CN201518106U

CN201518106U - 一种防止失控的超温控制电路

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Publication number: CN201518106U
Application number: CN2009203031985U
Authority: CN
Inventors: 刘少华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-07-22
Filing date: 2009-05-15
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2019-05-15

Abstract

本实用新型涉及一种防止失控的超温控制电路，包括时基集成电路、温度上限设定电路、温度下限设定电路、热敏电阻、防失控复位电路以及控制电热负载电源通断的继电器，防失控复位电路连接在时基集成电路的复位端和电压V+之间，防失控复位电路还与温度上限、下限设定电路相连；热敏电阻的一端接电压V+，热敏电阻的另一端与温度上限、下限设定电路的一端相连，温度上限、下限设定电路的另一端分别接时基集成电路的高触发端、低触发端，时基集成电路的信号输出脚与继电器的驱动脚相连。本实用新型的热敏电阻发生故障断开时，会强制时基集成电路复位，强迫继电器释放，电热负载停止加热，实现保护控制，保证电热负载安全，有效避免火灾的发生。

Description

一种防止失控的超温控制电路

技术领域

本实用新型涉及一种温度控制电路，尤其涉及一种控制电热负载电源通断的防止失控的超温控制电路。

背景技术

为了核实本实用新型的新颖性，设计人查阅了大量的有关555时基电路在温度控制电路中应用的专业书籍和报刊，也检索了大量相关专利文献，发现较多的是用555时基电路实现温度控制主控电路，未发现对温度控制电路再进行故障保护控制的相关电路，这种温度控制电路在热敏电阻断线后，电路误认为是温度降低了，电热负载继续通电而升温，温度控制电路处于失控状态，严重时可能引起火灾，给使用带来安全隐患。

发明内容

本实用新型主要解决原有温度控制主控电路不带有故障保护控制电路，使用不安全，存在安全隐患的技术问题；提供一种防止失控的超温控制电路，在热敏电阻发生故障断开时，能及时切断电热负载的工作电源，提高使用安全性，避免火灾的发生。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括时基集成电路、温度上限设定电路、温度下限设定电路、热敏电阻Ntc以及控制电热负载电源通断的继电器J，还包括防失控复位电路，所述的防失控复位电路连接在时基集成电路的复位端MR和电压V+之间，防失控复位电路还与所述的温度上限设定电路、温度下限设定电路相连；所述的热敏电阻Ntc的一端接电压V+，热敏电阻Ntc的另一端与所述的温度上限设定电路的一端和温度下限设定电路的一端相连，温度上限设定电路的另一端、温度下限设定电路的另一端分别接所述的时基集成电路的高触发端TH、低触发端TR，时基集成电路的信号输出脚与所述的继电器J的驱动脚相连。通过在时基集成电路的复位脚和电压V+之间连接防失控复位电路，使得在热敏电阻Ntc发生故障断线时，复位脚的电位很小，强制时基集成电路复位，则时基集成电路输送给继电器的驱动脚是低电位，强迫继电器释放，则电热负载断电而停止加热，实现保护控制，保证电热负载安全，提高使用的安全性，有效避免火灾的发生。

作为优选，所述的时基集成电路采用555芯片，555芯片的4脚即复位端MR和555芯片的2脚即低触发端TR之间直接相连或者连接电阻R1，4脚经电位器RP1与电压V+相连，R1和RP1构成所述的防失控复位电路。当热敏电阻Ntc发生故障断线时，经过电阻R1和电位器RP1的分压，555芯片的4脚即复位端MR电压很低，强制555芯片复位，继电器释放，则电热负载断电而停止加热。

作为优选，所述的电位器RP4、电阻R3和电位器RP5依次串联构成所述的温度上限设定电路，电位器RP4的一端接所述的热敏电阻Ntc，电位器RP4的可调端与555芯片的6脚即高触发端TH相连，电位器RP5的一端接地；电阻R2、电位器RP2和电位器RP3依次串联构成所述的温度下限设定电路，电阻R2的一端接所述的热敏电阻Ntc，电位器RP2的可调端与555芯片的2脚即低触发端TR相连，电位器RP3的一端接地；555芯片的3脚即信号输出脚与所述的继电器J的正极驱动脚相连，继电器的负极驱动脚接地，在继电器的两驱动脚间连接有二极管D。

作为优选，所述的时基集成电路为556芯片，556芯片的10脚即复位端MR与556芯片的2脚、12脚即高触发端TH并接后与所述的温度上限设定电路相连，10脚再经电阻R4与电压V+相连；556芯片的4脚即另一个复位端MR与556芯片的6脚、8脚即低触发端TR并接后与所述的温度下限设定电路相连。采用556芯片，实现两单元并联控制互为备用，当某一单元失效时，另一单元仍然生效，不会失控。将两个单元的两个复位脚(10脚和4脚)分开连接，10脚与温度上限设定电路连接，4脚与温度下限设定电路连接，互为备用，当某一复位脚与外电路断开(悬空)时，另一复位脚继续发挥复位作用，大大提高了可靠性。若两个复位脚与外电路同时断开(悬空)，则电阻R4可直接触发556芯片的12脚、2脚，使555芯片的9脚和5脚为低电平，继电器J释放，电热负载断电，仍然不失控。

作为优选，所述的电位器RP2和电阻R2串联构成温度下限设定电路，RP2和R2的连接点与556芯片的4脚、6脚和8脚相连，电位器RP2的一端接所述的热敏电阻Ntc，电阻R2的一端接地；电阻R1和电位器RP1串联构成温度上限设定电路，R1和RP1的连接点与556芯片的10脚、2脚和12脚相连，电阻R1的一端接所述的热敏电阻Ntc，电位器RP1的一端接地；556芯片的9脚与所述的继电器J的正极驱动脚相连，继电器J的负极驱动脚与三极管T的集电极相连，三极管T的发射极接地，三极管T的基极和556芯片的5脚之间连接电阻R3，在继电器J的两驱动脚间连接有二极管D。

本实用新型的有益效果是：通过在时基集成电路的复位脚上连接和热敏电阻相关联的防失控复位电路，使得当热敏电阻发生故障断开时，复位脚的电位很小，强制时基集成电路复位，强迫继电器释放，则电热负载断电而停止加热，实现保护控制，保证电热负载安全，提高使用的安全性，有效避免火灾的发生。

附图说明

图1是本实用新型的一种电路连接框图。

图2是本实用新型实施例1的电路原理图。

图3是本实用新型实施例2的电路原理图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：本实施例的一种防止失控的超温控制电路，如图1所示，包括时基集成电路1、温度上限设定电路2、温度下限设定电路3、防失控复位电路4、热敏电阻Ntc以及控制电热负载电源通断的继电器J，热敏电阻Ntc的一端接电压V+，热敏电阻Ntc的另一端与温度上限设定电路2的一端和温度下限设定电路3的一端相连，温度上限设定电路2的另一端、温度下限设定电路3的另一端分别与时基集成电路1的高触发端TH、低触发端TR相连，防失控复位电路4连接在时基集成电路1的复位脚和电压V+之间，防失控复位电路4还与温度上限设定电路2、温度下限设定电路3相连。本实施例更具体的电路如图2所示，时基集成电路1采用555芯片。电位器RP4、电阻R3和电位器RP5依次串联构成温度上限设定电路2，电位器RP4的一端接热敏电阻Ntc，电位器RP4的可调端与555芯片的6脚即高触发脚TH相连，电位器RP5的一端接地。电阻R2、电位器RP2和电位器RP3依次串联构成温度下限设定电路3，电阻R2的一端接热敏电阻Ntc，电位器RP2的可调端与555芯片的2脚即低触发脚TR相连，电位器RP3的一端接地。555芯片的4脚即复位脚MR和电压V+之间连接有电位器RP1，555芯片的4脚和2脚之间连接有电阻R1，555芯片的2脚和地之间连接有电容C2，R1和RP1构成防失控复位电路4。555芯片的6脚和1脚之间连接有电容C1，且555芯片的1脚接地，555芯片的5脚和地之间连接有电容C3。555芯片的3脚与继电器J的正极驱动脚相连，继电器的负极驱动脚接地，在继电器的两驱动脚间连接有二极管D。二极管D是用来消除继电器J线圈断电时产生的反向电势的，电容C1、C2和C3是抗干扰电容。

工作原理：电路上电之初，由于电容C1、C2和C3电位为零，不能突变为工作状态时的电位。使555芯片置位，555芯片的3脚输出低电平。当电容C1、C2和C3由于充电而电位进入各自的工作状态电位时，555芯片的3脚的输出状态决定于555芯片的的4脚、2脚和6脚的输入电位的组合状态(逻辑关系)。当热敏电阻Ntc在低温时，其阻值较大，555芯片的2脚、4脚得到的电位都低，只要4脚电位＞1V，2脚电位低于1/3V+，低触发有效，555芯片的3脚输出高电位，继电器J线圈得电吸合，电热负载通电发热，温度上升，则热敏电阻Ntc阻值变小，555芯片的2脚、6脚电位升高，在2脚电位＞1/3V+，6脚电位＜2/3V+范围内，555芯片的3脚继续保持高电位不变，温度继续升高，Ntc阻值进一步变小，555芯片的2脚、6脚电位进一步升高。当555芯片的6脚电位＞2/3V+时，高电平触发有效，使555芯片的3脚电位由高电位变低电位，继电器J释放，关断电热负载电源，停止加热，温度降低，则555芯片的2脚、6脚电位下降，在6脚电位＜2/3V+，2脚电位＞1/3V+范围内，3脚继续维持低电位不变，电热负载仍然断电降温，555芯片的2脚、6脚电位也继续下降，当2脚电位＜1/3V+时，低电平触发有效，3脚输出高电位，继电器J又重新吸合，电热负载又得电加热升温，电路进入下一工作循环。使温度始终维持在上限控温点和下限控温点之间。

当感温电路发生故障时，如热敏电阻Ntc断开，这时555芯片的2脚、6脚电位极低(接近0V)，2脚的极低电位也将4脚(芯片的复位脚)的电位拉低，小于0.4V，强制555芯片复位，则555芯片的3脚输出低电位，强迫继电器J释放，电热负载断电而停止加热，实现保护控制，保证被控电热负载的安全，提高使用的安全性，有效避免火灾的发生。

实施例2：本实施例的一种防止失控的超温控制电路，如图3所示，时基集成电路1为556芯片，其内部相当于有两个555单元，电位器RP2和电阻R2串联构成温度下限设定电路3，RP2和R2的连接点与556芯片的4脚(复位端MR)、6脚和8脚(低触发脚)相连，电位器RP2的一端接热敏电阻Ntc，电阻R2的一端接地。电阻R1和电位器RP1串联构成温度上限设定电路2，R1和RP1的连接点与556芯片的10脚(另一复位端MR)、2脚和12脚(高触发脚)相连，电阻R1的一端接热敏电阻Ntc，电位器RP1的一端接地。556芯片的12脚和电压V+之间连接有电阻R4，556芯片的14脚接电压V+，556芯片的7脚接地，556芯片的3脚、11脚与地之间均连接电容C。556芯片的9脚与继电器J的正极驱动脚相连，继电器J的负极驱动脚与三极管T的集电极相连，三极管T的发射极接地，三极管T的基极和556芯片的5脚之间连接电阻R3，在继电器J的两驱动脚间连接有二极管D。

工作原理：电路上电之初，因热敏电阻Ntc处于室温状态，阻值较大，电路中t点电位较低，低于下限控温点，使556芯片的12脚、2脚和10脚的并联结点电位Vih小于2/3V+，使556芯片的8脚、6脚和4脚的并联结点电位Vil小于1/3V+，大于1V，556芯片处于低电位触发翻转状态，其两输出端9脚、5脚的电压V₀₁、V₀₂均输出高电平，5脚高电平经电阻R3推动三极管T导通，则继电器J线圈通电，触点吸合，接通电热负载电源，使电热负载加热升温，贴于电热负载上的热敏电阻Ntc随温度升高阻抗降低，则t点电位逐渐升高，高于上限控温点，当V_il电位＞1/3V+，V_ih＞2/3V+时，触发556芯片翻转，使两单元输出端9脚的电压V₀₁和5脚的电压V₀₂都输出低电平，继电器J线圈断电释放，切断电热负载电源，开始降温，热敏电阻Ntc随温度下降阻抗增大，t点电位下降，V_il、V_ih电位也随着下降，当V_il电位＜1/3V₊时，低于下限控温点，556芯片的两个单元均被触发翻转，9脚、5脚均输出高电位，继电器J得电吸合，电热负载开始升温，使电路进入下一工作循环，被控电热负载温度始终维持在上限控温点和下限控温点之间。

当热敏电阻Ntc电路发生故障(如Ntc断开)时，t点电位极低，使556芯片的10脚和4脚都得到极低电位(小于0.4V)，强制556芯片的两单元复位，9脚和5脚均输出低电位，继电器J线圈断电释放，电热负载断电而停止加热，因而用10脚和4脚的复位功能探测故障，能起到可靠的保护控制作用。

另外，由于本电路采用两单元并联控制互为备用，当某一单元失效时，另一单元仍然生效，不会失控。将两个单元的两个复位脚(10脚和4脚)分开连接，10脚与电压V_ih端连接，4脚与电压V_il端连接，互为备用，当某一复位脚与外电路断开(悬空)时，另一复位脚继续发挥复位作用，大大提高了可靠性。若两个单元复位脚与外电路同时断开(悬空)，则电阻R4可直接触发556芯片的12脚、2脚，使输出端9脚、5脚为低电平，继电器J释放断电，仍然不失控。

Claims

1.一种防止失控的超温控制电路，包括时基集成电路(1)、温度上限设定电路(2)、温度下限设定电路(3)、热敏电阻Ntc以及控制电热负载电源通断的继电器J，其特征在于还包括防失控复位电路(4)，所述的防失控复位电路(4)连接在时基集成电路(1)的复位端MR和电压V+之间，防失控复位电路(4)还与所述的温度上限设定电路(2)、温度下限设定电路(3)相连；所述的热敏电阻Ntc的一端接电压V+，热敏电阻Ntc的另一端与所述的温度上限设定电路(2)的一端和温度下限设定电路(3)的一端相连，温度上限设定电路(2)的另一端、温度下限设定电路(3)的另一端分别接所述的时基集成电路(1)的高触发端TH、低触发端TR，时基集成电路(1)的信号输出脚与所述的继电器J的驱动脚相连。

2.根据权利要求1所述的一种防止失控的超温控制电路，其特征在于所述的时基集成电路(1)采用555芯片，555芯片的4脚即复位端MR和555芯片的2脚即低触发端TR之间直接相连或者连接电阻R1，4脚经电位器RP1与电压V+相连，R1和RP1构成所述的防失控复位电路(4)。

3.根据权利要求2所述的一种防止失控的超温控制电路，其特征在于电位器RP4、电阻R3和电位器RP5依次串联构成所述的温度上限设定电路(2)，电位器RP4的一端接所述的热敏电阻Ntc，电位器RP4的可调端与555芯片的6脚即高触发端TH相连，电位器RP5的一端接地；电阻R2、电位器RP2和电位器RP3依次串联构成所述的温度下限设定电路(3)，电阻R2的一端接所述的热敏电阻Ntc，电位器RP2的可调端与555芯片的2脚即低触发端TR相连，电位器RP3的一端接地；555芯片的3脚即信号输出脚与所述的继电器J的正极驱动脚相连，继电器的负极驱动脚接地，在继电器的两驱动脚间连接有二极管D。

4.根据权利要求1所述的一种防止失控的超温控制电路，其特征在于所述的时基集成电路(1)为556芯片，556芯片的10脚即复位端MR与556芯片的2脚、12脚即高触发端TH并接后与所述的温度上限设定电路(2)相连，10脚再经电阻R4与电压V+相连；556芯片的4脚即另一个复位端MR与556芯片的6脚、8脚即低触发端TR并接后与所述的温度下限设定电路(3)相连。

5.根据权利要求4所述的一种防止失控的超温控制电路，其特征在于电位器RP2和电阻R2串联构成温度下限设定电路(3)，RP2和R2的连接点与556芯片的4脚、6脚和8脚相连，电位器RP2的一端接所述的热敏电阻Ntc，电阻R2的一端接地；电阻R1和电位器RP1串联构成温度上限设定电路(2)，R1和RP1的连接点与556芯片的10脚、2脚和12脚相连，电阻R1的一端接所述的热敏电阻Ntc，电位器RP1的一端接地；556芯片的9脚与所述的继电器J的正极驱动脚相连，继电器J的负极驱动脚与三极管T的集电极相连，三极管T的发射极接地，三极管T的基极和556芯片的5脚之间连接电阻R3，在继电器J的两驱动脚间连接有二极管D。