一种加热控制电路、加热电器的制作方法

专利检索2022-05-10  256


本申请涉及电子器件技术领域,尤其涉及一种加热控制电路、加热电器。

背景技术

PTC加热器是一种采用PTC陶瓷发热元件与铝管组成的器件,目前在暖风机、浴霸等加热电器中应用广泛。PTC加热器的特点是在冷态的时候内阻比较小,刚启动的时候电流很大,从而导致加热电器的启动功率很大。例如,部分装有PTC加热器的电器的标称加热功率是2KW,而当PTC加热器在冷态下启动,该电器的启动功率可能会达到3KW甚至更大,然后该电器的实时功率再随着PTC加热器的升温慢慢降下来。在这种情况下,在加热电器刚启动时,如果用户给加热电器配的插座功率不够,用户家中很可能会出现跳闸的情况。



技术实现要素:

为了克服现有技术的不足,本申请的目的在于提供一种加热控制电路、加热电器,当PTC加热器在冷态下启动时,通过控制并联的可控硅与继电器的通断,能够较好地控制PTC加热器的工作功率,从而提高加热电器运行的可靠性,并节省成本。

本申请的第一方面提供了一种加热控制电路,包括:

用于连接交流电的输入端、连接于所述输入端的PTC加热器、与所述PTC加热器串联的可控硅,与所述可控硅并联的继电器、与所述输入端相连接的过零点采样电路,以及控制器,所述过零点采样电路用于检测所述交流电的过零点;

其中,当满足预设条件时,所述控制器控制所述继电器断开,以及根据所述过零点采样电路检测到的过零点控制所述可控硅的导通角,以调节降低所述PTC加热器的启动功率;当不满足所述预设条件时,所述控制器控制所述可控硅截止,并控制所述继电器闭合。

本申请的第二方面提供了一种加热电器,包括如上所述的加热控制电路。

相比现有技术,本申请实施例的有益效果在于:控制器通过控制并联的可控硅和继电器控制PTC加热器,当满足预设条件时,控制器控制继电器断开以及根据过零点采样电路检测到的过零点控制可控硅的导通角,以调节降低PTC加热器的启动功率;当不满足预设条件时,控制器控制可控硅截止,并控制继电器闭合。本说明书实施例当PTC加热器在冷态下启动时,通过控制并联的可控硅与继电器的通断,能够较好地控制PTC加热器的工作功率,从而提高加热电器运行的可靠性。

附图说明

图1为本申请实施例提供的加热控制电路一实施方式的电路示意图;

图2为本申请实施例提供的加热控制电路另一实施方式的电路示意图;

图3为本申请实施例提供的一加热电器的结构示意图。

具体实施方式

下面,结合附图以及具体实施方式,对本申请做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1所示为加热控制电路的电路示意图。

如图1所示,加热控制电路100包括输入端101、PTC加热器102、可控硅103、继电器104、过零点采样电路105和控制器106。

在一些实施方式中,如图1和图2所示,输入端101可为交流电源输入端,用于与交流电源连接,从而给加热控制电路100的各器件提供交流电。

其中,PTC加热器102连接于输入端101,该PTC加热器102热阻小、换热效率高,可高效地将输入端101提供的电能转化为热能。并且,PTC加热器102的安全性能较高,在任何应用情况下均不会产生如电热管类加热器的表面“发红”现象,不易发生烫伤,火灾等安全事故。

其中,可控硅103与PTC加热器102串联,该可控硅103包括单向可控硅和/或双向可控硅,用于控制该PTC加热器102。继电器104与该可控硅103并联,即继电器104同样与PTC加热器102串联,该继电器104包括电磁继电器、温度继电器和时间继电器等中的至少一种,通过继电器104也可控制该PTC加热器102。有利地,通过可控硅103与继电器104并联地控制PTC加热器102,能够较好地控制PTC加热器102的工作功率,从而提高加热电器运行的可靠性。

示例性地,当需要对加PTC加热器102进行加热,但PTC加热器102处于冷态时,控制继电器104断开,可控硅103导通,可以极大地降低由于PTC加热器102的特性产生的瞬时功率,避免用户家中的电闸跳闸,提高了电路的可靠性。

示例性地,当PTC加热器102加热一段时间之后,控制可控硅103断开,继电器104导通,此时不利用可控硅103而是利用继电器104控制PTC加热器102的原因有三:首先,通过可控硅103控制PTC加热器102所需的计算量较大;其二,可控硅103的导通电阻比继电器104的导通电阻大很多,可控硅103长时间大电流工作需要在其附近增加散热器散热,不利于控制成本;其三,随着PTC加热器102升温,其运行功率会不断降低,通过控制继电器104导通可以提高PTC加热器102的运行功率,从而提高PTC加热器102的加热效率。

在一些实施方式中,与输入端101相连接的还包括过零点采样电路105,该过零点采样电路105用于检测通过输入端101提供的交流电的过零点。其中,交流电的过零点可以是交流电中电压值为零的点。可以理解的是,过零点采样电路105包括过零检测光耦。

如图1和图2所示,过零点采样电路105包括连接于输入端101的采样电阻R2、一端与采样电阻R2相连接另一端接地的稳压二极管ZD1,以及与稳压二极管ZD1并联的电容C2。

示例性地,零点采样电路105在每次检测交流电的过零点时,生成过零点检测信号,并将该过零点检测信号发送至控制器106,以供控制器106基于该过零点检测信号执行后续操作。

如图1和图2所示,控制器106与零点采样电路105相连接,例如零点采样电路105连接于控制器106的I/O接口。需要说明的是,控制器106可控制电路中各器件,例如控制继电器104和可控硅103。此外,控制器106与零点采样电路105之间也可连接有其他元器件,该如零点采样电路105也可连接于控制器106的其他接口,本申请对此不做具体限定。

示例性地,当满足预设条件时,控制器106控制继电器104断开,以及根据过零点采样电路105检测到的过零点,控制可控硅103的导通角,以调节降低该PTC加热器102的启动功率。有利地,控制器106根据该过零点控制可控硅103的导通角,使得PTC加热器102的启动电流减小,能够有效降低由于PTC加热器102处于冷态而产生的极大的瞬时功率,避免用户家中的电闸跳闸,保护电路不受大电流损坏。

示例性地,当不满足该预设条件时,控制器106控制可控硅103截止,并控制该继电器104闭合。需要说明的是,继电器104通过控制端的线圈通电,产生磁场并把强电端的铁片吸合,从而达到弱电控制强电的效果,由于强电端是铁片,两块吸合的铁片形成的导通电阻是很小的,即使通过大电流,由铁片产生的热量也是极少的;而可控硅103内部是PN节,其导通电阻较大,当有大电流的时候产生的发热量会很大。因此,此时通过继电器104来控制PTC加热器102,可以节省因为可控硅103长时间工作产生的高热量所需的散热器,能够较好地控制成本,并提高PTC加热器102的加热效率。

在一些实施方式中,上述满足预设条件包括:PTC加热器102的温度小于等于预设温度阈值。具体地,加热控制电路100还包括温度传感器,该温度传感器连接于PTC加热器102,用于采集PTC加热器102的温度信息,并实时或者间隔预设时间地将采集到的温度信息发送至控制器106。可以理解的是,该预设温度阈值可根据实际情况进行设置,本申请对此不做具体限定,可选地,预设温度阈值为50度。

在另一些实施方式中,上述满足预设条件包括:PTC加热器102的运行时长小于等于预设时长阈值。其中,运行时长为PTC加热器102每次开始加热至结束加热的时间长度。具体地,加热控制电路100还包括计时器,该计时器连接于PTC加热器102,每当PTC加热器102通路并开始运行时,该计时器开始计时,从而得到PTC加热器102的运行时长信息,该计时器实时或者间隔预设时间地将采集到的运行时长信息发送至控制器106。可以理解的是,该预设时长阈值可根据实际情况进行设置,本申请对此不做具体限定,可选地,预设时长阈值为20秒。

在一些实施方式中,如图1和图2所示,可控硅103包括双向可控硅Q1,在零点采样电路105每次检测到交流电的过零点后,控制器106控制该双向可控硅Q1导通预设时长,以调节降低PTC加热器102的启动功率。其中,预设时长可由用户灵活设置。

示例性地,当需要对加PTC加热器102进行加热时,继电器104处于断开状态,控制器106根据过零检测信号向可控硅103发送脉冲控制信号,该脉冲控制信号可以控制双向可控硅Q1的导通角,可控硅103接收控制器106发送的脉冲控制信号,并根据该脉冲控制信号控制双向可控硅Q1在规定的时刻导通,并在下次过零点时截止,到达导通点再导通,如此反复,从而控制可控硅103导通预设时长,以调节降低PTC加热器102进行加热时的启动功率。

如图2所示,加热控制电路200还包括双向可控硅控制单元201,双向可控硅控制单元201连接于双向可控硅Q1,双向可控硅控制单元201在接收到控制器106发送的控制指令后,根据该控制指令向双向可控硅Q1的控制极发出一触发脉冲,使得双向可控硅Q1导通预设时长。

其中,预设时长小于等于交流电的二分之一个周期,可选地,预设时长为交流电的四分之一个周期。需要说明的是,通过控制加在双向可控硅Q1的控制极上的触发脉冲的大小或时间,可以调节双向可控硅Q1上的导通电流,从而控制通向PTC加热器102的电流。

在一些实施方式中,如图2所示,加热控制电路200还包括继电器控制单元202,继电器控制单元202连接于继电器104,用于根据接收到的控制器106发送的控制指令,控制继电器104导通或截止。

示例性地,继电器104为电磁继电器RY1,电磁继电器RY1可以包括电磁铁和衔铁。当需要对加PTC加热器102进行加热时,控制器106向继电器控制单元202发送第一控制指令,继电器控制单元202根据接收到的第一控制指令,控制电磁继电器RY1的电磁铁丧失磁场,以使衔铁断开连接从而使电磁继电器截止。

示例性地,当PTC加热器102需要停止加热时,控制器106向继电器控制单元202发送第二控制指令,继电器控制单元202根据接收到的第二控制指令,控制电磁继电器RY1的电磁铁根据第二控制指令产生磁场,以吸引衔铁动作从而使电磁继电器RY1的输出回路连通。

其中,如图2所示,加热控制电路200还包括温控器203,温控器203与PTC加热器102串联,在PTC加热器102的温度高于特定值时,断开对PTC加热器102的供电。需要说明的是,温控器203包括热敏开关,该特定值可根据实际情况进行设置,可选地,特定值为100度。有利地,通过温控器203可以保证PTC加热器102的温度不会高于特定值,提高电路的安全性和可靠性。

进一步地,如图1和图2所示,加热控制电路100(或者加热控制电路200)还包括滤波电路,该滤波电路与继电器104和可控硅103并联,以消除交流电的尖峰电压。例如,滤波电路包括电阻R1和电容C1,防止继电器104和可控硅103因为交流电的尖峰电压而遭到损坏,提供保护作用。

本说明书实施例提供的加热控制电路,控制器通过控制并联的可控硅和继电器控制PTC加热器,当满足预设条件时,控制器控制继电器断开以及根据过零点采样电路检测到的过零点控制可控硅的导通角,以调节降低PTC加热器的启动功率;当不满足预设条件时,控制器控制可控硅截止,并控制继电器闭合。本说明书实施例当PTC加热器在冷态下启动时,通过控制并联的可控硅与继电器的通断,能够较好地控制PTC加热器的工作功率,从而提高加热电器运行的可靠性,并节省成本。

请结合前述实施例参见图3,图3是本申请实施例提供的加热电器的结构示意图。

如图3所示,加热电器30包括:前述的加热控制电路300。其中,加热电器30包括浴霸、空调机、热风幕机、去湿机、干燥机、干衣机、暖风机等需要提供暖风的设备,还包括电热驱蚊器、按摩器、电暖器、电烙铁、电熨斗、卷发器、直发器、过胶机、电热加香器、热熔胶枪等需要提供加热的设备。

本说明书实施例提供的加热电器,控制器通过控制并联的可控硅和继电器控制PTC加热器,当满足预设条件时,控制器控制继电器断开以及根据过零点采样电路检测到的过零点控制可控硅的导通角,以调节降低PTC加热器的启动功率;当不满足预设条件时,控制器控制可控硅截止,并控制继电器闭合。本说明书实施例当PTC加热器在冷态下启动时,通过控制并联的可控硅与继电器的通断,能够较好地控制PTC加热器的工作功率,防止因为PTC加热器在冷态下启动时产生的大电流引起电闸跳闸,从而提高加热电器运行的可靠性和安全性。

在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接。可以是机械连接,也可以是电连接。可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开,上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本申请。此外,本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

上述实施方式仅为本申请的优选实施方式,不能以此来限定本申请保护的范围,本领域的技术人员在本申请的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本申请所要求保护的范围。

转载请注明原文地址:https://win.8miu.com/read-80.html

最新回复(0)