CN107178908A - 一种控制漏电保护插头通断电的电热水器通讯系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种控制漏电保护插头通断电的电热水器通讯系统，包括：相互通信的电热水器控制器和漏电保护插头，其特征在于，所述电热水器控制器和漏电保护插头之间通过阻容隔离通讯模块进行通信和强弱电隔离；所述阻容隔离通讯模块包括：信号转换模块和整流滤波模块，所述信号转换模块将电热水器控制器发出的信号转换为低电压，所述整流滤波模块对低电压进行滤波后传输给漏电保护插头。本发明的通讯模块成本低、无需进行封装、节省了漏保的空间、便于安装。同时，主控单片机能对电热水器的不同故障进行响应，并根据不同故障发送不同占空比的PWM信号至阻容隔离通讯模块，进而实现漏电保护插头的通断，增强电热水器在使用过程中的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及电热水器控制技术领域，尤其涉及一种控制漏电保护插头 通断电的电热水器通讯系统。
背景技术
储水式电热水器具有内胆，洗浴时通常用内胆中存储的热水即可，因 而可以不接通电源。现有技术中，为提高电热水器的使用安全性，部分用户在 洗浴前按漏电保护插头的试验键使电热水器三极(零、火、地线)断开，洗浴 完后需按下漏电保护插头的复位按钮才能给电热水器通电，部分家庭电热水器 安装在高位，导致操作困难，存在不良体验。
针对该问题，有人提出一种洗浴时能自动断电、洗浴后能自动复位的 电热水器通断电控制系统，该系统中，漏电保护插头与电热水器控制器之间通 过光耦通讯，并进行强弱电隔离。这种通讯方式需要封装处理以确保信息传输 的准确，且存在制作成本高、在漏保中占用的空间较大、不利于安装、驱动信 号变化范围小、传输信息量比较有限等诸多缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低、占用空间小、能对电热水器的不 同故障进行响应的电热水器通讯系统。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。
一种控制漏电保护插头通断电的电热水器通讯系统，包括：相互通信 的电热水器控制器和漏电保护插头，其特征在于，所述电热水器控制器和漏电 保护插头之间通过阻容隔离通讯模块进行通信和强弱电隔离；所述阻容隔离通 讯模块包括：信号转换模块和整流滤波模块，所述信号转换模块将电热水器控 制器发出的信号转换为低电压，所述整流滤波模块对低电压进行滤波后传输给 漏电保护插头。
作为改进地，所述电热水器控制器包括：主控单片机，与主控单片机 连接的电源模块、加热控制模块、操作显示模块，所述电源模块为主控单片机 供电，所述加热控制模块用来控制电热水器上电加热器的通断，所述操作显示 模块用来控制电热水器工作并显示电热水器工作状态；所述漏电保护插头包括 副控单片机，与副控单片机连接的脱扣器，所述脱扣器用来控制漏电保护插头 插脚坐和插脚之间的脱开、复位。
作为改进地，所述信号转换模块包括：PWM信号输入口、PWM信号输出 口、电阻和电容，所述PWM信号输入口与主控单片机的输出端连接，所述PWM信 号输出口与整流滤波模块的输入端连接，所述电阻串接在PWM信号输入口和PWM 信号输出口之间，所述电容的一端连接在电阻与PWM信号输出口的连接节点上， 电容的另一端接地。
作为改进地，所述阻容隔离通信模块集成在电热水器控制器中；或， 所述阻容隔离通讯模块集成在漏电保护插头中；或，所述阻容隔离通讯模块作 为独立模块安装在电热水器机身上。
作为改进地，所述主控单片机发出PWM控制信号，所述信号转换模块将 主控单片机发出的PWM控制信号转化为稳定的电压值，通过调节PWM控制信号的 占空比，阻容通讯模块输出不同的电压值；所述漏电保护插头中的副控单片机 通过A/D口读取阻容隔离通讯模块传输来的电压，不同的电压值对应不同的通断 信号。
作为改进地，所述主控单片机对电热水器的故障进行判断，根据不同 故障发送不同占空比的PWM信号至阻容隔离通讯模块。
本发明的有益效果是：
一、电热水器控制器和漏电保护插头之间通过阻容隔离通讯模块通讯， 无需进行封装，节省了漏保的空间，便于安装。
二、信号转换模块的主要组成为一颗电阻和一颗电容，价格低，总体 成本远低于光耦通讯模块。
三、实际工作时，通过主控单片机发送PWM信号至阻容隔离通讯模块， 阻容隔离通讯模块的信号转换模块会将该PWM信号转换成一个稳定的低电压后 再传输给副控单片机，可传输的信号范围更大，降低了低频电压对PWM信号的 影响。
四、主控单片机能对电热水器的不同故障进行响应，并根据不同故障 发送不同占空比的PWM信号至阻容隔离通讯模块，进而实现漏电保护插头的通 断，给用户带来更好地使用体验，增强电热水器在使用过程中的安全性。
附图说明
图1所示为本发明提供的电热水器通讯系统结构示意图。
图2所示为漏电保护插头结构示意图。
图3所示为信号转换模块的电路图。
附图标记说明：
1：电热水器控制器，2：漏电保护插头，3：阻容隔离通讯模块，4：电加热器。
1-1：主控单片机，1-2：电源模块，1-3：加热控制模块，1-4：操作 显示模块。
2-1：副控单片机。
3-1：信号转换模块，3-2：整流滤波模块。
具体实施方式
为方便本领域技术人员更好地理解本发明的实质，下面结合附图对本 发明的具体实施方式进行详细阐述。
结合图2所示，所述漏电保护插头2包括副控单片机2-1，与副控单片机 2-1连接的漏电检测模块和脱扣器，所述副控单片机2-1通过过零检测模块、降压 电路与市电的火线、零线连接，所述漏电检测模块通过电流互感器检测零火地 线之间是否存在漏电流，所述脱扣器用来控制漏电保护插头的插脚坐和插脚之 间的脱开、复位。在脱扣器上还连接有为脱扣器供电的储能电容，所述储能电 容、脱扣器沿市电输入到输出方向依次串接。
其中，所述电热水器控制器1包括：主控单片机1-1，与主控单片机1-1 连接的电源模块1-2、加热控制模块1-3、操作显示模块1-4，所述电源模块1-2为 主控单片机1-1供电，所述加热控制模块1-3用来控制电热水器上电加热器4的通 断，所述操作显示模块1-4用来控制电热水器工作并显示电热水器工作状态。至 于电源模块1-2、加热控制模块1-3、操作显示模块1-4的具体结构及电路组成， 都为常规技术，这里不再赘述。
结合图2所示，所述漏电保护插头2包括副控单片机2-1，与副控单片机 2-1连接的漏电检测模块和脱扣器，所述副控单片机2-1通过过零检测模块、降压 电路与市电的火线、零线连接，所述漏电检测模块通过电流互感器检测零火地 线之间是否存在漏电流，所述脱扣器用来控制漏电保护插头的插脚坐和插脚之 间的脱开、复位。在脱扣器上还连接有为脱扣器供电的储能电容，所述储能电 容、脱扣器沿市电输入到输出方向依次串接。
所述阻容隔离通讯模块3包括：信号转换模块3-1和整流滤波模块3-2， 所述信号转换模块3-1用来将电热水器控制器1发出的信号转换为低电压，所述整 流滤波模块3-2对低电压进行滤波后传输给漏电保护插头2。具体安装时，所述阻 容隔离通信模块3集成在电热水器控制器中，或集成在漏电保护插头中，或作为 独立模块安装在电热水器机身上。
结合图3所示，所述信号转换模块3-1包括：PWM信号输入口、PWM信 号输出口、电阻和电容，所述PWM信号输入口与主控单片机的输出端连接，所 述PWM信号输出口与整流滤波模块的输入端连接，所述电阻串接在PWM信号输 入口和PWM信号输出口之间，所述电容的一端连接在电阻与PWM信号输出口的 连接节点上，电容的另一端接地。至于整流滤波模块3-2的具体电路组成为常规 技术，这里不再赘述。
实际工作时，通过电热水器控制器的主控单片机发送PWM信号至阻容 隔离通讯模块。阻容隔离通讯模块将该PWM信号转换成一个稳定的低电压，并 通过整流滤波模块对存在干扰信号的低电平信号进行滤波，使传输到漏电保护 插头的控制信号不失真，从而排除低频电压对控制信号的影响。漏电保护插头 的副控单片机对阻容隔离通讯模块发送来的信号进行判断，并执行相应的通断 操作。
进一步地，通过调节PWM控制信号的占空比，阻容通讯模块输出不同 的电压值；所述漏电保护插头中的副控单片机通过A/D口读取阻容隔离通讯模块 传输来的电压，不同的电压值对应不同的通断信号。
更进一步地，所述主控单片机对电热水器的故障进行判断，根据不同 故障发送不同占空比的PWM信号至阻容隔离通讯模块，来控制漏电保护插头的 断电操作，从而增强电热水器在使用过程中的安全性。
以上具体实施方式是对本发明实质的详细说明，并不能以此来对本发 明的保护范围进行限制。显而易见地，在本发明实质的启示下，本技术领域普 通技术人员还可进行许多改进和修饰，需要注意的是，这些改进和修饰都落在 本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (6)
1.一种控制漏电保护插头通断电的电热水器通讯系统，包括：相互通信的电热水器控制器和漏电保护插头，其特征在于，所述电热水器控制器和漏电保护插头之间通过阻容隔离通讯模块进行通信和强弱电隔离；所述阻容隔离通讯模块包括：信号转换模块和整流滤波模块，所述信号转换模块将电热水器控制器发出的信号转换为低电压，所述整流滤波模块对低电压进行滤波后传输给漏电保护插头。
2.根据权利要求1所述的电热水器通讯系统，其特征在于，所述电热水器控制器包括：主控单片机，与主控单片机连接的电源模块、加热控制模块、操作显示模块，所述电源模块为主控单片机供电，所述加热控制模块用来控制电热水器上电加热器的通断，所述操作显示模块用来控制电热水器工作并显示电热水器工作状态；
所述漏电保护插头包括副控单片机，与副控单片机连接的脱扣器，所述脱扣器用来控制漏电保护插头插脚坐和插脚之间的脱开、复位。
3.根据权利要求1所述的电热水器通讯系统，其特征在于，所述阻容隔离通信模块集成在电热水器控制器中；
或，所述阻容隔离通讯模块集成在漏电保护插头中；
或，所述阻容隔离通讯模块作为独立模块安装在电热水器机身上。
4.根据权利要求2所述的电热水器通讯系统，其特征在于，所述信号转换模块包括：PWM信号输入口、PWM信号输出口、电阻和电容，所述PWM信号输入口与主控单片机的输出端连接，所述PWM信号输出口与整流滤波模块的输入端连接，所述电阻串接在PWM信号输入口和PWM信号输出口之间，所述电容的一端连接在电阻与PWM信号输出口的连接节点上，电容的另一端接地。
5.根据权利要求2所述的电热水器通讯系统，其特征在于，所述主控单片机发出PWM控制信号，所述信号转换模块将主控单片机发出的PWM控制信号转化为稳定的电压值，通过调节PWM控制信号的占空比，阻容通讯模块输出不同的电压值；所述漏电保护插头中的副控单片机通过A/D口读取阻容隔离通讯模块传输来的电压，不同的电压值对应不同的通断信号。
6.根据权利要求5所述的电热水器通讯系统，其特征在于，所述主控单片机对电热水器的故障进行判断，根据不同故障发送不同占空比的PWM信号至阻容隔离通讯模块。
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