CN211606841U - 带内置电源的保温炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了带内置电源的保温炉，其中包括保温炉本体和保温装置，所述的保温装置由纳米微晶玻璃电发热板、MOS控制器、显示屏、单片机、触摸按键、聚合物电池和BOOST电路组成，所述的纳米微晶玻璃电发热板与所述的MOS控制器电连接，所述的MOS控制器与所述的单片机电连接，所述的单片机与所述的聚合物电池电连接，所述的MOS控制器和所述的聚合物电池之间设置有BOOST电路，所述的触摸按键和所述的显示屏分别与所述的单片机电连接。本实用新型的带内置电源的保温炉，解决消费者外出旅行取暖、吃饭加热或户外野营活动没有电网的问题,可以为手机充电、照明、加热吃物、保温取暧、烧烤使用，方便安全。

Description

带内置电源的保温炉

技术领域

本实用新型涉及保温技术领域，特别涉及带内置电源的保温炉。

背景技术

社会发展，时代的进步，外出旅行或户外野营活动越来越受到广大的年青人的爱好。外出旅行或户外野营活动保温问题是必不可少的。

目前，市面上的保温电器设备众多，如：电热毯、电吹风、电磁炉、电饭煲、电炒锅、电热风扇等保温电器设备。

保温炉是用于保温加热的工具，是生活中常见的1类家用电器产品。公知的保温炉构造是由：电热板，加热指示灯，保温指示灯，双温金属弹片开关，1类安规电源插座，1类安规电源插头线组成。加热或保温时，必须插上高网(AC220Vrms)或低网 (AC110Vrms)电源插座上。对外出旅行取暖、吃饭加热或野营活动就会因没有电网的问题，出现许多不便之处。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供带内置电源的保温炉，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的带内置电源的保温炉，包括保温炉本体和保温装置，所述的保温装置由纳米微晶玻璃电发热板、MOS控制器、显示屏、单片机、触摸按键、聚合物电池和BOOST电路组成，所述的纳米微晶玻璃电发热板与所述的 MOS控制器电连接，所述的MOS控制器与所述的单片机电连接，所述的单片机与所述的聚合物电池电连接，所述的MOS控制器和所述的聚合物电池之间设置有BOOST 电路，所述的触摸按键和所述的显示屏分别与所述的单片机电连接。

优选地，所述的纳米微晶玻璃电发热板是采用微分纳米节能电热材料，施工到电绝缘玻璃上，形成一层1-20微米具有一定导电率的薄膜层。

优选地，所述的MOS控制器为恒压恒流控制器，驱动纳米微晶玻璃发热板发热控制调节。

优选地，所述的BOOST电路为PWM开关型DC-DC转换驱动器，内置有10A、 0.07ohm功率开关MOS管，芯片内置有软启动和环路补偿，由UVLO(欠压锁定)、 Logic Control(逻辑控制)、OTP(温度保护控制)、PWM(脉冲宽度调制)、Intemal Compensation(内部补偿)、Intemal Soft Start(内部软启动)、EN Logic(脉冲使能控制)、EA、Currnet Sense(电流采样)、Slope Compensation(电压波动补偿)和Driver (MOS驱动器)组成。

优选地，所述的显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，由镓 (Ga)与砷(As)、磷(P)、氮(N)、铟(In)的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。

优选地，所述的单片机是带内置电源保温炉指挥部，是微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，是把中央处理器(Central Process Unit；CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存 (memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD 驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。

优选地，所述的触摸按键，当手触摸时，先向触片充电，然后通过高阻值的电阻(5M)放电，经过MCU计算其放电时间得到运算结果，输出相应的逻辑控制代码，控制保温炉纳米微晶玻璃加热。

优选地，所述的聚合物电池，是把化学能转化为电能，是纳米微晶玻璃加热器的供电部分。

本实用新型的带内置电源的保温炉，解决消费者外出旅行取暖、吃饭加热或户外野营活动没有电网的问题,可以为手机充电、照明、加热吃物、保温取暧、烧烤使用，方便安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的带内置电源的保温炉的原理图；

图2为本实用新型另一实施例提供的带内置电源的保温炉的BOOST电路图；

图3为本实用新型实施例提供的带内置电源的保温炉的UVLO电路原理图；

图4为本实用新型实施例提供的带内置电源的保温炉的脉冲宽度调制原理图；

图5为本实用新型实施例提供的带内置电源的保温炉的脉冲宽度调制波形图；

图6为本实用新型实施例提供的带内置电源的保温炉的Intemal Soft Start(内部软启动)电路图；

图7为本实用新型实施例提供的带内置电源的保温炉的有Intemal Soft Start(内部软启动)下的波形图：

图8为没有加Intemal Soft Start(内部软启动)下的波形图：

图9为本实用新型实施例提供的带内置电源的保温炉的Currnet Sense电路图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

在本实用新型实施例中，参照图1，该带内置电源的保温炉，包括保温炉本体和保温装置，所述的保温装置由纳米微晶玻璃电发热板、MOS控制器、显示屏、单片机、触摸按键、聚合物电池和BOOST电路组成，所述的纳米微晶玻璃电发热板与所述的MOS控制器电连接，所述的MOS控制器与所述的单片机电连接，所述的单片机与所述的聚合物电池电连接，所述的MOS控制器和所述的聚合物电池之间设置有 BOOST电路，所述的触摸按键和所述的显示屏分别与所述的单片机电连接。

进一步地，所述的纳米微晶玻璃电发热板是采用微分纳米节能电热材料发热原理，施工到电绝缘基材上(如：玻璃、耐热胶)，形成一层1-20微米具有一定导电率的薄膜层。该薄膜层在通电(AC或DC)情况下，可以立刻激发原子间的共振效应，并释放出高能红外线，被加热物质，在原子共振谐振与红外线的作用下可达到迅速升温。纳米微晶玻璃发热板加热，无毒无溴，防菌抗菌，环保卫生。

进一步地，所述的MOS控制器是恒压恒流控制器，是驱动纳米微晶玻璃发热板发热控制调节，是控制发热板的温度误差值±0.05摄氏度。

可选地，参照图2，所述的BOOST电路为PWM开关型DC-DC转换驱动器，芯片内置有10A，0.07ohm功率开关MOS管，可以提供达15V的输出可调电压，最高效率可达95％。芯片高达1.2MHz的开关频率实现小电感和电容，同时提供极好的动态响应。芯片内置有软启动和环路补偿，只需要很少的外部元器件就可以实现稳定工作的系统。

进一步地，所述的BOOST电路由UVLO(欠压锁定)、Logic Control(逻辑控制)、 OTP(温度保护控制)、PWM(脉冲宽度调制)、Intemal Compensation(内部补偿)、 Intemal SoftStart(内部软启动)、EN Logic(脉冲使能控制)、EA、Currnet Sense(电流采样)、SlopeCompensation(电压波动补偿)和Driver(MOS驱动器)组成。

进一步地，参照图3，所述的UVLO(欠压锁定)电路包括电压采样电路、比较器、输出缓冲器和反馈回路；

其中：

电阻R2、R3、R4组成Vcc的分压采样电路，实现对Vcc的采样；调整R2、R3、R4 的大小可实现不同阈值和迟滞量的Vcc欠压保护。

NMOS开关管MNl和电阻R1构成比较器，对采样电压和MNl的VTH进行比较，并输出比较结果；

反向器INV1和INV2组成缓冲器电路，可对比较器的输出波形进行整形和缓冲，提高电路的负载能力；

PMOS开关管MP1构成正反馈回路，可以实现电路的迟滞功能，防止电路在Vcc 的阈值附近振荡，增加系统的稳定性。

进一步地，所述的Logic Control(逻辑控制)是采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来调节占空的时间电路。

进一步地，所述的OTP(温度保护控制)，根据工作环境的温度变化，在内部产生高低阻抗的变化，控制开关电路导通或者断开动作，有效地保护芯片在异常工作状况下不被损坏(当芯片内部结温超过130℃，芯片将关断，直到结温低于120℃，芯片重新进入正常工作状态)。

进一步地，所述的PWM指脉冲宽度调制，是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变。使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种有效的技术。脉冲宽度调制过程如图4和图5所示。

进一步地，所述的Intemal Compensation(内部补偿)，是器件随温度环境的变化，工作性能会产生漂移，使用温度特性相反的电容、电阻进行补偿，以便抵消漂移，校正电路的工作点，提高电路的可靠性和稳定性。

进一步地，参照图6，所述Intemal Soft Start(内部软启动)是用于电源启动时，减小浪涌电流，使输出电压缓慢上升，减小对输入电源的影响，提高电路的稳定性和可靠性的。

,当Q1的导通阻抗RDS(on)随VGS变化的特性，通过延缓Q1导通的速度，使 VDD_OUTx缓慢上升到VDD.引入的软启动电路图6的C1、R4。

当Q2集电极变低时，C1通过R4放电，Q1栅极电压随之缓慢下降，从而控制Q1缓慢导通，使VDD_OUTx不会发生突变。用示波器ZDS2022观察VDD_OUTx上电过程中VDD的变化，得到如图8的波形。

从软启动的波形图中可以看到，与没有加Intemal Soft Start(内部软启动)相比(如图7所示)，VDD_OUTx的上升时间延长到了400μs，VDD的跌落问题也得到明显改善。

进一步地，所述的EN Logic(脉冲使能控制)，是切断功率块晶闸管(或IGBT)的触发脉冲，切断脉冲驱动停车比较缓慢。

进一步地，所述的EA比较器是采集输出电压的大小变化,调节PWM的脉冲占空比，控制MOS管的电压电流。

进一步地，参照图9，所述的Currnet Sense(电流采样)是一个峰值检测的过程，此电路实际是一个峰值检测电路。

其中：

P3为信号的2个输入端，调整R10，R11和R17、R18取值来实现峰值测功能，需要根据信号的幅值来调整R10、R11和R17、R18阻值和比值。

进一步地，所述的Slope Compensation(电压波动补偿)是采用差分运放及采样电阻与基准电压构成的输出电压补偿电路，通过串接式在内部检测电阻器来监视负载电流，调节稳压器的输出电压。

进一步地，所述的Driver(MOS驱动器)是对PWM的方波整形放大，提供足够的驱动信号推动MOS管。

在本实施例中，所述的显示屏、单片机、触摸按键和聚合物电池采用现有技术。

其中：

显示屏：是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，由镓(Ga)与砷 (As)、磷(P)、氮(N)、铟(In)的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。

单片机：是带内置电源保温炉指挥部，是微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，是把中央处理器(Central Process Unit；CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。

触摸按键：当手触摸时，先向触片充电，然后通过高阻值的电阻(5M)放电，经过MCU计算其放电时间得到运算结果，输出相应的逻辑控制代码，控制保温炉纳米微晶玻璃加热。

聚合物电池：是把化学能转化为电能，是纳米微晶玻璃加热器的供电部分。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.带内置电源的保温炉，包括保温炉本体和保温装置，其特征在于，所述的保温装置由纳米微晶玻璃电发热板、MOS控制器、显示屏、单片机、触摸按键、聚合物电池和BOOST电路组成，所述的纳米微晶玻璃电发热板与所述的MOS控制器电连接，所述的MOS控制器与所述的单片机电连接，所述的单片机与所述的聚合物电池电连接，所述的MOS控制器和所述的聚合物电池之间设置有BOOST电路，所述的触摸按键和所述的显示屏分别与所述的单片机电连接。

2.如权利要求1所述的带内置电源的保温炉，其特征在于，所述的纳米微晶玻璃电发热板是采用微分纳米节能电热材料，施工到电绝缘玻璃上，形成一层1-20微米具有一定导电率的薄膜层。

3.如权利要求1所述的带内置电源的保温炉，其特征在于，所述的MOS控制器为恒压恒流控制器，驱动纳米微晶玻璃发热板发热控制调节。

4.如权利要求1所述的带内置电源的保温炉，其特征在于，所述的BOOST电路为PWM开关型DC-DC转换驱动器，内置有10A、0.07ohm功率开关MOS管，芯片内置有软启动和环路补偿。

5.如权利要求1所述的带内置电源的保温炉，其特征在于，所述的显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。

6.如权利要求1所述的带内置电源的保温炉，其特征在于，所述的单片机是带内置电源保温炉指挥部，是微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)，又称单片微型计算机(SingleChip Microcomputer)或者单片机，是把中央处理器(Central Process Unit；CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。

7.如权利要求1所述的带内置电源的保温炉，其特征在于，所述的聚合物电池，是把化学能转化为电能，是纳米微晶玻璃加热器的供电部分。

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