CN100563900C

CN100563900C - 加热线及其控制

Info

Publication number: CN100563900C
Application number: CNB2005800169288A
Authority: CN
Inventors: J·W·韦斯
Original assignee: Weiss Controls Inc
Current assignee: Weiss Controls Inc
Priority date: 2004-05-26
Filing date: 2005-05-24
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2025-05-24
Also published as: CN101035644A

Abstract

本发明涉及一种改进的控制装置和方法，其可用于柔软的加热线，所述加热线包括具有负温度系数(NTC)层的导电芯和螺旋缠绕在绝缘外套之内的加热导体。所述导电芯与控制电路相耦合，相对于AC电源的相移指示加热线的温度。所述NTC层的非线性特性增强了沿着加热线长度的任何地方的局部过热点的检测。通过测量在两个过零之间的时间差实现精确的温度测量，并且到加热器的功率补偿加热线的非正常使用(比如捆束)。这种加热线控制特别适用于诸如加热板和电热毯之类的电器。

Description

加热线及其控制

相关申请交叉引用

本专利申请与2004年5月26日提交的名称为“Heater Wire Control”的美国临时专利申请NO.60/574,650有关，在此引入其以作为参考。本申请根据35U.S.C.119的规定要求前述相关临时申请的优先权。

版权通告

发明背景

发明领域

现代的加热板和电热毯都有不需要单独的自动调温器的加热线。它们分成两种基本类型：一类加热线具有PTC加热层，其被设置在两个导体之间，当温度升高时PTC加热层的电阻增加，因此电线会自我限制，不会产生过热点；另一类加热线向用于监测温度和检测局部过热点的控制器提供反馈信号。本发明与后者相关，其具有反馈信号，该信号响应于电线温度并且当部分电线的温度高于平均温度时具有增加的灵敏度。

现有技术描述

第一个成功的发明由本发明的发明人创造并且在美国专利No.5,861,610中描述，其使用用于温度控制的反馈信号并且同时使用指示过热点的出现的电压，所述过热点使得加热导体与传感器线之间的绝缘恶化。把正温度系数(PTC)镍合金传感器线反绕在加热线周围，二者之间具有内部绝缘。通过该绝缘的漏电在传感器线和加热线之间提供了电耦合。传感器线的电阻被测量并且被用于温度控制。存在于传感器线上的AC电压指示在所述隔离绝缘中存在击穿。当把聚氯乙烯(PVC)用作隔离层时，在大约160℃时将发生很小的漏电。当使用聚乙烯时，隔离层在130℃时熔化，加热线和传感器线发生接触。在每种情况下都给控制单元发出信号以便对加热导体断电。

一种类似的技术被Gerrard申请了专利，并且在美国专利No.6,310,322中公开，其使用第二导体作为加热器，其间的绝缘具有增强的NTC(负温度系数)特性。这两个加热导体通过二极管连接，因此通过NTC层的漏电引入负半周期，它的存在导致断电。在第二实施例中，第二导体是PTC传感器线，例如在上述美国专利No.5,861,610中所公开的那种。

Barry Keane的美国专利No.6,222,162教导了一种更小更柔软的加热线设计，其使用PTC合金的单一导体以便既用来加热也用于温度传感。在Keane的装置中，不检测由于捆束或折叠所产生的局部过热点。其只使用平均温度来控制电线温度。

以上提到的所有文献都是通过电压比较技术来测量电线中的电阻。在生产过程中，在应用这些技术时电阻的改变是很小的，关注的重点是容差。

发明目的和概要

本发明的目的是提供一种更柔软的加热线，其在控制方面采用自恢复方式，从而防止加热线的任何部分过热以及由于非正常使用或误用而导致永久性损害。

本发明的另一个目的是提供一种控制设备，其能够容许控制温度传感校准的长度改变和制造改变。

本发明的另一个目的是根据电线上的最热部分来控制加热线，这与传统上利用电线的平均温度来控制加热线相反。

本发明的另一个目的是提供一种控制系统，其对于沿着电线长度的任何部分的过热情况非常灵敏。

本发明的另一个目的是利用一种机构来控制加热线的温度和安全性，这种机构是基于时间的并且不依赖于电压比较方法。

本发明的另一个目的是为电线的温度测量提供高分辨率。

根据本发明的一种形式，具有金属丝线芯的加热线具有聚乙烯绝缘，其用来把该金属丝芯与螺旋缠绕的加热导体隔离。加热线通过固态开关(例如三端双向可控硅开关元件)与相反极性的干线电压连接，以便控制输入到加热导体的功率。所述导电芯的一端或两端与电容器和电阻器分压器电路的结点电连接。电容器的另一端与中性侧连接，电阻器的另一端与120VAC的高压输入侧连接。这样，所述电阻器、电容器和导电芯的结点与主电源具有大约45°相位角的相移关系。

以一定占空比把功率施加到加热器，其具有代表不同加热设置的通、断时间。例如，高设置具有24秒接通和6秒关断，中间设置具有14秒接通和16秒关断。如果发生过热情况，聚乙烯绝缘将熔化并且加热器与导电芯之间短路，从而有效地把分压器电容器和电阻器短路，并且迫使传感相位角与主电源一致。

所述控制器传感主电源和所述电容电阻结点的过零，并且确定该结点相位相对于主电源过零是否在一个带时间(band time)宽度内。如果不是，则该控制器不驱动所述固态功率开关。

在第二实施例中，所述绝缘层是具有负温度系数(NTC)电阻的“掺杂的”PVC，即随着温度升高，该绝缘层的电阻降低。如在本发明的第一形式中一样，所述导电芯与电容器和电阻器分压器的结点连接。当温度升高时，绝缘电阻降低，并且导致该结点的相位角接近功率输入相位。控制装置具有两个过零电路，其测量这两个过零之间的时间差并且通过开关功率来控制加热线，直到对于多个设置当中的每一个获得两个过零之间的预定时间差。

本发明的一种形式涉及加热线和用于加热线的控制电路的组合。所述加热线优选地包括具有预定电阻的加热导体、传感导体、插入在加热导体和传感导体之间的聚合物层以及覆盖该加热导体、聚合物层和传感导体的外绝缘层。在一种优选形式中，加热线的聚合物层包括熔化温度低于约155℃的聚乙烯。在另一种形式中，加热线的聚合物层是半导电的，其具有负温度系数(NTC)电阻或者正温度系数(PTC)电阻。

用于控制施加到加热线的AC(交流电)功率信号的控制电路优选地包括一个可以与AC功率信号的一种极性耦合的电容器。一个电阻器与该电容器串联，并且连接到该AC功率信号的相反极性。该电阻器与该电容器相连从而在该处限定了一个结点。传感导体的一端与该电阻器和该电容器的结点相耦合。当功率被施加到所述加热线和控制电路时，该结点展现出发生相移的AC功率信号。

所述控制电路还优选地包括第一过零检测器和第二过零检测器，所述第一过零检测器检测AC功率信号的过零并且相应地产生第一过零信号，所述第二过零检测器检测展现在所述电阻器和电容器的结点处的发生相移的AC功率信号的过零并且相应地产生第二过零信号。

所述控制电路还优选地包括一个时间差确定器电路(例如一个减法器电路)，其响应于所述第一过零信号和第二过零信号并且确定所述AC功率信号的过零与所述相移AC功率信号的过零之间的时间差，并且相应地产生一个控制信号。所述控制电路还优选地包括一个开关，其响应于该控制信号并且相应地控制被提供给加热线的AC功率信号的占空比。

在另一种形式中，本发明涉及加热线和用于加热线的控制电路的组合。所述加热线优选地包括具有预定电阻的加热导体、传感导体、插入在加热导体和传感导体之间的聚合物层以及覆盖加热导体、聚合物层和传感导体的外绝缘层。在一种优选形式中，加热线的聚合物层包括熔化温度低于约155℃的聚乙烯。在另一种形式中，加热线的聚合物层是半导电的，其具有负温度系数(NTC)电阻或者正温度系数(PTC)电阻。此外，所述加热线的加热导体可以具有正温度系数(PTC)电阻。

用于控制施加到加热线的AC(交流电)功率信号的控制电路优选地包括第一电容器，所述第一电容器可以与AC功率信号的一个极性相耦合。第一电阻器与所述电容器串联，并且连接到该AC功率信号的相反极性。第一电阻器连接到第一电容器以在该处限定一个结点。传感导体的一端与第一电阻器和第一电容器的该结点相耦合。当功率被施加到加热线和控制电路时，该结点展现出经过相移的AC功率信号。

所述控制电路还优选地包括第一过零检测器和第二过零检测器，所述第一过零检测器检测所述AC功率信号的过零并相应地产生第一过零信号，所述第二过零检测器检测展现在所述电阻器和电容器的结点处的该相移AC功率信号的过零并且相应地产生第二过零信号。

本实施例的控制电路还包括第二电容器和第二电阻器。所述第二电阻器与第二电容器串联以便限定其间的串联连接。所述串联连接具有第一端和相对的第二端。第二电容器和第二电阻器的串联连接的第一端可以与所述AC功率信号的一个极性相耦合，第二电容器和第二电阻器的串联连接的第二端可以与加热线的加热导体相耦合并且在其间限定第二结点。当功率被施加到加热线和控制信号时，所述第二结点展现出第二相移AC功率信号。第三过零检测器检测展现在所述第二电容器和第二电阻器的串联连接的第二结点处的该第二相移AC功率信号的过零，并且相应地产生第三过零信号。

所述控制电路还优选地包括一个时间差确定器电路(例如一个减法器电路)，其响应于所述第一过零信号和第二过零信号，并且确定在所述AC功率信号的过零和第一相移AC功率信号的过零之间的时间差，其还响应于所述第一过零信号和第三过零信号，并且确定在所述AC功率信号的过零和第二相移AC功率信号的过零之间的时间差，并且相应地产生一个控制信号。所述控制电路还优选地包括一个开关，该开关响应于该控制信号，并且相应地控制被提供给加热线的AC功率信号的占空比。优选地，所述时间差确定器电路包括一个微处理器，其确定在所述AC功率信号的过零和所述第一相移AC功率信号的过零之间的时间差，以便关于加热线最热部分确定加热线温度，以及/或者该微处理器确定所述AC功率信号的过零和所述第二相移AC功率信号的过零之间的时间差，以便确定加热线的平均温度。

在本发明的另一种形式中，控制电路控制施加到加热线的AC(交流电)功率信号，所述加热线包括具有预定电阻的加热导体、传感导体、插入在加热导体和传感导体之间的聚合物层以及覆盖加热导体、聚合物层和传感导体的外绝缘层。所述控制电路包括与加热线的传感导体相耦合的相移电路、第一过零检测器和第二过零检测器，所述相移电路产生经过相移的AC功率信号，所述第一过零检测器检测所述AC功率信号的过零并且作为响应产生第一过零信号，所述第二过零检测器检测该相移AC功率信号的过零并且作为响应产生第二过零信号。

所述控制电路还包括时间差确定器电路(例如减法器电路)，其响应于所述第一过零信号和第二过零信号，并且确定在所述AC功率信号的过零和该相移AC功率信号的过零之间的时间差是否近似为零，并且作为响应产生一个控制信号。所述控制电路还包括一个开关，所述开关响应于该控制信号并且作为响应限制被提供给加热线的AC功率信号。

在另一种形式中，本发明涉及加热线和用于加热线的控制电路的组合。所述加热线优选地包括具有预定电阻的加热导体、传感导体、插入在加热导体和传感导体之间的聚合物层以及覆盖加热导体、聚合物层和传感导体的外绝缘层。在一种优选形式中，加热线的聚合物层包括熔化温度低于约155℃的聚乙烯。在另一种形式中，加热线的聚合物层是半导电的，其具有负温度系数(NTC)电阻或者正温度系数(PTC)电阻。

用于控制施加到加热线的AC(交流电)功率信号的控制电路优选地包括一个可以与所述AC功率信号的一个极性相耦合的电容器。一个电阻器与所述电容器串联并且连接到该AC功率信号的相反极性。所述电阻器连接到该电容器以便在该处限定一个结点。传感导体的一端与该电阻器和电容器的结点相耦合。当功率被施加到加热线和控制电路时，该结点展现出一个经过相移的AC功率信号。

所述控制电路还优选地包括第一过零检测器和第二过零检测器，所述第一过零检测器检测所述AC功率信号的过零并且相应地产生第一过零信号，所述第二过零检测器检测展现在所述电阻器和电容器的结点处的所述相移AC功率信号的过零并且相应地产生第二过零信号。

所述控制电路还优选地包括时间差确定器电路(例如减法器电路)，其响应于所述第一过零信号和第二过零信号，并且确定所述AC功率信号的过零和所述相移AC功率信号的过零之间的时间差是否近似为零，并且相应地产生一个控制信号。所述控制电路还优选地包括一个开关，其响应于所述控制信号，并且相应地限制被提供给加热线的AC功率信号。

本发明还包括一种对加热线进行监测和控制的方法，所述加热线包括具有预定电阻的加热导体、传感导体、插入在加热导体和传感导体之间的聚合物层以及覆盖加热导体、聚合物层和传感导体的外绝缘层。所述方法优选地包括以下步骤：为加热线提供AC(交流电)功率信号；响应于加热线的聚合物层的电阻改变使所述AC功率信号发生相移并且作为响应产生经过相移的AC功率信号；以及检测所述AC功率信号的过零并且产生第一过零信号。

所述方法还包括以下步骤：检测所述相移AC功率信号的过零并且作为响应产生第二过零信号；响应于第一过零信号和第二过零信号确定所述AC功率信号的过零和所述相移AC功率信号的过零之间的时间差并且相应地产生一个控制信号；以及响应于该控制信号来控制被提供给加热线的AC功率信号的占空比。

在另一种形式中，本发明包括一种对加热线进行监测和控制的方法，所述加热线包括具有预定电阻的加热导体、传感导体、插入在加热导体和传感导体之间的聚合物层以及覆盖加热导体、聚合物层和传感导体的外绝缘层。所述方法优选地包括以下步骤：为加热线提供AC(交流电)功率信号；响应于加热线的聚合物层的电阻改变使所述AC功率信号发生相移并且相应地产生第一相移AC功率信号；以及响应于加热线的加热导体的电阻改变使所述AC功率信号发生相移并且相应地产生第二相移AC功率信号。

所述方法还包括以下步骤：检测所述AC功率信号的过零并且产生第一过零信号；检测第一相移AC功率信号的过零并且相应地产生第二过零信号；以及检测第二相移AC功率信号的过零并且相应地产生第三过零信号。

所述方法还包括以下步骤：响应于第一过零信号和第二过零确定所述AC功率信号的过零和第一相移AC功率信号的过零之间的时间差，响应于第一过零信号和第三过零信号确定所述AC功率信号的过零和第二相移AC功率信号的过零之间的时间差，并且相应地产生一个控制信号；以及响应于该控制信号来控制被提供给加热线的AC功率信号的占空比。

在另一种形式中，本发明是一种用于监测和控制加热线的方法，所述加热线包括具有预定电阻的加热导体、传感导体、插入在加热导体和传感导体之间的聚合物层以及覆盖加热导体、聚合物层和传感导体的外绝缘层。所述方法优选地包括以下步骤：为加热线提供AC(交流电)功率信号；在与加热线的传感导体的连接处产生经过相移的AC功率信号；以及检测所述AC功率信号的过零并且产生第一过零信号。

所述方法还包括以下步骤：检测所述相移AC功率信号的过零并且相应地产生第二过零信号；响应于第一过零信号和第二过零信号确定所述AC功率信号的过零和所述相移AC功率信号的过零之间的时间差是否近似为零并且相应地产生一个控制信号。所述方法还包括响应于该控制信号来限制被提供给加热线的AC功率信号的步骤。

通过下面对本发明的实施例的描述和说明，采用柔软加热线对电器进行温度和安全性控制的所述方法的优点将变得显而易见。

附图简述

图1是本发明的优选实施例中使用的加热线的透视图；

图2是加热线和控制电路的一个实施例的电气示意图；

图3是对于100英尺线长度的NTC层的电阻和温度关系曲线图；

图4是示出在功率输入和传感器结点之间的相移的、基于时间的交流电波形图；

图5是根据本发明传感温度和控制到加热线的功率的例程的流程图；

图6是根据本发明的一种替换控制方法的流程图；

图7是示出本发明的第二实施例的电气示意图；

图8是示出本发明的第三实施例的电气示意图；

图9是示出精确的过零电路的电气示意图；

图10是在第三实施例中使用的加热线的透视图；以及

图11是本发明的控制电路的一种优选形式的详细电气示意图。

发明的详细描述

图1示出了在本发明中使用的柔软加热线的结构。一根细长加热线具有导电芯1，所述导电芯1具有缠绕在聚酯纤维内的多条金属丝线带。所述导电芯具有0.3欧姆/英尺的低电阻。在导电芯外部压制了第一聚合物绝缘层2，所述聚合物绝缘层2具有约为140℃的所期望的熔化温度。这种塑料混合物可以由低密度或高密度聚乙烯制成。加热导体3螺旋地缠绕在第一绝缘层周围，选择该加热导体的合金、规格以及每英寸匝数以便提供期望的每英尺电阻，从而产生加热所需的瓦数。根据产品仔细选择瓦特密度。在加热板中，加热线设计为2瓦/英尺，在电热毯中，1.2瓦/英尺的瓦特密度是理想的。第二绝缘层4被压制在所述缠绕组件上，从而提供与外界的电绝缘。具有105℃额定值的PVC通常被用作第二外绝缘层。其壁厚是0.020英寸。值得指出的是，位于加热线的中心轴处的低电阻导电芯导致具有两个导体的最柔软的加热线形式。这样的加热线可以从Thermocable LTD获得，并且与其型号TD 600类似。

参看图2，加热导体由细长电阻器Rh表示，并且芯电阻Rc被示为与Rh平行。芯电阻Rc的一端与分压器电连接，所述分压器由置于主AC电源的两个相反极性之间的电容器C1和电阻器R1构成。对于跨越120伏特60赫兹线路的C1为0.12uF以及R1为22KΩ的组件值，在结点J1处发生相移。如图1所示，所述第一聚合物层2沿着加热线的全长度纵向接触。加热线中的引起第一聚合物层熔化的局部过热点使得导电芯与加热导体接触，从而使得电容器C1和电阻器R1被短路，并迫使该结点的相位与主电源零度(0°)一致。

集成电路5被配置成具有两个过零检测器电路，该集成电路优选地是一个微处理器(微控制器)，例如由台湾省台北市的Micro Desigh Technology Co.，Ltd.公司生产的部件No.MDT2010ES。第一过零检测器电路具有优选地到120VAC的大约4.7MΩ的限流电阻器11以测量主AC电源的过零。第二过零检测器电路优选地具有到芯结点的大约3.3MΩ的电阻器12以测量结点J1的过零。或者，如果电压被一个二极管(图中未画出)箝位至Vcc并且被一个二极管(图中未画出)箝位至地以便形成限幅电路，则电阻器12可以具有较低值，其中所述限幅电路提供被集成电路5视为方波的信号。

集成电路5通过接通三端双向可控硅开关元件6来控制施加到加热电阻Rh的功率。电流通过在每个功率过零处协调的脉冲被提供给三端双向可控硅开关元件6的控制栅极。电容器C2和电阻器R2彼此串联并且与三端双向可控硅开关元件6的控制栅极连接，以便确保在过零处只有一个脉冲操作三端双向可控硅开关元件6。在控制程序中，定时器或者计数器在功率过零处复位，并且在结点J1过零处终止。通常，该时间大约是4毫秒。只要该时间处于所确定的时间容差之内，下一个过零脉冲驱动就被发送到三端双向可控硅开关元件栅极电路。下面与优选实施例相结合对控制逻辑进行更加详细的介绍。电源电路7提供稳定的5.6伏电压给低压电路，其细节是本领域的公知常识。用户接口8包括输入开关，其在图2中被示为左、右、下和上，其用于通电和设置选择。热量设置选择对加热器的加热比例。占空比的增加使得加热线所达到的温度升高，从而达到特定的舒适级别。一个LCD(液晶显示器)驱动器电路9通过数字通信线10从集成电路5接收数字指令。该显示器是背光的，并且其具有数字和图标以用来指示对产品的控制。在1和9之间的数字加H表示热量设置，并且诸如模式和自动关闭定时器之类的图标也被显示给用户。显示驱动也可以被合并在具有内置显示驱动器的集成电路中。该显示器还显示错误代码，并且可以进行闪烁以便向用户警告错误状况(例如由于传感到过热电线而断电)。该显示驱动集成电路(IC)可以通过使用单独的传统集成电路来实现，这是本领域的公知常识，或者其可以作为集成电路5的一部分来实现，例如前面所述的微处理器(微控制器)部件No.MDT2010ES。所述LCD还可以是标准的、现货供应的显示器或者是定制的显示器。

在第二实施例中，如图1所示的第一绝缘层在这里被表示为2’，其由“掺杂的”从而具有负温度系数(NTC)的聚合物混合物构成，其中该绝缘层的电阻随着温度的升高非线性地降低。PVC具有轻微的NTC性质，随着添加剂的添加，其效果更加显著。所述NTC层2’沿着电线的全长度在加热导体3和导电芯1之间起到可变电阻的作用。与第一实施例中描述的第一绝缘层2的低熔点特性不同，第二实施例中的第一绝缘层2’的NTC性质相对于温度改变所述电阻/电容分压器，从而改变结点J1的相移。实际上，具有跨越主线AC输入端的固定电阻器R1与固定电容器C1的串联并且具有与固定电阻器R1并行的可变电阻NTC层2’的电路成为了一个“移相器”，其根据NTC层的电阻并且从而根据加热线温度来改变结点J1的相位。利用第一实施例中描述的低熔点绝缘层2，在加热器和导电芯之间的直接短路或开关导致突然的相移。利用第二实施例中的NTC层2’，在芯结点J1处发生与NTC层的温度有关的连续改变的相移。通过主电源的过零和结点J1的过零之间的所测量的时间差可以实现温度控制。

如图3所示的温度与电阻的关系展现出了随温度的非线性改变。实线描述了当整段加热线处于相同温度下的对应于100英尺线段的电阻温度函数，虚线仅代表当温度升高时的1英尺加热线。应当指出的是，总电阻并不代表加热线的平均温度，这是因为电阻与温度是相反的非线性关系，并且所述传感机构处于并行配置中。大大高于平均温度的局部加热线温度(虚线)对总电阻起着支配性的作用。对局部过热点的敏感度可以通过计算显示。例如，从图3的100英尺曲线可以看出，操作在40℃下的具有恒定温度的加热线沿着全长具有96KΩ的阻抗。现在考虑非正常使用的效果，例如当电热毯被折叠时，导致加热线的一英尺的部分保留热量，从而使得所述一英尺部分的加热线的温度升高到140℃。从图3可以看出，该过热点的阻抗是31KΩ。作为两个并行阻抗96KΩ和31KΩ计算出总电阻，结果是23.4KΩ。这个结果小于所选定的在60℃下的24KΩ的最小值，该最小值对应于最大热量设置。在允许该过热点情况发生之前，所述控制将已经降低了功率。图3所示的100英尺曲线代表了在正常设计温度范围内的NTC层的阻抗。该一英尺曲线代表了由于局部过热点而叠加在该100英尺阻抗值上的阻抗。NTC层的电阻与温度的相反非线性关系以及上述并行电阻配置的组合提供了一种用于检测过热点的措施。

阻抗随温度的较大改变加上测量精度的高分辨率缓解了由于加热线的制造容差而需进行校准的问题。再次参看图3，在最大设计温度为60℃时，加热线中的5％的容差仅仅导致1.4℃的误差。测量的分辨率可以通过考虑整个范围跨度内的相移来说明，如图4所示。实线的正弦波曲线是120VAC 60Hz的主电源，长虚线的正弦波曲线对应于当加热线处于20℃时在所述信号结点处的AC电压，其具有在主电源过零之后的4.1毫秒处的过零，短虚线的正弦波曲线对应于当加热线处于60℃时在所述信号结点处的AC电压，其具有在主电源过零之后的2.1毫秒处的过零。从20℃到60℃的40℃的范围跨度具有4.1-2.1毫秒的时间跨度，或者说具有2.0毫秒的改变。当系统时钟被用于计数器/定时器以便测量NTC层的温度时，具有32.676KHz的标准时钟频率的集成电路5为0.0306毫秒每周期。在2.0毫秒的整个跨度内，计数器/定时器在0和65之间递增。在加热线温度范围的上限(即最临界段)，在50℃和60℃之间，相移是1毫秒改变或者32个计数，从而导致好于1℃的1/3的测量分辨率。如图2的电路图中的晶体XTL所示的1兆赫的时钟频率是常用的时钟频率，并且可以产生更高的分辨率。

本发明中的控制装置和方法的操作可以通过参照图5的流程图得到更好的解释。在通电后，程序被初始化，所有的显示节段都被激活2秒，所有的由已编程微处理器5配置的定时器都被置零(块13)。直到“打开”按钮开关8被按下才把功率提供给加热器(判定块14)。此时，最后的设置被取回，同样由已编程微处理器5配置的自动关闭定时器被启动，并且设置初始的默认设置(块15)。温度设置例程允许用户通过按压上、下按钮开关8来递增/递减所述设置。如前所述，当按压所述开关8时，所述设置被递增(块17)或递减(块18)，显示器(LCD)发生改变以便反映当前设置，并且为Tx赋予一个值以便与时控的相位差进行比较(块19)。设置例程独立于该控制序列运行，并且把Tx值和设置值放到存储器中，其中x表示从1到10的设置。通过测量相移时间T(块20)以及确定该时间是否在极限范围之内(块21)，控制序列开始。如果连接器没有被正确地接合或者加热线被短路，则所述相位时间会超出预期的范围，并且加热控制将被中断，显示器(LCD)将指示错误状况(块22)。当满足极限检查之后，把实际的相位时间T与存储在存储器中的时间进行比较(块23)。如果T＞Tx，则温度低于设置温度，并且在下一个功率过零时会发生三端双向可控硅开关元件驱动脉冲(块24)。检查自动关闭定时器的倒计时(块25)，如果该时间大于预定时间(例如10小时)则结束加热控制序列，并且关闭显示器背光(块26)。否则，该例程返回到相位测量(块20)。

一种进行温度控制的替换方法是利用已经确立的相位时间差的极限来控制加热周期的时间比例。取代加热到所述时间小于Tx为止，所述加热周期具有预定的占空比，并且把时间差与同样在先前例程中预先确定的Tx进行比较。如果对于任何设置所述时间小于Tx，则在冷却周期期间中断加热。上述两个控制例程的组合也是可能的。在较低的设置中使用具有Tx极限的占空比，在较高的设置中使用对Tx定时的控制。例如，如果对于一个设置占空比平均值小于预期的占空比，那么很有可能电热毯或加热板未在均匀的温度状况下操作，因此可以降低占空比，从而有效地降低过热点的温度。在这种情况下，可以通过显示错误符号或图标向用户通知可能的捆束情况或非正常使用。

再参看图1，具有NTC传导层2’的加热线被构造成在长度方向上与导电芯1和加热导体3紧密接触。NTC层2’仅仅有0.0125”厚，因此加热线具有电容以及电阻成分。在临界使用范围内，即在30℃以上，电阻成分起主导作用。在20℃和30℃之间，其效果值得考虑。由于电阻成分相对较高，因此敏感度下降。

上述的占空比控制和相移极限的组合是一种有效的控制方法，其用来改善在低温端的控制。下面将进行详细描述。参看图6a和6b的流程图，开始序列与图5的流程图相似。随着通电初始化(块27)，控制处于等待模式，直到按下开启/关闭开关(块28)，在开启之后，最后的设置被取回，自动关闭定时器被置零并且被启动(块29)。设置序列与控制序列同时运行，因此对温度设置的调节可以在控制被开启之后的任何时间进行。通过使用上(块30)、下(块31)按钮开关8来改变设置，以便从1到10递增/递减设置，从而根据块32的设置为最小预期时间差Tx以及“接通”时间Dx赋值。接通时间对于每个设置控制占空比。对于30秒的占空比，举例来说，对于从1到10的设置(即S₁-S₁₀)，Dx的范围可以是从3秒到30秒。设置5可以具有被赋予Dx的15秒的值。这样将会导致在30秒的周期内有15秒的接通时间和15秒的关断时间。设置7可以为Dx赋予21秒的接通时间。

参照图6b，控制序列是基于通过对Dx赋值所建立的占空比，其中通过对最小时间差Tx赋值来建立温度极限。第一步是使得占空比为零，并且使自动关闭定时器为零(块33)。通过在块34中的测量相位时间差T，控制例程开始。把该时间与所述温度范围的上限和下限进行比较(块35)。如果T超出了这个范围，则不允许接通施加给加热线的功率，并且显示一则错误消息(块36)。如果T在所述极限之内，则把T与Tx进行比较(判定块37)。如果像所预期的那样T大于Tx，则该温度处于为所述设置建立的极限之下，并且加热周期前进到占空比控制。把接通时间D与为所述设置建立的接通时间Dx进行比较(块38)。如果D小于Dx，那么该序列继续驱动三端双向可控硅开关元件(块39)，从而为加热线增加热量。接着，把从所述控制被开启以来所过去的时间与10小时的自动关闭极限进行比较。如果在判定块40中自动关闭定时器小于或等于10小时，则所述例程在控制模式中继续，并且返回到相位时间差测量(块34)。如果自动关闭定时器大于10小时，则所述控制关闭(块47)。如果该相位时间差小于或等于为所述设置建立的时间差极限(在判定块37中)，则发生了预期之外的事件(例如导致过热点的加热线捆束)，并且所述控制进入安全模式(块43)。安全模式的设计是为了以较低功率操作加热线，并且就可能的非正常情况向用户提出警告。在这种情况下，LCD背光将会闪烁，以表示控制进入了安全模式。

再次参照图2，LCD被发光二极管16照射，所述发光二极管被显示驱动器集成电路(IC)控制。再次参看图6b的流程图，安全模式序列中的下一步是把由已编程微处理器5配置的占空比定时器设置为零(块44)，并且把加热延迟30秒(块45)，即一个周期。占空比接通时间被一个设置减少(块46)。例如，如果所述设置在8上(即S₈)并且为“接通”时间赋予了24秒，那么该新的“接通”时间将与设置7(即S₇)相同或者说是21秒，从而有效地降低了施加到加热线的功率。该例程返回到相位差测量(块34)，随着显示器闪烁和占空比减小，该控制序列继续。

在一个替换实施例中，加热器电流的路线是在相反方向上通过导电芯，从而电磁场(EMF)被抵消。参看图7的电路图，三端双向可控硅开关元件6通过首先连接到芯线的结点端来给加热器供电。另外，利用另一个三端双向可控硅开关元件48把芯线的自由端切换到加热线。当三端双向可控硅开关元件48打开的时候，三端双向可控硅开关元件48的栅极通过串联连接的电容器C3和电阻器R3导出电流，所述电容器C3和电阻器R3与加热器电阻器串联。在过零处发生切换后，栅极电容器C3和栅极电阻器R3被短路，并且保持电流足以保持该三端双向可控硅开关元件接通直到下一个过零，届时该三端双向可控硅开关元件再次接通。三端双向可控硅开关元件48、电阻器R3和电容器C3充当无源开关，并且随着主电源控制三端双向可控硅开关元件6而接通。这样，不需要附加的或者单独的控制信号来开关第二三端双向可控硅开关元件48。因此，可以使用三导线控制索而不是四导线控制索。当主电源控制三端双向可控硅开关元件6未接通，导电芯通过相位设置电容器C1与中性侧N隔离，并且通过相位设置电阻器R1和NTC层与高电压L1隔离。相位测量只有在关断模式期间才能进行。因此，控制序列将周期性关断以进行测量。

在第三个实施例中，如图10所示的加热线，包括由具有高电阻温度系数的合金(例如镍合金)制成的加热导体51，所述加热导体51连接到单独的相移电路，以便检测加热线的平均温度。如图8所示的控制电路包括三个过零检测器电路以用来监测加热线的平均温度和最热温度。参照图10，加热导体51螺旋缠绕在低收缩聚酯纤维芯50的周围。与第二实施例相同，NTC聚合物层52被压制在内部导体和所述芯之上，并且传感器(拾取)线53反绕在NTC层之上。PVC套54被压制在该双绕组件之上以作为绝缘层。传感器线53可以与加热线具有相同的材料，或者可以是不同的合金，并且可以被处理成具有与NTC材料化学相容的接口。

参看图10和图8的电路图，将更详细地描述本发明的第三实施例。加热线导体51优选地由镍合金制成，镍合金随着温度的改变其电阻改变很大，并且被认为是随着温度增加具有正电阻改变的PTC合金。具有95％镍的合金的电阻系数是每摄氏度0.45％。加热导体Rh(PTC)的一端在结点J2处与三端双向可控硅开关元件6的电极连接，另一端与AC主电源的L1连接。PTC移相器由跨接三端双向可控硅开关元件触点的串联连接的电容器C3和电阻器R5组成，从而当该三端双向可控硅开关元件打开时，与加热导体电阻Rh成比例的相移在结点J2处形成。随着加热线Rh的温度升高，电阻也增大，并且当所述三端双向可控硅开关元件打开时PTC相移也增大。在所述三端双向可控硅开关元件的打开周期期间，J2处的相位通过第三过零电阻器49和检测器电路被输入到集成电路5。加热导体Rh的电阻改变是线性的，这与NTC电阻的更大的非线性改变相反；它的改变比NTC电阻的改变小并且方向相反。

考虑到从20℃的室温到100℃的加热线高温操作的加热板，对于如上所述的合金，80℃的温度改变导致加热线电阻Rh增大36％。用于缓解肌肉酸痛的标准尺寸的50瓦加热板可以包括一个在室温68°F(20℃)下具有287欧姆的电阻的加热导体Rh以及具有0.47μF的相移器电容器C3和22欧姆的串联电阻器R5，这个电路主要具有电阻性，并且在J2处展现出2.94o角的相移或者130微秒的时移。当加热板变热并且加热线升温到212°F(100℃)，加热线电阻增大36％或者390欧姆，从而引起3.93o角的相移或者181微秒的时移。在4兆赫时钟下，时间分辨率是16微秒，PTC相移可以控制在176微秒关断和160微秒接通处的高极限。由于时间基础分辨率较短(仅仅16微秒)，因此精确的过零测量是必要的。在图8所示的电路图中，过零电路被示为电阻器49；然而，为了达到分辩16微秒间隔所需的精度，使用了更加精密的电路。图9显示了一个有源过零电路，其将移相器结点(例如J2)处的正弦信号转换为尖锐的方波，所述方波在很短的时间周期内以很陡的角度穿过集成电路5的输入端口的阈值。参看图5，串联连接的电阻器R3和二极管D1形成一个分压器，以便偏置NPN晶体管T1。当该晶体管接通时，晶体管T1的集电极实质上被拉到地(即逻辑低)；当T1打开时，R4将集电极和到集成电路5的输入端口的输入拉到大约+5伏(即逻辑高)，从而产生能被集成电路5精确检测的方波。图8所示的由电阻器11、12和49代表的每个过零电路都可以被图9所示的电路代替。来自检测器电阻器11的输出信号在过零处设置60Hz AC的主电源时间基础；来自检测器电阻器12的过零在时间上测量相对于加热板最热点的来自NTC移相器的过零；来自检测器电阻器49的过零在时间上测量来自PTC加热元件上的移相器的过零，以便确定平均温度并且提供稳定的高温极限。

图11所示是所述控制电路的一种优选形式，其特别与前面参照图10描述的加热线一起使用，所述控制电路和加热线当中的每一个都是根据本发明形成的。部件编号和组件值被提供在图中示出的每个组件的旁边，图11所示的电路与图2、7和8所示的电路之间的对应关系对本领域技术人员来说是很明显的。微处理器(微控制器)对应于前面图中的集成电路5，并且优选地是前述的部件No.MDT2010ES。前面示出的显示驱动电路(IC)被配置为已编程微处理器(微控制器)的一部分。前面所示的LCD在图11中对应于一系列发光装置LD1-LD5。过零检测器电路优选地利用图9所示的电路结构来实现，并且在图11中被显示为包括NPN晶体管Q2-Q4及其相关分立组件的电路。一个4MHz晶体振荡器被用作该微处理器(微控制器)的外部振荡器。

用于对所述微处理器(微控制器)进行编程的优选的源代码在附录中提供，并且被合并在此以作为本发明公开的一部分，其中该微处理器优选地是前述的部件No.MDT2010ES。

可以设想，在本公开中描述的元件的其它组合也是可能的，并且落在本发明的范围之内。在第一实施例中被描述为绝缘体并且在第二、第三实施例中具有NTC特性的内导电聚合物层也可以由具有PTC特性的热敏导电混合物制成。已经证明，相移可以被测量出具有增加或减小特性，并且在第三实施例的情况中可以具有增加的和减小的信号以及线性的和非线性的特征。

在这里结合附图描述了本发明的几个实施例，以便提供对本发明的理解。可以包括修改和增强的其他配置和实施例对本领域技术人员来说将是显而易见的，并且被认为落在本发明的范围或精神之内。

附录

用于微控制器部件No.MDT2010ES的源代码中的操作程序

；＊＊＊＊＊文件变量定义＊＊＊＊＊＊＊＊＊

RS00 EQU 00H

RS01 EQU 01H

RS02 EQU 02H

RS03 EQU 03H

RS04 EQU 04H

RS05 EQU 05H

RS06 EQU 06H

RS07 EQU 07H

RS08 EQU 08H

RS09 EQU 09H

RS0A EQU 0AH

RS0B EQU 0BH

RS0C EQU 0CH

RS0D EQU 0DH

RS0E EQU 0EH

RS0F EQU 0FH

RS10 EQU 10H

RS11 EQU 11H

RS12 EQU 12H

RS13 EQU 13H

RS14 EQU 14H

RS15 EQU 15H

；＊＊＊＊＊ I/O变量定义＊＊＊＊＊＊＊＊＊

PAB1 EQU 016H

PAB2 EQU 00FH

PAB3 EQU 036H

PAB4 EQU 056H

；＊＊＊＊＊数据变量定义＊＊＊＊＊＊＊＊＊

CON_3 EQU 3CH

CON_4 EQU 78H

CON_6 EQU 0FAH

VAL_1 EQU 40H

VAL_2 EQU 02H

VAL_3 EQU 01H

VAL_4 EQU 1EH

VAL_5 EQU 0FAH

V1 EQU 08H

V2 EQU 0FH

V3 EQU 26H

V4 EQU 77H

W1 EQU 10H

W2 EQU 11H

N1 EQU 32H

N_L_L EQU 0C8H

N_T_L EQU 0BEH

N_L_2 EQU 0BEH

N_T_2 EQU 0ACH

N_L_3 EQU 0AAH

N_T_3 EQU 94H

N_L_H EQU 92H

N_T_H EQU 7AH

R1 EQU 0AH

R2 EQU 05H

R3 EQU 01H

R4 EQU 02H

R5 EQU 04H

R6 EQU 02H

；＊＊＊＊＊比特变量定义＊＊＊＊＊＊＊＊＊

A1 EQU 00H

A2 EQU 01H

A3 EQU 02H

A4 EQU 03H

A5 EQU 04H

A6 EQU 05H

A7 EQU 06H

A8 EQU 07H

A9 EQU 00H

AA EQU 01H

B1 EQU 00H

B2 EQU 01H

B3 EQU 02H

B4 EQU 03H

B5 EQU 04H

B6 EQU 05H

B7 EQU 06H

B8 EQU 07H

C1 EQU 00H

C2 EQU 01H

C3 EQU 02H

D1 EQU 00H

D2 EQU 01H

D1 EQU 02H

；＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊RSOC比特＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

PA2 EQU 07H

PA1 EQU 06H

PA0 EQU 05H

NOT_TO EQU 04H

NOT_PD EQU 03H

Z EQU 02H

DC EQU 01H

C EQU 00H

；＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊选项比特＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

NOT_RBPU EQU 07H

INTEDG EQU 06H

T0CS EQU 05H

T0SE EQU 04H

PSA EQU 03H

PS2 EQU 02H

PS1 EQU 01H

PS0 EQU 00H

；＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

ORG 3FFH

GOTO S1 ORG 00H

GOTO S1

RST_UNIT：

MOVLW 001H

MOVWF RS09

MOVLW 000H

MOVWF RS0A

RST_REG

CLRF RS03

CLRF RS02

CLRF RS01

CLRF RS14

CLRF RS12

CLRF RS15

CLRF RS11

RETLW 00H

；＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊延迟1子例程

＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

DELAY_1

MOVLW VAL_4

MOVWF RS08

DLY_2

DECFSZ RS08，1

GOTO DLY_2

DECFSZ RS07，1

GOTO DELAY_1

RETLW 00H

；＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊延迟2子例程

DELAY_2

MOVLW VAL_1

MOVWF RS08

DLY_1

DECFSZ RS08，1

GOTO DLY_1

DECFSZ RS07，1

GOTO DELAY_2

RETLW 00H

；＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊CM子例程＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

CM

CLRF RS0E

CLRF RS00

CLRF RS06

CLRF RS05

CLRF RS04

CLRF RS10

CN

MOVLW CON_6

SUBWF RS0E，0

BTFSS RS0C，C

RETLW 00H

MOVLW CON_6

SUBWF RS0E，1

INCF RS00，1

MOVLW CON_6

SUBWF RS00，0

BTFSS RS0C，C

RETLW 00H

MOVLW CON_6

SUBWF RS00，1

INCF RS06，1

RETLW 00H

TMN

MOVLW CON_4

SUBWF RS00，0

BTFSS RS0C，C

RETLW 00H

MOVLW CON_4

SUBWF RS00，1

INCF RS06，1

CLRF RS15

MOVLW CON_3

SUBWF RS06，0

BTFSS RS0C，C

RETLW 00H

MOVLW CON_3

SUBWF RS06，1

INCF RS05，1

INCF RS10，1

MOVLW CON_3

SUBWF RS05，0

BTFSS RS0C，C

RETLW 00H

MOVLW CON_3

SUBWF RS05，1

INCF RS04，1

RETLW 00H

；＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊激活＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

ACT1

INCF RS00，1

CALL TMN

BTFSC RS02，B2

GOTO N_L

NTO

BSF RS09，H5

MOVLW VAL_3

MOVWF RS07

CALL DELAY_1

BCF RS09，H5

INCF RS11，1

MOVF RS11，0

XORLW 03H

BTFSC RS0C，Z

GOTO STO

MOVLW VAL_3

MOVWF RS07

CALL DELAY_1

GOTO NTO

STO

CLRF RS11

SN_H

BTFSC RS09，A3

RETLW 00H

BTFSS RS09，A5

GOTO N_E

RETLW 00H

N_L

BTFSS RS09，A3

RETLW 00H

MOVLW VAL_2

MOVWF RS07

CALL DELAY_2

BTFSS RS0A，A9

GOTO N_E

RETLW 00H

；＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊PROW子例程＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

N_E

INCF RS15，1

MOVF RS15，0

XORLW R6

BTFSS RS0C，Z

RETLW 00H

BSF RS02，B8

RETLW 00H

；＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊D子例程＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

F_D

CALL CN

MOVLW R4

SUBWF RS06，0

BTFSS RS0C，C

RETLW 00H

BTFSS RS02，B4

GOTO D_D

BCF RS02，B4

CLRF RS06

RETLW 00H

D_D

BSF RS02，B4

CLRF RS06

RETLW 00H

；＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊开始＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

S1 MOVLW PAB1

TRIS RS09

MOVLW PAB2

TRIS RS0A

CLRF RS13

CALL RST_UNIT

CALL CM

CT1

BTFSC RS09，A3

GOTO CT1

CT2

BTFSS RS09，A3

GOTO CT4

CT3

BTFSC RS09，A3

GOTO CT3

CT4

BTFSS RS09，A3

GOTO CT1

MOVLW VAL_2

MOVWF RS07

CALL DELAY_2

BTFSS RS0A，A9

GOTO FA3

CT5

CALL CM

CT6

BTFSS RS0A，AA

GOTO CT8

CALL CN

MOVLW R3

SUBWF RS06，0

BTFSC RS0C，C

GOTO CT7

BTFSS RS0A，AA

GOTO CT8

GOTO CT6

CT7

BSF RS02，B5

CT8

BTFSS RS0A，AA

GOTO CT8

MOVLW VAL_5

MOVWF RS07

CALL DELAY_2

BTFSS RS0A，AA

GOTO CT8

CT9

BCF RS09，A4

INCF RS03，1

；＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊电平＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

S_L1

MOVF RS03，0

XORLW 01H

BTFSC RS0C，Z

GOTO S_L3

MOVF RS03，0

XORLW 02H

BTFSC RS0C，Z

GOTO S_L4

MOVF RS03，0

XORLW 03H

BTFSC RS0C，Z

GOTO S_L5

MOVF RS03，0

XORLW 04H

BTFSC RS0C，Z

GOTO S_L6

CALL RST_UNIT

S_L2

BTFSC RS0A，AA

GOTO S_L2

GOTO CT8

S_L3

MOVLW PAB3

TRIS RS09

BCF RS09，A8

BSF RS09，A7

CLRF RS14

BSF RS14，D2

GOTO S_L7

S_L4

MOVLW PAB3

TRIS RS09

BSF RS09，A8

BCF RS09，A7

CLRF RS14

BSF RS14，D1

GOTO S_L7

S_L5

MOVLW PAB4

TRIS RS09

BSF RS09，A8

BCF RS09，A6

CLRF RS14

BSF RS14，D1

GOTO S_L7

S_L6

MOVLW PAB4

TRIS RS09

BCF RS09，A8

BSF RS09，A6

CLRF RS14

GOTO S_L7

S_L7

CLRF RS12

BSF RS02，B8

BTFSS RS02，B5

GOTO DT1

BSF RS02，B3

；＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊模式子例程＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

H1

BTFSC RS02，B3

GOTO H2

BTFSC RS02，B3

GOTO H2

CALL CM

BSF RS02，B3

H2

INCF RS12，1

MOVF RS12，0

XORLW 3CH

BTFSS RS0C，Z

GOTO H3

CLRF RS12

BCF RS02，B8

H3

BTFSC RS09，A3

GOTO H3

H4

CLRF RS0E

BTFSC RS02，B8

GOTO H6

INCF RS00，1

CALL TMN

H5

BTFSS RS09，A3

GOTO H5

INCF RS00，1

CALL TMN

H6

BTFSC RS09，A3

GOTO A5

CLRF RS0E

BSF RS0C，PA0

CALL DP1

BCF RS0C，PA0

BSF RS02，B8

BTFSS RS01，C1

GOTO H6

BTFSC RS01，C4

GOTO H5

BSF RS 01，C4

GOTO H6

H7

BCF RS01，C3

BCF RS01，C4

H8

CALL ACT1

BTFSC RS02，B8

GOTO FA1

H9

BTFSS RS09，A3

GOTO H6

CALL ACT1

BTFSC RS02，B8

GOTO FA1

HA

BTFSS RS02，B3

GOTO WT1

HB

BTFSS RS02，B5

GOTO H9

MOVLW R2

SUBWF RS06，0

BTFSS RS0C，C

GOTO WT7

GOTO HA

HC

MOVLW R1

SUBWF RS04，0

BTFSS RS0C，C

GOTO WT7

HD

CLRF RS13

CALL RST_UNIT

CALL CM

HE

BTFSS RS0A，AA

GOTO HC

BCF RS09，A4

GOTO CT8

HF

CALL F_D

BTFSC RS02，B4

GOTO H10

BCF RS09，A4

GOTO HB

H10

BSF RS09，A4

GOTO HB

；＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊超时＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

WT1

BTFSS RS14，D2

GOTO WT2

MOVLW V3

GOTO WT6

WT2

BTFSS RS14，D1

GOTO WT3

MOVLW V4

GOTO WT6

WT3

BTFSS RS14，D1

GOTO WT4

MOVLW V2

GOTO WT6

WT4

MOVLW V1

GOTO WT6

WT5

SUBWF RS10，0

BTFSS RS0C，C

GOTO WT7

WT6

CLRF RS12

BSF RS02，B8

BSF RS02，B3

BCF RS02，B3

GOTO WT7

WT7

BTFSC RS0A，AA

GOTO WT8

BCF RS02，B8

GOTO H2

WT8

BTFSC RS02，B8

GOTO H2

BTFSS RS0A，AA

GOTO H2

GOTO CT8

；＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊故障模式＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

FA1

INCF RS13，1

MOVF RS13，0

XORLW R5

BTFSC RS0C，Z

GOTO FA3

CALL RST_UNIT

FA2

BTFSC RS0A，AA

GOTO FA2

GOTO CT8

FA3

CALL CM

MOVLW PAB4

TRIS RS09

FA4

CALL F_D

BTFSC RS02，B4

GOTO FA5

BCF RS09，A8

BSF RS09，A6

GOTO FA4

FA5

BCF RS09，A8

BCF RS09，A6

GOTO FA4

；＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊检测测试＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

DT1

BTFSC RS09，A3

GOTO DT1

DT2

BTFSS RS09，A3

GOTO DT2

MOVLW VAL_2

MOVWF RS07

CALL DELAY_2

BTFSS RS0A，A9

GOTO DT5

DT3

BTFSC RS09，A3

GOTO DT3

CLRF RS0E

DT4

BTFSC RS09，A3

GOTO DT5

BTFSC RS09，A2

GOTO DT4

MOVLW N1

SUBWF RS0E，0

BTFSC RS0C，C

GOTO H1

DT5

BSF RS02，B8

GOTO FA1

NOP

DP1

BTFSC RS02，B1

GOTO DP8

DP2

BTFSS RS09，A3

GOTO DP3

BTFSC RS01，C3

BSF RS02，B8

BSF RS01，C3

RETLW 00H

DP3

BTFSC RS09，A2

GOTO DP2

BTFSS RS02，B3

GOTO DPE

BTFSC RS01，C2

GOTO DPE

BTFSC RS02，B1

GOTO DP9

DP4 BTFSS RS14，D2

GOTO DP5

MOVLW N_T_L

GOTO DP8

DP5

BTFSS RS14，D1

GOTO DP6

MOVLW N_T_2

GOTO DP8

DP6

BTFSS RS14，D1

GOTO DP7

MOVLW N_T_3

GOTO DP8

DP7

MOVLW N_T_H

DP8

SUBWF RS0E，0

BTFSC RS0C，C

GOTO DPE

BSF RS02，B1

GOTO DPE

DP9

BTFSS RS14，D2

GOTO DPA

MOVLW N_L_L

GOTO DPD

DPA

BTFSS RS14，D1

GOTO DPB

MOVLW N_L_2

GOTO DPD

DPB

BTFSS RS14，D1

GOTO DPC

MOVLW N_L_3

GOTO DPD

DPC

MOVLW N_L_H

DPD

SUBWF RS0E，0

BTFSS RS0C，C

GOTO DPE

BCF RS02，B1

GOTO DPE

DPE

MOVLW N1

SUBWF RS0E，0

BTFSC RS0C，C

RETLW 00H

BSF RS02，B8

RETLW 00H

END

Claims

1、一种组合，包括：

加热线，包括：

具有预定电阻的加热导体；

传感导体；

插入在该加热导体和该传感导体之间的聚合物层；以及

覆盖该加热导体、聚合物层和传感导体的外绝缘层，以及

用于控制施加到该加热线的交流电AC功率信号的控制电路，该控制电路包括：

电容器，该电容器能够与该AC功率信号的一个极性相耦合；

电阻器，该电阻器与该电容器串联连接并且与该AC功率信号的相反极性连接，该电阻器与该电容器相连接以便在该电阻器与该电容器相连接之处限定结点，该传感导体的一端与该电阻器和该电容器的该结点相耦合，当功率被施加到该加热线和控制电路时，该结点展现出相移AC功率信号；

第一过零检测器，检测所述AC功率信号的过零并且作为响应产生第一过零信号；

第二过零检测器，检测展现在所述电阻器和电容器的所述结点处的所述相移AC功率信号的过零并且作为响应产生第二过零信号；

响应于第一过零信号和第二过零信号的时间差确定器电路，确定在所述AC功率信号的过零和所述相移AC功率信号的过零之间的时间差并且作为响应产生控制信号；以及

响应于该控制信号的开关，其作为响应控制被提供给该加热线的所述AC功率信号的占空比。

2、如权利要求1所述的组合，其中，所述加热线的聚合物层包括具有低于155摄氏度的熔化温度的聚乙烯。

3、如权利要求1所述的组合，其中，所述加热线的聚合物层是半导电的并且具有电阻负温度系数NTC。

4、如权利要求1所述的组合，其中，所述加热线的聚合物层是半导电的并且具有电阻正温度系数PTC。

5、一种组合，包括：

加热线，包括：

具有预定电阻的加热导体；

传感导体；

插入在该加热导体和该传感导体之间的聚合物层；以及

覆盖该加热导体、聚合物层和传感导体的外绝缘层，以及

第一电容器，第一电容器能够与AC功率信号的一个极性相耦合；

第一电阻器，第一电阻器与第一电容器串联连接并且连接到该AC功率信号的相反极性，第一电阻器与第一电容器连接以便在该第一电阻器与该第一电容器相连接之处限定第一结点，所述传感导体的一端与第一电阻器和第一电容器的第一结点相耦合，当功率被施加到所述加热线和控制电路时，所述第一结点展现出第一相移AC功率信号；

第二过零检测器，检测在第一电阻器和第一电容器的第一结点处展现出的第一相移AC功率信号的过零并且作为响应产生第二过零信号；

第二电容器；

第二电阻器，第二电阻器与第二电容器串联连接以便限定与之的串联连接，所述第二电阻器与所述第二电容器的所述串联连接具有第一端和相对的第二端，第二电容器和第二电阻器的该串联连接的第一端能够和所述AC功率信号的所述一个极性相耦合，第二电容器和第二电阻器的该串联连接的第二端能够和所述加热线的加热导体相耦合，并且所述第二端在所述第二端与所述加热线的加热导体相耦合的位置处限定第二结点，功率被施加到所述加热线和控制信号时，所述第二结点展现出第二相移AC功率信号；

第三过零检测器，检测在第二电容器和第二电阻器的所述串联连接的第二结点处展现出的第二相移AC功率信号的过零并且作为响应产生第三过零信号；

响应于第一过零信号和第二过零信号的时间差确定器电路，确定所述AC功率信号的过零和所述第一相移AC功率信号的过零之间的时间差，该时间差确定器电路进一步响应于第一过零信号和第三过零信号并且进一步确定所述AC功率信号的过零和所述第二相移AC功率信号的过零之间的时间差，该时间差确定器电路作为响应产生控制信号；以及

响应于该控制信号的开关，其作为响应控制被提供给所述加热线的所述AC功率信号的占空比。

6、如权利要求5所述的组合，其中，所述加热线的聚合物层包括具有低于155摄氏度的熔化温度的聚乙烯。

7、如权利要求5所述的组合，其中，所述加热线的聚合物层是半导电的并且具有电阻负温度系数NTC。

8、如权利要求5所述的组合，其中，所述加热线的聚合物层是半导电的并且具有电阻正温度系数PTC。

9、如权利要求5所述的组合，其中，所述时间差确定器电路包括微处理器，其中所述微处理器确定在所述AC功率信号的过零和第一相移AC功率信号的过零之间的时间差以便确定加热线的最高温度。

10、如权利要求5所述的组合，其中，所述时间差确定器电路包括微处理器，其中所述微处理器确定在所述AC功率信号的过零和第二相移AC功率信号的过零之间的时间差以便确定加热线的平均温度。

11、一种监测并控制加热线的方法，所述加热线包括具有预定电阻的加热导体、传感导体、插在加热导体和传感导体之间的聚合物层以及覆盖加热导体、聚合物层和传感导体的外绝缘层，所述方法包括以下步骤：

为该加热线提供交流电AC功率信号；

响应于该加热线的聚合物层的电阻的变化对该AC功率信号进行相移，并且作为响应产生相移AC功率信号；

检测所述AC功率信号的过零并且产生第一过零信号；

检测所述相移AC功率信号的过零并且作为响应产生第二过零信号；

响应于第一过零信号和第二过零信号确定所述AC功率信号的过零和所述相移AC功率信号的过零之间的时间差，并且作为响应产生控制信号；以及

响应于该控制信号来控制被提供给该加热线的所述AC功率信号的占空比。

12、如权利要求11所述的方法，其中，所述加热线的聚合物层包括具有低于155摄氏度的熔化温度的聚乙烯。

13、如权利要求11所述的方法，其中，所述加热线的聚合物层是半导电的并且具有电阻负温度系数NTC。

14、如权利要求11所述的方法，其中，所述加热线的聚合物层是半导电的并且具有电阻正温度系数PTC。

15、一种监测并控制加热线的方法，所述加热线包括具有预定电阻的加热导体、传感导体、插在加热导体和传感导体之间的聚合物层以及覆盖加热导体、聚合物层和传感导体的外绝缘层，所述方法包括以下步骤：

为该加热线提供交流电AC功率信号；

响应于该加热线的聚合物层的电阻的变化对该AC功率信号进行相移，并且作为响应产生第一相移AC功率信号；

响应于该加热线的加热导体的电阻的变化对该AC功率信号进行相移，并且作为响应产生第二相移AC功率信号；

检测所述AC功率信号的过零并且产生第一过零信号；

检测所述第一相移AC功率信号的过零并且作为响应产生第二过零信号；

检测所述第二相移AC功率信号的过零并且作为响应产生第三过零信号；

响应于第一过零信号和第二过零信号确定所述AC功率信号的过零和所述第一相移AC功率信号的过零之间的时间差，响应于第一过零信号和第三过零信号确定所述AC功率信号的过零和所述第二相移AC功率信号的过零之间的时间差，并且作为响应产生控制信号；以及

16、如权利要求15所述的方法，其中，所述加热线的聚合物层包括具有低于155摄氏度的熔化温度的聚乙烯。

17、如权利要求15所述的方法，其中，所述加热线的聚合物层是半导电的并且具有电阻负温度系数NTC。

18、如权利要求15所述的方法，其中，所述加热线的聚合物层是半导电的并且具有电阻正温度系数PTC。

19、如权利要求18所述的方法，其中，所述加热导体具有电阻正温度系数PTC。

20、一种监测并控制加热线的方法，所述加热线包括具有预定电阻的加热导体、传感导体、插在加热导体和传感导体之间的聚合物层以及覆盖加热导体、聚合物层和传感导体的外绝缘层，所述方法包括以下步骤：

为该加热线提供交流电AC功率信号；

在到该加热线的传感导体的连接处产生相移AC功率信号；

检测所述AC功率信号的过零并且产生第一过零信号；

响应于第一过零信号和第二过零信号确定所述AC功率信号的过零和所述相移AC功率信号的过零之间的时间差是否近似为零，并且作为响应产生控制信号；以及

响应于该控制信号限制被提供给该加热线的所述AC功率信号。

21、如权利要求20所述的方法，其中，所述加热线的聚合物层包括具有低于155摄氏度的熔化温度的聚乙烯。

22、如权利要求20所述的方法，其中，所述加热线的聚合物层是半导电的并且具有电阻负温度系数NTC。

23、如权利要求20所述的方法，其中，所述加热线的聚合物层是半导电的并且具有电阻正温度系数PTC。

24、一种用于控制施加到加热线的交流电AC功率信号的控制电路，所述加热线包括具有预定电阻的加热导体、传感导体、插在加热导体和传感导体之间的聚合物层以及覆盖加热导体、聚合物层和传感导体的外绝缘层，所述控制电路包括：

与该加热线的传感导体相耦合并且产生相移AC功率信号的相移电路；

第二过零检测器，检测所述相移AC功率信号的过零并且作为响应产生第二过零信号；

响应于第一过零信号和第二过零信号的时间差确定器电路，确定所述AC功率信号的过零和所述相移AC功率信号的过零之间的时间差，并且作为响应产生控制信号；以及

响应于该控制信号的开关，作为响应控制被提供给该加热线的所述AC功率信号的占空比。

25、一种用于控制施加到加热线的交流电AC功率信号的控制电路，所述加热线包括具有预定电阻的加热导体、传感导体、插在加热导体和传感导体之间的聚合物层以及覆盖加热导体、聚合物层和传感导体的外绝缘层，所述控制电路包括：

与该加热线的传感导体相耦合并且产生第一相移AC功率信号的第一相移电路；

与该加热线的加热导体相耦合并且产生第二相移AC功率信号的第二相移电路；

第二过零检测器，检测所述第一相移AC功率信号的过零并且作为响应产生第二过零信号；

第三过零检测器，检测所述第二相移AC功率信号的过零并且作为响应产生第三过零信号；

响应于第一过零信号和第二过零信号的时间差确定器电路，确定所述AC功率信号的过零和所述第一相移AC功率信号的过零之间的时间差，该时间差确定器电路还响应于第一过零信号和第三过零信号并且还确定所述AC功率信号的过零和所述第二相移AC功率信号的过零之间的时间差，该时间差确定器电路作为响应产生控制信号；以及

响应于该控制信号的开关，作为响应控制被提供给所述加热线的所述AC功率信号的占空比。

26、一种用于控制施加到加热线的交流电AC功率信号的控制电路，所述加热线包括具有预定电阻的加热导体、传感导体、插在加热导体和传感导体之间的聚合物层以及覆盖加热导体、聚合物层和传感导体的外绝缘层，所述控制电路包括：

响应于第一过零信号和第二过零信号的时间差确定器电路，确定所述AC功率信号的过零和所述相移AC功率信号的过零之间的时间差是否近似为零，并且作为响应产生控制信号；以及

响应于该控制信号的开关，作为响应限制被提供给该加热线的所述AC功率信号。

27、一种组合，包括：

加热线，包括：

具有预定电阻的加热导体；

传感导体；

插入在该加热导体和该传感导体之间的聚合物层；以及

覆盖该加热导体、聚合物层和传感导体的外绝缘层，以及

电容器，该电容器能够与该AC功率信号的一个极性相耦合；

响应于第一过零信号和第二过零信号的时间差确定器电路，确定在所述AC功率信号的过零和所述相移AC功率信号的过零之间的时间差是否近似为零，并且作为响应产生控制信号；以及