專利名稱：發(fā)熱體溫度控制電路及發(fā)熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子電工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種發(fā)熱體溫度控制電路及發(fā)熱裝置。
背景技術(shù)：
電阻式發(fā)熱裝置通常包括發(fā)熱體和控制電路，控制電路又包括溫度傳感器，用以 感應(yīng)發(fā)熱體的溫度，并將感應(yīng)到的溫度輪換為電信號(hào)，經(jīng)放大后提供給信號(hào)處理器或溫度 控制電路，然后將該電信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)，進(jìn)而達(dá)到控制發(fā)熱體溫度的目的。由于普通溫度傳感器靈敏度較低，且易受環(huán)境的干擾和前置放大電路的影響而發(fā) 生溫度漂移，因此實(shí)際測(cè)得的發(fā)熱體的溫度并不準(zhǔn)確。而精密的溫度傳感器價(jià)格昂貴，抗干 擾性差，不適合用作發(fā)熱裝置的溫度傳感器，以免增加過多的成本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種發(fā)熱體溫度控制電路及發(fā)熱裝置，以解決溫 度漂移和測(cè)量不準(zhǔn)確的問題。本實(shí)用新型提供一種發(fā)熱體溫度控制電路，連接于交流電源，包括過零信號(hào)發(fā)生電路，產(chǎn)生過零脈沖信號(hào)；溫度控制電路，根據(jù)發(fā)熱體的阻值輸出控制信號(hào)，以及發(fā)熱電路，所述過零信號(hào)發(fā)生電路與溫度控制電路連接，并將產(chǎn)生的過零脈沖信 號(hào)輸出給溫度控制電路；所述溫度控制電路包括一比較器，所述發(fā)熱電路包括一可控硅，該 可控硅輸入端與一交流電源連接，另一端與所述發(fā)熱體連接；所述比較器的正相輸入端與 過零信號(hào)發(fā)生電路的輸出端連接，反相輸入端通過一二極管分別與所述可控硅的控制端及 發(fā)熱體連接。優(yōu)選地，所述過零信號(hào)發(fā)生電路包括第一三極管、第二三極管、第三三極管和第 四三極管，所述第四三極管的基極與交流電源的零線連接，發(fā)射極與第三三極管的基極連 接，集電極分別與第三三極管的集電極和第一三極管的基極連接；所述第三三極管的基極 與所述交流電源的相線連接，發(fā)射極接地，集電極通過一二極管與所述交流電源的相線連 接；所述第一三極管的發(fā)射極接地，集電極與第二三極管的基極連接；所述第二三極管的 集電極與第三三極管的集電極連接，發(fā)射極與所述溫度控制電路連接并輸出過零脈沖信 號(hào)。優(yōu)選地，所述比較器的正相輸入端通過一可變電阻接地，以調(diào)節(jié)該正相輸入端的 參考電壓，反相輸入端通過第一電阻接地，輸出端通過一開關(guān)接地。優(yōu)選地，所述比較器的反相輸入端通過另一二極管與所述過零信號(hào)發(fā)生電路的輸 出端連接。優(yōu)選地，所述過零信號(hào)發(fā)生電路還設(shè)有濾波電路，該濾波電路的輸入端與所述交 流電源連接，輸出端與所述第二三極管的集電極連接。
3[0013]優(yōu)選地，所述過零信號(hào)發(fā)生電路還并聯(lián)有一穩(wěn)壓電路，該穩(wěn)壓電路包括穩(wěn)壓二極管。優(yōu)選地，所述發(fā)熱體的阻值與溫度呈線性關(guān)系。優(yōu)選地，所述發(fā)熱體為陶瓷發(fā)熱體。本實(shí)用新型還提供一種發(fā)熱裝置，包括發(fā)熱體，所述發(fā)熱體的阻值與溫度呈線性 關(guān)系，還包括發(fā)熱體溫度控制電路，所述發(fā)熱體溫度控制電路進(jìn)一步包括過零信號(hào)發(fā)生電路，以產(chǎn)生過零脈沖信號(hào)；溫度控制電路，根據(jù)發(fā)熱體的阻值輸出 控制信號(hào)，以及發(fā)熱電路，所述過零信號(hào)發(fā)生電路與溫度控制電路連接，并將產(chǎn)生的過零脈 沖信號(hào)輸出給溫度控制電路；所述溫度控制電路包括一比較器，所述發(fā)熱電路包括一可控 硅，該可控硅輸入端與一交流電源連接，另一端與所述發(fā)熱體連接；所述比較器的正相輸入 端與過零信號(hào)發(fā)生電路的輸出端連接，反相輸入端通過一二極管分別與所述可控硅的控制 端及發(fā)熱體連接。采用本實(shí)用新型的發(fā)熱體溫度控制電路，可實(shí)現(xiàn)無軟件的全硬件控制電路，所有 電路中僅包括若干個(gè)三極管、二極管以及一個(gè)可控硅和一個(gè)比較器，利用發(fā)熱體的阻值與 溫度呈線性關(guān)系的特性，根據(jù)發(fā)熱體的阻值即得到發(fā)熱體的溫度指數(shù)。此外，本實(shí)用新型由 于是在零電壓時(shí)測(cè)量發(fā)熱體的阻值，沒有電流電壓信號(hào)的干擾，故測(cè)量結(jié)果較為準(zhǔn)確。因而 其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、溫度控制準(zhǔn)確和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中發(fā)熱體溫度控制電路方框圖；圖2是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中發(fā)熱體溫度控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中過零信號(hào)的波形圖。本實(shí)用新型目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式
圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中發(fā)熱體溫度控制電路方框圖。參照?qǐng)D1，本實(shí)施例的發(fā)熱體溫度控制電路包括過零信號(hào)發(fā)生電路1、溫度控制電 路2和發(fā)熱電路3，過零信號(hào)發(fā)生電路1與交流電源連接，用于產(chǎn)生過零脈沖信號(hào)；溫度控 制電路2與過零信號(hào)發(fā)生電路1連接，接收并處理過零脈沖信號(hào)；發(fā)熱電路3與交流電源連 接，包括可控硅和發(fā)熱體，可控硅的輸入端與交流電源連接，輸出端與發(fā)熱體連接，控制端 與溫度控制電路2連接，由溫度控制電路2控制可控硅的導(dǎo)通或截止。本實(shí)施例的發(fā)熱休溫度控制電路采用純硬件方式控制發(fā)熱體的溫度，避免了采用 溫度傳感器，從而提高了控制的準(zhǔn)確度，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，降低了生產(chǎn)成本。圖2是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中發(fā)熱體溫度控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2所示實(shí)施例中過零信號(hào)的波形圖。參照?qǐng)D2，過零信號(hào)發(fā)生電路包括第一三極管TR1、第二三極管TR2、第三三極管 TR3和第四三極管TR4，TR4的基極與交流電源的零線連接，發(fā)射極與TR3的基極連接，集電 極分別與TR3的集電極和TRl的基極連接；TR3的基極與交流電源的相線連接，發(fā)射極接 地，集電極通過二極管D2與交流電源的相線連接；TRl的基極并聯(lián)一電容Cl，發(fā)射極接地，
4集電極與TR2的基極連接；TR2的集電極與TR3的集電極連接，發(fā)射極與溫度控制電路連接 并輸出過零信號(hào)。結(jié)合圖3，上述過零信號(hào)發(fā)生電路的原理是在電壓正半周期內(nèi)，電流經(jīng)電阻R2加載到TR3的基極，此時(shí)TR3導(dǎo)通，由于TR3的 集電極與TRl的基極連接，因此TRl的基極處于低電位，TRl截止，從而TR2截止，過零信號(hào) 發(fā)生電路無輸出電壓。在電壓負(fù)半周期內(nèi)，TR4的基極為高電平，TR4導(dǎo)通，由于TRl的基極與TR4的發(fā)射 極連接，故TRl截止，從而TR2截止。當(dāng)電壓處于過零的時(shí)刻，TR3、TR4均截止，此時(shí)電容Cl放電，TRl的基極處于高電 平，TRl導(dǎo)通，從而TR2導(dǎo)通，過零信號(hào)發(fā)生電路輸出過零脈沖信號(hào)signalK見圖2)。為便過零信號(hào)穩(wěn)定工作，本實(shí)施例在過零信號(hào)前增設(shè)穩(wěn)壓電路以便為其提供穩(wěn)定 的工作電壓。該穩(wěn)壓電路包括一與交流電源并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管Zl和二極管D1。電容Cl和 電阻Rl還可組成一個(gè)濾波電路，使過零脈沖信號(hào)signall的脈沖寬度恒定，便于后續(xù)信號(hào) 的準(zhǔn)確處理。溫度控制電路與過零信號(hào)發(fā)生電路中TR2的發(fā)射極連接，接收TR2輸出的過零脈 沖信號(hào)。再參照?qǐng)D3，溫度控制電路包括一比較器Ul，該比較器Ul為電壓比較器，其正相輸 入端5與TR2的發(fā)射極連接，并通過電位器VRl和R13接地；反相輸入端6則通過一二極 管D3與TR2的發(fā)射極連接，并通過電阻RlO接地，且在二極管D3與TR2的發(fā)射極之間通過 一二極管D4與發(fā)熱體HEATER連接；比較器Ul的輸出端7與可控硅SCRl的控制端連接。 發(fā)熱電路包括可控硅SCRl和發(fā)熱體HEATER，SCRl的輸入端與交流電源連接，輸出端與發(fā)熱 體HEATER連接，控制端通過二極管D6與交流電源連接。上述溫度控制電路和發(fā)熱電路的原理是比較器Ul的正相輸入端5與過零信號(hào)發(fā)生電路的輸出端連接，并通過VRl和R13 接地，當(dāng)調(diào)節(jié)VRl的阻值時(shí)，可調(diào)節(jié)比較器Ul的正相輸入端5的電位值。反相輸入端6通 過R6、R10和發(fā)熱體HEATER分壓，并通過二極管D6連接至過零信號(hào)發(fā)生電路的輸出端。當(dāng) 發(fā)熱休HEATER溫度較低時(shí)，其阻值較小，通過D4使反相輸入端6的電壓較低，此時(shí)比較器 Ul輸出高電平至可控硅SCRl的控制端，觸發(fā)可控硅SCRl導(dǎo)通，發(fā)熱體HEATER接通電源加 熱；當(dāng)發(fā)熱體HEATER加熱到較高溫度時(shí)，由于其阻值與溫度呈線性關(guān)系，因而其阻值增大， 使反相輸入端6的電壓升高，當(dāng)超過VRl和R13所設(shè)定的參考電壓時(shí)，比較器Ul輸出低電
平至可控硅SCRl的控制端，觸發(fā)可控硅SCRl截止，發(fā)熱體HEATER則停止加熱，......如
此反復(fù)，使發(fā)熱體HEATER溫度保持在一定的范圍之內(nèi)，從而達(dá)到控制溫度的目的。本實(shí)施例的比較器只在電壓過零時(shí)刻才工作，可控硅SCRl在電源電壓處于負(fù)半 周期時(shí)保持截止?fàn)顟B(tài)，通過以上分析，發(fā)熱體HEATER只在電源電壓處于正半周期內(nèi)工作， 因此，比較器Ul在每一個(gè)周期內(nèi)檢測(cè)一次發(fā)熱體HEATER的溫度，其觸發(fā)信號(hào)Signal2(見 圖2)為斷續(xù)的脈沖信號(hào)(如圖3所示)。上述二極管D4的作用是，在可控硅SCRl截止時(shí)可起到分壓檢測(cè)的作用，而在可控 硅SCRl導(dǎo)通時(shí)，則起著隔離保護(hù)的作用，阻止交流電源電壓加載到比較器Ul的反相輸入端 6造成控制失敗。在實(shí)際應(yīng)用過程中，二極管D3還可起到消除比較器Ul產(chǎn)生的溫度漂移現(xiàn)象，進(jìn)而提高控制的準(zhǔn)確性和可靠性。比較器Ul的輸出端7還通過一開關(guān)SWl接地，當(dāng)開關(guān)SWl斷開時(shí)，輸出端7無論輸 出高電平還是低電平，可控硅SCRl的控制端均為低電平，呈截止?fàn)顟B(tài)，因而發(fā)熱體HEATER 與交流電源始終保持?jǐn)嚅_。另外，本實(shí)用新型的發(fā)熱裝置包括以上所述的發(fā)熱體溫度控制電路，其發(fā)熱體采 用阻值/溫度呈線性關(guān)系的材料制成，如陶瓷發(fā)熱體等，因而更容易控制，采用的本實(shí)用新 型的溫度控制電路也能準(zhǔn)確地控制發(fā)熱體的溫度。綜上所述，本實(shí)用新型的發(fā)熱體溫度控制電路和發(fā)熱裝置因僅采用二極管、三極 管、比較器和可控硅等元件組成，無需進(jìn)行復(fù)雜的信號(hào)采集和處理，也無需采用價(jià)格昂貴的 芯片和溫度傳感器，因而具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制準(zhǔn)確可靠和生產(chǎn)成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制其專利范圍，凡是利用本 實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng) 域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種發(fā)熱體溫度控制電路，連接于交流電源，其特征在于，包括過零信號(hào)發(fā)生電路，產(chǎn)生過零脈沖信號(hào)；溫度控制電路，根據(jù)發(fā)熱體的阻值輸出控制信號(hào)，以及發(fā)熱電路，所述過零信號(hào)發(fā)生電路與溫度控制電路連接，并將產(chǎn)生的過零脈沖信號(hào)輸出給溫度控制電路；所述溫度控制電路包括一比較器，所述發(fā)熱電路包括一可控硅，該可控硅輸入端與一交流電源連接，另一端與所述發(fā)熱體連接；所述比較器的正相輸入端與過零信號(hào)發(fā)生電路的輸出端連接，反相輸入端通過一二極管分別與所述可控硅的控制端及發(fā)熱體連接。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)熱體溫度控制電路，其特征在于，所述過零信號(hào)發(fā)生電路包 括第一三極管、第二三極管、第三三極管和第四三極管，所述第四三極管的基極與交流電 源的零線連接，發(fā)射極與第三三極管的基極連接，集電極分別與第三三極管的集電極和第 一三極管的基極連接；所述第三三極管的基極與所述交流電源的相線連接，發(fā)射極接地，集 電極通過一二極管與所述交流電源的相線連接；所述第一三極管的發(fā)射極接地，集電極與 第二三極管的基極連接；所述第二三極管的集電極與第三三極管的集電極連接，發(fā)射極與 所述溫度控制電路連接并輸出過零脈沖信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)熱體溫度控制電路，其特征在于，所述比較器的正相輸入端 通過一可變電阻接地，以調(diào)節(jié)該正相輸入端的參考電壓，反相輸入端通過第一電阻接地，輸 出端通過一開關(guān)接地。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)熱體溫度控制電路，其特征在于，所述比較器的反相輸入端 通過另一二極管與所述過零信號(hào)發(fā)生電路的輸出端連接。
5.如權(quán)利要求2所述的發(fā)熱體溫度控制電路，其特征在于，所述過零信號(hào)發(fā)生電路還 設(shè)有濾波電路，該濾波電路的輸入端與所述交流電源連接，輸出端與所述第二三極管的集 電極連接。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)熱體溫度控制電路，其特征在于，所述過零信號(hào)發(fā)生電路還 并聯(lián)有一穩(wěn)壓電路，該穩(wěn)壓電路包括穩(wěn)壓二極管。
7.如權(quán)利要求1中任一項(xiàng)所述的發(fā)熱體溫度控制電路，其特征在于，所述發(fā)熱體的阻 值與溫度呈線性關(guān)系。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)熱體溫度控制電路，其特征在于，所述發(fā)熱體為陶瓷發(fā)熱體。
9.一種發(fā)熱裝置，包括發(fā)熱體，所述發(fā)熱體的阻值與溫度呈線性關(guān)系，其特征在于，還 包括發(fā)熱體溫度控制電路，所述發(fā)熱體溫度控制電路進(jìn)一步包括過零信號(hào)發(fā)生電路，以產(chǎn)生過零脈沖信號(hào)；溫度控制電路，根據(jù)發(fā)熱體的阻值輸出控制信號(hào)，以及發(fā)熱電路，所述過零信號(hào)發(fā)生電 路與溫度控制電路連接，并將產(chǎn)生的過零脈沖信號(hào)輸出給溫度控制電路；所述溫度控制電 路包括一比較器，所述發(fā)熱電路包括一可控硅，該可控硅輸入端與一交流電源連接，另一端 與所述發(fā)熱體連接；所述比較器的正相輸入端與過零信號(hào)發(fā)生電路的輸出端連接，反相輸 入端通過一二極管分別與所述可控硅的控制端及發(fā)熱體連接。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)熱裝置，其特征在于，所述發(fā)熱體溫度控制電路為權(quán)利2至 8中任一項(xiàng)中所述的發(fā)熱體溫度控制電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種發(fā)熱體溫度控制電路，其連接于交流電源，包括過零信號(hào)發(fā)生電路，產(chǎn)生過零脈沖信號(hào)；溫度控制電路，根據(jù)發(fā)熱體的阻值輸出控制信號(hào)，以及發(fā)熱電路中。所述過零信號(hào)發(fā)生電路與溫度控制電路連接，并將產(chǎn)生的過零脈沖信號(hào)輸入到溫度控制電路中。所述比較器的正相輸入端與過零信號(hào)發(fā)生電路的輸出端連接，反相輸入端通過一二極管分別與所述可控硅的控制端及發(fā)熱體連接。本實(shí)用新型利用純硬件電路對(duì)發(fā)熱體的溫度進(jìn)行控制，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制準(zhǔn)確可靠和生產(chǎn)成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H05B3/02GK201751883SQ201020258410
公開日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2010年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月13日
發(fā)明者姜毅, 陳衛(wèi)兵, 首召兵 申請(qǐng)人:深圳和而泰智能控制股份有限公司