專利名稱：單層發熱線全線路控溫安全電熱毯的制作方法
技術領域：
技術領域：
單層發熱線全線路控溫安全電熱毯，屬電熱件。
背景技術：
目前市場銷售電熱毯從發熱線看基本上是兩種一種是單層螺旋發熱線，另一種是雙層螺旋發熱線。用單層發熱線制造的電熱毯成本低，但不能實現閉環的全線路自動控溫(即恒溫)(所謂全線路是指對整根發熱線的溫度進行檢測，也就是整個電熱毯的溫度進行檢測而不是只對某一點或某幾個點的溫度檢測)用單層發熱線制造的電熱毯不能經受多層折疊長時通電試驗，若進行此項試驗，電熱毯將溫升過高以致燒壞，安全性較差。雙層螺旋線是在單層螺旋線上再繞一層，作為感溫線，它由電阻值具有正溫度系數的金屬絲燒成，其電阻值隨溫度升高而增大，將此感溫線作為溫度傳感器檢測其阻值變化，能實現閉環的全線路自動控制，用雙層螺旋發熱線制造的電熱毯能經受多層折疊長時通電試驗，安全性高，但生產雙層線的設備投資高、工藝復雜、生產周期長，導致制造成本高。
發明內容本實用新型就是解決上述單層發熱線不能實現閉環全線路自動控溫安全性差，雙層發熱線制造成本高的問題。其技術方案如下單層發熱線全線路控溫電熱毯，由電源插頭1、控制器2、面毯3、發熱線4組成，其特征是發熱線4采用具有正溫度系數電阻值材料制作的單層螺旋線；控制器2由可控硅S、隔離二級管D、單片機Q、直流電源電路2.1，分壓電路2.3組成或增設放大電路2.2組成；市電交流220V經可控硅S整流后，接發熱線4兩端，以形成加熱電路；可控硅S由單片機Q控制，在可控硅和發熱線間的P1端接入隔離二級管D達P2端，它直接或經放大電路2.2與單片機Q1連接，且P2端經分壓電路2.3與電源電路2.1連接，以形成檢測控溫電路。
單片機Q可采用不帶AD轉換型或帶AD轉換型。帶AD轉換的單片機可附設數字顯示電路。放大電路2.2可采用含運算放大器或三級管的放大電路。在市電交流220V供電路中接入快速熔斷器f，并將f貼放在可控硅S散熱片上。一旦可控硅失控，不能關斷，電流過大溫度升高將f熔斷切斷主電源，保證電熱毯使用安全。
采用具有正溫度系數電阻值材料制作的單層發熱線，既作發熱線，又作感溫線，并設隔離二級管對高壓(交流220V)和低壓直流隔離，若可控硅導通，220V電壓經可控硅整流加在發熱線上，發熱線溫度升高電阻值隨之升高，若瞬時斷電檢測P1點或P2點，其電位隨溫度變化。由單片機對線路進行控制，分時交替地對發熱線進行通電加熱和斷電檢測，以實現閉環的全線路控溫。使電熱毯不僅能經受多層折疊長時通電試驗，安全性高，且設備投資少、工藝簡單、生產周期短、成本低。
圖1電熱毯結構圖圖2電氣控制方框圖圖3實施例1電路圖圖4實施例2電路圖具體實施方式
實施例1見圖2、圖3采用不帶AD轉換的單片機Q1，型號為PIC16C54。放大電路2.2是由運算放大器T1和電位器R1.1、R1.2以及電阻R1.3、R1.4組成開環放大電路。運放T1型號為LM358，同相輸入端3接P2端，反向輸入端2接電阻R1.3，輸出端1接單片機1號引腳(RA2)。運放T1處于開環狀態，若3腳電位高于2腳，則1腳輸出高電平1，若3腳電平低于2腳，則1腳輸出電平O。單片機Q1的6號引腳(RBO)通過電阻Rs和發光二級管Ds接至可控硅S控制級S1，組成觸發電路；發光二級管Ds兼作通電顯示。發熱線4是采用具有正溫度系數電阻值的紫銅絲制作的單層螺旋線。直流電源電路2.1由電容降壓，橋式整流濾波穩壓等電路組成，將市電交流220V變為5V直流給電路供電。分壓電路2.3采用分壓電阻R2.3，V+端經分壓電阻R2.3達P2端，P1、P2間設隔離二級管D，發熱線4一端接P1端，另一端接地，可控硅S正級接市電。見圖3，交流供電回路中裝快速熔斷器f貼放在可控硅散熱片上。
工作過程①單片機Q1的6號引腳輸出O，可控硅截止，切斷發熱線加熱電流；②檢測單片機Q1的1號引腳；③若1號引腳為1，則6號引腳仍輸出O，發熱線不通電；若1號腳為O，則6號引腳輸出1，發熱線通電加熱；④單片機重復上進步驟。調正電位器R1.2可調正運放反相端輸入電壓，即可調整運放的翻轉電平，從而調正電熱毯溫度。
實施例2見圖2、圖4采用帶AD轉換的單片機Q2，并設置數字顯示電路Q3，單片機型號為PIC16C712。放大電路2.2是由運算放大器T2和電位器R2.1以及電阻R2.2、R2.3、R2.4組成的閉環雙端輸入放大電路，運放T2型號為LM358。同相輸入端3接P2端，反向輸入端2接電阻R2.2端，輸出端1接單片機Q2的1號引腳(摸擬輸入引腳AN2)。設置給定電位器R與單片機Q2的2號引腳連接(摸擬輸入引腳AN3)調整電位器R，可調整電熱毯溫度。設置溫度轉換按鈕K和電阻Rk電路，并與單片機Q2的3號引腳連接(數字引腳RA4)。電熱毯剛通電時用較高功率加熱，使用者上床后可按一下溫度轉換按鈕K，便極其方便使電熱毯轉換到電位器R設定溫度，勿需隨時調整電位器R。運放工作于雙端輸入放大狀態，P2點的電平變化經運放放大后送入單片機，經AD轉換后與給定值比較，控制可控硅通斷并送入數字顯示電路Q3顯示。給定電壓由電位器R送入單片機進行AD轉換。電路圖中其于部份與實施例1完全相同。
工作過程①單片機6號引腳(RB0)輸出O，可控硅截止，切斷發熱線加熱電流；②分別采樣1號引腳(AN2)和2號引腳(AN3)、經AD轉換后得到溫度信號數字量和給定數字量；③比較溫度信號值和給定值，若前者高，則使6號引腳(RBo)繼續輸出O，發熱線不通電，反之，若前者低，則使6號引腳輸出1，發熱線通電加熱；④顯示溫度；⑤重復以上步驟。
權利要求1.單層發熱線全線路控溫安全電熱毯，由電源插頭(1)、控制器(2)、面毯(3)、發熱線(4)組成，其特征是發熱線(4)采用具有正溫度系數電阻值材料制作的單層螺旋線；控制器(2)由可控硅S，隔離二級管D，單片機Q，直流電源電路(2.1)及分壓電路(2.3)組成或增設放大電路(2.2)組成；市電交流220V經可控硅S整流后，接發熱線兩端，以形成加熱回路；可控硅S由單片機Q控制，在可控硅和發熱線間的P1端接入隔離二級管D達P2端，它直接或經放大電路(2.2)與單片壓機Q連接，且P2端經分壓電路(2.3)與電源電路(2.1)連接，以形成檢測控溫電路。
2.按權利要求1所述電熱毯，其特征是單片機Q1不帶AD轉換；放大電路(2.2)是由運算放大器T1和電位器R1.1、R1.2和電阻R1.3、R1.4組成的開環放大電路；單片機Q1的6號引腳經電阻Rs和發光二級管Ds接至可控硅S控制極S1，形成觸發和通電顯示電路。
3.按權利要求1所述電熱毯，其特征是單片機Q2帶AD轉換，并設置有數字顯示電路Q3；放大電路(2.2)是由運算放大器T2和電位器R2.1、電阻R2.2、R2.3、R2.4組成的閉環雙端輸入放大電路；單片機Q2的6號引腳經電阻Rs和發光二級管Ds接至可控硅S控制極S1形成觸發和通電顯示電路。
4.按權利要求3所述電熱毯，其特征是設置給定電位器R與單片機的模擬輸入引腳連接，設置溫度轉換按鈕K和電阻Rk電路，并與單片機數字引腳連接。
5.按權利要求1所述電熱毯，其特征是在市電交流220V供電回路中接入快速熔斷器f，并將f貼放在可控硅S散熱片上。
專利摘要單層發熱線全線路控溫安全電熱毯，發熱線為具有正溫度系數電阻值的材料制作的單層螺旋線。控制器由可控硅、隔離二極管、單片機、電源電路、分壓電路組成或增設放大電路。發熱線既作加熱線，又作感溫線，隔離二極管對高壓(AC220V)和低壓直流進行隔離，用單片機控制可控硅，分時交替地對發熱線進行通電加熱和斷電檢測，完成對電熱毯閉壞全線路控溫。且在可控硅上裝有快速熔斷器實現安全保護。解決了現有單層發熱線安全差、雙層進行全線控溫成本高的缺陷，實現電熱毯能承受多層折疊長時通電試驗，安全性高，且設備投資少、工藝簡單、周期短、成本低。
文檔編號H05B1/02GK2582317SQ0224459
公開日2003年10月22日 申請日期2002年10月31日 優先權日2002年10月31日
發明者趙朗新 申請人:趙朗新