CN110806767B - 加热装置及其温度控制电路与温度控制方法 - Google Patents

加热装置及其温度控制电路与温度控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种加热装置及其温度控制电路与温度控制方法。该加热装置包括：第一、第二加热器；第一、第二开关；第一、第二斜坡信号产生电路；信号处理电路；第一、第二比较电路；及开关控制电路。第一与第二斜坡信号产生电路分别根据第一与第二输出电流而分别对应产生第一与第二斜坡信号。信号处理电路感测相关于第一加热器及/或该第二加热器的温度而产生温度相关信号。第一比较电路比较第一斜坡信号与温度相关信号而产生第一PWM信号以控制第一开关。第二比较电路比较第二斜坡信号与温度相关信号产生第二PWM信号以控制第二开关，使得第一、第二加热器各自的平均功率彼此之间具有预设比例。

Description

加热装置及其温度控制电路与温度控制方法
技术领域
本发明涉及一种加热装置，特别是指一种通过单个温度传感器，便能调控不同的加热器所具有的各自的平均功率，而使不同的加热器的各自的平均功率彼此之间具有一预设比例，因而调节各个加热器的温度至预设的温度位准的加热装置。本发明还涉及用于控制前述加热装置的温度控制电路及温度控制方法。
背景技术
在现有技术的加热装置中，一般设有多个加热器(至少两个或两个以上)。当这些多个加热器彼此以并联串接或串联串接的方式串接在一起并且都被共同由单个供应电源提供供应电流时，由于各个加热器具有其各自的阻抗值，意即各个加热器各自的阻抗值彼此可能并不相同，因此将造成现有技术的加热装置无法使各个加热器的温度被调节至单个均匀化(uniform)的温度，而会在加热衣的不同部位具有不同的温度，此为现有技术的其中的一重大缺点。
在另一现有技术中，为了使各个加热器的温度被调节至单个均匀化(uniform)的温度，现有技术的加热装置必需针对各个加热器设置对应的温度传感器。如此一来，现有技术的加热装置将具有多个温度传感器，而多个温度传感器的设置不仅造成控制机制复杂也提高制造成本，此为此现有技术的一重大缺点。
与本申请相关的技术可参考美国公告专利US8927908。
本发明即是针对上述问题而提出一种加热装置及其温度控制电路与温度控制方法。本发明能够通过单个温度传感器，便能调控不同的加热器所具有的各自的平均功率，而使不同的加热器的各自的平均功率彼此之间具有一预设比例，因而调节各个加热器的温度至预设的温度位准的加热装置及其温度控制电路。
发明内容
就其中一观点言，本发明提供了一种加热装置，包含：一第一加热器与一第二加热器；一第一开关，与该第一加热器串联耦接于一供应电源与一接地电位之间，该第一开关用以根据一第一开关信号而导通或关断，以控制流经该第一加热器的一第一输出电流；一第二开关，与该第二加热器串联耦接于该供应电源与该接地电位之间，该第二开关用以根据一第二开关信号而导通或关断，以控制流经该第二加热器的一第二输出电流；一第一斜坡信号产生电路，用以根据该第一输出电流，产生一第一斜坡信号；一第二斜坡信号产生电路，用以根据该第二输出电流，产生一第二斜坡信号；一信号处理电路，用以感测相关于该第一加热器及/或该第二加热器的一温度，该信号处理电路根据该温度，产生一温度相关信号；一第一比较电路，用以比较该第一斜坡信号与该温度相关信号，而产生一第一脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号；一第二比较电路，用以比较该第二斜坡信号与该温度相关信号，而产生一第二PWM信号；以及一开关控制电路，与该第一比较电路及该第二比较电路耦接；其中，该开关控制电路用以根据该第一PWM信号，产生该第一开关信号；其中，该开关控制电路用以根据该第二PWM信号，产生该第二开关信号；由此，该第一加热器的一第一平均功率与该第二加热器的一第二平均功率彼此之间具有一预设比例。
就另一观点言，本发明提供了一种加热装置的温度控制电路，该加热装置包括：一第一加热器与一第二加热器；该加热装置的温度控制电路包含：一第一开关，与该第一加热器串联耦接于一供应电源与一接地电位之间，该第一开关用以根据一第一开关信号而导通或关断，以控制流经该第一加热器的一第一输出电流；一第二开关，与该第二加热器串联耦接于该供应电源与该接地电位之间，该第二开关用以根据一第二开关信号而导通或关断，以控制流经该第二加热器的一第二输出电流；一第一斜坡信号产生电路，用以根据该第一输出电流，产生一第一斜坡信号；一第二斜坡信号产生电路，用以根据该第二输出电流，产生一第二斜坡信号；一信号处理电路，用以感测相关于该第一加热器及/或该第二加热器的一温度，该信号处理电路根据该温度，产生一温度相关信号；一第一比较电路，用以比较该第一斜坡信号与该温度相关信号，而产生一第一PWM信号；一第二比较电路，用以比较该第二斜坡信号与该温度相关信号，而产生一第二PWM信号；以及一开关控制电路，与该第一比较电路及该第二比较电路耦接；其中，该开关控制电路用以根据该第一PWM信号，产生该第一开关信号；其中，该开关控制电路用以根据该第二PWM信号，产生该第二开关信号；由此，该第一加热器的一第一平均功率与该第二加热器的一第二平均功率彼此之间具有一预设比例。
在一种较佳的实施型态中，该第一斜坡信号的斜率正向相关于该第一输出电流，使得该第一开关的导通时间反向相关于该第一输出电流，且该第二斜坡信号的斜率正向相关于该第二输出电流，使得该第二开关的导通时间反向相关于该第二输出电流。
在一种较佳的实施型态中，该预设比例为1：1。
在一种较佳的实施型态中，该第一开关与该第二开关的导通时点彼此相同。
在一种较佳的实施型态中，该第一开关与该第二开关的导通时点彼此不相同，由此降低该供应电源的一供应电流的峰值，或降低该供应电流的峰值的时间长度，其中该供应电流包括该第一输出电流以及该第二输出电流。
在一种较佳的实施型态中，该第一开关与该第二开关的导通时间彼此不重叠，由此降低该供应电流的峰值。
在一种较佳的实施型态中，该第一开关的关断时点决定该第二开关的导通时点。
在一种较佳的实施型态中，一频率信号决定该第一开关及/或该第二开关的导通时点。
在一种较佳的实施型态中，当该第一斜坡信号超过该温度相关信号时，该第一PWM信号关断该第一开关；当该第二斜坡信号超过该温度相关信号时，该第二PWM信号关断该第二开关。
在一种较佳的实施型态中，该信号处理电路包括：一温度感测电路，用以感测该温度以产生一温度感测信号；以及一误差放大电路，耦接于该温度感测电路，该误差放大电路根据该温度感测信号与一参考电压值的一差值，而产生该温度相关信号，由此，该加热装置调节该温度于一预设的温度位准。
在一种较佳的实施型态中，该温度感测电路包括：一电流源，用以提供一操作电流给一温度传感器，该温度传感器根据该操作电流与该温度而产生该温度感测信号。
在一种较佳的实施型态中，该温度传感器包括一负温度系数热敏电阻。
在一种较佳的实施型态中，该第一斜坡信号产生电路包括：一第一电流感测电路，用以感测该第一输出电流，且根据所感测的该第一输出电流而产生一第一感测电流；以及一第一电容器，用以根据流经该第一电容器的该第一感测电流而产生该第一斜坡信号。
在一种较佳的实施型态中，该第二斜坡信号产生电路包括：一第二电流感测电路，用以感测该第二输出电流，且根据所感测的该第二输出电流而产生一第二感测电流；以及一第二电容器，用以根据流经该第二电容器的该第二感测电流而产生该第二斜坡信号。
就另一观点言，本发明提供了一种控制一加热装置的温度控制方法，该加热装置包括：一第一加热器与一第二加热器；一第一开关，与该第一加热器串联耦接于一供应电源与一接地电位之间，该第一开关用以控制流经该第一加热器的一第一输出电流；以及一第二开关，与该第二加热器串联耦接于该供应电源与该接地电位之间，该第二开关用以控制流经该第二加热器的一第二输出电流；该温度控制方法包含：根据该第一输出电流，产生一第一斜坡信号；根据该第二输出电流，产生一第二斜坡信号；根据相关于该第一加热器及/或该第二加热器的一温度，产生一温度相关信号；比较该第一斜坡信号与该温度相关信号而产生一第一PWM信号以控制该第一开关；以及比较该第二斜坡信号与该温度相关信号而产生一第二PWM信号以控制该第二开关；由此，该第一加热器的一第一平均功率与该第二加热器的一第二平均功率彼此之间具有一预设比例。
在一种较佳的实施型态中，产生该温度相关信号的步骤包括：感测该温度以产生一温度感测信号；以及根据该温度感测信号与一参信号的一差值，而产生该温度相关信号，由此，该加热装置调节该温度于一预设的温度位准。
附图说明
图1标出本发明的加热装置的一实施例的方块示意图。
图2标出本发明的信号处理电路13、第一斜坡信号产生电路14及第二斜坡信号产生电路15的一具体实施例的方块示意图。
图3标出本发明的温度感测电路131的一具体实施例的方块示意图。
图4标出本发明的温度传感器1312的一具体实施例。
图5标出本发明的加热装置的操作波形示意图；其中，开关M1与开关M2的导通时点彼此相同。
图6标出本发明的加热装置的操作波形示意图；其中，开关M1与开关M2的导通时点彼此不相同。
图7标出本发明的加热装置的操作波形示意图；其中，开关M1与开关M2的导通时点彼此不相同。
具体实施方式
本发明中的附图均属示意，主要意在表示各电路间的耦接关系，以及各信号波形之间的关系，至于电路、信号波形与频率则并未依照比例绘制。
请参考图1～3。图1标出本发明的加热装置的一实施例的方块示意图。图2标出本发明的信号处理电路13、第一斜坡信号产生电路14及第二斜坡信号产生电路15的一具体实施例的方块示意图。图3标出本发明的温度感测电路131的一具体实施例的方块示意图。
如图1所示，本发明的加热装置100包含：一加热器11、一加热器12、一开关M1、一开关M2、一斜坡信号产生电路14、一斜坡信号产生电路15、一信号处理电路13、一比较电路CP1、一比较电路CP2以及一开关控制电路16。
值得注意的是，本发明图1～3所示的实施例是以两个加热器11和12为例子，其中，两个加热器11和12各自分别对应于两个开关M1和M2、两个斜坡信号产生电路14和15及两个比较电路CP1和CP2。
但当然，本发明的加热器、开关、斜坡信号产生电路及比较电路的数目不限于两个。在其他实施例中，本发明也可以具有例如但不限于N个加热器，其中，N个加热器各自分别对应于N个开关、N个斜坡信号产生电路及N个比较电路。其中，N例如但不限于为大于等于2的任意的正整数。本领域技术人员可根据本发明的教示类推而得，合先叙明。
因此，以下的叙述是以两个加热器11和12各自分别对应于两个开关M1和M2、两个斜坡信号产生电路14和15及两个比较电路CP1和CP2为举例说明，合先叙明。
开关M1与加热器11串联耦接于一供应电源VBAT与一接地电位之间。开关M1用以根据一开关信号S1而导通或关断，以控制流经加热器11的一输出电流IH1。开关M2与加热器12串联耦接于供应电源VBAT与接地电位之间。开关M2用以根据一开关信号S2而导通或关断，以控制流经加热器12的一输出电流IH2。
在一实施例中，供应电源VBAT例如但不限于可为一电池。供应电源VBAT用以提供一供应电流Iin至加热器11和12。
在一实施例中，供应电流Iin包括流经加热器11的输出电流IH1以及流经加热器12的输出电流IH2。
在一实施例中，加热器11具有一阻抗值，加热器12具有一阻抗值，加热器11所具有的阻抗值与加热器12所具有的阻抗值彼此不相同。
举例来说，在一实施例中，供应电源VBAT例如但不限于可为8V，加热器11所具有的阻抗值例如但不限于可为2欧姆，而加热器12所具有的阻抗值例如但不限于可为1欧姆。因此，流经加热器11的输出电流IH1例如但不限于可为4安培(A)，而流经加热器12的输出电流IH2例如但不限于可为8安培(A)。
值得注意的是，以上关于供应电源VBAT、加热器11所具有的阻抗值、加热器12所具有的阻抗值、输出电流IH1以及输出电流IH2的数值仅为举例用，并不用以限定本发明的范围。在其他实施例中，供应电源VBAT、加热器11所具有的阻抗值、加热器12所具有的阻抗值、输出电流IH1以及输出电流IH2的数值可以为任何的数值。
请参考图1。如图1所示，在一实施例中，斜坡信号产生电路14用以根据输出电流IH1，产生一斜坡信号VC1。斜坡信号产生电路15用以根据输出电流IH2，产生一斜坡信号VC2。在一实施例中，斜坡信号VC1的斜率例如但不限于可设计为正向相关于输出电流IH1，使得开关M1的导通时间T1反向相关于输出电流IH1。斜坡信号VC2的斜率例如但不限于可设计为正向相关于输出电流IH2，使得开关M2的导通时间T2反向相关于输出电流IH2，具体的实施细节将详述于后。
请参考图1并同时对照图2～3。
如图2～3所示，在一具体实施例中，斜坡信号产生电路14包括：一电流感测电路141以及一电容器C1。电流感测电路141用以感测流经开关M1的输出电流IH1，且，电流感测电路141根据所感测的输出电流IH1而产生一感测电流IC1。电容器C1用以根据流经电容器C1的感测电流IC1而产生斜坡信号VC1。在一具体实施例中，斜坡信号产生电路15包括：一电流感测电路142以及一电容器C2。电流感测电路142用以感测流经开关M2的输出电流IH2，且，电流感测电路142根据所感测的输出电流IH2而产生一感测电流IC2。电容器C2用以根据流经电容器C2的感测电流IC2而产生斜坡信号VC2。
在一实施例中，感测电流IC1例如但不限于正向相关于输出电流IH1。举例来说，在一实施例中，感测电流IC1例如但不限于正比于输出电流IH1。在一实施例中，感测电流IC2例如但不限于正向相关于输出电流IH2。举例来说，在一实施例中，感测电流IC2例如但不限于正比于输出电流IH2。
假设以上述的例子而言，意即，举例来说，在一实施例中，供应电源VBAT例如但不限于可为8V，加热器11所具有的阻抗值例如但不限于可为2欧姆，而加热器12所具有的阻抗值例如但不限于可为1欧姆。因此，流经加热器11的输出电流IH1例如但不限于可为4安培(A)，而流经加热器12的输出电流IH2例如但不限于可为8安培(A)。
当感测电流IC1例如但不限于正比于(例如：1/106)输出电流IH1时，举例来说，在一实施例中，感测电流IC1例如但不限于可为4微安培(μA)。而当感测电流IC2例如但不限于正比于(例如：1/106)输出电流IH2时，举例来说，在一实施例中，感测电流IC2例如但不限于可为8微安培(μA)。
值得注意的是，以上关于感测电流IC1及感测电流IC2的数值仅为举例用，并不用以限定本发明的范围。在其他实施例中，感测电流IC1及感测电流IC2的数值可以为任何的数值。
如图1所示，在一实施例中，信号处理电路13用以感测相关于加热器11及/或加热器12的一温度TS。信号处理电路根据温度TS，产生一温度相关信号VT。在一实施例中，信号处理电路13例如但不限于可感测相关于加热器11的温度TS、加热器12的温度TS或其他受加热器11及/或加热器12影响的位置的温度TS。
请参考图2并同时对照图1。如图2所示，在一具体实施例中，信号处理电路13包括：一温度感测电路131以及一误差放大电路EA。温度感测电路131用以感测温度TS以产生一温度感测信号VTS。误差放大电路EA根据温度感测信号VTS与一参考电压值VREF的一差值，而产生温度相关信号VT，由此，加热装置100调节温度TS于一预设的温度位准(关于本发明的加热装置100如何调节温度TS于预设的温度位准的特征及细节，容后详述)。
请参考图3并同时对照图1。如图3所示，在一具体实施例中，温度感测电路131包括一电流源1311。在一实施例中，电流源1311用以提供一操作电流Icon给一温度传感器1312。
在一实施例中，温度传感器1312例如但不限于可为一负温度系数热敏电阻(如图4所示)。温度传感器1312例如但不限于可根据操作电流Icon与温度TS而产生温度感测信号VTS。
值得注意的是，相较于现有技术，本发明仅需设置单个温度传感器1312，便能通过单个温度传感器1312，而能调控不同的加热器所具有的各自的平均功率，而使不同的加热器的各自的平均功率彼此之间具有一预设比例，在一实施例中，上述的预设比例例如但不限于可为1：1，因而可调节各个加热器的温度至预设的温度位准，最终使得各个加热器的温度被调节至单个均匀化(uniform)的温度。当然，在其他实施例中，上述的预设比例也可为其他任意的数值。
请继续参考图1～3。
比较电路CP1耦接于信号处理电路13与斜坡信号产生电路14之间。比较电路CP1用以比较斜坡信号VC1与温度相关信号VT，而产生一脉冲宽度调制(Pulse WidthModulation，PWM)信号PWM1。比较电路CP2耦接于信号处理电路13与斜坡信号产生电路14之间。比较电路CP2用以比较斜坡信号VC2与温度相关信号VT，而产生一PWM信号PWM2。
开关控制电路16与比较电路CP1及比较电路CP2耦接。开关控制电路16用以根据PWM信号PWM1，产生开关信号S1。此外，开关控制电路16用以根据PWM信号PWM2，产生开关信号S2。
开关M1用以根据开关信号S1而导通或关断，以控制流经加热器11的一输出电流IH1。开关M2用以根据开关信号S2而导通或关断，以控制流经加热器12的一输出电流IH2。
由此，本发明能通过单个温度传感器1312，而调控不同的加热器11和12所具有的各自的平均功率，而使不同的加热器11和12的各自的平均功率彼此之间具有一预设比例，在一实施例中，上述的预设比例例如但不限于可为1：1，因而调节各个加热器11和12的温度至预设的温度位准，最终使得各个加热器11和12的温度被调节至单个均匀化的温度。
在一较佳实施例中，本发明的加热装置100的部份电路元件如开关M1、开关M2、斜坡信号产生电路14、斜坡信号产生电路15、信号处理电路13、比较电路CP1、比较电路CP2以及开关控制电路16，可合并制作成一温度控制电路30(例如但不限于一集成电路芯片)，如图1的虚线所示。
以下说明本发明的加热装置100如何通过单个温度传感器1312，因而使得各个加热器11和12的温度被调节至单个均匀化的温度的特征及细节。
请参考图5并同时对照图3。图5标出本发明的加热装置的操作波形示意图。其中，开关M1与开关M2的导通时点彼此相同。
在一实施例中，本发明例如但不限于可设计使得开关M1与开关M2的导通时点彼此相同。在开关M1与开关M2的导通时点彼此相同的实施例中，本发明例如但不限于可通过一频率信号CLK决定开关M1及开关M2的导通时点。如图3所示，频率信号CLK例如但不限于可被输入至开关控制电路16。
在一实施例中，如图5所示，斜坡信号VC1的斜率例如但不限于可设计为正向相关于输出电流IH1，使得开关M1的导通时间T1反向相关于输出电流IH1。斜坡信号VC2的斜率例如但不限于可设计为正向相关于输出电流IH2，使得开关M2的导通时间T2反向相关于输出电流IH2。
在一具体实施例中，如图5所示，斜坡信号VC1的斜率例如但不限于可设计为正比于输出电流IH1，使得开关M1的导通时间T1反比于输出电流IH1。斜坡信号VC2的斜率例如但不限于可设计为正比于输出电流IH2，使得开关M2的导通时间T2反比于输出电流IH2。
如图5所示，输出电流IH1例如但不限于可为4安培(A)，由于感测电流IC1例如但不限于可正比于输出电流IH1，因此，感测电流IC1例如但不限于可为4微安培(μA)。如图5所示，输出电流IH2例如但不限于可为8安培(A)，由于感测电流IC2例如但不限于可正比于输出电流IH2，因此，感测电流IC2例如但不限于可为8微安培(μA)。在这样的例子中，由于感测电流IC2的位准大于感测电流IC1的位准(意即，斜坡信号VC2的斜率大于斜坡信号VC1的斜率)，因此，开关M2的导通时间T2短于开关M1的导通时间T1。
换言之，本实施例中，斜坡信号VC1的斜率正比于输出电流IH1(即感测电流IC1)，而开关M1的导通时间T1反比于输出电流IH1(即感测电流IC1)。具体而言，由于感测电流IC1的位准较小，因此，斜坡信号VC1的斜率较小，因而造成开关M1的导通时间T1较长(即导通时间T1长于导通时间T2)。本实施例中，斜坡信号VC2也具有相同的特性，在此不予赘述。
在开关M1与开关M2的导通时点彼此相同的情况下，在一实施例中，本发明例如但不限于可通过频率信号CLK决定开关M1及开关M2的导通时点，因而使开关M1与开关M2同时被导通，如图5所示。
在开关M1与开关M2同时被导通之后，为了使各个加热器11和12的温度被调节至单个均匀化(uniform)的温度，本发明例如但不限于可通过温度传感器1312根据操作电流Icon与温度TS而产生温度感测信号VTS。接着，误差放大电路EA根据温度感测信号VTS与一参考电压值VREF的一差值，而产生温度相关信号VT，由此，加热装置100调节温度TS于一预设的温度位准。
虽然加热器11所具有的阻抗值与加热器12所具有的阻抗值彼此可能并不相同，因而造成斜坡信号VC1的斜率与斜坡信号VC2的斜率彼此不相同。为了使各个加热器11和12的温度被调节至单个均匀化(uniform)的温度，如上所述，本发明利用信号处理电路13产生温度相关信号VT。通过温度相关信号VT与斜坡信号VC1或斜坡信号VC2的比较来判断开关M1与开关M2的各自的关断时点，而使得最终加热器11与12的平均功率可具有预设的比例(如1：1)。其判断机制如下：当斜坡信号VC1超过温度相关信号VT时，PWM信号PWM1关断开关M1。当斜坡信号VC2超过温度相关信号VT时，PWM信号PWM2关断开关M2。
如此一来，本发明仅需设置单个温度传感器1312，便能通过单个温度传感器1312，因而产生温度相关信号VT。通过温度相关信号VT，本发明便能调控不同的加热器11和12所具有的各自的平均功率，而使不同的加热器11和12的各自的平均功率彼此之间具有一预设比例(如1：1)，因而调节各个加热器11和12的温度至预设的温度位准，最终使得各个加热器11和12的温度被调节至单个均匀化(uniform)的温度。
值得注意的是，在开关M1与开关M2的导通时点彼此相同的实施例中，如图5所示，供应电流Iin的峰值例如但不限于可包括(例如但不限于等于)输出电流IH1(例如：4安培(A))与输出电流IH21(例如：8安培(A))的加总，意即，供应电流Iin的位准例如但不限于为12安培(A)。
值得注意的是，以上关于输出电流IH1、输出电流IH2及供应电流Iin的数值仅为举例用，并不用以限定本发明的范围。在其他实施例中，输出电流IH1、输出电流IH2及对应的供应电流Iin的数值可以为任何的数值。
请参考图6并同时对照图3。图6标出本发明的加热装置的操作波形示意图。其中，开关M1与开关M2的导通时点彼此不相同。
在一实施例中，本发明例如但不限于可设计使得开关M1与开关M2的导通时点彼此不相同。在开关M1与开关M2的导通时点彼此不相同的实施例中，本发明例如但不限于可通过频率信号CLK只决定开关M1的导通时点。如图3所示，频率信号CLK例如但不限于可被输入至开关控制电路16。
在开关M1与开关M2的导通时点彼此不相同的情况下，在一实施例中，本发明例如但不限于可使开关M1与开关M2的导通时间彼此不重叠。如图6所示，开关M1的导通时间T1与开关M2的导通时间T2彼此是不重叠的。此外，在图6所示的实施例中，本发明例如但不限于可通过开关M1的关断时点来决定开关M2的导通时点。具体而言，在图6所示的实施例中，在开关M1与开关M2的导通时点彼此不相同，本发明例如但不限于可通过频率信号CLK决定开关M1的导通时点，且，通过开关M1的关断时点来决定开关M2的导通时点，如此一来，造成开关M1的导通时间T1与开关M2的导通时间T2彼此是不重叠的。
至于开关M1与开关M2的各自的关断时点的判断机制，图6所示的实施例类似于图5所示的实施例，都是通过温度相关信号VT与斜坡信号VC1或斜坡信号VC2的比较来判断开关M1与开关M2的各自的关断时点，其判断机制如下：当斜坡信号VC1超过温度相关信号VT时，PWM信号PWM1关断开关M1。当斜坡信号VC2超过温度相关信号VT时，PWM信号PWM2关断开关M2。
相较于开关M1与开关M2的导通时点彼此相同的实施例中(即在图5所示的实施例中)，开关M1与开关M2的导通时点彼此不相同的实施例(即在图6所示的实施例中)所具有的特征及优点为：供应电流Iin的峰值例如但不限于可仅等于输出电流IH1(例如：4安培(A))与输出电流IH21(例如：8安培(A))二者之中位准较高者，意即，本实施例中，如图6所示，供应电流Iin的峰值位准为8安培(A)。换言之，在开关M1与开关M2的导通时点彼此不相同的实施例中，特别是开关M1的导通时间T1与开关M2的导通时间T2彼此是不重叠的实施例中(例如在图6所示的实施例中)，供应电流Iin的峰值可被降低。而在开关M1的导通时间T1与开关M2的导通时间T2彼此仅部分重叠的实施例中，供应电流Iin的峰值的时间长度可被降低。
除了上述图6所示的实施例与图5所示的实施例的功效的差异之外，图6所示的实施例也具有相同于图5所示的实施例的功效。意即，图6所示的实施例也能通过温度相关信号VT，而调控不同的加热器11和12所具有的各自的平均功率，而使不同的加热器11和12的各自的平均功率彼此之间具有一预设比例(如1：1)，因而调节各个加热器11和12的温度至预设的温度位准，最终使得各个加热器11和12的温度被调节至单个均匀化(uniform)的温度。
请参考图7并同时对照图3。图7标出本发明的加热装置的操作波形示意图。其中，开关M1与开关M2的导通时点彼此不相同。
图7所示的实施例类似于图6所示的实施例，在图7所示的实施例与图6所示的实施例中，开关M1与开关M2的导通时点都是彼此不相同，差异在于：图7所示的实施例并不是通过开关M1的关断时点来决定开关M2的导通时点，图7所示的实施例例如但不限于可通过频率信号CLK决定开关M2的导通时点。简而言之，图7所示的实施例例如但不限于可通过频率信号CLK决定开关M1的导通时点及开关M2的导通时点。本实施例中，开关M1的导通时间T1与开关M2的导通时间T2彼此是不重叠的(如图7所示)。意即，频率信号CLK必需使开关M1的导通时点及开关M2的导通时点彼此错开，如此一来，造成开关M1的导通时间T1与开关M2的导通时间T2彼此是不重叠的。在其他实施例中，可通过频率信号CLK决定开关M1的导通时点及开关M2的导通时点(彼此不相同)，但开关M1的导通时间T1与开关M2的导通时间T2彼此可以是部分重叠的。
至于开关M1与开关M2的各自的关断时点的判断机制，图7所示的实施例类似于图5及图6所示的实施例，都是通过温度相关信号VT与斜坡信号VC1或斜坡信号VC2的比较来判断开关M1与开关M2的各自的关断时点，其判断机制如下：当斜坡信号VC1超过温度相关信号VT时，PWM信号PWM1关断开关M1。当斜坡信号VC2超过温度相关信号VT时，PWM信号PWM2关断开关M2。
除了上述图7所示的实施例与图6所示的实施例的特征的差异之外，图7所示的实施例也具有相同于图6所示的实施例的功效。意即，在开关M1与开关M2的导通时点彼此不相同的实施例中(即在图7所示的实施例中)，供应电流Iin的峰值也可被降低、或者供应电流Iin的峰值的时间长度也可被降低。
此外，图7所示的实施例也具有相同于图5及图6所示的实施例的功效。意即，图7所示的实施例也能通过温度相关信号VT，而调控不同的加热器11和12所具有的各自的平均功率，而使不同的加热器11和12的各自的平均功率彼此之间具有一预设比例(如1：1)，因而调节各个加热器11和12的温度至预设的温度位准，最终使得各个加热器11和12的温度被调节至单个均匀化(uniform)的温度。
需说明的是，前述加热器11和12所具有的各自的“平均功率”的定义，以图5-图7为例，是指在开关M1与开关M2各自的切换周期内，分别流经加热器11和12的输出电流IH1与IH2与供应电源的供应电压的积分平均值。由于前述实施例中，加热器11和12分别与开关M1与开关M2串接于供应电源与接地电位之间，因此，其导通时的跨压都相同，因此，加热器11和12的功率分别正比于其输出电流IH1与IH2，而通过前述开关M1与开关M2导通时都分别反比于输出电流IH1与IH2，即可达成相同(即1：1)的“平均功率”。当然，如前所述，加热器11和12的“平均功率”也可为其他任意的比例。
以上已针对较佳实施例来说明本发明，但以上所述，仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容，并非用来限定本发明的权利范围。在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以想到各种等效变化。例如，所示直接连接的电路元件间，可插置不影响电路主要功能的电路元件，如开关或电阻等。又如，信号高低位准的意义可以改变，并不局限于以高位准为导通、以低位准为关闭，而相关的电路也可对应地改变。凡此种种，都可根据本发明的教示类推而得。此外，所说明的各个实施例，并不限于单独应用，也可以组合应用，例如但不限于将两实施例并用，或是以其中一个实施例的局部电路代换另一实施例的对应电路。因此，本发明的范围应涵盖上述及其他所有等效变化。此外，本发明的任一实施型态不必需达成所有的目的或优点，因此，权利要求的任一项也不应以此为限。

Claims (31)

1.一种加热装置，包含：
一第一加热器与一第二加热器；
一第一开关，与该第一加热器串联耦接于一供应电源与一接地电位之间，该第一开关用以根据一第一开关信号而导通或关断，以控制流经该第一加热器的一第一输出电流；
一第二开关，与该第二加热器串联耦接于该供应电源与该接地电位之间，该第二开关用以根据一第二开关信号而导通或关断，以控制流经该第二加热器的一第二输出电流；
一第一斜坡信号产生电路，用以根据该第一输出电流，产生一第一斜坡信号；
一第二斜坡信号产生电路，用以根据该第二输出电流，产生一第二斜坡信号；
一信号处理电路，用以感测相关于该第一加热器及/或该第二加热器的一温度，该信号处理电路根据该温度，产生一温度相关信号；
一第一比较电路，用以比较该第一斜坡信号与该温度相关信号，而产生一第一脉冲宽度调制信号；
一第二比较电路，用以比较该第二斜坡信号与该温度相关信号，而产生一第二脉冲宽度调制信号；以及
一开关控制电路，与该第一比较电路及该第二比较电路耦接；
其中，该开关控制电路用以根据该第一脉冲宽度调制信号，产生该第一开关信号；
其中，该开关控制电路用以根据该第二脉冲宽度调制信号，产生该第二开关信号；
由此，该第一加热器的一第一平均功率与该第二加热器的一第二平均功率彼此之间具有一预设比例。
2.如权利要求1所述的加热装置，其中该第一斜坡信号的斜率正向相关于该第一输出电流，使得该第一开关的导通时间反向相关于该第一输出电流，且该第二斜坡信号的斜率正向相关于该第二输出电流，使得该第二开关的导通时间反向相关于该第二输出电流。
3.如权利要求1所述的加热装置，其中该预设比例为1：1。
4.如权利要求1所述的加热装置，其中该第一开关与该第二开关的导通起始时间点彼此相同。
5.如权利要求1所述的加热装置，其中该第一开关与该第二开关的导通起始时间点彼此不相同，由此降低该供应电源的一供应电流的峰值，或降低该供应电流的峰值的时间长度，其中该供应电流包括该第一输出电流以及该第二输出电流。
6.如权利要求5所述的加热装置，其中该第一开关与该第二开关的导通时间彼此不重叠，由此降低该供应电流的峰值。
7.如权利要求6所述的加热装置，其中该第一开关的关断起始时间点决定该第二开关的导通起始时间点。
8.如权利要求1所述的加热装置，其中一频率信号决定该第一开关及/或该第二开关的导通起始时间点。
9.如权利要求1所述的加热装置，其中，当该第一斜坡信号超过该温度相关信号时，该第一脉冲宽度调制信号关断该第一开关；其中，当该第二斜坡信号超过该温度相关信号时，该第二脉冲宽度调制信号关断该第二开关。
10.如权利要求1所述的加热装置，其中该信号处理电路包括：
一温度感测电路，用以感测该温度以产生一温度感测信号；以及
一误差放大电路，耦接于该温度感测电路，该误差放大电路根据该温度感测信号与一参考电压值的一差值，而产生该温度相关信号，由此，该加热装置调节该温度于一预设的温度位准。
11.如权利要求10所述的加热装置，其中该温度感测电路包括：
一电流源，用以提供一操作电流给一温度传感器，该温度传感器根据该操作电流与该温度而产生该温度感测信号。
12.如权利要求11所述的加热装置，其中该温度传感器包括一负温度系数热敏电阻。
13.如权利要求1所述的加热装置，其中该第一斜坡信号产生电路包括：
一第一电流感测电路，用以感测该第一输出电流，且根据所感测的该第一输出电流而产生一第一感测电流；以及
一第一电容器，用以根据流经该第一电容器的该第一感测电流而产生该第一斜坡信号。
14.如权利要求13所述的加热装置，其中该第二斜坡信号产生电路包括：
一第二电流感测电路，用以感测该第二输出电流，且根据所感测的该第二输出电流而产生一第二感测电流；以及
一第二电容器，用以根据流经该第二电容器的该第二感测电流而产生该第二斜坡信号。
15.一种加热装置的温度控制电路，该加热装置包括：一第一加热器与一第二加热器；该加热装置的温度控制电路包含：
一第一开关，与该第一加热器串联耦接于一供应电源与一接地电位之间，该第一开关用以根据一第一开关信号而导通或关断，以控制流经该第一加热器的一第一输出电流；
一第二开关，与该第二加热器串联耦接于该供应电源与该接地电位之间，该第二开关用以根据一第二开关信号而导通或关断，以控制流经该第二加热器的一第二输出电流；
一第一斜坡信号产生电路，用以根据该第一输出电流，产生一第一斜坡信号；
一第二斜坡信号产生电路，用以根据该第二输出电流，产生一第二斜坡信号；
一信号处理电路，用以感测相关于该第一加热器及/或该第二加热器的一温度，该信号处理电路根据该温度，产生一温度相关信号；
一第一比较电路，耦接于该信号处理电路与该第一斜坡信号产生电路之间，该第一比较电路用以比较该第一斜坡信号与该温度相关信号，而产生一第一脉冲宽度调制信号；
一第二比较电路，耦接于该信号处理电路与该第二斜坡信号产生电路之间，该第二比较电路用以比较该第二斜坡信号与该温度相关信号，而产生一第二脉冲宽度调制信号；以及
一开关控制电路，与该第一比较电路及该第二比较电路耦接；
其中，该开关控制电路用以根据该第一脉冲宽度调制信号，产生该第一开关信号；
其中，该开关控制电路用以根据该第二脉冲宽度调制信号，产生该第二开关信号；
由此，该第一加热器的一第一平均功率与该第二加热器的一第二平均功率彼此之间具有一预设比例。
16.如权利要求15所述的加热装置的温度控制电路，其中该第一斜坡信号的斜率正向相关于该第一输出电流，使得该第一开关的导通时间反向相关于该第一输出电流，且该第二斜坡信号的斜率正向相关于该第二输出电流，使得该第二开关的导通时间反向相关于该第二输出电流。
17.如权利要求15所述的加热装置的温度控制电路，其中该预设比例为1：1。
18.如权利要求15所述的加热装置的温度控制电路，其中该第一开关与该第二开关的导通起始时间点彼此相同。
19.如权利要求15所述的加热装置的温度控制电路，其中该第一开关与该第二开关的导通起始时间点彼此不相同，由此降低该供应电源的一供应电流的峰值，或降低该供应电流的峰值的时间长度，其中该供应电流包括该第一输出电流以及该第二输出电流。
20.如权利要求19所述的加热装置的温度控制电路，其中该第一开关与该第二开关的导通时间彼此不重叠，由此降低该供应电流的峰值。
21.如权利要求20所述的加热装置的温度控制电路，其中该第一开关的关断起始时间点决定该第二开关的导通起始时间点。
22.如权利要求15所述的加热装置的温度控制电路，其中一频率信号决定该第一开关及/或该第二开关的导通起始时间点。
23.如权利要求15所述的加热装置的温度控制电路，其中，当该第一斜坡信号超过该温度相关信号时，该第一脉冲宽度调制信号关断该第一开关；其中，当该第二斜坡信号超过该温度相关信号时，该第二脉冲宽度调制信号关断该第二开关。
24.如权利要求15所述的加热装置的温度控制电路，其中该信号处理电路包括：
一温度感测电路，用以感测该温度以产生一温度感测信号；以及
一误差放大电路，耦接于该温度感测电路，该误差放大电路根据该温度感测信号与一参考电压值的一差值，而产生该温度相关信号，由此，该加热装置调节该温度于一预设的温度位准。
25.如权利要求24所述的加热装置的温度控制电路，其中该温度感测电路包括：
一电流源，用以提供一操作电流给一温度传感器，该温度传感器根据该操作电流与该温度而产生该温度感测信号。
26.如权利要求25所述的加热装置的温度控制电路，其中该温度传感器包括一负温度系数热敏电阻。
27.如权利要求15所述的加热装置的温度控制电路，其中该第一斜坡信号产生电路包括：
一第一电流感测电路，用以感测该第一输出电流，且根据所感测的该第一输出电流而产生一第一感测电流；以及
一第一电容器，用以根据流经该第一电容器的该第一感测电流而产生该第一斜坡信号。
28.如权利要求27所述的加热装置的温度控制电路，其中该第二斜坡信号产生电路包括：
一第二电流感测电路，用以感测该第二输出电流，且根据所感测的该第二输出电流而产生一第二感测电流；以及
一第二电容器，用以根据流经该第二电容器的该第二感测电流而产生该第二斜坡信号。
29.一种控制一加热装置的温度控制方法，该加热装置包括：一第一加热器与一第二加热器；一第一开关，与该第一加热器串联耦接于一供应电源与一接地电位之间，该第一开关用以控制流经该第一加热器的一第一输出电流；以及一第二开关，与该第二加热器串联耦接于该供应电源与该接地电位之间，该第二开关用以控制流经该第二加热器的一第二输出电流；该温度控制方法包含：
根据该第一输出电流，产生一第一斜坡信号；
根据该第二输出电流，产生一第二斜坡信号；
根据相关于该第一加热器及/或该第二加热器的一温度，产生一温度相关信号；
比较该第一斜坡信号与该温度相关信号而产生一第一脉冲宽度调制信号以控制该第一开关；以及
比较该第二斜坡信号与该温度相关信号而产生一第二脉冲宽度调制信号以控制该第二开关；
由此，该第一加热器的一第一平均功率与该第二加热器的一第二平均功率彼此之间具有一预设比例。
30.如权利要求29所述的温度控制方法，其中该第一开关与该第二开关的导通起始时间点彼此不相同，由此降低该供应电源的一供应电流的峰值，或降低该供应电流的峰值的时间长度，其中该供应电流包括该第一输出电流以及该第二输出电流。
31.如权利要求29所述的温度控制方法，其中产生该温度相关信号的步骤包括：
感测该温度以产生一温度感测信号；以及
根据该温度感测信号与一参考信号的一差值，而产生该温度相关信号，由此，该加热装置调节该温度于一预设的温度位准。
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