CN86210440U

CN86210440U - 温度可控安全电热毯

Info

Publication number: CN86210440U
Application number: CN 86210440
Authority: CN
Inventors: 张云弟
Original assignee: SHANGHAI WINDER FACTORY
Current assignee: SHANGHAI WINDER FACTORY
Priority date: 1986-12-22
Filing date: 1986-12-22
Publication date: 1987-12-09

Abstract

一种温度可控电热毯。采用正温度系数或负温度系数材料做成传感线以及含有一可控硅的电路来自动控制电热毯的温度。温度可预先设置，其调节和自动控制均为无级的。

Description

本实用新型涉及一种安全可靠的电热毯、褥、垫等取暖用品。更具体地说，本实用新型涉及一种温度自动可控安全电热毯。

电热毯等取暖用品的使用的安全性一直是人们最为关心的一个问题。尤其是电热毯，由于人们在使用时大部分时间都是处于睡眠状态，因而如何有效地防止电热毯使用过程中由于热量积蓄（如由于局部长时间受压而使散失的热量远小于发热线所产生的热量或由于诸如电热毯的折叠等使用不当所造成的热量积蓄）而使温度过高－－即自动地控制电热毯的温度一直是本领域内技术人员所要努力达到的一个重要目标。

在现有技术中，对电热毯的温度的控制主要有下面两种方法：

第一种方法是采用诸如热继电器等分立的限温元件，将上述分立的限温元件串联在电热毯的电热线电路中，当温度过高时，上述分立的限温元件将自动地触发与其相关联的接触器，并使上述接触器使上述电热线电路断开以使电热线停止发热，从而起到降低电热毯温度的作用。当电热毯温度重又恢复正常时，上述限温元件使与其关联的接触器重新将电热线电路接通。上述这种限温方式的最大缺陷在于由于采用的分立的限温元件只能与电热线的局部保持热接触，即，上述分立的限温元件（如双金属继电器）只能感应电热毯的局部的温度的变化，因而，如欲尽可能地对电热毯的每一局部的温度进行自动控制的话，就必须在电热毯的各个部分设置许多上述分立限温元件，这些限温元件串联在电热线电路中，只要电热毯的某一局部的温度过高并被其中的一个限温元件感知到的话，上述一个限温元件即可驱动与其关联的接触器并使其将上述电热线电路断开。（详见美国专利号为4，387，293的专利所公开的电热毯，该电热毯有三个限温器）。

第二种温控方法针对上述第一种方法的不足之处，同时采用传感器和分立的限温元件。上述传感器通常做成柔软的其结构为两层导体中间夹以负温度系数（NTC）材料的线状体，所述线状体可以同电热线并行布置在电热毯中的加热槽中以与电热线处处保持热接触。上述分立的限温元件与上述传感器的两层导体和NTC材料以及一个发热电阻串联组成一个回路，上述发热电阻和一个分立的限温元件相互热接触，并能在电热线的至少一个局部温度过高时发热，触发上述分立的限温元件使其动作，以使与上述限温元件关联的接触器将电热线与电源断开，从而起到限温的作用。

上述第二种方法的一个典型的例子是美国专利4，281，237。

上述第二种方法也存在着明显的缺点，即，所采用的传感器的结构较复杂，且成本较高。此外，还将使用至少一个分立的限温元件，如双金属继电器等。

针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种其温度控制装置毋需采用象继电器等分立的限温元件的结构更为简单的电热毯，这种电热毯的温度控制装置不仅能对电热毯的每一局部的温度进行自动控制，而且还能对电热毯的温度进行预先设置。

本实用新型的目的是通过下述方式实现的：

图1是本实用新型的电热毯的示意图。本实用新型的电热毯由电褥（3）和自动恒温控制装置（2）两部分构成。电褥部分包括上下两层纤维层（4）、（5），盘旋式的加热槽（6），在上述加热槽（6）中并行放置了柔软电热线和柔软的线状温度传感线，相互之间处处保持热接触但又具有良好的绝缘作用，所述温度传感线可以选用灵敏度较高的柔软的正温度系数的（PTC）材料做成，也可选用灵敏度较高的负温度系数的（NTC）柔软材料。所述传感线能感知电热线上每一局部的温度变化情况从而起到控制温度的作用，这将会在下文中进行详细阐述。

虚线框（2）表示一个自动恒温控制装置。所述恒温控制装置（2）可以安装在上述电褥（3）之外的一个绝缘壳体内。（1）表示和220伏交流电源相接的插头。所述恒温控制装置中包括由所述电褥（3）中的电热线和可控硅串联所构成的第一电路，所述电热线是通过接线与上述可控硅串联的；一个由一个电位器和上述电褥（3）中传感线串联组成的第二电路。所述传感线是通过接线与上述电位器串联的；一个将交流电源变为直流电源的整流电路，直流电源向上述第一电路和第二电路提供同步电压。上述第二电路中的电位器与传感线之间的电位通过一放大电路放大后输入一相幅转换脉冲发生器。所述脉冲发生器脉冲发生的时间随所述电位的大小的变化而变。所述相幅转换脉冲发生器发出的脉冲去触发所述第一电路中的可控硅。当脉冲发生的时间一定以后，可控硅的导通角也就确定了。由于所述可控硅和电热线串接在所述第一电路中，因此，可控硅的导通角越大，所述电热线上的电压的有效值就越大，反之亦然。正如上面所述，由于所述脉冲发生器发出脉冲的时间随所述电位大小的变化而变化，因此，只要调节所述电位器即可使所述脉冲发生器发出脉冲的时间一定，也即预先设置了所述可控硅的导通角，因而换言之，调节所述电位器即可改变加热线的温度，也即实现了温度的连续可调。

当所述电位器调定以后，如电热毯的至少一个局部温度过高或过低，则所述传感线将感知到这种温度的变化。并相应地改变自身电阻的大小（比如对PTC材料做成的传感线，如温度升高的话，则传感线的电阻将变大，温度降低的话，则传感线的电阻将变小），这样，所述电位就将相应地作出变化，该电位的变化信号将相应地改变所述脉冲发生器的脉冲发生的时间从而改变所述可控硅的导通角以使所述电热线上的电压发生相应的变化，电路如此设计以使电热线的温度朝相反方向变化（如温度过高，则电热线上的电压有效值将降低，如温度太低，则电热线上的电压有效值将上升）。从而能对电热毯的每一局部的温度进行自动控制。而且，所述电热线上的电压的大小的变化是无级变化的。

综上所述，本实用新型的一个优点在于比现有技术中采用传感器作为主要限温元件的电热毯要简单得多，这是因为选用了结构较为简单且造价低廉的传感线，而且不采用诸如继电器等分立的限温元件。

本实用新型的另一个优点在于温控手段是用一反馈电路辅以可控硅来实现的，而且是通过无级地改变电热线上的电压（即功率）的大小而不是如现有技术中那样通过断开或重新接上电热线电路的方式来自动地控制电热线的温度的，因而就可避免由于电路的断开或闭合对用电电网所产生的干扰。

本实用新型还有一个优点是能够预先任意地调节电热毯的温度，使电热毯能更方便地适应不同人的使用习惯。而且这种温度的调节是连续的。

本实用新型较之现有技术的再一个显著优点是不仅可以防止电热毯的温度过高，也能保证不使电热毯由于诸如电源电压不稳定等因素所造成的温度过低。而后者对于使用诸如双金属继电器这样的限温元件的电热毯来说是不能做到的。

下面将结合附图对本实用新型的实施例进行详细的描述。

图1为本实用新型的电热毯的示意图。

图2为本实用新型的一个实施例。

现参见图2。在图2所示的本实用新型的一个实施例中选用了一根PTC材料做成的电阻值为Rt的传感线，如图2所示，四个二极管D₁、D₂、D₃、D₄组成如图1中所示的整流电路，该整流电路将220伏交流电压变成直流电压，该直流电压经由熔断丝R₀再通过电阻R₇和稳压管D₅进一步进行削波，得到一个梯形波直流电压。所述Rt与电位器Rw₂串联组成第二电路接在上述梯形波直流电压两端。可变电阻Rw₁与电阻R₁并联后串联在所述第二电路中（如图2所示），电阻Rw₁通过二极管D₆与晶体管T₃的基极相连接。晶体管T₁的基极与Rw₁与Rw₂的连接点相连接，所述晶体管T₁的集电极与一晶体管T₂的基极相连接，电阻R₂作为T₁的集电集负载电阻，电阻R₃作为接在晶体管T₁的发射极上的电阻，电阻R₄作为接在T₂的发射极上的电阻。上述T₁和T₂组成一个放大电路将Rw₂上的电压放大后由T₂的集电极输入到单结管T₄的发射极上。单结管T₄，电容C和接在单结管发射极上的电阻R₆组成相幅转换脉冲发生器。T₄的一个基极通过二极管D₁与可控硅T₅的一个触发极相连接以便控制可控硅T₅。可控硅T₅与电热线R串联组成第一电路。当Rw₂上的电压越大则上述脉冲发生器所发生的脉冲的相位也越大，所以，当电热线的任何一个局部的温度过高而引起Rt阻值增大时，相应的Rw₂上的电压下降，从而T₄一个基极输出的脉冲的相位变小，即可控硅T₅的导通角变小，使电热线R上的电压的有效值降低，从而起到限温的作用。反之，当由于电热线的任何一个局部由于温度下降而引起R的阻值下降时，与上述原理相同，T₅的导通角将变大，从而R上的电压的有效值上升，从而起到自动升温的作用。

电阻R₈和指示器N串联后并联接在所述稳压电源上，N可指示出电路工作情况。

此外，也可以在电路中增加一个由Rw₁、R₁及D₆和T₃组成的保护电路（如图2中所示）。由于电热线与传感线由于意外事故发生电接触时，将使上述第二电路中的电流猛增从而烧坏电热用品乃至引起火灾。但由于T₃处于临界截止状态，因而当上述可能的事故发生时，所述第二电路中的特大电流将使T₃立刻导通，从而旁路了电容C，使T₅迅速关闭，并与第二电路同处于零电位，此时第一电路两端无输入电压，从而起到了保护作用。

本实施例也可采用NTC材料做成的传感线，此时，只要将图2中所示的Rt与Rw₂互换位置即可。其他原理均与上述相同。

Claims

1、一种温度可控的安全电热毯，它由电褥(3)和自动恒温控制装置(2)两部分构成，本实用新型的特征在于：1)，上述电褥(3)包括上下两层纤维(4)和(5)，盘旋式的加热槽(6)，安置在加热槽(6)中的柔软电热线和柔软的线状温度传感线，电热线和温度传感线之间处处保持热接触但又相互绝缘，上述温度传感线的电阻随温度变化而变化；2)上述自动恒温控制装置(2)安装在电褥(3)之外的绝缘壳体内，该装置包括：由可控硅和上述电褥(3)中的电热线串联构成的第一个电路；由电位器和上述电褥(3)中的传感线串联构成的第二个电路；向上述第一个和第二个电路提供同步电压的由二极管D₁～D₄所构成的整流电路；由单结管T₄、电容C和电阻R₆所构成的相幅转换脉冲发生器，它所发生的脉冲相位的大小由上述电位器控制，该脉冲触发上述第一个电路中的可控硅，上述可控硅的导通角由上述脉冲的相位决定；将上述第二个电路中的电位器与传感线之间的电位放大后输入上述相幅转换脉冲发生器的放大电路，将放大电路由三极管T₁、T₂构成。

2、根据权利要求1所述的安全电热毯，其特征在于，还包括一个由电位器R_W1、电阻R₁、二极管D₆和三极管T₃所组成的过电流保护电路。

3、根据权利要求1所述的安全电热毯，其特征在于，其中，所述传感线可以由正温度系数的材料制成，也可以由负温度系数的材料制成。