專(zhuān)利名稱(chēng):安全電壓供電器及電熱理療儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種安全電壓供電器,同時(shí)涉及一種采用安全電壓供電器的電熱 理療儀,屬于電熱控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
自從有了交流220V/50HZ的電源供應(yīng)電以來(lái),人們的日常生活中常用的電熱裝置 (如電熱毯、電熱寶等)絕大數(shù)都直接用交流220V/50HZ市供電源施加于電致發(fā)熱材料上, 直接使用交流220V/50HZ市供電源已成為人們用電的習(xí)慣。但是交流220V/50HZ市供電源 的電壓不是安全電壓,在使用的過(guò)程中會(huì)發(fā)生觸電傷亡事故,每年都有使用電熱毯等電熱 裝置觸電傷亡的報(bào)道。使用小于36V安全電壓來(lái)給上述常用電熱裝置供電是容易想到的辦法。目前一 般是將交流220V/50HZ市供電源的電壓通過(guò)一定功率的鐵芯變壓器降壓、隔離后獲取小于 36V的安全電壓。但是采用傳統(tǒng)的鐵芯變壓器不僅要增加電熱裝置的重量和體積,而且會(huì) 增加很多制造成本。例如一般電熱毯的功率都在50W-200W之間,電熱毯市售價(jià)格一般只 有幾十元;而50W鐵芯變壓器的體積280. 5cm3,重量1. 25公斤,售價(jià)40元;100W鐵芯變壓 器的體積688. 5cm3,重量1. 9公斤,售價(jià)60元;150W鐵芯變壓器的體積1019. 7cm3,重量2. 9 公斤,售價(jià)80元;200W鐵芯變壓器的體積1246. 3cm3,重量3. 25公斤,售價(jià)110元。顯然, 如果市售電熱毯使用普通鐵芯變壓器將交流220V/50HZ市供電源的電壓降壓至AC36V安全 電壓使用,很不經(jīng)濟(jì),也不方便,推廣使用很困難?;谝陨显?,現(xiàn)有日常生活中的常用電熱裝置都是直接采用交流220V/50HZ市 供電源供電。迄今為止,申請(qǐng)人尚未見(jiàn)到為上述常用電熱裝置提供安全、輕便、低成本供電 的裝置及采用該裝置的電熱裝置的報(bào)道。此外,在現(xiàn)有一般的交/交電子變換器中,振蕩反饋信號(hào)的獲取是依靠在同一個(gè) 鐵氧體高頻電子變壓器上不同繞組的電壓耦合作用,因此不管鐵氧體高頻電子變壓器的輸 出繞組上有無(wú)負(fù)載,總是有電壓輸出,從而造成靜態(tài)損耗大,不節(jié)能。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是,提出一種能夠?yàn)楝F(xiàn)有電熱裝置提供安全、輕便、 低成本供電的供電器,同時(shí)在該供電器基礎(chǔ)上提出一種電熱理療儀。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是一種安全電壓供電器,包括外接 市電源的插頭、輸入端與插頭連接的整流電路、輸入端與整流電路輸出端連接的振蕩電路、 輸入端與振蕩電路輸出端連接的鐵氧體高頻電子變壓器和振蕩啟動(dòng)電路;所述振蕩電路含 有并聯(lián)于整流電路輸出端且彼此串聯(lián)的第一電容和第二電容,分別與第一電容和第二電容 并聯(lián)的第一電感,分別與第一電感形成互感的第二電感和第三電感,第一高頻逆變?nèi)龢O管 和第二高頻逆變?nèi)龢O管;所述第一電感與鐵氧體高頻電子變壓器的輸入繞組串聯(lián),所述第 二電感與第一高頻逆變?nèi)龢O管的基極、發(fā)射極和鐵氧體高頻電子變壓器的輸入繞組串聯(lián),所述第三電感與第二高頻逆變?nèi)龢O管的發(fā)射極、基極和鐵氧體高頻電子變壓器的輸入繞組 串聯(lián),所述第一高頻逆變?nèi)龢O管的集電極和第二高頻逆變?nèi)龢O管的發(fā)射極與整流電路輸出 端連接,所述第二電感和第三電感的同名端分別接第一高頻逆變?nèi)龢O管和第二高頻逆變?nèi)?極管的基極和發(fā)射極,所述振蕩啟動(dòng)電路含有并聯(lián)于整流電路輸出端的第三電容和觸發(fā)二 極管;所述第三電容的兩端分別連接第二高頻逆變?nèi)龢O管的集電極和發(fā)射極,其一端經(jīng)觸 發(fā)二極管連接第二高頻逆變?nèi)龢O管的基極。本實(shí)用新型的安全電壓供電器通過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)置鐵氧體高頻電子變壓器的輸入繞組 和輸出繞組的匝比以及鐵氧體,可將交流市電變?yōu)榕c市電絕緣隔離的高頻安全電壓(36 伏)輸出給電熱裝置;又由于該安全電壓供電器的組成電路及元件均是體小、質(zhì)輕、價(jià)廉, 因此可為現(xiàn)有電熱裝置提供安全、輕便和低成本的供電。而且,本實(shí)用新型的安全電壓供電 器由于采用了電流互感來(lái)獲取振蕩維持信號(hào),遵循磁勢(shì)互相平衡的原理,當(dāng)無(wú)負(fù)載時(shí),第一 電感無(wú)電流,第二電感和第三電感也無(wú)感應(yīng)電流,因此靜態(tài)損耗幾乎為零,相比現(xiàn)有交/交 電子變換器更加節(jié)能。上述安全電壓供電器的改進(jìn)是所述整流電路是由四個(gè)整流二極管構(gòu)成的橋式整 流電路。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題,在上述安全電壓供電器的基礎(chǔ)上提出的另一個(gè) 技術(shù)方案是一種電熱理療儀,包括電熱負(fù)載和溫控器,還包括所述安全電壓供電器,所述 溫控器含有溫度傳感器、溫控芯片、光耦和雙向開(kāi)關(guān)可控硅,所述鐵氧體高頻電子變壓器的 輸出繞組與電熱負(fù)載串聯(lián),所述溫度傳感器的輸出端與溫控芯片的輸入端連接,所述溫控 芯片的輸出端與光耦的輸入端連接,所述光耦的輸出端與雙向開(kāi)關(guān)可控硅的觸發(fā)端連接, 所述雙向開(kāi)關(guān)可控硅串接在插頭與整流電路之間。本實(shí)用新型的電熱理療儀創(chuàng)造性地通過(guò)溫控芯片、光耦和雙向開(kāi)關(guān)可控硅來(lái)對(duì)安 全電壓供電器的插頭處輸入的低頻市電源進(jìn)行通斷控制,既解決了在現(xiàn)有技術(shù)中采用具有 低頻開(kāi)關(guān)特性的可控硅無(wú)法直接控制鐵氧體高頻電子變壓器通斷的問(wèn)題,又避免了現(xiàn)有技 術(shù)中采用其它高頻電子開(kāi)關(guān)控制鐵氧體高頻電子變壓器通斷的成本過(guò)高的弊病,從而對(duì)電 熱溫度控制更加方便并降低電熱理療儀的成本。上述電熱理療儀的改進(jìn)之一是所述安全電壓供電器和電熱負(fù)載各有兩個(gè),所述 兩個(gè)安全電壓供電器的兩個(gè)鐵氧體高頻電子變壓器的兩個(gè)輸出繞組分別與兩個(gè)電熱負(fù)載 串聯(lián)。上述電熱理療儀的改進(jìn)之二是還含有兩個(gè)繼電器和兩個(gè)開(kāi)關(guān)三極管,所述電熱 負(fù)載有兩個(gè),所述溫控芯片分別接至兩個(gè)開(kāi)關(guān)三極管的基極;所述兩個(gè)開(kāi)關(guān)三極管的發(fā)射 極分別接至電池電源,其集電極分別接至兩個(gè)繼電器線圈的一端;所述兩個(gè)繼電器線圈的 另一端接地,所述兩個(gè)繼電器的觸點(diǎn)與鐵氧體高頻電子變壓器的輸出繞組串聯(lián)。上述電熱理療儀的進(jìn)一步改進(jìn)是所述電熱負(fù)載是含有PVC遠(yuǎn)紅加熱線的電子治 療墊,所述PVC遠(yuǎn)紅加熱線中還串聯(lián)有限溫保險(xiǎn)絲。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的安全電壓供電器和電熱理療儀作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一安全電壓供電器的電路原理圖。[0017]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例二電熱理療儀的電路原理圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例三電熱理療儀的電路原理圖。圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例四電熱理療儀的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一 本實(shí)施例的安全電壓供電器如圖1所示,包括外接市電源的插頭S1、S2,輸入端與 插頭連接的整流電路,輸入端與整流電路輸出端連接的振蕩電路、輸入端與振蕩電路輸出 端連接的鐵氧體高頻電子變壓器TRl和振蕩啟動(dòng)電路。振蕩電路含有并聯(lián)于整流電路輸出 端且彼此串聯(lián)的第一電容C1和第二電容C2,分別與第一電容C1和第二電容C2并聯(lián)的第一電 感II,分別與第一電感Il形成互感的第二電感12和第三電感13,第一高頻逆變?nèi)龢O管Tl 和第二高頻逆變?nèi)龢O管T2。第一電感Il與鐵氧體高頻電子變壓器TRl的輸入繞組m串 聯(lián)。第二電感12與第一高頻逆變?nèi)龢O管Tl的基極Bi、發(fā)射極El和鐵氧體高頻電子變壓器 TRl的輸入繞組m串聯(lián)。第三電感13與第二高頻逆變?nèi)龢O管T2的發(fā)射極E2、基極B2和 鐵氧體高頻電子變壓器TRI的輸入繞組m串聯(lián)。第一高頻逆變?nèi)龢O管Tl的集電極Cl和 第二高頻逆變?nèi)龢O管T2的發(fā)射極E2與整流電路輸出端連接。第二電感12和第三電感13 的同名端分別接第一高頻逆變?nèi)龢O管Tl和第二高頻逆變?nèi)龢O管T2的基極和發(fā)射極,比如 第二電感12和第三電感13的同名1端分別接第一高頻逆變?nèi)龢O管Tl和第二高頻逆變?nèi)?極管T2的基極Bl和發(fā)射極E2,第二電感12和第三電感13的同名2端分別接第一高頻逆 變?nèi)龢O管Tl和第二高頻逆變?nèi)龢O管T2的發(fā)射極El和基極B2 ;當(dāng)然上述12和13的同名1 端和2端也可以反向連接Tl和T2的各自基極和發(fā)射極。振蕩啟動(dòng)電路含有并聯(lián)于整流電路輸出端的第三電容C3和觸發(fā)二極管D6。第三 電容C3的兩端分別連接第二高頻逆變?nèi)龢O管T2的集電極C2和發(fā)射極E2,第三電容C3的 一端經(jīng)觸發(fā)二極管D6連接第二高頻逆變?nèi)龢O管T2的基極B2。整流電路是由四個(gè)整流二極管01、02、03、04構(gòu)成的橋式整流電路。本實(shí)施例的安全電壓供電器工作過(guò)程是市電AC220V/50HZ經(jīng)插頭Si、S2輸入加 到橋式整流二極管D1、D2、D3、D4的A點(diǎn)和k點(diǎn),將AC220V/50HZ變成直流電壓+U、_U輸出, 第一電容C1和第二電容C2將直流電壓分壓并儲(chǔ)能,為對(duì)稱(chēng)變換提供能量。直流電壓+u、-u 電壓經(jīng)電阻R2限流向第三電容(3充電,當(dāng)?shù)谌娙軨3的電壓升至使觸發(fā)二極管D6導(dǎo)通時(shí), 第二高頻逆變?nèi)龢O管T2獲取基極電流導(dǎo)通,第二電容C2通過(guò)第一電感11、鐵氧體高頻電子 變壓器TRl的輸入繞組m和第二高頻逆變?nèi)龢O管T2放電,第一電感Il的電流開(kāi)始上升。 當(dāng)?shù)谝浑姼蠭l的電流上升到穩(wěn)態(tài)最大值時(shí),第一電感Il的電流變化率為零,此時(shí)第二電感 12和第三電感13產(chǎn)生的互感電流分別使第二高頻逆變?nèi)龢O管T2關(guān)斷和第一高頻逆變?nèi)龢O 管Tl導(dǎo)通,第一電容C1即通過(guò)第一電感II、鐵氧體高頻電子變壓器TRI的輸入繞組m和 第一高頻逆變?nèi)龢O管Tl放電。此時(shí),流過(guò)第一電感Il的電流與第二電容C2放電時(shí)正好反 向,當(dāng)?shù)谝浑姼蠭l的反向電流再次上升至穩(wěn)態(tài)最大值時(shí),電流變化率又為零,此時(shí)第二電 感12和第三電感13產(chǎn)生的互感電流又轉(zhuǎn)為使第一高頻逆變?nèi)龢O管Tl關(guān)斷和第二高頻逆 變?nèi)龢O管T2導(dǎo)通。上述過(guò)程周而復(fù)始即形成高頻振蕩,并在鐵氧體高頻變換變壓器TRl的 輸出繞組N2耦合隔離輸出AC36V/ Z 100KHZ的電壓。[0025]實(shí)施例二本實(shí)施例是在實(shí)施例一基礎(chǔ)上衍生而來(lái)的電熱理療儀,如圖2所示,該電熱理療 儀除了包括實(shí)施例一所述的安全電壓供電器以外,還包括電熱負(fù)載和溫控器。電熱負(fù)載是 含PVC遠(yuǎn)紅加熱線T的電子治療墊。溫控器含有溫度傳感器(即熱敏電阻R7)、溫控芯片 MCU(型號(hào)ARM2131)、光耦01和雙向開(kāi)關(guān)可控硅SBS1。鐵氧體高頻電子變壓器TRl的輸出 繞組N2通過(guò)電子治療墊上的插座P2、P4與PVC遠(yuǎn)紅加熱線T串聯(lián),熱敏電阻R7的輸出端 通過(guò)電子治療墊上的插座P1、P3與溫控芯片MCU的輸入端3、4腳連接。溫控芯片MCU的輸 出端12腳與光耦01的輸入端2腳連接,光耦01的輸出端4腳與雙向開(kāi)關(guān)可控硅SBSl的 觸發(fā)端3腳連接,雙向開(kāi)關(guān)可控硅SBSl串接在插頭Sl與橋式整流電路之間。PVC遠(yuǎn)紅加熱 線T中還串聯(lián)有限溫保險(xiǎn)絲F1。本實(shí)施例的電熱理療儀的使用情況是溫控芯片MCU根據(jù)設(shè)定溫度和通過(guò)熱敏電 阻R7對(duì)應(yīng)于溫度變化的阻值計(jì)算成的實(shí)測(cè)溫度進(jìn)行比較,如果實(shí)測(cè)溫度小于設(shè)定溫度,則 溫控芯片MCU輸出低電平使光耦01導(dǎo)通,雙向開(kāi)關(guān)可控硅SBSl也導(dǎo)通,鐵氧體高頻電子變 壓器TRl的輸出繞組N2輸出AC36V/ Z 100KHZ高頻電壓對(duì)PVC遠(yuǎn)紅加熱線T通電加熱升 溫。當(dāng)實(shí)測(cè)溫度大于或等于設(shè)定溫度時(shí),則溫控芯片MCU輸出高電平使光耦01關(guān)斷,雙向 開(kāi)關(guān)可控硅SBSl也關(guān)斷,鐵氧體高頻電子變壓器TRl的輸出繞組N2無(wú)輸出,PVC遠(yuǎn)紅加熱 線T斷電停止加熱升溫,實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)。此外,本實(shí)施例的電熱理療儀在PVC遠(yuǎn)紅加熱 線T加熱同時(shí)還產(chǎn)生高頻電磁場(chǎng),從而對(duì)人體熱理療同時(shí)形成電磁理療。實(shí)施例三本實(shí)施例的電熱理療儀是在實(shí)施例二基礎(chǔ)上的改進(jìn),如圖3所示,與實(shí)施例二不 同的是采用兩個(gè)安全電壓供電器,電子治療墊及其PVC遠(yuǎn)紅加熱線T分成兩段,兩個(gè)鐵氧 體高頻電子變壓器TR1、TR2的輸出繞組N2、N4分別通過(guò)通過(guò)插座P2、P4、P6與兩段PVC遠(yuǎn) 紅加熱線T串聯(lián)。這樣,本實(shí)施例的電熱理療儀可以同時(shí)或分別對(duì)人體的不同部位(比如頭部和足 部等等)進(jìn)行熱理療和電磁理療。實(shí)施例四本實(shí)施例的電熱理療儀是在實(shí)施例二基礎(chǔ)上的改進(jìn),如圖4所示,與實(shí)施例二不 同的是(1)電子治療墊及其PVC遠(yuǎn)紅加熱線T分成兩段;(2)還含有兩個(gè)繼電器J1、J2和 兩個(gè)開(kāi)關(guān)三極管T5、T6 ; (3)溫控芯片MCU的3腳通過(guò)電阻R5接至開(kāi)關(guān)三極管T5的基極 B5,開(kāi)關(guān)三極管T5發(fā)射極E5接至電池電源,開(kāi)關(guān)三極管T5的集電極C5接至繼電器Jl線 圈和二極管D7的一端,繼電器Jl線圈和二極管D7的另一端接地,從而控制繼電器Jl線圈 的通斷電,同樣溫控芯片MCU的5腳通過(guò)電阻R5接至開(kāi)關(guān)三極管T6的基極B6,開(kāi)關(guān)三極管 T6發(fā)射極E6接至電源VCC,開(kāi)關(guān)三極管T6的集電極C6接至繼電器J2線圈和二極管D8的 一端,繼電器J2線圈和二極管D8的另一端接地,從而控制繼電器J2線圈的通斷電;(4)繼 電器J1、J2的觸點(diǎn)與鐵氧體高頻電子變壓器TRl的輸出繞組N2串聯(lián)。本實(shí)施例的電熱理療儀通過(guò)兩對(duì)開(kāi)關(guān)三極管和繼電器來(lái)控制兩段PVC遠(yuǎn)紅加熱 線T的加熱升溫,相比實(shí)施例三的電熱理療儀省去一個(gè)安全電壓供電器,電路結(jié)構(gòu)得以簡(jiǎn) 化。本實(shí)用新型的不局限于上述各實(shí)施例,比如1)ARM2131的溫控芯片也可以采用
6其他型號(hào)的溫控芯片替代;2)PVC遠(yuǎn)紅加熱線T也可以采用電阻絲等其他電熱負(fù)載替代;3) 整流電路也可以采用半波整流電路或整流電路其他替代橋式整流電路;4)熱敏電阻R7也 可以采用其他溫度傳感器替代;5)振蕩啟動(dòng)電路也可以采用上偏置電阻啟動(dòng)電路替代;等 等。凡采用等同替換形成的技術(shù)方案,均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種安全電壓供電器,包括外接市電源的插頭、輸入端與插頭連接的整流電路、輸入端與整流電路輸出端連接的振蕩電路、輸入端與振蕩電路輸出端連接的鐵氧體高頻電子變壓器和振蕩啟動(dòng)電路;其特征在于所述振蕩電路含有并聯(lián)于整流電路輸出端且彼此串聯(lián)的第一電容和第二電容,分別與第一電容和第二電容并聯(lián)的第一電感,分別與第一電感形成互感的第二電感和第三電感,第一高頻逆變?nèi)龢O管和第二高頻逆變?nèi)龢O管;所述第一電感與鐵氧體高頻電子變壓器的輸入繞組串聯(lián),所述第二電感與第一高頻逆變?nèi)龢O管的基極、發(fā)射極和鐵氧體高頻電子變壓器的輸入繞組串聯(lián),所述第三電感與第二高頻逆變?nèi)龢O管的發(fā)射極、基極和鐵氧體高頻電子變壓器的輸入繞組串聯(lián),所述第一高頻逆變?nèi)龢O管的集電極和第二高頻逆變?nèi)龢O管的發(fā)射極與整流電路輸出端連接,所述第二電感和第三電感的同名端分別接第一高頻逆變?nèi)龢O管和第二高頻逆變?nèi)龢O管的基極和發(fā)射極,所述振蕩啟動(dòng)電路含有并聯(lián)于整流電路輸出端的第三電容和觸發(fā)二極管;所述第三電容的兩端分別連接第二高頻逆變?nèi)龢O管的集電極和發(fā)射極,其一端經(jīng)觸發(fā)二極管連接第二高頻逆變?nèi)龢O管的基極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述安全電壓供電器,其特征在于所述整流電路是由四個(gè)整流二 極管構(gòu)成的橋式整流電路。
3.一種電熱理療儀,包括電熱負(fù)載和溫控器,其特征在于還包括如權(quán)利要求1所述的 安全電壓供電器,所述溫控器含有溫度傳感器、溫控芯片、光耦和雙向開(kāi)關(guān)可控硅,所述鐵 氧體高頻電子變壓器的輸出繞組與電熱負(fù)載串聯(lián),所述溫度傳感器的輸出端與溫控芯片的 輸入端連接,所述溫控芯片的輸出端與光耦的輸入端連接,所述光耦的輸出端與雙向開(kāi)關(guān) 可控硅的觸發(fā)端連接,所述雙向開(kāi)關(guān)可控硅串接在插頭與整流電路之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述電熱理療儀,其特征在于所述安全電壓供電器和電熱負(fù)載各 有兩個(gè),所述兩個(gè)安全電壓供電器的兩個(gè)鐵氧體高頻電子變壓器的兩個(gè)輸出繞組分別與兩 個(gè)電熱負(fù)載串聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述電熱理療儀,其特征在于還含有兩個(gè)繼電器和兩個(gè)開(kāi)關(guān)三極 管,所述電熱負(fù)載有兩個(gè),所述溫控芯片分別接至兩個(gè)開(kāi)關(guān)三極管的基極;所述兩個(gè)開(kāi)關(guān) 三極管的發(fā)射極分別接至電池電源,其集電極分別接至兩個(gè)繼電器線圈的一端;所述兩個(gè) 繼電器線圈的另一端接地,所述兩個(gè)繼電器的觸點(diǎn)與鐵氧體高頻電子變壓器的輸出繞組串 聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5之任一所述電熱理療儀,其特征在于所述電熱負(fù)載是含有PVC 遠(yuǎn)紅加熱線的電子治療墊,所述PVC遠(yuǎn)紅加熱線中還串聯(lián)有限溫保險(xiǎn)絲。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種安全電壓供電器及電熱理療儀,屬于技術(shù)領(lǐng)域。該供電器包括插頭、整流電路、振蕩電路、鐵氧體高頻電子變壓器和振蕩啟動(dòng)電路;振蕩電路含有第一電容和第二電容,第一電感,分別與第一電感形成互感的第二電感和第三電感,第一高頻逆變?nèi)龢O管和第二高頻逆變?nèi)龢O管;第二電感和第三電感的同名端分別接第一高頻逆變?nèi)龢O管和第二高頻逆變?nèi)龢O管的基極和發(fā)射極,振蕩啟動(dòng)電路含有第三電容和觸發(fā)二極管。該理療儀包括電熱負(fù)載、溫控器和安全電壓供電器,溫控器含有溫度傳感器、溫控芯片、光耦和雙向開(kāi)關(guān)可控硅。該供電器可為電熱裝置提供安全、輕便和低成本的供電;而且更加節(jié)能。該理療儀對(duì)溫度控制更加方便并降低成本。
文檔編號(hào)H02M5/45GK201623640SQ20102015336
公開(kāi)日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者張慧兵 申請(qǐng)人:張慧兵