201134044 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】
本發明係有關於一種以積測電池電壓之不同而可隨機 改變開關頻率以保持恆溫之電池電源加熱裝置之新發明，其 主要係將可攜式電池電源連接於一控制器，再將控制器連 於加熱裝置上。當進行加熱時，該控制器内所建之預設程式 會藉由偵測到電池之電壓的改變，立即隨機自動改變輸出占 空比（DutyCycle)的開關頻率，而能輸出不同電流， 控制恆溫之目的。 【先前技術】 按’利用電池做為電源，成為可攜帶式小型埶 J第-圖所示，該電池η之正負極係連接於一控制置之 =且^121，然後再連通於—電晶體122，最後再結合於加敎 該ί阻片121係可為一片或數片，只要另利用開 其係利用所選擇電阻片121之阻抗，來改變電 率’直接供給電流至加熱模組13，並 θ 原產生溫度，因關閉電源而不產生溫度，也就 ΐ愈長，產生的溫度就愈高，反過來說「關」 詈曰二’則溫度就愈低’藉以達到溫控之目的。此種裝 置ί，方法’非常㈣’但只能綠成很^ 勢，、熱使用期間，因電池電壓必定呈下降趨 遞減，也就ϋί置的原設計溫度就隨電池電壓的衰減而 的溫歧無法避免在稍的下降。 於产控管置，請參閱第二圖所示，該電池21係連接 22内°ΓΓ姑’再結合於加熱模1 且23，而該溫度控制器 =置221 ’彻d吻喊的原理，因而 制溫度之目的、，且或「關」頻率’去達成數段控 胃關」的時間愈長，則溫度亦會隨著較低。其雖可 201134044 分為較多段的頻率來達到較多段數的不同溫度控制，但與前 述裝置一樣，使用上具有如下之缺失： ' (一） 電池因使用時的放電關係，電壓會一路'往下降低， 因而造成電流的改變’使原設定的開關頻率雖然相同，但原 依固定的工作電壓設計之溫度值，即會因電壓下降，使得輪 出電流也隨著下降，所以在加熱模組之電阻值不變的情況 下，溫度就會與原來以工作電壓所設定的溫度值而隨之下 降’變成較低溫度，而無法維持原設計溫度之功能。 (二） 電池充電完成後的電壓，永遠比所謂的工作電壓 大（如鋰電池在習知的工作電壓為3· 7V，其充滿電時之電壓 為4. 2V，但經使用後則會逐漸降低，甚至放電至3V或更低）， 因此，如加熱裝置溫度設計時，若以工作電壓3 γν A其進 t熱裝㈣餘大械狀電歧量Um 熱裝置的反應之溫度應為5(rc時，當該電池在充 ;使用來加熱時，其電壓接近4.2V，必定大於 Θ比叹a十值问（約55c甚至更高）。然後，隨著使用時 =繼續放電，則電池的電壓也必定會逐漸 加^ 的情形下，電池輸出的電流亦會愈來愈小， 然愈來愈低（約45t：甚至更低）。 度田 用電於加熱產品之研究開發工作，針對利 之式根本不能達成，而無法滿足所需，於 =乃，改革之決心’並憑藉本身 ： 【=變容，溫之攜帶式電池電源加=法:劍出一種可 本發明係有關於—種具進步及 裝_1_的_、法，制是指—種 201134044 熱’藉由裡t池或可攜式小型電池I置連接於一控制器，再 將控制器藉纟導線連接至加熱裝置上，能因本控制方丄而確 呆士熱裝置之溫度雜穩定狀態者。其主要係關設之軟件 f式設於控置上，當電池電壓高於或低於工作電歷值 3 ’能以預設值依侧到的賴之不同，而隨機改變輸出占 =比（Duty Cycle)的開關頻率，令在電壓高於工作電壓時， 的比率’並增加關_)的比率以減少電池輸出 降低並維持原設計溫度。但當賴低於工作電 =時，則會增加開(0N)的比率’減少關(〇FF)的比率，藉以 2加電池輸出錢量’來增加並轉原設計溫度。所 控偵測到電池電麵改變時，隨機依電池。 工作賴的不同，立即改變輸出占空比 熱裳置保持溫度穩定怪溫之目的者。 —首先’所有之恆溫裝置’若使用AC電源或者是電覆穩 ::dc電源，其任-時間輸出之電流，因電壓相同則電i 亦會相同’因此同樣的域裝置所產生之溫度亦會相同，所 以即能控$彳奴之溫度，鋪在恆溫狀態。而當使用可 做為電源供應時，因電池之電壓會 =使用時間逐漸下降，所以所輸出的電流亦愈來愈小，則 “達==著所得到的電流不同而輸度’根本 本=部份之示賴，該電池31係連接於 atf3 IC^，J * 二裝置33上。至於該控制器3内之仄控制，係 件程式，主要能事先偵測電壓變化，而能控制-輸出占^ 201134044 比（Duty Cycle)關關頻率。所以當啟動電源時，可隨 ，依需要設定溫度，然後_控制器3事先侧電池31電 f之不同’而隨時改變輸出占空比（Duty以也）開關頻 f的百分比’使輸出之電流量自動依偵測電壓之變化而調 正，藉以達到加熱裝置保持溫度穩定恆溫之目的者。 一至於有關該控制器3之1(：控制，請接著參閱第四圖所 示係本毛明之一可行貫施例的線路圖，該控制器3主要 "又有IC34 ’利用其第7腳進行電源低壓檢測，當電池31 之正電流通過電阻34KR12)時，不管電池31之電壓係處於 剛冬滿電時之8.4V或較低，都會將電壓值調整在 2.8V〜2.3V之間，即iC34所允許之工作範圍，否則1C34 會自動斷電停止運作。且當電池31之電壓小於5 時， 亦無法利用電阻341調整達到2. 3V以上，而無法作動i當 第又之偵測完成後，即會利用1C34之第4腳執行開關 控制，經過脈衝1C342調節放電（加熱時）的開關頻率，即 電晶體3421的開關動作。有關該開關頻率的百分比係藉由 \ED燈343顯示，並隨著設定之溫度，自動偵測電池之電 墨’再運用偵測之電壓於設計溫度所需之電流量，由IC34 之第4腳命令脈衝1C342之電晶體3421執行控制開關百分 比’使其達到所需溫度之電流量，完全符合恆溫之需求。 —而該實施例之LED燈343係設計有四段，即低溫時顯 不LED1燈3431 ’其原設定之電流量為25%。中溫時顯示LED2 燈3432 ’電流量為50%。高溫時顯示LED3燈3433，電流量 ，75% °最高溫時顯示LED4燈3434，電流量為1〇〇^若設 定選擇在高溫時，即會點亮LED3燈3433，此時的輸出占空 比由第16腳連結在LED3燈3433之開關上，而能控制開的 動作75% ’關的動作25%，因此當電池31之電壓穩定時， 201134044 ，流輸出量即為，開75%關25%。但當 低時則會隨機改變輪出占空比的開關頻 ==流的輸出量，藉以維持不同電壓時： 時間電池)之放電能力係隨著使用 串聯在一 Ϊ兩顆電池(鐘電池) 電壓實p L ®中顯不電池充餘電時之
^ 2V ^ 7^6V 左右時趨近於零。== 衰減至低===，使電流快速 間使賴逐漸遞減，直到低電^寺停止工電隨著使用時 而有關輸出占空比（Duty Cyc =參閱第六圖所示，該輸出占空比主 及關」的動作來控制電流輸出 =」 =本=為四段控制，當設 50¾，則關的動作即為5:即$巧上。第二段時開的動作為 關的動作為C第二段時開的動作為75%，則 :_貞_二 加關(_的比^而開⑽)的比率並增 並維持蝴貞 m 7 201134044 時，則要增加開(ON)的比率，減少關（〇FF)的比率，而能增 加電池輸出電流量，來增加並維持原設計溫度。因此，本 創作主要即是藉由控制器3偵測到電池電壓的改變，能隨 滅依照電池電壓高於或低於設狀工作種，立即改變輸 出占空比的關鮮，來達到加絲置腾溫度穩定，^ 即利用「開」、「關」動作比率來調整輸出之電流量， 月b達到怪溫之目的。 換句活說就是當電池31剛充飽電時，電壓處於最高， 此時電流亦最大，所以囉的加齡置33 溫° 高，當㈣至低龍時，所產生之溫度最低，因 占空比即會依照所細電池高於或低於玉作電壓，隨 變開關頻率’來調節控制輸出電流量的百分比，即電壓高 電流較大時，調__作百分比較低，_的動作百分 比較高；反之’當電池31使用一段時間後，電壓逐漸下降， 電流亦愈來愈小時，輸出占空比會自動調節改變開的動作 的動作百分比較低，使輸人於加熱裳置 定、、田产θ隨者電池31之電壓不同改變，而能達到設 將加熱裝置泊保持所設定之溫度，真 之功效。 入⑽可隨機婦職辭，來制定輸 的===溫f其係以預設值依偵測到 田電壓南於工作電壓時，減少開的比率而 “計溫度。二St輸^流4，賴降低並維持 的比率減少關的則反過來增加開 維持原設計溫度。因此力二 =出電流量來增加並 口此恤度係會隨者電壓及功率上升或下 201134044 在加難置_電阻林的_下溫度即隨著 帶。鱗術糊本發明可賴改變絲怪溫之構 g電池魏加熱方法使财之、錢及功率的變ί 假設··（一）加熱裝置負載為0. 45Α(〇. 45安培） (一）電池容量2200mAh(毫安培小時）
(三） 電池工作電壓設定在7. 4V (四） 加熱裝置電阻R=16. 44Ω
(五) 設計溫度為50°C 公式.P=I*V I=V/R P為功率i為電流v為電壓R為加熱器電阻、 參下表： V Ρ I R 8.4 (電池充飽電時） 4. 4W 〇.525Α 16. 44Ω 8.3 4. 3W °·519Α 16.44Ω 7:5 3. 42W » • 0. 456Α 16.44Ω ΪΛ~ (設計工作電壓） 3. 3W "---------- 0.45A 16.44Ω 7.3 3.2W 〇. 444A 16.44Ω • • 5:6 低壓保護(停止工作） • • • 1.9W • • • °·34Α ♦ • • 16.44Ω 上表係有關電池使用之電流、電壓及功率的變化圖，而有關 輸出占空比的開關頻率設定情形則如下表說明，若設定輸出 201134044 占空比週期為咖次/秒則_到電池電壓高於或低於設計 =作 7.4V時，會立即改賴_率，以本實施例之 綠時為例，原設定在料工作電壓7·4ν時，開的動作為 ™ ’關的動作為25%，即輸出技比的週期為開75〇/1_ 次’關250/1000次，但當偵測到電壓變化時，則隨機調節 輸出占空比的開關頻率如下表：
400/1000 8.4V 電池充:鱼電時^3V 7..5V ---- 7.4V 設計工作電壓 435/1000 715/1000 750/1000
785/1000
5. 7V 5. 6V 低壓保護(停止工作） 960/1000 995/1000 600/1000 565/1000 285/1000 250/1000 -_— 215/1000 40/1000 5/1000 综上所述，本發明將利用電池做為電源之加熱裝置， 藉由-控彻而能事先_電壓的變化，並藉由輸出占空 比調節開及關的頻率，而能調節輸出不同的電流量至加熱 裝置上’使其能依照所設定之溫度，從_尾皆保持在容 許之誤絲_ ’確實達雕溫之目的，且帽前並未發 現有相同之產品核料利在先，縣見於獅，理已符合 201134044 專利法之規定，爰依法提出專利申請。 【圖式簡單說明】 第一圖所示係習知利用電阻片之溫控裝置示意圖。 第二圖所示係習知利用溫度控制器之示意圖。 第三圖所示係本發明之構造部分示意圖。 第四圖所示係本發明控制器之線路圖。 第五圖所示係電池放電時之曲線示意圖。 第六圖所示係本發明輸出占空比之開關動作示意圖。 【主要元件符號說明】 習知者： 電池 11 ' 21 控制片 12 電阻片 121 電晶體 122 加熱模組 13、23 溫度控制器 22 1C裝置 221 本創作： 控制器 3 電池 31 導線 32 加熱裝置 33 1C 34 電阻 341 脈衝1C 342 LED燈 343 腦燈 3431 LED2 燈 3432 LE1D3 燈 3433 LE1D4 燈 3434