CN109168204B - 电热毯的温度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电热毯的温度控制方法，属于电热控制技术领域。该方法省略对电热毯的恒温闭环控制和温度保险断电控制，而直接以小于100%占空比的脉冲信号控制电热毯进行脉冲加电；恒温闭环控制是指通过测量电热毯的实时温度与预先设定的恒温值比较来控制电热毯进行加电后发热，温度保险断电控制是指通过温度保险丝的熔断来切断电热毯进行加电。采用该方法完全摆脱现有电热垫的恒温控制和温度保险断电保护的所谓双保险控制机制，保证电热垫使用安全性。

Description

电热毯的温度控制方法

技术领域

本发明涉及一种电热毯（或垫）的温度控制方法，属于电热控制技术领域。

背景技术

电热取暖或理疗用的垫或毯在人们的日常生活中已普遍使用。这种电取暖睡垫一般都是恒温控温型，控制恒温值设定在25℃~50℃之间。在这个温度范围内利用安装在垫或毯中的温度传感器对加热温度实时采样，采样值与设定的温度值进行比较实现温度自动调节，以达到恒温目的。这种温度控制是目前普遍使用的方式，在垫或毯中一般安装一只点采样NTC温度传感器和一只一次性限温温度保险丝。一次性温度保险丝用于一旦NTC失效限定温度不超过规定的上限温度值，以起到限温保护作用。然而一个一次性温度保险丝只能采到一个点的温度，不能反映整个垫子的温度，因此可靠性大打折扣，如果在垫子中安装好多点的一次性温度保险丝当然可靠性有所提高，但制作成本高以及内部走线变得复杂，工艺上实现起来比较困难。当NTC温度传感器和/或一次性温度保险丝失效或没有设置时，电热毯或毯必然会造成失火。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，在没有温度传感器和保险丝的保护时，确保电热毯或垫使用时不失火。

为解决上述技术问题，本发明提出技术方案是：一种电热毯的温度控制方法，省略对所述电热毯的恒温闭环控制和温度保险断电控制，而直接以小于100%占空比的脉冲信号控制所述电热毯进行脉冲加电；所述恒温闭环控制是通过测量所述电热毯的实时温度与预先设定的恒温值比较来控制所述电热毯进行加电后发热，所述温度保险断电控制是通过温度保险丝的熔断来切断所述电热毯进行加电。

进一步，所述占空比是通过以多种占空比的所述脉冲信号对所述电热毯进行脉冲加电获得的所述电热垫达到安全最高温度值时所对应脉冲信号的占空比，并预设于所述电热毯的控制器内；所述安全最高温度值根据人工经验选定。

所述占空比通过以下实验步骤获得：

1）使现有电热毯测量自身实时温度和温度保险断电的功能失效或者拆除；

2）以多种不同占空比的脉冲信号控制给所述现有电热毯进行脉冲加电；

3）测量所述现有电热毯在所述脉冲加电后发热所达到的多个温度值；

4）找出所述多个温度值中的最高温度值，按照经验判断并筛选出安全最高温度值；

5）找出对应所述安全最高温度值的脉冲信号，得到该脉冲信号的占空比作为所述占空比。

本发明采用上述技术方案的有益效果是：由于完全去取消（省略）了现有电热毯恒温控制（测量电热垫的实时温度与设定的恒定温度值比较的内环控制）以及温度保险丝的熔断断电保护控制，取而代之以小于100%的占空比（特定占空比）脉冲信号来对电热垫直接进行脉冲加电来形成发热（一种外环控制），该特定占空比是预先通过实验获得电热垫在脉冲加电下达到较为安全的最高温度时的脉冲信号的占空比；因此可以控制电热垫的温度上升到一个较为安全的最高温度后一直维持该最高温度始终不超过(该最高温度是否安全可以根据经验人为确定)；从而彻底保证电热垫绝不会因为像现有电热垫那样仅有线性持续加电下温度上升过高而形成失火。

本发明尤为独特的是,对于使用具有可调的占空比脉冲加电的电热垫来说,本发明的发明人独辟蹊径地发现并经过实验证实了某些范围占空比的脉冲电流在给电热垫(或毯)供电中电热垫达到的最高温度是完全可以达到一个较为安全温度的(是否安全可以根据人为经验确定安全标准),从而通过实验的方法预先筛选找到这样的与加热丝脉冲供电达到较为安全的最高温度所对应脉冲信的占空比之间的关系。对于这种关系的解释是：因为电热毯加电时有加热也有散热，当加热等于散热时温度就会平衡在某一个较为安全的最高温度点上；这个平衡的最高温度即使是在无恒温反馈闭环控制的情况下也存在并维持着；对于不同占空比的脉冲加电来说，无论加电多少时间，电热垫总会达到一个平衡在某一个较为安全的最高温度点上，因此通过实验即可选择出对应这些较为安全的最高温度的那些脉冲信号的占空比，并以此占空比的脉冲信号来控制对电热毯进行脉冲加电。

正是基于这样独特的发现，发明人深入研究并经过多年应用总结和反复试验得出得到了上述本发明的方法。可以说，使用本发明的方法可以完全摆脱现有电热垫的恒温控制和温度保险断电保护的所谓双保险控制机制，而能保证电热垫使用中的安全性。对于现有电热毯 (或垫)来说，不啻为一项根本性的技术改变。

进一步完善一，所述占空比的范围是20%-60%，所述安全最高温度值的范围是40-80℃，所述占空比与所述安全最高温度值的对应关系选择是：当所述安全最高温度值是40℃时所述占空比选择为20%，当所述安全最高温度值是44℃时所述占空比选择为25%，当所述安全最高温度值是55℃时所述占空比选择为50%，当所述安全最高温度值是80℃时所述占空比选择为60%。

进一步完善二，还可以增加的步骤是：设定环境温度限值并测量环境实时温度，当所述环境实时温度大于等于所述环境温度限值时，控制所述电热毯停止加电。

进一步完善三，所述电热毯还含有负电位信号。

附图说明

下面结合附图对本发明的电热毯的温度控制方法作进一步说明。

图1是实施例一控制方法所采用的控制装置的电路原理图；

图2是实施例二控制方法所采用的控制装置的电路原理图。

具体实施方式

实施例一

本实施例电热毯的温度控制方法所采用的控制装置参见图1所示，包括为电热毯内的加热线（或丝）供电的电源，电源由市电220V接入控制装置后经变压整流形成供电输出。设有第二温控处理器，但不包括现有电热毯常见的用于测量和控制电热毯实时温度的第一温度传感器、第一温控处理器和温度保险丝。电源与加热线之间设有第一电子开关BTA08-1和第二电子开关BTA08-2，第一电子开关BTA08-1与第二电子开关BTA08-2之间形成与门（串联在电源与加热丝之间）。第一电子开关BTA08-1和第二电子开关BTA08-2的输入端通过光耦TRIAC1和TRIAC2分别与第二温控处理器MCU2的输出端（引脚PA5）连接。还设置有键盘译码器过DECODER KEYBOARD。占空比设定值预先固化设置在第二温控处理器MCU2内，当然也可以通过DECODER KEYBOARD向第二温控处理器MCU2输入占空比设定值。这样，第二温控处理器MCU2就可以用于输出数值小于100%占空比的脉冲信号控制第一电子开关和第二电子开关均交替导通和关断。第一电子开关BTA08-1和第二电子开关BTA08-2的输出端J1、J2接入整流器Bridge1 /RS507，整流器Bridge1 /RS507的输出端连接加热线RT1 /RT2。

本实施例电热毯的温度控制方法就是直接以小于100%占空比的脉冲信号控制所述电热毯直接进行脉冲加电，来代替目前常见电热毯的恒温闭环控制和温度保险丝断电保护控制；即省略对电热毯的恒温闭环控制和温度保险控制。恒温闭环控制是指现有常用的将测量电热毯的实时温度与预先设定的恒温值比较来控制电热毯进行加电后发热，温度保险控制是指现有常用的通过温度保险丝的熔断来切断对电热毯内的加热线进行加电后发热。具体执行过程有：

开机启动，第二温控处理器MCU2的端口PA5输出小于100%占空比的低电平脉冲信号使第一电子开关BTA08-1和第二电子开关BTA08-2均处于交替导通和关断的状态，此时电源通过脉冲间断性导通的第一电子开关BTA08-1和第二电子开关BTA08-2对加热线RT1 /RT2实施脉冲加电。

本实施例中的占空比是通过以多种占空比的脉冲信号对电热毯内的加热线进行脉冲加电获得的当电热毯达到安全最高温度值时所对应脉冲信号的占空比，并预设于第二温控处理器MCU2内；一般该安全最高温度值根据人工经验选定。该占空比通过以下实验步骤获得：

1）使现有电热毯测量自身实时温度和温度保险断电的功能失效或者拆除（即拆除用于实时温度测量和温度保险的器件）；

2）以多种不同占空比的脉冲信号控制给所述现有电热毯进行脉冲加电；

3）测量所述现有电热毯的的加热线在脉冲加电后发热所达到的多个温度值；

4）找出所述多个温度值中的最高温度值，按照经验判断并筛选出安全最高温度值；

5）找出对应该安全最高温度值的脉冲信号，得到该脉冲信号的占空比作为所述占空比(即作为本实施例中第二温控处理器MCU2输出的占空比)。

本实施例第二温控处理器MCU2输出的占空比范围选择为20%-60%，安全最高温度值的范围是40-80℃。占空比具体选择是按照其与安全最高温度值的对应关系进行，二者的对应关系有：当安全最高温度值是40℃时可以选择占空比为20%，当安全最高温度值是44℃时可以选择占空比为25%，当安全最高温度值是55℃时可以选择占空比为50%，当安全最高温度值是80℃时可以选择占空比为60%。

实施例二

本实施例电热毯的温度控制方法是在实施例一基础上的改进，除了与实施例一相同以外所不同的是：

1）如图2所示，增加了测量环境实时温度的第二温度传感器ResThermal-2，在第二温控处理器MCU2内设定环境温度限值，同时测量环境实时温度，当环境实时温度大于等于环境温度限值时，控制所述电热垫停止加电，本实施例的环境温度限值选用是35℃，该环境温度限值根据人为经验选定，不局限于35℃；

2）如图2所示，增加了负电位发生单元。市电220V通过倍压后输出给负电位发生单元后输出经倍压后连接设于电热垫内的负电位线（图2中的输出端口5），从而给电热垫加负电位，可用于理疗。

Claims (5)

1.一种电热毯的温度控制方法，其特征在于：省略对所述电热毯的恒温闭环控制和温度保险断电控制，而直接以小于100％占空比的脉冲信号控制所述电热毯进行脉冲加电；所述恒温闭环控制是通过测量所述电热毯的实时温度与预先设定的恒温值比较来控制所述电热毯进行加电后发热，所述温度保险断电控制是通过温度保险丝的熔断来切断所述电热毯进行加电；所述占空比是通过以多种占空比的所述脉冲信号对所述电热毯进行脉冲加电获得的所述电热毯达到安全最高温度值时所对应脉冲信号的占空比，并预设于所述电热毯的控制器内；所述安全最高温度值根据人工经验选定。

2.根据权利要求1所述电热毯的温度控制方法，其特征在于所述占空比是根据以下实验步骤获得：

1)使现有电热毯测量自身实时温度和温度保险断电的功能失效或者拆除；

2)以多种不同占空比的脉冲信号控制给所述现有电热毯进行脉冲加电；

3)测量所述现有电热毯在所述脉冲加电后发热所达到的多个温度值；

4)找出所述多个温度值中的最高温度值，按照经验判断并筛选出安全最高温度值；

5)找出对应所述安全最高温度值的脉冲信号，得到该脉冲信号的占空比作为所述占空比。

3.根据权利要求1或2所述电热毯的温度控制方法，其特征在于：所述占空比的范围是20％-60％，所述安全最高温度值的范围是40-80℃，所述占空比与所述安全最高温度值的对应关系选择是：当所述安全最高温度值是40℃时所述占空比选择为20％，当所述安全最高温度值是44℃时所述占空比选择为25％，当所述安全最高温度值是55℃时所述占空比选择为50％，当所述安全最高温度值是80℃时所述占空比选择为60％。

4.根据权利要求3所述电热毯的温度控制方法，其特征在于还包括的步骤是：设定环境温度限值并测量环境实时温度，当所述环境实时温度大于等于所述环境温度限值时，控制所述电热毯停止加电。

5.根据权利要求4所述电热毯的温度控制方法，其特征在于所述电热毯还含有负电位信号。

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