電熱毯的溫度控制

電熱毯，又名電褥，是一種接觸式電暖器具，它將特制的，絕緣性能達到標準的軟索式電熱元件呈盤蛇狀織入或縫入毛毯里，通電時即發(fā)出熱量。主要用于人們睡眠時提高被窩里的溫度來達到取暖的目的。還可用于被褥的去潮除濕。它耗電量少、溫度可調(diào)節(jié)、使用方便、使用廣泛，已有100多年的歷史。

電熱毯的兩種結(jié)構(gòu)類型

①不帶信號線型：用于普通型電熱毯。使用的電熱合金絲有直線狀的，但更多的是呈螺旋狀纏繞在耐熱芯線上，外面涂覆一 層耐熱樹脂。

②帶信號線型：用于調(diào)溫型電熱毯中。線芯用玻璃纖維或滌綸絲編成，上面纏繞著柔韌可撓的電熱合金絲（或箔帶），外面包覆一層尼龍感熱層或特種塑料感熱層，再將一種銅合金信號線繞在感熱層外，最外面涂覆一層耐熱樹脂。當電熱毯上任一點處的溫度超過預定值時，該處相應的電熱絲上的感熱層即由絕緣體變?yōu)榱紝w，使控制電路接通，電熱毯斷電，達到控溫和安全防護的目的。

采用不帶信號線型電熱元件的普通型電熱毯，如要實現(xiàn)控溫，一般設(shè)有兩類控溫元件：一類是過熱安全恒溫器，每床電熱毯約需8～9個，串聯(lián)在電熱元件上，起安全防護作用；另一類是恒溫器控制器，設(shè)在床頭或手邊，起調(diào)節(jié)溫度 的作用。采用帶有信號線的電熱元件的電熱毯僅需恒溫控制器。

目前，很多電熱毯的溫度控制都采用手動開關(guān)，它是由一個快熱檔和一個慢熱檔進行控溫的，這樣電熱毯內(nèi)部溫度較難控制在某一恒定的溫度下工作，給使用者帶來不少的麻煩。

電熱毯的工作原理

用于調(diào)溫型電熱毯中。線芯用玻璃纖維或滌綸絲編成，上面纏繞著柔韌可撓的電熱合金絲（或箔帶），外面包覆一層尼龍感熱層或特種塑料感熱層，再將一種銅合金信號線繞在感熱層外，最外面涂覆一層耐熱樹脂。當電熱毯上任一點處的溫度超過預定值時，該處相應的電熱絲上的感熱層即由絕緣體變?yōu)榱紝w，使控制電路接通，電熱毯斷電，達到控溫和安全防護的目的。采用不帶信號線型電熱元件的普通型電熱毯，如要實現(xiàn)控溫，一般設(shè)有兩類控溫元件：一類是過熱安全恒溫器，每床電熱毯約需8～9個，串聯(lián)在電熱元件上，起安全防護作用；另一類是恒溫器控制器，設(shè)在床頭或手邊，起調(diào)節(jié)溫度的作用。采用帶有信號線的電熱元件的電熱毯僅需恒溫控制器。

電熱毯溫控器電路（一）

如圖所示是由時基電路NE555、交流開關(guān)控制器件BCR、溫度調(diào)節(jié)電位器、穩(wěn)壓二極管等構(gòu)成的電熱毯溫控器。一般電熱毯有高溫、低溫兩擋。本電路是一種電熱毯溫控器，可以把電熱毯的溫度控制在一個合適的范圍。

電熱毯控制電路

工作原理：

電路如圖所示。圖中IC為NE555時基電路。RP3為溫控調(diào)節(jié)電位器，其滑動臂電位決定IC的觸發(fā)電位V2和閥電位Vf，且V5=Vf=2Vz。220V交流電壓經(jīng)C2．R2限流降壓，D1、D2整流、C1濾波，DW穩(wěn)壓后，獲得9V左右的電壓供NE555時基電路使用。RP1為溫控調(diào)節(jié)電位器，其滑動臂電位決定NE555觸發(fā)電位V2和閥電位Vf，且V5－Vf－2Vz。室溫下接通電源，因已調(diào)V2≤Vz、V6≥Vf時，NE555翻轉(zhuǎn)，3腳變?yōu)榈碗娖剑珺CR截止，電熱絲停止發(fā)熱，溫度開始逐漸下降，BG1的ICEO隨之逐漸減小，V2、V6降低。當V6《VF，V2≤VZ時，IC的3腳電位回到高電位，BCR又觸發(fā)導通，電熱絲又開始發(fā)熱。實際證明，調(diào)節(jié)RP2使V2=12V6時，溫差為零；而V2=“V6時最大。

元件的選擇：BG1可選用3AX、3AG等PNP型鍺管：BCR用400V以上的小型雙向可控硅。

注：V2、V5、V6為NE555電路2、5、6腳電壓。

制作要點：熱敏傳感器BG1可用耐溫的細軟線引出，并將其連同管腳接頭裝入一電容器鋁殼內(nèi)，注入導熱硅脂，制成溫度探頭。使用時，把該探頭放在適當部位即可。

電熱毯溫控器電路（二）

彩虹牌1329a電熱毯溫控電路圖

最常見的故障：1、燒保險絲和溫控保險損壞；2、rw1、rw2接觸不良；

處理方法：更換保險絲，溫控保險不易買到故可以直接用保險絲替代；兩個電位器接觸不良，用酒精清洗即可。

電熱毯溫控器電路（三）

目前，很多電熱毯的溫度控制都采用手動開關(guān)，它是由一個快熱檔和一個慢熱檔進行控溫的，這樣電熱毯內(nèi)部溫度較難控制在某一恒定的溫度下工作，給使用者帶來不少的麻煩。本文向大家介紹一種電熱毯自動控制電路，它能在預定的溫度下工作，還能起到停電自鎖、過電壓保護的作用。

電路原理介紹

電路工作原理見圖l所示。它主要由停電自鎖電路、過電壓保護電路、自動恒溫控制電路組成。當按鈕開關(guān)S2按下，220V交流電經(jīng)電容C2降壓、V6和V7穩(wěn)壓整流、C3濾波后供繼電器J使用，這時J通電吸合，常開觸點J1接通，使得電路自鎖。這時，即使按鈕開關(guān)S2松開，也能維持向電熱毯及繼電器J供電。當電熱毯在使用過程中遇到電網(wǎng)停電，則繼電器J斷電釋放，常開觸電J1斷開，故電熱毯不工作。電網(wǎng)恢復供電時不能使繼電器和電熱毯自動接通電源，只能再次按動s2，繼電器J吸合，電熱毯才會重新通電工作。

Rt是一種正溫度系數(shù)熱敏電阻，其內(nèi)部阻值大小隨所感受的溫度高低而變化，即溫度高時內(nèi)部阻值增大，反之亦然。由整流二極管V2～V5、單向可控硅SCR、雙向觸發(fā)二極管V1、正溫度系數(shù)熱敏電阻Rt、電容C1、電位器RP組成電熱毯恒溫控制電路。

其控制過程是：交流電經(jīng)V2～V5橋式整流后變?yōu)橹绷麟?，?jīng)RP、Rt向C1充電，當C1兩端上的電壓達到一定值，使雙向觸發(fā)二極管擊穿導通而處于放電狀態(tài)。此時，單向可控硅被觸發(fā)導通，使電熱毯通電工作。在電熱毯內(nèi)部溫度上升到一定值時，其熱敏電阻Rt內(nèi)部阻值很大，而降落在C1上的電壓較小，不能使V1擊穿，則SCR關(guān)斷，相應電熱毯斷電不工作，此時電熱毯處于降溫狀態(tài)。當電熱毯溫度降到某一值時，又重復以上的控制過程，這樣不斷周而復始，使電熱毯溫度保持在某一恒定值。倘若電網(wǎng)出現(xiàn)過電壓時，壓敏電阻MY內(nèi)部被短路（即處于導通狀態(tài)），并快速熔斷保險絲RD，從而起到過電壓自動保護作用。

電熱毯溫控器電路（四）

該款溫控器是韓國大明電器公司生產(chǎn)的“太陽牌AC220V自動調(diào)溫器”，為較早期產(chǎn)品。接60w燈泡作假負載試驗，H1-H2間輸出電壓為90V～220V。R1、C1是可控硅保護電路，C2、D1、D2、R4構(gòu)成過零檢測電路。該款溫控器實際上沒有自動恒溫功能，輸出端S1～S2間所接電阻R5是沒用的．因此該款溫控器也可直接適用國產(chǎn)電熱毯。

電熱毯溫控器電路（五）

該溫控器可無級調(diào)節(jié)電熱毯溫度，性能優(yōu)良，控制輸出功率為100W，若隨之廢棄很可惜，試改動線路可配用國產(chǎn)電熱毯。

原機輸出端接220V60W燈泡假負載試驗最高溫狀態(tài)max=50V、max=120V。要想配用國產(chǎn)電熱毯就必須設(shè)法提高輸出電壓。將機內(nèi)微調(diào)電位器調(diào)為0Ω（最高溫狀態(tài)），輸出電壓Vmax=80V、max=190V，輸出電壓還是低了些。試在1R7上并接1kΩ左右電阻，輸出電壓升高到Vmax=90V、max=215V，此時燈泡很亮，燈絲顏色為耀眼白色，與接在220V線路上亮度幾乎一樣。改接國產(chǎn)雙人電熱毯（直流電阻為800Ω）試驗，5分鐘就正常發(fā)熱，改裝成功。

再接上國產(chǎn)單人電熱毯（直流電阻為1kΩ）試驗，調(diào)在最高溫狀態(tài)也熱得慢，并始終為低溫狀態(tài)，是因阻值過大而功率過小，缺失高溫功能。缺失高溫功能的真正原因是溫控器輸出的215V電壓不是純交流電壓，是在90V直流電壓上疊加半波交流電壓，即交流電壓（），并且有方向性、單方向?qū)?，推算交流電壓?20V～150V左右。配用阻值低的負載還可以，。配用高阻值負載輸出功率就要大打折扣。為解決這個問題，安裝一只高、低溫轉(zhuǎn)換開關(guān)。需用高溫時，電熱毯直通220V電源，電熱毯速熱，溫度不可調(diào)；選用低溫擋時，溫控器工作可調(diào)溫。高、低電路同樣適用雙人電熱毯。若電熱毯阻值在500Ω左右，可以不用高、低溫開關(guān)。

原機溫控器有恒溫功能，配用國產(chǎn)電熱毯后沒有恒溫功能，但總比國產(chǎn)電熱毯只有高、低二擋固定控溫要好，并消除了國產(chǎn)電熱毯在低溫擋時不能調(diào)溫因過熱讓人難受的狀況。

溫控器改動部分電路見附圖中虛線和畫×處所示。

電熱毯溫控器電路（六）

本電路是采用555時基集成電路和很少的外圍元件組成的一個溫度自動控制器。因為電路中各點電壓都來自同一直流電源，所以不需要性能很好的穩(wěn)壓電源，用電容降壓法便能可靠地工作。電路元件價格低、體積小、便于在業(yè)余條件下自制。該電路制作的溫度自動控制器可用于工業(yè)生產(chǎn)和家用的電加熱控制，效果良好。

一、電路工作原理

電路原理如圖1所示。

圖1 采用555時基電路的簡易溫度控制器電路圖

當溫度較低時，負溫度系數(shù)的熱敏電阻Rt阻值較大，555時基集成電路（IC）的2腳電位低于Ec電壓的1/3（約4V），IC的3腳輸出高電平，觸發(fā)雙向晶閘管V導通，接通電加熱器RL進行加熱，從而開始計時循環(huán)。當置于測溫點的熱敏電阻Rt溫度高于設(shè)定值而計時循環(huán)還未完成時，加熱器RL在定時周期結(jié)束后就被切斷。當熱敏電阻Rt溫度降低至設(shè)定值以下時，會再次觸發(fā)雙向晶閘管V導通，接通電加熱器RL進行加熱。這樣就可達到溫度自動控制的目的。

二、元器件的選擇

電路中，熱敏電阻Rt可采用負溫度系數(shù)的MF12型或MF53型，也可以選擇不同阻值和其他型號的負溫度系數(shù)熱敏電阻，只要在所需控制的溫度條件下滿足Rt＋VR1＝2R4這一關(guān)系式即可。電位器VR1取得大一些能獲得較大的調(diào)節(jié)范圍，但靈敏度會下降。雙向晶閘管V也可根據(jù)負載電流的大小進行選擇。其他元件沒有特殊要求，根據(jù)電路圖給出參數(shù)來選擇。

三、制作和調(diào)試方法

整個電路可安裝在一塊線路板上，一般不需要調(diào)試，時間間隔為1.1R2×C3，應該比加熱系統(tǒng)的熱時間常數(shù)選得小一些，但也不能太小，否則會因為雙向晶閘管V急速導通或關(guān)閉而造成過分的射頻干擾。安裝調(diào)試完后可裝入一個小塑料盒內(nèi)，并將熱敏電阻Rt引出至測溫點即可。

電熱毯溫控器電路（七）

此溫度控制器電路圖的溫度控制范圍為5～95℃，可廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)及科研方面的溫度自動控制。

溫度控制器電路圖

元器件選擇

R1～RIO均選用1／4W金屬膜電阻器或碳膜電阻器，R2和R3的精度應為為±1％。RP1～RP3均選用線性電位器。C1和C2均選用耐壓值為25V的鋁電解電容器；C3選用獨石電容器或滌綸電容器。YD選用1N4001或1N4007型硅整流二極管。VS選用1W、6V左右的硅穩(wěn)壓二極管，例如1N4735等型號。VL1和VL2均選用φ5mm的發(fā)光二極管，VL1為紅色，VL2為綠色。UR選用1A、50V的整流橋堆，也可用4只1N4001橋接后代替。V1選用MTS-102型晶體管式溫度傳感器（也可用負溫度系數(shù)的熱敏電阻器代替）；V2選用S8550或3CG8550型硅PNP晶體管。IC1選用LM324型四運放集成電路；IC2選用7809型三端穩(wěn)壓集成電路。K選用JRX-13F型9V直流繼電器。KM選用線圈電壓為220V的交流接觸器，其觸頭電流容量應根據(jù)EH的實際功率來選擇。PV選用100mV的電壓表。T選用3～5W、二次電壓為12V的電源變壓器。S選用5A、220V的交流電源開關(guān)。EH的功率應根據(jù)實際應用來選擇。

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