度温度保险丝，最大温度为102度，在电热丝绝缘保护层的正常工作温度中，超过这个运行温度，会导致电热丝绝缘保护层的使用寿命缩短。

与现有技术相比，本安全供热电路的优点在于在控制电路板上增设两根贴在温度保险丝两侧的金属氧化膜电阻，在电热毯正常工作时，金属氧化膜电阻不导通，对电路不造成影响；在电热丝感知导线的实际电压值大于设定工作电压时，也即电热丝局部短路，金属氧化膜电阻导通，金属氧化膜电阻的温度升高，并超过过温度保险丝的最大温度，使得温度保险丝熔断，导致电热丝断电保护；也即电热丝局部短路的电热毯在打开时会升温很短一段时间，在金属氧化膜电阻工作使得温度保险丝超过其开关温度，导致电热毯不再发热，从而提醒用户电热毯已经损坏，需要及时更换，以防止漏电现象发生，确保使用人员的生命、财产安全。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种电热毯，在其电热丝局部短路时也能防止漏电现象发生，确保使用人员的生命、财产安全。

本电热毯的技术方案为：一种电热毯，包含上述任一种的安全供热电路。

本电热毯的优点在于，在控制电路板上增设两根贴在温度保险丝两侧的金属氧化膜电阻，在电热毯正常工作时，金属氧化膜电阻不导通，对电路不造成影响；在电热丝感知导线的实际电压值大于设定工作电压时，也即电热丝局部短路时金属氧化膜电阻导通，金属氧化膜电阻的温度升高，并超过温度保险丝的最大温度，使得温度保险丝熔断，导致电热丝断电保护；也即电热丝局部短路的电热毯在打开时会升温很短一段时间，在金属氧化膜电阻工作使得温度保险丝超过其开关温度，导致电热毯不再发热，从而提醒用户电热毯已经损坏，需要及时更换，以防止漏电现象发生，确保使用人员的生命、财产安全。

附图说明

图1为本发明控制电路板的结构示意图。

图2为实施例1的电路设计图。

图3为实施例2的电路设计图。

图4为实施例3的电路设计图。

具体实施方式

本发明申请根据电热丝局部短路，会导致温度保险丝熔断，使得流经电热丝的电源断开保护的电路原理，设计了一种电热毯的安全供热电路。电热毯的安全供热电路包括电热丝及其控制电路板1，电热丝主要由发热导线和感知导线构成；控制电路板1如图1所示，上面设置了温度保险丝3，温度保险丝3设置在电源接入处，控制电路板1上还设有两根分别贴在温度保险丝3两侧的金属膜氧化电阻4，金属膜氧化电阻4在电热丝感知导线的实际电压值大于设定工作电压时，也即电热丝发热导线与感知导线局部短路时导通，其中，金属膜氧化电阻4的工作温度超过温度保险丝3的最大温度(也称熔断温度)。这里，温度保险丝3采用102度温度保险丝(下同)，其最大温度为102度，超过102度后会被熔断；金属膜氧化电阻4比较耐高温，工作温度一般为150度～180度，超过能够温度保险丝3的最大温度。

在现有的电热毯中，控制电路板1上设有用于控制发热导线工作的控制芯片2和可控硅，上述的金属氧化膜电阻4在可控硅短路时也会导通。这里，控制芯片2采用型号HT66F003的单片机(下同)，该型号单片机工作稳定，比较适合用于电热毯。

下面就3种设有控制芯片的电热毯的电路设计图，对本发明作进一步详细描述。

实施例1为温度侦测式电热毯，其安全供热电路的电路设计如图2所示，电热丝发热导线a5连接在发热电路上，电热丝感知导线a9连接温度侦测电路上。其中，电热丝发热导线a5的正极与温度保险丝a3输出端的连接电路上设有整流二极管Ia61；电热丝发热导线a5的负极与可控硅Ia8的阳极相连接，可控硅Ia8的阴极与电源负极相连接，可控硅Ia8的控制极与控制芯片a2相连接；两根金属膜氧化电阻a4并联后的一端与温度保险丝a3的输出端电连接，两根金属膜氧化电阻a4并联后的另一端与电热丝发热导线a5的正极的连接电路上设置有反向偏置二极管Ia7；感知导线a9正端与电源负极的连接电路上设有反向偏置二极管IIa101，感知导线a9负端与电源负极的连接电路上设有反向偏置二极管IIIa102；反向偏置二极管Ia7在电热丝发热导线a5与电热丝感知导线a9短路，或可控硅a8短路时导通。其它部分元器件不对工作原理构成影响，其电路连接关系这里不再详细描述，具体可参见图2。这里，可控硅采用SCR(也称晶闸管或单相可控硅，下同)。

作为改进，还包括整流二极管IIa62，整流二极管IIa62与整流二极管Ia61并联设置。

实施例2为普通的电热毯，其安全供热电路的电路设计如图3所示，发热导线b5的正极与温度保险丝b3输出端的连接电路上设有整流二极管IIIb6，发热导线b5的负极与可控硅b8的阳极相连接，可控硅b8的阴极与电源负极相连接，可控硅b8的控制极与控制芯片b2相连接；两根金属氧化膜电阻b4并联后的一端与温度保险丝b3的输出端电连接，两根金属氧化膜电阻b4并联后的另一端与发热导线b5的负极的连接电路上设有反向偏置二极管IVb71；感知导线b9与电源负极的连接电路上设有反向偏置二极管VIb10；反向偏置二极管IVb71在发热导线b5与电热丝感知导线b9短路，或可控硅b8短路时导通。

作为改进，还设有反向偏置二极管Vb72，反向偏置二极管Vb72与反向偏置二极管IVb71并联设置。其它部分元器件不对工作原理构成影响，其电路连接关系这里不再详细描述，具体可参见图3。

实施例3为双人分开控制的电热毯，其安全供热电路的电路设计如图4所示，电热丝有两根分别为第一电热丝和第二电热丝，第一电热丝发热导线c51的正极与温度保险丝c3输出端的连接电路上设有整流二极管IVc61，第二电热丝发热导线c52的正极与温度保险丝c3输出端的连接电路上设有整流二极管Vc62；第一电热丝发热导线c51的负极与第一可控硅c81的阳极相连接，第二电热丝发热导线c52的负极与第二可控硅c82的阳极相连接，第一可控硅c81的阴极和第二可控硅c82的阴极分别与电源负极相连接，第一可控硅c81的控制极和第二可控硅c82的控制极分别与控制芯片c2相连接；两根金属氧化膜电阻c4并联后的一端与温度保险丝c3的输出端电连接，两根金属氧化膜电阻c4并联后的另一端与第一电热丝发热导线c51的负极的连接电路上设有反向偏置二极管VIIc71，两根金属氧化膜电阻c4并联后的另一端与第二电热丝发热导线c52的负极的连接电路上设有反向偏置二极管VIIIc72；第一电热丝感知导线c91与第二电热丝感知导线c92首尾相连后再与电源负极的连接电路上设置有反向偏置二极管IXc10；反向偏置二极管VIIc71在第一电热丝发热导线c51与第一电热丝感知导线c91短路，或可控硅c81短路时导通；反向偏置二极管VIIIc72在第二电热丝发热导线c52与第二电热丝感知导线c92短路，或可控硅c82短路时导通。

作为改进，整流二极管IVc61与整流二极管Vc62并联设置。其它部分元器件不对工作原理构成影响，其电路连接关系也不再详细描述，具体可参见图4。

Claims (9)

1.一种电热毯的安全供热电路，包括电热丝及其控制电路板（1）；所述电热丝主要由发热导线（a5、b5、c51、c52）和感知导线（a9、b9、c91、c92）构成；控制电路板（1）上设有温度保险丝（3、a3、b3、c3），所述温度保险丝（3、a3、b3、c3）设置在电源接入处；其特征在于，所述控制电路板（1）上还设有两根金属氧化膜电阻（4、a4、b4、c4）、用于控制发热导线（a5、b5、c51、c52）工作的控制芯片（2、a2、b2、c2）和可控硅（a8、b8、c81、c82）；所述金属氧化膜电阻（4、a4、b4、c4）分别贴在温度保险丝（3、a3、b3、c3）两侧；所述金属氧化膜电阻（4、a4、b4、c4）在发热导线（a5、b5、c51、c52）与感知导线（a9、b9、c91、c92）短路时导通，所述金属氧化膜电阻（4、a4、b4、c4）在可控硅（a8、b8、c81、c82）短路时也会导通，所述金属氧化膜电阻（4、a4、b4、c4）的工作温度超过温度保险丝（3、a3、b3、c3）的熔断温度。

2.根据权利要求1所述的电热毯的安全供热电路，其特征在于：发热导线（a5）的正极与温度保险丝（a3）输出端的连接电路上设有整流二极管I（a61）；发热导线（a5）的负极与可控硅（a8）的阳极相连接，可控硅（a8）的阴极与电源负极相连接，可控硅（a8）的控制极与控制芯片（a2）相连接；两根金属氧化膜电阻（a4）并联后的一端与温度保险丝（a3）的输出端电连接，两根金属氧化膜电阻（a4）并联后的另一端与发热导线（a5）的正极的连接电路上设置有反向偏置二极管I（a7）；感知导线（a9）正端通过温度侦测电路与控制芯片（a2）相连接，感知导线（a9）正端与电源负极的连接电路上设有反向偏置二极管II（a101），所述感知导线（a9）负端与电源负极的连接电路上设有反向偏置二极管III（a102）；所述反向偏置二极管I（a7）在发热导线（a5）与感知导线（a9）短路，或可控硅（a8）短路时导通。

3.根据权利要求2所述的电热毯的安全供热电路，其特征在于：还包括整流二极管II（a62），整流二极管II（a62）与整流二极管I（a61）并联设置。

4.根据权利要求1所述的电热毯的安全供热电路，其特征在于：发热导线（b5）的正极与温度保险丝（b3）输出端的连接电路上设有整流二极管III（b6），发热导线（b5）的负极与可控硅（b8）的阳极相连接，可控硅（b8）的阴极与电源负极相连接，可控硅（b8）的控制极与控制芯片（b2）相连接；两根金属氧化膜电阻（b4）并联后的一端与温度保险丝（b3）的输出端电连接，两根金属氧化膜电阻（b4）并联后的另一端与发热导线（b5）的负极的连接电路上设有反向偏置二极管IV（b71）；感知导线（b9）与电源负极的连接电路上设有反向偏置二极管VI（b10）；所述反向偏置二极管IV（b71）在发热导线（b5）与电热丝感知导线（b9）短路，或可控硅（b8）短路时导通。

5.根据权利要求4所述的电热毯的安全供热电路，其特征在于：还设有反向偏置二极管V（b72），反向偏置二极管V（b72）与反向偏置二极管IV（b71）并联设置。

6.根据权利要求2所述的电热毯的安全供热电路，其特征在于：所述电热丝有两根分别为第一电热丝和第二电热丝，第一电热丝发热导线（c51）的正极与温度保险丝（c3）输出端的连接电路上设有整流二极管IV（c61），第二电热丝发热导线（c52）的正极与温度保险丝（c3）输出端的连接电路上设有整流二极管V（c62）；第一电热丝发热导线（c51）的负极与第一可控硅（c81）的阳极相连接，第二电热丝发热导线（c52）的负极与第二可控硅（c82）的阳极相连接，第一可控硅（c81）的阴极和第二可控硅（c82）的阴极分别与电源负极相连接，第一可控硅（c81）的控制极和第二可控硅（c82）的控制极分别与控制芯片（c2）相连接；两根金属氧化膜电阻（c4）并联后的一端与温度保险丝（c3）的输出端电连接，两根金属氧化膜电阻（c4）并联后的另一端与第一电热丝发热导线（c51）的负极的连接电路上设有反向偏置二极管VII（c71），所述两根金属氧化膜电阻（c4）并联后的另一端与第二电热丝发热导线（c52）的负极的连接电路上设有反向偏置二极管VIII（c72）；第一电热丝感知导线（c91）与第二电热丝感知导线（c92）首尾相连后再与电源负极的连接电路上设置有反向偏置二极管IX（c10）；反向偏置二极管VII（c71）在第一电热丝发热导线（c51）与第一电热丝感知导线（c91）短路，或可控硅（c81）短路时导通；反向偏置二极管VIII（c72）在第二电热丝发热导线（c52）与第二电热丝感知导线（c92）短路，或可控硅（c82）短路时导通。

7.根据权利要求6所述的电热毯的安全供热电路，其特征在于：所述整流二极管IV（c61）与整流二极管V（c62）并联设置。

8.根据权利要求1~7任一项所述的电热毯的安全供热电路，其特征在于：所述温度保险丝（3、a3、b3、c3）为102度温度保险丝。

9.一种电热毯，其特征在于具有如权利要求1~8任一项所述的安全供热电路。