CN209486527U - 温度控制装置以及启动电源 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种温度控制装置，包括加热组件、控制开关、控制器和硬件保护电路。加热组件接收一供电组件的供电，并将电能转换为热能以加热受热物体。控制开关电连接于供电组件与加热组件之间，控制器和硬件保护电路分别与所述控制开关电连接，并分别用于控制所述控制开关的通断状态，以控制所述供电组件对所述加热组件的供电状态，从而控制所述加热组件对所述受热物体进行加热或停止对所述受热物体进行加热。本申请还提供一种包括所述温度控制装置的启动电源。本申请的温度控制装置通过同时设置控制器以及硬件保护电路来对控制开关的开关状态进行控制，从而在控制器出现故障时也能够及时地断开控制开关，以对受热物体的加热进行双重保护。

Description

温度控制装置以及启动电源

技术领域

本申请涉及电子技术领域，特别涉及一种温度控制装置以及启动电源。

背景技术

在物体加热过程中，受热物体的温度上升过高会影响受热物体的使用寿命，严重时甚至会引发受热物体自燃或爆炸事故。因此，如何对加热装置进行及时、有效的通断控制显得尤为重要。

实用新型内容

本申请提供一种温度控制装置以及启动电源，能够对所述受热物体的加热进行双重保护，以避免受热物体的加热温度过高而导致安全事故的发生。

本申请第一方面提供一种温度控制装置，包括：

加热组件，与一供电组件电连接，所述加热组件接收所述供电组件的供电，并将电能转换为热能以加热一受热物体；

控制开关，电连接于所述供电组件与加热组件之间，用于控制所述供电组件与所述加热组件之间的电连接的导通状态；以及

控制器和硬件保护电路，分别与所述控制开关电连接，所述控制器和硬件保护电路分别用于控制所述控制开关的通断状态，以控制所述供电组件对所述加热组件的供电状态，从而控制所述加热组件对所述受热物体进行加热或停止对所述受热物体进行加热。

本申请第二方面提供一种启动电源，包括电池组件以及上述的温度控制装置，其中，所述温度控制装置用于对所述电池组件的加热状态进行控制，所述电池组件与所述温度控制装置的加热组件电连接，所述电池组件为所述加热组件供电，所述温度控制装置的加热组件用于对所述电池组件进行加热。

本申请实施例的温度控制装置通过同时设置所述控制器以及硬件保护电路来对所述控制开关的开关状态进行控制，从而在所述控制器出现故障时也能够及时地断开所述控制开关，以对所述受热物体的加热进行双重保护，有效地避免了所述受热物体的加热温度过高而导致发生安全事故。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的温度控制装置的一种结构示意图。

图2为本申请提供的温度控制装置的另一种结构示意图。

图3为本申请提供的温度控制装置的一种具体应用的示意图。

主要元件符号说明

启动电源 100

供电组件 20

温度控制装置 30

加热组件 31

控制开关 32

第一开关单元 321

第二开关单元 322

控制器 33

硬件保护电路 34

温度检测单元 35

受热物体 40

电池组件 50

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

请参阅图1，为本申请提供的温度控制装置30的一种结构示意图。其中，所述温度控制装置30用于在受热物体40的加热过程中对所述受热物体40的加热状态进行有效的控制，以防止受热物体40的加热温度过高而引发安全事故。

在本实施方式中，所述温度控制装置30至少包括加热组件31、控制开关32、控制器33以及硬件保护电路34，其中，所述加热组件31与一供电组件20电连接，所述加热组件31接收所述供电组件20的供电，并将电能转换为热能以加热所述受热物体40，从而提高所述受热物体40的温度。

其中，所述加热组件31可与所述受热物体40相接触而对所述受热物体进行加热，本申请实施例对所述加热组件31的具体结构以及加热方式不做限定，只要所述加热组件31能够加热所述受热物体40即可。

例如，在一些实施方式中，所述加热组件31可包括发热元件(图未示)，所述发热元件可内设于所述受热物体40的表面层或贴设于所述受热物体40的外表面，所述加热组件31接受所述供电组件20的供电并对所述发热元件通电，所述发热元件在通电后能够将电能转换为热能，以加热所述受热物体40。其中，所述发热元件可为电阻件和/或MOS管等。

可选地，在一些实施方式中，所述加热组件31还可包括导热膜(图未示)，所述发热元件可内置于所述导热膜内，所述导热膜可通过导热胶等贴设于所述受热物体40的表面，或者，所述导热膜可以缠绕方式或以包裹方式贴设于所述受热物体40表面。其中，所述导热膜可采用导热硅胶制成，所述电阻件可为大阻值的电阻丝，所述电阻丝可以曲折迂回的方式内设于所述导热膜。

在本实施方式中，所述控制开关32电连接于所述供电组件20与加热组件31之间，用于控制所述供电组件20与所述加热组件31之间的电连接的导通状态。所述加热组件31在所述控制开关32导通时能够接收所述供电组件20的供电。

所述控制器33和硬件保护电路34分别与所述控制开关32电连接，所述控制器33和硬件保护电路34分别用于控制所述控制开关32的通断状态，以控制所述供电组件20对所述加热组件31的供电状态，从而控制所述加热组件31对所述受热物体40进行加热或停止对所述受热物体40进行加热。

由于所述受热物体40的加热温度过高可能会引发安全事故，例如，当所述受热物体40为电池组件时，所述电池组件的温度过高会对所述电池组件的寿命产生不良影响，也可能会发生安全事故，例如电池爆炸事故等。

在本实施方式中，所述温度控制装置30还包括温度检测单元35，所述温度检测单元35用于实时地检测所述受热物体40的温度。

本申请实施例对所述温度检测单元35的具体结构和类型不做限定，只要所述温度检测单元35能够实时地检测所述受热物体40的温度即可。例如，所述温度检测单元35可设于所述受热物体40的表面，所述温度检测单元35可采用温度传感器、热敏电阻等。

在本实施方式中，所述控制器33以及所述硬件保护电路34还分别与所述温度检测单元35电连接，所述控制器33以及所述硬件保护电路34分别通过获取所述温度检测单元35检测到的温度来确定所述受热物体40的温度，以便在所述受热物体40的温度过高时断开所述控制开关32，使所述加热组件31及时停止继续对所述受热物体40进行加热。

在第一实施方式中，所述控制器33在所述受热物体40被加热至第一预设温度时，输出第一控制信号，以断开所述控制开关32，从而控制所述供电组件20停止对所述加热组件31供电，使所述加热组件31停止对所述受热物体40进行加热。

其中，所述第一预设温度可根据所述受热物体40的材料属性以及实验数据确定，例如所述第一预设温度可确定为40摄氏度，在此不做限定。

在本实施方式，所述控制器33可为单片机或微控制器(Micro Control Unit，MCU)等。所述控制器33可包括多个输入输出端口(图未示)，所述控制器33可通过所述多个输入输出端口与其他结构部件，例如所述控制开关32、温度检测单元35等电连接，以获取其他结构部件的信息或者对其他结构部件进行控制等，例如获取所述温度检测单元35检测到的所述受热物体40的温度、控制所述控制开关32的导通状态等。

本申请实施例的温度控制装置30在所述受热物体40被加热至第一预设温度时，通过所述控制器33来断开所述控制开关32，以控制所述加热组件31停止对所述受热物体40进行加热，从而避免所述受热物体40的加热温度过高而导致的安全事故的发生。

可以理解的是，上述采用控制器33来断开控制开关32的做法是通过软件控制的方式来对所述控制开关32的开关状态进行控制。在所述受热物体40的加热过程中，所述控制器33可能会发生失效或死机等异常状况而无法断开所述控制开关32，使得所述加热组件31持续对所述受热物体40进行加热，从而可能导致所述受热物体40的温度过高。

在所述第一实施方式中，所述硬件保护电路34用于在所述受热物体40被加热至第二预设温度时，输出第二控制信号，以断开所述控制开关32，从而控制所述供电组件20停止对所述加热组件31供电，使所述加热组件31停止对所述受热物体40进行加热。其中，所述第二预设温度不同于所述第一预设温度。

在一种实施方式中，所述第二预设温度可设为高于所述第一预设温度。所述第二预设温度可根据所述受热物体40的材料属性以及实验数据确定，例如所述第二预设温度可确定为45摄氏度，在此不做限定。

本申请实施例对所述硬件保护电路34的具体结构不做限定，只要所述硬件保护电路34能够根据所述受热物体40的温度来控制所述控制开关32的开关状态即可。例如，所述硬件保护电路34可包括比较器，该比较器的其中一个输入端的输入值可预设为所述第二预设温度的温度值，另一个输入端与所述温度检测单元35的输出端电连接，以接收所述温度检测单元35实时地检测到的所述受热物体40的温度，即，所述另一个输入端的输入值等于所述受热物体40的实时温度值。该比较器的输出端可与所述控制开关32电连接，该比较器可用于将所述受热物体40的实时温度与所述第二预设温度作比较，并在所述受热物体40的实时温度高于所述第二预设温度时，通过其输出端输出所述第二控制信号，以断开所述控制开关32。

可以理解的是，上述通过硬件保护电路34来断开所述控制开关32是通过硬件控制的方式来对所述控制开关32的开关状态进行控制，从而可在软件控制方式出现异常时，即所述控制器33出现故障时，通过硬件控制的方式及时断开所述控制开关32，以控制所述加热组件31停止对所述受热物体40进行加热，可有效避免所述受热物体40的加热温度过高而导致的安全事故的发生。

在上述的实施方式中，由于所述第一预设温度略低于所述第二预设温度，例如所述第一预设温度可设为40摄氏度，所述第二预设温度可设为45摄氏度，因此，在正常状态下首先由所述控制器33对所述控制开关32的开关状态进行控制。当所述控制器33出现异常而不能断开所述控制开关32时，所述受热物体40由于继续被加热而升温，这时再由所述硬件保护电路34对所述控制开关32的开关状态进行控制，从而可实现对所述受热物体40的加热安全状态进行双重保护。

可选地，在另一种实施方式中，所述第二预设温度也可设为略低于所述第一预设温度，例如所述第一预设温度可设为45摄氏度，所述第二预设温度可设为40摄氏度。在所述另一种实施方式中，由于所述第一预设温度略高于所述第二预设温度，因此，在正常状态下由所述硬件保护电路34对所述控制开关32的开关状态进行控制。当所述硬件保护电路34出现异常时，由所述控制器33对所述控制开关32的开关状态进行控制，从而可实现对所述受热物体40的加热安全状态进行双重保护。

可选地，在其他实施方式中，所述控制器33与所述硬件保护电路34也可以在所述受热物体40被加热至第一预设温度时，同时输出所述第一控制信号和所述第二控制信号，以断开所述控制开关32，从而控制所述供电组件20停止对所述加热组件31供电，使所述加热组件31停止对所述受热物体40进行加热。

可以理解的是，在所述其他实施方式中，所述硬件保护电路34是将所述受热物体40的实时温度与所述第一预设温度作比较。

可选地，在第二实施方式中，所述控制器33在所述受热物体40被加热至第一预设温度时，输出所述第一控制信号，以断开所述控制开关32，从而控制所述供电组件20停止对所述加热组件31供电，使所述加热组件31停止对所述受热物体40进行加热。

可以理解的是，当所述控制器33出现故障而无法断开所述控制开关32时，所述供电组件20会继续给所述加热组件31供电，从而在所述加热组件31与所述供电组件20之间的连接电路上有电流流过。

在所述第二实施方式中，所述硬件保护电路34在所述受热物体40被加热至所述第一预设温度后，且在所述加热组件31与所述供电组件20之间的连接电路上侦测到电流时，输出所述第二控制信号，以断开所述控制开关32，从而控制所述供电组件20停止对所述加热组件供电，使所述加热组件31停止对所述受热物体40进行加热。

可以理解的是，所述加热组件31与所述供电组件20之间的连接电路上的电流可通过电流检测装置(图未示)来检测出来。本申请实施例对所述硬件保护电路34的具体结构不做限定，例如，所述硬件保护电路34可包括两个比较器，其中一个比较器用于将所述受热物体40的实时温度与所述第一预设温度作比较，另一个比较器可用于将所述其中一个比较器的输出值与所述电流的转换信号作比较，并通过所述另一个比较器的输出端输出所述第二控制信号。

可选地，在第三实施方式中，如图2所示，所述控制开关32包括串联的第一开关单元321和第二开关单元322，所述第一开关单元321与所述控制器33电连接，所述第二开关单元322与所述硬件保护电路34电连接。所述控制器33与所述硬件保护电路34在所述受热物体40被加热至所述第一预设温度时，同时断开相应的开关单元321/322，以控制所述供电组件20停止对所述加热组件31供电，使所述加热组件31停止对所述受热物体40进行加热。

本申请实施例的温度控制装置30通过设置两个开关单元，并设置与所述两个开关单元一一对应连接的所述控制器33以及硬件保护电路34来对相应的开关单元的开关状态进行控制，从而在所述控制器33或所述开关单元321/322出现故障时也能够及时有效地断开所述加热组件31的供电电路，从而可对所述受热物体40的加热安全状态进行双重保护，有效地避免了所述受热物体40的加热温度过高而导致的安全事故的发生。

可选地，在第四实施方式中，所述控制器33在所述受热物体40被加热至所述第一预设温度时，输出所述第一控制信号，以断开所述第一开关单元321，从而控制所述供电组件20停止对所述加热组件31供电，使所述加热组件31停止对所述受热物体40进行加热。

可以理解的是，当所述控制器33出现故障或所述第一开关单元321出现故障而无法断开所述第一开关单元321时，所述供电组件20会继续给所述加热组件31供电，使得所述加热组件31持续对所述受热物体40进行加热，从而导致所述受热物体40的温度过高而可能发生安全事故。

在所述第四实施方式中，所述硬件保护电路34在所述受热物体40被加热至所述第二预设温度时，输出所述第二控制信号，以断开所述第二开关单元322，从而控制所述供电组件20停止对所述加热组件31供电，使所述加热组件31停止对所述受热物体40进行加热。

其中，所述第四实施方式的其他技术细节可参阅上述第一实施方式的相关技术细节的具体介绍，在此不重复赘述。

可选地，在第五实施方式中，所述控制器33在所述受热物体40被加热至第一预设温度时，输出所述第一控制信号，以断开所述第一开关单元321，从而控制所述供电组件20停止对所述加热组件31供电，使所述加热组件31停止对所述受热物体40进行加热。

可以理解的是，当所述控制器33出现故障或所述第一开关单元321出现故障而无法断开所述第一开关单元321时，所述供电组件20会继续给所述加热组件31供电，从而在所述加热组件31与所述供电组件20之间的连接电路上有电流流过。

在所述第五实施方式中，所述硬件保护电路34在所述受热物体40被加热至所述第一预设温度后，且在所述加热组件31与所述供电组件20之间的连接电路上侦测到电流时，输出所述第二控制信号，以断开所述第二开关单元322，从而控制所述供电组件20停止对所述加热组件供电，使所述加热组件31停止对所述受热物体40进行加热。

其中，所述第五实施方式的其他技术细节可参阅上述第二实施方式的相关技术细节的具体介绍，在此不重复赘述。

本申请实施例的温度控制装置30通过同时设置所述控制器33以及硬件保护电路34来对所述控制开关32的开关状态进行控制，在所述受热物体40被加热后的温度过高时，能够及时有效地断开所述控制开关32，且在所述控制器33与所述硬件保护电路34中的其中一个出现故障时也能够及时地断开所述控制开关32，从而可对所述受热物体40的加热安全状态进行双重保护，有效地避免了所述受热物体40的加热温度过高而导致发生安全事故。

请参阅图3，为本申请实施例的温度控制装置30的一种具体应用的示意图。如图3所示，所述温度控制装置30可应用于启动电源100中，并用于对所述启动电源100的电池组件50的加热状态进行有效的控制，以防止所述电池组件50的加热温度过高而引发安全事故。

在所述启动电源100中，由于所述电池组件50是否能够对外正常供电，例如输出瞬时大电流，输出多大的电流，都与所述电池组件50的温度有关，例如，与电池组件50的表面温度有关，因此，若需要使用所述电池组件50正常供电，所述电池组件50必须处于一定的温度范围，例如10摄氏度到45摄氏度内，所述电池组件50才能正常地对外输出电流。如果所述电池组件50所处环境的环境温度低于10摄氏度而导致所述电池组件50的温度也低于10摄氏度时，所述电池组件50将无法输出大电流，从而导致无法启动汽车，因此在低温环境下启动汽车之前，需要使用加热装置，例如所述加热组件31来对所述电池组件50进行加热。

在本实施方式中，所述温度控制装置30可集成于所述启动电源100中。可以理解的是，在其他实施方式中，所述温度控制装置30也可以独立于所述启动电源100。

在本实施方式中，所述温度控制装置30用于在低温环境下对所述电池组件50进行加热，以使所述电池组件50能够正常对外放电，例如输出瞬时大电流，以启动所述启动电源100所在的汽车，并在所述电池组件50的加热温度过高时及时停止加热所述电池组件50，可有效地避免了所述电池组件50的加热温度过高而导致的安全事故的发生。

具体地，所述电池组件50与所述加热组件31电连接，并可作为供电组件来给所述加热组件31供电。所述加热组件31在低温环境下接收所述电池组件50的供电，并将电能转换为热能以加热所述电池组件50，从而提高所述电池组件50的温度。也就是说，在本实施方式中，所述电池组件50既作为供电组件使用，又作为受热物体而被加热。

其中，所述温度控制装置30的具体结构以及工作原理请参阅上述第一至第五实施方式的具体描述，在此不进行重复赘述。

本申请实施例的启动电源通过设置所述温度控制装置，并在低温环境下采用所述温度控制装置的加热组件对启动电源的电池组件进行加热，从而提升所述电池组件的放电能力，使所述电池组件能够保持瞬时输出大电流的性能。此外，在所述电池组件温度恢复正常温度时能够及时断开加热组件的供电电路，以确保所述电池组件安全加热，从而有效地避免了所述电池组件的加热温度过高而导致的安全事故的发生。

以上具体实施方式对本申请进行了详细的说明，但这些并非构成对本申请的限制。本申请的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本申请所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (10)

1.一种温度控制装置，包括：

加热组件，与一供电组件电连接，所述加热组件接收所述供电组件的供电，并将电能转换为热能以加热一受热物体；

控制开关，电连接于所述供电组件与加热组件之间，用于控制所述供电组件与所述加热组件之间的电连接的导通状态；以及

控制器和硬件保护电路，分别与所述控制开关电连接，所述控制器和硬件保护电路分别用于控制所述控制开关的通断状态，以控制所述供电组件对所述加热组件的供电状态，从而控制所述加热组件对所述受热物体进行加热或停止对所述受热物体进行加热；

其中，所述控制器在所述受热物体被加热至第一预设温度时，输出第一控制信号，以断开所述控制开关，从而控制所述供电组件停止对所述加热组件供电，使所述加热组件停止对所述受热物体进行加热；

所述硬件保护电路在所述受热物体被加热至第二预设温度时，输出第二控制信号，以断开所述控制开关，从而控制所述供电组件停止对所述加热组件供电，使所述加热组件停止对所述受热物体进行加热，所述第二预设温度不同于所述第一预设温度。

2.如权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，所述控制开关包括串联的第一开关单元和第二开关单元，所述控制器与所述第一开关单元电连接并控制所述第一开关单元的通断状态，所述硬件保护电路与所述第二开关单元电连接并控制所述第二开关单元的通断状态。

3.如权利要求2所述的温度控制装置，其特征在于，所述控制器在所述受热物体被加热至所述第一预设温度时，输出所述第一控制信号，以断开所述第一开关单元，从而控制所述供电组件停止对所述加热组件供电，使所述加热组件停止对所述受热物体进行加热；

所述硬件保护电路在所述受热物体被加热至所述第二预设温度时，输出所述第二控制信号，以断开所述第二开关单元，从而控制所述供电组件停止对所述加热组件供电，使所述加热组件停止对所述受热物体进行加热。

4.如权利要求1至3任意一项所述的温度控制装置，其特征在于，所述第二预设温度高于所述第一预设温度；或者

所述第二预设温度低于所述第一预设温度。

5.如权利要求4所述的温度控制装置，其特征在于，所述温度控制装置还包括温度检测单元，所述温度检测单元用于实时地检测所述受热物体的温度；

所述控制器以及所述硬件保护电路分别与所述温度检测单元电连接，所述控制器以及所述硬件保护电路分别通过获取所述温度检测单元检测到的温度来确定所述受热物体的温度。

6.一种温度控制装置，包括：

加热组件，与一供电组件电连接，所述加热组件接收所述供电组件的供电，并将电能转换为热能以加热一受热物体；

控制开关，电连接于所述供电组件与加热组件之间，用于控制所述供电组件与所述加热组件之间的电连接的导通状态；以及

控制器和硬件保护电路，分别与所述控制开关电连接，所述控制器和硬件保护电路分别用于控制所述控制开关的通断状态，以控制所述供电组件对所述加热组件的供电状态，从而控制所述加热组件对所述受热物体进行加热或停止对所述受热物体进行加热；

所述控制器在所述受热物体被加热至第一预设温度时，输出第一控制信号，以断开所述控制开关，从而控制所述供电组件停止对所述加热组件供电，使所述加热组件停止对所述受热物体进行加热；

所述硬件保护电路在所述受热物体被加热至所述第一预设温度后，且在所述加热组件与所述供电组件之间的连接电路上侦测到电流时，输出第二控制信号，以断开所述控制开关，从而控制所述供电组件停止对所述加热组件供电，使所述加热组件停止对所述受热物体进行加热。

7.如权利要求6所述的温度控制装置，其特征在于，所述控制开关包括串联的第一开关单元和第二开关单元，所述控制器与所述第一开关单元电连接并控制所述第一开关单元的通断状态，所述硬件保护电路与所述第二开关单元电连接并控制所述第二开关单元的通断状态。

8.如权利要求7所述的温度控制装置，其特征在于，所述控制器在所述受热物体被加热至所述第一预设温度时，输出所述第一控制信号，以断开所述第一开关单元，从而控制所述供电组件停止对所述加热组件供电，使所述加热组件停止对所述受热物体进行加热；

所述硬件保护电路在所述受热物体被加热至所述第一预设温度后，且在所述加热组件与所述供电组件之间的连接电路上侦测到电流时，输出所述第二控制信号，以断开所述第二开关单元，从而控制所述供电组件停止对所述加热组件供电，使所述加热组件停止对所述受热物体进行加热。

9.如权利要求6至8任意一项所述的温度控制装置，其特征在于，所述温度控制装置还包括温度检测单元，所述温度检测单元用于实时地检测所述受热物体的温度；

所述控制器以及所述硬件保护电路分别与所述温度检测单元电连接，所述控制器以及所述硬件保护电路分别通过获取所述温度检测单元检测到的温度来确定所述受热物体的温度。

10.一种启动电源，包括电池组件以及如权利要求1至9任意一项所述的温度控制装置，其中，所述温度控制装置用于对所述电池组件的加热状态进行控制，所述电池组件与所述温度控制装置的加热组件电连接，所述电池组件为所述加热组件供电，所述温度控制装置的加热组件用于对所述电池组件进行加热。