[发明专利]一种碳纤维红外线自热系统及控制方法

权利要求书

1.一种碳纤维红外线自热系统，其特征在于，包括电源模块、温控器、碳纤维自热片、高敏电子温度传感器；其中，所述电源模块与高压输入电流电连接，用于将高压交流电转变为低压直流电；

所述温控器包括集成在PCB板上的中央控制器、分控制器，安装在温控器外壳上的电源输入端子、负载自热片输出端子、高敏传感器端子、自热片工作控制开关，拨码开关；所述中央控制器，用于进行总控制，对高敏电子温度传感器输入的12位模拟量信号模数计算处理，判断高敏电子温度传感器反馈的温度数值与拨码开关设置的目标温度的数值关系；同时，根据分控制器计算得到的拟输出功率控制碳纤维自热片输入电流的输入情况，实现对碳纤维自热片的发热情况的控制，使其维持在目标温度范围内，达到温度恒定的控制；

所述分控制器与中央控制器电连接，用于根据拨码开关设置的目标温度及中央处理器计算得到的高敏电子温度传感器反馈的温度数值，采用PID算法计算拟输出功率，时时修正碳纤维自热片输出功率；

所述电源输入端子与电源模块电连接，电流通过电源输入端子进入温控器，使温控器开始工作，其中一部分低压直流电通过负载自热片输出端子输出给温控器外接的碳纤维自热片，为碳纤维自热片供电，使碳纤维自热片加热；另一部分低压直流电经过温控器内部的输出稳压电路模块变为DC3.3v直流电，用于启动温控器内部的中央控制器及PCB板上电器元件；

所述负载自热片输出端子与碳纤维自热片电连接；

所述高敏传感器端子与高敏电子温度传感器电连接；

所述拨码开关与中央控制器电连接，用于设定系统温度；

所述碳纤维自热片的碳纤维发热层是由N条碳纤维丝相互交叉后编织而成，通过控制编织碳纤维丝的疏密程度，控制碳纤维自热片发热面积功耗；

所述高敏电子温度传感器安装在待加热区域内，高敏电子温度传感器实时的监测碳纤维自热片的温度，并将反馈的12位模拟量信号通过高敏传感器端子实时传输给中央控制器；

所述自热片工作控制开关，用于控制碳纤维自热片的启动。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维红外线自热系统，其特征在于，所述碳纤维自热片的厚度小于1mm，碳纤维自热片包括碳纤维发热层、传导铜片、电源导线、预浸料层；其中，所述碳纤维发热层是由N条碳纤维丝相互交叉后编织而成；所述传导铜片通过碳纤维丝缠绕固定在碳纤维发热层的周围；所述电源导线的一端与传导铜片电连接，电源导线的另一端与温控器的负载自热片输出端子电连接；所述预浸料层包覆在碳纤维发热层的周围，对碳纤维自热片密封绝缘。

3.根据权利要求1所述的一种碳纤维红外线自热系统，其特征在于，所述温控器内部的PCB板上还集成有输入稳压电路模块、输出稳压电路模块、温度输出电路模块、输入信号采集放大器电路模块、温度拨码开关电路模块；其中，所述输入稳压电路模块与电源输入端子电连接；输入稳压电路模块，用于为温控器提供稳定输入电压；

所述输出稳压电路模块与输入稳压电路模块电连接；输出稳压电路模块，用于为温控器提供输出电压，用于给温控器PCB板中的微电子元器件供电；

所述温度输出电路模块一端与高敏传感器端子电连接，另一端与输入信号采集放大器电路模块电连接；温度输出电路模块，用于将高敏电子温度传感器探测的温度通过输入信号采集放大器电路模块后反馈给中央控制器；

所述输入信号采集放大器电路模块与中央控制器电连接；输入信号采集放大器电路模块，用于放大温度输出电路模块的高敏温度传感器输入的温度反馈信号；

所述温度拨码开关电路模块与拨码开关和中央控制器电连接。

4.根据权利要求1所述的一种碳纤维红外线自热系统，其特征在于，所述温控器内部的PCB板上还集成有自热片电源输入电路模块、自热片控制电路模块、温度启动控制端电路模块；其中，所述自热片电源输入电路模块与负载自热片输出端子电连接，用于将DC24V直流电输入给自热片电压电流线路，为自热片提供稳定输入电压；

所述自热片控制电路模块与中央控制器和自热片电源输入电路模块电连接，用于根据中央控制器的计算结果控制每路碳纤维自热片电流电压和功率容量；

所述温度启动控制端电路模块与自热片工作控制开关和中央控制器电连接，用于控制自热片电源输入电路模块的启动，从而实现每路自热片可单独启动升温工作。