CN1464349A

CN1464349A - 加热器供电控制装置

Info

Publication number: CN1464349A
Application number: CN 02120927
Authority: CN
Inventors: 富永孝利
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-06-12
Filing date: 2002-06-12
Publication date: 2003-12-31
Anticipated expiration: 2022-06-12
Also published as: CN1176409C

Abstract

本发明属加热控制装置领域，尤其是发热体中使用了Nichrom(镍铬)线。加热器供电控制装置，通过升温时电阻增大的发热体施加电压来控制发热的装置，内置输出电压为可变的电压输出回路和测定发热体的电流强度的电流检测回路，其特征是，电压输出回路输出的电压可根据所测定的电流强度的大小变更。本加热装置，启动后给发热体施加小量电压，测定电流，再徐徐增加电压。电流的检测从加热装置启动后开始到通过发热体的电流达到一定值，处于正常状态为止。

Description

加热器供电控制装置

技术领域

本发明属加热控制装置领域，尤其是发热体中使用了Nichrom(镍铬)线。

背景技术

以前进行道路的融雪或地暖房的加热装置使用了Nichrom线。Nichrom线的发热特性，施加一定电压，温度升高，电阻减小，电流增大。这样时间一长，就会发生电流过大引起的过热、断热等现象。所以近年力求研究温度升高时，电阻增加的发热体。这种发热体称作(半导体加热器)，由导电性碳和聚合物配合而成。

半导体由粒子状的导电性碳(抵抗发热体)和树脂粒子(分散在导电性碳里)构成。低温的时候树脂粒子收缩，使电流易于通过导电性碳，高温的时候树脂粒子膨胀，压抑导电性碳的粒子，使电流不易通过，因此电阻增加。

半导体加热器施加一定电压时的特性是开始施加电压的时候电阻小，发热量大，但是时间一长，电阻增大，所以发热量减少。

半导体加热器的温度升高，电阻增加，电流减少，结果具有维持一定温度的自控性。根据这种自控性，半导体加热器处于过热状态时因为电流小，可以自动恢复到正常状态。使用半导体加热器可制造控制性和安全性卓越的装置。但是，利用半导体制造的加热器，开始启动时的低温状态会有大电流通过。

这时候需电源备有超过正常状态的大容量，可能造成成本增加。

本发明的内容

本发明有要解决上述原有技术的欠缺而创造的，其目的是提供能进行适应于半导体加热器的控制的加热置。

为了解决上述课题，本发明是升温时电阻增加的发热体施加电压随之变化，使上述发热体发热的控制装置。内置输出电压为可变电压的电压输出回路和测定发热体的电流的电流检测回路。其特征是，上述电压输出回路输出给发热体的电压，可通过所测定的电流的大小而变更。本发明记载的控制装置，在正常状态下可以给发热体施加一定电压。其特点是，启动后电压输出回路给发热体施加比上述一定电压小的初始电压之后测定发热体的电流，然后增加或者减少上述初始电压。本发明所述的控制装置，特征是上述初始电压为10V以下。

本发明的控制装置，设有测定上述发热体的温度的温度检测回路。特征是，上述电压输出回路的电压的变更值可根据发热体的温度而变更。根据温度检测回路测定的温度，控制发热体的发热量。本发明的控制装置。其特点是，根据发热体的电流大小和所加的电压，导出温度，控制发热体的发热量。连接了温度升高时电阻增加的发热体和对应的控制装置，发热体直接连接在控制装置的输出端。

本发明如上述方法构成，是一种升温时也随着增高的发热体施加电压，使发热体发热的加热装置。

本加热装置，启动后给发热体施加小量电压，测定电流，再徐徐增加电压。电流的检测从加热装置启动后开始到通过发热体的电流达到一定值，处于正常状态为止。

达到正常状态之前，电压输出回路可以给发热体供给最大电流，迅速提高发热体的温度。对发热体施加的电压从小到大徐徐增加，电流过大时电压减少，没有过大电流继续通过之危险，因此不需要特大容量的电源或者断路器。

启动低温发热体的时候，对断路器施加的电压通常从10V左右开始为好。

发热体开始通电的时候，可根据施加电压和电流的关系推定发热体的温度，设定施加电压的变更值。例如，发热体处于高温状态的时候，可以使施加电压的变更值增大。另外，使用中发热体的温度下降的时候，可以使施加电压的变更值减小，防止过大电流通过。

如果能推定发热的温度，就可以使发热体简单的维持所要的温度。

附图说明

图1为本发明加热装置以及控制回路流程图。

图2为本发明加热装置的动作状态的流程图。

图3表示本发明进行温度检测的流程图。

图4(a)(b)本发明半导体加热器模式的平面图和断面图。

本发明的具体实现方式

说明本发明加热装置的实施例。参照图1，符号3表示本发明的一个加热装置。加热装置2由半导体加热装置组成的发热体11、控制装置2、温度敏感元件14组成。

图4(a)表示发热体11的平面图，图(b)表示断面图。发热体11由电源电压线21、接地电压线22、加热器材料23组成。加热器材料23由导电性碳组成的发热体和分散在导电性碳里的具有热胀冷缩特性的树脂粒子构成。

加热器材料23设置在按等距配置的电源电压线21和接地电压线22之间，整体形状成线状，周围卷绕着绝缘材料。

电源电压线21和接地电压线22之间由细线连接，可使发热体11弯曲。

图1的符号31是表示电压源模式。该电压源31能输出商用(如100V)交流电压。

控制装置2由电压输出回路12、电流检测回路13、温度敏感元件14、温度检测回路15、电压控制回路16组成。电压输出回路12的电压由电压源31供给。电压输出回路12根据电压控制回路16输出的信号，控制电压源31供给的电压。该电压控制回路16输出的电压施加到发热体11的电源电压线21和接地电压线22之间。

电压供给回路12和发热体11之间设有电流检测回路13，因此可以测定发热体11的电流。

发热体11里的温度检测回路15与温度敏感元件14相连。温度检测回路15和电流检测回路输出的信号输入到电压控制回路16。

电压控制回路16，根据内置program、温度检测回路15测出的发热体11的温度、电流检测回路13测出的电流值，按下列方法控制电力输出回路12输出的电压。

参照图2，先投入电源(步骤S1)，设定输出电压的初始值和电流的最大值(步骤S2)，电压输出回路12输出电流，电压输出回路12根据输出的信号给发热体施加初始值电压。发热体的初始状态为低温，小电阻，所以初始电压为1V左右非常小。这时通过发热体11的电流强度为100A左右。

施加初始电压的时候，先测定通过发热体11的电流Im(步骤S4)。然后比较测定的电流Im和预定的最大容纳电流Io(步骤S5)。最后根据比较的结果，进行适当的处理。

测定的电流Im比最大容纳电流Io大的时候，减少电压输出回路12的电压，把电压施加于发热器11(步骤S6)，测定电流，再次与最大容纳电流Io比较。

测定的电流Im比最大收容电流Io小的时候，确认可否变更电压输出回路12输出的电压(步骤S7)。如果可变，将增加输出电压(步骤S8)，测定发热体11的电流Im(步骤S4)。施加变更电压，流过发热体11的电流Im大的时候，减少电压(步骤S6)；电流值小的时候，增加电压(步骤S7、S8)。

另外，测定的电流Im的值未达到最大收容电流Io，但设定电压已达到电压输出回路12可输出的最大电压值时，不变更电压。

如上所示，该发明中对发热体11施加的电压时，初始状态时应设小(尽量10V以下，更好是1V以下)，最终能使电压源31的输出电压增加到(100V)。

如上所示，增加电源调整回路12输出的电压时可以增加设定值，例如可以按2倍、3倍的倍数增加。发热体11的电流Im过大的时候，减少电压输出回路12输出的电压，过于小的时候，增加输出电压。

电流值Im超过最大收容电流Io，电源调整回路12的电流为最大输出电流时，发热体11通过大电流，升温，电阻减小，Im也将变小，减小电源调整回路12的输出电压，在短时间内通过最大输出电流。这个电流通过的时间，最好设为断路器等安全装置的容许时间范围内。

根据温度敏感元件14和温度检测回路15测定的发热体11的温度，设定增加或减少输出电压。

图3所示的流程图在图2所示的流程图的基础上，同时进行了温度测定和电流测定(步骤T1)。根据测定的温度判断发热体11的状态，设定电压的变更值(步骤T2)。发热体11升温时，增加电压的变更值(增加量或者减少量)；发热体11处于低温，电阻小的时候，减少电压的变更值。这样，可以根据设定变更值控制电压输出回路的输出电压(步骤S6、S8)。

发热体11的温度升高，电阻增加时，可对发热体施加一定电压，恢复到正常状态。

启动后，可使半导体加热器的电流增加。尤其是在不超过电源的电流供给能力的范围内，尽可能通过最大电流，可以使半导体加热器迅速达到所定温度。

在正常状态下，通过半导体加热器的电流小，可利用半导体加热器的自控性调节。

Claims

1、一种加热器供电控制装置，通过升温时电阻增大的发热体施加电压来控制发热的装置，内置输出电压为可变的电压输出回路和测定发热体的电流强度的电流检测回路；

其特征是电压输出回路输出的电压可根据所测定的电流强度的大小变更。

2、如权利要求1所述的加热器供电控制装置，其特征是启动后电压输出回路给发热体施加比上述电压小的初始电压，通过测定发热体的电流强度，增加或者减少上述初始电压。

3、如权利要求2所述的加热器供电控制装置，其特征是上述初始电压设为10V以下。

4、如权利要求1或3所述的加热器供电控制装置，其特征是设有测定上述发热体的温度检测回路，上述电力输出回路输出的电压可根据温度检测回路测定的温度变更。

5、如权利要求4所述的加热器供电控制装置，其特征是根据上述温度检测回路测定的温度，控制上述发热体的发热量。

6、如权利要求1或3所述的加热器供电控制装置，其特征是，根据发热体的电流和电压值，推算发热体的温度，控制发热体的发热量。

7、如权利要求6所述的加热器供电控制装置，其特征是发热体直接连接在控制装置的输出端。

8、如权利要求6所述的加热器供电控制装置，其特征是发热体由电源电压线、接地电压线、加热器材料组成，加热器材料设置在按等距配置的电源电压线和接地电压线之间，整体形状成线状，周围卷绕着绝缘材料。

9、如权利要求8所述的加热器供电控制装置，其特征是加热器材料由导电性碳组成的发热体和分散在导电性碳里的具有热胀冷缩特性的树脂粒子构成。