Mch的温度检测控制电路及温度检测控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种MCH的温度检测控制电路及温度检测控制装置。
【背景技术】
[0002]MCH (Metal Ceramics Heater，金属陶瓷发热体)是指将金属妈或者是钼猛楽料印刷在陶瓷流延坯体上，经过热压叠层，然后在1600°C氢气氛保护下，陶瓷和金属共同烧结而成的陶瓷发热体，具有耐腐蚀、耐高温、寿命长、高效节能、温度均匀、导热性能良好、热补偿速度快等优点，而且不含铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚等有害物质，符合欧盟RoHS(关于限制在电子电气设备中使用某些有害成分的指令)等环保要求。
[0003]MCH在通电工作时，温度能够在30秒钟内上升到800°C，同时，MCH还具有在工作时无噪音、不含有害物质的优点，在工作时放射对人体有益的红外线，是一种符合环保的新型电热元件。基于MCH的优异性能，它被广泛应用于医疗器械、机械以及电子工业领域，例如美容美发等器具的发热芯，比如发夹、卷发器、电吹风、干发机，以及电烙铁、煮水器、蒸汽机、医疗器械等。
[0004]在目前主流的MCH控温应用中，主要采用的方法是在交流信号的负半周进行温度检测，然后根据检测结果在交流电信号的正半周通过导通单向可控硅的方式对MCH进行加热。
[0005]图1为现有技术的MCH的温度检测控制电路的电路结构示意图，现有技术的MCH温度检测的原理是根据MCH的电阻值与MCH的温度成近似线性正比关系，也就是说当MCH温度升高的时候，MCH电阻值也会相应的增大。
[0006]在图1的电路中，包括逻辑控制单元1、PMOS管2、比较器3、电源引脚VDD、采样电源弓I脚VB、电压采样引脚PTC、参考电压引脚REF、控制弓I脚GATE以及接地引脚GND。其中，所述PMOS管2的栅极与所述逻辑控制单元I电连接，所述PMOS管2的源极与所述电源引脚VDD电连接，所述PMOS管2的漏极和第一参考电阻Rrafl的一端共同与所述采样电源引脚VB电连接，所述电源引脚VDD还与电源电连接，其中虚线框内可视为芯片内部；
[0007]所述第一参考电阻Rrafl的另一端与第二参考电阻Rraf2的一端共同与所述比较器3的正输入端电连接，所述第二参考电阻Rraf2的另一端则与所述参考电压引脚REF电连接；所述采样电源引脚VB则依次通过第一分压电阻Ra、滑动变阻器Rb、第二分压电阻Rc与MCH电连接，所述MCH还和所述参考电压引脚REF以及所述接地引脚GND共同接地，所述滑动变阻器Rb的滑动端还与所述电压采样引脚PTC电连接，所述电压采样引脚PTC还与所述比较器3的负输入端电连接，所述比较器3的输出端则与所述逻辑控制单元I的输入端电连接，所述逻辑控制单元I的输出端则与所述控制引脚GATE电连接。
[0008]在图1的电路中，所述逻辑控制单元I会向所述PMOS管2发送采样窗口控制信号，在交流信号的负半周的某一时刻，采样窗口控制信号会输出一段时间的低电平信号，进而导通PMOS管2，所述采样电源引脚VB会输出一个与所述电源引脚VDD的电压几乎一致的供电电压，从而在所述第一分压电阻Ra、所述滑动变阻器Rb、所述第二分压电阻&以及所述MCH组成的电阻链中产生分压信号。芯片通过电压采样引脚PTC，采样分压信号俞入到所述比较器3的负输入端，所述比较器3的正输入端输入的则是由第一参考电阻Rrafl和第二参考电阻Rraf2分压得到的参考电压V 。所述比较器3根据输入的信号，输出NormalResu11彳目号，获得MCH的电阻值彳目息，进而获得MCH的温度彳目息。
[0009]由于MCH的电阻值与MCH的温度成近似线性正比关系，当温度升高时，MCH的阻值会变大，v_s』勺采样电压信号也逐渐上升，当V sense<vref0t, MCH的温度低于设定温度，则通过芯片的控制引脚GATE输出加热控制信号，导通交流信号的正半周，对MCH进行加热；当Vsense^ V “时，达到设定温度，芯片的控制引脚GATE端口不输出加热控制信号，进而不会导通交流信号的正半周，温度就会因为低于环境温度，通过自然散热的方式，逐渐降低温度，从而达到一个平衡温度，也就是目标温度。
[0010]在图1的电路中，由于芯片内部的参考电压Vraf是固定不变的，所以第一分压电阻Ra、滑动变阻器Rb、第二分压电阻Rc和MCH组成的电阻链中，由于滑动变阻器的阻值是可调的，作用是通过调整滑动变阻器的滑片的位置，进而调整MCH的阻值在电阻链中的作用，达到控制MCH的目标温度的目的。在这个电路中，滑动变阻器的滑片越靠近MCH，MCH的平衡温度(即目标温度)越高。
[0011]但在图1所示的电路结构中，当电路板焊接不良或者滑动变阻器的接触点老化时，与采样温度有关的采样电源引脚VB、电压采样引脚PTC和参考电压引脚REF都有可能出现断开状态；而且目前的电路板的加工和工作过程中，各种复杂和恶劣环境都有，在大量使用的情况下，难免会出现采样电源引脚VB、电压采样引脚PTC和参考电压引脚REF损坏的情况。芯片的引脚一般都有两个分别到电源引脚VDD和接地引脚GND的反接保护二极管，所谓反接就是芯片引脚到接地引脚GND之间的二极管，正极接接地引脚GND，负极接芯片引脚；芯片引脚到电源引脚VDD之间的二极管，正极接芯片引脚，负极接电源引脚VDD。在芯片出现引脚损坏时，一般有三种情况:与电源引脚VDD短路，与接地引脚GND短路，与电源引脚VDD和接地引脚GND都短路。针对上述三个引脚在焊接不良和引脚损坏以及滑动变阻器的接触点老化这三种情况下，对MCH的温度控制情况作出如下分析:
[0012]焊接不良:
[0013]采样电源引脚VB:
[0014]当采样电源引脚VB出现焊接不良时，由于在采样窗口中，采样电源引脚VB不会输出一个与电源引脚VDD电压几乎一致的供电电压，电压采样引脚PTC采样的Vsense信号为零电平，而芯片内部提供的参考电压Vraf的电阻链供电正常，因此，此时采样电压V sen;J台终小于参考电压Vref，芯片得到的信息是MCH未达到目标温度，控制引脚GATE则始终输出加热控制信号，导通交流信号的正半周，对MCH进行加热，就会出现非常危险的高温失控情况。
[0015]电压采样引脚PTC:
[0016]当电压采样引脚PTC出现焊接不良时，采样电压Vse■会处于不定状态，而芯片内部提供的参考电压Vraf的电阻链供电正常，在某些特定的情况下，采样电压V _%会始终低于参考电压Vref，芯片得到的信息是MCH未达到目标温度，控制引脚GATE则始终输出加热控制信号，导通交流信号的正半周，对MCH进行加热，就会出现非常危险的高温失控情况。
[0017]参考电压引脚REF:
[0018]当参考电压引脚REF出现焊接不良时，采样电压VsenJ言号正常，但参考电压Vref会始终被上拉到电源引脚VDD的电压值，采样电压Vm-会始终低于参考电压V ref,芯片得到的信息是MCH未达到目标温度，控制引脚GATE则始终输出加热控制信号，导通交流信号的正半周，对MCH进行加热，就会出现非常危险的高温失控情况。
[0019]引脚损坏:
[0020]采样电源引脚VB:
[0021]当采样电源引脚VB与电源引脚VDD短路时，由于采样电源引脚VB的作用本来就是提供电源的，短路到电源引脚VDD，采样电路可能正常采样，不会出现高温失控的情况；
[0022]