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1、(10)申请公布号 CN 102252365 A (43)申请公布日 2011.11.23 CN 102252365 A *CN102252365A* (21)申请号 201110128837.0 (22)申请日 2011.05.18 F24D 19/10(2006.01) (71)申请人 艾斯比特制热电器 （上海） 有限公司 地址 201100 上海市闵行区友东路 38 号 (72)发明人 赵本礼 邓友元 (74)专利代理机构 上海衡方知识产权代理有限 公司 31234 代理人 卞孜真 何东浩 (54) 发明名称 具有触摸感应装置的可自动温控的电加热器 (57) 摘要 本发明公开了一种具有触。
2、摸感应装置的可自 动温控的电加热器， 其包括有电动力组件和与之 相连的加热组件， 还包括有 ： 实时控制组件， 其内 设于电加热器中， 用以接收控制指令并对所接收 的控制指令进行实时处理 ； 自动温控组件， 其与 所述实时控制组件相连并内设于电加热器中， 用 以对加热组件实现相对于室温的动态调节 ； 以及 触摸感应组件， 其与所述实时控制组件相连并外 设于电加热器， 用以实现对电加热器的触摸式控 制。利用本发明的具有触摸感应装置的可自动温 控的电加热器可通过触摸感应的方式对电加热器 进行操作， 同时， 可实现相对于环境温度的自动调 节， 于提高电加热器的用户体验度的同时也提高 了电加热器的使用。
3、寿命。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 13 页 CN 102252370 A1/2 页 2 1. 具有触摸感应装置的可自动温控的电加热器， 包括有电动力组件和与之相连的加热 组件， 其特征在于， 还包括 ： 实时控制组件， 其内设于电加热器中， 用以接收控制指令并对所接收的控制指令进行 实时处理 ； 自动温控组件， 其与所述实时控制组件相连并内设于电加热器中， 用以对加热组件实 现相对于室温的动态调节 ； 触摸感应组件， 其与所述实时控制组件相连并外设于电加热器， 用以实现对电加热器 的触摸式控制。。
4、 2. 如权利要求 1 所述的具有触摸感应装置的可自动温控的电加热器， 其特征在于 ： 所 述自动温控组件包括有温度采集组件， 其进一步包括有相对于各室温值具有相应的电压值 的热敏电阻和与之组成分压电路的具有定值的分压电阻， 该分压电路的输出端与所述实时 控制组件相连接， 该分压电路所输出的电压值通过所述实时控制组件得出所述热敏电阻的 阻值进而获得室温值。 3. 如权利要求 2 所述的具有触摸感应装置的可自动温控的电加热器， 其特征在于 ： 所 述自动温控组件还包括有恒温控制组件， 其进一步包括有可控硅触发器， 该触发器包括有 可控硅和与之相连的光电耦合器， 该光电耦合器同时与所述实时控制组件。
5、相连并通过该实 时控制组件控制其通断。 4. 如权利要求 3 所述的具有触摸感应装置的可自动温控的电加热器， 其特征在于 ： 所 述恒温控制组件还包括有抗干扰电路， 所述光电耦合器通过该抗干扰电路与所述实时控制 组件相连， 所述抗干扰电路为两相互串联的三极管。 5. 如权利要求 1 至 4 任一项所述的具有触摸感应装置的可自动温控的电加热器， 其特 征在于 ： 所述触摸感应组件包括触摸按键处理组件以及外包覆于所述触摸按键处理组件的 触摸采集板， 其中， 所述触摸采集板为涂覆有可被激活的透明导电膜的玻璃， 涂覆有所述透 明导电膜的区域为按键区域 ； 所述触摸按键处理组件为与所述实时控制组件相连的。
6、电容测 量电路， 而所测得的电容值对应于不同的按键处理指令。 6. 如权利要求 5 所述的具有触摸感应装置的可自动温控的电加热器， 其特征在于 ： 所 述的电加热器还包括有显示组件和与之相连的显示驱动组件， 其中， 所述显示驱动组件与 所述实时控制组件相连， 所述显示组件包括有设于所述触摸采集板上的显示屏。 7. 如权利要求 6 所述的具有触摸感应装置的可自动温控的电加热器， 其特征在于 ： 所 述触摸采集板呈颜色可调的背光显示， 而所述显示屏为 LCD 显示屏、 LED 动态彩色显示屏或 VFD 显示屏。 8. 如权利要求 7 所述的具有触摸感应装置的可自动温控的电加热器， 其特征在于 ： 。
7、所 述的电加热器还包括有与所述实时控制组件相连的风扇驱动组件， 其进一步包括有可控制 风扇功率大小的继电器、 用以保护所述继电器的二极管以及与所述继电器相连的三极管， 所述三极管构成开关电路， 用以通过加在其基极信号的高低控制继电器的工作与否。 9. 如权利要求 8 所述的具有触摸感应装置的可自动温控的电加热器， 其特征在于 ： 所 述的电加热器还包括有无线遥控组件， 其包括有与所述实时控制组件相连的红外无线遥控 接收器以及相应的红外无线遥控发射器， 所述接收器接收来自发射器的控制指令并将其传 输至所述实时控制组件用以进行实时处理。 权 利 要 求 书 CN 102252365 A CN 10。
8、2252370 A2/2 页 3 10. 如权利要求 9 所述的具有触摸感应装置的可自动温控的电加热器， 其特征在于 ： 所 述的电加热器还包括有与所述实时控制组件相连的实时时钟组件， 用以设定和读取当前的 时间信息。 权 利 要 求 书 CN 102252365 A CN 102252370 A1/4 页 4 具有触摸感应装置的可自动温控的电加热器 技术领域 0001 本发明涉及一种智能温控的电加热器， 特别涉及一种可实现触摸感应、 显示并调 控， 同时兼具智能温控的电加热器。 背景技术 0002 通常， 电加热器采用机械控制和电子控制两种控制方式。机械控制较为简单且功 能单一， 电子控制以。
9、其功能多样、 控制灵活、 外形美观等特点在国内外呈现发展趋势。 然而， 现有技术中的电子控制大部分停留在较简单的 LCD 显示或 LED 显示， 同时配以微动开关按 键， 这在操作上不够舒适， 在视觉上也不够美观。另外， 在温度控制上基本上采用设定一个 需要的取暖温度， 加热元件全功率输出， 当室内温度上升到达设定温度时， 功率输出停止。 当室内温度下降低于设定温度一定值时， 功率重新输出。这造成电加热器频繁地启动和关 闭， 既降低机器的使用寿命， 又给用户造成不舒适的感觉。因此， 如何能优化电加热器的电 子控制是目前亟待解决的问题。 发明内容 0003 本发明的目的是提供一种具有触摸感应装置。
10、的可自动温控的电加热器， 其可通过 触摸感应的方式对电加热器进行操作， 同时， 可实现相对于环境温度的自动调节， 于提高电 加热器的用户体验度的同时也提高了电加热器的使用寿命。 0004 为解决上述技术问题， 本发明的具有触摸感应装置的可自动温控的电加热器包括 有电动力组件和与之相连的加热组件 ； 还包括有实时控制组件， 其内设于电加热器中， 用以 接收控制指令并对所接收的控制指令进行实时处理 ； 自动温控组件， 其与所述实时控制组 件相连并内设于电加热器中， 用以对加热组件实现相对于室温的动态调节 ； 以及触摸感应 组件， 其与所述实时控制组件相连并外设于电加热器， 用以实现对电加热器的触摸。
11、式控制。 0005 作为本发明的一种优选方案， 所述自动温控组件包括有温度采集组件， 其进一步 包括有相对于各室温值具有相应的电压值的热敏电阻和与之组成分压电路的具有定值的 分压电阻， 该分压电路的输出端与所述实时控制组件相连接， 该分压电路所输出的电压值 通过所述实时控制组件得出所述热敏电阻的阻值进而获得室温值。 当实时控制组件获取室 温值后便可根据预设的温度与加热组件功率之间的参数关系， 自动调节加热组件的功率， 从而实现智能控温。 0006 作为本发明的一种优选方案， 所述自动温控组件包括有恒温控制组件， 其进一步 包括有可控硅触发器， 该触发器包括有可控硅和与之相连的光电耦合器， 该光。
12、电耦合器同 时与所述实时控制组件相连并通过该实时控制组件控制其通断， 从而控制可控硅的工作， 进而自动控制加热组件的功率， 从而实现高精度的多功率加热。 0007 作为本发明的一种优选方案， 所述恒温控制组件还包括有抗干扰电路， 所述光电 耦合器通过该抗干扰电路与所述实时控制组件相连， 所述抗干扰电路为两相互串联的三极 管。通过所述抗干扰电路可提高系统的灵敏度。 说 明 书 CN 102252365 A CN 102252370 A2/4 页 5 0008 作为本发明的一种优选方案， 所述触摸感应组件包括触摸按键处理组件以及外包 覆于所述触摸按键处理组件的触摸采集板， 其中， 所述触摸采集板为。
13、涂覆有透明可被激活 的导电膜的玻璃， 涂覆有所述透明导电膜的区域为按键区域 ； 所述触摸按键处理组件为与 所述实时控制组件相连的电容测量电路， 而所测得的电容值对应于不同的按键处理指令。 0009 作为本发明的一种优选方案， 所述的电加热器还包括有显示组件和与之相连的显 示驱动组件， 其中， 所述显示驱动组件与所述实时控制组件相连， 所述显示组件包括有设于 所述触摸采集板上的显示屏。 0010 作为本发明的一种优选方案， 所述触摸采集板呈颜色可调的背光显示， 而所述显 示屏为 LCD 显示屏、 LED 动态彩色显示屏或 VFD 显示屏等。 0011 所述显示屏可实时的显示各种功能的状态， 如夜。
14、光照明、 加热、 通风、 风速、 功率、 环境温度、 时间、 星期等， 使得用户清楚地知晓电加热器当前的工作状态， 并可以随时得知 给出的控制指令是否被执行。 0012 另外， 显示屏的亮度可被控制， 当用户进行操作时， 显示屏呈高亮显示， 当用户结 束操作时， 显示屏亮度自动降为低亮或完全熄灭。 0013 作为本发明的一种优选方案， 所述的电加热器还包括有与所述实时控制组件相连 的风扇驱动组件， 其进一步包括有可控制风扇功率大小的继电器、 用以保护所述继电器的 二极管以及与所述继电器相连的三极管， 所述三极管构成开关电路， 用以通过加在其基极 信号的高低控制继电器的工作与否， 从而实现不同的。
15、风扇功率。实时控制组件可以根据设 定及功率输出自动调节风机的转速。 0014 作为本发明的一种优选方案， 所述的电加热器还包括有无线遥控组件， 其包括有 与所述实时控制组件相连的红外无线遥控接收器以及相应的红外无线遥控发射器， 所述接 收器接收来自发射器的控制指令并将其传输至所述实时控制组件用以进行实时处理。 0015 作为本发明的一种优选方案， 所述的电加热器还包括有与所述实时控制组件相连 的实时时钟组件， 用以设定和读取当前的时间信息。 附图说明 0016 下面结合附图和较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。 0017 图 1 是本发明较佳实施方式的外部结构示意图 ； 图 2 是本发明较。
16、佳实施方式的内部结构示意图 ； 图 3 是本发明较佳实施方式的触摸感应组件以及显示组件的外观示意图 ； 图 4 是本发明较佳实施方式的电子控制的原理框图 ； 图 5 是本发明较佳实施方式的实时控制组件的结构示意图 ； 图 6 是本发明较佳实施方式温度采集组件的测量热敏电阻值的电路示意图 ； 图 7A 是本发明较佳实施方式的恒温控制组件的可控硅触发电路示意图 ； 图 7B 是本发明较佳实施方式的可控硅的不同导通角下的输出波形示意图 ； 图 8 是本发明较佳实施方式的风扇驱动电路示意图 ； 图 9A 是本发明较佳实施方式的触摸按键处理电路示意图 ； 图 9B 是本发明较佳实施方式的触摸采集板的平面。
17、示意图 ； 图 10 是本发明较佳实施方式的显示驱动电路示意图 ； 说 明 书 CN 102252365 A CN 102252370 A3/4 页 6 图 11A 是本发明较佳实施方式的过零检测电路示意图 ； 图 11B 是本发明较佳实施方式的过零检测电路的输出波形示意图 ； 图 12 是本发明较佳实施方式的电源电路示意图 ； 图 13 是本发明较佳实施方式的无线遥控接收电路示意图 ； 以及 图 14 是本发明较佳实施方式的时钟电路示意图。 具体实施方式 0018 如图 1 至图 4 所示， 本发明较佳实施方式的具有触摸感应装置的可自动温控的电 加热器1包括有电动力组件和与之相连的加热组件5。
18、， 还包括有外设的显示组件2和触摸感 应组件 3 ； 内设的实时控制组件 4 以及与之相连的电源组件、 温度采集组件、 恒温控制组件、 风扇驱动组件、 触摸按键处理组件、 显示驱动组件、 无线遥控接收器、 实时时钟组件。 0019 如图 12 所示， 输入交流电变压器 T1 降压， 整流桥 B1 整流， 电容滤波后， 为系统提 供约 12V 的电压， 给稳压管 V1 和继电器输出提供电源。稳压管此处优选 LM7805CT 型号， 其 输出的电压 VCC 约为 5V。 0020 请同时参考图 5， 所述的实时控制组件为单片机 U1， 此处优选 ATMEGA169 型号， 其 采用内部 8M 晶振。
19、。 0021 请同时参考图 6， 所述温度采集组件采用由负温度系数热敏电阻 （NTC） 组成的温 度传感器， 所述的热敏电阻此处优选 HOT1 MF-58 型号， 由于所述的热敏电阻的阻值随着环 境温度的升高而减小， 而每一个环境温度值对应有一个热敏电阻的阻值， 因而可以由该热 敏电阻的阻值推算当前的环境温度值。 0022 通过图示的分压电路可测得 Vout， 同时， 通过等式 Vout=R5/(NTC+R5)，（其中， R5 为分压电阻） ， 即可得到热敏电阻的阻值， 又， Vout 与单片机 U1 的针脚 61， 即 A/D 数模转换 端相连接， Vout 经 A/D 数模转换成数字信号后。
20、， 单片机 U1 可计算出相应的环境温度值。 0023 如图 11A 和图 11B 所示， 过零检测电路包括整流器 D1、 D2， 分压电阻 R7、 R10， 三极 管 Q1 以及上拉电阻 R6。整流器 D1、 D2 电压取自变压器次级 A、 B 两点 （未示出） ， 经过整流 器D1、 D2全波整流形成脉动直流波形， 通过分压电阻R7、 R10后， 再经过电容滤波， 滤去高频 成分， 形成 C 点电压波形 ； 当 C 点 (R7,R10 连接处 ) 电压大于 0.7V 时， 三极管 Q1 导通， 在三 极管集电极形成低电平 ； 当C点电压低于0.7V时， 三极管截止， 三极管集电极通过上拉电。
21、阻 R6， 形成高电平。这样， 通过三极管的反复导通与截止， 在单片机 U1 过零检测端口 ZERO （即 针脚 17） 点形成 100Hz 脉冲波形， 单片机 U1 通过判断检测电压的零点。 0024 如图 7A 和图 7B 所示， 加热组件连接有可控硅触发器， 其包括有可控硅触发电路， 该电路由一可控硅 T、 一控制所述可控硅 T 的光电耦合器 GD 及其相关外围电路组成， 其中， 光电耦合器 GD 此时处优选 MOC3020 型号。该电路的输入端经抗干扰电路， 即两相互串联的 三极管 Q2、 Q3 与单片机 U1 的 SCRO、 SCR1 端 （即针脚 6、 7） 相连接， 单片机 U1。
22、 即可控制光电 耦合器GD的通断， 从而控制可控硅T的工作， 进而自动控制加热组件的功率， 实现多功率加 热。 0025 单片机 U1 根据设定温度与环境温度的差距， 通过改变可控硅的导通角来控制输 出到负载的功率， 以达到控制环境温度的目的。当过零信号出现后， 单片机 U1 延迟一段时 间 （延迟时间范围 ： 0-8.3mS） 后输出触发信号， 导通角的大小由延迟时间的长短决定。延迟 说 明 书 CN 102252365 A CN 102252370 A4/4 页 7 时间长， 则导通角小 ； 延迟时间短， 则导通角大。 此处选择功率0%、 10%、 30%、 50%、 70%和100% 时。
23、的电压波形。 0026 另外， 可控硅触发电路还包括有阻容吸收电路用以保护所述可控硅， 该阻容吸收 电路由电阻 R2 和电容 C2 串联而成。 0027 如图8所示， 风扇驱动电路由可控制风扇功率大小的继电器K1-K3、 三极管Q4-Q6、 用以保护所述继电器的二极管 D3-D5 及其外围电路组成， 该电路与单片机 U1 的 PH 端、 PM 端、 PL 端 （即针脚 3 至 5） 相连， 所述单片机 U1 可以根据设定及功率输出自动调节风机的转 速。其中， 可选择不同数量的继电器来控制风扇功率的大小。 0028 如图 10 和图 3 所示， 显示组件包括有显示屏 6。所述显示屏为 LCD 显。
24、示屏、 LED 动 态彩色显示屏或 VFD 显示屏等， 此处为 LED 动态彩色显示屏。显示组件还包括显示驱动组 件， 此处选择 PTC6964 型号的 7 位单排针的 LED 显示模块， 单片机 U1 可控制显示的亮度和 是否显示等。可根据所需亮度而选择多个显示模块。 0029 如图 9A 和图 9B 所示， 触摸感应组件包括触摸按键处理组件以及外包覆于所述按 键处理组件的触摸采集板 8， 其中， 所述触摸采集板 8 呈蓝色背光可调， 其为涂覆有透明可 被激活的导电膜9的1.0mm厚的玻璃， 所述涂覆有透明导电膜9的区域为按键区域 ； 所述触 摸按键处理组件为与所述实时控制组件相连的电容测量。
25、电路， 而所测得的电容值对应于不 同的按键处理指令。当人体接近按键区域后会影响该电路的基准电容， 处理电路通过测量 电容的变化即可判断是哪个按键有改变， 经单片机 U1 处理后可以实现相应的功能。 0030 如图 9A 所示， 本较佳实施方式的按键包括有 MODE 键， UP 键， DOWN 键， ONOFF 键， 触 摸按键处理组件选择 TCH60 的芯片 U2， 其中， MODE 键通过触摸采集板 8 连接到芯片 U2 的针 脚 12 的 K4 焊盘， UP 键连接到芯片 U2 的针脚 11 的 K3 焊盘， DOWN 键连接到芯片 U2 的针脚 10 的 K2 焊盘， ONOFF 键连接。
26、到芯片 U2 的针脚 9 的 K1 焊盘。K1-4 经由电阻输入到芯片 U2 中， 并与单片机 U1 的 S1-4（即针脚 25-28） 一一对应。 0031 以ONOFF键为例 ： 当手指接近触摸键ONOFF时， 触摸芯片会进行处理， 并在S1端输 出低电平， 单片机 U1 经过消抖处理等， 会进行开关机操作等动作。其他按键处理方式相同。 0032 如图 13 所示， 红外无线遥控接收器为一体化的 IRCI 头， IRCI 的 3 脚经过限流电 阻 R11 与 VCC 相连， IRCI 的 2 脚接地， 3 脚为输出端， 其将接收到的红外线遥控信号送入单 片机 U1 的 44 脚并由单片机 。
27、U1 确定执行的动作。 0033 如图14所示， 实时时钟组件此处选择DS1302型号的时钟芯片， DS1302的1和8脚 为供电管脚， 1 脚接 VCC， 8 脚经过 D8、 D7 分别接 VCC 和电池， 这样断电时可以由外置的电池 供电以保证时间的正确， 4 脚接地 ； 2、 3 脚接 32.768MHz 晶振 ； 5、 6、 7 脚分别为复位端、 数据 输入输出端、 穿行时钟， 分别接单片机 U1 的 30、 31、 32 脚， 其用以设定和读取当前的时间信 息并为 U1 提供外部时钟信号。 说 明 书 CN 102252365 A CN 102252370 A1/13 页 8 图 1。
28、 说 明 书 附 图 CN 102252365 A CN 102252370 A2/13 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 102252365 A CN 102252370 A3/13 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 102252365 A CN 102252370 A4/13 页 11 图 4 说 明 书 附 图 CN 102252365 A CN 102252370 A5/13 页 12 图 5 说 明 书 附 图 CN 102252365 A CN 102252370 A6/13 页 13 图 6 图 7A 说 明 书 附 图 CN 102252365 A CN 10。
29、2252370 A7/13 页 14 图 7B 说 明 书 附 图 CN 102252365 A CN 102252370 A8/13 页 15 图 8 说 明 书 附 图 CN 102252365 A CN 102252370 A9/13 页 16 图 9A 图 9B 说 明 书 附 图 CN 102252365 A CN 102252370 A10/13 页 17 图 10 说 明 书 附 图 CN 102252365 A CN 102252370 A11/13 页 18 图 11A 说 明 书 附 图 CN 102252365 A CN 102252370 A12/13 页 19 图 11B 图 12 说 明 书 附 图 CN 102252365 A CN 102252370 A13/13 页 20 图 13 图 14 说 明 书 附 图 CN 102252365 A 。