一种加热控制电路及呼吸机的制作方法

1.本实用新型涉及电子电路技术领域，具体地涉及一种加热控制电路及呼吸机。


背景技术：

2.现有技术中，对于加热盘需要实现恒功率加热。但是由于加热盘所销往的国家不同，其所外接的交流电压也不相同。例如，有的国家所采用的网电源是110v，有的国家所采用的网电源是220v。而现有的对于加热盘的加热电路是通过假设已知的电压，直接检测网电源的过零点或者占空比来实现恒功率。但是采用该种加热电路，当外接的网电源电压发生变化时，其所计算出的恒功率往往不够准确，进而对加热电路以及加热盘造成一定的损坏。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例的目的是提供一种加热控制电路及呼吸机，该加热控制电路能够至少解决上述存在的技术问题。
4.为了实现上述目的，第一方面，本实用新型实施例提供一种加热控制电路，所述加热控制电路包括控制器件和开关器件，所述控制器件的输入端连接交流电源，输出端连接所述开关器件的控制端，而所述开关器件的输出端连接加热件；其中，所述控制器件被配置为根据所述交流电源的不同输出电压生成用于控制所述开关器件的占空比适应性变化的驱动信号，其中所述占空比适应性变化以使得所述开关器件输出至所述加热件的功率维持恒定。
5.可选的，所述开关器件为mos管，所述mos管的栅极连接所述控制器件，源极连接电源接地端，漏极连接所述加热件的输入端，其中所述mos管的栅极为所述控制端。
6.可选的，所述加热控制电路还包括与所述加热件和所述开关器件形成的串联电路相并联的分压电路，且该分压电路包括相互串联的第一电阻和第二电阻。
7.可选的，所述加热控制电路还包括设置在所述控制器件的输出端和所述开关器件的控制端之间的隔离器件。
8.可选的，所述加热控制电路还包括设置于所述隔离器件和所述开关器件之间的第三电阻。
9.可选的，所述加热控制电路还包括整流器件，其连接在所述交流电源和所述加热件之间，用于将所述交流电源的输出电压信号转换为直流电压以提供给所述加热件。
10.可选的，所述加热控制电路还包括互感器，其连接在所述交流电源和所述控制器件之间，用于采样所述交流电源的输出电压信号以提供给所述控制器件。
11.可选的，所述电压采集器件为互感器，所述互感器的输入端连接所述交流电源，输出端连接所述控制器件的输入端。
12.可选的，所述控制器件为功率计算芯片。
13.第二方面，本实用新型实施例提供一种呼吸机，包括：加热件；以及第一方面任一
项所述的加热控制电路。
14.通过上述技术方案，本实用新型的加热控制电路可以外接不同交流电压的交流电源，以实现加热件的恒功率输出，且其结构简单。
15.本实用新型实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
16.附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：
17.图1是根据一示例性实施例示出的一种加热控制电路示意框图；
18.图2是根据一示例性实施例示出的一种加热控制电路连接示意图；
19.图3是根据一示例性实施例示出的一种110v交流电压信号变化示意图；
20.图4是根据一示例性实施例示出的一种220v交流电压信号变化示意图。
具体实施方式
21.以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。
22.图1是根据一示例性实施例示出的一种加热控制电路示意框图，如图1所示，所述加热控制电路包括控制器件110和开关器件120，所述控制器件110的输入端连接交流电源，输出端连接所述开关器件120的控制端，而所述开关器件120的输出端连接加热件；其中，所述控制器件110被配置为根据所述交流电源的不同输出电压生成用于控制所述开关器件120的占空比适应性变化的驱动信号，其中所述占空比适应性变化以使得所述开关器件输出至所述加热件的功率维持恒定。
23.本实用新型实施例所提供的加热控制电路，能够外接不同交流电压的交流电源，实现加热件的恒功率加热，且结构简单，成本较低。
24.在一优选实施例中，所述开关器件为mos管，所述mos管的栅极连接所述控制器件，源极连接电源接地端，漏极连接所述加热件的输入端，其中所述mos管的栅极为所述控制端。
25.举例而言，所述mos管可以基于正向导通反向截止的基本工作原理，响应控制器件的驱动信号以适应性的导通和截止。具体的，当mos管处于导通状态时，其所连接的加热件开始进行加热工作，而当mos管处于截止状态时，其所连接的加热件停止加热工作。因此，通过mos管在一定周期内的规律性导通和截止，使得加热件满足在一定周期内处于恒功率输出。
26.所述开关器件为mos管，所述mos管的栅极连接所述控制器件，源极连接电源接地端，漏极连接所述加热件的输入端，其中所述mos管的栅极为所述控制端。
27.本技术实施例可以根据实际需要选用n沟道、p沟道等不同类型的mos管，在此不作过多限定。
28.在一优选实施例中，所述加热控制电路还包括与所述加热件和所述开关器件形成的串联电路相并联的分压电路，且该分压电路包括相互串联的第一电阻和第二电阻。
29.第一电阻和第二电阻串联形成的分压电路能够有效的控制分路电压，防止过高的电压击穿mos管，避免加热件的损坏。另外，本技术实施例可以根据电路实际应用情况设定第一电阻和第二电阻的阻值，并且不限定第一电阻和第二电阻的种类。例如，第一电阻和第二电阻可以采用滑动变阻器，通过改变电阻的大小实现对于分路电压的控制调节。
30.在一优选实施例中，所述加热控制电路还包括设置在所述控制器件的输出端和所述开关器件的控制端之间的隔离器件。
31.具体的，隔离器件将输入输出进行有效的隔离，防止干扰信号对于电路的影响以及具有良好的电绝缘能力。举例而言，隔离器件可以采用光电耦合器，如光电耦合器的型号为moc3063。
32.在一优选实施例中，所述加热控制电路还包括设置于所述隔离器件和所述开关器件之间的第三电阻。
33.具体的，第三电阻能够对于隔离器件所输出的信号电流起到限流作用，有效保护开关单元，防止过高的电流造成开关单元的损坏。
34.在一优选实施例中，所述加热控制电路还包括整流器件，其连接在所述交流电源和所述加热件之间，用于将所述交流电源的输出电压信号转换为直流电压以提供给所述加热件。
35.本技术实施例通过整流器件将交流电压转换为直流电压，能够满足加热件对于直流电压的需要。更为优选的，本技术实施例还可以在电压转换器件和加热设件之间设置滤波器件，将转换后的直流电压信号进行滤波，有效去除直流电压信号中的干扰信号，保证加热件的使用安全。
36.其中，整流器件可以根据实际应用需要采用全波整流桥、半波整流桥或者其他类型的整流电路，在此不作过多限定。
37.在一优选实施例中，所述加热控制电路还包括电压采集器件，其连接在所述交流电源和所述控制器件之间，用于采样所述交流电源的输出电压信号以提供给所述控制器件。
38.在一优选实施例中，所述电压采集器件为互感器，所述互感器的输入端连接所述交流电源，输出端连接所述控制器件的输入端。其能够按照一定比例将交流电压降低，以满足控制器件的使用。
39.在一优选实施例中，所述控制器件为功率计算芯片。该功率计算芯片内置可以根据实际应用需要内置不同功率计算公式，以满足用户对于恒功率输出的多种需求。举例而言，计算功率芯片的型号包括hlw8012等。
40.通过上述实施例可知，本技术加热控制电路可以外接不同交流电压的交流电源，在实现恒功率的是基础上，进一步满足宽电压的需求，使其能够适应不同的应用场合。
41.下面以更为具体的实施例来详细说明加热控制电路实现恒功率输出的过程。
42.图2是根据一示例性实施例示出的一种加热控制电路连接示意图。首先对于图2中的各个单元和器件的连接加以简单说明。如图2所示，整流桥d1包括交流电压输入端ac，输入端ac用于连接交流电源j1。整流桥d1的正极输出端1连接加热件的输入端1。互感器l1的
一输入端连接交流电源j1，另一输入端连接电源接地端gndp。互感器的一输出端连接计算功率芯片u2的输入端vin，另一输出端连接公共接地端。光电耦合器u1的输入端1连接计算功率芯片u2的输出端vout，输出端4经由第三电阻r3连接mos管的栅极，输出端6连接至分压电路中的第一电阻r1和第二电阻r2之间。第一电阻r1的一端连接加热件的输入端1，第二电阻r2的一端连接mos管的源极，且连接至电源接地端gndp。mos管的漏极极连接加热件的输入端2。
43.该加热控制电路的工作过程如下：
44.首先，当加热控制电路连接交流电源时，整流桥将交流电源的交流电压信号转换为直流电压输出至加热件。互感器对于交流电源的交流电压进行采集，将采集的电压传输至功率计算芯片，以便于功率计算芯片根据采集的电压进行功率计算。
45.其次，根据本技术关于加热件的恒功率的输出需求，计算功率芯片中内置功率计算公式。其具体采用积分运算方式，计算交流电压的输出功率。并且计算功率芯片还内置功率判断条件，判断输出功率是否超出所预设的功率阈值，该功率阈值即为上述提到的加热件的预设适配功率。
46.具体的，参照图3和图4所示，图3和图4分别为110v交流电压示意图和220v交流电压示意图。下面以110v交流电压，功率阈值为200w举例说明，当计算功率芯片检测到交流电压过零点时，即开始计算交流电压的输出功率。随着时间推移，交流电压上升，计算功率芯片基于采集的某一时刻的电压值所对应的功率并进行积分运算以得到该时刻下的输出功率。如图3中，在t1时刻对应的电压v1所积分得到的输出功率为200w。在图4中，与110v相比，220v交流电压在相同时间的电压上升速度比110v交流电压快，因此图4中，在t2时刻对应的电压v2所积分得到的输出功率为200w，且t2《t1。基于功率计算公式w＝u2/r可知，若110v为100％输出，那么采用220v电压只需要输出25％输出即可实现与110v相同的功率输出。以图3和图4为例，图3中的白色区域面积与图4中的白色区域面积相同，且图4中的白色区域面积占220v交流电源半周期所形成的半圆面积的1/4。
47.进一步，当计算功率芯片判断输出功率未超出功率阈值时，则输出的驱动信号为启动信号。光电耦合器根据该启动信号输出对应的输出信号，使得mos管导通。此时，加热控制电路和加热件形成闭合回路，加热件得以进行加热。而当计算功率芯片判断输出功率超出功率阈值时，所产生的驱动信号为关闭信号。光电耦合器基于光电耦合原理，在接收到关闭信号后输出相应的输出信号，使得mos管处于截止状态。此时，所形成闭合回路断开，加热件停止继续加热。
48.因此，通过控制mos管的导通时间和截止时间，即控制mos管的占空比实现加热件的恒功率输出。
49.另外需要说明的是，计算功率芯片所输出的关闭信号对于mos管来说为缓慢关闭过程，相比于快速过程，能够有效降低电路的emi，避免快速关闭所产生的干扰信号对电路的其他器件造成影响。
50.综上，本技术实施例的加热控制电路具有如下优点：1)电路结构简单，易于应用；2)可外接不同交流电压的交流电源，满足宽电压的需求，适合应用不同的交流电源场合；3)无需进行降低电压操作，节省成本；4)实现加热件的恒功率输出，提高加热件的使用安全性。
51.本实用新型实施例还提供一种呼吸机，该呼吸机包括：加热件；以及上述实施例所述的加热控制电路。加热控制电路控制加热件的输出功率，使得加热件能够以恒功率的形式进行加热工作。加热件优选采用加热盘。
52.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
53.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。