用于测试珀尔帖元件的方法以及具有珀尔帖元件和安全装置的小电器

摘要

本发明描述了一种用于测试珀尔帖元件的方法，所述方法具有以下步骤：向珀尔帖元件施加电压；在限定时段结束时断开电压；测量珀尔帖元件处的电压；以及将所测量的电压与参考值进行比较。此外，还描述了具有珀尔帖元件的小电器(例如电动剃刀)，其中所述小电器具有安全装置，该安全装置确保珀尔帖元件的故障无法对使用者造成危险。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测试珀尔帖元件的方法以及具有珀尔帖元件和安全装置的小电器诸如电动剃刀。

背景技术

WO 2010/003603 A1公开了一种剃刀，其具有用于在剃刮期间冷却使用者的皮肤的珀尔帖元件。在具有珀尔帖元件的情况下，存在该元件可能因机械效应或热效应而被损坏的危险。例如，如果该元件跌落，其可能断裂；或电连接可能因过热而受损。因此，该元件的内阻和冷却性能将改变。这可能导致如下情况：该元件可能不再冷却且反而加热，使得该元件的实际上要被冷却的一侧变得很热以致于其可能烫伤使用者。

本专利申请的目的是提出一种简单且可靠的用于测试珀尔帖元件的方法以及具有珀尔帖元件的小电器，前提是保护使用者不受珀尔帖元件的任何故障的影响。

发明内容

该目的经由如下方法实现，其中执行以下步骤以便检查珀尔帖元件：首先，向珀尔帖元件施加电压并持续某个时段。在该时段结束时，断开珀尔帖元件处的电压，并且其后测量珀尔帖元件处的电压并与参考值进行比较。

该方法利用了珀尔帖元件的用作加热或冷却元件以及热电发生器的性质。通过施加电压，导致电流流过珀尔帖元件并持续某个时段，这确保—如果珀尔帖元件未受损—在珀尔帖元件的冷侧和珀尔帖元件的暖侧之间产生温度差。因此，在电压被断开之后，在珀尔帖元件处将可测量对应于该温度差的热电电压。然而，如果珀尔帖元件受损，则不产生温度差或仅产生较小的温度差，因此测量不到（或仅能够测量到相当小的）热电电压。因此将所测量的热电电压与至少一个参考值进行比较，并且如有必要，触发某种功能—例如启动显示装置或生成控制信号—如果所述比较揭示珀尔帖元件有缺陷，即，如果所测量的热电电压超出了由参考值限定的容许范围。

该方法旨在用于测试安装在小电气装置例如电动剃刀中的珀尔帖元件。所述小电器具有安全装置，所述安全装置确保珀尔帖元件的故障无法对使用者构成危险。该安全装置适于执行上述方法的步骤，并且包含安全电路（例如微控制器）和能够由安全电路控制的开关。安全电路与用于测量珀尔帖元件的热电电压的装置连接，并且具有用于将所测量的电压与至少一个参考值进行比较的装置。可控开关与珀尔帖元件和电源装置串联连接。此外，安全装置还可具有至少一个显示装置，当珀尔帖元件有缺陷时，所述显示装置由安全电路启动。在具有用于马达的控制电路的马达驱动的小电器的情形中，安全电路可与控制电路连接以便防止小电器的马达被接通（如果珀尔帖元件有缺陷）。这样，能够防止使用者使用所述有缺陷的小电器。安全电路和控制电路可实施于单个微控制器中。

当小电器由使用者接通时，安全装置总是有利地被启动，并且随后执行对珀尔帖元件的测试，所述测试有利地仅需要几分之一秒。如果安全装置与小电器的控制电路连接并且安全装置确定珀尔帖元件状况良好，则其输出对应的信号给控制电路，所述控制电路随即以延时方式接通小电器，所述延时实际上无法被使用者感知到。当然，对珀尔帖元件的测试是能够以一定的时间间隔重复进行的。

有利的是，安全装置也可具有温度传感器，所述温度传感器测量珀尔帖元件的暖侧的温度或珀尔帖元件的暖侧周围的温度并且与安全电路连接。通过测量珀尔帖元件处的热电电压，安全电路能够测定珀尔帖元件的冷侧的温度，同时考虑由温度传感器测量的温度。在电动剃刀（其珀尔帖元件应当在剃刮期间冷却使用者的皮肤）的情形中，所述冷侧为能够接触到使用者皮肤的珀尔帖元件的一侧。如果冷侧的温度不在由第一极限值和第二极限值限定的某个温度范围内，则安全电路也可启动报警装置和/或防止剃刀的驱动机构被接通。

附图说明

通过小电器的一个示例性实施例来说明本发明，所述小电器的安全装置根据如本发明所述的方法运行。

图1示出了具有安全电路的电路布置；并且

图2示出了工作流程图。

具体实施方式

图1所示的电路布置具有安全电路例如微控制器μC，所述微控制器与可控开关T例如晶体管连接。可控开关T与珀尔帖元件P串联连接。用于测量珀尔帖元件P处电压V_P的装置具有模/数转换器ADC，所述模/数转换器的输入端与珀尔帖元件P并联连接，并且其输出端连接到微控制器μC。

微控制器μC被设计成用于测试珀尔帖元件P。为此目的，其包含用于触发可控开关T的已知装置、用于生成参考电压V_R的装置和用于比较由模/数转换器ADC提供的电压V_P与参考电压V_R的装置。此外，控制图2示意性地示出的方法的步骤的工作流程控制器被实施在微控制器μC中。

该电路布置旨在用于具有珀尔帖元件的小电器，有利地用于电动剃刀，已知的是所述电动剃刀的暖侧与冷却体热连接，并且已知的是所述电动剃刀的冷侧设置在剃刀中，使得其在剃刮期间能够冷却使用者的皮肤。另外，该剃刀还包含已知的控制电路，利用所述控制电路，该剃刀的功能件（例如其马达）可被控制。所述控制电路可被实施在微控制器μC中或与其分开实施。

对于一个不同的实施例（在各图中未示出），安全装置也包括另一个温度传感器，所述温度传感器与珀尔帖元件P的暖侧热接触并且与安全电路电连接。安全电路，例如微控制器，包含用于测定珀尔帖元件的冷侧的温度的装置，所述装置从珀尔帖元件的暖侧的温度（由温度传感器提供）和珀尔帖元件处的电压（由模/数转换器ADC提供）来测定珀尔帖元件的冷侧的温度。工作流程控制器被设计成使得珀尔帖元件P的冷侧变为处在如下温度范围内的温度，所述温度范围存储在微控制器中并且被使用者感知为舒适的，例如在介于10℃和20℃之间的范围内。为此目的，可控开关T对应地由安全电路触发。在另一个实施例中，工作流程控制器被设计成使得珀尔帖元件的冷侧不能够呈现过高的温度，这意味着如有必要，所述工作流程控制器适时地通过可控开关T来中断向珀尔帖元件P的电流供应。

用于测试珀尔帖元件的方法的步骤示出于图2中。首先，珀尔帖元件P通过可控开关T被接通，使得如果珀尔帖元件未受损，则在其暖侧和冷侧之间产生温度差。在短时段例如约2ms之后，断开珀尔帖元件并且随后立即测量珀尔帖元件处的电压V_P并由微控制器μC与参考电压V_R进行比较。如果电压V_P高于参考电压V_R，则珀尔帖元件的状况良好；如果电压V_P低于参考电压V_R，则珀尔帖元件有缺陷。在一个附加步骤（图2中未示出）中，有可能在有缺陷的珀尔帖元件和极性反向之间作出区分。

本文所公开的量纲和值不应被理解为严格限于所引用的精确值。相反，除非另外指明，每个这样的量纲旨在表示所引用的值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，所公开的量纲“40mm”旨在表示“约40mm”。