專利名稱：線性可調(diào)功率加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及加熱器領(lǐng)域，尤其涉及一種線性可調(diào)功率加熱器。
背景技術(shù)：
目前，在洗浴、采暖、電加熱灶具等諸多家用電器中，其加熱器多采用多段式加熱 器或稱固定功率加熱器，這類加熱器的功率調(diào)整檔位固定，其加熱絲構(gòu)成是按照功率要求 一段一段分開的，通過控制電路控制不同的加熱段形成不同的功率。具體地，多段式加熱器無論是在加熱部件還是在控制器方面都相對(duì)復(fù)雜，例如三 段6kw加熱器需要使用三個(gè)控制電路分別控制lkw、2kw、3kw這三路加熱絲，所組成的功率 大小為lkw、2kw、3kw、4kw、5kw、6kw這六段，可見，多段式加熱器只能進(jìn)行固定功率加熱，功 率跨度較大。發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案時(shí)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)的加熱器至少存在以下問 題這種產(chǎn)品只能調(diào)整固定的幾個(gè)功率段，無法對(duì)電加熱絲進(jìn)行功率、能耗線性控制，功率 曲線是階梯狀，從而無法達(dá)到按用戶需求確定加熱功率，功耗也較大。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種線性可調(diào)功率加熱器，能夠按用戶 需求靈活調(diào)整加熱功率，功耗小。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型線性可調(diào)功率加熱器采用如下技術(shù)方案—種線性可調(diào)功率加熱器，包括加熱器件、控制器和在所述控制器的控制下驅(qū)動(dòng) 所述加熱器件線性加熱的控制電路。所述控制電路包括可控硅、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻，光耦可控 硅和三極管；所述可控硅連接所述加熱器件，其控制極連接光耦可控硅的強(qiáng)電端，其陰極連接 所述第一電阻；所述第一電阻的一端連接所述可控硅的陰極，另一端連接所述光耦可控硅的強(qiáng)電 端；所述光耦可控硅的強(qiáng)電端分別連接所述可控硅的控制極和所述第一電阻，其弱電 端分別連接所述第二電阻和所述三極管的集電極；所述第二電阻的一端連接所述光耦可控硅的弱電端，另一端接+5v電源；所述三極管的基極分別連接所述第三電阻和第四電阻，集電極連接所述光耦可控 硅的弱電端，發(fā)射極連接所述第四電阻；所述第三電阻的一端連接所述三極管的基極，另一端連接所述控制器；所述第四電阻的一端連接所述三極管的基極，另一端連接所述三極管的發(fā)射極并 接地。還包括溫度保護(hù)組件，所述溫度保護(hù)組件與所述控制器電性連接，所述加熱器件通過所述溫度保護(hù)組件與所述可控硅相連接。所述加熱器件為固定功率加熱器件。所述固定功率加熱器件為加熱絲、加熱盤或加熱棒。還包括溫度傳感器采樣電路，與所述控制器電性連接。還包括人機(jī)交互界面，與所述控制器電性連接。 所述人機(jī)交互界面為功能設(shè)置顯示屏。所述控制器為單片機(jī)。本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案所提供的線性可調(diào)功率加熱器，通過對(duì)一段固定功 率加熱器件進(jìn)行時(shí)間上的間斷控制，即通過對(duì)加熱器件通斷電的時(shí)間比和頻率進(jìn)行控制， 通電與斷電時(shí)間比越大加熱功率越大，頻率越高線性調(diào)整效果越好功率細(xì)分效果越好，實(shí) 現(xiàn)不同功率的調(diào)整要求，從而實(shí)現(xiàn)0-最大功率的無級(jí)調(diào)整。并且，還可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)任意 功率的調(diào)整，通過控制器對(duì)于用戶的使用要求對(duì)線性可調(diào)功率加熱器進(jìn)行設(shè)置，并可進(jìn)一 步通過控制器根據(jù)用戶的設(shè)置及加熱過程計(jì)算可以優(yōu)化加熱方案達(dá)到節(jié)能的目的，并且， 在生產(chǎn)過程中線性功率加熱器無需使用多段式加熱絲進(jìn)行功率檔位控制，直接使用一段加 熱絲和一套控制電路即可，電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例 描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新 型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根 據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例線性可調(diào)功率加熱器示意圖之一；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中控制電路的示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例線性可調(diào)功率加熱器示意圖之二 ；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中溫度傳感器采樣電路的示意圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例線性可調(diào)功率加熱器的工作流程圖。附圖標(biāo)記說明1-加熱器件； 2-控制器；3-控制電路；4-溫度保護(hù)組件；5-溫度傳感器采樣電路。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種線性可調(diào)功率加熱器，能夠按用戶需求靈活調(diào)整加熱 功率，功耗小。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例線性可調(diào)功率加熱器進(jìn)行詳細(xì)描述。為了對(duì)加熱器所產(chǎn)生的熱能可以有效進(jìn)行控制，對(duì)于固定功率加熱器階梯狀功率 斷檔區(qū)域可全部覆蓋，從而達(dá)到按用戶需求確定加熱功率，降低功耗，本實(shí)用新型實(shí)施例提 供一種線性可調(diào)功率加熱器，如圖1所示，該線性可調(diào)功率加熱器包括加熱器件1、控制器 2和在所述控制器2的控制下驅(qū)動(dòng)所述加熱器件1線性加熱的控制電路3。本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案所提供的線性可調(diào)功率加熱器，通過對(duì)一段固定功
4率加熱器件進(jìn)行時(shí)間上的間斷控制，即通過對(duì)加熱器件通斷電的時(shí)間比和頻率進(jìn)行控制， 通電與斷電時(shí)間比越大加熱功率越大，頻率越高線性調(diào)整效果越好功率細(xì)分效果越好，實(shí) 現(xiàn)不同功率的調(diào)整要求，從而實(shí)現(xiàn)0-最大功率的無級(jí)調(diào)整。并且，還可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)任意 功率的調(diào)整，通過控制器對(duì)于用戶的使用要求對(duì)線性可調(diào)功率加熱器進(jìn)行設(shè)置，并可進(jìn)一 步通過控制器根據(jù)用戶的設(shè)置及加熱過程計(jì)算可以優(yōu)化加熱方案達(dá)到節(jié)能的目的，并且， 在生產(chǎn)過程中線性功率加熱器無需使用多段式加熱絲進(jìn)行功率檔位控制，直接使用一段加 熱絲和一套控制電路即可，電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。進(jìn)一步地，如圖2所示，控制電路包括可控硅TR1、第一電阻R1、第二電阻R2、第 三電阻R3、第四電阻R4，光耦可控硅ICl和三極管附，可控硅TRl連接加熱器件，其控制極連接光耦可控硅ICl的強(qiáng)電端，其陰極連接第 一電阻Rl ；第一電阻Rl的一端連接可控硅TRl的陰極，另一端連接光耦可控硅ICl的強(qiáng)電 端；光耦可控硅ICl的強(qiáng)電端分別連接可控硅TRl的控制極和第一電阻R1，其弱電端分別 連接第二電阻R2和三極管m的集電極；第二電阻R2的一端連接光耦可控硅ICl的弱電 端，另一端接+5V電源；三極管m的基極分別連接第三電阻R3和第四電阻R4，集電極連接 光耦可控硅ICl的弱電端，發(fā)射極連接第四電阻R4 ；第三電阻R3的一端連接三極管m的 基極，另一端連接控制器；第四電阻R4的一端連接三極管m的基極，另一端連接三極管m 的發(fā)射極并接地。在本實(shí)施例中，上述加熱器件優(yōu)選為加熱絲W1，控制器優(yōu)選為單片機(jī)。具體地，本實(shí)施例提供的線性可調(diào)功率加熱器在進(jìn)行加熱時(shí)，單片機(jī)根據(jù)用戶的 設(shè)定向控制電路輸出控制信號(hào)，從而驅(qū)動(dòng)負(fù)載(加熱絲Wl)進(jìn)行加熱，具體地，單片機(jī)在 INPUT 口輸入高電平或低電平，控制三極管m導(dǎo)通或斷開，高低電平占空比及頻率由用戶 設(shè)置功率計(jì)算所得，使得光耦可控硅ICI弱電端以同樣的占空比及頻率驅(qū)動(dòng)強(qiáng)電端，可控 硅TRl被ICl驅(qū)動(dòng)。加熱絲Wl兩端波形為單片機(jī)輸出波形與正玄波疊加波形。進(jìn)一步地，如圖3所示，該線性可調(diào)功率加熱器還包括溫度保護(hù)組件4，與控制 器2電性連接，如圖2所示，加熱器件，即加熱絲Wl通過溫度保護(hù)組件4與可控硅TRl相連 接。溫度保護(hù)組件4相當(dāng)于零火線端保護(hù)開關(guān)，在溫度超過保護(hù)溫度時(shí)斷開進(jìn)行保護(hù)，如果 溫度超過設(shè)置溫度可以對(duì)加熱絲Wl進(jìn)行斷電，該溫度保護(hù)組件4可使用現(xiàn)有的溫度保護(hù)開 關(guān)。進(jìn)一步地，加熱器件為固定功率加熱器件。再進(jìn)一步地，上述固定功率加熱器件可以針對(duì)不同的加熱器配合不同功率不同規(guī) 格的加熱器件，例如在灶具產(chǎn)品中可以選用加熱盤，在采暖系統(tǒng)中可以選用加熱棒。進(jìn)一步地，如圖3所示，該線性可調(diào)功率加熱器還包括溫度傳感器采樣電路5，與 控制器2電性連接。溫度傳感器采樣電路5可以采用如圖4所示的電路，其中，溫度傳感器 對(duì)加熱對(duì)象進(jìn)行溫度采樣。進(jìn)一步地，如圖3所示，該線性可調(diào)功率加熱器還包括人機(jī)交互界面6，與控制器 2電性連接。用戶可使用人機(jī)交互界面6設(shè)置并實(shí)時(shí)獲取加熱信息，該人機(jī)交互界面6配有 顯示界面及輸入界面。進(jìn)一步地，人機(jī)交互界面6可以為具有功能設(shè)置功能的顯示屏。具體地，在用戶可以按如圖5所示的流程使用本實(shí)施例提供的線性可調(diào)功率加熱 器對(duì)加熱對(duì)象進(jìn)行加熱。具體操作如下[0047]步驟11、故障檢測(cè)；上電后進(jìn)行故障檢測(cè)，主要檢測(cè)對(duì)象為加熱絲，若正常則執(zhí)行步驟12，若檢測(cè)到故 障，則報(bào)警。步驟12、開機(jī)；若檢測(cè)無故障，則正常開機(jī)。步驟13、用戶功能設(shè)置；用戶可以對(duì)加熱要求進(jìn)行設(shè)置，可以設(shè)置達(dá)到的溫度及所需的時(shí)間，控制器可以 根據(jù)用戶所設(shè)置的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算過程根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)固定功率使加熱對(duì)象所上升的 溫度，用戶的設(shè)置可以是多段的溫度設(shè)置，即可以在不同的時(shí)間段進(jìn)行不同功率的設(shè)置。當(dāng) 測(cè)算后無法達(dá)到用戶需求時(shí)進(jìn)行報(bào)警，告知用戶合理的加熱功率及時(shí)間設(shè)置。步驟13、加熱過程；加熱過程可以是恒定功率的、也可以是變化功率的，這完全依照程序設(shè)定。步驟14、判斷是否達(dá)到用戶設(shè)定溫度；若未達(dá)到用戶設(shè)定溫度，則繼續(xù)循環(huán)加熱；若達(dá)到了用戶設(shè)定溫度，則執(zhí)行步驟 15。步驟15、保溫功能；測(cè)算熱散耗功率，將功率調(diào)整至熱散耗大小。根據(jù)節(jié)能設(shè)置進(jìn)行加熱，即控制電路 可以根據(jù)用戶的設(shè)定，即實(shí)際的加熱狀況進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化，例如用戶設(shè)定20分鐘后需求80攝 氏度的熱水，而根據(jù)控制板計(jì)算得出達(dá)到這個(gè)要求只需使用最大功率15分鐘，則控制板會(huì) 在用戶設(shè)定開始后的后15分鐘進(jìn)行加熱已達(dá)到最小的熱散耗從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案所提供的線性可調(diào)功率加熱器，通過對(duì)一段固定功 率加熱器件進(jìn)行時(shí)間上的間斷控制，即通過對(duì)加熱器件通斷電的時(shí)間比和頻率進(jìn)行控制， 通電與斷電時(shí)間比越大加熱功率越大，頻率越高線性調(diào)整效果越好功率細(xì)分效果越好，實(shí) 現(xiàn)不同功率的調(diào)整要求，從而實(shí)現(xiàn)0-最大功率的無級(jí)調(diào)整，細(xì)化功率。并且，還可以進(jìn)一步 實(shí)現(xiàn)任意功率的調(diào)整，通過控制器對(duì)于用戶的使用要求對(duì)線性可調(diào)功率加熱器進(jìn)行設(shè)置， 并可進(jìn)一步通過控制器根據(jù)用戶的設(shè)置及加熱過程計(jì)算可以優(yōu)化加熱方案達(dá)到節(jié)能的目 的，并且，在生產(chǎn)過程中線性功率加熱器無需使用多段式加熱絲進(jìn)行功率檔位控制，直接使 用一段加熱絲和一套控制電路即可，電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，并且該線性可調(diào)功率加熱器可配合不 同的阻式電加熱模塊應(yīng)用于洗浴、灶具和電器等更多領(lǐng)域。以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限 于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化 或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán) 利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求一種線性可調(diào)功率加熱器，其特征在于，包括加熱器件、控制器和在所述控制器的控制下驅(qū)動(dòng)所述加熱器件線性加熱的控制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性可調(diào)功率加熱器，其特征在于，所述控制電路包括可控 硅、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻，光耦可控硅和三極管；所述可控硅連接所述加熱器件，其控制極連接光耦可控硅的強(qiáng)電端，其陰極連接所述 第一電阻；所述第一電阻的一端連接所述可控硅的陰極，另一端連接所述光耦可控硅的強(qiáng)電端；所述光耦可控硅的強(qiáng)電端分別連接所述可控硅的控制極和所述第一電阻，其弱電端分 別連接所述第二電阻和所述三極管的集電極；所述第二電阻的一端連接所述光耦可控硅的弱電端，另一端接+5v電源；所述三極管的基極分別連接所述第三電阻和第四電阻，集電極連接所述光耦可控硅的 弱電端，發(fā)射極連接所述第四電阻；所述第三電阻的一端連接所述三極管的基極，另一端連接所述控制器；所述第四電阻的一端連接所述三極管的基極，另一端連接所述三極管的發(fā)射極并接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線性可調(diào)功率加熱器，其特征在于，還包括溫度保護(hù)組件， 所述溫度保護(hù)組件與所述控制器電性連接，所述加熱器件通過所述溫度保護(hù)組件與所述可 控硅相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線性可調(diào)功率加熱器，其特征在于，所述加熱器件為固定功 率加熱器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的線性可調(diào)功率加熱器，其特征在于，所述固定功率加熱器件 為加熱絲、加熱盤或加熱棒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一權(quán)利要求所述的線性可調(diào)功率加熱器，其特征在于，還包括 溫度傳感器采樣電路，與所述控制器電性連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的線性可調(diào)功率加熱器，其特征在于，還包括人機(jī)交互界面， 與所述控制器電性連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的線性可調(diào)功率加熱器，其特征在于，所述人機(jī)交互界面為功 能設(shè)置顯示屏。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的線性可調(diào)功率加熱器，其特征在于，所述控制器為單片機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種線性可調(diào)功率加熱器，涉及加熱器領(lǐng)域，能夠按用戶需求靈活調(diào)整加熱功率，功耗小。一種線性可調(diào)功率加熱器，包括加熱器件、控制器和在所述控制器的控制下驅(qū)動(dòng)所述加熱器件線性加熱的控制電路。本實(shí)用新型應(yīng)用于采用電加熱器。
文檔編號(hào)H05B3/02GK201700018SQ20102018879
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月13日
發(fā)明者邢樂 申請(qǐng)人:海爾集團(tuán)公司;青島海爾智能電子有限公司;青島鼎新電子科技有限公司