CN2072245U - 电热自动控温装置 - Google Patents

Abstract

一种电热自动控温装置，解决了目前电加热装 置、安全性能差，保护功能少等问题，主要由可控硅热 敏元件，电阻，电容组成，其特征在于：还有变值电压 比较网络，开路基准电位支路和短路基准电位支路。 利用相关电阻网，在控温过程中，相应的电位的动态 变化，可判断出电热无件是否开路、短路、拉弧故障， 并且可以自动控温和限温，因此它是一种较理想的电 热自动控温装置。

Description

一种电热自动控温装置，尤其适用于日用电器的温度控制。

目前，许多日用电器需要控制温度，例如，电热毯，电热水器，电烤箱等。温度的控制不仅可保证用电器的正常使用，而且还关系到安全防火。下面以电热毯为例，详细介绍该方面存在的问题。

我国生产的电热毯是从70年代开始的，这20年来，电热毯有了很大的发展和提高，不论从面料，电热线，还是开关上都有了很大的进步，但是有一个根本性的问题一直没有得到解决，即电热毯引起失火的问题，就这点而论，可以说我国生产的电热毯尚处在单一适用型的阶段。从单一适用性发展成为安全保险的完善性是这个产品发展的必然趋势。

电热毯失火是一个从厂家到用户都十分头疼的问题，电热毯的厂家为解决这个问题也想了许多方法，如改用阻燃剂浸过的面料；改用用阻燃塑料封皮的电热线等方式，这些方法都是属于被动的方式，而且同时又给电热毯带来了一些其他的不良后果。电热毯可能引起失火这一点给用户也带来了极大的精神负担，早上起床，上班之前，外出离家时，首先要看看电热毯的电源插头拔下没有，开关关断没有。的确成了一个十分头痛的问题。甚至于有些家庭就因为现在生产的电热毯不能保证不失火，而不敢使用电热毯。

就经济上分析，这一点带来的经济损失也是比较大的。由于生活水平的提高。一般家庭的一个床铺从床到沙发床垫、被褥、毛毯等合计起来也达到千元以上而由于电热毯的失火，轻者把沙发床垫、毛毯等用品烧个洞，重者引起火灾，甚至于祸及四邻，实在是一个比较可怕的问题。

本实用新型的目的在于，提供了一种结构简单，成本低安全性能高的电热自动控温装置。

本实用新型技术解决方案：在主回路中，利用热敏元件作为电桥的一个桥臂，该元件的阻值与欲选温度电阻器进行比较，两者的大小决定了电桥中间两点电位。这两点电位通过电压比较器、光电耦合器控制与电源串联的可控硅，达到自动控温目的。在故障判断回路中，设置了一个与电热元件并联的标准电压比较网络，该网络由电阻R₃R₄可调电阻器W₁W₂组成。分别组成了用于判断电热元件是否断路（或拉弧）的开路基准比较电位V₁；判断电热元件是否短路的短路基准比较电位V₂。它们分别于由R₆和R₇串联并与R₅并联后与电热件串联的变值电位V_H进行电位比较，从而判定电热件是否出现断路拉弧、短路等故障。1、当电热件出现断路或拉弧时，其电阻变大，与其串联的V_H电位变小，此时V₁与V_H比较，启动相应的控制电路、切断主回路完成断电保护功能。2、当电热件出现短路时，其电阻变小，与其串联的V_H电位变大，此时V₂与V_H比较，启动相应的控制电路，切断主回路，同样达到了断电保护的目的。

上述一个网络、两个支路的相应电位的比较，可自动判断出电热元件开路、拉弧打火、短路等故障并切除电源以达到保护的目的。

另外，本装置还设置一个限温支路，该支路以限温标准支路电位V₃和电桥中点电位V_A组成限温输入端，以电压比较器作为该支路的主要元件，该支路的设置，是防止一旦电路出现问题（如电路中元器件损坏）可控硅不断加电，温度不断上升，当温度上升到最高限温值（如70℃）时，V_A电位上升，大于限温标准电位V₃，此时，电压比较器的输出端由低电平变为高电平，启动相应的控制电路，切断回路，实现超温保护功能。

本实用新型优点

1、自动控温。用户可以通过欲选电阻器选定一个个人认为最佳的温度，而且控温范围为±1℃。

2、超温限温。如果因特殊原因，出现温度超过欲置温度而无限上升，这个功能可以起到限温的二次保护作用。

3、断线、短路、打火拉弧、信号线断线等故障，都可以自动断电，克服了失火的问题。

下面结合附图说明本实用新型最佳实施例。

附图是以电热毯作为电热元件的本实用新型最佳实施例电路原理图。

在本实施例中，因为是以电热毯中的电热线为电热元件的，所以在该例中的热敏元件选为直径0.15毫米的漆包线，该根线阻值在30℃的情况下，80.8Ω。每上升10℃，电阻提高3Ω。此线与电热线并绕在一起的，即首先在玻璃丝线上螺旋绕上一层加热线，然后用塑料封皮，再在塑料皮外绕上热敏线（即信号线），然后再封皮。这样从一根加热线中就引出两根线的四个引出端连接于控制电路中。

在附图中：K开关、FV熔断器、U整流桥、W电热线、SW热敏信号线、T可控硅、GH光电耦合器，R₁－R₁₄电阻、RT欲选温度电阻器、1－4电压比较器（型号LM339）、W₁W₂W₃可调电位器、D₁－D₃二极管、C电容、G开关管、J继电器、V_H变值电位、V₁开路（或拉弧）基准电位、V₂短路基准电位、V₃限温基准电位、5开路电位比较基准支路、6短路电位比较基准支路、7变化电压网络、8电桥。

在具有自动限温功能的分路中，与电热元件并行的热敏元件SW为电桥8中的一个桥臂，该桥臂中点电位V_A与电压比较器4的正向端相连，而该比较器的负向端与限温基准电位V₃相连。

在具有开路、短路、拉弧切除电源功能的驱动电路中，电压比较器2的正、反向输入端分别与变化电位V_H，开路（或拉弧）基准电位V₁相连；电压比较器3的正、反向输入端分别与短路基准电位V₂变化电位V_H相连。

结合电路原理图详述本实用新型工作过程：

1、自动控温·使用时，首先利用欲选温度电阻器R_T预置使用温度，由于此时热敏信号线SW的阻值小于R_T，所以电桥8的中间电位V_A＜V_B、电压比较1的输出端F为高电平、光电耦合器G_H工作，可控硅T被触发，整流桥U有输出，电热线W被加热。因为被加热的电热线W与热敏信号线SW并绕所以随着温度的升高，热敏信号线SW的阻值也随之增大，当阻值大于等于欲选温度电阻器R_T时，V_A≥V_B，电压比较器1的输出端F为低电平，光电耦合器G_H停止工作，可控硅T截止，整流桥U无电压输出，达到自动控温的目的。

2、电热元件开路（或拉弧）、短路故障的电源切除。

电热线W在正常加热过程中，开路（或拉弧）基准电位V₁＜变化电位V_H；短路基准电位V₂＞变化电位V_H，此时电压比较器2、3的输出端G₁G₂输出为低电位。由二极管D₁－D₃，开关管G继电器J等组成的或门电路无输出。当电热线W出现断线或拉弧时、V_H电位下降、V₁≥V_H，电压比较器2的输出端为高电平，二极管D₁导通，开关管G工作，继电器J通电，其常闭点J_D动作，切断供电回路；当电热线W出现短路时，V₂≤V_H，电压比较器3的输出端为高电平、二极管D₂导通、开关管G工作，同理常闭点J_D动作，切断供电回路。

3、超温时，电源的切除。

在极限温度内，限温基准电压V₃＞电桥中间电位V_A，（极限温度为70℃）。当电路中的某些元件损坏时，即自动控温失灵时，可控硅不断加电，温度不断上升，当温度上升到最高限温度（70℃）时，V_A≥V₃电压比较4输出端为高电平，或门电路工作，常闭点J_D动作，切断电源回路。

Claims (3)

1、一种电热自动控温装置，主要由可控硅，热敏元件，电阻、电容组成，利用双向可控硅控制加热电源，而可控硅的控制极直接或通过电阻网络与热敏元件相连，其特征是：

a、所述的变值电压比较网络中，电阻R₆、R₇串联后与电阻R₅并联，并且该网与电热元件串联；

b、所述的开路基准电位支路5中，电阻R₃与可调电位器W₁，串联后与整流桥U并联；

c、所述的短路基准电位支路6中，电阻R₄，可调电位器W₂，串联后与整流桥U并联。

2、根据权利要求1所述的电热自动控制装置，其特征：与电热元件并行的热敏元件SW为电桥8中的一个桥臂，该桥臂中点电位V_A与电压比较器4的正向端相连，而该比较器的负向端与限温基准电位V₃相连。

3、根据权利要求1或2所述的电热自动控制装置，其特征：

a、电压比较器2的正、反向输入端分别与变值电位V_H，开路（或拉弧）电位V₁相连；

b、电压比较器3的正、反向输入端分别与变值电位V_H短路电位V₂相连。