CN103169382B - 饮水机加热控制与显示电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种饮水机加热控制与显示电路，包括第一接线端、温控器、电加热元件、过热保护器、第二接线端、保温指示电发光元件、加热指示电发光元件、第一二极管、过热指示电发光元件、第二二极管和第一降压或限流元件；第一接线端、温控器、电加热元件、过热保护器和第二接线端依次串联；保温指示电发光元件与温控器并联；加热指示电发光元件与电加热元件并联；第一二极管、过热指示电发光元件和第二二极管串联后与过热保护器并联；第一降压或限流元件的一端与第一接线端电连接，另一端与第一二极管的靠近过热指示电发光元件的一端电连接。本发明对饮水机加热、保温和过热三种工况都能通过相应的电发光元件简明有效的指示出来。

Description

饮水机加热控制与显示电路

技术领域

本发明涉及一种饮水机加热控制与显示电路。

背景技术

饮水机已经是很常见的家用产品了，目前使用的加热控制电路技术方案如图1所示，基本上都是在电加热元件3的两端分别接一个温控器2和一个过热保护器4，再分别通过第一接线端1和第二接线端5与市政电源相接。其中温控器2大多采用纽扣式自动复位温控器，过热保护器4大多采用纽扣式手动复位温控器，市政电源为220V 50Hz的交流电（其它国家的市政电源可能采用110V60Hz交流电），温控器2和过热保护器4都安装在热罐上。当罐内温度上升到温控器2设定的温度时，温控器2就会跳开，切断电加热元件3的电源停止加热；如果温控器2失灵，则在罐内温度上升到温控器2设定的温度时，电加热元件3仍然会继续加热，致使罐内温度继续上升，当罐内温度上升到过热保护器4设定的温度时，过热保护器4就会跳开，切断电加热元件3的电源停止加热，从而防止发生火灾。

当需要显示加热状态时，就在电加热元件3的两端并联一个加热指示电发光元件7；为了保护加热指示电发光元件7，通常还在加热指示电发光元件7的支路上串联降压或限流元件A；当加热指示电发光元件7采用发光二极管时，为防止发光二极管反向击穿，还在该支路上再串接一个二极管B；其中降压或限流元件A通常采用电阻，如图2所示。当电加热元件3正常发热时，加热指示电发光元件7就随之同时发亮，提示用户电加热元件3处于加热状态。

当需要显示温控器2跳开的状态（即保温状态）时，就在温控器2的两端并联一个保温指示电发光元件6；为了保护保温指示电发光元件6，通常还在保温指示电发光元件6的支路上串联降压或限流元件C；当保温指示电发光元件6采用发光二极管时，为防止发光二极管反向击穿，还在该支路上再串接一个二极管D，降压或限流元件C通常采用电阻，如图3所示。当电加热元件3正常发热时，加热指示电发光元件7就随之同时发亮，提示用户电加热元件3处于加热状态；而保温指示电发光元件6，由于温控器2没有起跳，其两端基本上没有电压，使得保温指示电发光元件6的两端也没有电压，所以不会发亮。当温控器2起跳后，则电流将从第二接线端5流经过热保护器4，再流经电加热元件3，再依次流经降压或限流元件C、保温指示电发光元件6和二极管D，最后流向第一接线端1，使得保温指示电发光元件6有足够电流流过而发亮，提示用户此时为保温状态；而流经电加热元件3只有很小的电流，又因为电加热元件3的电阻很小，所以其上压降很小。对于加热指示电发光元件7，由于降压或限流元件A的阻抗显著大于电加热元件3的阻抗，使得流经加热指示电发光元件7的电流太小而不足以使其发亮，所以此时加热指示电发光元件7不亮。此方案能够显示加热和保温两种工况。

当需要显示过热保护器4跳开的状态（即过热状态，也称为保护状态）时，就在过热保护器4的两端并联一个过热指示电发光元件9；为了保护过热指示电发光元件9，通常还在过热指示电发光元件9的支路上串联降压或限流元件E；当过热指示电发光元件9采用发光二极管时，为防止发光二极管反向击穿，还在该支路上再串接一个二极管F，降压或限流元件E通常采用电阻，如图4所示。当过热保护器4未跳开时，其两端基本上没有电压，使得过热指示电发光元件9的两端也没有电压，所以不会发亮。当温控器2未起跳而过热保护器4起跳后，则电流将从第一接线端1流经温控器2，再流过电加热元件3，然后依次流过降压或限流元件E、过热指示电发光元件9和二极管F，最后流向第二接线端5，使得过热指示电发光元件9有足够电流流过而发亮，提示用户此时为过热或保护状态；而流经电加热元件3只有很小的电流，又因为电加热元件3的电阻很小，所以其上压降很小。对于加热指示电发光元件7，由于降压或限流元件A的阻抗显著大于电加热元件3的阻抗，使得流经加热指示电发光元件7的电流太小而不足以使其发亮，所以此时加热指示电发光元件7不亮。此方案能够显示加热和过热两种工况，但是，此电路有一个问题，就是在温控器2和过热保护器4都起跳的情况下，则加热指示电发光元件7和过热指示电发光元件9都不发亮，起不到有效提示作用。

上述方案是目前市面上饮水机加热控制和显示电路常用的方案，如果加热、保温和过热三种工况都要显示，则上述方案不能满足要求。也许有人认为：只要将图2和图3的功能合并再作适当调整得到图5，就能解决问题。实际上没有这么简单，只要分析一下就会明白：图5不是一个好的设计方案，是存在问题的，理由如下：

加热工况：即温控器2和过热保护器4均不起跳，电加热元件3通电加热。这时温控器2和过热保护器4的两端均没有电压，故保温指示电发光元件6和过热指示电发光元件9均不亮，只有加热指示电发光元件7亮。

保温工况：即温控器2起跳而过热保护器4不起跳，电流从第一接线端1依次流经降压或限流元件C、保温指示电发光元件6、二极管D、电加热元件3、过热保护器4，最后流向第二接线端5。这时，电压主要降在降压或限流元件C上，保温指示电发光元件6发亮，加热指示电发光元件7和过热指示电发光元件9均不亮。

过热工况1：即温控器2不起跳而过热保护器4起跳，电流从第一接线端1依次流经温控器2、电加热元件3、降压或限流元件E、过热指示电发光元件9、二极管F，最后流向第二接线端5。这时，电压主要降在降压或限流元件E上，过热指示电发光元件9发亮，加热指示电发光元件7和保温指示电发光元件6均不亮。

过热工况2：即温控器2和过热保护器4均起跳，电流从第一接线端1依次流经降压或限流元件C、保温指示电发光元件6、二极管D、电加热元件3、降压或限流元件E、过热指示电发光元件9、二极管F，最后流向第二接线端5。这时，由于降压或限流元件C和降压或限流元件E同时起很强的降压或限流作用，导致对流经保温指示电发光元件6和过热指示电发光元件9的电流的过度限制，使得：保温指示电发光元件6和过热指示电发光元件9都可能不发亮，即使发亮，其亮度也会显著低于过热工况1时过热指示电发光元件9的亮度，影响有效指示；如果通过减小降压或限流元件C和降压或限流元件E的降压或限流能力来提高过热指示电发光元件9的亮度，则当出现过热工况1时就会导致降压或限流元件E的降压或限流能力不足，使得过热指示电发光元件9过度发亮从而严重影响过热指示电发光元件9的寿命；此外，在发生过热现象时，保温指示电发光元件6和过热指示电发光元件9都发亮，也影响有效指示。

因此，图5的方案也不是一个好的设计方案。

综上所述，对于一种饮水机加热控制与显示电路，如果要求加热、保温和过热三种工况都要用指示灯显示，目前还没有好的设计方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够显示饮水机加热、保温和过热三种工况的一种饮水机加热控制与显示电路。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案是：一种饮水机加热控制与显示电路，包括第一接线端、温控器、电加热元件、过热保护器、第二接线端、保温指示电发光元件、加热指示电发光元件、第一二极管、过热指示电发光元件、第二二极管和第一降压或限流元件；所述第一接线端、温控器、电加热元件、过热保护器和第二接线端依次串联；所述保温指示电发光元件与温控器并联；所述加热指示电发光元件与电加热元件并联；所述第一二极管、过热指示电发光元件和第二二极管串联后与过热保护器并联；所述第一降压或限流元件的一端与第一接线端电连接，另一端与第一二极管的靠近过热指示电发光元件的一端电连接。

所述第一二极管与第二二极管反向设置。

所述保温指示电发光元件、加热指示电发光元件和过热指示电发光元件均为发光二极管，并且保温指示电发光元件与加热指示电发光元件反向设置、加热指示电发光元件与过热指示电发光元件同向设置；所述第一二极管与过热指示电发光元件反向设置；所述第二二极管与过热指示电发光元件的负极电连接。

一种饮水机加热控制与显示电路，还包括串联在保温指示电发光元件所在电气支路上并分别与保温指示电发光元件的正、负极电连接的第二降压或限流元件和第三二极管，以及串联在加热指示电发光元件所在电气支路上并分别与加热指示电发光元件的正、负极电连接的第三降压或限流元件和第四二极管，以及串联在过热指示电发光元件所在电气支路上并与过热指示电发光元件的正极电连接的第四降压或限流元件；所述第三二极管与保温指示电发光元件同向设置；所述第四二极管与加热指示电发光元件同向设置。

所述第一降压或限流元件、第二降压或限流元件、第三降压或限流元件和第四降压或限流元件均为电阻元件。

所述第一降压或限流元件、第二降压或限流元件和第三降压或限流元件采用的电阻的阻值均取50～120KΩ；所述第四降压或限流元件采用的电阻的阻值为0.5～20KΩ。

采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：（1）本发明对饮水机加热、保温和过热三种工况都能通过相应的电发光元件简明有效的指示出来，即：只要电加热元件处于加热状态，则只有加热指示电发光元件发光，其它指示电发光元件均不发光；只要温控器起跳，则只有保温指示电发光元件发光，其它指示电发光元件均不发光；只要过热保护器起跳，则只有过热指示电发光元件发光，其它电指示发光元件均不发光；并且在各工况下的电发光元件发光的亮度差别可以做到很小，这种差别让肉眼几乎不能分辨。

（2）本发明的保温指示电发光元件、加热指示电发光元件和过热指示电发光元件均为发光二极管，发光二极管成本低廉，能有效降低本发明的制造成本。

（3）本发明的第一降压或限流元件、第二降压或限流元件、第三降压或限流元件和第四降压或限流元件均为电阻元件，电阻元件同样成本低廉，因此能够进一步降低本发明的制造成本。

（4）本发明的第一降压或限流元件采用的电阻的阻值显著大于第四降压或限流元件采用的电阻的阻值，这种设定使得过热指示电发光元件发光时的亮度将基本上与加热指示电发光元件或保温指示电发光元件发光时的亮度相同。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为第一种现有技术的结构示意图。

图2为第二种现有技术的结构示意图。

图3为第三种现有技术的结构示意图。

图4为第四种现有技术的结构示意图。

图5为第五种现有技术的结构示意图。

图6为本发明的实施例1的结构示意图。

图7为本发明的实施例2的结构示意图。

图8为本发明的实施例3的结构示意图。

图9为本发明的实施例4的结构示意图。

图10为本发明的实施例5的结构示意图。

图11为本发明的实施例6的结构示意图。

附图中的标号为：

降压或限流元件A、二极管B、降压或限流元件C、二极管D、降压或限流元件E、二极管F；

第一接线端1、温控器2、电加热元件3、过热保护器4、第二接线端5、保温指示电发光元件6、加热指示电发光元件7、第一二极管8、过热指示电发光元件9、第二二极管10、第一降压或限流元件11、第二降压或限流元件12、第三二极管13、第三降压或限流元件14、第四二极管15、第四降压或限流元件16。

具体实施方式

（实施例1）

见图6，本实施例的一种饮水机加热控制与显示电路，包括第一接线端1、温控器2、电加热元件3、过热保护器4、第二接线端5、保温指示电发光元件6、加热指示电发光元件7、第一二极管8、过热指示电发光元件9、第二二极管10和第一降压或限流元件11。

第一接线端1、温控器2、电加热元件3、过热保护器4和第二接线端5依次串联。保温指示电发光元件6与温控器2并联。加热指示电发光元件7与电加热元件3并联。第一二极管8、过热指示电发光元件9和第二二极管10依次串联后与过热保护器4并联，第一二极管8与第二二极管10反向设置，过热指示电发光元件9的正、负极分别与第一二极管8的正极和第二二极管10的正极电连接。第一降压或限流元件11的一端与第一接线端1电连接，另一端与第一二极管8的靠近过热指示电发光元件9的一端电连接。

温控器2是指由温度控制的电气开关，温度低于设定温度时，该电气开关处于闭合状态，温度上升到不低于设定温度时，该电气开关会起跳使电路断开；温度下降后（通常会降到低于设定温度一定值）该电气开关又会自动复位，即重新接通，其可以是纽扣式自动复位温控器，也可以是其它型式的自动复位温控器。

电加热元件3是指饮水机热罐中用于加热罐内水的电发热元件。

过热保护器4是指由温度控制的电气开关，温度低于设定温度时，该电气开关处于闭合状态，温度上升到不低于设定温度时，该电气开关会起跳使电路断开；温度下降后该电气开关不会自动复位，需要人工手动复位后才能重新接通，其可以是纽扣式手动复位温控器，也可以是其它型式的手动复位温控器。

保温指示电发光元件6、加热指示电发光元件7和过热指示电发光元件9是指通电后且从中流过的电流值达到一定值后会发光的电气元件。

第一二极管8和第二二极管10是指具有单向能够通电而反向不能通电（截止）的电气元件。

第一降压或限流元件11是指电流从中流过时会产生显著阻力（也称为阻抗）的电气元件，阻抗越大其降压或限流（指限制电流）的能力就越强。第一降压或限流元件11可以选择电阻元件。

（实施例2）

见图7，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：过热指示电发光元件9的正、负极分别与第二二极管10的负极和第一二极管8的负极电连接。

（实施例3）

见图8，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：还包括串联在保温指示电发光元件6所在电气支路上并分别与保温指示电发光元件6的正、负极电连接的第二降压或限流元件12和第三二极管13，以及串联在加热指示电发光元件7所在电气支路上并分别与加热指示电发光元件7的正、负极电连接的第三降压或限流元件14和第四二极管15，以及串联在过热指示电发光元件9所在电气支路上并与过热指示电发光元件9的正极电连接的第四降压或限流元件16。

保温指示电发光元件6、加热指示电发光元件7和过热指示电发光元件9均为发光二极管，并且保温指示电发光元件6与加热指示电发光元件7反向设置、加热指示电发光元件7与过热指示电发光元件9同向设置。第一二极管8与过热指示电发光元件9反向设置。第二二极管10与过热指示电发光元件9的负极电连接。第三二极管13与保温指示电发光元件6同向设置。第四二极管15与加热指示电发光元件7同向设置。

第三二极管13的负极与第一接线端1电连接。第二降压或限流元件12和第三降压或限流元件14的正极均与温控器2和电加热元件3之间的电连接体电连接。第四二极管15的负极与电加热元件3和过热保护器4之间的电连接体电连接。第一二极管8、第四降压或限流元件16、过热指示电发光元件9和第二二极管10依次串联。第二二极管10的负极与第二接线端5电连接。第一二极管8的负极与加热指示电发光元件7和第四二极管15之间的电连接体电连接。

第一降压或限流元件11、第二降压或限流元件12、第三降压或限流元件14和第四降压或限流元件16均为电阻元件。第一降压或限流元件11、第二降压或限流元件12和第三降压或限流元件14采用的电阻的阻值均取50～120KΩ。第四降压或限流元件16采用的电阻的阻值为0.5～20KΩ。

当第一降压或限流元件11采用的电阻的阻值显著大于第四降压或限流元件16采用的电阻的阻值时，过热指示电发光元件9发光时的亮度将基本上与加热指示电发光元件7或保温指示电发光元件6发光时的亮度相同，例如：第一降压或限流元件11、第二降压或限流元件12和第三降压或限流元件14采用的电阻的阻值均取100KΩ，第四降压或限流元件16采用的电阻的阻值取1KΩ，则过热指示电发光元件9发光时的亮度与加热指示电发光元件7或保温指示电发光元件6发光时的亮度之间的亮度差别约1%，这个差别肉眼基本上是无法区分，即可以认为是相同的。

（实施例4）

见图9，本实施例与实施例3基本相同，不同之处在于：第二降压或限流元件12的正极与第一接线端1电连接。第三二极管13的负极与加热指示电发光元件7和第四二极管15之间的电连接体电连接。第四二极管15的负极与温控器2和电加热元件3之间的电连接体电连接。第一二极管8的正极和第三降压或限流元件14的正极均与电加热元件3和过热保护器4之间的电连接体电连接。第一二极管8、第二二极管10、过热指示电发光元件9和第四降压或限流元件16依次串联。第四降压或限流元件16的正极与第二接线端5电连接。

（实施例5）

见图10，本实施例与实施例3基本相同，不同之处在于：第三二极管13的负极与第一接线端1电连接。第二降压或限流元件12和第三降压或限流元件14的正极均与温控器2和电加热元件3之间的电连接体电连接。第一二极管8和第四二极管15的负极均与电加热元件3和过热保护器4之间的电连接体电连接。第一二极管8、第四降压或限流元件16、过热指示电发光元件9和第二二极管10依次串联。第二二极管10的负极与第二接线端5电连接。

（实施例6）

见图11，本实施例与实施例3基本相同，不同之处在于：第二降压或限流元件12的正极与第一接线端1电连接。第三二极管13的负极和第四二极管15的负极均与温控器2和电加热元件3之间的电连接体电连接。第一二极管8的正极和第三降压或限流元件14的正极均与电加热元件3和过热保护器4之间的电连接体电连接。第一二极管8、第二二极管10、过热指示电发光元件9和第四降压或限流元件16依次串联。第四降压或限流元件16的正极与第二接线端5电连接。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.饮水机加热控制与显示电路，其特征在于：包括第一接线端（1）、温控器（2）、电加热元件（3）、过热保护器（4）、第二接线端（5）、保温指示电发光元件（6）、加热指示电发光元件（7）、第一二极管（8）、过热指示电发光元件（9）、第二二极管（10）和第一降压或限流元件（11）；所述第一接线端（1）、温控器（2）、电加热元件（3）、过热保护器（4）和第二接线端（5）依次串联；所述保温指示电发光元件（6）与温控器（2）并联；所述加热指示电发光元件（7）与电加热元件（3）并联；所述第一二极管（8）、过热指示电发光元件（9）和第二二极管（10）串联后与过热保护器（4）并联；所述第一降压或限流元件（11）的一端与第一接线端（1）电连接，另一端与第一二极管（8）的靠近过热指示电发光元件（9）的一端电连接。

2.根据权利要求1所述的饮水机加热控制与显示电路，其特征在于：所述第一二极管（8）与第二二极管（10）反向设置。

3.根据权利要求2所述的饮水机加热控制与显示电路，其特征在于：所述保温指示电发光元件（6）、加热指示电发光元件（7）和过热指示电发光元件（9）均为发光二极管，并且保温指示电发光元件（6）与加热指示电发光元件（7）反向设置、加热指示电发光元件（7）与过热指示电发光元件（9）同向设置；所述第一二极管（8）与过热指示电发光元件（9）反向设置；所述第二二极管（10）与过热指示电发光元件（9）的负极电连接。

4.根据权利要求3所述的饮水机加热控制与显示电路，其特征在于：还包括串联在保温指示电发光元件（6）所在电气支路上并分别与保温指示电发光元件（6）的正、负极电连接的第二降压或限流元件（12）和第三二极管（13），以及串联在加热指示电发光元件（7）所在电气支路上并分别与加热指示电发光元件（7）的正、负极电连接的第三降压或限流元件（14）和第四二极管（15），以及串联在过热指示电发光元件（9）所在电气支路上并与过热指示电发光元件（9）的正极电连接的第四降压或限流元件（16）；所述第三二极管（13）与保温指示电发光元件（6）同向设置；所述第四二极管（15）与加热指示电发光元件（7）同向设置。

5.根据权利要求4所述的饮水机加热控制与显示电路，其特征在于：所述第一降压或限流元件（11）、第二降压或限流元件（12）、第三降压或限流元件（14）和第四降压或限流元件（16）均为电阻元件。

6.根据权利要求5所述的饮水机加热控制与显示电路，其特征在于：所述第一降压或限流元件（11）、第二降压或限流元件（12）和第三降压或限流元件（14）采用的电阻的阻值均取50～120KΩ；所述第四降压或限流元件（16）采用的电阻的阻值为0.5～20KΩ。