CN114326690A - 一种基于发热物体异常加热的保护控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于发热物体异常加热的保护控制方法，本基于发热物体异常加热的保护控制方法改进了现有技术在实际使用过程中仍存在着若出现MCU异常失效的情况下，MCU无法正常检测温度，也无法正常关断加热，发热物体持续加热，不断温升熔化，达到热敏纸、塑料件或其他物体燃点而引发火灾；尤其是便携打印设备，还可能会引起电池爆炸，造成重大事故，危害生命财产安全的情况，本发明可避免因控制失效导致发热体持续加热的异常危害，保护生命财产安全。
Description
技术领域
本发明涉及加热保护电路领域，尤其涉及一种基于发热物体异常加热的保护控制方法。
背景技术
在手持POS，桌面POS，便携式打印机，桌面打印机等等打印产品通过对热敏打印头加热，使热敏纸呈现文字或图形。其中热敏打印头的基本工作原理就是MCU对热敏打印头进行电源供电的控制，以及通过控制部分或全部发热电阻的电流导通，使其进行加热。
在通过MCU对发热物体进行控制加热的方式，均可能遇到因外界电源电压波动，浪涌，群脉冲，磁场辐射及静电等异常干扰电路板导致MCU失效死机，或部分功能失效，IO失效等问题。也可能遇到电路本身的layout问题或硬件电路设计问题，在电子产品工作过程中，偶发性晶振振动异常，复位异常，地平面不稳定等因素导致MCU失效死机。也可能遇到程序因BUG隐患，外部干扰引起的误动作，看门狗复位异常或失效等因素，致使程序指针跑到了RAM区，或者跑到了FLASH的空白区，从而再无任何程序动作。或者程序指针进入一个死循环,无法执行正常的程序流程。尤其是与其他设备通讯时，异常数据或指令，更容易导致MCU程序执行异常。
当前，中国专利号：CN200910141750.X公开了一种具有加热保护电路的电子装置及其加热保护方法。上述电子装置包含控制模块、加热保护电路、加热开关模块及加热模块。控制模块分别通过其多个控制接脚提供第一控制信号及第二控制信号。加热保护电路根据第一控制信号与第二控制信号产生第三控制信号。加热开关模块根据第三控制信号控制加热模块进行加热。本发明可有效地避免现有技术中因为无条件加热且无法停止造成加热膜或被加热元件烧毁的现象，以使得整个系统能够顺利在低温下开机及运行；
中国专利号：CN201721286749.2公开了一种加热控制保护电路，该加热控制保护电路包括发热管、加热控制电路、第一温度保险丝和第二温度保险丝；发热管的第一端经由第一温度保险丝与加热控制电路连接，发热管的第二端经由第二温度保险丝与加热控制电路连接；发热管用于为与其直接相连的受热部件加热，加热控制电路用于控制发热管发热，第一温度保险丝和第二温度保险丝均用于检测受热部件的温度，且在检测到受热部件的温度超过预设熔断温度时切断发热管与加热控制电路的连接，控制发热管停止发热。本实用新型还公开了一种加热设备，包括上述加热控制保护电路。本实用新型通过实现多重硬件保护，能够增加加热控制保护电路的可靠性，避免加热设备存在安全隐患；
但是现有技术在实际使用过程中仍存在着若出现MCU异常失效的情况下，MCU无法正常检测温度，也无法正常关断加热，发热物体持续加热，不断温升熔化，达到热敏纸、塑料件或其他物体燃点而引发火灾。尤其是便携打印设备，还可能会引起电池爆炸，造成重大事故，危害生命财产安全。本发明旨在针对MCU异常失效下对加热物体的控制进行受控保护。
发明内容
因此，针对上述的问题，本发明提出一种基于发热物体异常加热的保护控制方法，其解决MCU异常失效的情况下，MCU无法正常检测温度，也无法正常关断加热，发热物体持续加热，不断温升熔化，达到热敏纸、塑料件或其他物体燃点而引发火灾的情况的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种基于发热物体异常加热的保护控制方法，其结构包括：设于最前端与MCU连接的电容C3，所述电容C3的后端设置用作C3电容输出端充放电的电荷径路通道的R4，所述电容C3的后端还连接二极管D1，所述D1的输出端与设于后端的电容C5连接，所述C5的后端与NMOS管Q1连接，所述Q1的后端与PMOS管U1连接。
进一步的，所述R4并联设置一做旁路和储能作用的电容C4。
进一步的，所述C5并联设置一做电荷泄放路径的R5。
进一步的，所述Q1的后端与PMOS管U1连接电路上设置一用于保护的R3。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：本基于发热物体异常加热的保护控制方法改进了现有技术在实际使用过程中仍存在着若出现MCU异常失效的情况下，MCU无法正常检测温度，也无法正常关断加热，发热物体持续加热，不断温升熔化，达到热敏纸、塑料件或其他物体燃点而引发火灾。尤其是便携打印设备，还可能会引起电池爆炸，造成重大事故，危害生命财产安全的情况；可避免因控制失效导致发热体持续加热的异常危害，保护生命财产安全；
本发明成本低，电路简易有效，因电子器件故障引发的失效率极低，具有良好的扩展性；
本发明设计思路可运用与各种供电控制保护方案中，包括但不限于加热物体的供电受控保护，及各种供电控制的受控保护等等；设计简单，集成度高，无需其他成本更高、外围电路更复杂的控制保护方案。
附图说明
图1是本发明的电路图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
参考图1，本实施例提供一种基于发热物体异常加热的保护控制方法，其结构包括：设于最前端与MCU连接的电容C3，所述电容C3的后端设置用作C3电容输出端充放电的电荷径路通道的R4，所述电容C3的后端还连接二极管D1，所述D1的输出端与设于后端的电容C5连接，所述C5的后端与NMOS管Q1连接，所述Q1的后端与PMOS管U1连接。
所述R4并联设置一做旁路和储能作用的电容C4。
所述C5并联设置一做电荷泄放路径的R5。
所述Q1的后端与PMOS管U1连接电路上设置一用于保护的R3。
如图原理所示，C3电容利用电容“通交隔直”的特性，在直流电路中，由于直流电压方向不变，对电容的充电方向始终不变，待电容充满电荷之后，电路中便无电流的流动。所以若PWR-ON信号持续保持电平，无论高低，电容的另一端因无电平变化保持低电平，从而关闭NMOS管Q1和PMOS管U1，切断电源。若PWR-ON信号为PWM信号，电容两端电压电平不断变化，对电容进行充放电，从而在电容的输出端出现一个和输入相同的波形。R4电阻做C3电容输出端充放电的电荷径路通道。C4电容做旁路和储能作用，包括但不限于去除C4电容。D1二极管作反向截止作用，波形的正半周通过二极管，负半周截止。电流不断通过D1二极管对C5进行充电，使电压上升，从而开启NOMS管Q1。且可通过调节PWM信号的占空比和频率，可调节C5电容电压。R5电阻做C5电容的电荷泄放路径，若PWM信号停止，C5电容通过R5电阻泄放电流，降低电压，关闭NOMS管Q1。
本基于发热物体异常加热的保护控制方法改进了现有技术在实际使用过程中仍存在着若出现MCU异常失效的情况下，MCU无法正常检测温度，也无法正常关断加热，发热物体持续加热，不断温升熔化，达到热敏纸、塑料件或其他物体燃点而引发火灾。尤其是便携打印设备，还可能会引起电池爆炸，造成重大事故，危害生命财产安全的情况；可避免因控制失效导致发热体持续加热的异常危害，保护生命财产安全；
本发明成本低，电路简易有效，因电子器件故障引发的失效率极低，具有良好的扩展性；
本发明设计思路可运用与各种供电控制保护方案中，包括但不限于加热物体的供电受控保护，及各种供电控制的受控保护等等；设计简单，集成度高，无需其他成本更高、外围电路更复杂的控制保护方案。
图1中详细的给出了本实施例所采用的元器件的具体型号和参数，但本控制方法包括但不限于图中电阻阻值，电容容值，二极管及MOS/三级管(Q1)型号等。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.一种基于发热物体异常加热的保护控制方法，其特征在于：其结构包括：设于最前端与MCU连接的电容C3，所述电容C3的后端设置用作C3电容输出端充放电的电荷径路通道的R4，所述电容C3的后端还连接二极管D1，所述D1的输出端与设于后端的电容C5连接，所述C5的后端与NMOS管Q1连接，所述Q1的后端与PMOS管U1连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于发热物体异常加热的保护控制方法，其特征在于：所述R4并联设置一做旁路和储能作用的电容C4。
3.根据权利要求1所述的一种基于发热物体异常加热的保护控制方法，其特征在于：所述C5并联设置一做电荷泄放路径的R5。
4.根据权利要求1所述的一种基于发热物体异常加热的保护控制方法，其特征在于：所述Q1的后端与PMOS管U1连接电路上设置一用于保护的R3。
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