CN101860006B - 一种适于电热水器的漏电保护装置 - Google Patents

一种适于电热水器的漏电保护装置 Download PDF

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本发明涉及一种适于电热水器的漏电保护装置,属于电热水器安全防护技术领域。该装置包括与热水器分体设置的主体,主体中含有控制电路,控制电路主要由火零线互感器、地线互感器、火线通断继电器、零线通断继电器、地线通断继电器、以及含MCU的控制单元构成;源自供电线路的火线、零线、地线分别经对应的通断继电器后通过引接线接至热水器;火零线互感器、地线互感器分别与火线和零线、地线耦合;火零线互感器、地线互感器的信号输出端经控制单元接各继电器的受控端;控制单元中MCU的通讯输入和输出端分别与操控按键和显示装置通讯连接。本发明确保了不会因为用户的操作引起漏保功能的丧失,可有效保护用户的用电安全。

Description

—种适于电热水器的漏电保护装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用电安全保护装置,尤其是一种适于电热水器的漏电保护装置,属于电热水器安全防护技术领域。
背景技术
[0002] 据申请人了解,电热水器常采用漏保插头实现地线带电情况下的漏电保护。现有此类漏电保护装置在使用中反映出以下缺点:
[0003] I)为了确保安全,用户希望洗浴时彻底切断电源,虽然漏电保护插座上具有电源 开关,但为了避水,该插座位置高于热水器水箱,因此操控开关十分不便;
[0004] 2)漏电保护的自动断电执行器件位于热水器处的控制电路中,当其保护性自动断电时,插头至热水器的引接线依然带电,因此当有线束破损或其他类似情况存在时,热水器仍有可能带电;
[0005] 3)自动断电执行器件主要为纯硬件的机械脱扣装置,执行动作不够可靠;
[0006] 4)恢复供电需要手动复位,也使用户感到不便。
[0007] 检索发现,专利号为200320106341的中国专利公开了一种自动断电保护器,其原理是通过电流互感器检测出零、火上大小不等的电流信号,通过放大、整流等处理后使继电器线圈失电,从而断开主电路电源。优点为当电器出现漏电现象时,能够自动断电,使电源至电器上的电压为零,解决了漏保机械执行机构的接触不可靠等缺点。但无地线保护,当地线出现漏电时无法断电,保护人身安全;且存在漏保小电流漏电无法检测或不灵敏的缺点。
发明内容
[0008] 本发明的目的首要在于:针对上述现有技术存在的缺点,提出一种电源切断操控方便、可以确保漏电时引接线不带强电的适于电热水器的漏电保护装置。
[0009] 本发明进一步的目的在于:提出一种具有双重保护功能的适于电热水器的漏电保护装置,从而确保电热水器的使用安全。
[0010] 本发明更进一步的目的在于:提供一种出水自动断电、用水完毕自动恢复供电的适于电热水器的漏电保护装置,从而为用户提供方便的安全保障。
[0011] 为了达到以上目的,本发明适于电热水器的漏电保护装置基本技术方案为:包括与电热水器分体设置的主体,所述主体中含有控制电路,所述控制电路主要由火零线互感器、地线互感器、火线通断继电器、零线通断继电器、地线通断继电器、以及控制单元构成;源自供电线路的火线、零线、地线分别经对应的通断继电器后通过引接线接至电热水器;所述火零线互感器、地线互感器分别与火线和零线、地线耦合;所述火零线互感器、地线互感器的信号输出端经控制单元接对应通断继电器的受控端;所述控制单元由比较电路和MCU构成;所述火零线互感器、地线互感器的信号输出端通过比较电路接MCU的信号输入端,所述MCU的控制输出端接所述火线通断继电器、零线通断继电器、地线通断继电器的受控端;所述比较电路包括并联的第一和第二比较电路,所述火零线互感器、地线互感器的信号输出端分别通过第一比较电路及总控制继电器,接所述火线通断继电器、零线通断继电器、地线通断继电器的受控端;同时所述火零线互感器、地线互感器的信号输出端还分别通过第二比较电路接MCU的信号输入端,所述MCU的控制输出端接火线通断继电器、零线通断继电器、地线通断继电器的受控端。
[0012]。这样形成了硬件电路和软件电路的双重保护。
[0013] 为了达到更进一步的目的:所述MCU的信号输入端还接有位于电热水器出水龙头处受控于选择开关的人体传感器,因此可以实现出水时自动断电、用水完毕自动恢复供电的功能,为用户提供切实的安全保障。
[0014] 与现有技术相比,本发明具有以下显著优点:
[0015] I、将用户插座开关与漏保的功能集于一体,确保了不会因为用户的操作引起漏保功能的丧失,可有效保护用户的用电安全。
[0016] 2、把强电板部分移至机器外部,与机器本身分开,当漏保动作、用户关机、出水断 电等各种情况下都能使机器内部及连接电源线完全无电。出水断电技术可通过红外或超声波技术感知用户的存在,当用户在用水区域时,通过软件控制漏保断电,从而避免了机器带电的风险,完全确保用户在无电的情况下使用热水。同时当用户离开用水区域时,又可以自动进行复位,重新上电工作,完全智能化。
[0017] 3、通过增加地线检测回路能同时检测零火线和地线的漏电电流,漏电时不但断开零线和火线,同时断开地线,使用更安全。通过软件关闭系统可实现检测漏电流更小,误报率更低,从而大大提高了安全性和可靠性。
附图说明
[0018] 下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0019] 图I为本发明的电路原理框图。
[0020] 图2为本发明实施例一的外形结构图。
[0021] 图3为本发明实施例一的电路原理图。
[0022] 图4为本发明实施例二的外形结构图。
[0023] 图5为本发明实施例二电路原理图。
具体实施方式
[0024] 实施例一
[0025] 本实施例适于电热水器的漏电保护装置如图2所示:盒状主体I与热水器2分体设置,主体I中含有图3所示的控制电路(参见图I),该控制电路主要由火零线互感器TR2、地线互感器TR1、火线通断继电器K1、零线通断继电器K0、地线通断继电器K2、以及含MCU的控制单元构成。控制单元含有主要由比较器U1A、U1B构成的第一比较电路和主要由U2A、U2B构成的第二比较电路以及MCU构成。控制单元中MCU的通讯输入和输出端分别与操控按键INPUT和显示装置DISPLAY通讯连接。火零线互感器TR2、地线互感器TRl的信号输出端M2、M2’以及Μ1、ΜΓ分别通过第一比较电路的对应比较器U1B、U1A后,通过放大三极管T2以及总控制继电器J3,接火线通断继电器Kl、零线通断继电器KO、地线通断继电器K2的受控端;同时火零线互感器TR2、地线互感器TRl的信号输出端M2、M2’以及M1、M1’还分别通过第二比较电路的对应比较器U2B、U2A,接MCU的信号输入端,MCU的控制输出端通过放大三极管VTl、VT2接火线通断继电器Kl、零线通断继电器K0、地线通断继电器K2的受控端。这样构成了硬件电路和软件电路的双重保护功能,一旦出现漏电现象,第一比较电路经硬件电路,将直接通过常闭的总控制继电器迅速切断所有与电热水器的强电连接线路;而当硬件电路出现故障时,第二比较电路将通过软件电路,仍然可以切断所有与电热水器的强电连接线路;从而起到保险作用,确保安全。由于上述软件电路的MCU等直接利用由电热水器内移出的原中央控制器件,因此成本增加有限。
[0026] 实施例二
[0027] 本实施例适于电热水器的漏电保护装置如图4和图5所示,基本结构与实施例一类同,因此示意图适当简化。不同之处主要有:
[0028] I)控制单元的MCU相应信号输入端还接有位于电热水器出水龙头处受控于选择 开关的人体传感器(包括流量、温度、红外、超声波等传感器),因此可以根据用户选择,由MCU控制,在出水时自动断电、用水完毕自动恢复供电,从而为用户提供切实的安全保障。
[0029] 2)与实施例一将操控按键和显示装置安置在电热水器上不同的是,按键和显示装置均安置在本装置的主体上。
[0030] 3)控制电路用以控制在漏电时先断开火线通断继电器和零线通断继电器,后断开地线通断继电器;复位供电时先接通地线通断继电器,后接通火线通断继电器和零线通断继电器;这样更为安全。
[0031] 4)由于本实施例电热水器中设有上下分布的电加热管,因此输出线路较多。
[0032] 本实施例的出水断电采用的人体传感器可以是出水温度变化传感器或水流传感器或红外传感器等,当用户用水时,通过软件控制漏保断电,从而避免了机器带电的风险,完全确保用户在无电的情况下使用热水。同时当用户离开关闭用水时,又可以自动进行复位,重新上电工作,实现了智能化。采用出水温度探头和水流传感器等方式探测到用户用水后,启动出水断电功能,输出信号控制继电器断开。当红外探头或超声波等传感信号检测到用户用水时,输出高电平给单片机,单片机识别后,启动感应断电功能,输出信号控制继电器断开。
[0033] 除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1. 一种适于电热水器的漏电保护装置,其特征在于:包括与电热水器分体设置的主体,所述主体中含有控制电路,所述控制电路主要由火零线互感器、地线互感器、火线通断继电器、零线通断继电器、地线通断继电器、以及控制单元构成;源自供电线路的火线、零线、地线分别经对应的通断继电器后通过引接线接至电热水器;所述火零线互感器、地线互感器分别与火线和零线、地线耦合;所述火零线互感器、地线互感器的信号输出端经控制单元接对应通断继电器的受控端;所述控制单元由比较电路和MCU构成;所述火零线互感器、地线互感器的信号输出端通过比较电路接MCU的信号输入端,所述MCU的控制输出端接所述火线通断继电器、零线通断继电器、地线通断继电器的受控端;所述比较电路包括并联的第一和第二比较电路,所述火零线互感器、地线互感器的信号输出端分别通过第一比较电路及总控制继电器,接所述火线通断继电器、零线通断继电器、地线通断继电器的受控端;同时所述火零线互感器、地线互感器的信号输出端还分别通过第二比较电路接MCU的信号输入端,所述MCU的控制输出端接火线通断继电器、零线通断继电器、地线通断继电器的受控端。
2.根据权利要求I所述适于电热水器的漏电保护装置,其特征在于:所述控制单元的通讯输入和输出端分别与操控按键和显示装置通讯连接。
3.根据权利要求2所述适于电热水器的漏电保护装置,其特征在于:所述MCU的信号输入端还接有受控于选择开关的人体传感器。
4.根据权利要求3所述适于电热水器的漏电保护装置,其特征在于:所述操控按键和显示装置安置在电热水器上。
5.根据权利要求3所述适于电热水器的漏电保护装置,其特征在于:所述操控按键和显示装置安置在所述主体上。
6.根据权利要求3所述适于电热水器的漏电保护装置,其特征在于:所述控制电路用以复位供电时先接通地线通断继电器,后接通火线通断继电器和零线通断继电器。
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