加熱線控制電路及加熱元件的操作方法

專利名稱：加熱線控制電路及加熱元件的操作方法
技術領域：
本發明涉及加熱線控制電路及加熱元件的操作方法，該加熱元件可被用在加熱毯或加熱墊中。
背景技術：
加熱線控制電路的多種示例及其相應的操作加熱線的方法在現有技術中是已知的。US5861610描述了一種加熱線，其具有用于該加熱線的集成的傳感器和控制器。具有集成的傳感器的加熱線主要包括用作加熱元件的第一螺旋形纏繞導線；第二螺旋形纏繞導線，與第一導線同軸放置，用作感測元件；以及兩導線間的柔性導熱電絕緣體。第二導線具有正溫度系數(PTC)，因此隨溫度升高電阻增大。根據電阻，對加熱線的電源輸出是可調整的。在嚴重過熱的情況下，兩導線間的柔性導熱電絕緣體損壞，兩導線將電接觸，這可以通過電子控制單元檢測到，并且中斷電源。US6222162公開了一種電加熱元件和控制電路。加熱元件包括聚合物芯部，導線螺旋形纏繞在芯部上。該導線用作加熱線。因為其正溫度系數(PTC)，因此隨溫度升高電阻增大。測量加熱導線電阻的改變，且控制電路調節加熱線上的功率。US6310332公開了一種具有加熱元件和電子控制器的加熱毯。該加熱元件主要包括第一導線，為毯子提供熱量；第二導線；以及第一和第二導線之間的熔化層。該熔化層具有負溫度系數(NTC)，因此兩導線間的電阻隨溫度升高而降低。在正常使用中，只有AC電源的正或負半波被施加到加熱元件上。控制器檢測熔化層電阻的改變，控制對加熱元件的功率輸出，防止對加熱元件的損壞。現有加熱元件和加熱線控制器的一個主要缺點是僅檢測到加熱線的均一或平均溫度的改變。在由于沖壓或扭結加熱元件而導致加熱線的一小部分過熱的情況下，沒有被檢測到的熱點會導致加熱線的損壞。

發明內容
本發明的目的是克服現有技術中已知裝置的缺點。根據本發明，控制所連的加熱元件的AC電源的加熱線控制電路包括中斷裝置， 對于施加到加熱元件的AC電源供應具有至少三個轉換狀態，例如兩個半波開，正或負半波關，以及兩半波關；以及控制裝置，確定加熱元件的溫度，并根據所述溫度和/或用戶設置來決定中斷裝置的轉換狀態。在加熱元件的正常操作中，全部AC電源(例如兩半波開)被施加到加熱元件以將其加熱。當加熱元件達到一定的溫度水平或加熱元件中出現熱點，那么供電將被減少，例如通過轉換到正或負半波關。施加的電能減少，加熱元件可被冷卻。如果需要進一步降低電能，例如由加熱元件的折疊引起的嚴重過熱，中斷裝置可被轉換至兩半波關，以使加熱元件完全冷卻。
中斷裝置可包括半導體開關，以實現不同的轉換狀態。但也可以使用機械的，電磁的和/或這些開關的結合。加熱線控制電路可進一步包括觸發裝置，在AC電源的每個正和/或負零交越點處使中斷裝置轉換至兩半波關，并持續給定長度Tl的時間，和/或一旦AC輸入電壓的上升斜率期間的電壓低于預定的閾值，使控制裝置確定加熱元件的溫度。根據本發明的另一個控制所連的加熱元件的AC電源的加熱線控制電路的實施例，它可被看作是獨立的或與上述實施例相結合，該加熱線控制電路的實施例包括在每個正和/或負半波確定加熱元件溫度并根據所述溫度設定對加熱元件的供電的裝置。該裝置可包括操作電路和開關元件。操作電路可在加電時根據加熱元件的溫度中斷對加熱元件的供電。操作電路還可通過測量加熱元件的任何與溫度有關的電學特性，例如其壓降、電流或電阻，來確定加熱元件的溫度。開關元件在操作電路和加熱元件之間提供給定長度時間Tl的連接，和/或只要AC 輸入電壓的上升斜率期間的電壓低于預定的閾值，就提供該連接。為了測量或確定加熱元件的溫度，該連接是必需的。該連接不是永久的連接，而是由開關元件有規律地建立一定的時間。該時間可以是預定的時間Tl，優選為AC周期的一段，或取決于AC輸入電壓達到一定預定閾值的時間。該時間Tl的起點優選在AC電源的每個正和/或負零交越點。該時間Tl的持續時間小于AC周期的10%，優選在0%和5%之間，最優選在0. 25%和1. 5%之間。預定的閾值小于AC線路電壓的50 %，優選在0 %和30 %之間，最優選在1. 5 %和9. 5 %之間。閾值電壓和/或時間Tl也可以是其他值。加熱元件溫度判斷的規律性為每個AC周期至少一次，優選在AC輸入電壓的零交越點處開始。在測量后，根據加熱元件的溫度，操作電路在AC電源的正和/或負半波剩余的時間段內停止對加熱元件的供電。測量溫度后，在加熱元件過熱的情況下，對加熱元件的電源供應將被立即中斷。因為每個AC電源周期至少進行一次該測量，因此可通過去除半波而使功率被連續地降低，例如，對于輕微的過熱，僅需要去除一個半波，而對于更高溫，需要去除更多的和/或連續的半波，以使溫度降低到節約的水平。加熱線控制電路可進一步包括循環單元，用于設定工作循環的持續時間，例如包括固定的通電模式通電時間和可變的休息模式斷電時間。在通電模式期間，如上所述，對加熱元件的供電取決于加熱元件的溫度。在休息模式期間，對加熱元件的供電被中斷，加熱元件將會冷卻。休息模式的持續時間取決于用戶設定，設定可在“高”、“中”和“低”之間變換， 對應于休息模式的8s、19s和38s的持續時間。通電模式的持續時間固定為10s。也可以是其他值。更多和/或不同的用戶設置和休息模式持續時間是可能的。在加熱元件嚴重過熱的情況下，用戶設置的休息模式可被無效，可延長該休息模式的時間，例如在用戶設置“高”時為37s。該特性可防止基于局部熱點的過熱對加熱元件造成的損壞。加熱線控制電路進一步包括計時模塊，其可在預設時間后關閉加熱元件的AC電源，例如10小時之后。在延長使用加熱線控制電路時，該計時模塊可被激活以防止不必要的電能浪費，在用戶忘記將其關閉時降低對加熱元件及其周圍附件造成損傷的風險。加熱線控制電路中可包括熱熔絲形式的附加的安全裝置。在短路情況下，該熱熔絲可斷開加熱線控制電路與AC電源的連接，防止火災或電擊的風險。根據本發明的加熱元件的操作方法，其特征在于在AC電源的每個正和/或負半波中確定加熱元件的溫度，且根據所述溫度設定到加熱元件的電源供應。可在每個正和/或負半波的開始部分確定加熱元件的溫度。加熱元件的操作方法可包括以下步驟a)在每個正和/或負半波的開始部分測量加熱元件的溫度，b)根據所述溫度評估剩余的半波所需的電源設置，c)根據所述溫度和/或用戶設置來設定到加熱元件的供電。根據本發明的加熱元件操作方法的另一個實施例，它可被看做是自己獨立的或與上述實施例相結合，其特征在于在操作電路和加熱元件之間提供連接，以確定加熱元件的溫度，并根據所述溫度由操作電路中斷對加熱元件的供電。從TO開始在操作電路和加熱元件之間提供給定時間長度Tl的連接，和/或只要AC輸入電壓波的上升斜率低于給定的閾值就提供該連接。時間長度T1優選為AC電源周期的一部分，小于10 %，優選在0 %和5 %之間，更優選在0. 25%和1. 5%之間。持續時間Tl的起點TO優選在AC電源的每個正和/或負零交越點。如果由閾值控制測量，那么AC輸入電壓上升斜率的閾值小于AC線路電壓的50%，優選為0%和30%之間，更優選在1. 5%和9. 5%之間。該方法可確保每個AC周期至少進行一次測量。時間T0，Tl和閾值電壓也可以是其他值。本發明的又一個方面，在每次測量后，通過啟動或抑制AC電源周期的正和/或負半波的剩余部分，來設定對加熱元件的供電。本發明的又一方面，加熱元件以不同的工作循環被操作，該工作循環包括a)給定長度的通電模式，在該模式中，根據加熱元件的溫度，至少部分電能被施加到加熱元件。b)可變長度的休息模式，在該模式中，電源被關閉。通電模式的持續時間是固定的，例如為10s，而休息模式的持續時間取決于用戶設定，用戶設定可在“高”、“中”和“低”之間變換，其對應休息模式為8s、19s和38s的持續時間。更多和/或不同的用戶設置和休息模式持續時間是可能的。在加熱元件嚴重過熱的情況下，用戶設置的休息模式可被無效，可延長該休息模式的時間，例如在用戶設置“高”時為37s。該特性可防止基于局部熱點的過熱對加熱元件造成的損壞。本發明的又一方面包括使加熱元件操作在“快速模式啟動”中，加熱預定時間。在該“快速模式啟動”加熱中，進行對加熱元件溫度的確定，和/或由中斷裝置或操作電路影響對加熱元件的供電，類似于正常的通電模式操作。這使得在加熱元件被完全冷卻后，例如當存放后第一次使用時，可以迅速加熱到用戶設定的溫度。該“快速模式啟動”加熱的持續時間在1至5分鐘之間，優選為2分鐘。其他設置也是可以的。本發明的又一個方面包括加熱元件的操作，其特征在于在預設時間后，停止對加熱元件的供電，例如10小時后。
根據本發明的柔性加熱元件，包括芯線，其被具有負溫度系數(NTC)特性的層包圍；以及加熱線，螺旋形纏繞該NTC層。加熱元件的芯線可具有0. 5 Ω /m到1. 0 Ω /m之間的低電阻，優選為0. 86 Ω /m。芯線可以是捻制的線，尤其包括多股金屬線帶，優選包括至少一股聚酯纖維，以增強芯線的抗拉強度。芯線為絞合的，以獲得最佳的撓曲特性。該加熱元件可根據標準UL AWM Style#11019 而使用PVC作為基材。其他材料和線結構也是可以的。


通過參考實施例和附圖，更詳細地解釋本發明，其中附圖示出了 圖1 加熱元件；圖2 加熱元件NTC層的電阻與溫度的關系圖；圖3 根據各溫度設置的工作循環；圖4 :自修復過程中的工作循環；圖5 嚴重過熱的情況下，自修復過程中的工作循環；圖6 加熱線控制電路的簡化方框圖；圖7 加熱線控制電路的另一個簡化方框圖；圖8 加熱線控制電路的電路圖。
具體實施例方式圖1示出了根據本發明的柔性加熱元件21。該元件包括中心芯線22，圍繞該芯線22的第一絕緣層24，加熱線23和覆蓋加熱元件21的第二絕緣層25。芯線22呈現出
0.86Ω/πι的較低電阻率，且芯線由在聚酯纖維中互相纏繞的絞合的多股金屬線帶而成。金屬線的數量為4。第一絕緣層M由摻雜的PVC制成，其呈現出負溫度系數(NTC)特性。 可以是具有不同摻雜劑的各種基材。第一絕緣層的厚度為0. 30mm,內部絕緣層的直徑為
1.06mm。加熱線23成螺旋形地纏繞在第一絕緣層M上，其螺距被選擇為使得加熱線23在加熱元件21的整個長度上呈現出所需的電阻。在所示的示例中，該加熱線呈現出每英寸上 15圈的螺距，這使得加熱元件21的加熱線23的電阻為Μ. 5Ω/πι。第二或外部絕緣層25 由厚度為0. 52mm的PVC制成，使得加熱元件的整體直徑為2. 10mm。該加熱元件可根據標準ULAWM Style#11019而使用PVC作為基材。也可以使用其他材料以及其他尺寸和/或結構。如圖8所示，通過使用這樣的加熱元件1的結構，以及通過串聯連接芯線22和加熱線23，使加熱元件的電磁場很低，因為芯線22充當了流過加熱線23的電流的回路。圖2示出了根據本發明的加熱元件NTC層的電阻與溫度的關系圖。實線示出了 30m長的典型加熱元件的NTC電阻，其中整個加熱元件的溫度相同。虛線表示加熱元件中的 0. 5m的NTC電阻，其處在升高的溫度中。在局部熱點的情況下，例如由于毯子的折疊或褶皺引起的過熱而使加熱元件中的0. 5m為約140°C，該NTC的整體電阻可以由正常溫度下30m 或29. 5m的NTC電阻和升高的溫度下0. 5m的NTC電阻的并聯電路計算出。高于加熱元件的平均溫度的局部熱點的溫度成為影響整體電阻的主導因素。例如，當加熱元件的全部長度的溫度為50°C時，NTC電阻為約8 Ω。當由非正常使用而引起出現局部熱點時，加熱元件中的0. 5m的溫度上升到約140°C，該局部熱點的阻抗變成25k Ω，從而使總電阻為19. 3k Ω。在最大加熱設置的情況下，根據圖3設置為“高”，加熱元件的溫度不會高于55°C， 這使得NTC電阻為約30kQ。從上述給定的例子中得到的19. 3kΩ的低電阻將被加熱線控制電路檢測到，該控制電路降低功率以防止熱點處的加熱元件被損壞。圖3示出了典型的關于溫度設置為“低”、“中”、“高”和“快速模式啟動”的工作循環。每一工作循環通常包括通電模式，其中對加熱元件加電，且加熱線作為電阻對加熱元件進行加熱，通電模式接下來是休息模式，不加電，以進行冷卻。對于這三種可能的溫度設置 “低”、“中”、“高”中的每一種來說，通電模式持續正好10s，而休息模式的持續時間對“低”而言為38s、對“中”而言為19s，對“高”而言為8s。當加熱線控制電路在每次完全冷卻后長時間不使用時第一次接通的時候，加熱線控制電路自動切換到“快速模式啟動”兩分鐘，以快速加熱。在“快速模式啟動”期間，一直處于通電狀態，而沒有休息模式。兩分鐘一過，加熱線控制電路被設定到用戶選擇的溫度設置上。圖4中示出了對于溫度設置為“高”的典型工作循環，在熱點的情況下加熱線控制電路的自修復特性。對于低于60°C的溫度，在每次正常操作中，工作循環包括IOs的通電模式，接著是8s的休息模式，如圖4所示。當加熱元件的一部分的溫度超過60°C時，例如形成了熱點，那么通電模式的正半波被去除。去除的半波的數量取決于各自熱點的溫度。熱點的溫度越高或熱點處NTC電阻越低，則被加熱線控制電路去除的半波越多。在所給的示例中，對于600C到800C之間的溫度，每個第四正半波被去除。當溫度在800C到100°C之間時， 每個第二半波被去除，當溫度在100°C到120°C之間時，四個半波中的三個被去除。當溫度高于120°C時，則每個正半波被阻擋。所示出的工作循環僅為示例，溫度和所去除的半波數量可改變。在每個正半波的開始時決定是否去除該正半波。對于用戶設置為“高”，在溫度高于150°C的嚴重過熱情況下的工作循環如圖5所示。溫度到約140°C以前，通過去除越來越多的正半波來降低功率，極端地去除每個半波。 如果溫度不能通過上述功率的降低而被降低，且達到150°C或更高，那么除此之外，工作循環中的休息模式還從8s增大到37s。這充分地減少了施加到加熱元件的平均功率且允許額外的冷卻。在圖6中示出了加熱線控制電路1的簡化方框圖；所示的加熱線控制電路1包括操作電路35，開關元件36，循環單元37和計時模塊33。操作電路35可根據加熱元件21的溫度停止對加熱元件21的供電。操作電路35還可確定加熱元件21的溫度。可通過測量加熱元件21的任何與溫度有關的電學特性，例如其壓降、電流或電阻，來確定溫度。為了確定加熱元件21的溫度，操作電路35需要與加熱元件21相連，該連接可由開關元件36來建立。該連接不是永久連接，而是僅持續一定的時間。該時間優選地被設定為從AC輸入電源的每個正和/或負零交越點開始，且其持續時間僅為AC電源周期的一部分。AC電源周期的這一部分少于AC電源周期的10%，優選在0%和5%之間，最優選在 0. 25%和1. 5%之間。每個AC周期至少測量一次加熱元件21的溫度。取決于加熱元件的溫度，如果加熱元件21的溫度過高，則在測量后，操作電路35 在AC電源的正和/或負半波剩余的時間段內停止對加熱元件21的供電。
加熱線控制電路1還包括循環單元37，其主要使操作電路35和加熱線21能夠以工作循環被操作。每個工作循環包括通電模式和休息模式。在通電模式中，AC電能被施加到加熱元件21上，且加熱元件21的溫度由操作電路35至少每個AC周期控制一次。通電模式的持續時間一般是恒定的，且被設定為10s，但是也可以被設定為不同的和/或可變的。 休息模式的持續時間取決于用戶設定，設定可在“高”、“中，，和“低”之間變換，其分別對應休息模式的8s、19s和38s的持續時間。更多不同的用戶設置和休息模式持續時間是可能的。在加熱元件21嚴重過熱的情況下，如圖5所描述的，用戶設定的休息模式可被無效以阻止對加熱元件21的損壞。計時模塊33是附加的安全裝置，其在持續使用10小時后切斷對加熱元件21的供 H1^ ο在圖7中示出了加熱線控制電路1的另一個簡化方框圖；加熱線控制電路1主要包括中斷裝置31和控制裝置32。中斷裝置31能夠通過使AC電能的正和負半波均通過，只通過正或負半波，或使正和負波均不通過來操縱對所連接的加熱元件21的供電。在每個AC 電源周期內，用AC周期的一小段時間通過控制裝置32測量一次加熱元件21的電阻。控制裝置32根據測量的值決定什么轉換狀態對剩余的AC周期是合適的，并相應地設置中斷裝置31。由觸發裝置34確定測量加熱元件電阻的確切時間。在給定的示例中，AC周期用于測量的時間不多于250 μ s，且該測量在AC周期的正零交越點處被精確觸發。觸發裝置34 將中斷裝置31設置為以下狀態在上述的250 μ s內，無半波被施加到加熱元件21上，且可由控制裝置32完成測量。在預先設定的操作時間后，計時模塊33將中斷裝置33永久地設置為沒有半波被供應到加熱元件21上的狀態，以防止不必要的能量消耗。該預先設定的時間被設定為10 小時，也可以為其他值。圖8示出了根據本發明的加熱毯的加熱線控制電路的電路圖。在操作中，一旦AC 線路電能的正半波的上升斜率達到與分壓器R9，R10限定的電壓相同的電壓，比較器U1A13 將輸出“高電平”。比較器U1A13輸出端的“高電平”信號然后會使三端雙向可控硅開關元件T2 15導通。由于AC線路電能的正半波要達到分壓器R9，RlO預先設定的值需要一定的時間，因此三端雙向可控硅開關元件T2 15的接通有一定的延遲。在給定示例中該延遲時間為250 μ s，也可以為其他值。在AC線路電壓的每個正零交越點后的限定延遲時間后，三端雙向可控硅開關元件Τ2 15被導通。在三端雙向可控硅開關元件Τ2 15仍關閉的第一個 250μ s內，半波電路5決定是否開啟晶閘管Tl 14。在加熱元件21的正常操作中，例如整個NTC絕緣層M的溫度在60°C以下，通過 NTC絕緣層M的泄露電流相對較小。比較器UlB 8負輸入端的電壓信號小于來自分壓器 R3，R4的正輸入端的信號。因此比較器的U1B8輸出將為“高電平”，其致使晶閘管Tl 14持續保持或開啟。因此其余的半波將通過晶閘管Tl 14。在加熱元件的正常操作中，電路在通電模式和休息模式之間交替改變。通電模式的持續時間由電容C7 17的充電時間來決定。只要電容C7 17施加到比較器UlC 12負輸入端的電壓信號低于比較器UlC 12正輸入端的參考電壓，則比較器輸出“高電平”。所給示例中電容的充電時間為10s，但是也可以選擇不同的值。只要電容C7 17被充滿且比較器 UlC 12的負輸入端的電壓信號高于其正輸入端的參考電壓信號，則比較器UlC 12輸出“低電平”，通過使三端雙向可控硅開關元件和晶閘管的柵極電壓為“低電平”，來關閉三端雙向可控硅開關元件T2 15和晶閘管Tl 14。這將使休息模式開始。休息模式的持續時間由電容C7 17的放電決定，電容C7 17通過二極管19、電阻器20a，20b和可變電阻器VRl 11放電。只要電容C7 17的電壓低于比較器UlC 12正輸入端上的參考電壓信號，則比較器的輸出將再次變為“高電平”，該“高電平”可使三端雙向可控硅開關元件T2 15導通以啟動通電模式。根據對可變電阻器VIU 11設置“低”、“中”或“高”，或者用戶各自的設置，在所給示例中，休息模式的持續時間為38s、19s或8s。不同的設置也是可以的。在由于錯誤使用而發生部分過熱或加熱元件整個過熱的情況下，例如毯子被折疊或褶皺，NTC絕緣層M的電阻會變低，例如上述的19. 3k Ω。通過NTC層M的泄露電流會增大，因此在比較器UlB 8的負輸入端形成正信號。如果該輸入信號變得比來自分壓器R3， R4的正輸入端的信號大，那么比較器UlB 8輸出“低電平”，該“低電平”將關閉晶閘管Tl 14。由于晶閘管Tl 14的關閉，使正半波不能通過。因為三端雙向可控硅開關元件Τ2 15只能在每個正半波開始的250 μ s延遲時間后被開啟，因此在每個正半波進行比較或測量。如果熱點越來越嚴重，且溫度超過150°C，則休息模式將增加，如圖6所示。由于 NTC絕緣層M的電阻甚至可低于上述的19. 3k Ω，因此休息模式電路6在比較器UlD 10的正輸入引腳接收的信號高于其負輸入引腳上的信號。因此比較器UlD 10輸出“高電平”， 以利用Vcc對電容C7 17進行充電。只要電容C7 17還沒有放完電，比較器UlC 12會輸出 “低電平”，該“低電平”會使三端雙向可控硅開關元件Τ2 15和晶閘管Tl 14保持關閉。對于用戶設置“高”，電容C7 17的放電時間為約37s，但是也可以選擇不同值。對于用戶設置 “中”，放電時間為約43. 2s。雖然在用戶設置“低”時幾乎不可能形成熱點，在這種情況下放電時間可為約52.8s。如果加熱元件完全失效，例如芯線和加熱線之間短路，電阻Rl和R2將在正半波的第一個250 μ S內加熱，熱熔絲7將被熔斷以完全切斷線路電源供應。盡管在圖3的電路圖中，熱熔絲7遠離電阻Rl和R2，事實上熱熔絲7非常接近于或直接熱接觸于電阻R1，R2中的至少一個，優選非常接近于或直接熱接觸于兩個電阻R1，R2。當第一次操作電路時或存放了很長時間后，電容C7 17被充分放電。因此，為了使比較器UCl 12的負輸入端電壓值高于施加到其正輸入端的電壓值，第一次充電所需的通電模式時間會比正常操作期間所需的時間長。該延長的時間會啟動“快速模式啟動”加熱， 該延長的時間在所給的示例中為約2分鐘。雖然該“快速模式啟動”持續的時間比通常的通電模式的時間長，但是他們的功能是一樣的。在每個正零交越點進行測量，并確定是否允許正半波通過。該操作模式僅在加熱線控制電路于電容C7 17完全放電后第一次開啟時是可用的。“快速模式啟動”的可用性的其他變型也是可以的，例如當加熱元件21已經完全冷卻時。計時IC 16測量從接通加熱線控制電路開始所經過的時間。在預設的時間后，例如10小時后，計時IC 16向它的輸出引腳18輸出“低電平”，然后該“低電平”降低比較器 UlC 12的輸出，這進而使晶閘管Tl 14和三端雙向可控硅開關元件T2 15關閉。由于晶閘管Tl 14和三端雙向可控硅開關元件T2 15均被關斷，加熱元件21中不再有功率消耗。這種自動斷電是附加的安全裝置，以防止對加熱線控制電路的損壞，還可避免不必要的耗電。
權利要求
1.加熱線控制電路(1)，用于控制其所連接的加熱元件的AC供電，包括a)中斷裝置(31)，對于施加到加熱元件的AC供電具有至少三個轉換狀態 i)兩半波開， )正或負半波關， iii)兩半波關，以及b)控制裝置(32)，用于確定加熱元件的溫度，并根據所述溫度和/或用戶設置來決定中斷裝置(31)的轉換狀態；c)觸發裝置(34)，在AC電源的每個正和/或負零交越點處使中斷裝置(31)轉換至所述兩半波關狀態i)持續給定長度Tl的時間，和/或 )只要AC輸入電壓的上升斜率期間的電壓低于預定的閾值， 使控制裝置(3 確定加熱元件的溫度。
2.加熱線控制電路(1)，用于控制其所連接的加熱元件的AC供電，包括在每個正和/或負半波確定加熱元件溫度并根據所述溫度設定對加熱元件供電的裝置，所述裝置包括a)操作電路(35)，當加電時，可根據加熱元件的溫度停止對加熱元件的供H1^ οb)開關元件(36)，當加電時，在操作電路(3 和加熱元件之間提供連接 i)持續給定長度Tl的時間，和/或 )只要AC輸入電壓的上升斜率期間的電壓低于預定的閾值。
3.根據權利要求2的加熱線控制電路(1)，其特征在于Tl的起點在AC電源的每個正和/或負零交越點。
4.根據權利要求1至3中任意一項的加熱線控制電路(1)，其特征在于時間長度Tl為 AC電源周期的一部分，小于10%，優選在O%和5%之間，更優選在0. 25%和1.5%之間。
5.根據權利要求1至4中的任意一項的加熱線控制電路(1)，其特征在于所述閾值小于AC線路電壓的50%，優選在0%和30%之間，更優選在1. 5%和9. 5%之間。
6.根據權利要求2至5中的任意一項的加熱線控制電路(1)，其特征在于所述操作電路(35)在AC電源的正和/或負半波的剩余時間段內可停止供電。
7.根據權利要求1至6中的任意一項的加熱線控制電路(1)，包括循環單元(37)，用于設定工作循環的持續時間，例如固定的通電模式通電時間和可變的休息模式斷電時間。
8.根據權利要求1至7中的任意一項的加熱線控制電路(1)，還包括計時模塊(33)，其可在預設時間后關閉加熱元件的AC電源，優選10小時后。
9.根據權利要求1至8中的任意一項的加熱線控制電路(1)，還包括熱熔絲(7)，在短路情況下，該熱熔絲斷開加熱線控制電路⑴與AC電源的連接。
10.加熱元件的操作方法，其特征在于在每個正和/或負半波的開始部分確定加熱元件的溫度，且根據所述溫度設定給加熱元件的供電。
11.根據權利要求10的加熱元件的操作方法，包括以下步驟a)在每個正和/或負半波的開始部分測量加熱元件的溫度，b)根據所述溫度評估剩余的半波所需的電源設置，c)根據所述溫度和/或用戶設置來設定給加熱元件的供電。
12.加熱元件的操作方法，其特征在于在操作電路(35)和所述加熱元件之間提供連接，以確定加熱元件的溫度a)該連接從TO開始持續給定長度的時間Tl，和/或b)只要AC輸入電壓波的上升斜率低于給定的閾值，以及根據所述溫度通過操作電路(3 停止對加熱元件的供電。
13.根據權利要求12的加熱元件的操作方法，其特征在于時間長度Tl為AC電源周期的一部分，小于10%，優選在0%和5%之間，更優選在0. 25%和1. 5%之間。
14.根據權利要求12或13的加熱元件的操作方法，其特征在于TO在AC電源的每個正和/或負零交越點。
15.根據權利要求12至14中的任意一項的加熱元件的操作方法，其特征在于所述AC輸入電壓的上升斜率的閾值小于AC線路電壓的50%，優選在0%和30%之間，更優選在1. 5%和9. 5%之間。
16.根據權利要求12至15中的任意一項的加熱元件的操作方法，其特征在于所述操作電路(35)可停止AC電源周期剩余的時間段內的正和/或負半波。
17.根據權利要求10至16中的任意一項的加熱元件的操作方法，其特征在于，加熱元件以不同的工作循環被操作，所述工作循環包括a)給定長度的通電模式，在所述通電模式中，根據所述加熱元件的溫度，至少部分電能被施加到所述加熱元件(21)，以及b)可變長度的休息模式，在所述休息模式中，電源被關閉。
18.根據權利要求17的加熱元件的操作方法，其特征在于，所述休息模式的時間長度取決于用戶設置和/或所述加熱元件的溫度。
19.根據權利要求10至18中的任意一項的加熱元件的操作方法，其特征在于，啟動“快速模式啟動”加熱至預定時間，在該模式中a)發生對所述加熱元件的溫度的判斷，和/或b)由中斷裝置(31)或操作電路(35)影響對加熱元件的供電。
20.根據權利要求19的加熱元件的操作方法，其特征在于，所述“快速模式啟動” 加熱的預設時間在1至5分鐘之間，優選為2分鐘。
21.根據權利要求10至20中的任意一項的加熱元件的操作方法，其特征在于，在預設時間后，停止對加熱元件的供電，例如10小時后。
全文摘要
控制其所連接的加熱元件(21)的AC電源的加熱線控制電路(1)包括中斷裝置(31)，對于加熱元件的AC電源具有至少三個轉換狀態，例如兩個半波開，正或負半波關，以及兩半波關；以及控制裝置(32)，確定所述加熱元件(21)的溫度，根據所述溫度和/或用戶設置來決定所述中斷裝置(31)的轉換狀態。
文檔編號H05B1/02GK102160453SQ200980136401
公開日2011年8月17日 申請日期2009年7月10日 優先權日2008年7月17日
發明者馮毅良 申請人:百略智慧財產責任有限公司