CN114040521A - 一种保护电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种保护电路，用于保护电加热元件，保护电路包括风动开关，在环境风速大于设定风速时闭合；处理器，用于在所述风动开关闭合时根据电加热元件周围的环境温度和目标温度的关系，控制至少一控制模块调节电加热元件的运行状态。上述保护电路能够避免电加热元件超温，提高运行安全性。

Description

一种保护电路

技术领域

本申请涉及电加热温控领域，特别涉及一种保护电路。

背景技术

目前温控领域对于温度控制精度要求相对较高，而温控设备的制冷模块在运行中容易出现制冷过度现象，要实现高精度的温度控制，温控设备内部往往都需要配置电加热以补偿制冷过度带来的温度波动，使得温度控制精度达到既定要求。为避免电加热元件超温，就需要对电加热元件实施相应的保护措施，避免电加热管烧毁引发安全事故。因此，如何控制电加热元件安全运行是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种保护电路，该保护电路用于保护电加热元件，能够避免电加热元件超温，提高运行安全性。

为实现上述目的，本申请提供一种保护电路，包括：

风动开关，在环境风速大于设定风速时闭合；

处理器，用于在所述风动开关闭合时根据电加热元件周围的环境温度和目标温度的关系，控制至少一控制模块调节电加热元件的运行状态。

可选地，还包括用于检测电加热元件周围环境温度的温度检测模块，所述温度检测模块连接所述处理器。

可选地，所述控制模块包括控制输出电路，所述控制输出电路的输入端与所述处理器连接，所述控制输出电路的输出端用于与电加热元件连接，所述环境温度达到所述目标温度时，所述控制输出电路的输出端断电。

可选地，所述控制模块包括调压模块，所述调压模块连接所述控制输出电路的输出端并用于与电加热元件连接，当所述环境温度与所述目标温度的差值小于设定阈值时，所述处理器通过所述控制输出电路控制所述调压模块降低电加热元件的工作电压。

可选地，所述保护电路包括接触器线圈和接触器常开触点，所述接触器线圈与所述控制输出电路的输出端连接，所述接触器常开触点用于与电加热元件连接。

可选地，所述风动开关在环境风速小于设定风速时断开，且当所述风动开关在断开时，控制电加热元件断电。

可选地，还包括用于与电加热元件串接的熔断器，所述熔断器的熔断温度大于所述目标温度；

所述风动开关串接有继电器线圈和限温器，还包括与所述接触器线圈串接的继电器第一常开触点，所述继电器线圈得电时吸合所述继电器第一常开触点。

可选地，还包括继电器第二常开触点和反馈检测电路，所述反馈检测电路一端与所述第二常开触点连接，另一端与所述处理器连接，所述继电器线圈得电时吸合所述继电器第二常开触点。

可选地，还包括与所述处理器交互连接的无线移动终端。

可选地，所述处理器连接/设有故障输出模块；

当所述环境温度小于所述目标温度，所述处理器在接收到所述反馈检测电路确认所述继电器第二常开触点闭合的信号、且电加热元件停止工作时，所述故障输出模块输出所述熔断器故障；

当所述环境温度小于所述目标温度，所述处理器在所述风动开关闭合且接收到所述反馈检测电路确认所述继电器第二常开触点断开的信号，所述故障检测模块输出所述限温器故障；

当所述环境温度大于所述限温器的断开温度，所述处理器接收到所述反馈检测电路确认所述继电器第二常开触点闭合的信号时，所述故障输出模块输出所述限温器故障。

相对于上述背景技术，本申请实施例所提供的保护电路，至少包括以下效果：

利用处理器通过至少一个控制模块实现根据目标温度和环境温度的关系控制电加热元件运行状态的控制，同时引入前置逻辑—环境风速。当环境风速大于设定风速时，也即制冷设备在运行时，风动开关闭合，处理器和控制模块的目标温度的控制逻辑生效，通过风动开关确认温控设备的制冷模块在运行，以便电加热元件在温控设备的制冷模块运行时启动，提高电加热元件运行的安全性，且风动开关配合处理器与至少一个控制模块配合控制电加热元件通断电或调节电加热元件的电压，避免电加热元件超温，提高了电加热元件运行的安全性。

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的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的保护电路的示意图。

其中：

1-风动开关、2-限温器、3-继电器、4-接触器、5-调压模块、6-熔断器、7-电加热元件、8-控制输出电路、9-处理器、10-无线移动终端、11-温度检测模块、12-反馈检测电路。

具体实施方式

下面将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，所描述的实施例仅仅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，都属于本申请保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本申请实施例所提供的保护电路的示意图，图1中，K1表示继电器3的继电器线圈、K2表示继电器的继电器第一常开触点，K3表示继电器3的继电器第二常开触点；KM1表示接触器4的线圈，KM2表示接触器常开触点。

本申请实施例提供一种保护电路，用于实现温控设备运行时的电加热调温和对电加热元件7进行保护，提高电加热元件7运行的安全性和温度控制精度。该保护电路包括电加热元件7、风动开关1、处理器9和至少一个控制模块，风动开关1在环境风速大于设定风速时闭合，环境风速小于设定风速时断开；当风动开关1断开时，电加热元件7也同步断电，也即风动开关1能够实现直接或者间接的控制电加热元件7的通断电；至少一控制模块可以在处理器9的控制下实现对电加热元件7的基于环境温度和目标温度对比，调节电加热元件7的运行状态(通、断电及调节运行电压等)，实现电加热元件7的安全运行。

该保护电路进一步包括温度检测模块11，用于检测电加热元件周围的环境温度。至少一控制模块包括控制输出电路8，电加热电路内串接有用来通电发热以调节环境温度的电加热元件7，温度检测模块11与处理器9连接，控制输出电路8的输入端或控制端连接处理器9，用来接收处理器9的控制信号，控制输出电路8的输出端连接电加热电路，以实现在处理器9的控制下向电加热电路供电。处理器9获取电加热元件7周围环境的温度既可以通过温度检测模块11，也可以为人工检测并通过无线移动终端10传递给处理器9的温度值。

风动开关1既可以连接处理器9由处理器9根据风动开关1的状态信息或风动开关1所在回路状态信息通过控制模块控制电加热元件7通断电，也可以通过风动开关1串接继电组件实现风动开关1断开时电加热元件7断电；风动开关1闭合时，处理器9和至少一控制模块的基于环境温度和目标温度的控制逻辑也即超过目标温度断开电加热元件7的保护逻辑生效。

当风动开关1闭合状态下，为了提高温度调节精度，避免电加热元件7持续工作超过目标温度，本申请利用温度检测模块11检测环境温度，并将环境温度反馈至处理器9，处理器9将环境温度与设定的目标温度进行比对，以实现达到目标温度时命令控制输出电路8停止向电加热电路供电，提高温度调控精度。此外，本申请可以通过无线移动终端10远程改变存储在处理器9的目标温度，提高保护电路温度调节的灵活性。

在本申请所提供的一种优选实施例中，控制输出电路8与电加热电路之间还设有调压模块5，当温度检测模块11检测到的环境温度与目标温度的差值小于设定阈值时，处理器9用来根据该温差控制调压模块5和控制输出电路8降低电加热电路的工作电压，实现对电加热元件7的功率的无极调节，降低加热功率和升温速度，提高温度调控的精密性。控制输出电路8既可以在处理器9的控制下实现输出电流的有无，也可以根据控制需要在控制输出电路8内设置调压组件，此处不再赘述。

示例性的，目标温度设定为60℃，温差阈值设定为5℃，也即当温度检测模块11检测到环境温度达到55℃时，处理器9即控制调压模块5和控制输出电路8降低电加热元件7的工作电压。

进一步地，电加热电路设有熔断器6，熔断器6与电加热元件7串接。熔断器6的熔断温度大于目标温度，但小于电加热元件7的损坏温度。通过设置熔断器6，避免温度检测模块11、处理器9或控制输出电路8任一者故障时电加热电路无法及时断开，形成多重保护。

在上述实施例的基础之上，本申请所提供的保护电路的控制模块还包括保护回路，保护回路连接在控制输出电路8的输出端，由控制输出电路8进行供电。保护回路串接接触器4的接触器线圈，电加热回路串接接触器4的接触器常开触点。当保护回路得电时，接触器线圈通电生磁，吸合接触器常开触点，电加热电路闭合。也即控制输出电路8不仅可以通过停止向电加热电路供电实现停止加热，还可以通过停止向保护回路供电实现停止加热。

作为优选地，保护电路还包括串接在交流电源的限温器2和继电器3的线圈，保护回路串接设置和继电器3的继电器线圈配合的继电器第一常开触点。当环境温度超过限位器的断开温度后，限温器2断开使得继电器线圈失电，继电器第一常开触点断开，导致保护回路断路，进而将接触器线圈断电，接触器常开触点断开，电加热电路失电停止加热。也即，通过设置限温器2实现保护电路的另一重保护。目标温度通常可以在低于限温器2的断开温度范围内灵活设定，而限温器2的断开温度又低于熔断器6的熔断温度。通过限温器2、温度检测模块11和处理器9的保护逻辑以及熔断器6的熔断温度实现多重保护。

作为可选地，风动开关1串接在限温器2的回路中，通过风动开关1检测环境风速，确认温控设备的制冷模块是否投运判断温控设备运行状态。当环境风速大于设定阈值也即风动开关1的闭合阈值时，表明制冷模块投运，风动开关1闭合，限温器2间接保护的电加热电路方能正常启停，风速阈值可以根据需要灵活设值，然后按照风速阈值匹配适合的风动开关1即可，本申请不再赘述。

在一种实施例中，处理器9连接反馈检测电路12，反馈检测电路12设有检测回路，检测回路串接有继电器3的继电器第二常开触点，当限温器2闭合时，继电器线圈得电同时吸合继电器第一常开触点和继电器第二常开触点，反馈检测电路12获知检测回路的状态信息并反馈给处理器9，处理器9可根据当前温度和限温器2的断开温度进行比对，同时根据检测回路的状态信息进而判定限温器2是否发生故障。

正常工作状态，温控设备制冷过度或温度检测模块11检测的环境温度低于设定温度需要进行电加热精确调控温度时，限温器2保持闭合，继电器线圈得电，吸合继电器第一常开触点和继电器第二常开触点，反馈检测电路12接收到其检测回路导通的信号发送给处理器9，处理器9根据温度检测模块11的检测结果和该信号下发控制指令给控制输出电路8，控制输出电路8向保护回路和电加热电路供电。当保护回路导通，接触器线圈得电吸合接触器常开触点，电加热电路闭合，电加热元件7进行通电加热调控温度。

应当注意的是，限温器2低于断开温度时处于常闭状态，当温度超过限温器2的断开温度时会自动断开，温度恢复至限温器2的断开温度以下，限温器2又会重合闭合。若温度检测模块11检测到环境温度低于限温器2的断开温度，反馈检测电路12并未接收到其检测回路的闭合信号，则表明限温器2故障；同理，若温度检测模块11检测到环境温度高于限温器2的断开温度而反馈检测电路12并未接收到其检测回路的断开信号，同样表明限温器2故障。

当限温器2正常闭合，温度检测模块11检测的环境温度满足控制输出电路8向保护回路和电加热电路供电需求时，若电加热元件7仍未通电加热，则表明熔断器6发生故障，导致电加热电路断路。本申请实施例提供的保护电路包括连接处理器9的故障输出模块，故障输出模块用来根据以上逻辑输出限温器2故障或熔断器6故障，故障输出模块具体可采用连接处理器9的显示模组。

温度检测模块11可以采用温度传感器、测温热电偶等，测温结果传递至处理器9。本申请通过反馈检测电路12及其检测回路、温度检测模块11和继电器3及接触器4的设置，不仅能够对电加热电路实现多重保护和精确的温度调节，还能实现在电加热电路运行过程中对其限温器2和熔断器6的故障状态进行检测确认，保障正常运行。

此外，处理器9增加云平台控制并连接无线移动终端10，可以方便地通过无线移动终端10如手机、平板等监测保护电路的工作状态，还可以方便地修改目标温度。

本申请采用温度检测模块11直接针对温度进行保护控制，更加直接，并且对于不同的温度，能够自适应调整电加热元件7的加热功率，缩短达到预设温度的时间，提高温度调控精度。利用限温器2、风动开关1、温度检测模块11配合控制输出电路8、及熔断器6形成多重保护。通过增设无线移动终端10，将无线移动终端10与处理器9连接，不仅可以监测电加热电路的当前工作状态，而且可以修改电加热元件7的保护温度和限温器2的断开温度，使得保护电路更加灵活多变，在使用和交互方面更加友好。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本申请所提供的保护电路进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。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，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种保护电路，用于保护电加热元件，其特征在于，包括：

风动开关，在环境风速大于设定风速时闭合；

处理器，用于在所述风动开关闭合时根据电加热元件周围的环境温度和目标温度的关系，控制至少一控制模块调节电加热元件的运行状态。

2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，还包括用于检测电加热元件周围环境温度的温度检测模块，所述温度检测模块连接所述处理器。

3.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述控制模块包括控制输出电路，所述控制输出电路的输入端与所述处理器连接，所述控制输出电路的输出端用于与电加热元件连接，所述环境温度达到所述目标温度时，所述控制输出电路的输出端断电。

4.根据权利要求3所述的保护电路，其特征在于，所述控制模块包括调压模块，所述调压模块连接所述控制输出电路的输出端并用于与电加热元件连接，当所述环境温度与所述目标温度的差值小于设定阈值时，所述处理器通过所述控制输出电路控制所述调压模块降低电加热元件的工作电压。

5.根据权利要求3或4所述的保护电路，其特征在于，所述保护电路包括接触器线圈和接触器常开触点，所述接触器线圈与所述控制输出电路的输出端连接，所述接触器常开触点用于与电加热元件连接。

6.根据权利要求5所述的保护电路，其特征在于，所述风动开关在环境风速小于设定风速时断开，且当所述风动开关在断开时，控制电加热元件断电。

7.根据权利要求6所述的保护电路，其特征在于，还包括用于与电加热元件串接的熔断器，所述熔断器的熔断温度大于所述目标温度；

所述风动开关串接有继电器线圈和限温器，还包括与所述接触器线圈串接的继电器第一常开触点，所述继电器线圈得电时吸合所述继电器第一常开触点。

8.根据权利要求7所述的保护电路，其特征在于，还包括继电器第二常开触点和反馈检测电路，所述反馈检测电路一端与所述第二常开触点连接，另一端与所述处理器连接，所述继电器线圈得电时吸合所述继电器第二常开触点。

9.根据权利要求1-4任一项所述的保护电路，其特征在于，还包括与所述处理器交互连接的无线移动终端。

10.根据权利要求8所述的保护电路，其特征在于，所述处理器连接/设有故障输出模块；

当所述环境温度小于所述目标温度，所述处理器在接收到所述反馈检测电路确认所述继电器第二常开触点闭合的信号、且电加热元件停止工作时，所述故障输出模块输出所述熔断器故障；

当所述环境温度小于所述目标温度，所述处理器在所述风动开关闭合且接收到所述反馈检测电路确认所述继电器第二常开触点断开的信号，所述故障检测模块输出所述限温器故障；

当所述环境温度大于所述限温器的断开温度，所述处理器接收到所述反馈检测电路确认所述继电器第二常开触点闭合的信号时，所述故障输出模块输出所述限温器故障。

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