專利名稱：一種電腳爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電加熱生活用品的制造，尤其涉及對腳部加熱的電子裝置。
在冬季腳部保暖極為重要，尤其是對于老年人和體弱者，盡管有足夠多的對腳部保暖的裝置，例如電熱型的保曖鞋等，但使用不方便。中國傳統(tǒng)的腳爐是炭火型的，已不能適應(yīng)現(xiàn)代生活。但實(shí)際上類似腳爐的裝置仍極為有用，符合中醫(yī)的理論和實(shí)踐，對人的保健功效強(qiáng)，即使在有空調(diào)的環(huán)境下，腳部保暖仍然是薄弱環(huán)節(jié)。目前，仍未見有合適的腳部保暖裝置出現(xiàn)。
本實(shí)用新型的目的是提供一種電腳爐，其發(fā)熱元件可以置于鞋內(nèi)，但又與供電電源完全分離，尤其是一種安全可靠，使用方便，發(fā)熱迅速且效率高，對腳部的加熱取暖效果好的電腳爐。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種電腳爐，包括感應(yīng)加熱電路、感應(yīng)線圈和作為感應(yīng)加熱電路負(fù)載的感應(yīng)加熱鞋內(nèi)金屬加熱片組成，感應(yīng)線圈繞制成盤狀，線圈上方設(shè)有絕緣板，感應(yīng)加熱電路包括整流、濾波、逆變及控制和保護(hù)電路，感應(yīng)加熱電路的輸出連接感應(yīng)線圈。鞋內(nèi)金屬加熱片置于鞋內(nèi)，使用者穿上并踏在感應(yīng)線圈上方的絕緣板上，基于感應(yīng)加熱原理使金屬片發(fā)熱，達(dá)到腳部取暖的目的。
鞋內(nèi)金屬加熱片可以是薄金屬片，也可以是金屬絲網(wǎng)，可以制成鞋墊狀置入鞋內(nèi)，使用時(shí)鞋墊發(fā)熱，直接作用于腳底，可以取得較好的取暖效果。
所述感應(yīng)加熱電路是是常規(guī)的中頻加熱電路，亦可以是電磁灶發(fā)熱電路。其電路繁多，典型的如半橋、全橋或串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)等多種逆變電路?？刂乒β使艿尿?qū)動(dòng)脈沖可以由開關(guān)電源控制芯片組成或者由單片機(jī)(微處理器)提供。
在實(shí)際使用中，雙腳可能離開絕緣面板，造成感應(yīng)加熱電路空載。因此可以在感應(yīng)加熱電路的線圈負(fù)載回路或主回路中設(shè)有檢測電阻R1，組成負(fù)載和空載監(jiān)視電路。該電阻壓降在有載時(shí)升高，而在空載時(shí)降低，據(jù)此可判斷負(fù)載有無，當(dāng)有載時(shí)連續(xù)加熱，空載時(shí)暫停工作可以實(shí)現(xiàn)空載時(shí)節(jié)能和保護(hù)功率管的目的。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)是其發(fā)熱元件簡單，可以置于鞋內(nèi)，與供電電源完全分離，使用方便，安全可靠，對腳部的取暖效率高，對腳部的保暖效果好。尤其適用于中老年人和體弱者。
以下結(jié)合附圖并通過實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明

圖1為本實(shí)用新型鞋內(nèi)片結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型感應(yīng)感應(yīng)加熱線圈結(jié)構(gòu)及其與金屬片位置結(jié)構(gòu)示意圖圖3為本實(shí)用新型金屬感應(yīng)加熱電路圖圖4為本實(shí)用新型另一種金屬感應(yīng)加熱電路圖圖5為本實(shí)用新型圖4的程序流程圖圖6為本實(shí)用新型圖4的中斷服務(wù)程序流程圖如圖1、2所示，用0．2mm厚的馬口鐵，鐵片上可以設(shè)有小孔5，便于透氣，亦可以用金屬絲網(wǎng)制成此鞋墊狀1，并用織物包裹放入鞋2內(nèi)。
如圖2所示，用0．57mm的漆包線繞制線圈3，多層多匝，所繞制的面積應(yīng)該至少大于雙腳的面積，夾在上下兩塊絕緣板之間或者注塑于絕緣板4內(nèi)，在絕緣板之間以及在板的下部設(shè)有絕緣支撐條，以免板的受損或者損壞。線圈下方還可以設(shè)有若干磁棒，利于提高線圈的品質(zhì)因素。
如圖3所示，220v的交流電源經(jīng)F1、V1-4、C1濾波變成直流，由V5、V6、C2、C3組成半橋串聯(lián)諧振逆變電路，在25K頻率的驅(qū)動(dòng)脈沖作用下，V5、V6交替導(dǎo)通截止，在T2初級(jí)產(chǎn)生交流電壓，經(jīng)T2阻抗變換后，在C4、L中產(chǎn)生交流電流。
仍如圖3，220V交流電源經(jīng)T1降壓為16．5V，再經(jīng)過整流濾波、穩(wěn)壓后得到15V電壓，供給控制及驅(qū)動(dòng)電路。由N2產(chǎn)生兩路驅(qū)動(dòng)脈沖，其中一路從N2的(9)腳輸出，經(jīng)V10、V11功率放大、變壓器T3隔離后驅(qū)動(dòng)V5，另一路從N2(10)腳輸出，經(jīng)V12、V13功率放大后直接驅(qū)動(dòng)V6。
由V9、R6、C7等組成上電延時(shí)開機(jī)電路，上電時(shí)C7開始充電，N1-c輸出高電平，使N2關(guān)閉驅(qū)動(dòng)脈沖，待C7充電結(jié)束，允許N2輸出驅(qū)動(dòng)脈沖。
由R1、R2、R3、C5、V7等組成負(fù)載和空載監(jiān)視電路。當(dāng)使用者穿上金屬片的鞋踏在加熱線圈上方的絕緣板時(shí)，在驅(qū)動(dòng)脈沖作用下，半橋電路工作，在R1中流過脈動(dòng)直流電流，其產(chǎn)生的壓降使V7飽和導(dǎo)通；當(dāng)使用者將雙腳從絕緣板移開時(shí)，即空載，R1流過的脈動(dòng)直流電流減少，使V7截止。V7的這種變化可反應(yīng)有載和空載。
N1B、R4、R5、V8、C6等組成低頻間歇振蕩電路，其占空比約17％。配合負(fù)載監(jiān)視電路，實(shí)現(xiàn)有載時(shí)自動(dòng)加熱，空載時(shí)自動(dòng)保護(hù)。
整個(gè)電路的工作過程如下N1C輸出高電平，驅(qū)動(dòng)脈沖關(guān)閉，C7充滿電后延時(shí)結(jié)束。這時(shí)因?yàn)榘霕螂娐窙]有驅(qū)動(dòng)脈沖不工作，R1上沒有壓降，V7截止，N1B的輸出狀態(tài)取決于NA的輸出狀態(tài)，當(dāng)N1A輸出高電平時(shí)，可以推知N2仍關(guān)閉驅(qū)動(dòng)脈沖，當(dāng)N1A輸出低電平時(shí)，N2輸出輸出驅(qū)動(dòng)脈沖，半橋電路工作，若此時(shí)有載，流過R1的負(fù)載電流大，使V7飽和導(dǎo)通，N1B輸出保持高電平，使整個(gè)電路處于持續(xù)加熱狀態(tài)。若變成空載時(shí)，流過R1的負(fù)載電流變小，使V7截止，可以推知N2間歇發(fā)脈沖，使電路處于空載待機(jī)狀態(tài)，目的是避免V5、V6過熱，且有節(jié)能效果。當(dāng)使用者又將腳置于絕緣板上時(shí)，即由空載變有載時(shí)，N2發(fā)脈沖，R1上的壓降又使V7飽和導(dǎo)通，使電路又處于持續(xù)加熱狀態(tài)，由此可實(shí)現(xiàn)有載時(shí)自動(dòng)連續(xù)加熱，空載時(shí)自動(dòng)保護(hù)。
圖3中L為感應(yīng)線圈，T2用G30磁罐，初級(jí)用0．31mm線繞100匝，次線用0．57mm漆包線繞33匝。T3用EI28／11磁芯，初、次級(jí)均用0．57mm的線各繞20匝。
實(shí)施例2在某些沒有220V交流電源的場合(如汽車、小型船舶等)可以利用24V直流電供電，電路如圖4所示。
主回路采用電濾波電容C1、C2，感應(yīng)線圈L、功率場效應(yīng)管V1、續(xù)流二極管V2和電容C3等組成的單管串聯(lián)諧振逆變電路。
控制電路由單片機(jī)IC1及其接口電路組成。
工作時(shí)IC1(26)腳輸出驅(qū)動(dòng)25K的脈沖，經(jīng)V7-10放大后驅(qū)動(dòng)V1交替導(dǎo)通截止，調(diào)節(jié)V1導(dǎo)通時(shí)間T可改變輸出功率。
由V4、R6、R7、C5組成V1漏極電壓過零檢測電路，當(dāng)該電壓過零時(shí)IC1產(chǎn)生中斷，并發(fā)出驅(qū)動(dòng)脈沖使V1導(dǎo)通，以實(shí)現(xiàn)V1的軟開通，避免V1過熱。
R1為主回路脈沖電流檢測電阻，它的壓降反映主回路電流大小，也能反映輸出功率的大小，該電壓一路經(jīng)R12、C8濾波后輸入IC1(2)腳進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，另一路經(jīng)VR1輸入IC1(27)腳，當(dāng)主回路電流過大時(shí)，IC1產(chǎn)生中斷并及時(shí)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)脈沖，實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)。
由R2、R3、C4、V3、R4、R5組成V1漏極電壓過壓檢測電路，當(dāng)V1漏極電壓過高時(shí)，觸發(fā)V3導(dǎo)通，使IC1產(chǎn)生中斷并及時(shí)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)脈沖，實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù)。由V5、C7、R8、R9、C7組成V1漏極峰值電壓檢測電路，V1漏極電壓被V5、C6峰值保持，再由R8、R9分壓后送IC1(3)腳進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換。
由VR2設(shè)定的電壓送IC1(5)腳進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，調(diào)節(jié)該設(shè)定值可以改變輸出功率，實(shí)現(xiàn)調(diào)溫。
24V電源經(jīng)78／5穩(wěn)壓后變成15V電源，供給脈沖驅(qū)動(dòng)放大電路，由R10、V6、C11組成并聯(lián)穩(wěn)壓電路，產(chǎn)生5V供電電源。
單片機(jī)軟件流程圖見圖5、圖6。
圖5中各參數(shù)說明如下T-V1導(dǎo)通時(shí)間；T0-V1導(dǎo)通時(shí)間初值Vp-V1漏極峰值電壓A／D值；Vpmax-V1漏極峰值電壓最大允許值I-電流A／D值；I設(shè)-VR2設(shè)定電壓A／D值。
圖1、2控制功率管的驅(qū)動(dòng)脈沖的電路即由開關(guān)電源控制芯片和單片機(jī)(微處理器)控制電路可以互換。
加熱鞋內(nèi)片可以設(shè)有理療藥墊等，因此本實(shí)用新型同時(shí)用于理療、藥療，還具有除濕等作用。
總之，本實(shí)用新型基于開關(guān)電源的電路原理，亦類似于電磁灶電路，其功率一般小于200W。逆變工作頻率一般在超音頻較好，電器的電磁兼容性好。
權(quán)利要求1．一種電腳爐，包括感應(yīng)加熱電路、感應(yīng)線圈等組成，其特征是另設(shè)有作為感應(yīng)加熱電路負(fù)載的感應(yīng)加熱鞋內(nèi)金屬加熱片(1)，感應(yīng)線圈(2)繞制成盤狀，線圈上方設(shè)有絕緣板(4)，感應(yīng)加熱電路包括整流、濾波、逆變及控制和保護(hù)電路，感應(yīng)加熱電路的輸出連接感應(yīng)線圈。
2．由權(quán)利要求1所述的電腳爐，其特征是感應(yīng)加熱電路采用半橋式串聯(lián)諧振逆變電路，其功率管的驅(qū)動(dòng)電路由開關(guān)電源控制芯片組成，其產(chǎn)生的兩路驅(qū)動(dòng)脈沖一路直接驅(qū)動(dòng)功率管(V6)，另一路經(jīng)變壓器T3隔離后驅(qū)動(dòng)功率管(V5)。
3．由權(quán)利要求2所述的電腳爐，其特征是感應(yīng)加熱電路采用單管串聯(lián)諧振式逆變電路，控制功率管的驅(qū)動(dòng)脈沖連接單片機(jī)(微處理器)控制電路的輸出端。
4．由權(quán)利要求2、3所述的電腳爐，其特征是在感應(yīng)線圈的負(fù)載回路中設(shè)有檢測電阻(R1)組成負(fù)載和空載監(jiān)視電路。
5．由權(quán)利要求1所述的電腳爐，其特征是鞋內(nèi)金屬加熱片(1)為鞋墊狀。
專利摘要一種電腳爐,包括感應(yīng)加熱電路、感應(yīng)線圈等組成,作為感應(yīng)加熱電路負(fù)載的感應(yīng)加熱鞋內(nèi)設(shè)有金屬加熱片(1),感應(yīng)線圈(2)繞制成盤狀,線圈上方設(shè)有絕緣板(4),感應(yīng)加熱電路包括整流、濾波、逆變及控制和保護(hù)電路,感應(yīng)加熱電路的輸出連接感應(yīng)線圈。本實(shí)用新型發(fā)熱元件簡單,可以置于鞋內(nèi),與供電電源完全分離,使用方便,安全可靠。
文檔編號(hào)H05B6/02GK2416708SQ0021957
公開日2001年1月24日 申請日期2000年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月10日
發(fā)明者朱偉光 申請人:朱偉光