[发明专利]一种新式碳纤维加热系统

说明书

技术领域

 本发明涉及一种用于管道加热的碳纤维加热系统，特别涉及一种新式碳纤维加热系统。

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股较小，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。

发明内容

 本发明的目的是提供提供一种新式碳纤维加热系统，弥补了现有技术的不足。

实现上述目的的技术方案是：一种新式碳纤维加热系统，由第一电容、第一电阻、第十一电容、第一运算放大器、第二电阻、NTc热敏电阻 、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第九限流电阻、第十电阻、第十二电容、单向可控硅、碳纤维线缆、单向可控硅、第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管构成。

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。

    本发明的有益效果是：220V交流电压，通过第一电容降压后，在第一电阻上产生一个较小的电压，此电压通过第二二极管半波整流，给第十一电容充电，经过第十一电容的滤波，在第十一电容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的负相位输入端，B代表第一运算放大器的正相位输入端，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，第十一电容上产生直流电压，此直流电压通过第二电阻，给第十二电容充电，假设第十二电容的初始电压为0，因此，第十二电容的电压从0开始，逐步升高，由于第十二电容与第一运算放大器的A端相连，所以，A点的电压，也在逐步上升。第一运算放大器的B端电压，由第四电阻、第五电阻、第六电阻分压得到。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提供了触发电流，所以，单向可控硅导通。在几分钟后，随着第十二电容充电，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，所以，单向可控硅关断。

    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RLl电阻符号来表示碳纤维线缆。如果单向可控硅关断，则220V电压只能通过碳纤维线缆、第四二极管形成回路，此时，交流电源的电流是单向导通，通过碳纤维线缆的电流小，所以碳纤维线缆的发热功率小；如果单向可控硅导通，则220V电压通过碳纤维线缆、单向可控硅、第四二极管形成回路，此时，通过碳纤维线缆的电流大，所以碳纤维线缆的发热功率大。本发明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。

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

    为了使第十二电容在电路断电后能快速放电，第十二电容的正极连接第三二极管的正极，第三二极管的负极连接第十一电容的正极。

    为防止隔离同相放大电路给单向可控硅的触发电流过大，隔离同相放大电路的输出端与单向可控硅的控制端之间连接第九限流电阻。