CN219181177U - 一种保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种保护电路，应用于电热毯，包括过零检测电路、温度开关、电流采样电路及MCU，所述过零检测电路连接外部输入电源；所述温度开关连接于外部输入电源和电热毯的工作电路以及外部输入电源和电流采样电路之间，用于在电热毯的工作温度超过第一预设阈值时断开外部输入电源和工作电路以及电流采样电路的连接；所述电流采样电路包括可控硅和采样电阻，可控硅的控制极连接MCU，其阳极连接温度开关，所述采样电阻的一端连接可控硅的阴极和MCU，以输出电流信号至MCU，另一端接地；所述MCU与电流采样电路和过零检测电路连接，以根据来自过零检测电路的过零检测信号和电流采样电路的电流信号判断电热毯工作状态，并提示用户。

Description

一种保护电路

技术领域

本实用新型涉及一种保护电路。

背景技术

目前，电热毯普遍采用温度保险丝进行熔断保护，当用户使用不规范导致温度过高，例如因忘了关电热毯电源，长时间加热造成温度过高，或者是电热毯工作时将电热毯折叠导致发热丝被包裹，造成温度过高，此时通过保险丝进行过温熔断保护，然而因保险丝熔断后产品就不能再使用，影响用户使用体验，且会容易导致产品退货率升高。

鉴于此，有必要提供一种应用于电热毯内的保护电路以解决上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种应用于电热毯内的保护电路，以提高用户使用体验，减少产品退货率。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种保护电路，应用于电热毯，其包括过零检测电路、温度开关、电流采样电路以及MCU，其中，

所述过零检测电路连接外部输入电源，用于检测外部输入电源的过零点，并输出过零检测信号；

所述温度开关连接于外部输入电源和电热毯的工作电路以及外部输入电源和电流采样电路之间，用于在电热毯的工作温度超过第一预设阈值时断开外部输入电源和电热毯的工作电路以及所述电流采样电路的连接，并在电热毯的工作温度低于或等于第二预设阈值时重新连通；

所述电流采样电路包括可控硅和采样电阻，所述可控硅的控制极连接MCU，以根据来自MCU的PWM控制信号工作，其阳极连接温度开关，所述采样电阻的一端连接可控硅的阴极和MCU，以输出电流信号至MCU，另一端接地；

所述MCU与电流采样电路和过零检测电路连接，以根据来自过零检测电路的过零检测信号检测电热毯是否供电，且根据来自电流采样电路的电流信号检测温度开关是否断开，判断电热毯工作状态，并记录断开次数和工作状态，在断开次数超过预设次数时提示用户。

其进一步技术方案为：所述电流采样电路还包括第二电容、第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的一端连接可控硅的控制极和第四电阻的一端，该第三电阻的另一端通过所述第二电容连接MCU，所述第四电阻的另一端连接可控硅的阴极和采样电阻。

其进一步技术方案为：所述电流采样电路还包括滤波电路，所述滤波电路包括第八电阻和第七电容，所述第八电阻的一端连接所述采样电阻与可控硅连接的一端，该第八电阻的另一端连接第七电容，且该另一端作为电流采样电路的输出端连接MCU，所述第七电容的另一端接地。

其进一步技术方案为：所述过零检测电路包括第一开关管、第一二极管和第二电阻，所述第一二极管的正极连接外部输入电源，其负极通过第二电阻连接第一开关管的基极，所述第一开关管的集电极连接电源VCC和MCU，该第一开关管的发射极接地。

其进一步技术方案为：所述过零检测电路还包括有第一电阻和第一电容，所述第一电阻连接于第一开关管的集电极和电源VCC之间，所述第一电容连接于第一开关管的集电极和地之间。

其进一步技术方案为：所述保护电路还包括有NTC温度检测电路，所述NTC温度检测电路包括第六电阻和热敏电阻，所述热敏电阻的一端连接第六电阻，并连接MCU的一输入引脚，该第六电阻的另一端连接电源VCC，且所述热敏电阻的另一端接地。

其进一步技术方案为：所述NTC温度检测电路还包括有第五电容，所述第五电容的一端连接热敏电阻与第六电阻连接的一端，该第五电容的另一端接地。

其进一步技术方案为：所述保护电路还包括有掉电维持电路，所述掉电维持电路包括第三电容和第四电容，所述第三电容和第四电容的一端均连接电源VCC，另一端均接地。

与现有技术相比，本实用新型保护电路中设置有连接于外部输入电源的过零检测电路，以检测外部输入电源是否有给电热毯供电，还设置有连接于外部输入电源和电热毯的工作电路之间的温度开关，可在供电工作时，当电热毯的工作温度超过第一预设阈值时断开外部输入电源和电热毯的工作电路的连接，以保护电热毯，还可通过设置的电流采样电路采集输入的工作电流，MCU根据来自电流采样电路的电流信号判断温度开关是否断开，且可根据来自过零检测信号的过零检测信号检测是否有供电，在供电正常而输入的工作电流为0时电热毯的工作状态为非正常工作状态，记录断开次数和工作状态，在断开次数超过预设次数时可提示用户，使得用户检查是否因不规范使用而导致温度开关断开，用户操作清除提示后电热毯才可再次正常工作，且温度开关可在电热毯的工作温度低于或等于第二预设阈值时重新连通，温度开关可重复利用，可知，本实用新型保护电路应用于电热毯时可提高用户使用体验，减少产品退货率。

附图说明

图1是本实用新型保护电路一具体实施例的电路结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本实用新型的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的阐述。

参照图1，图1为本实用新型保护电路一具体实施例的电路结构示意图。本实用新型的保护电路可应用于电热毯，在附图所示的实施例中，所述保护电路包括过零检测电路11、温度开关S1、电流采样电路13以及MCUU1，其中，所述过零检测电路11连接外部输入电源，用于检测外部输入电源的过零点，并输出过零检测信号，本实施例中，所述过零检测电路11连接外部输入电源的火线ACL，该外部输入电源的零线ACN接地；所述温度开关S1连接于外部输入电源和电热毯的工作电路以及外部输入电源和电流采样电路13之间，用于在电热毯的工作温度超过第一预设阈值时断开外部输入电源和电热毯的工作电路以及所述电流采样电路13的连接，并在电热毯的工作温度低于或等于第二预设阈值时重新连通；所述电流采样电路13包括可控硅T1和采样电阻R5，所述可控硅T1的控制极连接MCUU1，以根据来自MCUU1的PWM控制信号工作，其阳极连接温度开关S1，所述采样电阻R5的一端连接可控硅T1的阴极和MCU U1，以输出电流信号至MCUU1，另一端接地；所述MCUU1与电流采样电路13和过零检测电路11连接，以根据来自过零检测电路11的过零检测信号检测电热毯是否供电，且根据来自电流采样电路13的电流信号检测温度开关S1是否断开，判断电热毯工作状态，并记录断开次数和工作状态，在断开次数超过预设次数时提示用户。优选地，本实施例中，所述MCUU1的型号为SN8F5814。基于上述设计，当外部输入电源有输入电流时，流经温度开关S1给电热毯的工作电路供电，电热毯工作电路中的发热丝发热，且流经过零检测电路11和电流采样电路13，以检测过零点和工作电流，当电热毯的工作温度超过第一预设阈值时(例如超过90°时)断开外部输入电源和电热毯的工作电路的连接，以保护电热毯，此时电流采样电路13采集到的电流为0，连接于外部输入电源的过零检测电路11检测还可检测到过零点，供电正常，判定为非正常工作状态，记录断开次数和非正常工作状态，在断开次数超过预设次数，例如超过2次，则提示用户，使得用户检查是否因不规范使用而导致温度开关S1断开，且温度开关S1可在电热毯的工作温度低于或等于第二预设阈值时(例如低于或等于60°时)重新连通，温度开关S1可重复利用。

在某些实施例中，所述电流采样电路13还包括第二电容C2、第三电阻R3、第四电阻R4和滤波电路，所述第三电阻R3的一端连接可控硅T1的控制极和第四电阻R4的一端，该第三电阻R3的另一端通过所述第二电容C2连接MCU U1的第25引脚，所述第四电阻R4的另一端连接可控硅T1的阴极和采样电阻R5，而所述滤波电路包括第八电阻R8和第七电容C7，所述第八电阻R8的一端连接所述采样电阻R5与可控硅T1连接的一端，该第八电阻R8的另一端连接第七电容C7，且该另一端作为电流采样电路13的输出端连接MCUU1的第15引脚，所述第七电容C7的另一端接地。

在某些实施例中，所述过零检测电路11包括第一开关管Q1、第一二极管D1和第二电阻R2，所述第一二极管D1的正极连接外部输入电源，其负极通过第二电阻R2连接第一开关管Q1的基极，所述第一开关管Q1的集电极连接电源VCC和MCUU1的第6引脚，该第一开关管Q1的发射极接地。本实施例中，所述电源VCC为外部提供的+5V电源。

进一步地，所述过零检测电路11还包括有第一电阻R1和第一电容C1，所述第一电阻R1连接于第一开关管Q1的集电极和电源VCC之间，所述第一电容C1连接于第一开关管Q1的集电极和地之间。基于上述设计，所述第一电容C1为滤波电容。

在某些实施例中，所述保护电路还包括有NTC温度检测电路14，所述NTC温度检测电路14包括第六电阻R6、热敏电阻NTC和第五电容C5，所述热敏电阻NTC的一端连接第六电阻R6和第五电容C5，并连接MCUU1的第16引脚，该第六电阻R6的另一端连接电源VCC，且所述热敏电阻NTC和第五电容C5的另一端均接地。基于上述设计，通过NTC温度检测电路14可检测电热毯环境温度。

优选地，在本实施例中，所述保护电路还包括有掉电维持电路15，所述掉电维持电路15包括第三电容C3和第四电容C4，所述第三电容C3和第四电容C4的一端均连接电源VCC，另一端均接地。

可理解地，初始时，外部输入电源给本实用新型保护电路供电，NTC温度检测电路14检测电热毯环境温度，当环境温度低于45°时为正常环境温度，且过零检测电路11和电流采样电路13工作，MCUU1检测是否有过零检测信号ZERO输入，如果有表示产品正常，温度开关S1闭合，引脚H1连接电热毯工作电路，工作电路工作，发热丝发热，此时可控硅T1导通，温度开关S1开关感应可控硅T1温度，在正常条件下使用时，温度开关S1始终维持在闭合状态，当在非正常条件下使用时(比如，电热毯在加热条件下，用户忘了关电热毯，然后把电热毯叠的整整齐齐放在一边，并且电热毯工作电路也被裹在里面)，可控硅T1温度持续上升，当温度超过90度时，温度开关S1断开，电热毯的工作电路停止工作，发热丝停止加热，此时，MCUU1可检测到电流采样电路13采样到的电流为0，且环境温度过高，同时过零检测信号还一直存在(过零检测信号还在，表示用户没拔电，MCUU1采样到的电流为0并且环境温度比正常温度高)，因此MCUU1判断电热毯是在非正常条件下工作并导致温度开关S1断开了，MCUU1记录断开次数和此时电热毯的工作状态，当断开次数超过2次时，可通过显示提示用户，或者是通过声音提示用户，提示用户有非正常操作，并可通过用户按组合按键清除提示后，电热毯才能再次正常工作，以进一步保护电热毯。

综上所述，本实用新型保护电路中的温度开关可重复利用，应用于电热毯时可保护电热毯，且减少产品退货率，并可提示用户电热毯工作状态，用户查看清除提示后电热毯方可再次正常工作，可进一步提高用户使用体验。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，而非对本实用新型做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种保护电路，应用于电热毯，其特征在于：包括过零检测电路、温度开关、电流采样电路以及MCU，其中，

所述过零检测电路连接外部输入电源，用于检测外部输入电源的过零点，并输出过零检测信号；

所述温度开关连接于外部输入电源和电热毯的工作电路以及外部输入电源和电流采样电路之间，用于在电热毯的工作温度超过第一预设阈值时断开外部输入电源和电热毯的工作电路以及所述电流采样电路的连接，并在电热毯的工作温度低于或等于第二预设阈值时重新连通；

所述电流采样电路包括可控硅和采样电阻，所述可控硅的控制极连接MCU，以根据来自MCU的PWM控制信号工作，其阳极连接温度开关，所述采样电阻的一端连接可控硅的阴极和MCU，以输出电流信号至MCU，另一端接地；

所述MCU与电流采样电路和过零检测电路连接，以根据来自过零检测电路的过零检测信号检测电热毯是否供电，且根据来自电流采样电路的电流信号检测温度开关是否断开，判断电热毯工作状态，并记录断开次数和工作状态，在断开次数超过预设次数时提示用户。

2.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于：所述电流采样电路还包括第二电容、第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的一端连接可控硅的控制极和第四电阻的一端，该第三电阻的另一端通过所述第二电容连接MCU，所述第四电阻的另一端连接可控硅的阴极和采样电阻。

3.如权利要求2所述的保护电路，其特征在于：所述电流采样电路还包括滤波电路，所述滤波电路包括第八电阻和第七电容，所述第八电阻的一端连接所述采样电阻与可控硅连接的一端，该第八电阻的另一端连接第七电容，且该另一端作为电流采样电路的输出端连接MCU，所述第七电容的另一端接地。

4.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于：所述过零检测电路包括第一开关管、第一二极管和第二电阻，所述第一二极管的正极连接外部输入电源，其负极通过第二电阻连接第一开关管的基极，所述第一开关管的集电极连接电源VCC和MCU，该第一开关管的发射极接地。

5.如权利要求4所述的保护电路，其特征在于：所述过零检测电路还包括有第一电阻和第一电容，所述第一电阻连接于第一开关管的集电极和电源VCC之间，所述第一电容连接于第一开关管的集电极和地之间。

6.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于：所述保护电路还包括有NTC温度检测电路，所述NTC温度检测电路包括第六电阻和热敏电阻，所述热敏电阻的一端连接第六电阻，并连接MCU的一输入引脚，该第六电阻的另一端连接电源VCC，且所述热敏电阻的另一端接地。

7.如权利要求6所述的保护电路，其特征在于：所述NTC温度检测电路还包括有第五电容，所述第五电容的一端连接热敏电阻与第六电阻连接的一端，该第五电容的另一端接地。

8.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于：所述保护电路还包括有掉电维持电路，所述掉电维持电路包括第三电容和第四电容，所述第三电容和第四电容的一端均连接电源VCC，另一端均接地。

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