[发明专利]一种用于PTC/NTC发热线的温度控制及保护电路系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电加热体的温度控制技术,特别是涉及内含PTC/NTC发热线发热体的温度控制电路，具体地说是一种用于PTC/NTC发热线的温度控制及保护电路系统。

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、安全保护功能齐全、并能对电发热体局部或单点过温过热进行精确保护的一种用于PTC/NTC发热线的温度控制及保护电路系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于PTC/NTC发热线的温度控制及保护电路系统，该电路系统由将交流电转换成5伏直流电源的直流稳压电路、将交流电源的正弦波电压转换成与之相位相反且电压幅值最大为5V同步信号的同步电路、用于PTC/NTC发热线加热温度设定的操作电路、用于抑制交流电源的浪涌电压对系统产生冲击的EMC电路，用于控制PTC/NTC发热线加热的加热电路以及漏电保护电路、电流检测电路、电压检测电路、背光显示电路、触发电路和NTC检测电路相连组成；并且该系统中还设有能在系统电路中出现异常大电流时迅速熔断的短路保护器以及在系统中起主控运算处理作用的MCU微控制器和用于显示系统工作状态的LED显示模块；系统具有火线端和零线端，所述的火线端和零线端分别用于与220伏市交流电源的火线和零线对应相连接。

为优化上述技术方案，采取的措施还包括：

上述的短路保护器为熔断器F1,熔断器F1的输入端连接火线端；直流稳压电路为一种阻容降压、整流、稳压、滤波的电路结构，该直流稳压电路由线路相连的电阻R1、电阻R2、电阻R2A、电容C3、整流二极管D1、整流二极管D2、稳压二极管ZD1、电解电容C4、瓷片电容C5和电阻R8组成；电阻R1的第一端连接熔断器F1的输出端，电阻R1的第二端分别与电容C3的第一端和电阻R2的第一端相连，电阻R2A的第一端连接电阻R2的第二端，该电阻R2A的第二端与电容C3第二端共连于整流二极管D1的阳极和整流二极管D2的阴极；整流二极管D2的阳极连接零线端，整流二极管D1的阴极连接稳压二极管ZD1的阴极、电解电容C4的正极、瓷片电容C5的第一端、电阻R8的第一端；稳压二极管ZD1、电解电容C4、瓷片电容C5和电阻R8为并联设置，并联后的两端得到稳定的5伏低压直流电源，并联后极性为GND的一端连接零线端，与电解电容C4的正极相连的一端引出有+5伏输出端VCC。

上述的EMC电路由线路相连的电阻R3、电阻R3A和电容C1组成；电阻R3的第一端和电容C1的第一端连接熔断器F1的输出端，电阻R3的第二端连接电阻R3A的第一端，电阻R3A的第二端和电容C1的第二端连接零线端。