[发明专利]用于PTC/NTC发热线的温度精控及保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电加热的温度控制技术,特别是一种用于PTC/NTC发热线的温度精控及保护装置。

背景技术

PTC材料是一种具有正温度系数的半导体电阻，超过居里温度时，其电阻值随着温度的升高而显著增大。NTC材料是一种具有负温度系数的半导体电阻，超过居里温度时，其电阻值随着温度的升高而显著减小。

PTC/NTC发热线，则是在PVC绝缘层外壳内设置一层检测线、一层PTC加热线，并在检测线和PTC发热线之间填充一层NTC绝缘材料。现有的发热毯、电热毯、宠物垫、发热靴、按摩发热垫、人体局部发热产品，暖胎垫、餐盘加热垫及其它物品保温、加热系列产品中的发热元件经常采用PTC/NTC发热线。

但是，目前国内外的传统发热垫、电热毯等电热产品，采用普通发热线加热、温控器控温，其控温精度误差较大，恢复时间较长，温度平稳度不好，在不同的使用环境下发热效果相差明显，在环境温度很低的时候使用者会感觉不够热，舒适度不佳，且这些产品非正常使用时，无任何安全保护功能。而对于采用单纯PTC加热线或单纯PTC测温的温度控制产品在安全方面也不能对产品局部或单点过温、过热进行保护，非正常使用仍有安全隐患，产品失效可能对使用者产生危害。而另有一类电热产品，尽管采用PTC/NTC发热线，具有利用NTC特性对产品局部或单点过温过热进行保护的功能，但其利用NTC特性对产品局部或单点过温过热进行保护的原理却是通过判断NTC绝缘材料因局部高温形成较大漏电流在取样电阻上产生的压降是否达到主控芯片（或单片机或微控制器）的输入高电平的方式来实现的，而高电平的数值却会因主控芯片之间的差异一般可达±10%的直流供电电压、主控芯片的直流供电电压的差异一般可达±0.5V等因素，导致对产品局部或单点过温过热进行保护的温度点相差悬殊一般可达±10℃，不足之处显而易见。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的现状，而提供控温精度高、温度平稳度好、非正常使用安全保护功能齐全、并能对产品局部或单点过温过热进行精确保护的一种用于PTC/NTC发热线的温度精控及保护装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：用于PTC/NTC发热线的温度精控及保护装置，该装置包括与PTC/NTC发热线中的NTC绝缘层和检测线一起组成一种电阻串联分压电路构成NTC及断线检测模块的第三分压电阻、第四分压电阻和第五分压电阻以及与PTC/NTC发热线中的PTC加热线一起串联组成加热模块的两个无触点、小电流可控的功率开关元件；两个功率开关元件分别为第一双向可控硅和第二双向可控硅；第三分压电阻、第四分压电阻、第五分压电阻、第一双向可控硅和第二双向可控硅均集成在一块印刷线路板上，并且该印刷线路板上还集成有短路保护模块、EMC模块、直流稳压模块、同步模块、主控芯片模块、档位指示模块、操作模块、电压检测模块、电流检测模块和触发模块；印刷线路板固定安装在一个带有按键帽的塑胶外壳内与该塑胶外壳一起共同形成一个设置于PTC/NTC发热线之前的、完整的能对PTC/NTC发热线进行实时温度控制和保护的控制装置；塑胶外壳引出有能与交流电源插配连接用于为装置引入交流市电的交流输入模块，交流输入模块为带有电源插头的电源线，该电源线内的两根芯线中的一根与印刷线路板的火线端焊接相连接，电源线内的两根芯线中的另一根与印刷线路板的零线端焊接相连接。

为优化上述技术方案，采取的措施还包括：

上述的主控芯片模块为装置中对温度精控及保护起数据运算和处理功能的代号称为U1的主控芯片，主控芯片具有与NTC及断线检测模块相连用于接收NTC及断线检测模块生成的断线检测信号和NTC检测信号的第6脚以及用于信号控制加热模块工作的第9脚，第9脚连接触发模块并通过触发模块向第一双向可控硅和第二双向可控硅发送触发控制脉冲信号控制加热模块工作。

上述的短路保护模块为能在装置的电路中出现异常大电流时迅速熔断防止高温乃至火灾或爆炸事故发生的熔断器，熔断器的输入端连接于火线端；EMC模块由压敏电阻、X电容和第一电阻并联而成，并联后形成的EMC模块的第一端与熔断器的输出端相连接，并联后形成的EMC模块的第二端与印刷线路板的零线端相连接。