[发明专利]不具有电子功率控制的PTC加热装置

说明书

技术领域

本发明通常涉及具有多个功率电平的PTC(正温度系数)加热装置，并且更具体地，涉及无电子功率控制的多级PTC加热装置。这种加热器装置例如用在诸如例如座椅加热器、内胆/面板加热器等的功率受控的加热器应用中。

背景技术

通常，诸如例如座椅加热器(SH)装置的功率受控的加热装置需要电子控制单元，以便建立一组明确定义的加热功率电平。在这种情况下，加热控制直接经由实际加热元件中的供电电路的恒温器元件或者通过使用脉冲电子器件(electronics)来完成，该脉冲电子器件通过改变电力供应的相对ON/OFF时间间隔来调节平均加热器电流。

技术问题

本发明的目的是提供改进的加热装置，该加热装置在没有电子功率控制的必要性的情况下提供多个功率电平。此目的由如权利要求1所要求保护的装置来实现。

发明内容

一种用于当被连接到电源时生成热的箔基的或基于织物的PTC加热器元件，其包括例如聚合物箔和/或织物材料的电绝缘基板，所述电绝缘基板具有第一表面和第二表面。将由导电材料制成的第一汇流层施加到所述基板的所述第一表面，所述第一汇流层包括通常沿着所述加热器元件的第一加热区的相对侧上延伸的第一汇流和第二汇流以及多个交替的第一电极，所述多个交替的第一电极被电连接到相对的所述第一汇流和所述第二汇流并且在所述第一汇流与所述第二汇流之间延伸。将包括第一正温度系数(PTC)材料的第一电阻材料的第一层施加在所述加热器元件的所述第一加热区中，以使得在所述交替的第一电极中的至少选择的第一电极之间提供电通信。

如果将电源连接到所述第一汇流和所述第二汇流，那么电流例如从所述第一汇流经由所述交替的第一电极和所述第一电阻材料中的所述选择的第一电极和第一电阻材料向所述第二汇流流动，由此耗散所述加热区内的热。为了在没有电子功率控制的必要性的情况下提供多个功率电平，所述加热器元件优选地包括被施加到所述基板的所述第二表面的由导电材料制成的第二汇流层，所述第二汇流层包括通常沿着所述加热器元件的第二加热区的相对侧延伸的第三汇流和第四汇流以及多个交替的第二电极，所述多个交替的第二电极被电连接到相对的所述第三汇流和所述第四汇流并且在所述第三汇流与所述第四汇流之间延伸。将第二电阻材料的第二层施加到所述加热器元件的所述第二加热区中，以使得致在所述交替的第二电极中的至少选择的第二电极之间提供电通信。最后，所述加热器元件包括开关元件，所述开关元件被配置为选择性地将电源单独地连接到所述第一汇流层或所述第二汇流层，或者同时地连接到所述第一汇流层和所述第二汇流层。

箔基PTC加热器是自调节的，即，这些加热器不需要任何电子控制单元(ECU)来限制所述最大加热电流。为了建立不同的加热功率电平，本发明建议选择不同的PTC比/起效特性。另外，可以相应地调整所述PTC油墨的所述印刷设计。

在本发明的优选实施例中，所述第二汇流层和电阻材料的所述第二层的所述配置使得在通过电阻材料的所述第二层的操作期间所耗散的最大加热功率与在通过电阻材料的所述第一层的操作期间所耗散的最大加热功率不同。可以例如将所述加热基板印刷在两侧上，使得例如所述上侧提供所述最大加热功率的1/3以及所述下侧提供指定功率的2/3。因此，该类型的实施例在没有任何电子控制单元ECU的情况下容许三个加热功率电平：所述指定最大功率的33％、66％以及100％。

在优选实施例中，本发明提供了通过施加具有不同PTC比/起效特性的几种PTC油墨来改进所述加热器性能并且使得能够实现以下各项的可能性：

●调整选择性加热器区中的所述加热电平。

●调整不同的温度下的加热器功率

●增加加热器安全性

●改进加热器均匀性。

在可能的实施例中，所述第二电阻材料包括第二正温度系数材料，并且其中，所述第二电阻材料的温度系数与所述第一电阻材料的温度系数不同。所述第一和第二电阻材料的所述不同温度系数提供了所述上侧和所述下侧的不同加热特性，并且从而提供了所述加热器的所述上侧和所述下侧的不同加热功率电平。

替代地，所述第二电阻材料包括具有无最低温度相关性的电阻的电阻材料。所述第一和第二电阻材料的所述不同材料(materialy)提供了所述上侧和所述下侧的不同加热特性，并且从而提供所述加热器的所述上侧和所述下侧的不同加热功率电平。

在其它可能的实施例中，替代以上措施或除了以上措施之外，可以通过下面的组合中的一个或多个组合来提供所述第一层和所述第二层的所述不同加热特性：