CN117016965B - 一种故障应急安全防护取暖茶几 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种故障应急安全防护取暖茶几，包括茶几本体、加热机构、冷却机构、继电器和防护模块，防护模块分别和加热机构、冷却机构和继电器电连接，控制加热机构、冷却机构和继电器的启动或断开；防护模块包括运算放大器U1、运算放大器U2、电阻R3、二极管D1、NMOS管Q1、电阻R13、NMOS管Q2、NMOS管Q3、电容C1、电阻R9、电阻R11、电阻R12和电阻R10。本发明在对加热机构断电同时，使用冷却机构对加热机构进行冷却，防止加热机构故障后自然冷却期间加热机构保持一定的高温造成安全隐患。

Description

一种故障应急安全防护取暖茶几

技术领域

本发明涉及茶几技术领域，具体涉及一种故障应急安全防护取暖茶几。

背景技术

目前，有的茶几可以提供取暖功能，人可以在茶几边时取暖。取暖茶几通常由以下几个组成部分构成：电热器，位于茶几下方，用于加热茶几和周围空间。通常使用电力作为能源。桌面，提供放置物品的平台，通常由木材、玻璃或金属等材料制成。隔热层，用于隔离热量，防止烫伤桌面或用户。控制面板：用于调节取暖茶几的温度和功率。

取暖茶几的热量不均匀：由于电热器通常位于茶几中央，热量往往更集中在茶几上方，导致茶几周围的空间温度不均匀。使用电热器时需要注意安全，避免触碰到热表面或长时间接触高温区域，以免造成烫伤或火灾等意外事故。

因此，在使用取暖茶几时，需要注意安全使用，并根据实际需要和环境来选择合适的功率和温度。但加热机构如果出现故障，持续加热，可能会导致温度过高，损坏茶几，即使对加热机构进行断电，但加热机构的余温如果很高，仍然可能会损坏茶几。

为解决上述问题，特提出本申请。

发明内容

本发明设计出一种故障应急安全防护取暖茶几，以解决加热机构出故障或者加热机构温度太高时，对加热机构进行冷却。

为解决上述问题，本发明公开了一种故障应急安全防护取暖茶几，包括茶几本体、加热机构、冷却机构和继电器，其特征在于，还包括防护模块，防护模块分别和加热机构、冷却机构和继电器电连接，控制加热机构、冷却机构和继电器的启动或断开；

防护模块包括运算放大器U1、运算放大器U2、电阻R3、二极管D1、NMOS管Q1、电阻R13、NMOS管Q2、NMOS管Q3、电容C1、电阻R9、电阻R11、电阻R12和电阻R10；

运算放大器U1的输出端连接二极管D1的正极，反相端连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端分别连接运算放大器U2的同相端、电阻R9的一端、运算放大器U1的输出端；二极管D1的负极连接NMOS管Q1的漏极，NMOS管Q1的源极分别连接电容C1的一端、NMOS管Q2的漏极，电容C1的另一端接地；电阻R9的另一端分别连接NMOS管Q3的漏极、电阻R10的一端，电阻R10的另一端接地；运算放大器U2的输出端分别连接NMOS管Q1的栅极、NMOS管Q2的栅极、NMOS管Q3的栅极、电阻R13的一端，NMOS管Q2的源极分别连接运算放大器U3的反相端、电阻R11的一端，电阻R11的另一端接地；NMOS管Q3的源极分别连接运算放大器U3的同相端、电阻R12的一端，电阻R12的另一端、电阻R13的另一端分别接地。

进一步地，所述防护模块还包括电阻R1和可调电阻R2，电阻R1的一端连接电源，另一端分别连接运算放大器U1的同相端、可调电阻R2的一端，可调电阻R2的另一端接地。

进一步地，防护模块还包括电阻R4、电阻R5，电阻R4的一端连接电源，另一端分别连接运算放大器U2的反相端、运算放大器U4的同相端、电阻R5的一端，电阻R5的另一端接地。

进一步地，防护模块还包括电阻R16、发光二级管D4，电阻R16的一端分别连接运算放大器U2的输出端、运算放大器U3的输出端、NMOS管Q2的栅极，电阻R16的另一端连接发光二极管D4的正极，发光二极管D4的负极接地。

进一步地，防护模块还包括电阻R14、发光二极管D2，电阻R14的一端分别连接运算放大器U3的输出端、电阻R16的一端、运算放大器U2的输出端，电阻R14的另一端连接发光二极管D2的正极，发光二极管D2的负极接地。

进一步地，防护模块还包括运算放大器U4、NMOS管Q4、电阻R15、发光二极管D3，运算放大器U4的同相端分别连接电阻R4的一端、运算放大器U2的反相端、电阻R5的一端，运算放大器U4的输出端分别连接电阻R15的一端、NMOS管Q4的栅极，电阻R15的另一端接地，NMOS管Q4的漏极分别连接运算放大器U2的输出端、电阻R16的一端、电阻R14的一端、运算放大器U3的输出端，NMOS管Q4的源极连接发光二极管D3的正极，发光二极管D3的负极接地。

进一步地，防护模块还包括电阻R7、电阻R8，电阻R7的一端连接电源，另一端分别连接电阻R8的一端、运算放大器U4的反相端，电阻R8的另一端接地。

进一步地，防护模块还包括电阻R6，电阻R6的一端分别连接NMOS管Q1的源极、NMOS管Q2的漏极、电容C1的一端，电阻R6的另一端接地。

本发明的优点是：

本发明在加热时，判断加热机构是否处故障，并对加热机构断电，如果实际温度高于设定温度时且超出允许偏差阈值时并超过温度安全值时，在对对加热机构断电同时，使用冷却机构对加热机构进行冷却，防止加热机构故障后自然冷却期间加热机构保持一定的高温造成安全隐患。

附图说明

图1为本发明的总体电路图；

图2为本发明的防护模块电路原理图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

实施例1

本发明包括茶几本体、防护模块、加热机构、冷却机构和继电器。防护模块分别和加热机构、冷却机构和继电器电连接，控制加热机构、冷却机构和继电器的启动或断开。

防护模块包括运算放大器U1、运算放大器U2、电阻R3、二极管D1、NMOS管Q1、电阻R13、NMOS管Q2、NMOS管Q3、电容C1、电阻R9、电阻R11、电阻R12和电阻R10。

运算放大器U1的输出端连接二极管D1的正极，反相端连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端分别连接运算放大器U2的同相端、电阻R9的一端、运算放大器U1的输出端。二极管D1的负极连接NMOS管Q1的漏极，NMOS管Q1的源极分别连接电容C1的一端、NMOS管Q2的漏极，电容C1的另一端接地。电阻R9的另一端分别连接NMOS管Q3的漏极、电阻R10的一端，电阻R10的另一端接地。运算放大器U2的输出端分别连接NMOS管Q1的栅极、NMOS管Q2的栅极、NMOS管Q3的栅极、电阻R13的一端，NMOS管Q2的源极分别连接运算放大器U3的反相端、电阻R11的一端，电阻R11的另一端接地。NMOS管Q3的源极分别连接运算放大器U3的同相端、电阻R12的一端，电阻R12的另一端、电阻R13的另一端分别接地。

防护模块还包括电阻R1和可调电阻R2，电阻R1的一端连接电源，另一端分别连接运算放大器U1的同相端、可调电阻R2的一端，可调电阻R2的另一端接地。

防护模块还包括电阻R4、电阻R5，电阻R4的一端连接电源，另一端分别连接运算放大器U2的反相端、运算放大器U4的同相端、电阻R5的一端，电阻R5的另一端接地。

防护模块还包括电阻R16、发光二级管D4，电阻R16的一端分别连接运算放大器U2的输出端、运算放大器U3的输出端、NMOS管Q2的栅极，电阻R16的另一端连接发光二极管D4的正极，发光二极管D4的负极接地。

防护模块还包括电阻R14、发光二极管D2，电阻R14的一端分别连接运算放大器U3的输出端、电阻R16的一端、运算放大器U2的输出端，电阻R14的另一端连接发光二极管D2的正极，发光二极管D2的负极接地。

防护模块还包括运算放大器U4、NMOS管Q4、电阻R15、发光二极管D3，运算放大器U4的同相端分别连接电阻R4的一端、运算放大器U2的反相端、电阻R5的一端，运算放大器U4的输出端分别连接电阻R15的一端、NMOS管Q4的栅极，电阻R15的另一端接地，NMOS管Q4的漏极分别连接运算放大器U2的输出端、电阻R16的一端、电阻R14的一端、运算放大器U3的输出端，NMOS管Q4的源极连接发光二极管D3的正极，发光二极管D3的负极接地。

防护模块还包括电阻R7、电阻R8，电阻R7的一端连接电源，另一端分别连接电阻R8的一端、运算放大器U4的反相端，电阻R8的另一端接地。

防护模块还包括电阻R6，电阻R6的一端分别连接NMOS管Q1的源极、NMOS管Q2的漏极、电容C1的一端，电阻R6的另一端接地。

本发明的工作原理如下：防护模块采集室内实际温度并与设定温度进行比对，当实际温度高于设定温度时且低于允许超出的阈值时，防护模块对加热机构发送温度下调信号，通过检测实际温度值的上升和下降判断加热机构是否故障，当实际温度高于设定温度且温度下调信号发送后，实际温度仍然上升并高于允许偏差阈值，防护模块对继电器发送信号，继电器吸合对加热机构断电，防止加热机构继续升温造成安全隐患，因加热机构运行时的实际温度远高于室内温度，需要设定一个温度安全值，室内温度设定后，判断加热机构运行时的实际温度不会造成安全隐患，当实际温度高于设定温度时且超出允许偏差阈值时并超过温度安全值时，防护模块同时发送信号到继电器和冷却机构，继电器对加热机构断电，冷却机构对加热机构进行冷却，防止加热机构故障后自然冷却期间加热机构会保持一定的高温造成安全隐患。

电阻R1和电阻R2间电压幅值为对应室内实际温度值，运算放大器U1输出端通过电阻R3获得实时的实际温度值，运算放大器U1输出信号一路经二极管D1、NMOS管Q1漏极、NMOS管Q1源极、电阻R6到接地端回路，同时NMOS管Q1源极和电阻R6间的信号使电容C1电位上升，电阻R6阻值无穷大，运算放大器U1输出端的信号将反馈到运算放大器U2同相端。

电阻R4和电阻R5间电压幅值对应为温度设定值，电阻R4和电阻R5间电压幅值为运算放大器U2反相端提供反馈信号。当实际温度值高于设定温度值时，运算放大器U2输出信号，信号一路经电阻R16、二极管D4到接地端回路，二极管D4导通时对加热机构发送温度下调信号(二极管D4与加热机构耦合，图中未示出)，同时运算放大器U2输出端的信号同步反馈到NMOS管Q1、Q2、Q3的栅极，电阻R13释放NMOS管Q1、Q2、Q3寄生电容电压，NMOS管Q2栅极获得反馈信号后，Q2栅极和Q2源极达到导通压差，电容C1释放信号，信号一路经NMOS管Q2漏极、Q2源极、电阻R11到接地端回路，电阻R11阻值无穷大，NMOS管Q2源极和电阻R5间信号反馈到运算放大器U3反相端。当NMOS管Q3栅极得到反馈信号时，NMOS管Q3栅极和Q3源极达到导通压差。

运算放大器U1输出端信号另一路经电阻R9和电阻R10到接地端回路，通过电阻R9和电阻R10对输出端输出的信号进行分压，通过设定电阻R9的阻值改变电阻R9和R10的阻值比可改变实际温度值的允许偏差阈值。电阻R9和R10间电压信号一路经Q3漏极、Q3源极、电阻R12到接地端回路，NMOS管Q3源极和电阻R12间信号反馈到运算放大器U3同相端，NMOS管Q1栅极获得反馈信号时，NMOS管Q1栅极和Q1源极达到导通压差，NMOS管Q1截止。

实际温度继续上升时，运算放大器U3输出，运算放大器U3输出一路经电阻R14、二极管D2到接地端回路，二极管D2导通时对继电器发送断电信号(二极管D2与继电器耦合，将断电信号反馈到继电器的线圈)。

电阻R7和R8间的电压幅值为安全温度的设定幅值，当设定温度幅值高于安全温度的设定幅值时，运算放大器U4输出信号到NMOS管Q4栅极，NMOS管Q4栅极和Q4源极达到导通压差。运算放大器U3输出时另一路经NMOS管Q4漏极、Q4源极、D3到接地端回路，D3导通时对冷却机构发送冷却信号(D3与冷却机构耦合，图中未示出)。

本发明的有益效果如下：

本发明在加热时，判断加热机构是否处故障，并对加热机构断电，如果实际温度高于设定温度时且超出允许偏差阈值时并超过温度安全值时，在对对加热机构断电同时，使用冷却机构对加热机构进行冷却，防止加热机构故障后自然冷却期间加热机构保持一定的高温造成安全隐患。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (8)

1.一种故障应急安全防护取暖茶几，包括茶几本体、加热机构、冷却机构和继电器，其特征在于，还包括防护模块，防护模块分别和加热机构、冷却机构和继电器电连接，控制加热机构、冷却机构和继电器的启动或断开；

防护模块包括运算放大器U1、运算放大器U2、电阻R3、二极管D1、NMOS管Q1、电阻R13、NMOS管Q2、NMOS管Q3、电容C1、电阻R9、电阻R11、电阻R12和电阻R10；

运算放大器U1的输出端连接二极管D1的正极，反相端连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端分别连接运算放大器U2的同相端、电阻R9的一端、运算放大器U1的输出端；二极管D1的负极连接NMOS管Q1的漏极，NMOS管Q1的源极分别连接电容C1的一端、NMOS管Q2的漏极，电容C1的另一端接地；电阻R9的另一端分别连接NMOS管Q3的漏极、电阻R10的一端，电阻R10的另一端接地；运算放大器U2的输出端分别连接NMOS管Q1的栅极、NMOS管Q2的栅极、NMOS管Q3的栅极、电阻R13的一端，NMOS管Q2的源极分别连接运算放大器U3的反相端、电阻R11的一端，电阻R11的另一端接地；NMOS管Q3的源极分别连接运算放大器U3的同相端、电阻R12的一端，电阻R12的另一端、电阻R13的另一端分别接地，防护模块采集室内实际温度并与设定温度进行比对，当实际温度高于设定温度时且低于允许超出的阈值时，防护模块对加热机构发送温度下调信号，通过检测实际温度值的上升和下降判断加热机构是否故障，当实际温度高于设定温度且温度下调信号发送后，实际温度仍然上升并高于允许偏差阈值，防护模块对继电器发送信号，继电器吸合对加热机构断电;当实际温度高于设定温度时且超出允许偏差阈值时并超过温度安全值时，防护模块同时发送信号到继电器和冷却机构，继电器对加热机构断电，冷却机构对加热机构进行冷却，防止加热机构故障后自然冷却期间加热机构会保持一定的高温造成安全隐患。

2.根据权利要求1所述的故障应急安全防护取暖茶几，其特征在于，所述防护模块还包括电阻R1和可调电阻R2，电阻R1的一端连接电源，另一端分别连接运算放大器U1的同相端、可调电阻R2的一端，可调电阻R2的另一端接地。

3.根据权利要求2所述的故障应急安全防护取暖茶几，其特征在于，防护模块还包括电阻R4、电阻R5，电阻R4的一端连接电源，另一端分别连接运算放大器U2的反相端、运算放大器U4的同相端、电阻R5的一端，电阻R5的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的故障应急安全防护取暖茶几，其特征在于，防护模块还包括电阻R16、发光二级管D4，电阻R16的一端分别连接运算放大器U2的输出端、运算放大器U3的输出端、NMOS管Q2的栅极，电阻R16的另一端连接发光二极管D4的正极，发光二极管D4的负极接地，D4导通时对加热机构发送温度下调信号。

5.根据权利要求4所述的故障应急安全防护取暖茶几，其特征在于，防护模块还包括电阻R14、发光二极管D2，电阻R14的一端分别连接运算放大器U3的输出端、电阻R16的一端、运算放大器U2的输出端，电阻R14的另一端连接发光二极管D2的正极，发光二极管D2的负极接地。

6.根据权利要求5所述的故障应急安全防护取暖茶几，其特征在于，防护模块还包括运算放大器U4、NMOS管Q4、电阻R15、发光二极管D3，运算放大器U4的同相端分别连接电阻R4的一端、运算放大器U2的反相端、电阻R5的一端，运算放大器U4的输出端分别连接电阻R15的一端、NMOS管Q4的栅极，电阻R15的另一端接地，NMOS管Q4的漏极分别连接运算放大器U2的输出端、电阻R16的一端、电阻R14的一端、运算放大器U3的输出端，NMOS管Q4的源极连接发光二极管D3的正极，发光二极管D3的负极接地，D3导通时对冷却机构发送冷却信号。

7.根据权利要求6所述的故障应急安全防护取暖茶几，其特征在于，防护模块还包括电阻R7、电阻R8，电阻R7的一端连接电源，另一端分别连接电阻R8的一端、运算放大器U4的反相端，电阻R8的另一端接地。

8.根据权利要求7所述的故障应急安全防护取暖茶几，其特征在于，防护模块还包括电阻R6，电阻R6的一端分别连接NMOS管Q1的源极、NMOS管Q2的漏极、电容C1的一端，电阻R6的另一端接地。