[实用新型]温控保护器

说明书

本实用新型为一种温度控制及保护仪器，属电气自动控制仪器。

用于电热毯等电加热器的温度控制电路，目前主要为双金属片接触开关及二极管半波整流两种。双金属片接触开关利用不同金属膨胀系数的不同来控制电源的通断，其体积大，灵敏度低，通断电源时产生电火花，具有不安全因素，其使用范围受到限制。二极管半波整流虽电路简单，但其温度不可调节，其使用范围也受到限制。另外以上两种电路均无保护功能。

针对目前温控器的缺点，本实用新型所设计的仪器使温度控制变为无极可调，且具有短路保护、断路保护、意外事故〔如非电路故障引起火灾〕保护功能及节能功能。

本实用新型的目的是这样实现的。将热敏电阻与被加温物体紧密接触，接通电源后的一小段时间△T内〔一般为一个周期左右〕，延时电路〔5〕使电压比较器〔6〕的反相输入端电压高于同相输入端电压〔此为比较电压〕，使电压比较器〔6〕输出低电平。若此时被加温物体的温度低于所设定的控制温度，电桥及电压比较器〔1〕的反相输入端电压高于同相输入端电压，其输出也为低电平。在一个周期内，过零开关〔2〕将输出两次低电平。当〔1〕、〔2〕、〔6〕全部输出低电平时，或门〔8〕输出低电平，单稳态电路〔9〕的触发端输入为低电平，其输出为高电平，其通过限流电阻触发可控硅〔11〕导通，使负载R_L工作，从而对被加温物体加热。此时主电路中有电流通过，这电流被取样滤波整形电路〔3〕所取样，输入到电压比较器〔4〕的同相输入端，与反相输入端电压〔此为比较电压〕进行比较，使〔4〕的输出为方波，其高电平经延时电路〔5〕延时，在电源接通超过△T后，延时电路〔5〕仍输出高电平，使电压比较器〔6〕输出为低电平，从而使可控硅继续导通，被加热物体得到持续加温。随温度的变化，热敏电阻的阻值也变化，使电压比较器〔1〕的两个输入端电压发生变化，当被加热物体温度上升到设定值时，电压比较器〔1〕的输出发生反转，其输出的高电平通过或门〔8〕使单稳态电路〔9〕的输入端为高电平，其输出为低电平，从而使可控硅〔11〕关断，停止加热。由于主电路中无电流，使取样滤波整形电路〔3〕电压比较器〔4〕的输出均为低电平，但电压比较器〔1〕输出的高电平通过延时电路〔5〕使电压比较器〔6〕的输出仍为低电平。随温度的降低，电压比较器〔1〕的输出再次反转，输出低电平，由于延时电路〔5〕的作用，电压比较器〔6〕仍输出低电平，从而在过零开关过零输出低电平时，可再次触发可控硅〔11〕，使主电路导通，对被加热物体进行加热。改变桥臂的可变电阻阻值，可改变电压比较器〔1〕发生反转所需的温度〔设定温度〕。当电压比较器〔1〕带滞后环时，改变其正反馈电阻值，则可以改变设定温度的上下限之差。从而达到使设定温度无极可调的目的，又因为科学的有效的控制了负载R_L中电流的通断，从而达到节能的目的。

当电路发生短路时，主电路中的电流增大，从而使熔断器熔断，切断电路，起到短路保护作用。

当电路发生〔多为负载R_L〕断路时，若此时仍接通电源，断路处发生虚接触时，会产生电火花，出现不安全因素〔电热毯火灾多因此故障造成〕。而本实用新型当接通电源时，若当电压比较器〔1〕输出高电平时发生断路故障，因此时可控硅处于关断状态，故不会出现电火花。若比较器〔1〕输出为低电平时，发生断路故障，使主电路中无电流，电流取样滤波整型电路〔3〕将无信号输出，电压比较器〔4〕的同相输入为低电平，其输出也为低电平，经△T时间后，延时电路〔5〕将输出低电平，使电压比较器〔6〕输出为高电平，触发声光报警电路报警，同时使或门〔8〕输出为高电平，单稳态电路输出为低电平，使可控硅关断，既使此后断路处发生虚接触现象因可控硅已关断，也不会出现电火花，从而起到断路保护作用。

当发生意外事故，如非电路原因火灾，引起被加热物体局部温度升高，会使桥臂中某个热敏电阻的阻值发生较大变化，尽管其它热敏电阻的阻值变化不大，也使串联的热敏电阻的总电阻值发生较大变化，使电压比较器〔1发生反转，输出高电平，从而使可控硅关断，切断主电路，起到意外事故保护作用。