CN2416708Y - 一种电脚炉 - Google Patents

Abstract

一种电脚炉,包括感应加热电路、感应线圈等组成,作为感应加热电路负载的感应加热鞋内设有金属加热片(1),感应线圈(2)绕制成盘状,线圈上方设有绝缘板(4),感应加热电路包括整流、滤波、逆变及控制和保护电路,感应加热电路的输出连接感应线圈。本实用新型发热元件简单,可以置于鞋内,与供电电源完全分离,使用方便,安全可靠。

Description

一种电脚炉

本实用新型涉及一种电加热生活用品的制造，尤其涉及对脚部加热的电子装置。

在冬季脚部保暖极为重要，尤其是对于老年人和体弱者，尽管有足够多的对脚部保暖的装置，例如电热型的保暧鞋等，但使用不方便。中国传统的脚炉是炭火型的，已不能适应现代生活。但实际上类似脚炉的装置仍极为有用，符合中医的理论和实践，对人的保健功效强，即使在有空调的环境下，脚部保暖仍然是薄弱环节。目前，仍未见有合适的脚部保暖装置出现。

本实用新型的目的是：提供一种电脚炉，其发热元件可以置于鞋内，但又与供电电源完全分离，尤其是一种安全可靠，使用方便，发热迅速且效率高，对脚部的加热取暖效果好的电脚炉。

本实用新型的目的是这样实现的：一种电脚炉，包括感应加热电路、感应线圈和作为感应加热电路负载的感应加热鞋内金属加热片组成，感应线圈绕制成盘状，线圈上方设有绝缘板，感应加热电路包括整流、滤波、逆变及控制和保护电路，感应加热电路的输出连接感应线圈。鞋内金属加热片置于鞋内，使用者穿上并踏在感应线圈上方的绝缘板上，基于感应加热原理使金属片发热，达到脚部取暖的目的。

鞋内金属加热片可以是薄金属片，也可以是金属丝网，可以制成鞋垫状置入鞋内，使用时鞋垫发热，直接作用于脚底，可以取得较好的取暖效果。

所述感应加热电路是是常规的中频加热电路，亦可以是电磁灶发热电路。其电路繁多，典型的如半桥、全桥或串联、并联、串并联等多种逆变电路。控制功率管的驱动脉冲可以由开关电源控制芯片组成或者由单片机(微处理器)提供。

在实际使用中，双脚可能离开绝缘面板，造成感应加热电路空载。因此可以在感应加热电路的线圈负载回路或主回路中设有检测电阻R1，组成负载和空载监视电路。该电阻压降在有载时升高，而在空载时降低，据此可判断负载有无，当有载时连续加热，空载时暂停工作可以实现空载时节能和保护功率管的目的。

本实用新型的特点是：其发热元件简单，可以置于鞋内，与供电电源完全分离，使用方便，安全可靠，对脚部的取暖效率高，对脚部的保暖效果好。尤其适用于中老年人和体弱者。

以下结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型鞋内片结构示意图

图2为本实用新型感应感应加热线圈结构及其与金属片位置结构示意图

图3为本实用新型金属感应加热电路图

图4为本实用新型另一种金属感应加热电路图

图5为本实用新型图4的程序流程图

图6为本实用新型图4的中断服务程序流程图

如图1、2所示，用0．2mm厚的马口铁，铁片上可以设有小孔5，便于透气，亦可以用金属丝网制成此鞋垫状1，并用织物包裹放入鞋2内。

如图2所示，用0．57mm的漆包线绕制线圈3，多层多匝，所绕制的面积应该至少大于双脚的面积，夹在上下两块绝缘板之间或者注塑于绝缘板4内，在绝缘板之间以及在板的下部设有绝缘支撑条，以免板的受损或者损坏。线圈下方还可以设有若干磁棒，利于提高线圈的品质因素。

如图3所示，220v的交流电源经F1、V1-4、C1滤波变成直流，由V5、V6、C2、C3组成半桥串联谐振逆变电路，在25K频率的驱动脉冲作用下，V5、V6交替导通截止，在T2初级产生交流电压，经T2阻抗变换后，在C4、L中产生交流电流。

仍如图3，220V交流电源经T1降压为16．5V，再经过整流滤波、稳压后得到15V电压，供给控制及驱动电路。由N2产生两路驱动脉冲，其中一路从N2的(9)脚输出，经V10、V11功率放大、变压器T3隔离后驱动V5，另一路从N2(10)脚输出，经V12、V13功率放大后直接驱动V6。

由V9、R6、C7等组成上电延时开机电路，上电时C7开始充电，N1-c输出高电平，使N2关闭驱动脉冲，待C7充电结束，允许N2输出驱动脉冲。

由R1、R2、R3、C5、V7等组成负载和空载监视电路。当使用者穿上金属片的鞋踏在加热线圈上方的绝缘板时，在驱动脉冲作用下，半桥电路工作，在R1中流过脉动直流电流，其产生的压降使V7饱和导通；当使用者将双脚从绝缘板移开时，即空载，R1流过的脉动直流电流减少，使V7截止。V7的这种变化可反应有载和空载。

N1：B、R4、R5、V8、C6等组成低频间歇振荡电路，其占空比约17％。配合负载监视电路，实现有载时自动加热，空载时自动保护。

整个电路的工作过程如下：N1：C输出高电平，驱动脉冲关闭，C7充满电后延时结束。这时因为半桥电路没有驱动脉冲不工作，R1上没有压降，V7截止，N1：B的输出状态取决于N：A的输出状态，当N1：A输出高电平时，可以推知N2仍关闭驱动脉冲，当N1：A输出低电平时，N2输出输出驱动脉冲，半桥电路工作，若此时有载，流过R1的负载电流大，使V7饱和导通，N1：B输出保持高电平，使整个电路处于持续加热状态。若变成空载时，流过R1的负载电流变小，使V7截止，可以推知N2间歇发脉冲，使电路处于空载待机状态，目的是避免V5、V6过热，且有节能效果。当使用者又将脚置于绝缘板上时，即由空载变有载时，N2发脉冲，R1上的压降又使V7饱和导通，使电路又处于持续加热状态，由此可实现有载时自动连续加热，空载时自动保护。

图3中L为感应线圈，T2用G30磁罐，初级用0．31mm线绕100匝，次线用0．57mm漆包线绕33匝。T3用EI28／11磁芯，初、次级均用0．57mm的线各绕20匝。

实施例2：在某些没有220V交流电源的场合(如汽车、小型船舶等)可以利用24V直流电供电，电路如图4所示。

主回路采用电滤波电容C1、C2，感应线圈L、功率场效应管V1、续流二极管V2和电容C3等组成的单管串联谐振逆变电路。

控制电路由单片机IC1及其接口电路组成。

工作时IC1(26)脚输出驱动25K的脉冲，经V7-10放大后驱动V1交替导通截止，调节V1导通时间T可改变输出功率。

由V4、R6、R7、C5组成V1漏极电压过零检测电路，当该电压过零时IC1产生中断，并发出驱动脉冲使V1导通，以实现V1的软开通，避免V1过热。

R1为主回路脉冲电流检测电阻，它的压降反映主回路电流大小，也能反映输出功率的大小，该电压一路经R12、C8滤波后输入IC1(2)脚进行A／D转换，另一路经VR1输入IC1(27)脚，当主回路电流过大时，IC1产生中断并及时关闭驱动脉冲，实现过流保护。

由R2、R3、C4、V3、R4、R5组成V1漏极电压过压检测电路，当V1漏极电压过高时，触发V3导通，使IC1产生中断并及时关闭驱动脉冲，实现过压保护。由V5、C7、R8、R9、C7组成V1漏极峰值电压检测电路，V1漏极电压被V5、C6峰值保持，再由R8、R9分压后送IC1(3)脚进行A／D转换。

由VR2设定的电压送IC1(5)脚进行A／D转换，调节该设定值可以改变输出功率，实现调温。

24V电源经78／5稳压后变成15V电源，供给脉冲驱动放大电路，由R10、V6、C11组成并联稳压电路，产生5V供电电源。

单片机软件流程图见图5、图6。

图5中各参数说明如下：

T-V1导通时间；T0-V1导通时间初值

Vp-V1漏极峰值电压A／D值；Vpmax-V1漏极峰值电压最大允许值

I-电流A／D值；I设-VR2设定电压A／D值。

图1、2控制功率管的驱动脉冲的电路即由开关电源控制芯片和单片机(微处理器)控制电路可以互换。

加热鞋内片可以设有理疗药垫等，因此本实用新型同时用于理疗、药疗，还具有除湿等作用。

总之，本实用新型基于开关电源的电路原理，亦类似于电磁灶电路，其功率一般小于200W。逆变工作频率一般在超音频较好，电器的电磁兼容性好。

Claims (5)

1．一种电脚炉，包括感应加热电路、感应线圈等组成，其特征是另设有作为感应加热电路负载的感应加热鞋内金属加热片(1)，感应线圈(2)绕制成盘状，线圈上方设有绝缘板(4)，感应加热电路包括整流、滤波、逆变及控制和保护电路，感应加热电路的输出连接感应线圈。

2．由权利要求1所述的电脚炉，其特征是感应加热电路采用半桥式串联谐振逆变电路，其功率管的驱动电路由开关电源控制芯片组成，其产生的两路驱动脉冲一路直接驱动功率管(V6)，另一路经变压器T3隔离后驱动功率管(V5)。

3．由权利要求2所述的电脚炉，其特征是感应加热电路采用单管串联谐振式逆变电路，控制功率管的驱动脉冲连接单片机(微处理器)控制电路的输出端。

4．由权利要求2、3所述的电脚炉，其特征是在感应线圈的负载回路中设有检测电阻(R1)组成负载和空载监视电路。

5．由权利要求1所述的电脚炉，其特征是鞋内金属加热片(1)为鞋垫状。

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