CN110275559B - 一种智能加热控制的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种智能加热控制的方法及装置，包括：加热设置处理器，与加热控制器相连接，设置在加热时间段内，各个时间点与预设温度的对应关系；对应的开关档位及各个档位的开关控制时间，各个开关档位控制加热器呈现不同的加热功率；预设各个开关档位在各个环境温度基础上的温度变化率对应关系；加热器，与档位开关相连接；档位开关，与加热器及加热控制器相连接；温度传感器，与加热控制器相连接；加热控制器，与档位开关、温度传感器、加热设置处理器相连接。本发明避免了温度的快速变化，提升了按预设加热曲线平稳加热的效果。

Description

一种智能加热控制的方法及装置

技术领域

本申请涉及加热控制的技术领域，尤其涉及一种智能加热控制的方法及装置。

背景技术

温度变化是一种常见的环境变化条件，温度(temperature)是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。因此，温度变化对于许多物件的物理特性或化学特性有着较大的影响。随着通讯电子科技的不断发展，各种电子元器件得到广泛应用，而温度变化对于电子元器件的性能和寿命都有较大的影响。

电子元器件大都有使用温度范围的，超过这个范围就会失效或性能降低，一般民用级是0～70℃，工业级是：-40～85℃，军用级是：-55～128℃。这是因为指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，温度的改变对半导体的导电能力、极限电压、极限电流以及开关特性等都有很大的影响。而现在一个芯片往往包含了数百万甚至上千万个晶体管以及其他元器件，每一点小小的偏差的累加可能造成半导体外部特性的巨大影响。如果温度过低，往往会造成芯片在额定工作电压下无法打开其内部的半导体开关，导致其不能正常工作。

通信基站，是在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与通讯终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。随着通讯技术的发展，通信基站无疑是通讯技术的基石，在各个通信基站，里面的通信机柜装有重要的通信电子设备，只有在合适的温度环境中他们才能可靠工作。但是由于地域差异大，尤其是在北方，温度都可以降到零下，就需要加热仪按照需求把机柜的温度升起来。但是，目前市面上的加热设备都是快速升温和快速降温的设备，而很多精密的电子元件不能接受温度快速变化，很容易损害到电子元件。

因此，如何提供一种智能加热控制，缓慢控制机柜温度上升的方案是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种智能加热控制的方法及装置，解决现有技术中没有智能加热控制，缓慢控制机柜温度上升的技术问题。

为达到上述目的，本申请提供一种智能加热控制的方法，包括：

基于加热时间轴，设置在加热时间段内，各个时间点与预设温度的对应关系；

将档位开关与所述加热器相连接，将温度传感器及所述档位开关与加热控制处理器相连接；根据加热器的额定功率，按照预设的功率与开关档位对应关系，设置对应的开关档位及各个所述档位的开关控制时间，各个所述开关档位控制所述加热器呈现不同的加热功率；

在预设环境温度范围内，根据各个所述开关档位对应的所述开关控制时间，预设各个所述开关档位在各个环境温度基础上的温度变化率对应关系；

通过所述温度传感器实时检测当前环境温度，根据所述当前环境温度及加热时间轴中下一所述时间点对应的所述预设温度，得到当前所需要的加热温度变化率；根据所述加热温度变化率与所述温度变化率对应关系得到当前所需的加热档位；

根据所述加热档位控制对应的开关档位，调节所述加热器以对应功率进行加热。

可选地，其中，将档位开关与所述加热器相连接，将温度传感器及所述档位开关与加热控制处理器相连接，为：

将档位开关与所述加热器相连接，将电感与所述加热器串联；

将温度传感器及所述档位开关与加热控制处理器相连接。

可选地，其中，该方法还包括：

在所述加热器上连接光电隔离器进行光电隔离；

在所述加热控制处理器上连接光电隔离器进行光电隔离。

可选地，其中，将档位开关与所述加热器相连接，将温度传感器及所述档位开关与加热控制处理器相连接，为：

将档位开关与所述加热器相连接，将温度传感器及所述档位开关与加热控制处理器相连接；

在所述加热控制处理器上连接稳压器进行稳压控制。

可选地，其中，该方法还包括：

预先设置加热温度范围，设置在环境温度达到所述加热温度范围时，触发开启所述档位开关；

将所述当前环境温度与所述加热温度范围对比，在所述当前环境温度达到所述加热温度范围时，自动开启所述档位开关对加热器进行控制。

另一方面，本发明还提供一种智能加热控制的装置，包括：加热器、档位开关、温度传感器、加热设置处理器及加热控制器；其中，

所述加热设置处理器，与所述加热控制器相连接，基于加热时间轴，设置在加热时间段内，各个时间点与预设温度的对应关系；

根据加热器的额定功率，按照预设的功率与开关档位对应关系，设置对应的开关档位及各个所述档位的开关控制时间，各个所述开关档位控制所述加热器呈现不同的加热功率；

在预设环境温度范围内，根据各个所述开关档位对应的所述开关控制时间，预设各个所述开关档位在各个环境温度基础上的温度变化率对应关系；

所述加热器，与所述档位开关相连接，在档位开关接通时进行加热；

所述档位开关，与所述加热器及加热控制器相连接，通过断开与接通控制所述加热器的加热功率或断开加热；

所述温度传感器，与所述加热控制器相连接，实时检测当前环境温度，并发送至所述加热控制器；

所述加热控制器，与所述档位开关、温度传感器、加热设置处理器相连接，通过所述温度传感器实时检测当前环境温度，根据所述当前环境温度及加热时间轴中下一所述时间点对应的所述预设温度，得到当前所需要的加热温度变化率；根据所述加热温度变化率与所述温度变化率对应关系得到当前所需的加热档位；根据所述加热档位控制对应的开关档位，调节所述加热器以对应功率进行加热。

可选地，其中，该装置还包括：电感，位于所述档位开关与所述加热器之间，与所述加热器串联，对所述加热棒进行电感控制。

可选地，其中，该装置还包括：加热光电隔离器及控制光电隔离器；其中，

所述加热光电隔离器，与所述加热器相连接，对所述加热器进行光电隔离；

所述控制光电隔离器，与所述加热控制处理器相连接，对所述加热控制处理器进行光电隔离。

可选地，其中，该装置还包括：稳压器，与所述加热控制处理器相连接，对所述加热控制处理器进行稳压控制。

可选地，其中，该装置还包括：自动加热控制器，与所述加热控制处理器相连接，预先设置加热温度范围，设置在环境温度达到所述加热温度范围时，触发开启所述档位开关；

将所述当前环境温度与所述加热温度范围对比，在所述当前环境温度达到所述加热温度范围时，自动开启所述档位开关对加热器进行控制。

本申请的智能加热控制的方法及装置，实现的有益效果至少如下：

(1)本申请的智能加热控制的方法及装置，将加热器按照额定功率分为多个不同的功率档位，由档位开关控制，根据环境条件及预设的加热温度与时间轴对应关系缓慢加热控制机柜温度上升，避免了温度的快速变化，提升了对于电子元器件环境加热的效果，避免了因温度快速变化造成电子元器件损害。

(2)本申请的智能加热控制的方法及装置，将加热器按照额定功率分为多个不同的功率档位，由档位开关控制，实时采集环境温度，以时间轴设定时间轴上的时间点机柜应该要加热到的温度值，从而控制加热的功率，在控制系统中加入了电感控制、光电隔离控制、稳压，降低了加热控制器由于开关频率太快被击穿的风险，减小了加热的容性特性，减少了电磁辐射干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种智能加热控制的方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中第二种智能加热控制的方法的流程示意图；

图3为本发明实施例中第三种智能加热控制的方法的流程示意图；

图4为本发明实施例中第四种智能加热控制的方法的流程示意图；

图5为本发明实施例中第五种智能加热控制的方法的流程示意图；

图6为本发明实施例中一种智能加热控制的装置的结构示意图；

图7为本发明实施例中第二种智能加热控制的装置的结构示意图；

图8为本发明实施例中第三种智能加热控制的装置的结构示意图；

图9为本发明实施例中第四种智能加热控制的装置的结构示意图；

图10为本发明实施例中第五种智能加热控制的装置的结构示意图；

图11为本发明实施例中一种智能加热控制的装置的电路示意图。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

实施例

如图1所示，为本实施例中一种智能加热控制的方法的流程示意图。针对目前市面上的直流加热盒都是加热功率不可以控制，加热盒一直以一定功率进行加热，前期温度上升快，后期温度上升慢的问题。本实施例中的智能加热控制的方法包括如下步骤：

步骤101、基于加热时间轴，设置在加热时间段内，各个时间点与预设温度的对应关系。

在各个温度点和时间点上，利用不同功率的加热器进行加热得到的升温效果不同，在相同的加热时间内达到的温度也不相同，预先设置加热温度上升曲线，与时间轴相对应，使得加热温度上升曲线可控，再利用加热器以不同档位的加热功率进行加热，实现了针对预设加热温度上升曲线的可控加热升温策略。

步骤102、将档位开关与加热器相连接，将温度传感器及档位开关与加热控制处理器相连接；根据加热器的额定功率，按照预设的功率与开关档位对应关系，设置对应的开关档位及各个档位的开关控制时间，各个开关档位控制加热器呈现不同的加热功率。

步骤103、在预设环境温度范围内，根据各个开关档位对应的开关控制时间，预设各个开关档位在各个环境温度基础上的温度变化率对应关系。

步骤104、通过温度传感器实时检测当前环境温度，根据当前环境温度及加热时间轴中下一时间点对应的预设温度，得到当前所需要的加热温度变化率；根据加热温度变化率与温度变化率对应关系得到当前所需的加热档位。

步骤105、根据加热档位控制对应的开关档位，调节加热器以对应功率进行加热。

在一些可选的实施例中，如图2所示，为本实施例中第二种智能加热控制的方法的流程示意图，与图1中不同的是，将档位开关与加热器相连接，将温度传感器及档位开关与加热控制处理器相连接，为：

步骤201、将档位开关与加热器相连接，将电感与加热器串联。

步骤202、将温度传感器及档位开关与加热控制处理器相连接。

在一些可选的实施例中，如图3所示，为本实施例中第三种智能加热控制的方法的流程示意图，与图1中不同的是，还包括：

步骤301、在加热器上连接光电隔离器进行光电隔离。

步骤302、在加热控制处理器上连接光电隔离器进行光电隔离。

在一些可选的实施例中，如图4所示，为本实施例中第四种智能加热控制的方法的流程示意图，与图1中不同的是，将档位开关与加热器相连接，将温度传感器及档位开关与加热控制处理器相连接，为：

步骤401、将档位开关与加热器相连接，将温度传感器及档位开关与加热控制处理器相连接。

步骤402、在加热控制处理器上连接稳压器进行稳压控制。

在一些可选的实施例中，如图5所示，为本实施例中第五种智能加热控制的方法的流程示意图，与图1中不同的是，还包括：

步骤501、预先设置加热温度范围，设置在环境温度达到加热温度范围时，触发开启档位开关。

步骤502、将当前环境温度与加热温度范围对比，在当前环境温度达到加热温度范围时，自动开启档位开关对加热器进行控制。

在一些可选的实施例中，如图6所示，为本实施例中一种智能加热控制的装置600的结构示意图，该装置用于实施上述的智能加热控制的方法，具体地，该装置包括：加热器601、档位开关602、温度传感器603、加热设置处理器604及加热控制器605。

其中，加热设置处理器604，与加热控制器605相连接，基于加热时间轴，设置在加热时间段内，各个时间点与预设温度的对应关系。

根据加热器的额定功率，按照预设的功率与开关档位对应关系，设置对应的开关档位及各个档位的开关控制时间，各个开关档位控制加热器呈现不同的加热功率。

在预设环境温度范围内，根据各个开关档位对应的开关控制时间，预设各个开关档位在各个环境温度基础上的温度变化率对应关系。

加热器601，与档位开关602相连接，在档位开关接通时进行加热。可选地，加热器可以是PTC电热棒。PTC电热棒(PTC发热体)，又叫PTC加热器，采用PTC陶瓷发热元件与铝管组成。该类型PTC发热体有热阻小、换热效率高的优点，是一种自动恒温、省电的电加热器。突出特点在于安全性能上，任何应用情况下均不会产生如电热管类加热器的表面“发红”现象，从而引起烫伤，火灾等安全隐患。

档位开关602，与加热器601及加热控制器605相连接，通过断开与接通控制加热器的加热功率或断开加热。

温度传感器603，与加热控制器605相连接，实时检测当前环境温度，并发送至加热控制器。

加热控制器605，与档位开关602、温度传感器603、加热设置处理器604相连接，通过温度传感器实时检测当前环境温度，根据当前环境温度及加热时间轴中下一时间点对应的预设温度，得到当前所需要的加热温度变化率；根据加热温度变化率与温度变化率对应关系得到当前所需的加热档位；根据加热档位控制对应的开关档位，调节加热器以对应功率进行加热。

在一些可选的实施例中，如图7所示，为本实施例中第二种智能加热控制的装置700的结构示意图，与图6中不同的是，该装置还包括：电感701，位于档位开关602与加热器601之间，与加热器601串联，对加热棒进行电感控制。可选地，电感可以是铁硅铝电感。电感器(Inductor)是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。电感器的结构类似于变压器，但只有一个绕组。电感器具有一定的电感，它只阻碍电流的变化。如果电感器在没有电流通过的状态下，电路接通时它将试图阻碍电流流过它；如果电感器在有电流通过的状态下，电路断开时它将试图维持电流不变。电感器又称扼流器、电抗器、动态电抗器。

在一些可选的实施例中，如图8所示，为本实施例中第三种智能加热控制的装置800的结构示意图，与图6中不同的是，该装置还包括：加热光电隔离器801及控制光电隔离器802。

其中，加热光电隔离器801，与加热器601相连接，对加热器进行光电隔离。

控制光电隔离器802，与加热控制处理器605相连接，对加热控制处理器进行光电隔离。

加热光电隔离器及控制光电隔离器，都属于光电隔离器(optoelectronicisolator，英文缩写为OC)亦称光电耦合器、光耦合器，简称光耦。光耦合器以光为媒介传输电信号，它对输入、输出电信号有良好的隔离作用。一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管(LED)，使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。主要优点是：信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高。

在一些可选的实施例中，如图9所示，为本实施例中第四种智能加热控制的装置900的结构示意图，与图6中不同的是，该装置还包括：稳压器901，与加热控制处理器605相连接，对加热控制处理器进行稳压控制。

稳压器，可以使用稳压管，也称稳压二极管(又叫齐纳二极管)是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管。此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。稳压管在反向击穿时，在一定的电流范围内(或者说在一定功率损耗范围内)，端电压几乎不变，表现出稳压特性，因而广泛应用于稳压电源与限幅电路之中。稳压二极管是根据击穿电压来分档的，因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可获得更多的稳定电压，称为双向稳压管。

在一些可选的实施例中，如图10所示，为本实施例中第五种智能加热控制的装置1000的结构示意图，与图6中不同的是，还包括：自动加热控制器1001，与加热控制处理器605相连接，预先设置加热温度范围，设置在环境温度达到加热温度范围时，触发开启档位开关。

将当前环境温度与加热温度范围对比，在当前环境温度达到加热温度范围时，自动开启档位开关对加热器进行控制。

可选地，还可以设置不同的自动开启智能加热的控制策略，利用GPS获取不同地区的位置信息，基于位置信息和当前的季节时间信息，按照预设的加热控制策略在需要加热的季节时间段内智能地控制开启加热功能，在不需要加热的季节和时间段内关闭加热功能，使得加热控制更加智能化。

在一些可选的实施例中，如图11所示，为本实施例中一种智能加热控制的装置的应用电路示意图，该电路用于以基站48V直流电供电的功率最大为500W的加热盒。实时采集环境温度，以时间轴与温度对应，设定时间轴上的时间点机柜应该要加热到的温度值，从而控制加热盒的功率。控制器的控制电路通过MOS管来控制PTC电热棒，但是用于加热棒具有容性特征，如果MOS管开关频率太快，该电路可以避免：MOS管被击穿，及大电流快速关断开启产生的电磁辐射干扰。

在该电路控制中，把加热棒分成两段控制，每一段是250W，每一段电热棒用通过周期为10秒的开关控制，开关基本时间单位是1秒，也就是说一个加热棒可以分成20个档位，分别线性对应0-500W的加热功率。通过测试环境温度的变化率来选着合适的档位来加热。同时为了减小加热棒的容性特性，与加热棒串联了一个100UH 20A的铁硅铝电感，减少电磁辐射。加热棒与控制芯片也进行了光电隔离，增强了抵抗外部干扰信号。MOS管的门电压通过稳压管来给予和控制。

本实施例中智能加热控制的方法及装置实现的有益效果如下：

(1)本实施例的智能加热控制的方法及装置，将加热器按照额定功率分为多个不同的功率档位，由档位开关控制，根据环境条件及预设的加热温度与时间轴对应关系缓慢加热控制机柜温度上升，避免了温度的快速变化，提升了对于电子元器件环境加热的效果，避免了因温度快速变化造成电子元器件损害。

(2)本实施例的智能加热控制的方法及装置，将加热器按照额定功率分为多个不同的功率档位，由档位开关控制，实时采集环境温度，以时间轴设定时间轴上的时间点机柜应该要加热到的温度值，从而控制加热的功率，在控制系统中加入了电感控制、光电隔离控制、稳压，降低了加热控制器由于开关频率太快被击穿的风险，减小了加热的容性特性，减少了电磁辐射干扰。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种智能加热控制的方法，其特征在于，包括：

基于加热时间轴，设置在加热时间段内，各个时间点与预设温度的对应关系，形成与时间轴相对应的加热温度上升曲线；

将档位开关与加热器相连接，将温度传感器及所述档位开关与加热控制处理器相连接；根据加热器的额定功率，按照预设的功率与开关档位对应关系，设置对应的开关档位及各个所述档位的开关控制时间，各个所述开关档位控制所述加热器呈现不同的加热功率；

在预设环境温度范围内，根据各个所述开关档位对应的所述开关控制时间，预设各个所述开关档位在各个环境温度基础上的温度变化率对应关系；

通过所述温度传感器实时检测当前环境温度，根据所述当前环境温度及加热时间轴中下一所述时间点对应的所述预设温度，得到当前所需要的加热温度变化率；根据所述加热温度变化率与所述温度变化率对应关系得到当前所需的加热档位；

根据所述加热档位控制对应的开关档位，调节所述加热器以对应功率进行加热。

2.根据权利要求1所述的智能加热控制的方法，其特征在于，将档位开关与所述加热器相连接，将温度传感器及所述档位开关与加热控制处理器相连接，为：

将档位开关与所述加热器相连接，将电感与所述加热器串联；

将温度传感器及所述档位开关与加热控制处理器相连接。

3.根据权利要求1所述的智能加热控制的方法，其特征在于，还包括：

在所述加热器上连接光电隔离器进行光电隔离；

在所述加热控制处理器上连接光电隔离器进行光电隔离。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的智能加热控制的方法，其特征在于，将档位开关与所述加热器相连接，将温度传感器及所述档位开关与加热控制处理器相连接，为：

将档位开关与所述加热器相连接，将温度传感器及所述档位开关与加热控制处理器相连接；

在所述加热控制处理器上连接稳压器进行稳压控制。

5.根据权利要求1所述的智能加热控制的方法，其特征在于，还包括：

预先设置加热温度范围，设置在环境温度达到所述加热温度范围时，触发开启所述档位开关；

将所述当前环境温度与所述加热温度范围对比，在所述当前环境温度达到所述加热温度范围时，自动开启所述档位开关对加热器进行控制。

6.一种智能加热控制的装置，其特征在于，包括：加热器、档位开关、温度传感器、加热设置处理器及加热控制器；其中，

所述加热设置处理器，与所述加热控制器相连接，基于加热时间轴，设置在加热时间段内，各个时间点与预设温度的对应关系；

根据加热器的额定功率，按照预设的功率与开关档位对应关系，设置对应的开关档位及各个所述档位的开关控制时间，各个所述开关档位控制所述加热器呈现不同的加热功率；

在预设环境温度范围内，根据各个所述开关档位对应的所述开关控制时间，预设各个所述开关档位在各个环境温度基础上的温度变化率对应关系；

所述加热器，与所述档位开关相连接，在档位开关接通时进行加热；

所述档位开关，与所述加热器及加热控制器相连接，通过断开与接通控制所述加热器的加热功率或断开加热；

所述温度传感器，与所述加热控制器相连接，实时检测当前环境温度，并发送至所述加热控制器；

所述加热控制器，与所述档位开关、温度传感器、加热设置处理器相连接，通过所述温度传感器实时检测当前环境温度，根据所述当前环境温度及加热时间轴中下一所述时间点对应的所述预设温度，得到当前所需要的加热温度变化率；根据所述加热温度变化率与所述温度变化率对应关系得到当前所需的加热档位；根据所述加热档位控制对应的开关档位，调节所述加热器以对应功率进行加热。

7.根据权利要求6所述的智能加热控制的装置，其特征在于，还包括：电感，位于所述档位开关与所述加热器之间，与所述加热器串联，对所述加热器进行电感控制。

8.根据权利要求6所述的智能加热控制的装置，其特征在于，还包括：加热光电隔离器及控制光电隔离器；其中，

所述加热光电隔离器，与所述加热器相连接，对所述加热器进行光电隔离；

所述控制光电隔离器，与所述加热控制器相连接，对所述加热控制器进行光电隔离。

9.根据权利要求6至8中任意一项所述的智能加热控制的装置，其特征在于，还包括：稳压器，与所述加热控制器相连接，对所述加热控制器进行稳压控制。

10.根据权利要求6所述的智能加热控制的装置，其特征在于，还包括：自动加热控制器，与所述加热控制器相连接，预先设置加热温度范围，设置在环境温度达到所述加热温度范围时，触发开启所述档位开关；

将所述当前环境温度与所述加热温度范围对比，在所述当前环境温度达到所述加热温度范围时，自动开启所述档位开关对加热器进行控制。

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