取暖用的溫度控制器制造技術(shù)

提供一種經(jīng)濟(jì)性良好的取暖用的溫度控制器，在使用電容器輸入型電源時(shí)也能夠可靠地確保線間短路保護(hù)功能，能夠抑制溫度控制器自身的功耗，確保較高的安全性，并且能夠使用低廉部件。在AC電源的N極側(cè)處于正的半周期時(shí)，電容器Cf相當(dāng)于充電期間，整流電路部的輸入側(cè)只被施加二極管Df的正向電壓下降的量的電壓，因而電流幾乎不流過(guò)溫度熔斷器一體式加熱電阻器RF1，不會(huì)產(chǎn)生加熱。但是，在從AC電源觀察時(shí)，電容器Cf被充電為半波的AC100V，因而與其同步地形成在從AC電源的N極通過(guò)發(fā)熱芯線(2)、高分子層(3)、溫度檢測(cè)芯線(4)將H極連接的線間短路保護(hù)路徑中被施加半波的AC100V的狀態(tài)，可以維持保護(hù)功能。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及在電熱毛毯、電熱地毯等面狀取暖器具中使用的線狀發(fā)熱絲的溫度控制器。
技術(shù)介紹
通常在電熱毛毯、電熱地毯等面狀取暖器具中使用的線狀發(fā)熱絲已被熟知，最為普及的構(gòu)造如圖1所示。在該圖中，線狀發(fā)熱絲由以下部分構(gòu)成聚酯纖維等纖維束卷芯I; 在卷芯I的外周上將銅或銅合金的導(dǎo)體卷繞成螺旋狀形成的發(fā)熱芯線2 ;在發(fā)熱芯線2的外周上擠壓成形在預(yù)定的溫度時(shí)熔融的高分子樹(shù)脂而形成的高分子層3 ;在高分子層3的外周上將鎳導(dǎo)體卷繞成螺旋狀形成的溫度檢測(cè)芯線4 ;以及在最外周上擠壓成形聚氯乙烯樹(shù)脂等而形成的絕緣被覆層5。另外，根據(jù)需要有時(shí)在溫度檢測(cè)芯線4和絕緣被覆層5之間設(shè)置將聚酯帶卷繞成螺旋狀而形成的、針對(duì)來(lái)自絕緣被覆層5的可塑劑轉(zhuǎn)移的阻擋層。并且，也有將發(fā)熱芯線2 和溫度檢測(cè)芯線4顛倒配置的構(gòu)造，還有用銅合金等形成溫度檢測(cè)芯線4的構(gòu)造。另外，高分子層3有的具有阻抗隨著溫度上升而減小的所謂負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻特性?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I日本特開(kāi)昭48-66480號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開(kāi)昭52-27594號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3日本特開(kāi)平6-5175號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4日本特開(kāi)平7-216174號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5日本特開(kāi)2004-221443號(hào)公報(bào)并且，溫度檢測(cè)芯線4是與普通金屬一樣具有電阻值隨著溫度上升而增加的正溫度系數(shù)的電阻體，表示其敏感度性能的電阻的溫度系數(shù)為每l°c約O. 44%。在這種結(jié)構(gòu)的線狀發(fā)熱絲IH中，基于溫度變化的電阻值的變化被作為電氣信號(hào)從溫度檢測(cè)芯線4的兩端提取出來(lái)，并且通常根據(jù)圖3的現(xiàn)有例所示的電路連接，在溫度控制中使用。其中，F(xiàn)l表不與加熱電阻器RFl為一體的溫度熔斷器，R1、R5表不減壓電阻器,D1、 D2、D3、D4表示耐壓為200V以上的二極管，ZDl表示穩(wěn)壓二極管，Cl、C2表示電解電容器， R2、R3、R4表示電阻器，Ul表示電壓比較器，Ql表示NPN晶體管，RYl表示繼電器，RYa表示繼電器的接點(diǎn)。在圖3中，商用電源AC100V通過(guò)由整流二極管D1、D2、電阻器R1、電解電容器Cl、 和擊穿電壓6. 2V的穩(wěn)壓二極管ZDl構(gòu)成的整流電路部(注下面將上述連接稱為“整流電路部”)，被生成為無(wú)變壓器方式的DC6. 2V的直流穩(wěn)定電源Vccl，并提供給溫度控制部。發(fā)熱芯線2的一端與繼電器的接點(diǎn)RYa的一端連接，所述RYa的另一端通過(guò)溫度熔斷器Fl與AC100V的H極連接。發(fā)熱芯線2的另一端與AC100V的N極連接。H極、N極所表示的部分 對(duì)應(yīng)于AC100V電源的一端和另一端，也可以將AC100V電源的一端和另一端設(shè)為H極、N極中任意一方。基于溫度變化的溫度檢測(cè)芯線4的電阻變化經(jīng)由電阻器R2、R3被分壓，并輸入到 電壓比較器Ul的負(fù)端子，在與相當(dāng)于預(yù)先設(shè)定的溫度的基準(zhǔn)電壓Vref進(jìn)行比較后，被從電 壓比較器Ul輸出。利用電壓比較器Ul的輸出，并經(jīng)由電阻器R4和晶體管Ql來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器RY1。在 圖3的連接狀態(tài)下，僅在電流流向繼電器RYl的驅(qū)動(dòng)線圈的期間，根據(jù)二極管D1、電阻器 R5、電解電容器C2和繼電器的內(nèi)部電路常數(shù)，對(duì)繼電器的驅(qū)動(dòng)線圈施加大致平滑的預(yù)定的 直流電壓，在C2的負(fù)極與Ql的發(fā)射極連接而非Ql的集電極時(shí)也能夠進(jìn)行繼電器動(dòng)作。在溫度控制的狀態(tài)是溫度檢測(cè)芯線4低于預(yù)先設(shè)定的溫度的情況下，繼電器RYl 導(dǎo)通(ON)，所述接點(diǎn)RYa閉合，發(fā)熱芯線2被通電，相反在溫度檢測(cè)芯線4的溫度高于設(shè)定 溫度的情況下，繼電器RYl截止(OFF)，所述接點(diǎn)RYa斷開(kāi)，對(duì)發(fā)熱芯線2的通電被切斷。然后，二極管D3、D4各自的陽(yáng)極與溫度檢測(cè)芯線4的兩端連接，二極管D3、D4的陰 極也都與溫度熔斷器一體式的加熱電阻器RFl的一端連接。溫度熔斷器一體式的加熱電阻 器RFl的另一端通過(guò)溫度熔斷器Fl與AC100V的H極連接，由此形成線間短路保護(hù)電路。線間短路保護(hù)電路的動(dòng)作構(gòu)成下述的最終保護(hù)電路，即在上述的溫度控制部破損 而陷入不能控制狀態(tài)的情況下，對(duì)發(fā)熱芯線2的通電被連接，整體處于過(guò)熱狀態(tài)，因而高分 子層3在固有的熔點(diǎn)時(shí)熔融，發(fā)熱芯線2與溫度檢測(cè)芯線4之間短路，按照路徑“AC100V的 N極一發(fā)熱芯線2 —溫度檢測(cè)芯線4 — D3或D4 — RFl — Fl — H極”流過(guò)較大的電流，溫 度熔斷器一體式的加熱電阻器RFl被加熱，溫度熔斷器Fl在預(yù)定施加內(nèi)熔斷，電源被斷開(kāi)， 防止火災(zāi)發(fā)生。在圖3的電路中重要內(nèi)容在于，第一點(diǎn)是繼電器的接點(diǎn)RYa的一端與溫度熔斷器 一體式的加熱電阻器RFl的另一端連接，溫度熔斷器一體式的加熱電阻器RFl的另一端經(jīng) 由溫度熔斷器Fl與AC100V的H極側(cè)連接，在除此之外的連接中，包括二極管D3、D4的連接 方向在內(nèi)，在發(fā)熱芯線2與溫度檢測(cè)芯線4之間的線間短路時(shí)不流過(guò)足夠大的電流，使溫度 熔斷器不能在預(yù)定時(shí)間內(nèi)熔斷。另外，在高分子層3是聚酰亞胺樹(shù)脂的情況下、或者在使高分子層3具備具有負(fù)溫 度系數(shù)的熱敏電阻特性的情況下，在高溫區(qū)域中交流阻抗大幅下降，交流的泄漏電流流過(guò) 高分子層3，在這種情況下，如果是前述的連接順序，與其它連接方式相比不易受到影響。另外，在圖3中，只要能夠維持RFl與RYa與H極的連接，則溫度熔斷器Fl的連接 位置不一定在H極側(cè)，也可以在N極側(cè)。第二點(diǎn)是如果去除繼電器RYl及其驅(qū)動(dòng)電路部，則具有即使減壓電阻器Rl移動(dòng)到 圖3的G點(diǎn)時(shí)也不會(huì)對(duì)溫度控制功能和線間短路保護(hù)功能產(chǎn)生影響的對(duì)稱性。這是因?yàn)樵?由整流二極管Dl、D2構(gòu)成的整流電路部的輸入側(cè)的AC電源之間的任何位置都沒(méi)有連接二極管。第三點(diǎn)沒(méi)有圖示，在將繼電器RYl的接點(diǎn)RYa與AC100V的H極側(cè)連接時(shí)，容易構(gòu) 成繼電器接點(diǎn)RYa的接點(diǎn)熔敷保護(hù)電路。這種現(xiàn)有的取暖用的溫度控制器是在功能方面兼?zhèn)錅囟瓤刂坪桶踩Ｗo(hù)功能的良好結(jié)構(gòu)。近年來(lái)，隨著電熱毛毯和電熱地毯的面積增大并且從視覺(jué)和觸感考慮，坯料和外罩變厚，而從成本方面考慮，每單位面積的線狀發(fā)熱絲的布線密度減少，由于這種市場(chǎng)需求增強(qiáng)，為了維持必要的表面溫度，發(fā)熱芯線的加熱溫度升高，用于收納對(duì)該發(fā)熱芯線進(jìn)行終結(jié)連接的溫度控制器的殼體內(nèi)的溫度上升增加，存在在觸感上產(chǎn)生不舒適感以及安全上的不安全感的問(wèn)題。為了避免這種問(wèn)題，為了抑制溫度控制器自身的發(fā)熱，在圖3所示的取暖用的溫度控制器中，提高消耗最大電流的繼電器RYl的驅(qū)動(dòng)電壓，抑制減壓電阻器R5的發(fā)熱，其狀況如下所述。在繼電器RYl是低廉的通用普及型的DC12V驅(qū)動(dòng)的情況下，其驅(qū)動(dòng)電流約為17mA， 減壓電阻器R5的功耗為500mW以上，使得溫度控制器收納殼體內(nèi)的溫度上升急劇增加，在實(shí)際應(yīng)用方面幾近不可行。但是，在繼電器RYl是DC100V驅(qū)動(dòng)的情況下，其可驅(qū)動(dòng)電流通常約為3. 5 5mA，減壓電阻器R5的功耗約為30mW，可以實(shí)際應(yīng)用。在此，說(shuō)明用于驅(qū)動(dòng)繼電器RYl的周圍部件。在繼電器RYl是DC12V驅(qū)動(dòng)的情況下，電解電容器C2是耐壓35V、電容值約100 μ F 的普及型電容器，晶體管Ql也是大約Vceo = 50V、Ic = IOOmA的通用普及型晶體管即足以。但是，在繼電器RYl是DC100V驅(qū)動(dòng)的情況下，電解電容器C2需要是耐壓250V、電容值 4. 7 μ F，晶體管Ql也需要Vceo = 300V、Ic = 本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種取暖用的溫度控制器，是發(fā)熱芯線和溫度檢測(cè)芯線通過(guò)熱塑性樹(shù)脂部件而分離的線狀發(fā)熱絲的溫度控制器，所述取暖用的溫度控制器具有溫度控制部，該溫度控制部根據(jù)分壓電阻器與所述溫度檢測(cè)芯線的連接點(diǎn)的電壓來(lái)檢測(cè)所述發(fā)熱芯線的上升溫度，在達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)，利用繼電器的接點(diǎn)切斷所述發(fā)熱芯線的電源，由此調(diào)整為用戶設(shè)定的溫度，所述取暖用的溫度控制器的特征在于，所述發(fā)熱芯線的一端與進(jìn)行交流全波的功率控制的所述繼電器的接點(diǎn)的一端連接，將陽(yáng)極分別與所述溫度檢測(cè)芯線的兩端連接的第1和第2二極管的陰極連接，在該連接點(diǎn)連接溫度熔斷器一體式電阻器的一端，將所述繼電器的接點(diǎn)的另一端、所述溫度熔斷器一體式電阻器的另一端、以及第3二極管的陰極這三點(diǎn)與交流電源的一端連接，將所述發(fā)熱芯線的另一端、以及電容器的一端與所述第3二極管的陽(yáng)極連接的該電容器的另一端這兩點(diǎn)與所述交流電源的另一端連接，并且將包括整流電路部的所述溫度控制部與所述第3二極管的兩端連接，在所述交流電源的另一端處于正的半周期的情況下，在該正的半周期中的所述電容器充電的期間中，向所述整流電路部的輸入端之間僅施加所述第3二極管的電壓下降的量的電壓，而且能夠向由所述交流電源的另一端、所述發(fā)熱芯線、所述熱塑性樹(shù)脂部件、所述溫度檢測(cè)芯線、所述第1和第2二極管、所述溫度熔斷器一體式電阻器、溫度熔斷器以及所述交流電源的一端形成的線間短路保護(hù)路徑施加所述交流電源的半波電壓，在所述熱塑性樹(shù)脂部件處于大致短路狀態(tài)時(shí)，使所述溫度熔斷器熔斷，由此抑制功耗，向所述溫度控制部提供充足的電流。...

【技術(shù)特征摘要】
2011.09.27 JP 2011-2114261.一種取暖用的溫度控制器，是發(fā)熱芯線和溫度檢測(cè)芯線通過(guò)熱塑性樹(shù)脂部件而分離的線狀發(fā)熱絲的溫度控制器，所述取暖用的溫度控制器具有溫度控制部，該溫度控制部根據(jù)分壓電阻器與所述溫度檢測(cè)芯線的連接點(diǎn)的電壓來(lái)檢測(cè)所述發(fā)熱芯線的上升溫度，在達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)，利用繼電器的接點(diǎn)切斷所述發(fā)熱芯線的電源，由此調(diào)整為用戶設(shè)定的溫度，所述取暖用的溫度控制器的特征在于， 所述發(fā)熱芯線的一端與進(jìn)行交流全波的功率控制的所述繼電器的接點(diǎn)的一端連接，將陽(yáng)極分別與所述溫度檢測(cè)芯線的兩端連接的第I和第2 二極管的陰極連接，在該連接點(diǎn)連接溫度熔斷器一體式電阻器的一端，將所述繼電器的接點(diǎn)的另一端、所述溫度熔斷器一體式電阻器的另一端、以及第3 二極管的陰極這三點(diǎn)與交流電源的一端連接， 將所述發(fā)熱芯線的另一端、以及電容器的一端與所述第3 二極管的陽(yáng)極連接的該電容器的另一端這兩點(diǎn)與所述交流電源的另一端連接，并且將包括整流電路部的所述溫度控制部與所述第3 二極管的兩端連接， 在所述交流電源的另一端處于正的半周期的情況下，在...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：野村卓志，朝倉(cāng)正博，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：香港塔祈巴那電器有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：