[实用新型]一种可以改变电功率的碳纤维加热系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于管道加热的碳纤维加热系统，特别涉及一种可以改变电功率的碳纤维加热系统。

背景技术

在北方寒冷地区，安装太阳能热水器时，有一段水管会暴露在室外空气中，当气温降到0度以下时，此水管会冻堵，所以，可以在此水管上敷设碳纤维加热线缆，然后包裹保温层，这样一来，在冬季只需要让碳纤维线缆以较小的固定功率通电发热，就可以保证此水管不会冻堵。根据上述应用，从保温的要求出发，此碳纤维线缆的加热功率一般较小，在长期通电的状态下可以起到保温的作用。但在某些特殊情况下也使用不方便，例如，如果用户家断电较长时间后，水管已经结冰了，此时如果开始给碳纤维线缆通电发热，则由于其加热功率固定在某个较小的数值，所以此种情况下要化开水管中的冰，则需要很长时间，给用户的使用带来很多不方便。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种新的发热与控制装置，在通电后的几分钟内，先以较大的功率加热，由于功率大所以可以用较短的时间化开管道内的冰，然后，在几分钟的大功率加热结束后，自动让该碳纤维线缆以较小的功率加热，达到保温的效果，同时也能节约耗电。

本实用新型的目的是这样实现的：一种可以改变电功率的碳纤维加热系统，包括第一电容与第一电阻，第一电容的一端接交流电源一端，另一端接第一电阻，第一电阻的另一端接交流电源的另一端，第二二极管和第十一电容相互串联后并联在第一电阻的两端，第二二极管和第十一电容的连接点连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端与第十二电容串联，第十二电容的正极连接第一运算放大器的负相位输入端，第四电阻与第五电阻串联后并联于第十一电容的两端，第四电阻与第五电阻的连接点连接第六电阻的一端和第一运算放大器的正相位输入端，第六电阻的另一端连接第一运算放大器的输出端，第一运算放大器的输出端与单向可控硅的控制端之间连接隔离同相放大电路，碳纤维线缆的一端与交流电源一端连接，碳纤维线缆的另一端连接单向可控硅的正极，单向可控硅的负极接交流电源的另一端，单向可控硅的正极连接第四二极管的负极，第四二极管的正极接交流电源的另一端。

本实用新型的有益效果是：220V交流电压，通过第一电容C1降压后，在第一电阻R1上产生一个较小的电压，此电压通过第二二极管D2半波整流，给第十一电容C11充电，经过第十一电容C11的滤波，在第十一电容C11上产生一个直流电压，供后续控制电路使用。第一运算放大器AR1与周边元件构成正反馈的比较器，为描述方便，A代表第一运算放大器AR1的负相位输入端，B代表第一运算放大器AR1的正相位输入端，C代表隔离同相放大电路的负相位输入端，D代表隔离同相放大电路的正相位输入端。当接通220V电源后，第十一电容C11上产生直流电压，此直流电压通过第二电阻R2，给第十二电容C12充电，假设第十二电容C12的初始电压为0，因此，第十二电容C12的电压从0开始，逐步升高，由于第十二电容C12与第一运算放大器AR1的A端相连，所以，A点的电压，也在逐步上升。第一运算放大器AR1的B端电压，由第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6分压得到。在刚接通220V电压后，A点电压从0逐步上升，此时，A点电压小于B点的电压，所以，第一运算放大器AR1输出为高电平，此高电平经过隔离同相放大电路同相开环比较放大后，隔离同相放大电路仍然输出高电平，此高电平电压给单向可控硅Q1提供了触发电流，所以，单向可控硅Q1导通。在几分钟后，随着第十二电容C12充电，A点的电压升高到超过B点的电压，则第一运算放大器AR1输出为低电平，此低电平经过隔离同相放大电路同相开环比较放大后，隔离同相放大电路也输出低电平，此低电平电压无法触发单向可控硅Q1，所以，单向可控硅Q1关断。

因为碳纤维线缆具有一定的电阻率，所以可以看成是纯电阻负载，在本电路中，用RL1电阻符号来表示碳纤维线缆。

如果单向可控硅Q1关断，则220V电压只能通过碳纤维线缆RL1、第四二极管D4形成回路，此时，交流电源的电流是单向导通，通过碳纤维线缆RL1的电流小，所以碳纤维线缆的发热功率小；如果单向可控硅Q1导通，则220V电压通过碳纤维线缆RL1、单向可控硅Q1、第四二极管D4形成回路，此时，通过碳纤维线缆RL1的电流大，所以碳纤维线缆的发热功率大。本实用新型达到了短时间大功率加热和长时间小功率保温的有益效果，同时也能节约耗电。

为了保护第一电阻R1不产生过大的热量温度，第一电阻R1的两端并联第一二极管D1。