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生活电器

电热毯方案开发设计

2020-03-21

电热毯是一种依靠电热丝通电发热的一种床上低温取暖用品,特别适合于没有暖气设备的室内湿冷环境,尤其在冬季,更是家家必备的供暖工具之一。对老人、儿童和患有关节炎、哮喘疾病的人来讲,使用电热毯睡眠会取得非常理想的理疗效果。电热毯主要由发热元件、基芯、面料、电源线、接线盒(发热元件与电源线连接部分)、控制开关(或调温器)等组成。

一、电热毯的分类

市场上的电热毯品牌繁多,消费者选购电热毯一定要考虑到它的安全性、舒适性、可靠性、耐用性、功能性。目前市场上常见的电热毯有单人电热毯和双人电热毯两种。供单人使用的发热功率多在40~60W,供双人使用的发热功率多在60 IOOW。根据使用的电压不同,有220V电压供电的电热毯和交流24V以下的安全型电热毯。

(1)普通型电热毯。主要依靠电源开关的插拔来实现通电加热、断电降温,但控制温度不方便。

(2)手动控温型。市场上大部分是这一种,用手工控制开关,当接入半导体二极管时,降低电压达到保温的目的。

(3)自动控温型。它采用恒温控制装置,当温度升到某一额定值时(如40~6Oqc),可自动降压或断电,温度过低可自动升温。恒温电热毯属于较高档的电热毯。

(4)安全型电热毯。有高压型,直接接入22Ov交流电;低压型,通常通过电源变压器,将电压从220伏降到几十伏,在一定范围内可以调整。

(5)多功能低压保健电热毯。该种电热毯具有以下一些优点:首先是安全、节能省电。发热元件采用新型合金发热丝,低阻值,电导率高,热效率高,升温快。其次是调温控温,调温开关采用双路双温双控,同一床电热毯上可根据不同需要控制在两个不同的温区,实现双人温差的调控功能。温控开关温升可控制在15~4 5℃的范围内,具有适应人体需要的调温、控温、保暖去寒功能。

(6)磁疗保健功能的电热毯。该种电热毯经220V向24V低压的转换是通过磁场变频降压来完成的,工作频率在25k H z范围内,由于发热元件特殊结构的作用,使电热毯在工作时产生适宜的磁通量,与一些磁疗或脉冲保健用品的磁通量相吻合,根据人体生理的构成情况进行设计,可使周身穴位得到调节,疏筋活络,促使肌体各关节轻松舒展,改善血液循环促进细胞代谢,使内分泌旺盛。

深圳电热毯方案开发公司

二、电热毯方案工作原理

电热毯的电源是经开关和保险丝与电热线直接相连接的。使用时,插上电源插头,闭合电源开关,电热线加热升温,其温度的调节只能靠开关和插拔电源插头来完成。其中的保险丝要起过流保护作用。

电热毯目前主要是利用发热元件来进行工作的,而发热部件的主要功能是将电能转换热能。而现在有很多的电热毯所采用主要的发热元件是热敏电阻。

热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随温度变化而变化的性质而制成的。其常用的半导体材料有铁、镍、钴、钼、钛镁铜等得氧化物或其他氧化物。热敏电阻具有灵敏度高,电阻温度系数比金属大,体积小,热惯性小,结构性好,机械性能强,价格便宜,寿命长等优点。但也有相互性和复杂性差,非线形严重,测温范围较窄。

三、电热毯的设计安全方案

电热毯主要由发热线、毯料、控制器、连接器和电线构成,而对安全性起到关键作用的是发热线、控制器和连接器。在国家相关部门的多次抽查中发现,所有不合格电热毯主要具有以下问题,一是电热毯的发热线弯曲次数不合格,容易断丝,引起打火;二是折叠时温度控制达不到标准要求;三是带电部件泄漏电流指标不合格。安全电热毯必须具备以下四个要素:

1)发热线材必须使用双层螺旋线结构的耐压发热线。2)控制器必须具备防电弧,防漏电和自动保护功能。3)连接器必须具有较高的耐压强度和密闭绝缘连接功能。4)必须具有严格的测试环境,保证百分百的安全。

1、电热毯发热线材设计

电热毯最大安全隐患是起火,因此,需要考虑如何防止由于电热毯的局部高温、毯子过热以及断丝打火等引发的火灾事故。和普通的单层发热线相比,双层螺线发热线结构由于加入了螺旋检测线层,因此能够全线路检测温度信号和故障信号,通过特殊的信号传递技术将这些异常信号迅速的传递给控制器,进行安全控制。

2、电热毯控制器设计

控制器也就是通常说的开关,在安全电热毯的设计中,它不仅能够起到开关和调温的作用,还需要具有切断电源到安全保护电热毯的作用。因此与普通的二芯线开关相比,安全电热毯必须采用三芯线结构,除电源线外,需要加入独立的温度和故障信号反馈通道,并且采用高反压整流管、高精度温度熔断装置和电流熔断装置等,以实现对电热毯在使用过程中安全状态有效的监控,一旦出现意外,能够及时的切断电源,实现多重安全保护。

通过调研发现,很多电热毯的燃烧不是由于温度过高引起,而是由于控制器的电弧火花引起。因此,安全电热毯的控制器必须能够防止电弧火花,电热毯控制器必须采用阻燃PCB板,并且配以PA自润滑滑触片,在制造上、工艺上需要使用波峰自动焊连和电源线勾焊,以达到有效的防止电弧火花,延长开关使用寿命的目的。

3、连接器设计

连接器即连接发热线和控制器的设备,虽然这是一个很重要的设备,但是也是很多电热毯制造企业忽略的设备。有些劣质电热毯制造商直接用低档胶将发热线和控制器通过电线连接,还有的甚至用绝缘胶布来连接,这些都存在着极大的安全隐患,在潮湿的环境中很容易造成电热毯漏电伤人。安全电热毯的连接器,必须具有较高的耐压强度,采用阻燃PCB板和自动恒温焊接技术,以保证发热线和控制器之间的绝对安全。保证发热线和控制器的绝缘密闭连接,杜绝安全隐患。

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四、电热毯温度控制系统设计

电热毯是一种功耗低、经济适用的取暖设备,同时在睡眠时也具有空调无法取代的取暖效果和经济效果,在我国城乡居民中使用十分广泛,尤其在冬春季节广大农村使用电热毯取暖的现象十分普遍。然而,一般的家用电热毯只有高低温两个档位,在严冬使用时往往觉得高温档温度太高,低温档温度太低,使用者在冬夜里经常被热醒或冻醒而起床对档位进行调节,严重影响人的睡眠质量。这不但会使人身体感觉不适,还会造成能源的浪费。因此,研制和开发新型电热毯及其控制系统,提高电热毯使用舒适度、可靠性和方便性,成为使用者和电热毯生产企业的共同期望,也是电热毯整个行业发展需要解决的重要课题。

电热毯温度控制系统一般要满足下列要求:(1)恒温控制稳定。温度设定后温度应该稳定在设定值附近,不应有大的波动。(2)适用性强。电热毯种类繁多,温度控制系统要适用于不同类型的电热毯。(3)易操作。温控系统的调节应该操作简便,容易掌握。(4)结构简单。温控装置应该结构简单,便于制造和安装。(5)经济效益好。温控系统应尽可能节省电能。(6)安全性好。温控系统要有上限温度限制,防止温度过高,防止不安全事故发生。

目前常用的电热毯温控系统有两种:基于可控硅的温控系统、基于智能检测控制系统。两种系统原理不同工作特性也不同。

基于可控硅的温控系统可手动调节电位器调节电热毯发热功率,其工作方式为持续加热,即在电热毯加热丝一直在工作。用户可调节发热功率来控制电热毯的温度,属于无级调温,但由于缺少指示装置只能根据经验调节电位器阻值,调节精度完全依赖使用者的经验,当温度调节较高时,可能发生不安全事故。

基于控制器的温控系统,通过温度传感器采集实际温度,并能实时的显示电热毯当前温度,用户可方便的进行温度的设定,达到设定温度后会自动停止加热,工作方式为间断加热方式,在满足温度控制的前提下能有效的节约能源;并由相应的保护措施,安全性较高。

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五、电热毯选购建议

为保证家庭使用电热毯的安全和电热毯的使用寿命,防止和避免使用电热毯过程中发生的不安全因素,因此要正确选购电热毯:

(1)购买电热毯时要选购经过国家质量检验部门检验合格的产品。辨别电热毯的安全标志(O S),说明是通过国家质量安全检验的安全产品对于小厂家生产的三无产品坚决不要购买,否则使用的安全性是无法得到保障的;

(2)到正规商场购买,产品上要有厂名、厂标和厂址、出厂年月和检查员章及合格证;要有一个清晰明确的标志,标志上应能反映出电热毯的规格、生产厂家及必要的提示;

(3)电热毯的面积不同,加热面积也不同。通常分为单人、双人或三人电热毯。在可能的情况下,尽可能选择面积较大的电热毯;

(4)尽可能选择质地好的面料、选择厚的比薄的好;功率单人不宜超过6oW,双人不宜超过120W;

(5)通电检查,将其放到高温档位置,约3-5m in用手摸电热毯中部应有温升,证明该档是完好的。如调温器是其它型式的,可延长测试时间:

(6)电热毯电源控制器应完整、光滑、无缺损,使用灵活,有清晰的开关标记,使用的电源线应为双层护套线。

六、电热毯使用注意事项

(1)使用电热毯之前,应详细阅读使用说明书,严格按照说明书操作:(2)不得插入针销;(3)弄湿是不得使用;(4)不得干洗或洗涤;(5)避免在器具上压出皱褶;(6)不得让不能自理人员、婴幼儿或对不敏感的人使用;(7)不用时放在干燥的地方储存。不得折叠使用;(8)经常检查器具上是否有磨损或损坏的迹象,如果有这类迹象,或是如果此器具己被误使用,则应在下次使用前返回到供应商处;(9)如果电源线损坏,为避免危险,必须由制造厂或其维修部或类似的专职人员来更换;(1O)在高温调定位置上使用过长的时间会造成皮肤烫伤。

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