CN108449809A - 电加热控制电路及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电加热控制电路及空调器。其中，该电加热控制电路包括：可控硅，连接于第一电源与电加热设备的供电接口之间，用于在导通的情况下导通第一电源与电加热设备，在断开的情况下断开第一电源与电加热设备，其中，第一电源用于在与电加热设备导通的情况下向电加热设备提供电能；控制电路，与可控硅相连接，用于控制可控硅导通或断开。本发明解决了相关技术中采用继电器控制的电加热控制电路应用场景有限的技术问题。

Description

电加热控制电路及空调器

技术领域

本发明涉及控制电路领域，具体而言，涉及一种电加热控制电路及空调器。

背景技术

空调等能够提供加热功能的电加热设备，通常采用继电器对电加热控制电路进行开关控制，当控制正温度系数热敏电阻(Positive Temperature Coefficient，简称PTC)辅助电加热时，冲击电流较大，由于继电器带开关触点，属于打火器件，不经过特殊处理，不能用于存在易燃易爆气体的现场，因此在加热的舒适性、安全性方面存在缺陷。并且，这种控制电路只能实现控制负载的开和断，开关的输出功率固定、不可调整的，在温度过高时只能采用断开电加热的方法，舒适性较差。

针对相关技术中采用继电器控制的电加热控制电路应用场景有限的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种电加热控制电路及空调器，以至少解决相关技术中采用继电器控制的电加热控制电路应用场景有限的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电加热控制电路，该电加热控制电路包括：可控硅，连接于第一电源与电加热设备的供电接口之间，用于在导通的情况下导通第一电源与电加热设备，在断开的情况下断开第一电源与电加热设备，其中，第一电源用于在与电加热设备导通的情况下向电加热设备提供电能；控制电路，与可控硅相连接，用于控制可控硅导通或断开。

进一步地，可控硅包括第一可控硅和第二可控硅，第一可控硅的第一电极连接第一电源的一端，第一可控硅的第二电极连接电加热设备的第一输入端，第一可控硅的控制极连接控制电路的第一输出端，第二可控硅的第一电极连接电加热设备的第二输入端，第二可控硅的第二电极连接第一电源的另一端，第二可控硅的控制极连接控制电路的第二输出端。

进一步地，第一可控硅和/或第二可控硅为双向可控硅。

进一步地，电加热控制电路还包括：温度传感电路，用于采集待测温度，其中，控制电路还与温度传感电路相连接，用于接收待测温度并根据待测温度控制可控硅导通或断开。

进一步地，控制电路包括：单片机，与温度传感电路相连接，用于接收待测温度并根据待测温度产生控制信号；驱动芯片，与单片机和可控硅相连接，用于接收控制信号并根据控制信号控制可控硅的开度。

进一步地，温度传感电路包括用于感应待测温度的感温元件，感温元件与电加热设备中的加热部件相邻设置。

进一步地，在加热部件配置有固定支架的情况下，感温元件用于感应固定支架的温度。

进一步地，温度传感电路包括用于感应待测温度的感温元件，在电加热设备为空调器的情况下，感温元件设置于空调器的出风口或进风口，用于感应环境温度。

进一步地，温度传感电路包括：感温电阻，感温电阻的第一端与第二电源连接；第一电阻，第一电阻的第一端连接感温电阻的第二端，第一电阻的第二端接地；第二电阻，第二电阻的第一端连接感温电阻的第二端，第二电阻的第二端连接控制电路。

进一步地，温度传感电路还包括至少一个电容，每个电容连接于感温电阻的第二端与第一电阻的第二端之间、或第一电阻的第二端与第二电阻的第二端之间。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种空调器，该空调器包括本发明的电加热控制电路。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电加热设备的控制方法，该电加热设备的控制方法用于控制电加热设备，该方法包括：获取待测温度，其中，待测温度为电加热设备所处的环境温度和/或电加热设备中元件的温度；根据待测温度生成控制信号，其中，控制信号用于控制可控硅的开度，可控硅的开度用于控制电加热设备的供电电压。

进一步地，根据待测温度生成控制信号包括：在待测温度高于预设温度的情况下，按照预设周期更新控制信号以控制可控硅的开度按照预设周期降低。

进一步地，在获取待测温度之前，该方法还包括：在初始状态下，根据预设开度生成控制信号；按照预设周期更新控制信号以控制可控硅的开度按照预设周期增加。

在本发明实施例中，通过可控硅导通或断开供电电源与电加热设备的供电接口，解决了相关技术中采用继电器控制的电加热控制电路应用场景有限的技术问题，由于可控硅不属于打火器件，可以应用在存在易燃易爆气体的现场，进而实现了能够更广泛地应用在各种应用场景的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1a是根据本发明实施例的一种可选的电加热控制电路的部分示意图；

图1b是根据本发明实施例的一种可选的电加热控制电路的部分示意图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的电加热设备的控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本申请提供了一种电加热控制电路的实施例。

该电加热控制电路包括可控硅和控制电路，其中，可控硅连接于第一电源与电加热设备的供电接口之间，用于在导通的情况下导通第一电源与电加热设备，在断开的情况下断开第一电源与电加热设备，控制电路与可控硅相连接，用于控制可控硅导通或断开，也即，控制电路能够通过控制可控硅导通或断开来控制第一电源是否为电加热设备供电。第一电源在与电加热设备导通的情况下向电加热设备提供电能，是电加热设备的供电电源，电加热设备可以是空调器、电暖气等电加热设备。

作为一种可选的实施方式，电加热控制电路还可以包括温度传感电路，温度传感电路用于采集待测温度，待测温度是可以是电加热设备的环境温度，也可以是电加热设备的加热部件(或附近)的温度，举例而言，感温元件可以与电加热设备中的加热部件相邻设置，在加热部件配置有固定支架的情况下，感温元件用于感应固定支架的温度，或者，在电加热设备为空调器的情况下，感温元件设置于空调器的出风口或进风口，用于感应环境温度。

控制电路与温度传感电路相连接，用于接收待测温度的值，并根据待测温度的值的大小控制可控硅导通或断开，例如，在检测到空调器的环境温度高于第一预定温度的情况下，控制可控硅断开以控制电加热设备断开电源，在检测到空调器的环境温度低于第二预定温度的情况下，控制可控硅导通以控制电加热设备与电源导通。

进一步地，控制电路还可以控制可控硅的开度，以控制可控硅的输出电压，由于可控硅的开度可以无级的调节，因而，可以实现电加热设备功率的无级调整。具体而言，控制电路可以包括单片机和驱动芯片，单片机与温度传感电路相连接，用于接收待测温度并产生控制信号，其中，控制信号用于控制可控硅的开度。驱动芯片与单片机和可控硅相连接，驱动芯片用于接收控制信号。

该实施例提供的电加热控制电路提供了一种实现电加热输出功率、启动电流可以无级调整大小的安全电路，能够解决继电器控制电路存在继电器开关打火、输出功率大小不可调的问题，电加热控制电路无触点打火元件，提高了电路整体的安全性，使该电路无需特殊处理即可以用于存在易燃易爆气体的场合，从而实现根据用户使用环境调整电加热输出功率、启动电流大小，提高了用户的舒适性。

该电加热控制电路包括如图1a和图1b两部分的电路，如图1a所示，可控硅包括第一可控硅SC1和第二可控硅SC2，第一可控硅SC1和第二可控硅SC2均为双向可控硅，第一可控硅SC1的第一电极(引脚2)连接第一电源的一端(引脚220V_N，也即220V电源的零线)，第一可控硅SC1的第二电极(引脚1)连接电加热设备的第一输入端(引脚N，也即电加热设备的供电接口的零线)，第一可控硅SC1的控制极(引脚3)连接控制电路的第一输出端(芯片U1的引脚16)，第二可控硅SC2的第一电极(引脚2)连接电加热设备的第二输入端(引脚L1，也即电加热设备的供电接口的火线)，第二可控硅SC2的第二电极(引脚1)连接第一电源的另一端(引脚220V_L，也即220V电源的火线)，第二可控硅SC2的控制极(引脚3)连接控制电路的第二输出端(芯片U1的引脚10)。

如图1a所示，控制电路包括芯片U1(驱动芯片)，芯片U1的引脚1与单片机MCU(图1a中未示出)的端口IC1连接，芯片U1的引脚7与单片机的端口IC2连接。芯片U1的引脚8(GND)接地，引脚9接电源。单片机用于根据待测温度产生控制信号以控制可控硅的开度。可选的，芯片U1可以采用2003反相器，用于驱动可控硅并控制可控硅的开度。

电加热控制电路的温度传感电路，温度传感电路包括用于感应待测温度的感温元件，感温元件与电加热设备中的加热部件相邻设置。

如图1b所示，感温元件为感温电阻R2。

温度传感电路的感温元件R2可以放置在空调器的出风口或者电加热固定支架上，用于检测电加热工作时的出风温度或者电加热支架温度。

如图1b所示，温度传感电路包括感温电阻R2、第一电阻R1和第二电阻R8，感温电阻R2的第一端(引脚2)与第二电源(+5V电源)连接，第一电阻R1的第一端(引脚2)连接感温电阻R2的第二端(引脚1)，第一电阻的第二端(引脚1)接地；第二电阻R8的第一端(引脚2)连接感温电阻R2的第二端(引脚1)，第二电阻R8的第二端(引脚1)连接控制电路，具体的，连接控制电路中单片机的引脚AD_CHECK。其中，感温电阻R2的引脚2通过接口模块CON的引脚2与+5V电源连接，感温电阻R2的引脚1通过接口模块CON的引脚1与电阻R1和R2连接。

进一步地，温度传感电路还包括至少一个电容，每个电容连接于感温电阻的第二端与第一电阻的第二端之间、或第一电阻的第二端与第二电阻的第二端之间。

如图1b所示，温度传感电路还包括电容C9、电容C10和电容C11，其中，电容C9和C11与电阻R1并联，电容C11连接在电阻R8的引脚1与电阻R1的引脚1之间。

如图1a和图1b所示的电加热控制电路通过U1芯片端口给出控制信号到可控硅的端口3，控制可控硅的开度，从而实现可控硅输出电压大小可调。

下面对图1a和图1b提供的电加热控制电路的可选的应用过程说明如下：

对于PTC电加热，在启动时，通过调节可控硅的开度使得可控硅输出电压调节至额定值的A％(A为百分数，可以设置为10)，在启动之后，每隔N秒(N为1～30间的时间数值，例如，可以设置为2)逐步提高输出电压B伏特(B为1～30间的电压数值，例如，可以设置为5)，从而实现较小的启动电流。

对于普通电加热，在电加热运行时，根据温度传感电路检测到的温度值，在出风温度较高时，每隔N秒逐步降低输出电压B伏特，从而降低电加热输出功率；相反，当出风温度较低时，将可控硅开度调大，从而提高输出电压，实现输出功率的提高。由于电加热输出功率可以根据温度上下调节而无需频繁断开或接通，因此用户的舒适性会更好。

该实施例提供的电加热控制电路由于该电路中无触点打火元件，电路的安全性更高。在电加热设备为空调器的情况下，感温元件R2可以放置在空调器的进风口，用于检测房间的环境温度。运行时，在环境温度达到或接近设定温度时，每隔N秒降低输出电压B伏特，从而降低电加热输出功率；相反，当环境温度与设定温度相差较大时，将可控硅开度调大，从而提高输出电压，实现输出功率的提高。通过温度传感电路读取电加热工作温度，通过可控硅电路调整输出电压大小，进而使负载的功率实现大小可调；同时在启动时，通过降低输出电压，达到降低启动电流的目的，提高用户使用舒适性及安全性。

本申请还提供了一种空调器的实施例。该空调器包括本发明实施例提供的电加热控制电路。

本申请还提供了一种电加热设备的控制方法的实施例，该电加热设备的控制方法用于控制电加热设备，如图2所示，该方法包括如下步骤：

步骤S101，获取待测温度，其中，待测温度为电加热设备所处的环境温度和/或电加热设备中元件的温度；

步骤S102，根据待测温度生成控制信号，其中，控制信号用于控制可控硅的开度，可控硅的开度用于控制电加热设备的供电电压。

可选的，根据待测温度生成控制信号包括：在待测温度高于预设温度的情况下，按照预设周期更新控制信号以控制可控硅的开度按照预设周期降低。

例如，在电加热设备运行时，通过温度传感电路检测环境温度值，在温度较高时，每隔N秒逐步降低可控硅的开度以逐次降低输出电压B伏特，从而降低电加热设备的输出功率；相反，当温度较低时，将可控硅开度调大，从而提高输出电压，实现输出功率的提高。由于电加热输出功率可以根据检测到的温度上下调节而无需频繁断开或接通，因此用户的舒适性会更好。可选的，电加热设备可以是空调器，此时，环境温度可以是空调器的出风温度。

可选的，在获取待测温度之前，该方法还包括：在初始状态下，根据预设开度生成控制信号；按照预设周期更新控制信号以控制可控硅的开度按照预设周期增加。

例如，对于PTC电加热，在启动时，将可控硅输出电压调节至额定值的A％(A为百分数)，之后每隔N秒逐步提高输出电压B伏特，从而实现较小的启动电流，电路的安全性更高。

上述本申请实施例的顺序不代表实施例的优劣。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (14)

1.一种电加热控制电路，其特征在于，所述电加热控制电路包括：

可控硅，连接于第一电源与电加热设备的供电接口之间，用于在导通的情况下导通所述第一电源与所述电加热设备，在断开的情况下断开所述第一电源与所述电加热设备，其中，所述第一电源用于在与所述电加热设备导通的情况下向所述电加热设备提供电能；

控制电路，与所述可控硅相连接，用于控制所述可控硅导通或断开。

2.根据权利要求1所述的电加热控制电路，其特征在于，所述可控硅包括第一可控硅和第二可控硅，所述第一可控硅的第一电极连接所述第一电源的一端，所述第一可控硅的第二电极连接所述电加热设备的第一输入端，所述第一可控硅的控制极连接所述控制电路的第一输出端，所述第二可控硅的第一电极连接所述电加热设备的第二输入端，所述第二可控硅的第二电极连接所述第一电源的另一端，所述第二可控硅的控制极连接所述控制电路的第二输出端。

3.根据权利要求2所述的电加热控制电路，其特征在于，所述第一可控硅和/或所述第二可控硅为双向可控硅。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电加热控制电路，其特征在于，所述电加热控制电路还包括：

温度传感电路，用于采集待测温度，

其中，所述控制电路还与所述温度传感电路相连接，用于接收所述待测温度并根据所述待测温度控制所述可控硅导通或断开。

5.根据权利要求4所述的电加热控制电路，其特征在于，所述控制电路包括：

单片机，与所述温度传感电路相连接，用于接收所述待测温度并根据所述待测温度产生控制信号；

驱动芯片，与所述单片机和所述可控硅相连接，用于接收所述控制信号并根据所述控制信号控制所述可控硅的开度。

6.根据权利要求4所述的电加热控制电路，其特征在于，所述温度传感电路包括用于感应所述待测温度的感温元件，所述感温元件与所述电加热设备中的加热部件相邻设置。

7.根据权利要求6所述的电加热控制电路，其特征在于，在所述加热部件配置有固定支架的情况下，所述感温元件用于感应所述固定支架的温度。

8.根据权利要求4所述的电加热控制电路，其特征在于，所述温度传感电路包括用于感应所述待测温度的感温元件，在所述电加热设备为空调器的情况下，所述感温元件设置于所述空调器的出风口或进风口，用于感应环境温度。

9.根据权利要求4所述的电加热控制电路，其特征在于，所述温度传感电路包括：

感温电阻，所述感温电阻的第一端与第二电源连接；

第一电阻，所述第一电阻的第一端连接所述感温电阻的第二端，所述第一电阻的第二端接地；

第二电阻，所述第二电阻的第一端连接所述感温电阻的第二端，所述第二电阻的第二端连接所述控制电路。

10.根据权利要求9所述的电加热控制电路，其特征在于，所述温度传感电路还包括至少一个电容，每个电容连接于所述感温电阻的第二端与所述第一电阻的第二端之间、或所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第二端之间。

11.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括如权利要求1至10任一项所述的电加热控制电路。

12.一种电加热设备的控制方法，其特征在于，所述电加热设备的控制方法用于控制电加热设备，所述方法包括：

获取待测温度，其中，所述待测温度为所述电加热设备所处的环境温度和/或所述电加热设备中元件的温度；

根据所述待测温度生成控制信号，其中，所述控制信号用于控制可控硅的开度，所述可控硅的开度用于控制所述电加热设备的供电电压。

13.根据权利要求12所述的电加热设备的控制方法，其特征在于，根据所述待测温度生成控制信号包括：

在所述待测温度高于预设温度的情况下，按照预设周期更新所述控制信号以控制所述可控硅的开度按照所述预设周期降低。

14.根据权利要求12所述的电加热设备的控制方法，其特征在于，在获取待测温度之前，所述方法还包括：

在初始状态下，根据预设开度生成所述控制信号；

按照预设周期更新所述控制信号以控制所述可控硅的开度按照所述预设周期增加。