加热线控制电路及加热元件的操作方法技术

加热线控制电路(1)，用于控制其所连接的加热元件(21)的AC供电，包括：在每个正和/或负半波确定加热元件(21)温度并根据所述温度设定对加热元件(21)供电的装置，所述装置包括：a)操作电路(35)，当加电时，可根据加热元件(21)的温度停止对加热元件(21)的供电；b)开关元件(36)，当加电时，在操作电路(35)和加热元件(21)之间提供连接i)持续给定长度T1的时间，和/或ii)只要AC输入电压的上升斜率期间的电压低于预定的阈值。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术专利申请是国际申请号为PCT/EP2009/058857，国际申请日为2009年7月10日，进入中国国家阶段的申请号为“200980136401.7”，名称为“”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及，该加热元件可被用在加热毯或加热垫中。
技术介绍
加热线控制电路的多种示例及其相应的操作加热线的方法在现有技术中是已知的。US5861610描述了一种加热线，其具有用于该加热线的集成的传感器和控制器。具有集成的传感器的加热线主要包括:用作加热元件的第一螺旋形缠绕导线；第二螺旋形缠绕导线，与第一导线同轴放置，用作感测元件；以及两导线间的柔性导热电绝缘体。第二导线具有正温度系数(PTC)，因此随温度升高电阻增大。根据电阻，对加热线的电源输出是可调整的。在严重过热的情况下，两导线间的柔性导热电绝缘体损坏，两导线将电接触，这可以通过电子控制单元检测到，并且中断电源。US6222162公开了 一种电加热元件和控制电路。加热元件包括聚合物芯部，导线螺旋形缠绕在芯部上。该导线用作加热线。因为其正温度系数(PTC)，因此随温度升高电阻增大。测量加热导线电阻的改变，且控制电路调节加热线上的功率。US6310332公开了一种具有加热元件和电子控制器的加热毯。该加热元件主要包括:第一导线，为毯子提供热量；第二导线；以及第一和第二导线之间的熔化层。该熔化层具有负温度系数(NTC)，因此两导线间的电阻随温度升高而降低。在正常使用中，只有AC电源的正或负半波被施加到加热元件上。控制器检测熔化层电阻的改变，控制对加热元件的功率输出，防止对加热元件的损坏。现有加热元件和加热线控制器的一个主要缺点是仅检测到加热线的均一或平均温度的改变。在由于冲压或扭结加热元件而导致加热线的一小部分过热的情况下，没有被检测到的热点会导致加热线的损坏。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中已知装置的缺点。根据本专利技术，控制所连的加热元件的AC电源的加热线控制电路包括:中断装置，对于施加到加热元件的AC电源供应具有至少三个转换状态，例如两个半波开，正或负半波关，以及两半波关；以及控制装置，确定加热元件的温度，并根据所述温度和/或用户设置来决定中断装置的转换状态。在加热元件的正常操作中，全部AC电源(例如两半波开)被施加到加热元件以将其加热。当加热元件达到一定的温度水平或加热元件中出现热点，那么供电将被减少，例如通过转换到正或负半波关。施加的电能减少，加热元件可被冷却。如果需要进一步降低电能，例如由加热元件的折叠引起的严重过热，中断装置可被转换至两半波关，以使加热元件完全冷却。中断装置可包括半导体开关，以实现不同的转换状态。但也可以使用机械的，电磁的和/或这些开关的结合。加热线控制电路可进一步包括:触发装置，在AC电源的每个正和/或负零交越点处使中断装置转换至两半波关，并持续给定长度Tl的时间，和/或一旦AC输入电压的上升斜率期间的电压低于预定的阈值，使控制装置确定加热元件的温度。根据本专利技术的另一个控制所连的加热元件的AC电源的加热线控制电路的实施例，它可被看作是独立的或与上述实施例相结合，该加热线控制电路的实施例包括:在每个正和/或负半波确定加热元件温度并根据所述温度设定对加热元件的供电的装置。该装置可包括操作电路和开关元件。操作电路可在加电时根据加热元件的温度中断对加热元件的供电。操作电路还可通过测量加热元件的任何与温度有关的电学特性，例如其压降、电流或电阻，来确定加热元件的温度。开关元件在操作电路和加热元件之间提供给定长度时间Tl的连接，和/或只要AC输入电压的上升斜率期间的电压低于预定的阈值，就提供该连接。为了测量或确定加热元件的温度，该连接是必需的。该连接不是永久的连接，而是由开关元件有规律地建立一定的时间。该时间可以是预定的时间Tl，优选为AC周期的一段，或取决于AC输入电压达到一定预定阈值的时间。该时间Tl的起点优选在AC电源的每个正和/或负零交越点。该时间Tl的持续时间小于AC周期的10%，优选在0%和5%之间，最优选在0.25%和1.5%之间。预定的阈值小于AC线路电压的50%，优选在0%和30%之间，最优选在1.5%和9.5%之间。阈值电压和/或时间Tl也可以是其他值。加热元件温度判断的规律性为每个AC周期至少一次，优选在AC输入电压的零交越点处开始。在测量后，根据加热元件的温度，操作电路在AC电源的正和/或负半波剩余的时间段内停止对加热元件的供电。测量温度后，在加热元件过热的情况下，对加热元件的电源供应将被立即中断。因为每个AC电源周期至少进行一次该测量，因此可通过去除半波而使功率被连续地降低，例如，对于轻微的过热，仅需要去除一个半波，而对于更高温，需要去除更多的和/或连续的半波，以使温度降低到节约的水平。加热线控制电路可进一步包括循环单元，用于设定工作循环的持续时间，例如包括固定的通电模式通电时间和可变的休息模式断电时间。在通电模式期间，如上所述，对加热元件的供电取决于加热元件的温度。在休息模式期间，对加热元件的供电被中断，加热元件将会冷却。休息模式的持续时间取决于用户设定，设定可在“高”、“中”和“低”之间变换，对应于休息模式的8s、19s和38s的持续时间。通电模式的持续时间固定为10s。也可以是其他值。更多和/或不同的用户设置和休息模式持续时间是可能的。在加热元件严重过热的情况下，用户设置的休息模式可被无效，可延长该休息模式的时间，例如在用户设置“高”时为37s。该特性可防止基于局部热点的过热对加热元件造成的损坏。加热线控制电路进一步包括计时模块，其可在预设时间后关闭加热元件的AC电源，例如10小时之后。在延长使用加热线控制电路时，该计时模块可被激活以防止不必要的电能浪费，在用户忘记将其关闭时降低对加热元件及其周围附件造成损伤的风险。加热线控制电路中可包括热熔丝形式的附加的安全装置。在短路情况下，该热熔丝可断开加热线控制电路与AC电源的连接，防止火灾或电击的风险。根据本专利技术的加热元件的操作方法，其特征在于:在AC电源的每个正和/或负半波中确定加热元件的温度，且根据所述温度设定到加热元件的电源供应。可在每个正和/或负半波的开始部分确定加热元件的温度。加热元件的操作方法可包括以下步骤:a)在每个正和/或负半波的开始部分测量加热元件(21)的温度，b)根据所述温度评估剩余的半波所需的电源设置，c)根据所述温度和/或用户设置来设定到加热元件(21)的供电。根据本专利技术的加热元件操作方法的另一个实施例，它可被看做是自己独立的或与上述实施例相结合，其特征在于:在操作电路和加热元件之间提供连接，以确定加热元件的温度，并根据所述温度由操作电路中断对加热元件的供电。从TO开始在操作电路和加热元件之间提供给定时间长度Tl的连接，和/或只要AC输入电压波的上升斜率低于给定的阈值就提供该连接。[0031 ] 时间长度TI优选为AC电源周期的一部分，小于10 %，优选在0 %和5 %之间，更优选在0.25%和1.5%之间。持续时间Tl的起点TO优选在AC电源的每个正和/或负零交越点。如果由阈值控制测量，那么AC输入电压上升斜率的阈值小于AC线路电压的50%，优选为0%和30%之间，更优选在1.5%和9.5%之间。该方法可确保每个本文档来自技高网...

【技术保护点】
加热线控制电路(1)，用于控制其所连接的加热元件(21)的AC供电，包括：在每个正和/或负半波确定加热元件(21)温度并根据所述温度设定对加热元件(21)供电的装置，所述装置包括：a)操作电路(35)，当加电时，可根据加热元件(21)的温度停止对加热元件(21)的供电；b)开关元件(36)，当加电时，在操作电路(35)和加热元件(21)之间提供连接i)持续给定长度T1的时间，和/或ii)只要AC输入电压的上升斜率期间的电压低于预定的阈值。

【技术特征摘要】
2008.07.17 EP 08104776.31.加热线控制电路(I)，用于控制其所连接的加热元件(21)的AC供电，包括:在每个正和/或负半波确定加热元件(21)温度并根据所述温度设定对加热元件(21)供电的装置，所述装置包括: a)操作电路(35)，当加电时，可根据加热元件(21)的温度停止对加热元件(21)的供电； b)开关元件(36)，当加电时，在操作电路(35)和加热元件(21)之间提供连接 i)持续给定长度Tl的时间，和/或 ii)只要AC输入电压的上升斜率期间的电压低于预定的阈值。2.根据权利要求1所述的加热线控制电路(1)，其特征在于Tl的起点在AC电源的每个正和/或负零交越点。3.根据权利要求1至2中任意一项所述的加热线控制电路(I)，其特征在于时间长度Tl为AC电源周期的一部分小于10%。4.根据权利要求1至2中的任意一项所述的加热线控制电路(I)，其特征在于所述阈值小于AC线路电压的50%。5.根据权利要求1至2中的任意一项所述的加热线控制电路(I)，其特征在于所述操作电路(35)在AC电源的正和/或负半波的剩余时间段内可停止供电。6.根据权利要求1至 2中的任意一项所述的加热线控制电路(I)，包括循环单元(37)，用于设定工作循环的持续时间。7.根据权利要求1至2中的任意一项所述的加热线控制电路(I)，还包括计时模块(33)，其可在预设时间后关闭加热元件(21)的AC电源。8.根据权利要求1至2中的任意一项所述的加热线控制电路(I)，还包括热熔丝(7)，在短路情况下，该热熔丝断开加热线控制电路⑴与AC电源的连接。9.加热元件(21)的操作方法，其特征在于:在操作电路(35)和所述加热元件之间提供连接，以在每个正和/或负半波的开始部分确定加热元件(21)的温度 a)该连接从TO开始持续给...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯毅良，
申请(专利权)人：百略智慧财产责任有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH