CN109972869B - 一种独立控制加热元件的桑拿房 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种独立控制加热元件的桑拿房，包括电源VCC1、电源VCC2，加热元件桑拿房内设置有若干个加热元件，每一个加热元件加热元件上设置一个感温头；加热元件桑拿房内设控制电路加热元件，加热元件控制电路加热元件电连有降压电路加热元件、分流电路加热元件、过零检测电路加热元件、感温电路加热元件、加热电路加热元件；若干个加热元件感温头电连感温电路加热元件，若干个加热元件加热元件电连加热电路加热元件。本发明设定的温度是加热元件的表面实际温度，不是空间温度，更贴近人体感受温度。本发明可以任意设定某一个加热元件的表面温度，可以做到前后左右的感受温度一致。

Description

一种独立控制加热元件的桑拿房

技术领域

本发明涉及桑拿房，具体是一种独立控制加热元件的桑拿房。

背景技术

目前市面上的桑拿房的控温只有一个感应空间温度的探头，当房内温度没有达到设定温度时，所有的加热元件一起加热，当房内温度达到设定温度时，所有的加热元件一起停止加热。缺点：

1.加热元件表面温度远远大于房内空间温度，室内温度不能反映人体实际感受的温度。

2.前后左右的加热元件的布局不同，人体感应前后左右的温度也不一致，会后背离后加热元件近，感觉温度高，前胸离前加热元件远，感觉温度低。

发明内容

为解决上述现有技术的缺陷，本发明提供一种独立控制加热元件的桑拿房，本发明设定的温度是加热元件的表面实际温度，不是空间温度，更贴近人体感受温度。本发明可以任意设定某一个加热元件的表面温度，可以做到前后左右的感受温度一致。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：一种独立控制加热元件的桑拿房，包括电源VCC1、电源VCC2，所述桑拿房内设置有若干个加热元件，每一个所述加热元件上设置一个感温头；

所述桑拿房内设控制电路加热元件，所述控制电路加热元件电连有降压电路加热元件、分流电路加热元件、过零检测电路加热元件、感温电路加热元件、加热电路加热元件；

所述控制电路加热元件包括主控芯片，所述主控芯片的输入端连接过零检测电路加热元件的输出端，所述主控芯片的输出端连接分流电路加热元件的输入端，所述感温电路加热元件的输出端连接主控芯片的输入端，所述加热电路加热元件的输入端连接主控芯片的输出端；

若干个所述感温头电连感温电路加热元件，若干个所述加热元件电连加热电路加热元件。

优选的，所述主控芯片的1脚、24脚、36脚、48脚连接至VCC2；主控芯片的3脚连接过零检测电路加热元件的输出端，主控芯片的5脚、6脚连接存储器；主控芯片的7脚一路通过电阻R18连接VCC2，一路通过电容C2接地；主控芯片的9脚一路连接VCC2，一路通过电容C1接地；主控芯片的15-22脚为模数转换输入口；主控芯片的40脚、25脚、39脚、26脚、38脚、27脚、33脚、28脚为波形输出口；主控芯片的34脚、37脚连接至程序烧录接口JP4；主控芯片的43脚连接分流电路加热元件的输入端；主控芯片的8脚、23脚、35脚、44脚、47脚接地。

优选的，所述降压电路加热元件包括降压芯片，所述降压芯片的1脚连接VCC1，降压芯片的1脚一路通过电容C12接地、一路通过电容C13接地；降压芯片的3脚、5脚接地；降压芯片的2脚通过电感L15与降压芯片的4脚连接，降压芯片的4脚输出VCC2；降压芯片的2脚通过二极管D11接地；VCC2一路通过电容C11接地，一路通过电容C14接地。

优选的，所述分流电路加热元件输入端连接主控芯片的43脚，分流电路加热元件的输入端通过电阻R23连接三极管Q1的2脚，三极管Q1的的1脚接地，三极管Q1的3脚分别连接继电器K1、继电器K2，继电器K1的1脚连接VCC1，继电器K1的2脚连接三极管Q1的3脚，继电器K1的3脚连接继电器K1的4脚，继电器K1的5脚、6脚均通过保险丝F1连接至插座；继电器K2的1脚连接VCC1，继电器K2的2脚连接三极管Q1的3脚，三极管Q1的3脚通过二极管D2连接VCC1，继电器K1的3脚连接继电器K1的4脚，继电器K2的5脚、6脚均通过保险丝F1连接至插座。

优选的，所述过零检测电路加热元件包括一个光耦，所述光耦的1脚通过二极管D1、电阻R35连接分流电路加热元件，光耦的2脚连接至插座，光耦的3脚接地，光耦的4脚通过电阻R19连接VCC2，光耦的4脚通过电容C10接地，光耦的4脚输出过零检测信号至主控芯片的3脚。

优选的，所述感温电路加热元件包括若干个分支温度检测电路，所述分支温度检测电路连接感温头，所述感温头负极接地、正极通过电阻连接VCC2，感温头正极连接主控芯片的模数转换输入口；主控芯片的模数转换输入口通过电容接地。

优选的，所述加热电路加热元件包括若干个分支加热控制电路，所述分支加热控制电路包括一个三端双向可控硅、一个光隔离三端双向可控硅驱动器芯片；所述三端双向可控硅的第二电极连接加热元件，三端双向可控硅的第一电极通过电阻R57、电容C14连接至加热元件，三端双向可控硅的控制极连接光隔离三端双向可控硅驱动器芯片的4脚，光隔离三端双向可控硅驱动器芯片的6脚通过电阻R58、电容C14连接至加热元件，光隔离三端双向可控硅驱动器芯片的1脚连接VCC2，光隔离三端双向可控硅驱动器芯片的2脚通过电阻连接至主控芯片的波形输出口。

优选的，所述控制电路还连接有照明电路，所述照明电路的输入端连接主控芯片的输出端；所述照明电路包括内灯电路、外灯电路。

优选的，所述桑拿房内设置有八个加热元件，分别是左片加热元件、后片加热元件、右片加热元件、座椅加热元件、挡板加热元件、脚底加热元件、前右加热元件、前左加热元件。

综上所述，本发明取得了以下技术效果：

1、本发明设定的温度是加热元件的表面实际温度，不是空间温度，更贴近人体感受温度。

2、本发明可以任意设定某一个加热元件的表面温度，能够单独控制其中一个或者多个加热元件，而不是统一加热到同一温度，可以做到前后左右的感受温度一致。

附图说明

图1是本发明控制电路图；

图2是本发明降压电路图；

图3是本发明分流电路图；

图4是本发明过零检测电路图；

图5是本发明感温电路图；

图6是本发明加热电路图；

图7是本发明内灯电路图；

图8是本发明外灯电路图；

图9是本发明存储器电路图；

图10是本发明程序烧录接口示意图；

图11是本发明桑拿房示意图；

图中，1、控制电路，2、降压电路，3、分流电路，4、过零检测电路，5、感温电路，6、加热电路，7、机盒，101、左片加热元件，102、后片加热元件，103、右片加热元件，104、座椅加热元件，105、挡板加热元件，106、脚底加热元件，107、前右加热元件，108、前左加热元件。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例：

如图11所示，一种独立控制加热元件的桑拿房，包括电源VCC1、电源VCC2，桑拿房内设置有若干个加热元件，每一个加热元件上设置一个感温头；感温头用于检测各个加热元件的温度。本实施例中，加热元件包括但不限于陶瓷加热管、远红外电热膜、近红外加热管，感温头采用热敏电阻，型号为MFD503-3950。

本实施例中，桑拿房内设置有八个加热元件，分别是左片加热元件101、后片加热元件102、右片加热元件103、座椅加热元件104、挡板加热元件105、脚底加热元件106、前右加热元件107、前左加热元件108。

桑拿房上设有机盒7，机盒7内设控制电路1，用于控制桑拿房的工作运行，控制电路1电连有降压电路2、分流电路3、过零检测电路4、感温电路5、加热电路6；降压电路2用于将电源VCC1降压至电源VCC2，本实施例中，电源VCC1为12V，电源VCC2为3.3V为桑拿房供电；分流电路3用于将桑拿房内的负载分为两路，降低继电器触点过热融化的风险；由于交流电的电压大小是随时间的变化而不断变化的，频率在50-60Hz，为了实现调压、调功率或调温的目的，需要一个基准点作为起点，起点就是交流电源电压为0时的瞬间，过零检测电路4用于在交流电源电压为0时的瞬间向控制电路发出一个信号，主控芯片根据该信号来调节40脚、25脚、39脚、26脚、38脚、27脚、33脚、28脚的波形输出；感温电路5用于检测加热元件的温度，加热电路6用于控制加热元件加热。

控制电路1包括主控芯片，主控芯片采用型号为stm32f103cbt6，主控芯片的输入端连接过零检测电路4的输出端，主控芯片的输出端连接分流电路3的输入端，感温电路5的输出端连接主控芯片的输入端，加热电路6的输入端连接主控芯片的输出端；

若干个感温头电连感温电路5，若干个加热元件电连加热电路6。

如图1所示，主控芯片的1脚、24脚、36脚、48脚连接至VCC2；主控芯片的3脚连接过零检测电路4的输出端，主控芯片的5脚、6脚连接存储器；主控芯片的7脚一路通过电阻R18连接VCC2，一路通过电容C2接地；主控芯片的9脚一路连接VCC2，一路通过电容C1接地；主控芯片的15-22脚为模数转换输入口；主控芯片的40脚、25脚、39脚、26脚、38脚、27脚、33脚、28脚为波形输出口；主控芯片的34脚、37脚连接至程序烧录接口JP4；主控芯片的43脚连接分流电路3的输入端；主控芯片的8脚、23脚、35脚、44脚、47脚接地。

如图9所示，存储器采用24LC01芯片，24LC01芯片的1脚-4脚、7脚接地，5脚通过电阻R6接VCC2，6脚通过电阻R5接VCC1，8脚接VCC2。

如图2所示，降压电路2包括降压芯片，降压芯片采用LM2596S芯片，降压芯片的1脚连接VCC1，降压芯片的1脚一路通过电容C12接地、一路通过电容C13接地；降压芯片的3脚、5脚接地；降压芯片的2脚通过电感L15与降压芯片的4脚连接，降压芯片的4脚输出VCC2；降压芯片的2脚通过二极管D11接地；VCC2一路通过电容C11接地，一路通过电容C14接地。

如图3所示，分流电路3的输入端连接主控芯片的43脚，分流电路3的输入端通过电阻R23连接三极管Q1的2脚，三极管Q1的1脚接地，三极管Q1的3脚分别连接继电器K1、继电器K2，继电器K1、继电器K2均采用型号RELAY HF115，继电器K1的1脚连接VCC1，继电器K1的2脚连接三极管Q1的3脚，继电器K1的3脚连接继电器K1的4脚，继电器K1的5脚、6脚均通过保险丝F1连接至插座；继电器K2的1脚连接VCC1，继电器K2的2脚连接三极管Q1的3脚，三极管Q1的3脚通过二极管D2连接VCC1，继电器K1的3脚连接继电器K1的4脚，继电器K2的5脚、6脚均通过保险丝F1连接至插座。

保险丝F1接入火线L。三极管Q1采用型号SS8050。

分流电路3将火线L经过继电器K1、继电器K2分流为两路，一路为继电器K1的3脚引出的线路LO2，一路为继电器K2的3脚引出的线路LO1，线路LO1、线路LO2均连接至加热电路6。

如图4所示，过零检测电路4包括一个光耦U5，光耦U5采用型号为PC817，光耦的1脚通过二极管D1、电阻R35连接分流电路3，光耦的2脚连接至插座，光耦的3脚接地，光耦的4脚通过电阻R19连接VCC2，光耦的4脚通过电容C10接地，光耦的4脚输出过零检测信号至主控芯片的3脚。过零检测电路4的贯穿电线为插座零线。

感温电路5包括若干个分支温度检测电路，如图5所示，分支温度检测电路连接感温头，感温头负极接地、正极通过电阻连接VCC2，感温头正极连接主控芯片的模数转换输入口；主控芯片的模数转换输入口通过电容接地。

本实施例中，感温电路5包括8个分支温度检测电路，对应的感温头有八个，分别为左片感温头、后片感温头、右片感温头、座椅感温头、挡板感温头、脚底感温头、前右感温头、前左感温头，分别对应SENSOR1-SENSOR8。主控芯片的15-22脚为模数转换输入口，分别对应AD1-AD8，SENSOR1-SENSOR8分别对应连接至AD1-AD8，将检测到的温度传送给主控芯片。

如图5所示，以左片感温头为例，SENSOR1通过电阻R3连接至VCC2，并且SENSOR1的正极连接至AD1，SENSOR1的正极通过电容C3接地。与左片感温头相同，SENSOR2-SENSOR8分别通过电阻R78-R84连接至VCC2，SENSOR2-SENSOR8的正极分别通过电容接地。

加热电路6包括若干个分支加热控制电路，如图6所示，分支加热控制电路包括一个三端双向可控硅TRIAC、一个光隔离三端双向可控硅驱动器芯片；三端双向可控硅的第二电极连接加热元件，三端双向可控硅的第一电极通过电阻R57、电容C14连接至加热元件，三端双向可控硅的控制极连接光隔离三端双向可控硅驱动器芯片的4脚，光隔离三端双向可控硅驱动器芯片的6脚通过电阻R58、电容C14连接至加热元件，光隔离三端双向可控硅驱动器芯片的1脚连接VCC2，光隔离三端双向可控硅驱动器芯片的2脚通过电阻连接至主控芯片的波形输出口。

本实施例中，加热电路6包括8个分支加热控制电路，八个加热元件分别对应HEATER1-HEATER8；三端双向可控硅设置8个，分别为TR1-TR8；光隔离三端双向可控硅驱动器芯片采用型号为MOC3021，设置8个，分别为U11-U18。

三端双向可控硅TR1、TR3、TR5、TR7分别连接至线路LO1，三端双向可控硅TR2、TR4、TR6、TR8分别连接至线路LO2，通过分流电路将负载分成两路。

光隔离三端双向可控硅驱动器芯片U11-U18的2脚分别通过电阻连接至主控芯片的40脚、25脚、39脚、26脚、38脚、27脚、33脚、28脚。如图6所示，以左片加热元件为例，如果主控芯片的40脚即heater_pwm1输出为0V，光隔离三端双向可控硅驱动器芯片U11即导通，三端双向可控硅TR1导通，控制HEATER1工作，如果主控芯片的40脚输出为3.3V，光隔离三端双向可控硅驱动器芯片U11即不导通，三端双向可控硅TR1不导通，控制HEATER1停止工作。

控制电路还连接有照明电路，照明电路的输入端连接主控芯片的输出端；照明电路包括内灯电路、外灯电路，用于照明。

如图7所示，内灯电路包括三极管Q4，三极管Q4采用型号为SS8050，三极管Q4的1脚接地，三极管Q4的2脚通过电阻R85连接主控芯片的41脚，三极管Q4的3脚一路连接开关LS5的2脚、另一路通过二极管D12接VCC1，开关LS5的1脚接VCC1，开关LS5的3脚、4脚外接照明灯。开关LS5采用型号为RELAY HF3FF。

如图8所示，内灯电路包括三极管Q3，三极管Q3采用型号为SS8050，三极管Q3的1脚接地，三极管Q3的2脚通过电阻R29连接主控芯片的42脚，三极管Q3的3脚一路连接开关LS4的2脚、另一路通过二极管D4接VCC1，开关LS4的1脚接VCC1，开关LS4的3脚、4脚外接照明灯。开关LS4采用型号为RELAY HF3FF。

工作原理：

首先，在桑拿房内安装左片加热元件、后片加热元件、右片加热元件、座椅加热元件、挡板加热元件、脚底加热元件、前右加热元件、前左加热元件等8个加热元件，分别安装左片感温头、后片感温头、右片感温头、座椅感温头、挡板感温头、脚底感温头、前右感温头、前左感温头等8个感温头。预先设置加热元件各自的温度值。

12V的电源VCC1通过降压电路输出为3.3V的电源VCC2，给主控芯片供电。

8个感温头分别检测8个加热元件的温度，并分别将检测到的温度传递给主控芯片的AD1-AD8模数转换输入口，主控芯片根据接收到的温度分别输出不同的波形heater_pwm1-heater_pwm8来控制8个加热元件分别工作。

当桑拿房电源打开时，主控芯片的43脚即MAIN_HEATER1引脚输出驱动信号，将继电器K1和K2导通。火线L经过保险丝F1，再经过继电器K1和继电器K2分流两路LO1和LO2。LO1连接到可控硅TR1、TR3、TR5、TR7，LO2连接到可控硅TR2、TR4、TR6、TR8，可控硅TR1-TR8有电输入后，heater_pwm1-heater_pwm8根据sensor1-sensor8和各自设定的温度数据来控制可控硅TR1-TR8的导通与关闭，从而控制8个加热元件工作。

本发明中设定的温度是加热元件的表面实际温度，不是空间温度，更贴近人体感受温度。本发明可以任意设定某一个加热元件的表面温度，可以做到前后左右的感受温度一致。例如：将后片加热元件设定60度，左右加热元件设定65度，前片加热元件设定80度，加热元件达到设定温度后，人体的前后左右感受温度基本一致。

以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种独立控制加热元件的桑拿房，包括电源VCC1、电源VCC2，其特征在于：所述桑拿房内设置有若干个加热元件，每一个所述加热元件上设置一个感温头；

所述桑拿房内设控制电路（1），所述控制电路（1）电连有降压电路（2）、分流电路（3）、过零检测电路（4）、感温电路（5）、加热电路（6）；

所述控制电路（1）包括主控芯片，所述主控芯片的输入端连接过零检测电路（4）的输出端，所述主控芯片的输出端连接分流电路（3）的输入端，所述感温电路（5）的输出端连接主控芯片的输入端，所述加热电路（6）的输入端连接主控芯片的输出端；

若干个所述感温头电连感温电路（5），若干个所述加热元件电连加热电路（6）；

所述主控芯片的1脚、24脚、36脚、48脚连接至VCC2；主控芯片的3脚连接过零检测电路（4）的输出端，主控芯片的5脚、6脚连接存储器；主控芯片的7脚一路通过电阻R18连接VCC2，一路通过电容C2接地；主控芯片的9脚一路连接VCC2，一路通过电容C1接地；主控芯片的15-22脚为模数转换输入口；主控芯片的40脚、25脚、39脚、26脚、38脚、27脚、33脚、28脚为波形输出口；主控芯片的34脚、37脚连接至程序烧录接口JP4；主控芯片的43脚连接分流电路（3）的输入端；主控芯片的8脚、23脚、35脚、44脚、47脚接地；

所述降压电路（2）包括降压芯片，所述降压芯片的1脚连接VCC1，降压芯片的1脚一路通过电容C12接地、一路通过电容C13接地；降压芯片的3脚、5脚接地；降压芯片的2脚通过电感L15与降压芯片的4脚连接，降压芯片的4脚输出VCC2；降压芯片的2脚通过二极管D11接地；VCC2一路通过电容C11接地，一路通过电容C14接地；

所述分流电路（3）输入端连接主控芯片的43脚，分流电路（3）的输入端通过电阻R23连接三极管Q1的2脚，三极管Q1的的1脚接地，三极管Q1的3脚分别连接继电器K1、继电器K2，继电器K1的1脚连接VCC1，继电器K1的2脚连接三极管Q1的3脚，继电器K1的3脚连接继电器K1的4脚，继电器K1的5脚、6脚均通过保险丝F1连接至插座；继电器K2的1脚连接VCC1，继电器K2的2脚连接三极管Q1的3脚，三极管Q1的3脚通过二极管D2连接VCC1，继电器K2的3脚连接继电器K2的4脚，继电器K2的5脚、6脚均通过保险丝F1连接至插座；

所述过零检测电路（4）包括一个光耦，所述光耦的1脚通过二极管D1、电阻R35连接分流电路（3），光耦的2脚连接至插座，光耦的3脚接地，光耦的4脚通过电阻R19连接VCC2，光耦的4脚通过电容C10接地，光耦的4脚输出过零检测信号至主控芯片的3脚；

所述感温电路（5）包括若干个分支温度检测电路，所述分支温度检测电路连接感温头，所述感温头负极接地、正极通过电阻连接VCC2，感温头正极连接主控芯片的模数转换输入口；主控芯片的模数转换输入口通过电容接地；

所述加热电路（6）包括若干个分支加热控制电路，所述分支加热控制电路包括一个三端双向可控硅、一个光隔离三端双向可控硅驱动器芯片；所述三端双向可控硅的第二电极连接加热元件，三端双向可控硅的第一电极通过电阻R57、电容C14连接至加热元件，三端双向可控硅的控制极连接光隔离三端双向可控硅驱动器芯片的4脚，光隔离三端双向可控硅驱动器芯片的6脚通过电阻R58、电容C14连接至加热元件，光隔离三端双向可控硅驱动器芯片的1脚连接VCC2，光隔离三端双向可控硅驱动器芯片的2脚通过电阻连接至主控芯片的波形输出口；

降压电路（2）用于将电源VCC1降压至电源VCC2，电源VCC1为12V，电源VCC2为3.3V为桑拿房供电；分流电路（3）用于将桑拿房内的负载分为两路，降低继电器触点过热融化的风险；过零检测电路（4）用于在交流电源电压为0时的瞬间向控制电路发出一个信号，主控芯片根据该信号来调节40脚、25脚、39脚、26脚、38脚、27脚、33脚、28脚的波形输出；感温电路（5）用于检测加热元件的温度，加热电路（6）用于控制加热元件加热；

存储器采用24LC01芯片，24LC01芯片的1脚-4脚、7脚接地，5脚通过电阻R6接VCC2，6脚通过电阻R5接VCC1，8脚接VCC2；

分流电路（3）将火线L经过继电器K1、继电器K2分流为两路，一路为继电器K1的3脚引出的线路LO2，一路为继电器K2的3脚引出的线路LO1，线路LO1、线路LO2均连接至加热电路（6）；

三端双向可控硅设置8个，分别为TR1-TR8；光隔离三端双向可控硅驱动器芯片设置8个，分别为U11-U18；

三端双向可控硅TR1、TR3、TR5、TR7分别连接至线路LO1，三端双向可控硅TR2、TR4、TR6、TR8分别连接至线路LO2，通过分流电路将负载分成两路；

光隔离三端双向可控硅驱动器芯片U11-U18的2脚分别通过电阻连接至主控芯片的40脚、25脚、39脚、26脚、38脚、27脚、33脚、28脚；

所述控制电路还连接有照明电路，所述照明电路的输入端连接主控芯片的输出端；所述照明电路包括内灯电路、外灯电路；内灯电路包括三极管Q4，三极管Q4采用型号为SS8050，三极管Q4的1脚接地，三极管Q4的2脚通过电阻R85连接主控芯片的41脚，三极管Q4的3脚一路连接开关LS5的2脚、另一路通过二极管D12接VCC1，开关LS5的1脚接VCC1，开关LS5的3脚、4脚外接照明灯；外灯电路包括三极管Q3，三极管Q3采用型号为SS8050，三极管Q3的1脚接地，三极管Q3的2脚通过电阻R29连接主控芯片的42脚，三极管Q3的3脚一路连接开关LS4的2脚、另一路通过二极管D4接VCC1，开关LS4的1脚接VCC1，开关LS4的3脚、4脚外接照明灯；

所述桑拿房内设置有八个加热元件，分别是左片加热元件、后片加热元件、右片加热元件、座椅加热元件、挡板加热元件、脚底加热元件、前右加热元件、前左加热元件。