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淺談陶瓷電加熱元件控制系統(tǒng)

來源:上海旺徐電氣有限公司   2017年05月05日 13:48  

電加熱系統(tǒng)走過了普通電熱絲、合金電熱絲、電熱膜、PTC加熱元件的漫長過程,直至今天廣泛采用的氧化鋁陶瓷加熱芯(MCH)。所謂MCH氧化鋁陶瓷發(fā)熱片,是以高熱導(dǎo)率陶瓷——氧化鋁瓷為基體,通過直接在氧化鋁坯體上印刷耐熱難熔合金作為內(nèi)電極形成發(fā)熱電路,經(jīng)真空壓合,在1600℃左右的高溫將兩片氧化鋁生瓷片共燒,zui后經(jīng)釬焊引出引線而制成。與傳統(tǒng)的電熱元件相比較,具有性能穩(wěn)定、使用使命長、節(jié)能、表面溫度均勻,絕緣性能好等優(yōu)勢,且熱響應(yīng)時(shí)間短,熱慣性小,升溫速度快,加熱溫度zui高可達(dá)700℃。無可見光的輻射,具有較好的表面發(fā)散率,安全環(huán)保,符合歐盟(ROHS及WEEE)的環(huán)保要求。故已經(jīng)*取代了各種電熱絲和PTC加熱元件在新型小家電和美容護(hù)理產(chǎn)品上的應(yīng)用。

電加熱系統(tǒng)現(xiàn)在常見的產(chǎn)品規(guī)格為厚度1.2mm的片狀,如圖1和圖2,長寬規(guī)格有70×7、70×10、70×15 、70×20、70×30等,常溫電阻通常有 40/60/80/120/150(Ω)等,根據(jù)廠家不同而有不同規(guī)格,工作溫度 100-300℃,zui高工作溫度大于500℃。用于110/220V直接加熱時(shí)可在 7-10 秒內(nèi)達(dá)到 200 ℃ ,20秒左右達(dá)到zui高溫。但是在用于卷發(fā)器、直發(fā)器(離子燙)等美容護(hù)理產(chǎn)品上時(shí),因?yàn)橐话阋蠓€(wěn)定溫度在100℃-250℃范圍內(nèi)無級(jí)可調(diào)或分檔位調(diào)溫,加之要求溫度穩(wěn)定性高,因此一般都需要相應(yīng)的溫度控制系統(tǒng)。

zui初的控溫系統(tǒng)一般采用NTC測量發(fā)熱體上的溫度,然后由MCU或ASIC檢測NTC的阻值并控制可控硅輸出。這些電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本較高(NTC+ MCU),因此很快就被淘汰,目前比較*的方案是利用MCH發(fā)熱頭內(nèi)部發(fā)熱元件的電阻隨溫度升高而變化的特性,直接測量發(fā)熱元件的電阻值來測量溫度,從而直接控制其穩(wěn)定溫度。該特性近似PTC特性,但是元件的居里點(diǎn)不同。例如某一款常溫電阻33Ω的發(fā)熱頭在120℃時(shí)電阻約上升至47Ω,而當(dāng)溫度達(dá)250℃時(shí)電阻約上升至61Ω。比較典型的分離元件方案是采用CD4017 + LM358或者甚至單*片LM358 、LM2903等。

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