專(zhuān)利名稱(chēng)：一種ptc電加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子領(lǐng)域，尤其涉及一種PTC電加熱器、PTC電加熱控制 器、電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)及電動(dòng)汽車(chē)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前電動(dòng)汽車(chē)的空調(diào)部分大多采用正溫度系凄t ( Positive Temperative Coefficient ， PTC)電加熱器制熱，每個(gè)PTC電加熱器又采用多個(gè)PTC制熱元 件，PTC電加熱器制熱的溫度是通過(guò)控制PTC制熱元件工作的數(shù)量來(lái)調(diào)節(jié)的， PTC制熱元件工作的數(shù)量越多，溫度越高，而采用這種PTC電加熱器固然可以 分級(jí)調(diào)節(jié)溫度，但不是線性調(diào)節(jié)，難以提供合適的溫度。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種PTC電加熱器，旨在解決現(xiàn)有的PTC電 加熱器不能夠?qū)囟冗M(jìn)行線性調(diào)節(jié)，難以為汽車(chē)提供合適的溫度的問(wèn)題。 本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種PTC電加熱器，所述電加熱器包括 多個(gè)PTC制熱元件；接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制所述PTC制熱元件工作的開(kāi)關(guān)單元；與所述開(kāi)關(guān)單元連接，將占空比可變的方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制所 述開(kāi)關(guān)單元導(dǎo)通時(shí)間的驅(qū)動(dòng)單元；與所述驅(qū)動(dòng)單元連接，采集空調(diào)控制器輸出的頻率信號(hào)，將所述頻率信號(hào) 轉(zhuǎn)換為占空比可變的方波信號(hào)的控制單元；以及對(duì)所述控制單元和驅(qū)動(dòng)單元供電的電源。本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種PTC電加熱控制器，所迷電加熱控制 器包括接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制PTC制熱元件工作的開(kāi)關(guān)單元；與所述開(kāi)關(guān)單元連接，將占空比可變的方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制所 述開(kāi)關(guān)單元導(dǎo)通時(shí)間的驅(qū)動(dòng)單元；與所述驅(qū)動(dòng)單元連接，采集空調(diào)控制器輸出的頻率信號(hào)，將所述頻率信號(hào) 轉(zhuǎn)換為占空比可變的方波信號(hào)的控制單元；以及對(duì)所述控制單元和驅(qū)動(dòng)單元供電的電源。本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種含有上述PTC電加熱器的電動(dòng)汽車(chē) 空調(diào)。本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種含有上述PTC電加熱器的電動(dòng)汽車(chē)。 本實(shí)用新型將空調(diào)控制器輸出的頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為占空比可變的方波信號(hào)，調(diào)節(jié)PTC制熱元件的工作時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度的線性調(diào)節(jié)，從而便于為汽車(chē)提供合適的溫度。


圖1是本實(shí)用新型提供的PTC電加熱器的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的控制單元的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的PTC電加熱器的電路結(jié)構(gòu)圖；圖4是本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的控制單元的結(jié)構(gòu)圖；圖5是本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的PTC電加熱器的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖 及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體 實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。在本實(shí)用新型中，將空調(diào)控制器輸出的頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為占空比可變的方波 信號(hào)，調(diào)節(jié)PTC制熱元件的工作時(shí)間，可以對(duì)溫度進(jìn)行線性調(diào)節(jié)。圖1示出了本實(shí)用新型提供的PTC電加熱器的結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明，僅示出 了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分。其中，控制單元ll、驅(qū)動(dòng)單元12、開(kāi)關(guān)單元13和 電源15組成PTC電加熱器的控制器部分?？刂茊卧猯l采集空調(diào)控制器輸出的頻率信號(hào)，轉(zhuǎn)換為占空比可變的方波信 號(hào)，輸出給驅(qū)動(dòng)單元12，驅(qū)動(dòng)單元12將方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制開(kāi)關(guān)單 元13的導(dǎo)通時(shí)間，從而調(diào)節(jié)PTC制熱元件14的工作時(shí)間，實(shí)現(xiàn)溫度的線性調(diào)節(jié)。 電源15對(duì)控制單元11和驅(qū)動(dòng)單元12供電，動(dòng)力電池組16向電源15和PTC制熱元 件14輸出電能。作為本實(shí)用新型的 一 個(gè)實(shí)施例，開(kāi)關(guān)單元13采用絕緣;敗極型 (Insulated Gate Bipolar Transistor ， IGBT )功率管實(shí)現(xiàn)。在本實(shí)用新型中，控制單元ll可以采用模擬控制方式，也可以采用單片機(jī) 控制方式。圖2示出了本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的控制單元的結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明， 僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分。在該實(shí)施例中，控制單元ll采用模擬控制方式，其中，頻率轉(zhuǎn)電壓電路lll 將空調(diào)控制器輸出的頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，電壓轉(zhuǎn)方波電路112與頻率轉(zhuǎn)電 壓電路lll連接，將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為占空比可變的方波信號(hào)，輸出給驅(qū)動(dòng)單元12。圖3示出了本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的PTC電加熱器的電路結(jié)構(gòu)，為了便 于說(shuō)明，僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分?？照{(diào)控制器輸出的頻率信號(hào)一般為100-300Hz,通過(guò)頻率轉(zhuǎn)電壓芯片U1的 IN+端進(jìn)入頻率轉(zhuǎn)電壓芯片U1，從頻率轉(zhuǎn)電壓芯片U1的0UT端和BIAS端輸出 3-9V的電壓信號(hào)，電壓信號(hào)通過(guò)由電阻R1和R2構(gòu)成的分壓電^各后從電壓轉(zhuǎn)方波 芯片U2的IN-端進(jìn)入電壓轉(zhuǎn)方波芯片U2，電容C2與電阻R5共同組成濾波電路， R6相當(dāng)于上拉電阻。電壓轉(zhuǎn)方波芯片U2的VREF端通過(guò)由電阻R3和R4構(gòu)成的分 壓電路與其IN+端相連，只要IN+端和IN-端的電壓存在差值，電壓轉(zhuǎn)方波芯片 U2的E1和E2端就會(huì)輸出占空比可變的方波信號(hào)，IN+端的電壓為固定值，IN-端電壓信號(hào)的高低就決定了輸出的方波信號(hào)的占空比大小，占空比大小從o—96%， E1和E2端通過(guò)電阻R7接地。從E1和E2端輸出的占空比可變的方波信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)芯片U3的VIN-端進(jìn)入 驅(qū)動(dòng)芯片U3。驅(qū)動(dòng)芯片U3的VIN+端接高電平，其VCC和VC接15V電壓，其VEE 和VEE接-5.1 V電壓，驅(qū)動(dòng)芯片U3的VOUT端通過(guò)電阻R9接IGBT功率管的基極， IGBT功率管的集電極連接PTC制熱元件P,發(fā)射極接地。當(dāng)方波信號(hào)為高電平 時(shí)，驅(qū)動(dòng)芯片U3的VOUT端輸出-5.1V電壓，IGBT功率管不導(dǎo)通，PTC制熱元件 P未接通，無(wú)法工作；當(dāng)方波信號(hào)為低電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)芯片U3的VOUT端輸出15V 電壓，IGBT功率管導(dǎo)通，PTC制熱元件P4妄通，開(kāi)始工作。圖4示出了本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的控制單元的結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明， 僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分。在該實(shí)施例中，控制單元ll采用單片機(jī)控制方式，單片機(jī)接收頻率信號(hào)或 采取其他通信方式得到空調(diào)面板的控制需求，直接發(fā)出O- 100%占空比可變的 方波信號(hào)，控制IGBT的導(dǎo)通時(shí)間，可以更加節(jié)約成本，減少器件。圖5示出了本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的PTC電加熱器的電路結(jié)構(gòu)，為了便 于說(shuō)明，僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分?？照{(diào)控制器輸出的100-300Hz的頻率信號(hào)通過(guò)單片機(jī)U4的CAP端進(jìn)入單片 機(jī)U4，從單片機(jī)U4的I/0端輸出占空比可變的方波信號(hào)，占空比大小從0 —?jiǎng)有酒琔3的VIN-端接地，其VCC和VC接15V電壓，其VEE和VEE接-5.1V電壓， 驅(qū)動(dòng)芯片U3的VOUT端通過(guò)電阻R9接IGBT功率管的基極，IGBT功率管的集電 極接PTC制熱元件P，發(fā)射極接地。當(dāng)方波信號(hào)為高電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)芯片U3的VOUT 端輸出15V電壓，IGBT功率管導(dǎo)通，PTC制熱元件P接通，開(kāi)始工作；當(dāng)方波信 號(hào)為低電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)芯片U3的VOUT端輸出-5.1V電壓，IGBT功率管不導(dǎo)通， PTC制熱元件P未4妄通，無(wú)法工作。作為本實(shí)用新型的 一個(gè)實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)芯片U3的DESAT端與IGBT功率管的集電極之間串接包括電阻R8和二極管D1的保護(hù)電路，因此DESAT端的電壓減去 電阻R8和二極管D1自身的壓降就是IGBT功率管集電極的最低電壓，若IGBT功 率管集電極的電壓低于此電壓，例如當(dāng)IGBT功率管損壞短路時(shí)，驅(qū)動(dòng)芯片U3 就能夠通過(guò)DESAT端采集到該信號(hào)，立即停止輸出，達(dá)到保護(hù)電路的作用。 本實(shí)用新型可以廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)，或者電動(dòng)汽車(chē)中。 在上述實(shí)施例中，空調(diào)控制器輸出的頻率信號(hào)的頻率越高，PTC制熱元件 工作的時(shí)間也就越長(zhǎng)，溫度就會(huì)升高。反之，空調(diào)控制器輸出的頻率信號(hào)的頻 率越低，PTC制熱元件工作的時(shí)間也就越短，溫度就會(huì)降低，空調(diào)控制器輸出 的頻率信號(hào)的頻率高低決定了 PTC制熱元件工作時(shí)間的長(zhǎng)短，從而可以對(duì)溫度 進(jìn)行線性調(diào)節(jié)，從而便于為汽車(chē)提供合適的溫度。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型， 凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng) 包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種PTC電加熱器，其特征在于，所述電加熱器包括多個(gè)PTC制熱元件；接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制所述PTC制熱元件工作的開(kāi)關(guān)單元；與所述開(kāi)關(guān)單元連接，將占空比可變的方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制所述開(kāi)關(guān)單元導(dǎo)通時(shí)間的驅(qū)動(dòng)單元；與所述驅(qū)動(dòng)單元連接，采集空調(diào)控制器輸出的頻率信號(hào)，將所述頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為占空比可變的方波信號(hào)的控制單元；以及對(duì)所述控制單元和驅(qū)動(dòng)單元供電的電源。
2、 如權(quán)利要求1所述的電加熱器，其特征在于，所述控制單元包括 將空調(diào)控制器輸出的頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的頻率轉(zhuǎn)電壓電路；以及 與所述頻率轉(zhuǎn)電壓電路連接，將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為占空比可變的方波信號(hào)的電壓轉(zhuǎn)方波電^各。
3、 如權(quán)利要求1所述的電加熱器，其特征在于，所述控制單元為一將空調(diào) 控制器輸出的頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為占空比可變的方波信號(hào)的單片機(jī)。
4、 如權(quán)利要求1所述的電加熱器，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)單元為IGBT功率管。
5、 如權(quán)利要求4所述的電加熱器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)一步包括與所述IGBT功率管的集電極連接，由電阻和二極管組成的保護(hù)電路。
6、 一種PTC電加熱控制器，其特征在于，所述電加熱控制器包括 接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制PTC制熱元件工作的開(kāi)關(guān)單元； 與所述開(kāi)關(guān)單元連接，將占空比可變的方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制所述開(kāi)關(guān)單元導(dǎo)通時(shí)間的驅(qū)動(dòng)單元；與所述驅(qū)動(dòng)單元連"f矣，采集空調(diào)控制器輸出的頻率信號(hào)，將所述頻率信號(hào) 轉(zhuǎn)換為占空比可變的方波信號(hào)的控制單元；以及對(duì)所述控制單元和驅(qū)動(dòng)單元供電的電源。
7、 如權(quán)利要求6所述的電加熱控制器，其特征在于，所述控制單元包括 將空調(diào)控制器輸出的頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的頻率轉(zhuǎn)電壓電路；以及 與所述頻率轉(zhuǎn)電壓電路連接，將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為占空比可變的方波信號(hào)的電壓轉(zhuǎn)方波電路。
8、 如權(quán)利要求6所述的電加熱控制器，其特征在于，所述控制單元為一將 空調(diào)控制器輸出的頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為占空比可變的方波信號(hào)的單片機(jī)。
9、 一種采用PTC電加熱器實(shí)現(xiàn)的電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)，其特征在于，所述電動(dòng) 汽車(chē)空調(diào)采用的PTC電加熱器為權(quán)利要求1所述的PTC電加熱器。
10、 一種采用PTC電加熱器實(shí)現(xiàn)的電動(dòng)汽車(chē)，其特征在于，所述電動(dòng)汽車(chē) 采用的PTC電加熱器為權(quán)利要求1所述的PTC電加熱器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型適用于電子領(lǐng)域，尤其涉及一種PTC電加熱器，其包括多個(gè)PTC制熱元件；接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制所述PTC制熱元件工作的開(kāi)關(guān)單元；與所述開(kāi)關(guān)單元連接，將占空比可變的方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制所述開(kāi)關(guān)單元導(dǎo)通時(shí)間的驅(qū)動(dòng)單元；與所述驅(qū)動(dòng)單元連接，采集空調(diào)控制器輸出的頻率信號(hào)，將所述頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為占空比可變的方波信號(hào)的控制單元；以及對(duì)所述控制單元和驅(qū)動(dòng)單元供電的電源。本實(shí)用新型將空調(diào)控制器輸出的頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為占空比可變的方波信號(hào)，調(diào)節(jié)PTC制熱元件的工作時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度的線性調(diào)節(jié)，從而便于為汽車(chē)提供合適的溫度。
文檔編號(hào)B60H1/22GK201166434SQ20072019631
公開(kāi)日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2007年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者凱 方, 齊阿喜 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司