CN212057491U - 加热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种加热系统，包括：发热元件；供电电路，电连接发热元件，还用于电连接市电，将市电转换为单相高压交流电压输出至发热元件；远端控制电路，电连接供电电路及发热元件，用于调节发热元件的工作参数。本实用新型利用供电电路将市电转换为单相高压交流电后传输至发热元件，能够降低线路电流，从而降低损耗，还能减少供电电路到发热元件的走线成本和走线难度；并通过远端控制电路对发热元件的工作参数进行调节控制，可以将供电电路放在空间较大的区域，通过远程走线对居室内的发热元件进行供电，在发热元件设置的区域直接利用远端控制电路即可进行调节控制，方便使用。

Description

加热系统

技术领域

本实用新型涉及电热取暖装置领域，特别是涉及一种加热电路。

背景技术

随着生活质量的提升，电热取暖装置的种类也越来越多，例如电地暖、电地毯、电墙板、电床板等等。

若用户房屋居室空间较大，一个电热取暖装置难以达到较理想的取暖效果；若居室数量较多一般需要选用可移动的电热取暖装置，如果使用固定式电热取暖装置，则需要在每个居室都设置。可移动的电热取暖装置只能实现小范围取暖，固定式电热取暖装置，例如电地暖、电墙板等，供电主机占地相对较大，若在每个居室单独设置，未必每个居室都有充足空间容纳供电主机；若将供电主机放置于固定位置，电热取暖装置的发热元件需要设置在距离较远的居室，则布线复杂，并且在传输过程中会产生较大的损耗，浪费电能。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种加热系统，能够不受到供电主机安装位置的限制，适用性更佳。

一种加热系统，包括：

发热元件；

供电电路，电连接发热元件，还用于电连接市电，将市电转换为单相高压交流电压输出至发热元件；

远端控制电路，电连接供电电路及发热元件，用于调节发热元件的工作参数。

在其中一个实施例中，供电电路包括：

整流滤波电路，用于电连接市电，对市电进行整流滤波，输出直流电；

变频电路，电连接整流滤波电路及发热元件，用于将整流滤波电路输出的直流电转换为单相高压交流电压后输出至发热元件。

在其中一个实施例中，远端控制电路包括：

温度检测装置，用于检测发热元件的实时温度；

控制电路，电连接温度检测装置，用于在发热元件的实时温度低于预设阈值时输出驱动信号；

受控开关，串联于发热元件与变频电路之间，且受控端电连接控制电路，在接收到驱动信号时闭合。

在其中一个实施例中，供电电路还包括：

功率因数校正电路，用于对整流滤波电路输出的直流电进行功率因数校正后输出至变频电路。

在其中一个实施例中，加热系统还包括：

隔离变压器，原边绕组串联于变频电路中，副边绕组与发热元件串联。

在其中一个实施例中，变频电路包括：

逆变电路；

逆变控制器，用于向逆变电路输出逆变控制信号。

在其中一个实施例中，逆变控制器为移相全桥控制器；

逆变电路包括：

第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管及第一电容；

第一NMOS管的源极电连接第二NMOS管的漏极，漏极用于电连接功率因数校正电路的第一电位端，栅极电连接移相全桥控制器的第一输出端；

第二NMOS管的源极用于电连接功率因数校正电路的第二电位端，栅极电连接移相全桥控制器的第二输出端；

第三NMOS管的源极电连接第四NMOS管的漏极，漏极电连接第一NMOS管的漏极，栅极电连接移相全桥控制器的第三输出端；

第四NMOS管的源极电连接第二NMOS管的源极，栅极电连接移相全桥控制器的第四输出端；

第一电容的第一端电连接第一NMOS管的漏极，第二端电连接第二NMOS管的漏极。

在其中一个实施例中，变频电路还包括：

驱动电路，电连接移相全桥控制器及逆变电路，在接收到逆变控制信号时输出逆变驱动信号，逆变驱动信号用于驱动逆变电路工作。

在其中一个实施例中，驱动电路包括第一缓冲门、第二缓冲门、第三缓冲门及第四缓冲门；

第一缓冲门的输入端电连接移相全桥控制器的第一输出端，输出端电连接第一NMOS管的栅极；

第二缓冲门的输入端电连接移相全桥控制器的第二输出端，输出端电连接第二NMOS管的栅极；

第三缓冲门的输入端电连接移相全桥控制器的第三输出端，输出端电连接第三NMOS管的栅极；

第四缓冲门的输入端电连接移相全桥控制器的第四输出端，输出端电连接第四NMOS管的栅极。

在其中一个实施例中，发热元件的数量为一个以上，远端控制电路的数量与发热元件的数量相同，且与发热元件一一对应。

上述加热系统，利用供电电路将市电转换为单相高压交流电后传输至发热元件，能够降低线路电流，从而降低损耗，还能减少供电电路到发热元件的走线成本和走线难度；并通过远端控制电路对发热元件的工作参数进行调节控制，可以将供电电路放在空间较大的区域，通过远程走线对居室内的发热元件进行供电，在发热元件设置的区域直接利用远端控制电路即可进行调节控制，方便使用。

附图说明

图1为一个实施例中，加热系统的结构框图；

图2为一个实施例中，供电电路的结构框图；

图3为一个实施例中，远端控制电路的结构框图；

图4为另一个实施例中，供电电路的结构框图；

图5为一个实施例中，变频电路的电路结构示意图；

图6为一个实施例中，具有驱动电路的变频电路的电路结构示意图；

图7为一个实施例中，加热系统的电路结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

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例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在其中一个实施例中，如图1所示，提供了一种加热系统，包括：

发热元件100；

供电电路200，电连接发热元件100，还用于电连接市电400，将市电400转换为单相高压交流电压输出至发热元件100；

远端控制电路300，电连接供电电路200及发热元件100，用于调节发热元件100的工作参数。

发热元件100是在通电后发热的电热材料，根据电热取暖装置的不同，可以是不同类型的电热材料，例如碳纤维线、发热丝、电阻、电阻膜、半导体发热元件、电子发热材料等。

供电电路200即为供电主机的电路，可以根据用户需要及实际情况设置于有充足空间的区域。供电电路200将市电400转换为单相高压交流电后再传输至发热元件100，能够降低线路电流，降低传输过程中在线路上的电能损耗，即使发热元件100距离供电电路200较远，也可实现低损耗供电。方便用户根据需要对供电电路200及发热元件100进行设置，并进行布线。由于市电400为三相交流电，若直接采用三相电进行传输，则需要采用三相线，对于大功率的电热取暖装置，还需要增加零线，使得走线的成本和走线难度增加。通过供电电路200转换为单相交流电后，只需两根导线即可实现传输，简化走线难度，节约布线成本。

上述加热系统，利用供电电路200将市电400转换为单相高压交流电后传输至发热元件100，能够降低线路电流，从而降低损耗，还能减少供电电路200到发热元件100的走线成本和走线难度；并通过远端控制电路300对发热元件100的工作参数进行调节控制，可以将供电电路200放在空间较大的区域，通过远程走线对居室内的发热元件100进行供电，在发热元件100设置的区域直接利用远端控制电路300即可进行调节控制，方便使用。

在其中一个实施例中，如图2所示，供电电路200包括：

整流滤波电路210，用于电连接市电400，对市电400进行整流滤波，输出直流电U1；

变频电路220，电连接整流滤波电路210及发热元件100，用于将整流滤波电路210输出的直流电U1转换为单相高压交流电后输出至发热元件100。

为了将三相交流电转换为单相交流电，先利用整流滤波电路210对市电400进行整流滤波，输出直流电U1，再通过变频电路220对直流电U1进行逆变，输出单相高压交流电至发热元件100，为发热元件100供电。

整流滤波电路210包括整流电路及滤波电路，整流电路(rectifying circuit)是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。整流电路的主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电，这就是交流电的整流过程，整流电路主要由整流二极管组成。经过整流电路之后的电压已经不是交流电压，而是一种含有直流电压和交流电压的混合电压。习惯上称单向脉动性直流电压。

在其中一个实施例中，整流电路可以是半波整流电路、全波整流电路、桥式整流电路、倍压整流电路或倍流整流电路。本领域技术人员也可以根据实际需要选择其他整流电路。

滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器，或与负载串联电感器，以及由电容，电感组成而成的各种复式滤波电路。滤波电路作用是尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑。常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。若滤波电路元件仅由无源元件(电阻、电容、电感)组成，则称为无源滤波电路。无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。若滤波电路不仅由无源元件，还由有源元件(双极型管、单极型管、集成运放)组成，则称为有源滤波电路。有源滤波的主要形式是有源RC滤波，也被称作电子滤波器。本领域技术人员可以根据需要选择滤波电路。

在其中一个实施例中，如图3所示，远端控制电路300包括：

温度检测装置310，用于检测发热元件100的实时温度；

控制电路320，电连接温度检测装置310，用于在发热元件100的实时温度低于预设阈值时输出驱动信号；

受控开关K，串联于发热元件100与变频电路220之间，且受控端电连接控制电路320，在接收到驱动信号时闭合。在其中一个实施例中，受控开关K可以是继电器、场效应管、可控硅等。采用场效应管、可控硅做开关时可以改变负载的功率，达到精密恒温的效果。

温度检测装置310将检测到的发热元件100的实时温度反馈至控制电路320，控制电路320根据发热元件100的实时温度对受控开关K进行驱动，当发热元件100的实时温度低于预设阈值时输出驱动信号，驱动受控开关K，使发热元件100导通供电回路进行加热；当发热元件100的实时温度达到预设阈值时，停止输出驱动信号，使受控开关K断开，切断发热元件100的供电回路，使发热元件100停止继续加热。

在其中一个实施例中，温度检测装置310包括温度传感器。在其中一个实施例中，温度检测装置310还可以包括分压电阻等外围电路。

在其中一个实施例中，控制电路320包括单片机，利用现有技术中常见的温控驱动芯片即可实现控制。在其中一个实施例中，温度检测装置310可以包括热敏电阻，控制电路320包括比较器及基准电源，利用热敏电阻随温度的变化发生的电阻变化，可以通过比较器对加在热敏电阻两端的电压进行比较实现对受控开关K的控制；也可以通过比较器对流过热敏电阻两端的电流进行比较实现对受控开关K的控制。

在其中一个实施例中，如图4所示，供电电路200还包括：

功率因数校正电路230，用于对整流滤波电路210输出的直流电U1进行功率因数校正后输出至变频电路220。

功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。在一定程度上，功率因数可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因数值越大，代表其电力利用率越高。

功率因数校正(PFC，Power Factor Correction)电路针对非正弦电流波形畸变而采取的，迫使交流线路电流追踪电压波形瞬时变化轨迹，并使电流和电压保持同相位，使系统呈纯电阻性技术，也称为线路电流波形校正技术。

在其中一个实施例中，如图7所示，加热系统还包括：

隔离变压器T，原边绕组串联于变频电路220中，副边绕组与发热元件100串联。

隔离变压器T的主要作用是：使一次侧与二次侧的电气完全绝缘，也使该回路隔离。由于电热取暖装置存在与用户身体直接接触的可能，若直接将高压交流电接入发热元件100，存在安全隐患。设置隔离变压器T将发热元件100与变频电路220隔离，能够避免安全隐患。

在其中一个实施例中，变频电路220包括：

逆变电路；

逆变控制器，用于向逆变电路输出逆变控制信号。

逆变电路(Inverter Circuit)是与整流电路(Rectifier)相对应，将直流电U1能变换为交流电能的变换电路。在其中一个实施例中，逆变电路可以是全桥电路、半桥电路、推挽电路、正激电路或反激电路。

逆变控制信号是用于控制逆变电路中开关管工作的控制信号，逆变控制器可以根据逆变电路的类型选择对应的控制器。

在其中一个实施例中，逆变控制器为移相全桥控制器；

如图5所示，逆变电路包括：

第一NMOS管Q1、第二NMOS管Q2、第三NMOS管Q3、第四NMOS管Q4及第一电容；

第一NMOS管Q1的源极电连接第二NMOS管Q2的漏极，漏极用于电连接功率因数校正电路230的第一电位端，栅极电连接移相全桥控制器的第一输出端；

第二NMOS管Q2的源极用于电连接功率因数校正电路230的第二电位端，栅极电连接移相全桥控制器的第二输出端；

第三NMOS管Q3的源极电连接第四NMOS管Q4的漏极，漏极电连接第一NMOS管Q1的漏极，栅极电连接移相全桥控制器的第三输出端；

第四NMOS管Q4的源极电连接第二NMOS管的源极，栅极电连接移相全桥控制器的第四输出端；

第一电容的第一端电连接第一NMOS管Q1的漏极，第二端电连接第二NMOS管Q2的漏极。

第一NMOS管Q1、第二NMOS管Q2、第三NMOS管Q3及第四NMOS管Q4构成一个全桥电路，移相全桥控制器向逆变电路输出逆变控制信号，当输入至第一NMOS管Q1栅极的信号为高电平时，第一NMOS管Q1导通；输入低电平时，第一NMOS管Q1截止。当当输入至第二NMOS管Q2栅极的信号为高电平时，第二NMOS管Q2导通，输入低电平时，第二NMOS管Q2截止。当当输入至第二NMOS管Q2栅极的信号为高电平时，第三NMOS管Q3导通，输出低电平时，第三NMOS管Q3截止。当变频驱动电路的第四输出端输出高电平时，第四NMOS管Q4导通，输出低电平时，第四NMOS管Q4Q4截止。

在其中一个实施例中，利用移相全桥控制器能够对全桥电路进行变频控制，控制全桥电路输出高频高压交流电，可以降低隔离变压器T的尺寸，缩小加热系统的体积。

在其中一个实施例中，如图6所示，变频电路220还包括：

驱动电路，电连接移相全桥控制器及逆变电路，在接收到逆变控制信号时输出逆变驱动信号，逆变驱动信号用于驱动逆变电路工作。

设置驱动电路能够提升移相全桥控制器对逆变电路的驱动能力，在一些实施例中，还可以通过使用驱动变压器来进行电压变换。在一些实施例中，驱动电路还可以采用驱动芯片，根据电路设计需要可以选择不同类型或型号的驱动芯片。

在其中一个实施例中，如图6所示，驱动电路包括第一缓冲门、第二缓冲门、第三缓冲门及第四缓冲门；

第一缓冲门的输入端电连接移相全桥控制器的第一输出端，输出端电连接第一NMOS管Q1的栅极；

第二缓冲门的输入端电连接移相全桥控制器的第二输出端，输出端电连接第二NMOS管Q2的栅极；

第三缓冲门的输入端电连接移相全桥控制器的第三输出端，输出端电连接第三NMOS管Q3的栅极；

第四缓冲门的输入端电连接移相全桥控制器的第四输出端，输出端电连接第四NMOS管Q4的栅极。

缓冲门是一种具有高输出驱动能力或多输出端的逻辑门，能够提高驱动能力。当移相全桥控制器的第一输出端输出高电平时，第一缓冲门输出高电平，反之，则输出低电平；移相全桥控制器的第二输出端输出高电平时，第二缓冲门输出高电平，反之，则输出低电平；移相全桥控制器的第三输出端输出高电平时，第三缓冲门输出高电平，反之，则输出低电平；移相全桥控制器的第四输出端输出高电平时，第四缓冲门输出高电平，反之，则输出低电平。

在其中一个实施例中，发热元件100的数量为一个以上，远端控制电路300的数量与发热元件100的数量相同，且与发热元件100一一对应。

若在一个房屋中多个居室，可以共用一个供电电路200为每个居室中的发热元件100进行供电，每个居室中的发热元件100通过其对应的远端控制电路300进行控制。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种加热系统，其特征在于，包括：

发热元件；

供电电路，电连接所述发热元件，还用于电连接市电，将市电转换为单相高压交流电输出至所述发热元件；

远端控制电路，电连接所述供电电路及所述发热元件，用于调节所述发热元件的工作参数。

2.根据权利要求1所述的加热系统，其特征在于，所述供电电路包括：

整流滤波电路，用于电连接市电，对市电进行整流滤波，输出直流电；

变频电路，电连接所述整流滤波电路及所述发热元件，用于将所述整流滤波电路输出的直流电转换为单相高压交流电后输出至所述发热元件。

3.根据权利要求2所述的加热系统，其特征在于，所述远端控制电路包括：

温度检测装置，用于检测所述发热元件的实时温度；

控制电路，电连接所述温度检测装置，用于在所述发热元件的实时温度低于预设阈值时输出驱动信号；

受控开关，串联于所述发热元件与所述变频电路之间，且受控端电连接所述控制电路，在接收到所述驱动信号时闭合。

4.根据权利要求2所述的加热系统，其特征在于，所述供电电路还包括：

功率因数校正电路，用于对所述整流滤波电路输出的直流电进行功率因数校正后输出至所述变频电路。

5.根据权利要求2所述的加热系统，其特征在于，还包括：

隔离变压器，原边绕组串联于所述变频电路中，副边绕组与所述发热元件串联。

6.根据权利要求4所述的加热系统，其特征在于，所述变频电路包括：

逆变电路；

逆变控制器，用于向所述逆变电路输出逆变控制信号。

7.根据权利要求6所述的加热系统，其特征在于，所述逆变控制器为移相全桥控制器；

所述逆变电路包括：

第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管及第一电容；

所述第一NMOS管的源极电连接所述第二NMOS管的漏极，漏极用于电连接所述功率因数校正电路的第一电位端，栅极电连接所述移相全桥控制器的第一输出端；

所述第二NMOS管的源极用于电连接所述功率因数校正电路的第二电位端，栅极电连接所述移相全桥控制器的第二输出端；

所述第三NMOS管的源极电连接所述第四NMOS管的漏极，漏极电连接所述第一NMOS管的漏极，栅极电连接所述移相全桥控制器的第三输出端；

所述第四NMOS管的源极电连接所述第二NMOS管的源极，栅极电连接所述移相全桥控制器的第四输出端；

所述第一电容的第一端电连接所述第一NMOS管的漏极，第二端电连接所述第二NMOS管的漏极。

8.根据权利要求7所述的加热系统，其特征在于，所述变频电路还包括：

驱动电路，电连接所述移相全桥控制器及所述逆变电路，在接收到所述逆变控制信号时输出逆变驱动信号，所述逆变驱动信号用于驱动所述逆变电路工作。

9.根据权利要求8所述的加热系统，其特征在于，所述驱动电路包括第一缓冲门、第二缓冲门、第三缓冲门及第四缓冲门；

所述第一缓冲门的输入端电连接所述移相全桥控制器的第一输出端，输出端电连接所述第一NMOS管的栅极；

所述第二缓冲门的输入端电连接所述移相全桥控制器的第二输出端，输出端电连接所述第二NMOS管的栅极；

所述第三缓冲门的输入端电连接所述移相全桥控制器的第三输出端，输出端电连接所述第三NMOS管的栅极；

所述第四缓冲门的输入端电连接所述移相全桥控制器的第四输出端，输出端电连接所述第四NMOS管的栅极。

10.根据权利要求1至9任一项所述的加热系统，其特征在于，所述发热元件的数量为一个以上，所述远端控制电路的数量与所述发热元件的数量相同，且与所述发热元件一一对应。

Images