可調式多點控溫的負載熱保護模塊的制作方法
【專利摘要】一種可調式多點控溫的負載熱保護模塊，其設有溫度傳感器、電流互感器、繼電器、按鍵、微處理器及電源接口和負載接口，所述電流互感器與負載接口相連接，并通過取樣電路與微處理器連接，繼電器連接于電源接口和負載接口之間，并與微處理連接，溫度傳感器通過信號輸入電路與微處理連接，按鍵與微處理器連接。該負載熱保護模塊可設定并存儲不同的工作溫度和電流值，使得當電流互感器檢測到負載電流達到設定值時，或溫度傳感器檢測到負載溫度達到設定值時，由微處理器控制繼電器切斷負載電路，實現負載的過流超溫保護。本實用新型可對負載的溫度和電流進行精確測量，并可控制大功率輸出，能夠同時對負載進行超溫及過流的雙重保護，且應用范圍廣泛。
【專利說明】可調式多點控溫的負載熱保護模塊
【【技術領域】】
[0001]本實用新型涉及電熱負載的超溫及過熱保護裝置，特別是涉及一種可根據不同負載或不同的溫度保護要求設定溫度和電流的可調式多點控溫的負載熱保護模塊。
【【背景技術】】
[0002]在工業(yè)生產及人們生活中使用著各種各樣的電器類設備。電器設備的性能不僅體現在其使用功能上，更重要的在于其使用安全性。由于用電負載在出現故障時，會導致負載出現超溫過熱。當溫度超過正常值時，會造成負載短路、燒毀等情況發(fā)生，從而影響負載的正常使用。為此，一般負載都設有溫度開關或溫控器，以使得在負載溫度超過設定值時斷開電源，保護設備安全。然而，現有的電子或電器設備通常只能進行單點的溫度測量和控制，即只能按某個設定的溫度值進行控制，而無法根據實際需要對溫度進行連續(xù)的多點式調節(jié)和控制，致使其應用范圍受到限制。
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【發(fā)明內容】
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[0003]本實用新型旨在解決上述問題，而提供一種可根據需要設置不同溫度和電流，可對負載的溫度和電流進行精確測量，并可控制大功率輸出，能夠同時對負載進行超溫及過流的雙重保護，且應用范圍廣泛的可調式多點控溫的負載熱保護模塊。
[0004]為實現上述目的，本實用新型提供一種可調式多點控溫的負載熱保護模塊，該模塊設有用于檢測負載溫度的溫度傳感器，用于檢測負載電流的電流互感器，用于控制負載通斷的繼電器，設置和調整溫度、電流值用的按鍵，用于數據處理和控制用的微處理器及與交流電源連接用的電源接口和與用電負載連接用的負載接口，所述電流互感器與負載接口相連接，并通過取樣電路與微處理器連接，所述繼電器連接于電源接口和負載接口之間，并與微處理連接，所述溫度傳感器通過信號輸入電路與微處理連接，所述按鍵與微處理器連接，且
[0005]該負載熱保護模塊可設定并存儲不同的工作溫度和電流值，使得當電流互感器檢測到負載電流達到設定值時，或溫度傳感器檢測到負載溫度達到設定值時，由微處理器控制繼電器切斷負載電路，實現負載的過流超溫保護。
[0006]溫度傳感器為非接觸式溫度傳感器，其通過信號輸入電路與微處理器連接。
[0007]信號輸入電路包括電阻R13、R14，二極管D9、D10,電容Cll、C12，該信號輸入電路經二極管D9、D10、電阻R13與溫度傳感器連接，并經電容C11、C12、電阻R14與微處理連接，將溫度傳感器測得的負載溫度的模擬信號送到微處理器，由微處理器轉換為數字信號。
[0008]所述電流互感器為測量用微型電流互感器，其通過取樣電路與微處理器連接。 [0009]取樣電路包括電阻R6、R7、R8、R9，二極管D6、D7，電容C8、C9，該取樣電路經R6、R7、R8及二極管D6、D7與電流互感器連接，并經電容C8、C9、電阻R9與微處理器連接，將電流互感器對負載的電流取樣信號送到微處理器，由微處理器與設定值進行比較和處理，并經繼電器對負載進行通斷控制。[0010]繼電器分別與電源接口的火線L及負載接口連接，并經二極管D11、三極管Ql及電阻Rl5與微處理器連接。
[0011 ] 所述電源接口的火線L與繼電器連接，電源接口的零線與負載接口連接。
[0012]本實用新型的貢獻在于，其有效解決了現有溫控裝置溫控點單一，適用范圍小等問題。本實用新型由于設置了溫度傳感器和電流互感器，因此可同時對負載的溫度和電流進行精確測量，溫度測量的誤差在士 0.5°C，所測得的結果可通過微處理器進行處理和控制，因而能夠同時對負載進行超溫及過流的雙重保護。還由于本實用新型可設定不同的保護溫度和電流值，因此既可對同一負載設定不同的溫度和電流值，也可根據所應用的負載的不同設定不同的溫度和電流值，因此應用范圍廣泛。還由于本實用新型通過大功率繼電器控制負載的通斷，因此可以控制大功率負載輸出。本實用新型還具有模塊化設計，體積小巧，工作可靠等特點。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0013]圖1是本實用新型的整體結構框圖。
[0014]圖2是本實用新型的電路原理圖。
【【具體實施方式】】
[0015]下列實施例是對本實用新型的進一步解釋和說明，對本實用新型不構成任何限制。
[0016]參閱圖1，本實用新型的可調式多點控溫的負載熱保護模塊包括溫度傳感器10、電流互感器20、繼電器30、按鍵40、微處理器50、電源接口 60、負載接口 70、取樣電路80及信號輸入電路90。
[0017]如圖1、圖2所示，所述溫度傳感器10 (RTl)為非接觸式溫度傳感器，其用于檢測負載的溫度。該溫度傳感器可以是熱敏電阻，也可以是電阻溫度檢測器(RTD)或IC溫度傳感器，本實施例中，該溫度傳感器為電阻溫度檢測器，其通過信號輸入電路90與微處理器50連接，將所測得的負載溫度數據送到微處理器50。所述微處理器50(MCU)為溫控用微處理器，其內設有可讀寫記憶存儲芯片，存儲芯片內可存入負載的額定工作溫度和電流數據，工作溫度和電流數據可通過按鍵40寫入，并可根據所應用負載的需要加以修改。微處理器50內還設有A/D轉換單元，用于將溫度數據的模擬信號轉換為數字信號。
[0018]如圖2，所述信號輸入電路90包括電阻R13、R14，二極管D9、D10及電容C11、C12。該信號輸入電路的輸入端經二極管D9、D10、電阻R13與溫度傳感器10連接，信號輸入電路的輸出端經電容C11、C12、電阻R14與微處理器50連接。當負載處于工作狀態(tài)時，溫度傳感器10實時檢測負載的溫度，并通過信號輸入電路90將所測得的負載溫度的模擬信號送到微處理器50，由微處理器轉換為數字信號，并與記憶存儲芯片內存儲的溫度設定值進行比較和控制處理。如果溫度傳感器10所測得的溫度達到了溫度設定值，微處理器50通過繼電器30切斷負載電源，以保護負載。
[0019]如圖2，所述電流互感器20 (CTl)為測量用微型電流互感器，其用于精確檢測負載電流。該電流互感器20串接在負載接口上，并通過取樣電路80與微處理器50連接，將由負載接口所測得的負載電流經取樣電路80送到微處理器50進行處理。[0020]圖2中，所述取樣電路80包括電阻R6、R7、R8、R9，二極管D6、D7及電容C8、C9，該取樣電路80的輸入端經R6、R7、R8及二極管D6、D7與電流互感器20連接，取樣電路80的輸出端經電容C8、C9、電阻R9與微處理器50連接。取樣電路80由電流互感器20獲得負載電流的取樣信號，并將該電流取樣信號送到微處理器50，由微處理器與設定值進行比較和處理，如果電流互感器20所測得的負載電流達到了設定值，則微處理器50通過繼電器30切斷負載電源，以保護負載。
[0021]所述繼電器30是負載通斷的開關器件，本實施例中，該繼電器30為大功率繼電器，其可用于40A?60A的大功率負載的連通或斷開控制。如圖2，繼電器30的4腳與電源接口 60的火線L連接，繼電器30的3腳與負載接口 70連接，負載接口還與電源接口 60的零線N串接。繼電器30的I腳、2腳經二極管D11、三極管Ql及電阻R15與微處理器50連接，由微處理器50控制其觸點閉合或斷開。
[0022]本實施例中，所述按鍵40可以是通用按鍵，其通過電阻R18、R19與微處理器50連接。通過該按鍵可輸入設定的負載額定工作溫度和電流數據，并可根據需要加以修改。所述電源接口 60和負載接口 70為通用插接式接口。
[0023]籍此，本實用新型通過設定并存儲負載的不同的工作溫度和電流值，使得當電流互感器20檢測到負載電流達到設定值時，或溫度傳感器10檢測到負載溫度達到設定值時，由微處理器50控制繼電器30切斷負載電路，實現負載的過流超溫保護。
[0024]盡管通過以上實施例對本實用新型進行了揭示，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，在不偏離本實用新型構思的條件下，對以上各構件所做的變形、替換等均將落入本實用新型的權利要求范圍內。
【權利要求】
1.一種可調式多點控溫的負載熱保護模塊，其特征在于，該模塊設有用于檢測負載溫度的溫度傳感器(10)，用于檢測負載電流的電流互感器(20)，用于控制負載通斷的繼電器(30)，設置和調整溫度、電流值用的按鍵(40)，用于數據處理和控制用的微處理器(50)及與交流電源連接用的電源接口(60)和與用電負載連接用的負載接口(70)，所述電流互感器(20 )與負載接口( 70 )相連接，并通過取樣電路(80 )與微處理器(50 )連接，所述繼電器(30)連接于電源接口(60)和負載接口(70)之間，并與微處理(50)連接，所述溫度傳感器(10)通過信號輸入電路(90)與微處理(50)連接，所述按鍵(40)與微處理器(50)連接，且 該負載熱保護模塊可設定并存儲不同的工作溫度和電流值，使得當電流互感器(20)檢測到負載電流達到設定值時，或溫度傳感器(10)檢測到負載溫度達到設定值時，由微處理器(50)控制繼電器(30)切斷負載電路，實現負載的過流超溫保護。
2.如權利要求1所述的可調式多點控溫的負載熱保護模塊，其特征在于，所述溫度傳感器(10)為非接觸式溫度傳感器，其通過信號輸入電路(90)與微處理器(50)連接。
3.如權利要求2所述的可調式多點控溫的負載熱保護模塊，其特征在于，所述信號輸入電路(90)包括電阻(R13、R14)、二極管(D9、D10)、電容(Cll、C12)，該信號輸入電路經二極管(D9、D10)、電阻(R13)與溫度傳感器連接，并經電容(C11、C12)、電阻(R14)與微處理器(50)連接，將溫度傳感器(10)測得的負載溫度的模擬信號送到微處理器(50)，由微處理器轉換為數字信號。
4.如權利要求1所述的可調式多點控溫的負載熱保護模塊，其特征在于，所述電流互感器(20 )為測量用微型電流互感器，其通過取樣電路(80 )與微處理器(50 )連接。
5.如權利要求4所述的可調式多點控溫的負載熱保護模塊，其特征在于，所述取樣電路(80)包括電阻(R6、R7、R8、R9)、二極管(D6、D7)、電容(C8、C9)，該取樣電路經(R6、R7、R8)及二極管(D6、D7)與電流互感器(20)連接，并經電容(CS、C9)、電阻(R9)與微處理器(50 )連接，將電流互感器(20 )對負載的電流取樣信號送到微處理器(50 )，由微處理器與設定值進行比較和處理，并經繼電器(30)對負載進行通斷控制。
6.如權利要求1所述的可調式多點控溫的負載熱保護模塊，其特征在于，所述繼電器(30)分別與電源接口(60)的火線(L)及負載接口(70)連接，并經二極管(D11)、三極管(Ql)及電阻(R15)與微處理器(50)連接。
7.如權利要求1所述的可調式多點控溫的負載熱保護模塊，其特征在于，所述電源接口(60)的火線(L)與繼電器(30)連接，電源接口(60)的零線與負載接口(70)連接。
【文檔編號】H02H5/04GK203690878SQ201320816443
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月7日 優(yōu)先權日:2013年12月7日
【發(fā)明者】馬永紅, 蘇冠賢, 盧子忱, 劉迎明 申請人:湖南省凱盈科技有限公司