CN110913514A - 减少电场发射的热设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热设备，包括一毯子和分布在毯子内的加热元件，以及一电源控制单元，所述电源控制单元的一侧可通过电源插头与所述加热元件电连接，另一侧可通过电源插头与电源插座电连接。所述热设备的特征在于，所述电源控制单元还包括至少一个第一开关装置和至少一个第二开关装置，其中第一开关装置能够中断所述热设备在一个极上的电源，所述第二开关装置能够中断所述热设备在对极上的电源，并且第一开关装置和第二开关装置能够允许或不允许电流通过。此外，电子控制装置或以协调方式工作且包含在电源控制单元内的电子元件组件能够同时激活/停用第一和第二开关装置。这样，无论插头如何插入电源插座，且无需任何用户操作，电源通过非极化电源插头供电的电热毯中的电场都会减小。

Description

减少电场发射的热设备
技术领域
本发明涉及热设备，例如热毯、加热垫和类似的加热设备；本发明尤其涉及包含有一个或多个电气部件的热设备，其目的在于允许用户更方便地使用电热毯，减少了电场发射。
背景技术
热毯、加热垫和类似产品早已为人所知，通常包括电源控制单元和与其电连接的操作单元。控制单元通常包括一块毯子，该毯子例如由纺织材料构成；和一线性加热元件，分布在毯子内且由一个或多个导体组成，其中大部分线性加热元件为蛇状，其路径有利于或不妨碍毯的弯曲。
通常，加热元件包括一第一同轴导体和一第二同轴导体，其中第一导体呈螺旋形布置在电绝缘芯周围，该电绝缘芯通常为织物。其中，第二导体绕呈螺旋形缠绕在在第一导体上，第一导体和第二导体中间夹有电绝缘材料；整个加热元件进一步被包围在由额外电绝缘材料制成的外部涂层之中。热量是通过通电的方式由导体中的焦耳效应产生的，从这一环节开始，热量分布在电热毯中。
通常情况下，通过插入插座中的插头中的电缆将热设备连接到电源插座以分配交流电流。电流通常分布在两条线路上，分别称为“相”线和“中性”线，其中“中性”线与接地线相比，其电位差或电压几乎为零。而“相”线的交流电压的值取决于配电网，其中欧洲和其它国家的交流电压为230V，美国为120V，日本则为100V等。
在某些国家，如英国、澳大利亚或美国，供电网络的插头/插座是极化的。因此，在这些国家，可以采用旨在用于确保相线和中性线的导体分别连接成使得热设备产生的电场尽可能小的生产装置，其中产生的电场小到低于用户可感知的阈值水平，从而消除对用户造成的任何不便。
在其他国家，例如在许多欧洲国家或韩国，电源网络的插头/插座没有极化。因此，相线和中性线导体将分别随机连接到插头端头，从而连接到控制电路和热设备。
通常，已知的电热毯通过一单个开关装置运行，如以EP3,226,649公开的专利申请中所述，该单个开关装置通常为电子元件，或者由于安全问题，该电热毯通过两个开关装置运行，这两个开关装置串联连接在同一极性上。如果插头不正确地偏压，当这些切断装置关闭时，会出现高电场残留在电热毯中这一问题。
已知的许多解决方案都是通过用户必须按照使用控制单元的适当说明来执行操作，才能解决所述阶段的搜索操作问题；但是，这些类型的解决方案不仅会使所述控制单元更昂贵，还需要花费大力使用户能够正确插入插头。
例如，韩国专利申请号KR201000009788描述了一种电力地线的手动检测装置。其中，用户本人将控制开关的开关端子手动切换至用户的手与人体接触端子接触的触点。如果连接到电路的灯被非照明触点保持在开关状态，则电源的接地侧可以连接到接地端子。相反，当灯亮起时，开路触点接地。
此外，韩国专利申请号KR20160089653描述了一种阻止热毯温度控制器产生的电磁波的方法，以便能够检查电路单元的发热元件和接地端子中是否存在电场，从而绕过接地端子中的电场。
最后，以与本申请相同的申请人的名义以欧洲专利号3,226,649公开的专利申请中描述了一种热毯，其中电源控制单元包括一个通常为电子式控制的单一开关装置，此外它还需要一检查装置，该检查装置能够确定电源插头插入电源插座的极化方向。因此，如果电源插头已按此方向插入电源插座以减少产生的电场，或者如果有必要反转此插入方向，则会通过发出或不发出光信号来警告用户。
然而，在EP 3.226.649中所述的解决方案中，要求用户亲自核实通过检测是否存在光信号)电源插头的正确插入，以及可能要求用户反转插入方向。此外，应警告用户电源插头未沿正确方向插入以尽量减少产生电场的光发射通常不容易被用户检测到，尤其是在非完全黑暗条件下，更难以被用户检测到。
因此，本专利申请的申请人发现，需要简单地减少电场的影响，电场可以发生在由网络通过非极化电源插头提供的电热毯中，而不需要用户注意。
发明内容
第一方面，本发明涉及权利要求1所示的热设备。
本申请的申请人事实上意外地发现，上述技术问题可以通过一热设备解决，该热设备包括一毯子；一加热元件，分布在毯子内；和一电源控制电源，该电源控制单元的一侧可与所述加热元件电连接，另一侧可通过电源插头与交流电源网络的电源插座电连接，其特征在于所述热设备还包括至少一个第一开关装置和一个第二开关装置，所述第一开关装置和第二开关装置能够允许电流是否通过，同时另一特征在于，所述电源控制单元能够同时激活/停用所述第一和第二开关装置。其中，所述第一和第二开关装置设置成使得所述第一开关装置能够在一个极上中断所述热设备的电源，所述第二开关装置能够在另一个极上中断所述热设备的电源。
这样，不管插头如何插入电源插头，电源通过非极化电源插头供电的电热毯中的电场都会减小。
事实上，由于电源控制单元能够同时激活/停用两个开关装置，因此当电流不循环时，即当所属领域内已知的热毯关闭时，可解决积聚剩余电场的问题。
此外，无需用户干预来检查电源插头是否已插入电源插座，以减少产生的电场(如有必要)，而不是EP 3.226.649中所述的热设备。事实上，电源控制单元自动确保系统从电场累积的角度出发以最佳方式运行，而无需任何用户干预，其中使用EP 3.226.649中描述的系统是不可能实现的。
“热设备”一词在本文本和随附权利要求书中是指主要用于但不专用于加热床或床上的人的设备，例如热毯、加热垫或具有基本平坦形状和任何尺寸的类似热设备，即完全覆盖床或仅覆盖床的一部分或身体的一部分或地板的一部分。
当然，所述热设备是加热毯。
优选地，所述第一和第二开关装置中的每一个都是电子型的，并且毫不夸张地说，是半导体型开关，该半导体型开关选自以下组，组中包括TRIAC(Triode for alternatingcurrent)(三端双向可控硅开关元件)、SCR(Silicon Controller Rectifiers)(可控硅整流器)或类似元件。更优选地，所述第一和第二开关装置是电子型的，并且都是TRIAC型的装置。
根据另一个实施例，所述第一和第二开关装置均为机电式装置，例如继电器。
以这种方式，如果所述两个TRIAC或SCR元件或继电器均连接在其各自的极上，则当其关闭时，无论电源插头如何已被极化，它们基本上隔绝毯子，大大减小了剩余电场的值。
优选地，所述电源控制单元在其内侧包括一电子控制装置，该电子控制装置能够同时激活/停用所述第一开关装置和第二开关装置。
根据一个实施例，所述电子控制装置是单个装置，例如微控制器或集成电路。
根据替代实施例，所述电子控制装置是以协调方式工作的多个电子部件的组件，例如两个或多个微控制器或集成电路或类似装置，或其组合。
优选地，所述电热毯通过第一电缆部分连接到电源控制单元，所述电源控制单元又通过第二电缆部分连接到所述电源插头。
优选地，所述电流通过第一交流电源线A(也称为“相线”)和通过第二交流电源线B(也称为“中性线”)从所述电源插座分配到所述热设备，所述第一交流电源线A根据所述配电网呈现交流电压值，所述第二交流电源线B相对于接地线的电压或电位差几乎为零
优选地，所述热设备提供有小于250V的交流电压，并且具有例如50Hz或60Hz的频率。
这样，尽管电压频率是确定相同电压产生电场的一个重要参数，但只要电源电压的频率为50赫兹或60赫兹，或几乎所有国家都可行的频率值，它就不会影响本发明。因此，电压频率在网络频率的实际应用中得到了广泛的应用。
第二方面，本发明涉及如权利要求7所示的方法。
本申请的申请人事实上惊奇地发现，通过减少热设备中的电场的方法，可以有效、可靠地解决上述技术问题，该热设备包括一毯子；一加热元件，分布在毯子内；以及一电源控制单元，其一侧可通过电源插头电连接至所述加热元件，另一侧可通过电源插头电连接至所述交流电源网络的电源插座，其中所述热设备还包括至少一个第一开关装置和一个第二开关装置，所述第一开关装置和第二开关装置可允许电流通过与否，其中该方法的特征在于，所述第一和第二开关装置同时被电子命令装置或以协调方式工作的电子元件组件激活/停用，所述电子元件组件包含在所述电源控制单元，其中所述第一中断装置中断所述热设备向一极的供电，所述第二中断装置中断所述热设备向另一极的供电。
事实上，能够同时使第一和第二开关装置停用，减少了热设备内部的电场积累。
优选地，所述第一和第二开关装置中的每一个都是上述引用的本发明第一方面的热设备中所用的电子类型的装置，并且毫不夸张地说，是半导体型开关，该半导体型开关选自以下组，组中包括TRIAC(Triode for alternating current)(三端双向可控硅开关元件、SCR(Silicon Controller Rectifiers)(可控硅整流器)或类似元件。更优选地，所述第一和第二开关装置是电子型的并且都是TRIAC的设备。
根据另一实施例，所述第一和第二开关装置为机电式装置，例如继电器。
这样，如果两个TRIAC或SCR元件或继电器各自连接在各自的极上，则当它们关闭时，无论电源插头是如何极化的，它们都会将电热毯与电场隔离开来。
根据实施例，本发明方法中使用的所述电子控制装置是单个装置，例如微控制器或集成电路。
根据另一实施例，本发明方法中使用的所述电子控制装置是以协调方式工作的多个电子元件的组件。例如两个或多个微控制器或集成电路或类似装置或其组合。
附图说明
本发明的进一步特征和优点将通过附图的帮助，通过非限制性示例的方式对优选但非专属实施例进行以下详细描述来更好地突出显示，其中：
-图1是根据本发明连接到用于分配电流的插座的热设备实施例的示意图；
-图2详细显示了图1所示的热设备控制单元的第一个实施例；
-图3详细显示了图1所示的热设备控制单元的另一个实施例。
具体实施方式
以下详细具体实施方式涉及本发明的热设备的具体实施例，但不限制其内容。
参考图1和图2，描述了放置在床上并通过电缆14的第一部分连接到控制单元11的热毯10，该控制单元11包括其内部的电子电路。控制单元11依次通过电缆15的第二部分连接到电源插头12，该电源插头12插入电源插座13，用于分配具有双重正负极性的交流电。热毯10具有例如50或60Hz频率的交流电压。在加热毯10内插入加热元件20，控制单元11调节的电源供应到该加热元件20上。在电源插座13中，电流分布在两条供电线路上，分别称为“相”线A和“中性”线B(如图2所示)，其中，“中性”线与接地线相比，其电位差或电压几乎为零，而“相”线的交流电压的值具体取决于配电网，其中欧洲和其它国家的交流电压为230V，美国为120V，日本则为100V等。
特别地，已经发现，如图2所示，图1的控制单元11设有一第一开关装置21和一第二开关装置22，所述第一开关装置21和第二开关装置22能够允许或不允许交流电通过。
两个开关装置21、22同时被控制单元11内包含的单个电子控制设备25(例如微控制器或集成电路)激活或停用，从而减少热毯10内电场的形成。
此外，两个开关装置21、22被布置成使得第一开关装置能够中断对极23上热毯10的供电，第二开关装置22能够中断对相反极24上热毯10的供电。
由于这两个开关装置21、22的布置(每个开关装置分别连接到其自身的23、24极上，并由单个电子控制装置25操作)。当两个装置21、22关闭时，无论电源插头12如何偏压入电源插座13，它们都会将电热毯10与电场基本隔离。
这使得在热毯10关闭期间，无论电源插头如何极化且无需任何用户操作，热毯10内的电场积累最小化，因为使用EP 3.226.649中所述的热设备时减小电场积累是必要的。EP 3.226.649中所述的热设备包括一个通常为电子式控制的单一开关装置，以及一个能够确定电源插头插入电源插座的偏压方向的检查装置。在EP 3.226.649中所述的热设备的情况下，通过足以点亮霓虹灯灯泡的电流，通知用户电场的最终积累。然后，用户按照这种视觉指示，开始颠倒电源插头，重新放置在电源插座中。
另一方面，在本文所示的本发明实施例中，参考图1-2。由于目前的解决方案有两个开关元件，这两个开关元件能够中断电热毯的两个电源极，因此无需检查装置，也无需用户干预。
参考图3，示出了本发明的另一个实施例，其中两个开关装置21、22都是电子型的，尤其是由TRIAC(Triode for alternating current)三端双向可控硅构成。
当然，所述优选实施例的许多修改和变化对于本领域技术人员来说是显而易见的，仍在本发明的范围内。
例如，在参考图3所述的实施例中，使用两个三端双向可控硅作为开关装置21、22，并且加热元件20的所用电源为交流电。然而，在本发明的另一个实施例中，可以使用SCR类型的开关装置21、22而不是TRIAC类型的开关装置21、22；在这种情况下，所使用的电源将不再是交流电类型的电源，而仍在本发明的范围内。
此外，在上述参考图2和3的实施例中，电子控制装置25是单个装置，例如微控制器或集成电路。然而，在本发明的另一个实施例中，可以使用以协调方式工作的电子元件25的组件来代替所述单个微控制器或集成电路25，所述电子元件25的组件为例如，两个或更多个微控制器或集成电路或类似装置25或其组合，同时仍在本发明的范围内。
因此，本发明不限于所述的优选实施例，优选实施例仅通过示例说明，不用于限制目的，而是由以下权利要求所限定。

Claims (8)

1.一种热设备，包括一毯子(10)；一加热元件(20)，分布在所述毯子(10)内；和一电源控制电源(11)，，所述电源控制单元(11)一侧可通过电源插头(12)电连接至所述加热元件(20)，另一侧可通过所述电源插头(12)电连接至所述交流电源网络的电源插座(13)，其特征在于，所述热设备还包括至少一个第一开关装置(21)和至少一个第二开关装置(22)，所述第一开关装置(21)和所述第二开关装置(22)能够允许或不允许电流通过，并且所述电源控制单元(11)能够同时激活/停用所述第一(21)和第二(22)开关装置，其中所述第一开关装置(21)和第二开关装置(22)被布置成使得所述第一开关装置(21)能够中断所述热设备在一个极(23)上的电源，所述第二开关装置(22)能够中断所述热设备在相反极(23)上的电源。
2.根据权利要求1所述的热设备，其特征在于，所述第一开关装置(21)和第二开关装置(22)中的每一个都是电子型的，并且是半导体，所述半导体选自以下组，组中包括TRIAC、SCR或类似元件。
3.根据权利要求1所述的热设备，其特征在于，所述第一开关装置(21)和第二开关装置(22)中的每一个都是机电继电器。
4.根据前述权利要求中任一项所述的热设备，其特征在于，所述电源控制单元(11)在其内部包括能够同时激活/停用所述第一开关装置(21)和第二开关装置(22)的电子命令装置(25)。
5.根据前述权利要求中任一项求所述的热设备，其特征在于，电流通过一第一交流电源线(A)(也称为“相线”)和通过一第二交流电源线B(也称为“中性线”)从所述电源插座(13)分配到所述热设备，所述第一交流电源线A根据所述配电网呈现交流电压值，所述第二交流电源线B相对于接地线的电压或电位差几乎为零。
6.根据前述权利要求中任一项所述的热设备，其特征在于，所述毯子(10)通过一第一电缆部分(14)连接到所述电源控制单元(11)，所述电源控制单元(11)又通过一第二电缆部分(15)连接到所述电源插头(12)。
7.一种减少热设备内电场的方法，所述热设备包括一毯子(10)；一加热元件(20)，分布在所述毯子(10)内；和一电源控制电源(11)，所述电源控制单元(11)一侧可通过电源插头(12)电连接至所述加热元件(20)，另一侧可通过所述电源插头(12)电连接至所述交流电源网络的电源插座(13)，其中所述热设备还包括至少一个第一开关装置(21)和至少一个第二开关装置(22)，所述第一开关装置(21)和所述第二开关装置(22)能够允许或不允许电流通过，其中所述方法的特征在于所述第一开关装置(21)和第二开关装置(22)同时被一电子命令装置(25)或一电子元件(25)的组件激活/停用，所述电子元件组件以协作方式运行并包含在所述电源控制单元(11)内，其中所述第一开关装置(21)和第二开关装置(22)被布置成使得所述第一开关装置(21)能够中断所述热设备在一个极(23)上的电源，所述第二开关装置(22)能够中断所述热设备在相反极(24)上的电源。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一开关装置(21)和第二(开关装置(22)中的每一个都是半导体电子类型的装置，该半导体电子类型的装置选自以下组，组中包括TRIAC、SCR或类似元件或机电继电器。
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