发热装置及其控温方法制造方法及图纸

一种发热装置及其控温方法，主要是以一负温度系数元件包覆一芯材，以一感测线卷绕于负温度系数元件的外周缘，使感测线与芯材呈并联状态，并以一电容、一电阻与感测线串联，使形成一ＲＣ电路，该ＲＣ电路分别与微处理器及一开关连接。藉此，当微处理器在一预定时间内输出包括至少一工作周期（ｄｕｔｙｃｙｃｌｅ）方波的控制信号以控制开关时，使一直流电源对ＲＣ电路充、放电，同时量测其ＲＣ时间常数，而当微处理器侦测到ＲＣ时间常数的变化到达一预设状态时，则输出控制信号以使芯材与直流电源呈导通或断路状态，从而使发热装置保持在一定的工作温度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关一种发热装置，尤指一种通过直流电源进行加热的用于电热 炉、热敷毯等的。
技术介绍
电热毯或热敷毯等发热结构在目前市面上已被广泛的使用，而为达到可调整、控制温度的目的，以PTC ( Positive Temperature Coefficient,正温度系数) 元件或NTC (Negative Temperature Coefficient,负温度系数)元件作为感测结 构，并同时搭配发热线以进行加热的方式被大量使用。如图7所示是为美国第5,861,610号专利案，其主要的技术特点是在于一芯 材a的外周缘依序包覆巻绕加热用的导线al、第二绝缘层a2、侦测线a3及第一 绝缘层a4,该侦测线a3是为PTC材料(镍合金)所制成。通过PTC材料的特性， 当侦测线a3的温度随着加热导线al的温度上升，或因高温使得侦测线a3的电 阻改变，都将经由控制器内的比较电路进行比对，再以比对结果调整输入导线a 1的电流量，以控制发热温度在使用者所设定的范围内。上述技术在美国第6,300,597号、第6,310,322号及第6768086号专利案已 同时被揭露。由上述各专利核准案可知，目前以电阻线直接发热，并以PTC元 件应用在控温及侦测的技术已相当普遍，而如图8所示，其为美国第7,138,611 号专利案。则是以一微处理器b定时侦测二个整形电路(bl、 b2)的相移变化， 以控制触发电路b3的开关，使PTC元件b4持续加热或降温，从而使发热线保 持在一定范围的工作温度。藉此，可有效控制发热线的发热温度，以提供更安 全的保障。而在美国第7,180,037号专利案中，则是利用NTC元件的特性，并 同样侦测相移的变化，以控制发热线的发热温度。但是，上述各种发热结构都必须输入100伏以上的交流电，以达到加热的 效果；因此，纵然具有完善的保护电路，仍会存在有线路破损或电路故障等风 险，让人暴露在触电的危险之中。且当人们在户外或车内时，并不容易由室内3取得交流电，而虽然可以经由电源转换器将电池的直流电转换为交流电，但要 产生足够的电力以加热电热毯或热敷毯等发热结构，将会大幅增加电源转换器 的体积，不但在空间上相当浪费，且不方便使用。有鉴于此，为了改善上述的缺点，使不仅能以低压的直流电源进行加热，让使用者避免触电、方便使用，且可通过NTC元件的特 性进行控温，以达到安全防护的效果，专利技术人积多年的经验及不断的研发改进， 遂有本专利技术的产生。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在提供一种，通过一直流电源进 行加热，并在加热过程中，.使一 RC电路的NTC元件的电阻改变，并由一微处 理器侦测因NTC元件的电阻改变而产生的RC时间常数改变，使在低温时持续 加热，而在高温时自动断电，以确保使用安全，且可有效控制加热温度。为达上述的专利技术的目的，本专利技术所设的发热装置的控温方法，包括下列步 骤Sl.提供一微处理器以在一预定时间内输出包括至少一工作周期(duty cycl e)方波的控制信号，对一包括一负温度系数(Negative Temperature Coefficien t,NTC)元件的电阻-电容(RC)电路充、放电；S2.经由一芯材对负温度系数元 件进行加温，以政变RC电路的RC时间常数；以及S3.在加热过程中，经由微 处理器定时侦测RC时间常数的变化，以输出控制信号，使芯材与直流电源呈导 通或断路状态。本专利技术所设的发热装置包括一发热线、 一电容、 一开关以及一微处理器。 其中，该发热哉包括一芯材、 一负温度系数元件及一感测线，该负温度系数元 件是包覆芯材，该感测线是巻绕于负温度系数元件的外周缘，供感测负温度系 数元件的电阻，并使芯材与感测线并联；该电容是与感测线及一电阻串联，供 形成一RC电路， 一直流电源是连接于该RC电路的一端；该开关是连接直流电 源，并以可与直流电源导通或断路的方式连接RC电路的另端；而该微处理器是 与开关连接，供在一预定时间内输出包括至少一工作周期(duty cycle)方波的 控制信号，且该微处理器是连接RC电路，供定时侦测RC时间常数的变化，以 使发热线与直流电源呈导通或断路状态，从而使发热装置保持在一定的工作温 度。因此，本专利技术具有以下的优点1、 本专利技术能通过低压直流电源以进行加热程序，不但方便在各种场所使用， 且可有效确保使用安全。2、 本专利技术可通过侦测因NTC元件的电阻改变而产生的RC时间常数变化， 控制发热线的加温或降温，以确保工作温度保持在预定范围内。为便于对本专利技术能有更深入的了解，兹详述于后附图说明图1为本专利技术发热装置的控温方法的步骤流程图；图2为本专利技术的电路方块示意图；图3为本专利技术进行加热及控温时的流程图；图4为本专利技术的发热线的立体外观图；图5为本专利技术发热装置的电路图；图6A~6C为本专利技术的RC电路的RC时间常数变化示意图； 图7为美国第5,861,610号专利案的发热线的组合剖面图； 图8为美国第7,138,611号专利案的电路方块示意图。 附图标记说明a-芯材；al-导线；a2-第二绝缘层；a3-侦测线；a4-第一绝缘层；b -微处理器；bl、 b2-整形电路；b3-触发电路；b4-PTC元件；10-微处理 器；11-开关；12-直流电源；13 -芯材；14-RC电路；15-负温度系数元件； 16-感测线；l-发热装置；2-发热线；21 -芯材；22-负温度系数元件；23 -感测线；24-披覆层；25-纤维线；3-RC电路；4-开关；5_比较器；6-微处理器；7-袋体；8-直流电源。具体实施方式请参阅图1、 2所示，其为本专利技术发热装置的控温方法的较佳实施例，是包 括下列步骤51、 提供一微处理器10以在一预定时间内输出包括至少一工作周期(duty cycle)方波的控制信号，供控制一开关11,使一直流电源12对一包括一负温度 系数(Negative Temperature Coefficient NTC )元件15的电阻-电容(RC)电路 14充、i文电；52、 经由一芯材13对负温度系数元件15进行加温，以改变RC电路14的RC时间常数；以及S3、在加热过程中，经由微处理器IO定时侦测RC时间常数的变化，以输 出控制信号，使芯材13与直流电源12呈导通或断路状态。请参阅图2、图3所示，本专利技术以输出电压为12伏(V)的低压直流电源12 为例，进一步说明加热及控温的方法。首先，是在微处理器IO设定时间计数器 等于0后开始计数，并将代表是否加热状态的开关指标设为0,使直流电源12 对芯材13加热，同时让微处理器10在1秒内持续输出一工作周期(duty cycle) 为4毫秒(ms)的包括1.5个周期方波及5伏的高位准电压的控制信号，以控 制开关ll，使直流电源12对RC电路14充、放电，以便使微处理器10量测R C时间常数，直到开关指标改变为1。其中，所述的微处理器IO亦可输出一个 或一个以上工作周期方波,.以控制开关ll。在前述步骤中，是显示开关11导通以使直流电源12在1秒内正常持续对 芯材13加热，而当时间计数值等于l秒，亦即持续加热l秒之后，该微处理 器IO将会设定时间计数值为0以重新计数下1秒，同时输出另一组具有以1.5 个方波周期为一4毫秒(ms)的工作周期控制信号及5伏的高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发热装置的控温方法，包括以下步骤：Ｓ１：提供一微处理器，使其在一预定时间内输出包括至少一工作周期方波的控制信号，以控制一开关，使一直流电源对一包括一负温度系数元件的电阻－电容电路充、放电；Ｓ２：经由一芯材对该负温度系数元件进行加温，以改变该电阻－电容电路的电阻－电容时间常数；以及Ｓ３：在加热过程中，经由该微处理器定时侦测电阻－电容时间常数的变化，以输出控制信号，使芯材与直流电源呈导通或断路状态。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖广埔，
申请(专利权)人：李淑秋，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]