一种石墨烯电热膜智能温控电路
阅读说明：本技术 一种石墨烯电热膜智能温控电路 (Graphite alkene electric heat membrane intelligence control by temperature change circuit ) 是由 王诗榕 王书传 舒丰贤 于 2021-08-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种石墨烯电热膜智能温控电路,用于控制石墨烯电热膜,包括NTC温度传感器和智能温控电路；石墨烯电热膜包括接线端TH1和接线端TH2；NTC温度传感器包括正极端SN1和负极端SN2；智能温控电路包括主控芯片U1、芯片U2、保险丝F1、双向可控硅T1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R8、电阻R9、电阻R17、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C10、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和稳压二极管ZD1,上述各电子元器件间配合连接。本石墨烯电热膜智能温控电路的安全性高,能精准控制石墨烯电热膜的加热温度。(The invention relates to an intelligent temperature control circuit for a graphene electrothermal film, which is used for controlling the graphene electrothermal film and comprises an NTC temperature sensor and an intelligent temperature control circuit; the graphene electrothermal film comprises a terminal TH1 and a terminal TH 2; the NTC temperature sensor comprises a positive terminal SN1 and a negative terminal SN 2; the intelligent temperature control circuit comprises a main control chip U1, a chip U2, a fuse F1, a bidirectional controllable silicon T1, a resistor R1, a resistor R2, a resistor R3, a resistor R4, a resistor R5, a resistor R8, a resistor R9, a resistor R17, a capacitor C1, a capacitor C2, a capacitor C3, a capacitor C4, a capacitor C5, a capacitor C6, a capacitor C7, a capacitor C8, a capacitor C10, a diode D1, a diode D2, a diode D3, a diode D4 and a zener diode ZD1, wherein the electronic components are connected in a matched mode. This graphite alkene electric heat membrane intelligence control by temperature change circuit's security is high, can accurate control graphite alkene electric heat membrane's heating temperature.)
技术领域
本发明涉及电热设备技术领域，尤其涉及一种石墨烯电热膜智能温控电路。
背景技术
石墨烯电热膜是近年来逐渐兴起的电热供暖设备。石墨烯电热膜具有制热速度快、导热均匀、寿命长等优点。石墨烯电热膜工作时需要通电，换句话说，石墨烯电热膜工作过程中是带电状态，因此控制石墨烯电热膜的控制电路安全性能要求较高。
发明内容
因此，针对上述的问题，本发明提出一种安全性能高的石墨烯电热膜智能温控电路，能够精准控制石墨烯电热膜的加热温度。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种石墨烯电热膜智能温控电路，用于控制石墨烯电热膜，包括NTC温度传感器和智能温控电路；所述NTC温度传感器用于检测石墨烯电热膜温度；
所述石墨烯电热膜包括接线端TH1和接线端TH2；所述NTC温度传感器包括正极端SN1和负极端SN2；
所述智能温控电路包括主控芯片U1、芯片U2、保险丝F1、双向可控硅T1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R8、电阻R9、电阻R17、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C10、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和稳压二极管ZD1；
所述主控芯片U1采用STC15W404AS芯片；所述芯片U2采用78L05芯片；所述电容C1、电容C2、电容C4、电容C6和电容C8均采用无极性电容；所述电容C3、电容C5、电容C7和电容C10均采用有极性电容；
所述保险丝F1的第一端连接220V交流电，所述保险丝F1的第二端与电阻R1的第一端电连接；所述电阻R1的第二端通过电阻R2与二极管D1的正极端电连接，所述电容C1与电阻R2并联；所述二极管D1的负极端通过电阻R3与芯片U2的Vin端电连接；所述电容C2的第一端、电容C3的正极端和稳压二极管ZD1的负极端分别与芯片U2的Vin端电连接；所述电容C4的第一端、电容C5的正极端、电容C6的第一端、二极管D3的负极端、电阻R4的第一端和主控芯片U1的VCC端分别与芯片U2的Vout端电连接；电容C2的第二端、电容C3的负极端、稳压二极管ZD1的正极端、C4的第二端、电容C5的负极端、电容C6的第二端和二极管D2的正极端均接地；所述二极管D2的负极端与二极管D1的正极端电连接；
所述电阻R1的第二端通过电阻R8与电阻R9的第一端电连接，所述二极管D3的正极端、二极管D4的负极端和主控芯片U1的P1.4端分别与电阻R9的第二端电连接；所述二极管D4的正极端接地；
所述主控芯片U1的VCC端与电容C10的正极端电连接，所述主控芯片U1的GND端和电容C10的负极端均接地；
所述石墨烯电热膜的接线端TH1连接220V交流电，所述石墨烯电热膜的接线端TH2与双向可控硅的第一主电极电连接，所述双向可控硅的第二主电极接地，所述双向可控硅的门极通过电阻R17与STC15W404AS芯片的P5.4端电连接；
所述电阻R4的第二端、电阻R5的第一端和电容C7的正极端分别与NTC温度传感器的正极端SN1电连接，所述电阻R5的第二端通过电容C8接地，所述电阻R5的第二端还与STC15W404AS芯片的P1.7端电连接，所述电容C7的负极端接地，所述NTC温度传感器的负极端SN2接地。
进一步的，所述智能温控电路还包括按键SW1、按键SW2、按键SW3和按键SW4；
所述按键SW1的第一端与STC15W404AS芯片的P1.2端电连接；
所述按键SW2的第一端与STC15W404AS芯片的P1.5端电连接；
所述按键SW3的第一端与STC15W404AS芯片的P1.3端电连接；
所述按键SW4的第一端与STC15W404AS芯片的P1.6端电连接；
所述按键SW1的第二端、按键SW2的第二端、按键SW3的第二端和按键SW4的第二端接地。
进一步的，所述智能温控电路还包括双位数码管DS1、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻J13和电阻J15；
所述双位数码管DS1的a端口通过电阻R10与STC15W404AS芯片的P3.1端电连接；
所述双位数码管DS1的b端口通过电阻R11与STC15W404AS芯片的P3.0端电连接；
所述双位数码管DS1的c端口通过电阻R12与STC15W404AS芯片的P3.7端电连接；
所述双位数码管DS1的d端口通过电阻R13与STC15W404AS芯片的P3.4端电连接；
所述双位数码管DS1的e端口通过电阻R14与STC15W404AS芯片的P3.6端电连接；
所述双位数码管DS1的f端口通过电阻R15与STC15W404AS芯片的P3.3端电连接；
所述双位数码管DS1的g端口通过电阻R16与STC15W404AS芯片的P3.2端电连接；
所述双位数码管DS1的c1端口通过电阻J15与STC15W404AS芯片的P1.1端电连接；
所述双位数码管DS1的c2端口通过电阻R13与STC15W404AS芯片的P3.0端电连接。
进一步的，所述智能温控电路还包括发光二极管LED1、发光二极管LED2、发光二极管LED3、电阻R6和电阻R7；
所述发光二极管LED1的正极端、发光二极管LED2的正极端和发光二极管LED3的正极端分别与芯片U2的Vout端电连接；
所述二极管LED1的负极端与STC15W404AS芯片的P3.1端电连接；
所述二极管LED2的负极端与STC15W404AS芯片的P3.2端电连接；
所述二极管LED3的负极端与STC15W404AS芯片的P3.0端电连接。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：
(1)本智能温控电路的保险丝F1起到了短路保护和过流保护的作用，电阻R1起到限制支路电流的作用，电阻R8和电阻R9辅以二极管D3和二极管D4钳位，限制输入到STC15W404AS芯片的电压不会过高或过低。电阻R2为放电电阻，电容C1为限流的作用，限制电流最大只能通过约48mA，二极管D1和二极管D2为半桥整流；稳压二极管ZD1能将电压稳定在12V，在辅以电阻R3为稳压二极管ZD1分压，能有效延长整个稳压支路的使用寿命；电容C2和电容C3为滤波作用，芯片U2将前一级的12V电源，降压到整个控制电路使用的5V电源。电容C4、电容C5和电容C6起到滤波的作用，为整个智能温控电路提供稳定可靠的5V电源。
(2)采用双向可控硅T1，可稳定控制近1000W功率的负载(石墨烯电热膜)，双向可控硅T1反应速度快，且没有机械的触点，使用寿命长。
(3)采用电阻R4为NTC温度传感器分压，电阻R5和电容C8能有效减小STC15W404AS芯片对温度检测的影响及波动。电容C7为滤波电容，稳定NTC温度传感器的电源。
(4)本智能温控电路通过NTC温度传感器检测石墨烯电热膜的温度，用于控制石墨烯电热膜保持恒温发热。
附图说明
图1是本发明实施例一的智能温控电路的第一部分电路原理图；
图2是本发明实施例一的智能温控电路的第二部分电路原理图；
图3是本发明实施例一的智能温控电路的第三部分电路原理图；
图4是本发明实施例一的智能温控电路的第四部分电路原理图；
图5是本发明实施例二的智能石墨烯电热水床爆炸分解图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例一：
参考图1、图2、图3和图4，本实施例提供一种石墨烯电热膜智能温控电路，用于控制石墨烯电热膜，石墨烯电热膜是现有设备，本发明不涉及石墨烯电热膜的改进。所述石墨烯电热膜包括接线端TH1和接线端TH2。
本石墨烯电热膜智能温控电路包括NTC温度传感器和智能温控电路。
所述NTC温度传感器用于检测石墨烯电热膜温度；所述NTC温度传感器包括正极端SN1和负极端SN2。
图1为本智能温控电路的第一部分电路原理图，包括主控芯片U1、芯片U2、保险丝F1、双向可控硅T1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R8、电阻R9、电阻R17、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C10、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和稳压二极管ZD1。
所述主控芯片U1采用STC15W404AS芯片；所述芯片U2采用78L05芯片；所述电容C1、电容C2、电容C4、电容C6和电容C8均采用无极性电容；所述电容C3、电容C5、电容C7和电容C10均采用有极性电容。上述各电子元器件均为现有设备。
所述保险丝F1的第一端连接220V交流电，所述保险丝F1的第二端与电阻R1的第一端电连接；所述电阻R1的第二端通过电阻R2与二极管D1的正极端电连接，所述电容C1与电阻R2并联；所述二极管D1的负极端通过电阻R3与芯片U2的Vin端电连接；所述电容C2的第一端、电容C3的正极端和稳压二极管ZD1的负极端分别与芯片U2的Vin端电连接；所述电容C4的第一端、电容C5的正极端、电容C6的第一端、二极管D3的负极端、电阻R4的第一端和主控芯片U1的VCC端分别与芯片U2的Vout端电连接；电容C2的第二端、电容C3的负极端、稳压二极管ZD1的正极端、C4的第二端、电容C5的负极端、电容C6的第二端和二极管D2的正极端均接地；所述二极管D2的负极端与二极管D1的正极端电连接；
所述电阻R1的第二端通过电阻R8与电阻R9的第一端电连接，所述二极管D3的正极端、二极管D4的负极端和主控芯片U1的P1.4端分别与电阻R9的第二端电连接；所述二极管D4的正极端接地；
所述主控芯片U1的VCC端与电容C10的正极端电连接，所述主控芯片U1的GND端和电容C10的负极端均接地；
所述石墨烯电热膜的接线端TH1连接220V交流电，所述石墨烯电热膜的接线端TH2与双向可控硅的第一主电极电连接，所述双向可控硅的第二主电极接地，所述双向可控硅的门极通过电阻R17与STC15W404AS芯片的P5.4端电连接；
所述电阻R4的第二端、电阻R5的第一端和电容C7的正极端分别与NTC温度传感器的正极端SN1电连接，所述电阻R5的第二端通过电容C8接地，所述电阻R5的第二端还与STC15W404AS芯片的P1.7端电连接，所述电容C7的负极端接地，所述NTC温度传感器的负极端SN2接地。
所述保险丝F1起到了短路保护和过流保护的作用，电阻R1起到限制支路电流的作用，电阻R8和电阻R9辅以二极管D3和二极管D4钳位，限制输入到STC15W404AS芯片的电压不会过高或过低。电阻R2为放电电阻，电容C1为限流的作用，限制电流最大只能通过约48mA，二极管D1和二极管D2为半桥整流；稳压二极管ZD1能将电压稳定在12V，在辅以电阻R3为稳压二极管ZD1分压，能有效延长整个稳压支路的使用寿命；电容C2和电容C3为滤波作用，芯片U2将前一级的12V电源，降压到整个控制电路使用的5V电源。电容C4、电容C5和电容C6起到滤波的作用，为整个智能温控电路提供稳定可靠的5V电源。
双向可控硅T1，可稳定控制近1000W功率的负载(石墨烯电热膜)，双向可控硅T1反应速度快，且没有机械的触点，使用寿命长。
电阻R4为NTC温度传感器分压，电阻R5和电容C8能有效减小STC15W404AS芯片对温度检测的影响及波动。电容C7为滤波电容，稳定NTC温度传感器的电源。
图2为本智能温控电路的第二部分电路原理图，包括按键SW1、按键SW2、按键SW3和按键SW4；
所述按键SW1的第一端与STC15W404AS芯片的P1.2端电连接；
所述按键SW2的第一端与STC15W404AS芯片的P1.5端电连接；
所述按键SW3的第一端与STC15W404AS芯片的P1.3端电连接；
所述按键SW4的第一端与STC15W404AS芯片的P1.6端电连接；
所述按键SW1的第二端、按键SW2的第二端、按键SW3的第二端和按键SW4的第二端接地。
在本具体实施例中，所述按键SW1设为开关按键，用于控制智能温控电路开关；所述按键SW2设为功能设置按键，用于设置加热温度以及加热定时功能；所述按键SW3用于设置加热温度上升或加热定时时间增加，所述按键SW3用于设置加热温度下降或加热定时时间减少。
图3为本智能温控电路的第三部分电路原理图，包括双位数码管DS1、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻J13和电阻J15；
所述双位数码管DS1的a端口通过电阻R10与STC15W404AS芯片的P3.1端电连接；
所述双位数码管DS1的b端口通过电阻R11与STC15W404AS芯片的P3.0端电连接；
所述双位数码管DS1的c端口通过电阻R12与STC15W404AS芯片的P3.7端电连接；
所述双位数码管DS1的d端口通过电阻R13与STC15W404AS芯片的P3.4端电连接；
所述双位数码管DS1的e端口通过电阻R14与STC15W404AS芯片的P3.6端电连接；
所述双位数码管DS1的f端口通过电阻R15与STC15W404AS芯片的P3.3端电连接；
所述双位数码管DS1的g端口通过电阻R16与STC15W404AS芯片的P3.2端电连接；
所述双位数码管DS1的c1端口通过电阻J15与STC15W404AS芯片的P1.1端电连接；
所述双位数码管DS1的c2端口通过电阻R13与STC15W404AS芯片的P3.0端电连接。
所述电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻J13和电阻J15起到限流作用，防止过大电流烧毁双位数码管DS1。双位数码管DS1用于显示石墨烯电热膜的温度。
图4为本智能温控电路的第四部分电路原理图，所述智能温控电路还包括发光二极管LED1、发光二极管LED2、发光二极管LED3、电阻R6和电阻R7；
所述发光二极管LED1的正极端、发光二极管LED2的正极端和发光二极管LED3的正极端分别与芯片U2的Vout端电连接；
所述二极管LED1的负极端与STC15W404AS芯片的P3.1端电连接；
所述二极管LED2的负极端与STC15W404AS芯片的P3.2端电连接；
所述二极管LED3的负极端与STC15W404AS芯片的P3.0端电连接。
所述电阻R6和电阻R7为限流电阻，防止二极管LED1和二极管LED3过流烧毁。在本具体实施例中，所述二极管LED1用于电源指示，所述二极管LED2用于工作状态指示，所述二极管LED3用于定时显示。
实施例二：
参考图5，本实施例提供一种新型智能石墨烯电热水床，包括上述实施例一所公开的石墨烯电热膜2、NTC温度传感器4和智能温控电路5。
还包括水床垫1和隔热垫3。所述水床垫1、石墨烯电热膜2和隔热垫3由上至下依次设置。
所述NTC温度传感器4设置在石墨烯电热膜2和隔热垫3之间，所述NTC温度传感器4用于检测石墨烯电热膜2温度。
通过NTC温度传感器4用于检测石墨烯电热膜2的温度反馈给智能温控电路5，智能温控电路5根据NTC温度传感器4反馈的温度实时调节石墨烯电热膜2通电加热，使水床垫1保持恒温。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。