零电压触发电子调温装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及零电压触发电子调温装置，属于电加热及保温【技术领域】，包括温度传感器及调温电路（1）、基准电压产生电路（2）、比较器（3）、采样全波逻辑电路（4）、脉冲放大器（5）、负载及可控硅电路（6）、过零脉冲检测电路（7）、电源电路（8）和故障保护电路（9），本装置运用零电压触发控制芯片，通过处于零电压模式的三端双向可控硅开关元件来控制交流线路上的电阻性负载，从而实现温度调节。本发明解决了现有的移相触发方式的谐波干扰，以及一般调温装置分立元件过多，自身功耗较大，精度和稳定性较低的问题，可广泛运用于电阻性负载，例如电热水壶、电饭煲、电热毯、电炉等电热器具，实现温度或加热的功率调节。
【专利说明】零电压触发电子调温装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及电加热及保温【技术领域】，具体是通过运用专用芯片实现零电压触发来控制一定时间内导通的周波数而改变负载得到的平均功率，通过温度感应器感应温度，并通过调温电阻调节所得温度的一种电子调温装置。
【背景技术】
[0002]目前，随着科学技术的发展，人们的生活水平不断提高，各种电热器具的应用越来越广泛，对电热器具的调温要求也更高。现有的过零触发调温器是运用大量的分立式电器元件，依靠经验数据实现调节温度的作用。这样的调温器往往会由于其中一个元件失效导致整个调温器损坏，其本身的功率及功耗都较大，不够节能，依靠经验数据的调温方式不能满足更多的加热环境和温度耗散，不具备较高的精度和稳定性。
【发明内容】
[0003]针对以上现有调温器的不足，本发明的目的是提供一种通过运用专用芯片实现零电压触发来控制一定时间内导通的周波数而改变负载得到的平均功率，通过温度感应器感应温度，并通过调温电阻调节所得温度的零电压触发电子调温装置。
[0004]本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的:
[0005]零电压触发电子调温装置，包括温度传感器及调温电路、基准电压产生电路、比较器、采样全波逻辑电路、脉冲放大器、负载及可控硅电路、过零脉冲检测电路、电源电路和故障保护电路，所述温度传感器及调温电路包括温度传感器和调温电阻，温度传感器及调温电路和基准电压产生电路分别与比较器连接，故障保护电路同时与温度传感器及调温电路和比较器连接；
[0006]所述采样全波逻辑电路的输入端与比较器连接，同时依次与过零脉冲检测电路和电源电路连接，过零脉冲检测电路由门控信号产生电路和逻辑门电路组合而成；
[0007]所述电源电路同时与负载及可控硅电路连接，脉冲放大器的输入端与采样全波逻辑电路连接，其输出端与负载及可控硅电路连接；
[0008]所述负载及可控硅电路由可控硅及负载组成，其输入端为可控硅控制极，与脉冲放大器的输出端连接，可控硅的阳极连接负载；所述温度传感器及调温电路中温度传感器可以与被测物直接接触，调温电路的调温电阻可以手动调节电阻值大小。
[0009]作为本发明的优选技术方案，所述温度传感器及调温电路与基准电压产生电路组成电桥，其两个输出端连接比较器的两个输入端。
[0010]作为本发明的优选技术方案，所述电源电路通过降压电阻、二极管和滤波电容直接连接交流电源电路，并为温度传感器桥路提供稳定电压。
[0011]作为本发明的优选技术方案，所述采样全波逻辑电路为了保持最小的噪声，在交流线路电压的正半周，会产生两个相邻的过零脉冲。
[0012]作为本发明的优选技术方案，所述过零脉冲检测电路的输入端连接经限流的220伏交流电源，并检测220伏交流电压的过零点，并在过零点的前后产生脉冲阶跃，其输出端与采样全波逻辑电路连接。
[0013]本发明的有益效果是:通过改变一定时间内导通的周波数而改变负载得到的平均功率，过零触发方式使负载得到完整的正弦波周波波形，因而没有移相触发方式中的谐波干扰问题；通过运用芯片减少分立元件的使用，降低了功耗、设计简单，成本降低；采用集成电路设计，使制造工艺简化，整机可靠性提高。
[0014]通过温度传感器实施温度监控，温度控制更加准确，并考虑到各种环境及材料的温度耗散不一致，比传统的分几档温度加热方式更具有一般适配性；利用可调电阻实现无级调温，实现宽范围调温；本发明可以广泛应用于电阻性负载的电热水壶、电饭煲、电热毯、电炉等电热器具，实现温度或加热的功率调节。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明:
[0016]图1是本发明零电压触发脉冲的波形图；
[0017]图2是本发明实施例原理图。
【具体实施方式】
[0018]如图1和图2所示，零电压触发电子调温装置，包括温度传感器及调温电路1、基准电压产生电路2、比较器3、采样全波逻辑电路电路4、脉冲放大器5、负载及可控硅电路6、过零脉冲检测电路7、电源电路8和故障保护电路9。温度传感器及调温电路I包括温度传感器及调温电阻，其中温度传感器阻值可以随温度的变化而改变，调温电阻可以手动调温。
[0019]基准电压产生电路2产生的基准电压与温度传感器及调温电路I的输出共同送入比较器3 ;在温度传感器及调温电路I的输出端输出电压与基准电压产生电路2产生的基准电压相比较；比较器3的输入端与基准电压产生电路2相连接，同时与温度传感器及调温电路I相连接。温度传感器及调温电路I的输出电压与基准电压产生电路2产生的基准电压作为比较器3的输入，产生比较电压，比较电压送入采样全波逻辑电路4。
[0020]采样全波逻辑电路4的输入端与比较器3相连接，同时与过零脉冲检测电路7相连接，过零脉冲检测电路7由门控信号产生电路和逻辑门电路组成，送入的过零信号作为采样全波逻辑电路4的时钟同步信号，门控信号产生电路根据时钟同步信号和比较器3送来的比较结果产生与比较结果相对应的门控信号，该门控信号和过零脉冲信号同时送入逻辑门电路，逻辑门电路的输出便是所需要的触发脉冲，该触发脉冲送入脉冲放大器5。
[0021]脉冲放大器5的输入端与米样全波逻辑电路4连接,输出端与负载及可控娃电路6连接，脉冲放大器5将采样全波逻辑电路4送来的触发脉冲经放大馈送给可控硅的控制极。负载及可控硅电路6由可控硅及负载组成，其输入端为可控硅控制极，与脉冲放大器5输出相连接，可控硅的阳极接有负载。
[0022]过零脉冲检测电路7的输入端连接经过限流的交流电源，该电路检测到交流电压的过零点，在过零点的前后产生脉冲阶跃，其输出端与采样全波逻辑电路4连接。电源电路8通过降压电阻、二极管和滤波电容直接连接交流电源电路，并为温度传感桥路提供稳定电压。
[0023]故障保护电路9在温度传感器开路时，比较器3输入电压将超过专门设置的门限电压，此时故障保护电路9将禁止脉冲输出，使负载得到安全保护。
[0024]本发明工作原理如下:
[0025]温度传感器及调温电路I与基准电压产生电路2组成电桥，其两个输出接在比较器3的两个输入端，当温度上升或下降时，温度传感器的阻值变化，从而导致温度传感器的电阻值与调温电阻所分的电压改变，使输出到比较器3的电压改变。当温度传感器及调温电路I输出电压高于基准电压产生电路2输出的电压时，比较器3允许采样全波逻辑电路4为可控硅同步递交一个脉冲，脉冲控制可控硅的导通。
[0026]当温度传感器及调温电路I输出电压低于基准电压产生电路2输出电压时，比较器3处于截止状态，没有脉冲产生，可控硅不导通，实现调节加热的功能。本发明应用范围广泛，例如电热水壶、电饭煲、电热毯、电炉等电热器具，实现温度或加热能力的调节。
【权利要求】
1.一种零电压触发电子调温装置，包括温度传感器及调温电路(I)、基准电压产生电路(2 )、比较器(3 )、采样全波逻辑电路(4 )、脉冲放大器(5 )、负载及可控硅电路(6 )、过零脉冲检测电路(7)、电源电路(8)和故障保护电路(9)，其特征是:所述温度传感器及调温电路(I)包括温度传感器和调温电阻，温度传感器及调温电路(I)和基准电压产生电路(2 )分别与比较器(3)连接，故障保护电路(9)同时与温度传感器及调温电路(I)和比较器(3)连接; 所述采样全波逻辑电路(4)的输入端与比较器(3)连接，同时依次与过零脉冲检测电路(7)和电源电路(8)连接，过零脉冲检测电路(7)由门控信号产生电路和逻辑门电路组成； 所述电源电路(8)同时与负载及可控硅电路(6)连接，脉冲放大器(5)的输入端与采样全波逻辑电路(4 )连接，其输出端与负载及可控硅电路(6 )连接； 所述负载及可控硅电路(6)由可控硅及负载组成，其输入端为可控硅控制极，与脉冲放大器(5)的输出端连接，可控硅的阳极连接负载；所述温度传感器及调温电路(I)中温度传感器可以与被测物直接接触，调温电路的调温电阻可以手动调节电阻值大小。
2.根据权利要求1所述的零电压触发电子调温装置，其特征是:所述温度传感器及调温电路(I)与基准电压产生电路(2)组成电桥，其两个输出端连接比较器(3)的两个输入端。
3.根据权利要求1或2所述的零电压触发电子调温装置，其特征是:所述电源电路(8)通过降压电阻、二极管和滤波电容直接连接交流电源电路，并为温度传感器桥路提供稳定电压。
4.根据权利要求1所述的零电压触发电子调温装置，其特征是:所述采样全波逻辑电路(4)为了保持最小的噪声，在交流线路电压的正半周，会产生两个相邻的过零脉冲。
5.根据权利要求1或4所述的零电压触发电子调温装置，其特征是:所述过零脉冲检测电路(7)的输入端连接经限流的220伏交流电源，并检测220伏交流电压的过零点，并在过零点的前后产生脉冲阶跃，其输出端与采样全波逻辑电路(4)连接。
【文档编号】G05D23/24GK104460765SQ201310420300
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月15日 优先权日:2013年9月15日
【发明者】宗吉林 申请人:宗吉林