CN102338472B - 热水器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种热水器，包括：接收用户输入的控制信号并根据所述输入信号产生控制信号的控制模块；与所述控制模块相连，将市电降压转换为内部供电信号的变压模块，所述内部供电信号的电压落入人体安全电压范围内，所述内部供电信号的功率由所述控制信号控制；与所述变压模块相连的加热体，由所述内部供电信号驱动加热。本发明有利于提高热水器的安全性。

Description

热水器
技术领域
本发明涉及热水器，尤其涉及一种低压即热式电热水器。
背景技术
随着经济社会的不断发展，越来越多的居民开始使用热水器。目前的热水器主要包括燃气式热水器和电热式热水器，其中燃气式热水器使用燃气燃烧产生的热量来加热，而电热式热水器主要是通过电能驱动加热体来加热。燃气式热水器使用不当的话会造成环境污染，并存在潜在的安全隐患，因而电热式热水器(即电热水器)的应用范围更加广。
现有技术的电热水器一般是直接使用市电来供电和加热，在中国即采用220V市电来进行加热。由于电热水器的使用往往是伴随着洗澡、盥洗等大量用水的场景，如果发生故障产生漏电的话，将会导致比较严重的后果，同样存在着安全隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种热水器，以提高使用的安全性。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种热水器，包括：
接收用户输入的控制信号并根据所述输入信号产生控制信号的控制模块；
与所述控制模块相连，将市电降压转换为内部供电信号的变压模块，所述内部供电信号的电压落入人体安全电压范围内，所述内部供电信号的功率由所述控制信号控制；
与所述变压模块相连的加热体，由所述内部供电信号驱动加热。
可选地，所述变压模块包括：
接收市电并将其转换为直流信号的整流子模块；
与所述整流子模块串联，对直流信号进行滤波的滤波子模块；
与所述滤波子模块串联，将经滤波后的直流信号转换为交流信号并进行降压的降压子模块。
可选地，所述整流子模块包括：
第一二极管，正极连接市电的火线；
第二二极管，负极连接市电的火线；
第三二极管，正极连接市电的零线，负极与所述第一二极管的负极相连；
第四二极管，负极连接市电的零线，正极与所述第二二极管的正极相连；
其中，所述第一二极管的负极和第二二极管的正极输出所述直流信号。
可选地，所述滤波子模块包括：相互串联的滤波电容和滤波电阻，其中，
所述滤波电阻的第一端与所述第一二极管的负极相连，第二端与所述滤波电容的第一端相连；
所述滤波电容的第二端与所述第二二极管的正极相连。
可选地，所述滤波子模块还包括：与所述滤波电阻并联的开关，所述开关的控制端由所述控制模块控制。
可选地，所述降压子模块包括：
第一三极管，其基极接收所述控制信号，集电极与所述第一二极管的负极以及第五二极管的负极相连，发射极与所述第五二极管的正极相连；
第二三极管，其基极接收所述控制信号，集电极与所述第一三极管的发射极以及第六二极管的负极相连，发射极与所述第六二极管的正极以及第二二极管的正极相连；
第三三极管，其基极接收所述控制信号，集电极与所述第一二极管的负极以及第七二极管的负极相连，发射极与所述第七二极管的正极相连；
第四三极管，其基极接收所述控制信号，集电极与所述第三三极管的发射极以及第八二极管的负极相连，发射极与所述第八二极管的正极以及第二二极管的正极相连；
变压器，其输入线圈的第一端连接所述第一三极管的发射极，其输入线圈的第二端连接所述第三三极管的发射极，其输出线圈输出所述内部供电信号。
可选地，所述热水器还包括：
散热板，所述变压模块与所述散热板贴合；
水冷管道，与所述散热板贴合，外部水源流经所述水冷管道后由所述加热体加热后输出。
可选地，所述热水器还包括：
包围所述变压模块的辐射屏蔽罩。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明实施例的热水器中，采用变压模块将市电降压转换为内部供电信号来进行加热，由于该内部供电信号的电压落入人体安全电压范围内，从而改善了使用的安全性，即使发生漏电也不会对人体造成损伤。
进一步地，本发明实施例的热水器还包括与变压模块贴合的散热板以及与散热板贴合的水冷管道，外部水源流经该水冷管道后经由加热体加热后输出，采用水冷的方式效率更高，与风扇等传统冷却方式相比体积更小更节能，而且水冷管道中的水可以回收并使用加热体加热后供用户使用，有利于降低能耗。
此外，本发明实施例的热水器的变压模块外还可以包围有辐射屏蔽罩，能够屏蔽变压模块产生的辐射，对人体更加安全。
附图说明
图1是本发明实施例的热水器的电路结构框图；
图2是本发明实施例的热水器的详细电路图。
具体实施方式
现有技术电热水器往往使用市电直接进行驱动加热，存在潜在的漏电安全隐患。
本发明实施例的热水器中，采用变压模块将市电降压转换为内部供电信号来进行加热，由于该内部供电信号的电压落入人体安全电压范围内，从而改善了使用的安全性，即使发生漏电也不会对人体造成损伤。
进一步地，本发明实施例的热水器还包括与变压模块贴合的散热板以及与散热板贴合的水冷管道，外部水源流经该水冷管道后经由加热体加热后输出，采用水冷的方式效率更高，与风扇等传统冷却方式相比体积更小更节能，而且水冷管道中的水可以回收并使用加热体加热后供用户使用，有利于降低能耗。
此外，本发明实施例的热水器的变压模块外还可以包围有辐射屏蔽罩，能够屏蔽变压模块产生的辐射，对人体更加安全。
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
图1示出了本实施例的热水器的结构框图，包括：控制模块10，接收用户输入的控制信号并根据该输入信号产生控制信号；变压模块11，与控制模块10相连，将市电降压转换为内部供电信号，该内部供电信号的电压落入人体安全电压范围内，内部供电信号的功率由控制信号控制；加热体12，与11变压模块相连，由内部供电信号驱动加热。
具体的，变压模块11包括：整流子模块111，接收市电并将其转换为直流信号；滤波子模块112，与整流子模块111串联，对整流子模块111产生的直流信号进行滤波；降压子模块113，与滤波子模块112串联，将滤波子模块112输出的经过滤波后的直流信号转换为交流信号，并对该交流信号进行降压，将其降至人体安全电压范围内。
上述市电可以是国内所使用的220V照明电源，上述人体安全电压范围指的是36V以内，如30V、33V、35V等。
在实际电路中，变压模块11可以贴合设置在散热板(例如铝板)上，散热板的另外一侧可以贴合有水冷管道，外部水源流经该水冷管道对变压模块11进行散热降温，水冷管道流出的水可以由加热体12加热后输出，以供用户使用。
与常规的风扇等散热方式相比，采用水冷的方式有利于热水器的小型化，更加高效无噪音，而且散热后的水还可以回收利用，节能效果更好。
此外，变压模块11周围还可以设置有辐射屏蔽罩，用于屏蔽其产生的辐射，有利于人体安全。散热板和水冷管道可以设置在辐射屏蔽罩内，也可以设置在辐射屏蔽罩外。
图2示出了本实施例的热水器的详细电路结构，同时结合图1，整流子模块111包括：第一二极管D1，正极连接市电的火线；第二二极管D2，负极连接市电的火线；第三二极管D3，正极连接市电的零线，负极与第一二极管D1的负极相连；第四二极管D4，负极连接市电的零线，正极与第二二极管D2的正极相连；输入的市电经过各个二极管后转换为直流信号，并通过第一二极管D1的负极和第二二极管D2的正极输出。
滤波子模块112包括滤波电阻R1和滤波电容C1，其中滤波电阻R1的第一端与第一二极管D1的负极相连，滤波电阻R1的第二端与滤波电容C1的第一端相连，滤波电容C1的第二端与第二二极管D2的正极相连。优选地，滤波子模块112中还包括开关S1，开关S1并联在滤波电阻R1的两端，其控制端与控制模块10相连，受控制模块10的控制。
在工作过程中，当热水器刚启动时，控制模块10控制开关S1断开，使得滤波电阻R1接入电路中，提供对滤波电容C1的限流保护；在启动后的预设时间(例如2秒、3秒等)之后，控制模块10控制开关S1闭合，使得滤波电阻R1被短路，直接使用滤波电容C1进行滤波。
降压子模块113包括：第一三极管G1，其基极从控制模块10接收控制信号，其集电极与第一二极管D1的负极以及第五二极管D5的负极相连，其发射极与第五二极管D5的正极相连；第二三极管G2，其基极从控制模块10接收控制信号，其集电极与第一三极管G1的发射极以及第六二极管G6的负极相连，其发射极与第六二极管D6的正极以及第二二极管D2的正极相连；第三三极管G3，其基极从控制模块10接收控制信号，其集电极与第一二极管D1的负极以及第七二极管D7的负极相连，其发射极与第七二极管D7的正极相连；第四三极管G4，其基极从控制模块10接收控制信号，其集电极与第三三极管G3的发射极以及第八二极管D8的负极相连，其发射极与第八二极管D8的正极以及第二二极管D2的正极相连；变压器T1，其输入线圈的第一端连接第一三极管G1的发射极，其输入线圈的第二端连接第三三极管G3的发射极，其输出线圈将产生的内部供电信号输出值加热体12。
在实际应用中，第一三极管G1和第二三极管G2可以集成在一个IGBT模块中，第三三极管G3和第四三极管G4可以集成在另一个IGBT模块中。降压子模块113中的各个三极管在开关状态快速切换情况下会产生一定量的辐射，由于本实施例的热水器中包括辐射屏蔽罩，因而该辐射并不会传播出去。
在实际工作中，控制模块10根据用户对水温、水流量等参数的调节，产生相应的控制信号，该控制信号中包括多路子信号，分别用于控制第一三极管G1至第四三极管G4的开通与关断，从而将滤波子模块112输出的经滤波后的直流信号转换为交流信号，具体为方波信号，该方波信号的频率为500Hz至20KHz。
更具体的，控制模块10所产生的控制信号通过控制各个三极管的开关状态，相应地调节输出至变压器T1的方波信号的占空比，也即调节输出至变压器T1的功率，占空比越大，功率越高。
之后，方波信号经过变压器T1降压后产生内部供电信号，该内部供电信号的电压值落入人体安全电压范围内，优选为小于等于36V，该内部供电信号的频率范围为500Hz至400KHz。
根据温度、水流速度等参数的设定，本实施例的热水器功率为500W之8000W，当然，根据具体应用的不同，尤其是加热体12的等效负载的不同，功率还可以是其他具体数值。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (4)

1.一种热水器，其特征在于，包括：
接收用户输入的控制信号并根据所述输入信号产生控制信号的控制模块；
与所述控制模块相连，将市电降压转换为内部供电信号的变压模块，所述内部供电信号的电压落入人体安全电压范围内，所述内部供电信号的功率由所述控制信号控制；
与所述变压模块相连的加热体，由所述内部供电信号驱动加热；
所述变压模块包括：
接收市电并将其转换为直流信号的整流子模块；
与所述整流子模块串联，对所述直流信号进行滤波的滤波子模块；
与所述滤波子模块串联，将经滤波后的直流信号转换为交流信号并进行降压的降压子模块；
所述整流子模块包括：
第一二极管，正极连接市电的火线；
第二二极管，负极连接市电的火线；
第三二极管，正极连接市电的零线，负极与所述第一二极管的负极相连；
第四二极管，负极连接市电的零线，正极与所述第二二极管的正极相连；
其中，所述第一二极管的负极和第二二极管的正极输出所述直流信号；
所述滤波子模块包括：相互串联的滤波电容和滤波电阻，其中，所述滤波电阻的第一端与所述第一二极管的负极相连，第二端与所述滤波电容的第一端相连；
所述滤波电容的第二端与所述第二二极管的正极相连；
与所述滤波电阻并联的开关，所述开关的控制端由所述控制模块控制。
2.根据权利要求1所述的热水器，其特征在于，所述降压子模块包括：
第一三极管，其基极接收所述控制信号，集电极与所述第一二极管的负极以及第五二极管的负极相连，发射极与所述第五二极管的正极相连；
第二三极管，其基极接收所述控制信号，集电极与所述第一三极管的发射极以及第六二极管的负极相连，发射极与所述第六二极管的正极以及第二二极管的正极相连；
第三三极管，其基极接收所述控制信号，集电极与所述第一二极管的负极以及第七二极管的负极相连，发射极与所述第七二极管的正极相连；
第四三极管，其基极接收所述控制信号，集电极与所述第三三极管的发射极以及第八二极管的负极相连，发射极与所述第八二极管的正极以及第二二极管的正极相连；
变压器，其输入线圈的第一端连接所述第一三极管的发射极，其输入线圈的第二端连接所述第三三极管的发射极，其输出线圈输出所述内部供电信号。
3.根据权利要求1所述的热水器，其特征在于，还包括：
散热板，所述变压模块与所述散热板贴合；
水冷管道，与所述散热板贴合，外部水源流经所述水冷管道后由所述加热体加热后输出。
4.根据权利要求1所述的热水器，其特征在于，还包括：
包围所述变压模块的辐射屏蔽罩。
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