專利名稱：加熱器供電控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬加熱控制裝置領(lǐng)域，尤其是發(fā)熱體中使用了Nichrom(鎳鉻)線。
半導(dǎo)體由粒子狀的導(dǎo)電性碳(抵抗發(fā)熱體)和樹(shù)脂粒子(分散在導(dǎo)電性碳里)構(gòu)成。低溫的時(shí)候樹(shù)脂粒子收縮，使電流易于通過(guò)導(dǎo)電性碳，高溫的時(shí)候樹(shù)脂粒子膨脹，壓抑導(dǎo)電性碳的粒子，使電流不易通過(guò)，因此電阻增加。
半導(dǎo)體加熱器施加一定電壓時(shí)的特性是開(kāi)始施加電壓的時(shí)候電阻小，發(fā)熱量大，但是時(shí)間一長(zhǎng)，電阻增大，所以發(fā)熱量減少。
半導(dǎo)體加熱器的溫度升高，電阻增加，電流減少，結(jié)果具有維持一定溫度的自控性。根據(jù)這種自控性，半導(dǎo)體加熱器處于過(guò)熱狀態(tài)時(shí)因?yàn)殡娏餍?，可以自?dòng)恢復(fù)到正常狀態(tài)。使用半導(dǎo)體加熱器可制造控制性和安全性卓越的裝置。但是，利用半導(dǎo)體制造的加熱器，開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)的低溫狀態(tài)會(huì)有大電流通過(guò)。
這時(shí)候需電源備有超過(guò)正常狀態(tài)的大容量，可能造成成本增加。
本發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明有要解決上述原有技術(shù)的欠缺而創(chuàng)造的，其目的是提供能進(jìn)行適應(yīng)于半導(dǎo)體加熱器的控制的加熱置。
為了解決上述課題，本發(fā)明是升溫時(shí)電阻增加的發(fā)熱體施加電壓隨之變化，使上述發(fā)熱體發(fā)熱的控制裝置。內(nèi)置輸出電壓為可變電壓的電壓輸出回路和測(cè)定發(fā)熱體的電流的電流檢測(cè)回路。其特征是，上述電壓輸出回路輸出給發(fā)熱體的電壓，可通過(guò)所測(cè)定的電流的大小而變更。本發(fā)明記載的控制裝置，在正常狀態(tài)下可以給發(fā)熱體施加一定電壓。其特點(diǎn)是，啟動(dòng)后電壓輸出回路給發(fā)熱體施加比上述一定電壓小的初始電壓之后測(cè)定發(fā)熱體的電流，然后增加或者減少上述初始電壓。本發(fā)明所述的控制裝置，特征是上述初始電壓為10V以下。
本發(fā)明的控制裝置，設(shè)有測(cè)定上述發(fā)熱體的溫度的溫度檢測(cè)回路。特征是，上述電壓輸出回路的電壓的變更值可根據(jù)發(fā)熱體的溫度而變更。根據(jù)溫度檢測(cè)回路測(cè)定的溫度，控制發(fā)熱體的發(fā)熱量。本發(fā)明的控制裝置。其特點(diǎn)是，根據(jù)發(fā)熱體的電流大小和所加的電壓，導(dǎo)出溫度，控制發(fā)熱體的發(fā)熱量。連接了溫度升高時(shí)電阻增加的發(fā)熱體和對(duì)應(yīng)的控制裝置，發(fā)熱體直接連接在控制裝置的輸出端。
本發(fā)明如上述方法構(gòu)成，是一種升溫時(shí)也隨著增高的發(fā)熱體施加電壓，使發(fā)熱體發(fā)熱的加熱裝置。
本加熱裝置，啟動(dòng)后給發(fā)熱體施加小量電壓，測(cè)定電流，再徐徐增加電壓。電流的檢測(cè)從加熱裝置啟動(dòng)后開(kāi)始到通過(guò)發(fā)熱體的電流達(dá)到一定值，處于正常狀態(tài)為止。
達(dá)到正常狀態(tài)之前，電壓輸出回路可以給發(fā)熱體供給最大電流，迅速提高發(fā)熱體的溫度。對(duì)發(fā)熱體施加的電壓從小到大徐徐增加，電流過(guò)大時(shí)電壓減少，沒(méi)有過(guò)大電流繼續(xù)通過(guò)之危險(xiǎn)，因此不需要特大容量的電源或者斷路器。
啟動(dòng)低溫發(fā)熱體的時(shí)候，對(duì)斷路器施加的電壓通常從10V左右開(kāi)始為好。
發(fā)熱體開(kāi)始通電的時(shí)候，可根據(jù)施加電壓和電流的關(guān)系推定發(fā)熱體的溫度，設(shè)定施加電壓的變更值。例如，發(fā)熱體處于高溫狀態(tài)的時(shí)候，可以使施加電壓的變更值增大。另外，使用中發(fā)熱體的溫度下降的時(shí)候，可以使施加電壓的變更值減小，防止過(guò)大電流通過(guò)。
如果能推定發(fā)熱的溫度，就可以使發(fā)熱體簡(jiǎn)單的維持所要的溫度。
圖2為本發(fā)明加熱裝置的動(dòng)作狀態(tài)的流程圖。
圖3表示本發(fā)明進(jìn)行溫度檢測(cè)的流程圖。
圖4(a)(b)本發(fā)明半導(dǎo)體加熱器模式的平面圖和斷面圖。
本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)方式說(shuō)明本發(fā)明加熱裝置的實(shí)施例。參照

圖1，符號(hào)3表示本發(fā)明的一個(gè)加熱裝置。加熱裝置2由半導(dǎo)體加熱裝置組成的發(fā)熱體11、控制裝置2、溫度敏感元件14組成。
圖4(a)表示發(fā)熱體11的平面圖，圖(b)表示斷面圖。發(fā)熱體11由電源電壓線21、接地電壓線22、加熱器材料23組成。加熱器材料23由導(dǎo)電性碳組成的發(fā)熱體和分散在導(dǎo)電性碳里的具有熱脹冷縮特性的樹(shù)脂粒子構(gòu)成。
加熱器材料23設(shè)置在按等距配置的電源電壓線21和接地電壓線22之間，整體形狀成線狀，周圍卷繞著絕緣材料。
電源電壓線21和接地電壓線22之間由細(xì)線連接，可使發(fā)熱體11彎曲。
圖1的符號(hào)31是表示電壓源模式。該電壓源31能輸出商用(如100V)交流電壓。
控制裝置2由電壓輸出回路12、電流檢測(cè)回路13、溫度敏感元件14、溫度檢測(cè)回路15、電壓控制回路16組成。電壓輸出回路12的電壓由電壓源31供給。電壓輸出回路12根據(jù)電壓控制回路16輸出的信號(hào)，控制電壓源31供給的電壓。該電壓控制回路16輸出的電壓施加到發(fā)熱體11的電源電壓線21和接地電壓線22之間。
電壓供給回路12和發(fā)熱體11之間設(shè)有電流檢測(cè)回路13，因此可以測(cè)定發(fā)熱體11的電流。
發(fā)熱體11里的溫度檢測(cè)回路15與溫度敏感元件14相連。溫度檢測(cè)回路15和電流檢測(cè)回路輸出的信號(hào)輸入到電壓控制回路16。
電壓控制回路16，根據(jù)內(nèi)置program、溫度檢測(cè)回路15測(cè)出的發(fā)熱體11的溫度、電流檢測(cè)回路13測(cè)出的電流值，按下列方法控制電力輸出回路12輸出的電壓。
參照?qǐng)D2，先投入電源(步驟S1)，設(shè)定輸出電壓的初始值和電流的最大值(步驟S2)，電壓輸出回路12輸出電流，電壓輸出回路12根據(jù)輸出的信號(hào)給發(fā)熱體施加初始值電壓。發(fā)熱體的初始狀態(tài)為低溫，小電阻，所以初始電壓為1V左右非常小。這時(shí)通過(guò)發(fā)熱體11的電流強(qiáng)度為100A左右。
施加初始電壓的時(shí)候，先測(cè)定通過(guò)發(fā)熱體11的電流Im(步驟S4)。然后比較測(cè)定的電流Im和預(yù)定的最大容納電流Io(步驟S5)。最后根據(jù)比較的結(jié)果，進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚怼?br> 測(cè)定的電流Im比最大容納電流Io大的時(shí)候，減少電壓輸出回路12的電壓，把電壓施加于發(fā)熱器11(步驟S6)，測(cè)定電流，再次與最大容納電流Io比較。
測(cè)定的電流Im比最大收容電流Io小的時(shí)候，確認(rèn)可否變更電壓輸出回路12輸出的電壓(步驟S7)。如果可變，將增加輸出電壓(步驟S8)，測(cè)定發(fā)熱體11的電流Im(步驟S4)。施加變更電壓，流過(guò)發(fā)熱體11的電流Im大的時(shí)候，減少電壓(步驟S6)；電流值小的時(shí)候，增加電壓(步驟S7、S8)。
另外，測(cè)定的電流Im的值未達(dá)到最大收容電流Io，但設(shè)定電壓已達(dá)到電壓輸出回路12可輸出的最大電壓值時(shí)，不變更電壓。
如上所示，該發(fā)明中對(duì)發(fā)熱體11施加的電壓時(shí)，初始狀態(tài)時(shí)應(yīng)設(shè)小(盡量10V以下，更好是1V以下)，最終能使電壓源31的輸出電壓增加到(100V)。
如上所示，增加電源調(diào)整回路12輸出的電壓時(shí)可以增加設(shè)定值，例如可以按2倍、3倍的倍數(shù)增加。發(fā)熱體11的電流Im過(guò)大的時(shí)候，減少電壓輸出回路12輸出的電壓，過(guò)于小的時(shí)候，增加輸出電壓。
電流值Im超過(guò)最大收容電流Io，電源調(diào)整回路12的電流為最大輸出電流時(shí)，發(fā)熱體11通過(guò)大電流，升溫，電阻減小，Im也將變小，減小電源調(diào)整回路12的輸出電壓，在短時(shí)間內(nèi)通過(guò)最大輸出電流。這個(gè)電流通過(guò)的時(shí)間，最好設(shè)為斷路器等安全裝置的容許時(shí)間范圍內(nèi)。
根據(jù)溫度敏感元件14和溫度檢測(cè)回路15測(cè)定的發(fā)熱體11的溫度，設(shè)定增加或減少輸出電壓。
圖3所示的流程圖在圖2所示的流程圖的基礎(chǔ)上，同時(shí)進(jìn)行了溫度測(cè)定和電流測(cè)定(步驟T1)。根據(jù)測(cè)定的溫度判斷發(fā)熱體11的狀態(tài)，設(shè)定電壓的變更值(步驟T2)。發(fā)熱體11升溫時(shí)，增加電壓的變更值(增加量或者減少量)；發(fā)熱體11處于低溫，電阻小的時(shí)候，減少電壓的變更值。這樣，可以根據(jù)設(shè)定變更值控制電壓輸出回路的輸出電壓(步驟S6、S8)。
發(fā)熱體11的溫度升高，電阻增加時(shí)，可對(duì)發(fā)熱體施加一定電壓，恢復(fù)到正常狀態(tài)。
啟動(dòng)后，可使半導(dǎo)體加熱器的電流增加。尤其是在不超過(guò)電源的電流供給能力的范圍內(nèi)，盡可能通過(guò)最大電流，可以使半導(dǎo)體加熱器迅速達(dá)到所定溫度。
在正常狀態(tài)下，通過(guò)半導(dǎo)體加熱器的電流小，可利用半導(dǎo)體加熱器的自控性調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種加熱器供電控制裝置，通過(guò)升溫時(shí)電阻增大的發(fā)熱體施加電壓來(lái)控制發(fā)熱的裝置，內(nèi)置輸出電壓為可變的電壓輸出回路和測(cè)定發(fā)熱體的電流強(qiáng)度的電流檢測(cè)回路；其特征是電壓輸出回路輸出的電壓可根據(jù)所測(cè)定的電流強(qiáng)度的大小變更。
2.如權(quán)利要求1所述的加熱器供電控制裝置，其特征是啟動(dòng)后電壓輸出回路給發(fā)熱體施加比上述電壓小的初始電壓，通過(guò)測(cè)定發(fā)熱體的電流強(qiáng)度，增加或者減少上述初始電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的加熱器供電控制裝置，其特征是上述初始電壓設(shè)為10V以下。
4.如權(quán)利要求1或3所述的加熱器供電控制裝置，其特征是設(shè)有測(cè)定上述發(fā)熱體的溫度檢測(cè)回路，上述電力輸出回路輸出的電壓可根據(jù)溫度檢測(cè)回路測(cè)定的溫度變更。
5.如權(quán)利要求4所述的加熱器供電控制裝置，其特征是根據(jù)上述溫度檢測(cè)回路測(cè)定的溫度，控制上述發(fā)熱體的發(fā)熱量。
6.如權(quán)利要求1或3所述的加熱器供電控制裝置，其特征是，根據(jù)發(fā)熱體的電流和電壓值，推算發(fā)熱體的溫度，控制發(fā)熱體的發(fā)熱量。
7.如權(quán)利要求6所述的加熱器供電控制裝置，其特征是發(fā)熱體直接連接在控制裝置的輸出端。
8.如權(quán)利要求6所述的加熱器供電控制裝置，其特征是發(fā)熱體由電源電壓線、接地電壓線、加熱器材料組成，加熱器材料設(shè)置在按等距配置的電源電壓線和接地電壓線之間，整體形狀成線狀，周圍卷繞著絕緣材料。
9.如權(quán)利要求8所述的加熱器供電控制裝置，其特征是加熱器材料由導(dǎo)電性碳組成的發(fā)熱體和分散在導(dǎo)電性碳里的具有熱脹冷縮特性的樹(shù)脂粒子構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明屬加熱控制裝置領(lǐng)域，尤其是發(fā)熱體中使用了Nichrom(鎳鉻)線。加熱器供電控制裝置，通過(guò)升溫時(shí)電阻增大的發(fā)熱體施加電壓來(lái)控制發(fā)熱的裝置，內(nèi)置輸出電壓為可變的電壓輸出回路和測(cè)定發(fā)熱體的電流強(qiáng)度的電流檢測(cè)回路，其特征是，電壓輸出回路輸出的電壓可根據(jù)所測(cè)定的電流強(qiáng)度的大小變更。本加熱裝置，啟動(dòng)后給發(fā)熱體施加小量電壓，測(cè)定電流，再徐徐增加電壓。電流的檢測(cè)從加熱裝置啟動(dòng)后開(kāi)始到通過(guò)發(fā)熱體的電流達(dá)到一定值，處于正常狀態(tài)為止。
文檔編號(hào)G05D23/19GK1464349SQ0212092
公開(kāi)日2003年12月31日 申請(qǐng)日期2002年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月12日
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