CN205054552U - 一种多档位定时发热装置及保健眼罩 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于发热器件领域，提供了一种多档位定时发热装置，通过电源正接线端和电源负接线端外接电源和地，包括：连接在电源正接线端和电源负接线端之间的主控模块；连接在电源正接线端和电源负接线端之间，并分别与主控模块连接的电源开/关控制模块、发热时间控制模块和发热档位控制模块；与主控模块连接，还分别与主控模块、电源开/关控制模块、发热时间控制模块和发热档位控制模块共接于电源负接线端的MOS开关管；连接在电源正接线端和MOS开关管之间的发热模块。本实用新型通过主控模块驱动电源开/关控制模块、发热时间控制模块和发热档位控制模块来控制电热模块发热，可实现多档定时发热功能。

Description

一种多档位定时发热装置及保健眼罩

技术领域

本实用新型属于发热器件领域，尤其涉及一种多档位定时发热装置及保健眼罩。

背景技术

随着人们生活水平的提高，以及工作和生活压力的增加，人们开始逐渐重视对身体的保健，并开始关注和使用一些保健产品和器件。热疗法便是最常见的保健方法之一，常见的有电热浴足盆、汗蒸箱、以及其他一系列的热敷产品。

然而，市面上的热敷产品大多功能单一，需要人手动控制热敷时间，当用户睡着时，容易因为忘记关闭电源而长时间热敷，导致低温烫伤，存在一定的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种多档位定时发热装置及保健眼罩，旨在解决的现有的热敷产品大多功能单一，需要人手动控制热敷时间，当用户睡着时，容易因为忘记关闭电源而长时间热敷，导致低温烫伤，存在一定的安全隐患的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种多档位定时发热装置，通过电源正接线端和电源负接线端外接电源和地，所述多档位定时发热装置包括：

连接在所述电源正接线端和所述电源负接线端之间的主控模块；

连接在所述电源正接线端和所述电源负接线端之间，并分别与所述主控模块连接的电源开/关控制模块、发热时间控制模块和发热档位控制模块；

与所述主控模块连接，还分别与所述主控模块、所述电源开/关控制模块、所述发热时间控制模块和所述发热档位控制模块共接于所述电源负接线端的MOS开关管；

连接在所述电源正接线端和所述MOS开关管之间的发热模块。

优选的，所述主控模块包括具有电源引脚和MOS开关管控制引脚的主控芯片，所述电源引脚经二极管D1接所述电源正接线端，其中，二极管D1的正极接所述电源正接线端，二极管D1的负极接所述电源引脚，该电源引脚还经电容C2接所述电源负接线端，所述MOS开关管控制引脚经电阻R5接所述MOS开关管的栅极，该MOS开关管控制引脚还经电阻R4与所述MOS开关管共接于所述电源负接线端。

优选的，所述电源开/关控制模块包括电源开关和电源指示灯，所述电源开关一端接所述主控模块、另一端与所述MOS开关管共接于所述电源负接线端，所述电源指示灯一端接所述电源正接线端、另一端经电阻R1接所述主控模块。

优选的，所述发热时间控制模块包括时间控制开关和多个时间指示灯，所述时间控制开关一端接所述主控模块、另一端与所述MOS开关管共接于所述电源负接线端，所述多个时间指示灯的一端共接后经电阻R2接所述电源正接线端、另一端分别接所述主控模块。

优选的，所述发热档位控制模块包括档位控制开关和多个档位指示灯，所述档位控制开关一端接所述主控模块、另一端与所述MOS开关管共接于所述电源负接线端，所述多个档位指示灯的一端共接后经电阻R3接所述电源正接线端、另一端分别接所述主控模块。

优选的，所述发热模块包括串联在所述电源正接线端和所述MOS开关管之间的电热丝，所述电热丝的两端并联有电容C3。

优选的，所述电源正接线端和电源负接线端通过USB接口外接电源和地。

优选的，所述电源正接线端和电源负接线端之间连接有电容C1。

优选的，所述发热模块通过DC插头和对应的DC插座连接在所述电源正接线端和所述MOS开关管之间，其中，所述DC插头一端接所述电源正接线端、另一端接所述MOS开关管，所述DC插座的两端均连所述发热模块。

本实用新型实施例还提供一种保健眼罩，包括如前所述的多档位定时发热装置。

本实用新型提供的多档位定时发热装置，有益效果在于：利用主控模块来控制电源开/关控制模块、发热时间控制模块和发热档位控制模块，并使各模块通过MOS开关管与发热模块连接，可实现对所述发热装置的发热档位控制、定时和开/关控制，使所述发热装置具备多种功能；通过设置电源指示灯，使所述发热装置的开/关状态可视化，增加了其安全性；通过设置时间控制开关和多个时间指示灯，可通过所述时间控制开关和主控模块控制所述发热模块实现多档定时发热，使用户可以根据需要选择不同的发热时间，对应的多个定时指示灯用于分别指示不同的定时时间，使所述发热装置更加智能化；通过设置档位控制开关和多个档位指示灯，可通过所述档位控制开关和主控模块控制所述发热模块实现多档发热模式，使用户可以根据需要选择不同档位的发热温度，对应的多个档位指示灯用于分别指示不同的发热模式，使所述发热装置更加智能化；使所述电源正接线端和电源负接线端通过USB接口外接电源和地，使得所述发热装置可以直接通过连接USB数据线外接电源；使所述发热模块通过DC插头和对应的DC插座连接在所述电源正接线端和所述MOS开关管之间，使得发热模块可以与所述发热装置的各控制模块分离，当所述发热模块损坏时便于更换。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的多档位定时发热装置的基本结构示意图；

图2是本实用新型的优选实施例提供的多档位定时发热装置的电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1是本实用新型实施例提供的多档位定时发热装置的基本结构示意图。

如图1所示，本实用新型实施例提供的多档位定时发热装置，通过电源正接线端10和电源负接线端20外接电源VCC和地，该多档位定时发热装置包括：

连接在电源正接线端10和电源负接线端20之间的主控模块30；

分别连接在电源正接线端10和电源负接线端20之间，还分别与主控模块30连接的电源开/关控制模块40、发热时间控制模块50和发热档位控制模块60；

与主控模块30连接，还分别与主控模块30、电源开/关控制模块40、发热时间控制模块50和发热档位控制模块60共接于电源负接线端20的MOS开关管70；

连接在电源正接线端10和MOS开关管70之间的发热模块80。

在具体应用中，MOS开关管70可选用P沟道增强型MOS管或N沟道增强型MOS管，当选用N沟道增强型MOS管时，所述MOS开关管70的栅极接主控模块30，源极接发热模块80，漏极分别与主控模块30、电源开/关控制模块40、发热时间控制模块50和发热档位控制模块60共接于电源负接线端20；

当P沟道增强型MOS管时，所述MOS开关管70的栅极接主控模块30，漏极接发热模块80，源极分别与主控模块30、电源开/关控制模块40、发热时间控制模块50和发热档位控制模块60共接于电源负接线端20。

图2是本实用新型的优选实施例提供的多档位定时发热装置的电路原理图。

如图2所示，在本优选实施例中，主控模块包括主控芯片IC，电源开/关控制模块包括电源开关NO/OFF和电源指示灯LED1，发热时间控制模块包括时间控制开关TIMER和多个时间指示灯，发热档位控制模块包括档位控制开关HEAT和多个档位指示灯；

优选时间控制模块具有三档定时功能，分别为10分钟、20分钟和30分钟；对应三个时间指示灯，分别为时间指示灯LED2、时间指示灯LED3和时间指示灯LED4；在具体应用中，时间控制模块的定时时长和对应的时间指示灯个数可根据需要设置成其他值；

优选发热档位控制模块具有三档热度控制功能，分别为慢热档、中热档和快热档；对应三个档位指示灯，分别为慢热指示灯LED5、中热指示灯LED6和快热指示灯LED7；在具体应用中，发热档位控制模块的发热档位和对应的档位指示灯个数可根据需要设置成其他值；

MOS开关管选用N沟道增强型MOS管MOS；

发热模块选用电热丝HEATING；在具体应用中热丝HEATING选用碳纤维电热丝，发热模块也可以需用基于其他发热原理的器件；

本实施例中，优选电源指示灯LED1、时间指示灯LED2、时间指示灯LED3、时间指示灯LED4、慢热指示灯LED5、中热指示灯LED6和快热指示灯LED7均为发光二极管；电源开关NO/OFF、时间控制开关TIMER和档位控制开关HEAT均为按压式开关。

如图2所示，本实施例中，主控芯片IC选用14引脚芯片，其各引脚定义如下：

1号引脚PB5为时间指示灯LED2控制引脚；

2号引脚PB6为时间指示灯LED3控制引脚；

3号引脚PB7为时间指示灯LED4控制引脚；

4号引脚VDD为电源引脚；

5号引脚PA7为电源开关NO/OFF控制信号输入引脚；

6号引脚PA6为电源指示灯LED1控制引脚；

7号引脚PA5/PRST置空，此方案中不使用；

8号引脚PA3为时间控制开关TIMER控制信号输入引脚；

9号引脚PA4为MOS开关管控制引脚；

10号引脚PA0为档位控制开关HEAT控制信号输入引脚；

11号引脚GND为接地引脚，在此方案中接地；

12号引脚PB0为快热指示灯LED7控制引脚；

13号引脚PB1为中热指示灯LED6控制引脚；

14号引脚PB2为快热指示灯LED7控制引脚。

在具体应用中，所述主控芯片IC的引脚个数和各引脚的控制功能随时间控制模块定时时长和对应的时间指示灯个数以及发热档位控制模块的发热档位和对应的档位指示灯个数的变化做相应调整。

如图2所示，在本优选实施例中，多档位定时发热装置通过电源正接线端IN-1和电源负接线端IN-2外接电源VCC和地，该多档位定时发热装置中各器件的具体连接关系如下：

电源引脚VDD经二极管D1接电源正接线端IN-1，其中，二极管D1的正极接电源正接线端IN-1，二极管D1的负极接电源引脚VDD，该电源引脚VDD还经电容C2接电源负接线端IN-2，MOS开关管控制引脚PA4经电阻R5接MOS开关管MOS的栅极，该MOS开关管控制引脚PA4还经电阻R4与MOS开关管MOS的漏极共接于电源负接线端IN-2；

电源开关ON/OFF一端接主控芯片IC的PA7引脚、另一端与MOS开关管MOS的漏极共接于电源负接线端IN-2，电源指示灯LED1一端接电源正接线端IN-1、另一端经电阻R1接主控芯片IC的PA6引脚；

时间控制开关TIME一端接主控芯片IC的PA3引脚、另一端与MOS开关管MOS的漏极共接于电源负接线端IN-2，时间指示灯LED2、时间指示灯LED3和时间指示灯LED4一端共接后经电阻R2接电源正接线端IN-1、另一端分别接主控芯片IC的1号引脚PB5、2号引脚PB6和3号引脚PB7；

档位控制开关HEAT一端接主控芯片IC的PA0引脚、另一端与MOS开关管MOS的漏极共接于电源负接线端IN-2，慢热指示灯LED5、中热指示灯LED6和快热指示灯LED7的一端共接后经电阻R3接电源正接线端IN-1、另一端分别接主控芯片IC的14号引脚PB2、13号引脚PB1和12号引脚PB0；

电热丝HEATING串联在电源正接线端IN-1和MOS开关管MOS的源极之间，所述电热丝HEATING的两端并联有电容C3；

电源正接线端IN-1和电源负接线端IN-2之间连接有电容C1。

在另一优选实施例中，电源正接线端和电源负接线端通过USB接口外接电源和地，可通过该USB接口外接电脑主机或其他带有USB接口的装置输入电能。

在另一优选实施例中，发热模块通过DC插头和对应的DC插座连接在电源正接线端和MOS开关管之间，其中，DC插头一端接电源正接线端、另一端接所述MOS开关管，所述DC插座的两端均连所述发热模块。

以下结合图2所示的多档位定时发热装置的电路原理图，对该多档位定时发热装置的功能做进一步说明：

当电源正接线端外接电源，但电源开关ON/OFF未开启时，电源指示灯LED1、时间指示灯LED2、时间指示灯LED3、时间指示灯LED4、慢热指示灯LED5、中热指示灯LED6和快热指示灯LED7均不亮，电热丝HEATING不发热；

当按下电源开关ON/OFF使其开启时，主控芯片IC控制电源指示灯LED1、时间指示灯LED3和中热指示灯LED6同时点亮，默认多档位定时发热装置的定时时间20分钟、发热档位为中热档；

当电源开关ON/OFF开启之后，通过按压时间控制开关TIMER，可以设置定时时长为10分钟、20分钟或30分钟，选择不同的定时时长时，对应的时间指示灯点亮；

当电源开关ON/OFF开启之后，通过按压档位控制开关HEAT，可以设置发热档位为慢热档、中热档或快热档，选择不同的发热档位时，对应的档位指示灯点亮；

当电源开关ON/OFF开启、且定时时长和发热档位均设置完成之后，电热丝按照设置的定时时长和发热档位开始发热，定时时间截止后自动终止发热，同时所有指示灯熄灭；

在电热丝发热过程中，如果用户重新设置了定时时长和/或发热档位，则电热丝会根据新设置的定时时长和发热档位重新开始发热。

以下结合图2所示的多档位定时发热装置的电路原理图，对该多档位定时发热装置的工作原理做进一步说明：

主控芯片IC的引脚PA6输出低电平，电源指示灯POWER点亮；

主控芯片IC的引脚PB5输出低电平，时间指示灯LED2点亮，控制多档位定时发热装置定时时长为10分钟；

主控芯片IC的引脚PB6输出低电平，时间指示灯LED3点亮，控制多档位定时发热装置定时时长为20分钟；

主控芯片IC的引脚PB7输出低电平，时间指示灯LED4点亮，控制多档位定时发热装置定时时长为30分钟；

具体应用中，定时时长10分钟、20分钟和30分钟可以根据需要设置成对应的其他值，例如15分钟、30分钟和45分钟；

选择慢热档时，主控芯片IC的引脚PB2输出低电平，慢热指示灯LED5点亮，主控芯片IC的PA4引脚循环输出高电平6秒、低电平4秒，以控制MOS开关管循环导通6秒、关闭4秒，使电热丝HEATING发热6S、关闭4S循环工作；

选择中热档时，主控芯片IC的引脚PB1输出低电平，中热指示灯LED6点亮，主控芯片IC的PA4引脚循环输出高电平7秒、低电平2秒，以控制MOS开关管循环导通7秒、关闭2秒，使电热丝HEATING发热7S、关闭2S循环工作；

选择快热档时，主控芯片IC的引脚PB0输出低电平，快热指示灯LED7点亮，主控芯片IC的PA4引脚循环一直输出高电平，以控制MOS开关管持续导通，使电热丝HEATING持续发热工作；

具体应用中，与慢热档、中热档和快热档对应的MOS开关管的循环导通和关闭时长可以根据需要设置成对应的其他值。

以下结合图2所示的多档位定时发热装置的电路原理图，对该多档位定时发热装置的定时时长为15分钟、发热档位为中热档时，其从开始发热到结束发热的整个工作过程的工作原理做进一步说明：

按下电源开关ON/OFF使其开启，主控芯片IC的引脚PA6、引脚PB5和引脚PB1均输出低电平，电源指示灯POWER、时间指示灯LED3点亮和中热指示灯LED6点亮同时点亮；

按压时间控制开关TIMER，选择定时时长为15分钟，时间指示灯LED3熄灭，主控芯片IC的引脚PB5输出低电平，时间指示灯LED2点亮；

由于多档位定时发热装置开机即默认为中热档，因此不需要按压档位控制开关HEAT来重新设置档位，主控芯片IC的引脚PB1输出低电平，中热指示灯LED6点亮，主控芯片IC的PA4引脚循环输出高电平7秒、低电平2秒，以控制MOS开关管循环导通7秒、关闭2秒，使电热丝HEATING发热7S、关闭2S循环工作；

主控芯片IC计时到15分钟之后，自动控制其引脚PA6、引脚PB5和引脚PB1输出高电平，电源指示灯POWER、时间指示灯LED3点亮和中热指示灯LED6点亮同时熄灭，主控芯片IC的PA4引脚输出低电平，电热丝HEATING停止工作。

本实用新型实施例还提供一种保健眼罩，包括上述的多档位定时发热装置。当该装置应用于保健眼罩时，其供电电压为5V±5％，电流为500mA，工作环境为0～70℃，对应的电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4的阻值均为3.3KΩ，电阻R5的阻值为560Ω，电容C1的电容量为10uF，电容C2的电容量为0.1uF，电容C3的电容量为0.01uF。

当上述的多档位定时发热装置应用于其他热敷产品中时，该装置的工作电压和电流，以及对应的各电阻的阻值、电容的电容量和电热丝的功率均可以根据实际需要进行调整，必要时也可以适当的增减相应的器件。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多档位定时发热装置，通过电源正接线端和电源负接线端外接电源和地，其特征在于，所述多档位定时发热装置包括：

连接在所述电源正接线端和所述电源负接线端之间的主控模块；

连接在所述电源正接线端和所述电源负接线端之间，并分别与所述主控模块连接的电源开/关控制模块、发热时间控制模块和发热档位控制模块；

与所述主控模块连接，还分别与所述主控模块、所述电源开/关控制模块、所述发热时间控制模块和所述发热档位控制模块共接于所述电源负接线端的MOS开关管；

连接在所述电源正接线端和所述MOS开关管之间的发热模块。

2.如权利要求1所述的多档位定时发热装置，其特征在于，所述主控模块包括具有电源引脚和MOS开关管控制引脚的主控芯片，所述电源引脚经二极管D1接所述电源正接线端，其中，二极管D1的正极接所述电源正接线端，二极管D1的负极接所述电源引脚，该电源引脚还经电容C2接所述电源负接线端，所述MOS开关管控制引脚经电阻R5接所述MOS开关管的栅极，该MOS开关管控制引脚还经电阻R4与所述MOS开关管共接于所述电源负接线端。

3.如权利要求1所述的多档位定时发热装置，其特征在于，所述电源开/关控制模块包括电源开关和电源指示灯，所述电源开关一端接所述主控模块、另一端与所述MOS开关管共接于所述电源负接线端，所述电源指示灯一端接所述电源正接线端、另一端经电阻R1接所述主控模块。

4.如权利要求1所述的多档位定时发热装置，其特征在于，所述发热时间控制模块包括时间控制开关和多个时间指示灯，所述时间控制开关一端接所述主控模块、另一端与所述MOS开关管共接于所述电源负接线端，所述多个时间指示灯的一端共接后经电阻R2接所述电源正接线端、另一端分别接所述主控模块。

5.如权利要求1所述的多档位定时发热装置，其特征在于，所述发热档位控制模块包括档位控制开关和多个档位指示灯，所述档位控制开关一端接所述主控模块、另一端与所述MOS开关管共接于所述电源负接线端，所述多个档位指示灯的一端共接后经电阻R3接所述电源正接线端、另一端分别接所述主控模块。

6.如权利要求1所述的多档位定时发热装置，其特征在于，所述发热模块包括串联在所述电源正接线端和所述MOS开关管之间的电热丝，所述电热丝的两端并联有电容C3。

7.如权利要求1所述的多档位定时发热装置，其特征在于，所述电源正接线端和电源负接线端通过USB接口外接电源和地。

8.如权利要求7所述的多档位定时发热装置，其特征在于，所述电源正接线端和电源负接线端之间连接有电容C1。

9.如权利要求1所述的多档位定时发热装置，其特征在于，所述发热模块通过DC插头和对应的DC插座连接在所述电源正接线端和所述MOS开关管之间，其中，所述DC插头一端接所述电源正接线端、另一端接所述MOS开关管，所述DC插座的两端均连所述发热模块。

10.一种保健眼罩，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的多档位定时发热装置。