CN201623640U

CN201623640U - 安全电压供电器及电热理疗仪

Info

Publication number: CN201623640U
Application number: CN2010201533621U
Authority: CN
Inventors: 张慧兵
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-04-09
Filing date: 2010-04-09
Publication date: 2010-11-03
Anticipated expiration: 2020-04-09

Abstract

本实用新型涉及一种安全电压供电器及电热理疗仪，属于技术领域。该供电器包括插头、整流电路、振荡电路、铁氧体高频电子变压器和振荡启动电路；振荡电路含有第一电容和第二电容，第一电感，分别与第一电感形成互感的第二电感和第三电感，第一高频逆变三极管和第二高频逆变三极管；第二电感和第三电感的同名端分别接第一高频逆变三极管和第二高频逆变三极管的基极和发射极，振荡启动电路含有第三电容和触发二极管。该理疗仪包括电热负载、温控器和安全电压供电器，温控器含有温度传感器、温控芯片、光耦和双向开关可控硅。该供电器可为电热装置提供安全、轻便和低成本的供电；而且更加节能。该理疗仪对温度控制更加方便并降低成本。

Description

安全电压供电器及电热理疗仪

技术领域

本实用新型涉及一种安全电压供电器，同时涉及一种采用安全电压供电器的电热理疗仪，属于电热控制技术领域。

背景技术

自从有了交流220V/50HZ的电源供应电以来，人们的日常生活中常用的电热装置(如电热毯、电热宝等)绝大数都直接用交流220V/50HZ市供电源施加于电致发热材料上，直接使用交流220V/50HZ市供电源已成为人们用电的习惯。但是交流220V/50HZ市供电源的电压不是安全电压，在使用的过程中会发生触电伤亡事故，每年都有使用电热毯等电热装置触电伤亡的报道。

使用小于36V安全电压来给上述常用电热装置供电是容易想到的办法。目前一般是将交流220V/50HZ市供电源的电压通过一定功率的铁芯变压器降压、隔离后获取小于36V的安全电压。但是采用传统的铁芯变压器不仅要增加电热装置的重量和体积，而且会增加很多制造成本。例如：一般电热毯的功率都在50W-200W之间，电热毯市售价格一般只有几十元；而50W铁芯变压器的体积280.5cm³，重量1.25公斤，售价40元；100W铁芯变压器的体积688.5cm³，重量1.9公斤，售价60元；150W铁芯变压器的体积1019.7cm³，重量2.9公斤，售价80元；200W铁芯变压器的体积1246.3cm³，重量3.25公斤，售价110元。显然，如果市售电热毯使用普通铁芯变压器将交流220V/50HZ市供电源的电压降压至AC36V安全电压使用，很不经济，也不方便，推广使用很困难。

基于以上原因，现有日常生活中的常用电热装置都是直接采用交流220V/50HZ市供电源供电。迄今为止，申请人尚未见到为上述常用电热装置提供安全、轻便、低成本供电的装置及采用该装置的电热装置的报道。

此外，在现有一般的交/交电子变换器中，振荡反馈信号的获取是依靠在同一个铁氧体高频电子变压器上不同绕组的电压耦合作用，因此不管铁氧体高频电子变压器的输出绕组上有无负载，总是有电压输出，从而造成静态损耗大，不节能。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提出一种能够为现有电热装置提供安全、轻便、低成本供电的供电器，同时在该供电器基础上提出一种电热理疗仪。

本实用新型为解决上述技术问题的技术方案是：一种安全电压供电器，包括外接市电源的插头、输入端与插头连接的整流电路、输入端与整流电路输出端连接的振荡电路、输入端与振荡电路输出端连接的铁氧体高频电子变压器和振荡启动电路；所述振荡电路含有并联于整流电路输出端且彼此串联的第一电容和第二电容，分别与第一电容和第二电容并联的第一电感，分别与第一电感形成互感的第二电感和第三电感，第一高频逆变三极管和第二高频逆变三极管；所述第一电感与铁氧体高频电子变压器的输入绕组串联，所述第二电感与第一高频逆变三极管的基极、发射极和铁氧体高频电子变压器的输入绕组串联，所述第三电感与第二高频逆变三极管的发射极、基极和铁氧体高频电子变压器的输入绕组串联，所述第一高频逆变三极管的集电极和第二高频逆变三极管的发射极与整流电路输出端连接，所述第二电感和第三电感的同名端分别接第一高频逆变三极管和第二高频逆变三极管的基极和发射极，所述振荡启动电路含有并联于整流电路输出端的第三电容和触发二极管；所述第三电容的两端分别连接第二高频逆变三极管的集电极和发射极，其一端经触发二极管连接第二高频逆变三极管的基极。

本实用新型的安全电压供电器通过专门设置铁氧体高频电子变压器的输入绕组和输出绕组的匝比以及铁氧体，可将交流市电变为与市电绝缘隔离的高频安全电压(36伏)输出给电热装置；又由于该安全电压供电器的组成电路及元件均是体小、质轻、价廉，因此可为现有电热装置提供安全、轻便和低成本的供电。而且，本实用新型的安全电压供电器由于采用了电流互感来获取振荡维持信号，遵循磁势互相平衡的原理，当无负载时，第一电感无电流，第二电感和第三电感也无感应电流，因此静态损耗几乎为零，相比现有交/交电子变换器更加节能。

上述安全电压供电器的改进是：所述整流电路是由四个整流二极管构成的桥式整流电路。

本实用新型为解决上述技术问题，在上述安全电压供电器的基础上提出的另一个技术方案是：一种电热理疗仪，包括电热负载和温控器，还包括所述安全电压供电器，所述温控器含有温度传感器、温控芯片、光耦和双向开关可控硅，所述铁氧体高频电子变压器的输出绕组与电热负载串联，所述温度传感器的输出端与温控芯片的输入端连接，所述温控芯片的输出端与光耦的输入端连接，所述光耦的输出端与双向开关可控硅的触发端连接，所述双向开关可控硅串接在插头与整流电路之间。

本实用新型的电热理疗仪创造性地通过温控芯片、光耦和双向开关可控硅来对安全电压供电器的插头处输入的低频市电源进行通断控制，既解决了在现有技术中采用具有低频开关特性的可控硅无法直接控制铁氧体高频电子变压器通断的问题，又避免了现有技术中采用其它高频电子开关控制铁氧体高频电子变压器通断的成本过高的弊病，从而对电热温度控制更加方便并降低电热理疗仪的成本。

上述电热理疗仪的改进之一是：所述安全电压供电器和电热负载各有两个，所述两个安全电压供电器的两个铁氧体高频电子变压器的两个输出绕组分别与两个电热负载串联。

上述电热理疗仪的改进之二是：还含有两个继电器和两个开关三极管，所述电热负载有两个，所述温控芯片分别接至两个开关三极管的基极；所述两个开关三极管的发射极分别接至电池电源，其集电极分别接至两个继电器线圈的一端；所述两个继电器线圈的另一端接地，所述两个继电器的触点与铁氧体高频电子变压器的输出绕组串联。

上述电热理疗仪的进一步改进是：所述电热负载是含有PVC远红加热线的电子治疗垫，所述PVC远红加热线中还串联有限温保险丝。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的安全电压供电器和电热理疗仪作进一步说明。

图1是本实用新型实施例一安全电压供电器的电路原理图。

图2是本实用新型实施例二电热理疗仪的电路原理图。

图3是本实用新型实施例三电热理疗仪的电路原理图。

图4是本实用新型实施例四电热理疗仪的电路原理图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的安全电压供电器如图1所示，包括外接市电源的插头S1、S2，输入端与插头连接的整流电路，输入端与整流电路输出端连接的振荡电路、输入端与振荡电路输出端连接的铁氧体高频电子变压器TR1和振荡启动电路。振荡电路含有并联于整流电路输出端且彼此串联的第一电容C₁和第二电容C₂，分别与第一电容C₁和第二电容C₂并联的第一电感I1，分别与第一电感I1形成互感的第二电感I2和第三电感I3，第一高频逆变三极管T1和第二高频逆变三极管T2。第一电感I1与铁氧体高频电子变压器TR1的输入绕组N1串联。第二电感I2与第一高频逆变三极管T1的基极B1、发射极E1和铁氧体高频电子变压器TR1的输入绕组N1串联。第三电感I3与第二高频逆变三极管T2的发射极E2、基极B2和铁氧体高频电子变压器TR1的输入绕组N1串联。第一高频逆变三极管T1的集电极C1和第二高频逆变三极管T2的发射极E2与整流电路输出端连接。第二电感I2和第三电感I3的同名端分别接第一高频逆变三极管T1和第二高频逆变三极管T2的基极和发射极，比如第二电感I2和第三电感I3的同名1端分别接第一高频逆变三极管T1和第二高频逆变三极管T2的基极B1和发射极E2，第二电感I2和第三电感I3的同名2端分别接第一高频逆变三极管T1和第二高频逆变三极管T2的发射极E1和基极B2；当然上述I2和I3的同名1端和2端也可以反向连接T1和T2的各自基极和发射极。

振荡启动电路含有并联于整流电路输出端的第三电容C₃和触发二极管D6。第三电容C₃的两端分别连接第二高频逆变三极管T2的集电极C2和发射极E2，第三电容C₃的一端经触发二极管D6连接第二高频逆变三极管T2的基极B2。

整流电路是由四个整流二极管D1、D2、D3、D4构成的桥式整流电路。

本实施例的安全电压供电器工作过程是：市电AC220V/50HZ经插头S1、S2输入加到桥式整流二极管D1、D2、D3、D4的A点和k点，将AC220V/50HZ变成直流电压+U、-U输出，第一电容C₁和第二电容C₂将直流电压分压并储能，为对称变换提供能量。直流电压+U、-U电压经电阻R2限流向第三电容C₃充电，当第三电容C₃的电压升至使触发二极管D6导通时，第二高频逆变三极管T2获取基极电流导通，第二电容C₂通过第一电感I1、铁氧体高频电子变压器TR1的输入绕组N1和第二高频逆变三极管T2放电，第一电感I1的电流开始上升。当第一电感I1的电流上升到稳态最大值时，第一电感I1的电流变化率为零，此时第二电感I2和第三电感I3产生的互感电流分别使第二高频逆变三极管T2关断和第一高频逆变三极管T1导通，第一电容C₁即通过第一电感I1、铁氧体高频电子变压器TR1的输入绕组N1和第一高频逆变三极管T1放电。此时，流过第一电感I1的电流与第二电容C₂放电时正好反向，当第一电感I1的反向电流再次上升至稳态最大值时，电流变化率又为零，此时第二电感I2和第三电感I3产生的互感电流又转为使第一高频逆变三极管T1关断和第二高频逆变三极管T2导通。上述过程周而复始即形成高频振荡，并在铁氧体高频变换变压器TR1的输出绕组N2耦合隔离输出AC36V/∠100KHZ的电压。

实施例二

本实施例是在实施例一基础上衍生而来的电热理疗仪，如图2所示，该电热理疗仪除了包括实施例一所述的安全电压供电器以外，还包括电热负载和温控器。电热负载是含PVC远红加热线T的电子治疗垫。温控器含有温度传感器(即热敏电阻R7)、温控芯片MCU(型号ARM2131)、光耦O1和双向开关可控硅SBS1。铁氧体高频电子变压器TR1的输出绕组N2通过电子治疗垫上的插座P2、P4与PVC远红加热线T串联，热敏电阻R7的输出端通过电子治疗垫上的插座P1、P3与温控芯片MCU的输入端3、4脚连接。温控芯片MCU的输出端12脚与光耦O1的输入端2脚连接，光耦O1的输出端4脚与双向开关可控硅SBS1的触发端3脚连接，双向开关可控硅SBS1串接在插头S1与桥式整流电路之间。PVC远红加热线T中还串联有限温保险丝F1。

本实施例的电热理疗仪的使用情况是：温控芯片MCU根据设定温度和通过热敏电阻R7对应于温度变化的阻值计算成的实测温度进行比较，如果实测温度小于设定温度，则温控芯片MCU输出低电平使光耦O1导通，双向开关可控硅SBS1也导通，铁氧体高频电子变压器TR1的输出绕组N2输出AC36V/∠100KHZ高频电压对PVC远红加热线T通电加热升温。当实测温度大于或等于设定温度时，则温控芯片MCU输出高电平使光耦O1关断，双向开关可控硅SBS1也关断，铁氧体高频电子变压器TR1的输出绕组N2无输出，PVC远红加热线T断电停止加热升温，实现温度自动调节。此外，本实施例的电热理疗仪在PVC远红加热线T加热同时还产生高频电磁场，从而对人体热理疗同时形成电磁理疗。

实施例三

本实施例的电热理疗仪是在实施例二基础上的改进，如图3所示，与实施例二不同的是：采用两个安全电压供电器，电子治疗垫及其PVC远红加热线T分成两段，两个铁氧体高频电子变压器TR1、TR2的输出绕组N2、N4分别通过通过插座P2、P4、P6与两段PVC远红加热线T串联。

这样，本实施例的电热理疗仪可以同时或分别对人体的不同部位(比如头部和足部等等)进行热理疗和电磁理疗。

实施例四

本实施例的电热理疗仪是在实施例二基础上的改进，如图4所示，与实施例二不同的是：(1)电子治疗垫及其PVC远红加热线T分成两段；(2)还含有两个继电器J1、J2和两个开关三极管T5、T6；(3)温控芯片MCU的3脚通过电阻R5接至开关三极管T5的基极B5，开关三极管T5发射极E5接至电池电源，开关三极管T5的集电极C5接至继电器J1线圈和二极管D7的一端，继电器J1线圈和二极管D7的另一端接地，从而控制继电器J1线圈的通断电，同样温控芯片MCU的5脚通过电阻R5接至开关三极管T6的基极B6，开关三极管T6发射极E6接至电源VCC，开关三极管T6的集电极C6接至继电器J2线圈和二极管D8的一端，继电器J2线圈和二极管D8的另一端接地，从而控制继电器J2线圈的通断电；(4)继电器J1、J2的触点与铁氧体高频电子变压器TR1的输出绕组N2串联。

本实施例的电热理疗仪通过两对开关三极管和继电器来控制两段PVC远红加热线T的加热升温，相比实施例三的电热理疗仪省去一个安全电压供电器，电路结构得以简化。

本实用新型的不局限于上述各实施例，比如：1)ARM2131的温控芯片也可以采用其他型号的温控芯片替代；2)PVC远红加热线T也可以采用电阻丝等其他电热负载替代；3)整流电路也可以采用半波整流电路或整流电路其他替代桥式整流电路；4)热敏电阻R7也可以采用其他温度传感器替代；5)振荡启动电路也可以采用上偏置电阻启动电路替代；等等。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims

1.一种安全电压供电器，包括外接市电源的插头、输入端与插头连接的整流电路、输入端与整流电路输出端连接的振荡电路、输入端与振荡电路输出端连接的铁氧体高频电子变压器和振荡启动电路；其特征在于：所述振荡电路含有并联于整流电路输出端且彼此串联的第一电容和第二电容，分别与第一电容和第二电容并联的第一电感，分别与第一电感形成互感的第二电感和第三电感，第一高频逆变三极管和第二高频逆变三极管；所述第一电感与铁氧体高频电子变压器的输入绕组串联，所述第二电感与第一高频逆变三极管的基极、发射极和铁氧体高频电子变压器的输入绕组串联，所述第三电感与第二高频逆变三极管的发射极、基极和铁氧体高频电子变压器的输入绕组串联，所述第一高频逆变三极管的集电极和第二高频逆变三极管的发射极与整流电路输出端连接，所述第二电感和第三电感的同名端分别接第一高频逆变三极管和第二高频逆变三极管的基极和发射极，所述振荡启动电路含有并联于整流电路输出端的第三电容和触发二极管；所述第三电容的两端分别连接第二高频逆变三极管的集电极和发射极，其一端经触发二极管连接第二高频逆变三极管的基极。

2.根据权利要求1所述安全电压供电器，其特征在于：所述整流电路是由四个整流二极管构成的桥式整流电路。

3.一种电热理疗仪，包括电热负载和温控器，其特征在于：还包括如权利要求1所述的安全电压供电器，所述温控器含有温度传感器、温控芯片、光耦和双向开关可控硅，所述铁氧体高频电子变压器的输出绕组与电热负载串联，所述温度传感器的输出端与温控芯片的输入端连接，所述温控芯片的输出端与光耦的输入端连接，所述光耦的输出端与双向开关可控硅的触发端连接，所述双向开关可控硅串接在插头与整流电路之间。

4.根据权利要求3所述电热理疗仪，其特征在于：所述安全电压供电器和电热负载各有两个，所述两个安全电压供电器的两个铁氧体高频电子变压器的两个输出绕组分别与两个电热负载串联。

5.根据权利要求3所述电热理疗仪，其特征在于：还含有两个继电器和两个开关三极管，所述电热负载有两个，所述温控芯片分别接至两个开关三极管的基极；所述两个开关三极管的发射极分别接至电池电源，其集电极分别接至两个继电器线圈的一端；所述两个继电器线圈的另一端接地，所述两个继电器的触点与铁氧体高频电子变压器的输出绕组串联。

6.根据权利要求3-5之任一所述电热理疗仪，其特征在于：所述电热负载是含有PVC远红加热线的电子治疗垫，所述PVC远红加热线中还串联有限温保险丝。