一种安全多功能电热毯

高倩 柳程奕 刘杨

摘要

电热毯是一种床上取暖器具，经过几十年的发展，已得到广大消费者的认同和喜爱，由于其简单、省电、无噪音、价廉等优点，适合在冬季家庭取暖使用。近年来，随着人们生活水平的提高与科技的进步，电热毯开始朝着安全、可靠、舒适、人性化、多功能的方向发展。为电热毯的应用提出了新的需求，也催生了一大批多功能电热毯、便携电热毯、暖脚垫、暖手垫等等，这些产品仍是加温加热为基础功能，仅对电热垫的尺寸和包裹性进行创新，为了丰富电热毯的功能同时将健康理疗的概念引入电热毯产品，本文介绍了一种将电热毯与理疗、温区控制相结合的电热毯，实现电热毯应用领域的新融合，具有较强的推广应用价值。

【关键词】电热毯 温区控制

1 电热毯的结构及关键件

通用的电热毯结构包括：控制器、电热毯，电热毯是加热实施并与人体接触的主要部件，常见的毯（柔性部件）体结构为：人体接触层（绒布层）、发热线及温控层、填充层、底层（绒布层）。从电气安全及用户使用安全的角度分析，供电控制器及发热线温控层为整个电热毯的关键部分，国家对此部分的安全性提出要求，自2018年8月1日起，电热毯实施CCC安全认证，供电控制器及加热丝温控层应列在安全关键件清单中。本文介绍的电热毯在电气安全和使用安全角度符合国家安全标准，并按照认证实施细则选取安全关键件，在保证产品功能性的前提下设计开发的。本文介绍的电热毯主要结构：硅胶层、防水透、墊层、保温棉层、蔽辐射层、碳纤维加热层、热反射层、乳胶层、底层、适应层、豁口，按照上述结构介绍本电热毯的主要组成部件及选件依据。

2 发热线

应用于电热毯上常见的加热线从结构上分：单股发热线、双层发热线、三层发热线、PTC发热线。从功能上分：具有温度传感功能的热熔断型发热线、降低电磁辐射的发热线、耐水洗、干洗的发热线等。发热线己不是单纯的发热线，还包含有温度传感器及热熔断层，即还包含有控制元件。本文介绍的本电热毯加热线选用低压（24V）双层发热线，并在传统双层发热线基础进行改进，增加芯线螺旋缠绕、每根丝增加漆包绝缘涂层，同时具备降低电磁辐射的功能。将发热线按功率计算进行布线，本文介绍的本电热毯功率为240W，其布线图如图1。

3 电热毯的控制方式

电热毯的控制方式有两大类，即控温型和调温型。调温型控制方式是通过加热和散热的相互平衡实现，受环境温度和覆盖物的保温性的影响。调温电热毯在升温过程中，输出功率保持不变。

控温型电热毯属于闭环式控制，温度的高低通过人工设置实现，不受环境温度的影响。控温电热毯在升温过程中，温度达到设置温度，控制装置自动关断发热器具的功率输出，当电热毯温度略有下降，控制装置又会自动开启发热器具的功率输出，因此保证了电热毯温度的恒定。本文介绍的本电热毯控制器为控制型，并在人体生理差异及温度分区上进行人性化设计。首先考虑使用者的舒适度及生理差异性：人体的各个部位由于生理需要，对温度的需求并不相同，比如脚部需要的温度应该比背部需要的温度高，一般要差8-12度。其次对电热毯加热体进行分温区设计，人体位置触发相应控温电路进而控制相应发热体发热，可避免整个毯面的热能浪费，并可在人体离开时，自动切断与控温电路的电性连接，以及控制发热体不发热，实现节能环保效果。详见控制框图2。

4 市场前景

本文设计的电热毯结构、多温区全线路控温技术，可广泛应用于各规格电热毯、热敷保健垫等，其控温效果和制造难度，还是制造成本、性价比等方面都是其他任何方式无法相比的。利用差异性设计提高产品功能及品质，同时满足用户的多元化需求，除推动电热毯行业技术进步外，也带来了巨大的商机。

参考文献

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