CN202973352U - 一种家用柔性取暖器发热丝断丝保护控制器 - Google Patents

Abstract

一种家用柔性取暖器发热丝断丝保护控制器，属小家电领域，由输入工作电源交流220V50Hz，电源控制、直流电压源、单片机、温度设定输入、LED灯组、蜂鸣报警器、光电耦合器、执行电路、感温元件、发热丝组成，本实用新型的特点是当出现意外情况时，能够主动快速断开施加在发热丝H1H2上的电压，使发热丝H1H2断丝处无拉弧产生火花现象发生，同时发出断丝报警提醒人们，从而有效避免发热丝断丝后仍有施加电压在发热丝H1H2两端而造成断丝处拉弧产生火花可能给人们造成财产、人身伤害，达到绝对安全的保护作用。

Description

一种家用柔性取暖器发热丝断丝保护控制器

技术领域： 

一种家用柔性取暖器发热丝断丝保护控制器，属于应用家电领域。

背景技术： 

当前供人们家用取暖的柔性电加热器相当多，比如：电热毯、电热垫、暖手暖脚宝、电热敷、电热披风等。无一例外，这些柔性取暖器基本上都采用的是单层、双层或三层螺旋发热线制成，发热线的最大缺点就是在高温或外力作用下很容易出现断丝情况，断丝后又极易发生拉电弧产生火花，轻者烧坏柔性电取暖器，重者引发火灾，造成危害人们人身财产安全的严重事故。

发明内容： 

本实用新型的目的是向人们提供一种家用柔性取暖器发热丝断丝保护控制器，在出现意外断丝情况时具有立即断开施加在发热丝两端的电压，同时发出断丝报警信号，提醒人们发热丝出现断丝，可避免因断丝不断电对人们造成意外伤害的事故发生。

本实用新型包括输入工作电源交流220V，电源控制、直流电压源、单片机、温度设定输入、LED灯组、蜂鸣报警器、光电耦合器、执行电路、感温元件、发热丝。 

本实用新型工作原理为：输入工作电源AC220V 50Hz把电源输出给电源控制，电源控制通过降压、限流后输出给直流电压源、直流电压源通过整流、限幅、稳压给单片机工作所需要的直流电源DC4.7V，电源控制输出电压给执行电路，执行电路再把交流电压施加给发热丝进行发热，发热丝出现断丝情况时，光电耦合器开关作用处于关断状态，单片机得到光耦开关关断的反馈信号后经过设定程序的比较、运算后作出断丝的判断，随即通过输出脚断开电源控制的触发电流，使得交流电压不再通过电源控制施加在发热丝上。同时单片机作出断丝判断后，通过设定程序输出信号使LED灯组和蜂鸣器处于断丝工作状态，这样LED灯组和蜂鸣器就发出报警警示。 

本实用新型提供了一种使用简单，方便，可靠检测发热丝断丝并报警，并能精确设定、控制、测量家用柔性取暖器发热丝的温升。 

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。 

附图说明 图1为本实用新型的原理结构示意图， 

图2为本实用新型控制器的控制电路原理图。

具体实施方式

参见附图1、图2，本实用新型包括输入工作电源交流220V，电源控制3、直流电压源4、单片机5、温度设定输入6、LED灯组7、蜂鸣报警器8、光电耦合器9、执行电路10、感温元件11、发热丝12（如图1所示）。 

图2中电路连接实施方式如下：交流电源AC220V一端连接有电流熔断器FU、交流电源两端分别串联双极电源开关SA的一端，LED4、电阻R1和二极管VD2串联后分别连接上电源两端构成电源指示灯回路。可控硅SCR1阴极和二极管VD3、VD4、发热丝H1H2串联后通过可控硅SCR1阳极连接电源一端，发热线H1H2连接电源地端组成发热丝控制电路；可控硅SCR1的控制极g与二极管VD8、电阻R6串联后与单片机输出端11脚相连，通过单片机输出信号来控制可控硅的导通状态；可控硅SCR1的控制极g与电阻R5、二极管VD6串联后与电源地端相连，VD3的正极与R5相连再与R4串联后与光电耦合器U的输入端1相连，VD4的负极与光电耦合器U的输入端2相连，这样VD3和VD4上的电压直接给光电耦合器U提供输入工作电压，光电耦合器U的输出端3与电阻R7串联后与单片机IC输入端14脚相连组成断丝检测的信号回路，光电耦合器U的4脚和单片机IC的10脚、12脚、4脚、6脚全部接VW4.7V的正端。交流电源一端通过电阻R2限流后，与电阻R3和电容C1的并联电路串联再与二极管VD5、VD7、电容C2、稳压管VW的并联电路串联回电源地端，组成交流电源降压、整流、稳压的控制回路，这样稳压管VW输出稳定的DC4.7V给单片机及蜂鸣器DL、光电耦合器U。温度传感器Rt与电阻R9串联后与稳压管VW正端相连，Rt与电容C4并联后与单片机13脚相连，温度传感器Rt的阻值跟随发热丝发热量而变化，相应Rt上的电压也会跟随阻值发生变化，并把变化值传递给单片机，单片机通过A/D转换和一系列运算后，由单片机IC进行控制输出幅度来控制可控硅的开关时间以达到控温的目的。单片机IC7、8、9脚输出分别接3只LED灯，作为正常工作或故障报警指示用，LED灯串联的电阻R10、R11、R12起限流作用；温度设定输入通过轻触按钮SB与电阻R13串联后与单片机IC2脚相连而成，电阻R14与电容C5并联后一端接稳压管VW DC4.7V另一端接蜂鸣器DL，蜂鸣器再与单片机IC 1脚相连组成蜂鸣报警回路。 

其工作原理是当电源开关SA接通时，AC 22零V 5零Hz交流电压即施加于可控硅SCR和发热丝H1H2的串联电路上，这时，单片机IC 11脚并无触发电压输出，所以可控硅未导通。同时AC 22零V 5零Hz也施加给了电阻R2、电阻R3和电容C1组成的限流降压电路上，R2的作用是滤波电容C1端电压未建立起来时起限制峰值电流的作用。R3和C1并联降压后再经过VD5、VD7、C2、VW整流、限幅、稳压后输入稳定的直流电压DC4.7V作为基本电路的直流电压源。当DC4.7施加给单片机IC启动工作后，单片机IC11脚作为输出端 把电流施加给可控硅SCR1触发其控制极g，可控硅导通，交流电压通过可控硅阳极阴极导通施加给发热丝H1H2，发热丝开始发热，可控硅SCR1阴极与发热丝H1H2之间串联有两只二极管VD3、VD4，交流电压通过VD3和VD4时，其上的导通电压为1.4V直接施加给光电耦合器U，触发光电耦合器工作并打开光电耦合器开关，这时光耦输出端3脚有电压输出，光耦输出电压相对于单片机IC为高电平信号，单片机经过A/D转换和一系列设定程序比较、运算后，作出判处发热丝处于正常导通发热工作中，以此，单片机连续输出触发可控硅SCR1导通工作；相反，如果发热丝H1H2出现断丝时，这时发热丝控制回路处于断路状态，二极管VD3和VD4上电压消失，导致给光电耦合器U工作电压为零，光电耦合器U无法工作，光耦输出端3脚输出电压也变为零，,单片机IC检测到输入为低电平后，再通过A/D转换和一系列设定程序比较、运算后，作出发热丝断丝判断，并按设定程序通过11脚输出断开可控硅SCR1控制极的触发电流，可控硅SCR1断开导通，就阻止了交流电压施加给发热丝H1H2，发热丝H1H2上无电压施加，在发热丝断丝处也就不会发生拉弧产生电火花现象，进一步避免意外事故的发生；同时单片机IC作出断丝判断后，通过设定程序7、8、9脚间断输出高电平给LED灯与电源地端形成回路，使LED灯不断持续闪烁以示断丝报警信号，同时单片机IC 1脚输出从高电平变为低电平，直流电压源VW正极输出电压施加在蜂鸣器报警回路上并与单片机IC 1脚形成回路，蜂鸣器开始持续鸣响与LED灯组一起发出断丝报警信号，直到使用者发现并断开电源SA后或单片机IC设定的定时结束，才停止工作和报警。 

Claims (4)

1.一种家用柔性取暖器发热丝断丝保护控制器，包括输入工作交流电源，电源控制电路、直流电压源、单片机、温度设定输入、LED灯组、蜂鸣报警器、光电耦合器、执行电路、感温元件、发热丝，其特征在于所述的电源控制电路的电流熔断器与双极电源开关的一极、电阻R2串联后，与电阻R3和电容C1的并联电路串联，再与整流二极管VD5与VD7、限流电容C2、稳压二极管VW相连，稳压管VW两端分别与单片机IC的脚相连。

2.如权利要求1所述的一种家用柔性取暖器发热丝断丝保护控制器，其特征在于所述的执行电路的可控硅SCR1阳极接电源一极，其阴极与两只二极管VD3的正极连接，VD3负极再连接二极管VD4的正极，VD4的负极与电源另一端串联上发热丝H1H2，在VD3正极与接发热丝H1H2电源端并联有二极管VD6，VD6负极接VD3正极和电阻R5一端，R5另一端与可控硅SCR1控制极g连接后与二极管VD8负极相连，VD8正极再串联电阻R6，通过R6一端与单片机IC脚相连。

3.如权利要求1所述的一种家用柔性取暖器发热丝断丝保护控制器，其特征在于所述的执行电路的二极管VD3和VD4串联，VD3正极串联电阻R4，通过R4与光电耦合器U输入脚相连，VD4负极与光电耦合器U的脚相连直流电压源稳压二极管VW正极与光电耦合器U的脚(4)相连，光电耦合器U的脚(3)串联电阻R7，经电阻R7与电阻R8和电容C3的并联电路相连于电源地端，再经电阻R7与单片机IC脚(14)相连。

4.如权利要求1所述的一种家用柔性取暖器发热丝断丝保护控制器，其特征在于所述的单片机的脚(4、6)接直流电压源稳压管VW正极，单片机IC输出脚与蜂鸣器DL负极相连，蜂鸣器DL正极与电阻R14和电容C5并联电路一端相连，电阻R14和电容C5另一端接直流电压源稳压二极管VW正极；单片机IC脚(7、8、9)与分别串联1只电阻后再串联1只LED灯与电源地端形成回路，单片机IC脚(2)串联电阻R13后再连接温度设定轻触开关SB与电源地端相连成回路。 

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