專利名稱:自動控溫器的制作方法
本發(fā)明屬于一種電阻值隨溫度改變而變化的傳感元件的溫度控制技術(shù)。
已有的由熱敏電阻作感溫元件的自動控溫器，通常主要由感溫元件、低壓直流電源及控制電路組成。其工作原理是先將流過感溫元件而隨溫度變化的電流訊號經(jīng)訊號處理電路，使緩變訊號變成開關(guān)訊號，再將此開關(guān)訊號放大推動可控硅或繼電器工作，從而控制負(fù)載電流的通或斷。這種自動控溫器電路比較復(fù)雜，成本較高，並且體積較大不宜在一般家用電器中使用，而且它只能完成通或斷兩種狀態(tài)的工作不能實(shí)現(xiàn)調(diào)壓與開關(guān)相結(jié)合的控溫。
本發(fā)明的任務(wù)在于設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，控溫準(zhǔn)，體積小，適用面廣並且具備調(diào)壓控溫及開關(guān)控溫之功能的自動控溫器。
圖面說明附圖為本發(fā)明的自動控溫器的電路原理圖，圖中SCR——可控硅；D1——觸發(fā)二極管；D2、D3——穩(wěn)壓管；Rt——感溫元件；W1、W2——電位器；R1、R2、R3——電阻；Rf——負(fù)載；C1、C2、C3、C4——電容；L——電感；A、B——電源線。
以下結(jié)合本發(fā)明的具體內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不限于。
如附圖所示，由電阻〔R2〕及穩(wěn)壓管〔D2〕、〔D3〕組成的限幅電路提供的一個穩(wěn)定的限幅電壓U1，加在由感溫元件〔Rt〕、電位器〔W1〕、〔W2〕相接而成的等效電阻RT與電阻〔R1〕組成的感溫分壓電路上，在等效電阻RT與電阻〔R1〕之間輸出的分壓經(jīng)電容〔C1〕充電后的電壓U2，加在觸發(fā)二極管〔D1〕及可控硅〔SCR〕的門極與陰極上。當(dāng)電壓U2達(dá)到觸發(fā)二極管〔D1〕的轉(zhuǎn)折電壓及可控硅〔SCR〕的門極與陰極間的壓降之和時，則觸發(fā)二極管〔D1〕及可控硅〔SCR〕均導(dǎo)通。設(shè)定控制可控硅〔SCR〕通或斷的電壓U2的轉(zhuǎn)折界限值為門限電壓Um。當(dāng)其他參數(shù)不變的條件下電壓U2達(dá)到門限電壓Um時相應(yīng)的等效電阻RT的值為門限電阻值Rm。實(shí)驗(yàn)證明門限電壓Um及門限電阻值Rm均為可靠的穩(wěn)定參數(shù)，故由等效電阻RT分別小于或大于門限電阻值Rm即可決定可控硅〔SCR〕的導(dǎo)通或關(guān)斷，這就是開關(guān)控溫的基本原理。當(dāng)?shù)刃щ娮鑂T較小時，電壓U2從零充到門限電壓Um所需的時間t亦小，故可控硅〔SCR〕的導(dǎo)通角就大，輸出電壓就高，反之亦成立，這就是調(diào)壓控溫的基本原理。當(dāng)電阻〔R1〕、等效電阻RT及電容〔C1〕變小時，充電時間常數(shù)變小，此時可控硅〔SCR〕自初導(dǎo)通到接近最大電壓輸出所需的等效電阻RT的變化量亦小，故時間常數(shù)越小調(diào)壓速度就越大，反之亦成立。由于雙向觸發(fā)二極管工作時在轉(zhuǎn)折電壓的前沿有一突起的峰值，故用雙向觸發(fā)二極管代替穩(wěn)壓管〔D2〕、〔D3〕時，可控硅〔SCR〕只能在每個半波的前沿導(dǎo)通，從而可消除調(diào)壓控溫之功能，實(shí)現(xiàn)單一開關(guān)控溫。用電阻值突變的感溫元件感溫，有時可省去穩(wěn)壓管〔D2〕、〔D3〕。若省去電容〔C1〕亦可工作，但性能不如有電容〔C1〕時穩(wěn)定。可控硅〔SCR〕及觸發(fā)二極管〔D1〕一般為雙向元件，但根據(jù)需要亦可采用單向元件。熱電阻、熱敏電阻及電接點(diǎn)溫度計均會由溫度的變化而產(chǎn)生電阻值的緩變或突變，故這些元件均可作為感溫元件之用。電位器〔W1〕用于調(diào)節(jié)控制溫度，電位器〔W1〕用于調(diào)試時調(diào)整工作點(diǎn)溫度。若要改善等效電阻RT的線性，可采用常規(guī)的串并聯(lián)電阻使它實(shí)現(xiàn)線性代。等效電阻RT及電阻〔R1〕通常如附圖布置，但根據(jù)需要亦可將它們的位置對換，對換時以等效電阻RT分別大于或小于門限電阻值Rm來決定可控硅〔SCR〕的導(dǎo)通或關(guān)斷。由電容〔C2〕、〔C3〕及電感〔L〕組成的電路為抑制射頻干擾的消干擾電路。由電容〔C4〕及電阻〔R3〕組成的電路為減小對可控硅〔SCR〕電壓、電流沖擊的吸收電路。
本發(fā)明的自動控溫器與已有的自動控溫器比較其主要優(yōu)點(diǎn)是1.控溫性能穩(wěn)定，在電源電壓由135V變到255V的情況下控溫點(diǎn)漂移小于2.5％。2.使用壽命長，比雙金屬片控溫器壽命長10倍以上。3.具有調(diào)壓與開關(guān)相結(jié)合的控溫功能或單一開關(guān)控溫的功能。4.電路簡單，成本低廉，體積可制得較小。5.適用范圍廣，在許多地方可取代雙金屬片控溫器、汽體壓力式控溫器及已有的熱敏電阻控溫器。適用于電烤箱、電熱水器、電飯鍋、電熨斗、電熱毯、電冰箱等。還可由它開發(fā)許多新產(chǎn)品，如帶自動控溫器的電熱淋浴器、電熱鍋、電熱杯、電熱茶壺等。
實(shí)施例1一種用于電熱鍋的自動控溫器，其電路如附圖所示，可控硅〔SCR〕為5A、400V雙向可控硅；觸發(fā)二極管〔D1〕為轉(zhuǎn)折電壓20V雙向觸發(fā)二極管；穩(wěn)壓管〔D2〕、〔D3〕均為34V、0.5W；感溫元件〔Rt〕為正溫度系數(shù)熱敏電阻，在90℃時電阻值為1KΩ，溫度系數(shù)為3×10－2／℃；電位器〔W1〕、〔W2〕分別為1.5KΩ、470Ω；電阻〔R1〕、〔R2〕、〔R3〕分別為18KΩ、47KΩ、100Ω；電容〔C1〕、〔C2〕、〔C3〕、〔C4〕分別為0.02μF、0.1μF、0.1μF、0.1μF；電感〔L〕為100μH；負(fù)載〔Rf〕為220V、600W電熱板。調(diào)整電位器〔W1〕電熱鍋可在90～130℃的范圍內(nèi)任意選定所需溫度。在溫度低于控制點(diǎn)7℃以下時可輸出最高電壓，隨著溫度與控制點(diǎn)的接近，輸出電壓逐步下降，溫度達(dá)到控制點(diǎn)時，則完全關(guān)斷電源。這對于燉煮食物或快速加熱食物均很方便，烹制食物味佳。可提高電熱鍋使用壽命3～10倍，一般可節(jié)能1／3左右。
實(shí)施例2一種用于電熱淋浴器的自動控溫器，其電路如附圖所示，可控硅〔SCR〕為12A、400V雙向可控硅，穩(wěn)壓管〔D2〕、〔D3〕用一只轉(zhuǎn)折電壓26V雙向觸發(fā)二極管代替；感溫元件〔Rt〕為正溫度系數(shù)熱敏電阻，在35℃時電阻值為1.5KΩ，溫度系數(shù)為4×10－2／℃，電位器〔W1〕為1.3KΩ；電容〔C1〕為0.01μF；負(fù)載〔Rf〕為220V、2KW電熱管；電感〔L〕省去不用，其余參數(shù)與實(shí)施例1相同。實(shí)測結(jié)果表明，水溫可在25～45℃的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，在正常出水量時，水溫波動小于3℃，比現(xiàn)有的無自動控溫淋浴器最多可節(jié)能60％。
權(quán)利要求
1.一種自動控溫器，它包括感溫元件、控制電路、消干擾電路、吸收電路，其特征在于在由感溫元件[Rt]與控制電路相結(jié)合而成的一個具有控溫功能的整體電路中，含有限幅電路、感溫分壓電路及具有門限電壓控制作用的可控硅工作電路。
2.按照權(quán)利要求
1所述的自動控溫器，其特征在于所述的限幅電路包括電阻〔R2〕及穩(wěn)壓管〔D2〕、〔D3〕。
3.按照權(quán)利要求
1所述的自動控溫器，其特征在于所述的分壓電路包括由感溫元件〔Rt〕、電位器〔W1〕、〔W2〕組成的等效電阻RT及電阻〔R1〕。
4.按照權(quán)利要求
1所述的自動控溫器，其特征在于所述的可控硅工作電路包括電容〔C1〕、觸發(fā)二極管〔D1〕及可控硅〔SCR〕。
專利摘要
一種主要由感溫元件與控制電路相結(jié)合而成的自動控溫器，其特征是它可以根據(jù)等效電阻R
文檔編號G05D23/24GK86205537SQ86205537
公開日1987年4月29日 申請日期1986年7月31日
發(fā)明者駱壽星 申請人:駱壽星導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan