专利名称：一种具有热反馈及工作状态显示的改进的个人护理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及个人护理装置，特别涉及具有发热元件和电机驱动风扇的个人护理装置。本发明还涉及具有液晶显示的护发装置。更具体的说，本发明涉及但不限于具有过温保护和工作状态显示的吹风机和暖风机。
背景技术：
具有发热元件和电动机驱动风扇的个人护理装置，通常用于增加个人的舒服感或个人的修饰。
例如，具有发热元件和电动机驱动风扇的吹风机或卷发棒等护发装置，其提供了能够迫使空气流动的、简便、局部的发热源，以便吹出暖风用于护发或在短时间内定型。在此类应用中，通常需要热功率级别和风扇速度具有宽的变化范围，以便满足特殊的个人舒适度和修饰的要求。例如对湿发的烘干和定型，需要高热功率级别和高风扇速度，而一般的头发定型则需要低等或中等的热功率级别和中等风扇速度。
同样的，对于暖风机来说，若使寒冷的空间迅速暖和起来，需要高热功率级别和高风扇速度；而保持房间内相对舒适的温度和湿度，只需要中等或低的热功率级别和中等的风扇速度。
为了适应运行功率的宽范围的要求，此类个人护理装置中配备的发热元件必须能够运行在一个宽范围的功率输出中。此类发热元件的标准的运行功率的额定值一般在几百瓦到2000-3000瓦的范围。
此类个人护理装置通常包括一主壳体，该主壳体是一个具有进气口和出气口的空气通道。发热元件一般设置在进气口和出气口之间的中间位置，使得下游(downstream)空气在离开该装置进行头发定型或其它相关应用之前，变暖或变热。这些个人护理装置一般提供了用户控制界面装置，如控制按钮或摇杆开关，具有多个热功率级别和风扇速度设定。热功率级别的设定一般分为不连续级别，然后在假设空气畅通无阻的通过空气通道的情况下进行校准的。在这种假设下，按照预先的设置从管口或出气口排出的热空气将处于比较稳定的、便于使用的、安全的温度。然而情况并不总是如此，当气流通道的出口被阻塞时，发热元件的温度被充分的提高。如，出气口或管口放置的位置，与用户的头部或与其它障碍物表面太近时。通过气流通道的气流受到不必要的阻碍致使空气流通不足，从而使发热元件温度升高，这可能导致人员受伤设置发生火灾。因此，有必要为这种个人护理装置提供一种改进的安全保护装置，减轻或避免使用此类装置而导致的受伤及火灾的风险。
此外，这类的个人护理装置为用户提供了可进行选择的开关，这些开关划分了不连续的级别，用于设置工作状态，这类控制开关通常为摇杆开关的形式，不能为用户提供任何有用的、可以指示的运行信息。因此，有必要通过一种改进方案的装置为用户传递有用的信息。
发明内容
相应的，本发明的目的是提供具有安全保护装置的个人护理装置，诸如吹风机、干发机、吹发机及暖风机等一种个人护理装置，以减轻装置的不利或不适当工作状态产生的过温而引起人员受伤或火灾的风险。
本发明的另一目的在于为用户提供改进的个人护理装置，其具有向用户直观传送装置工作状态的方案和装置，以加强用户与装置间交互式的操作。本发明的最基本目的在于，提供一种改进的个人护理装置，如吹风机，吹发机，卷发器，暖风机等，以为公众提供了另一种选择。
根据本发明的第一发明目的，提供了一种个人护理装置，如吹风机或暖风机，包含一主壳体；一电动机；一电动机驱动风扇；一个发热元件；控制装置；一热感应装置；所述的主壳体是一个具有进气口和出气口的气流通道；所述的发热元件设置在所述的进气口和所述的出气口之间的中间位置；所述热感应装置设置在靠近于所述的出气口的位置，并向所述的控制装置提供温度信息；所述的控制装置包括存储温度信息的存储器；所述的控制装置还包括比较所述的热感应装置接收到的温度信息与预存的温度信息的装置。当接收的温度信息对应的温度超过一预定阈值(threshold)，所述的控制装置根据预定方式降低所述的发热元件的热功率输出。
根据本发明的第二发明目的，提供了一种个人护理装置，如吹发帽、吹风机、卷发器和暖风机，该个人护理装置的主壳体上设置显示装置，显示所述装置的即时工作状态。
以下结合附图，通过本发明的较佳实施例详细说明本发明
图1所示为一吹风机的较佳实施例的一般电路排列的总电路的混合电路示意图，其中前移(fronted)感应电路与微控制器连接，用于自动反馈控制吹风机热功率输出；图2电路原理图所示的实例为图1吹风机的总体更详细的电路排列；图3为电路原理图，示出了本发明吹风机的第二较佳实施例的总电路排列，其中包含有用于指示吹风机工作状态的显示装置的第一较佳实施例；图4所示为一系列显示的变化为用于图3的屏幕显示的例子；图5所示为一总电路图，示出了图1中吹风机的控制和显示电路的另一较佳实施例的；图6所示为图5中显示装置的一系列图形显示设计的例子；图7所示为用于说明本发明的吹风机的局部分解图。
具体实施例方式
图1的混合电路和部件示意图及图7的局部分解图，示出一应用的例子，即，热感应装置用于自动热反馈，以控制吹风机10的发热元件的运行。电路排列包括一热感应前移电路100，一同步线路110，其与吹风机连接的交流电源同步，控制装置120在本实施例中为一微控制器单元(MCUmicro-controllerunit)，一第一发热元件130和与第二发热元件140并联，并由各自的开关控制。从以下描述中可以清楚看出，在交流电源周期的不同时刻，可以通过选择开启一单独的发热元件来灵活和精确地改变吹风机的热功率输出。
广泛的说，热感应装置在本实施例中为一负温度系数装置(NTCnegativetemperature coefficient)，其设置在易于探测吹风机10即时工作温度的位置。热感应装置的输出端连接在微控制器单元120的一输入端，为MCU提供感应的温度信息，用于相应工作。热感应元件，即本实施例中的NTC元件，其与偏置电路连接，以使NTC件的电特性的变化转换为MCU可用的电信号。
在本例中，NTC装置一端与电压配线(VCC)连接。NTC的另一端通过一电阻(图1中所示R)与地(ground)连接。与NTC装置和电阻R互联节点为NTC装置的输出节点，该NTC输出节点馈入MCU的一输入端。电容装置(图1中所示C)跨接在电阻R两端作为延迟缓冲器，以防对周围温度变化或瞬时干扰过于敏感。NTC件101实质为一个电阻，该电阻温度升高阻值减小，并且在NTC装置中，一次温度的升高将会导致一次阻值的降低。因此，输出电压的一次提高会在NTC装置输出节点检测到。这种现象为MCU决定即时下游(downstream)空气温度时，提供了有用的控制信息。
预先校准或制表NTC件101的电特性，譬如，NTC件的电阻和温度的关系，MCU可以直接测定输出电压与检测出温度之间的关系，并用于防止吹风机过热。例如，将与吹风机的特定热功率和风扇速度设置对应的有关信息，如，最大温度阀值、NTC输出节点输出的电压，存入一与MCU有存取关系的存储装置中。一旦NTC装置的输出电压所指示的温度超过温度阀值，微控制器发送给指令控制电路，以减少，甚至关闭热功率输出。
在本特殊实施例中，使用无损耗热功率输出控制方法是一个方便首选例子。在这种方案中，该第一发热元件和第二发热元件在交流电源的某一部分可以单独地开关，通过有选择的开启第一发热元件和/或第二发热元件，减小热功率输出。在本实施例中，使用两个可单独用开关的发热元件的并联组合，就可以提供一种具有更通用的，灵活的和精确的热功率输出变化方案。
例如，在交流电源的整个周期内连续开启两个发热元件，热功率输出级别可以达到最大值。在交流电源的某一个周期内有选择的开启或关闭一个或两个发热元件，可以减少热功率输出。比如减少热功率输出可以通过在交流电源的正半周开启第一发热元件，而只在交流电源负半周关闭第二发热元件。根据交流电源周期，在启动时间的多种可能的组合中，选择性地开启第一和第二发热元件，以减少全部的功率输出。
为了减小因为选择性地开启第一和第二发热元件而产生的不利的谐波，交流电源的整个周期内，功率消耗级别越均匀越好。但是在交流电源的周期内，如果使用功率切断的技术则会导致大功率消耗差或中断，产生较强的谐波。因此，需要在交流电源的周期内均匀的开启发热元件。为了达到这个目的，同步电路110的输入端与交流电源连接，输出端与MCU120连接。同步电路提供了交流电源的时间信息，以在交流电源的零交叉点或零交叉点附近，或其它点决定发热元件的适当的启动时间，从而减少谐波及减轻其它不利效果。在本较佳实施例中，使用了三端双向可控硅开关元件，同步电路提供了有益的触发信息和时间信息用于启动三端双向可控硅开关元件。
在本特殊实施例中，通过选择性的功率切断，或在适当时间选择性的开启及关闭发热元件而达到减少功率，提供了一种功率减少无损耗方案，并且发热元件的启动时间控制对于减少不利的谐波是重要的。当然，也可以使用损耗热功率减少的损耗方案。在热功率减少损耗方案中，以损耗元件，如负载电阻等，通常与一发热元件或发热元件组合串连，通过损耗元件消耗额外的或多余的电功率。在这种损耗方案中，不利谐波的问题通常并不严重，所需的发热元件启动时间方案也不严格，并且可以不需要同步电路。
如图2所示为图1中电路的一个更详细的电路图。如图所示，热感应电路100、第一发热元件130、第二发热元件140及与MCU120连接的同步电路110。另外，用户控制界面装置，包括一风扇速度设置按钮150，一发热级别设置按钮160。此外，用于指示吹风机工作状态的显示装置170，其与MCU120输出端连接，由MCU120传送相应的工作状态，并显示在显示装置上。一直流电动机180迫使空气流动，使吹风机吹出气流，一整流桥，用以提供必要的直流电源。交流电源与整流桥间还附设了发热元件190，用于调整或减缓整流器额定输入电压与交流电源输出端之间的电压差。
参照图7中吹风机，说明吹风机的工作。如图7所示，吹风机10包括具有筒12和手柄13的主壳体北；一第一发热元件130；一第二发热元件140；一电动机和电动机驱动风扇180一般设置在筒12中。为了用户使用方便，用户控制界面装置包括风扇速度控制按钮和发热级别设置按钮，最好将用户控制界面装置设置在手柄部分的外部。筒在手柄部分附近形成一上游(upstream)进气口14，在筒另一端形成一个下游(downstream)的出气口15。发热元件最好设置在进气口14和出气口15之间的中间位置。本实施例中，热感应装置，或NTC元件101设置在靠近出气口15的位置，正常工作时，排出的空气温度上升；如果遇到不利的工作条件时，这个位置的温度会迅速升高。按照预定的风扇速度，当热功率控制按钮被设置在一预定级别时，在正常工作下，出气口吹出的暖风通常不会超过温度阈值。此类的温度阈值通常由热感应电路的一电参数特性表示。在本实施例中，在NTC的输出节点102处的最大电压输出表示温度阈值。
当吹风机的暖风或热风吹到障碍表面时，由于空气流通或散热不够，发热元件的温度升高。如果吹风机继续受到阻碍，可能会引起发热元件变得红热，并导致用户受伤或引起火灾。在本实施例中，当探测到一指示温度过高的信号，微控制器120会相应的减小热输出以避免此类危险。如果随后的检测中，如果MCU检测到热感应器的输出电压恢复到一安全级别，则恢复正常的热功率输出。如上所述，虽然无损耗方案是能源节约和环境保护的较佳方案，但损耗方案或无损耗方案都可以减少热功率输出。当然，在损耗方案及无损耗方案中都可以使用热反馈控制布局(topology)。
如图3所示，为吹风机一较佳实施例的一第二控制和显示电路。吹风机电路包括电动机280，其与可开关的分流电阻并联，该分流电阻由开关SW2 250控制，用于速度变化；及一可开关的电离电路，提供用于头发定型的被离子化的暖风。另外还示出了，一发热级别控制开关SW1 260，其可以开关控制多个不连续的热功率级别设置。开关SW2 250、离子电路261和热功率级别开关SW1的工作状态与MCU的输入端连接。MCU的输出端与一显示装置270连接，用于显示吹风机的工作状态。
例如，当分流开关SW2 250闭合，电动机速度较低时，SW2接线端被拉高，由于在输入端PB3与开关SW2 250间连接有反接电路，MCU220的输入端PB3可以检测到一个低信号。同样，MCU通过检测串连开关“IONIC SW”262闭合或断开，就可以检测到电离电路是否正在运行。当IONIC SW 262闭合，接线端为高电位，MCU220输入端PB4会检测到一个低信号。同样地，当热功率级别选择开关SW1 260设置为与高功率输出对应的高热功率级别时，MCU220的输入端PB1检测到一个低电位，而另一个输入端PB0保持高电位。另一方面，当开关SW1 260设置为低的热功率级别时，MCU的输入端PB0变为低电位，输入端PB1保持高电位。因此，通过扫描端口PB0和PB1的状态，MCU可以判定实时的热功率级别设置，并向显示装置发送有关的工作状态信息。显示装置可以是液晶显示器(LCDLiquid Crystal Display)或其它合适的显示器，包括多个输入节点用于连接MCU输出节点。
通过对MCU进行适当的配置和编程，MCU各个输入端口探测和监测的吹风机的工作状态或参数可以在输出端口的转换成控制信号，显示在装置显示上。图4中显示了一系列可能的信息显示，其可以显示在显示装置上以反映吹风机工作状态。
例如，在这个较佳吹风机中，有两个速度设置和两个热功率级别设置，和一仅用于吹送冷风的附加冷风设置，共有五组组合设置。吹风机的工作状态显示在显示装置上。
在显示装置的较佳实施例中，以最左边一列的图形显示装置为例，第一行显示与工作设置值1-5对应；第二行用于显示当前热功率级别设置，用数字形式表示瓦特数，第三行用于指示负离子发散电路是否处于运行中。在显示装置右边，有8条指示器，用于指示吹风机吹出的气体的温度。通常，当指示器点亮的越多，表示温度越高，当8条指示器都点亮时，表示吹风机已经工作在最高的工作温度。
如图4中所示的第二列显示装置，大部分的显示变化与上述第一列的情况相同，除了8条指示器用于指示吹风机风扇速度以外，显示装置变化所表示的意思与第一列显示装置相同。因只有两个功率设置，8条指示器划分为两个显示区，每个显示区包含4条指示器。当吹风机高速运转时，8条指示器全亮。另一方面，当吹风机低速运转时，只有前四条指示器亮。因此，可以看出，可以灵活的设置显示装置，提供有利于用户的理想的信息。除了显示功能参数外，其它信息，如制造商的商标、标识或其它所有权标志500等也可以显示在同一个显示装置上，或通过LCD、LED或其它适合的显示装置显示在吹风机主壳体上。
图5、图6所示为一吹风机，其具有第二较佳控制装置和显示装置370的吹风机。在这个吹风机中，不再对吹风机常有的基本功能进行详细叙述。本吹风机中包含多个逐步的或渐进的控制开关SW1-SW6，其被分为三组，即SW1和SW2，SW3和SW4，SW5和SW6。例如，开关SW1 360和SW2对应于发热元件控制，SW3和SW4 350对应于风扇速度控制，SW5和SW6 361对应于离子发生器控制。按下SW1，在SW1被放开前MCU会逐步增加热功率输出。另一方面，当按下SW2，在SW2被放开前MCU会控制发热元件减少热功率输出。当SW1和SW2都没被按下时，吹风机继续当前的工作状态。同样地，按下SW3后，在松开SW3或达到最大速度前MCU不断增加风扇速度。相同地是，按下SW4后，除非电动机停止或开关被松开，MCU不断减小风扇速度。电离控制装置SW5和SW6一般工作在相同原理下。
在本较佳实施例中，按下控制开关实现的功能MCU的输入端20-24组成的矩阵，其中，端口20对应于发热元件控制，端口21对应于风扇速度控制，端口22对应于离子发生器控制。同样地，MCU端口24对应于一上升调整指示，端口23对应于下降调整。当然，也可以进行其它设置。通过使用矩阵形式组合控制，用户改变工作状态的需求可以得到持续监视和满足。在本较佳实施例中提供了一种不同形式的显示。本实施例的显示包括一液晶显示装置，液晶显示装置上具有两组分别表示速度和温度的条形显示器，还包括一离子发生器触发显示。液晶显示装置与MCU连接，MCU根据检测到的工作状态提供信号，速度和温度显示条提供了一种与该信号对应多级指示器。
图6所示中的三列显示为LCD信息显示可能的变化，LCD信息显示按列分为速度显示、温度显示和离子化显示。
通过以上的几个较佳实施例对本发明的说明，可以看出实施例仅用于说明本发明，并非限定本发明的精神和范围。上述内容用于说明本发明的总的原则和精神。特别是，对于熟悉本技术的人员来讲，所有明显的、微小的变化或修改，包括以本发明为基础的所有改进，都应看作落入本发明的范围中。此外，虽然通过具有无损耗功率减少方案的吹风机对本发明进行说明，可以看出，无论是否经过改进，本发明还可以应用于其它吹风机和热风机，而与功率减少方案的模式无关。
权利要求
1.一种个人护理装置，如一吹风机，或一热风机，其特征在于，包括一主壳体，一电动机，一电动机驱动风扇，一发热元件，控制装置，一热感应装置，所述的主壳体是一个具有一进气口和一出气口的气流通道；所述的发热元件设置在所述的进气口与所述的出气口中间；所述的热感应装置设置在靠近所述的出气口的位置，用于向所述的控制装置提供温度信息；所述的控制装置包含有用于存储温度信息的存储器，所述的控制装置还包含有用于对比所述的热感应装置接收的温度信息与预存温度信息的装置，当从接收的温度信息对应的温度超过一预定的阈值时，所述的控制装置根据预定方式使所述的发热元件减少热功率输出。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的热感应装置包括一负温度系数装置。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的预定方式包括与多个预定的不连续的热功率和风扇速度设置相对应的多个预定的设置。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包含有显示装置，该显示装置设置在所述的主壳体上，用于指示所述的装置的实时工作状态。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的显示装置包含图形标识，用于显示所述的装置的的工作状态，该工作状态包括风扇速度级别和离子护发触发。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的显示装置包含用数字显示，用于显示所述的发热元件的实时功率。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的显示装置还包含有用于显示所述的装置的风扇速度级别和启动离子护发工作状态的图形标识。
8.根据权利要求4至7任意一项所述的装置，其特征在于，所述的显示装置包含有一个液晶显示屏。
全文摘要
一种个人护理装置，如吹风机，在装置靠近出气口的地方设置有热反馈感应装置，当达到预定的阈(threshold)温度时，热反馈感应装置(thermal feddback sensor)自动减少热功率输出。装置还包含有用于指示装置工作状态的图形和数字的显示。
文档编号A45D20/00GK1684602SQ03823515
公开日2005年10月19日 申请日期2003年8月1日 优先权日2002年8月1日
发明者陈永坚 申请人:陈永坚