CN107687704B - 一种全自动温度补偿电辅加热器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种全自动温度补偿电辅加热器，包括外壳，所述外壳内设有加热装置，所述加热装置的两端分别设有进水管路和出水管路，所述进水管路上设有进水温度传感器、流量传感器和功率调节板，所述出水管路设有出水温度传感器，所述外壳内设有主控制板，所述主控制板包括单片机、温度检测模块、流量检测模块和驱动转换模块，所述进水温度传感器和出水温度传感器通过对应温度检测模块与对应单片机输入端子相连，所述流量传感器通过流量检测模块与对应单片机输入端子相连，所述加热装置和功率调节板分别通过驱动转换模块与对应单片机输出端子相连。本发明的有益效果热效率高、节能、安全、出水温度恒定不变。

Description

一种全自动温度补偿电辅加热器
技术领域
本发明涉及加热器技术领域，具体的说是一种全自动温度补偿电辅加热器。
背景技术
在新能源热水系统中，由于受季节和环境等因素的影响，经常使得水箱里面的水温达不到实际需要的温度，因此使用效果不理想。为了改善这种情况，目前的处理方法是：一是在新能源热水系统的水箱中安装加热管用来加热补充能量，提高水箱里的水温，与储水式电热水器类似，当然也存在储水式电热水器的一些缺点，比如加热时间长，热使用率低等。二是在新能源热水系统的输出管道里安装一电辅加热器来进行能量补充。此电辅加热器一般都是容积式，但容积相对较小，采用传统加热管加热，上电后直接固定式功率输出加热，通过机械式调节出水温度。当水箱里的水温、水流量、电压等发生变化时，出水温度也随之发生变化，出现忽冷忽热的现象，使用非常不方便，而且有可能由于出水温度过高或过低导致烫伤或冻伤，使用效果不佳。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足，提供了一种无容积式，热效率高，节能，安全，出水温度恒定不变，不随输入电压、水流量、进水温度变化而变化的新型全自动温度补偿管道式电辅加热器。
本发明的技术方案是：
一种全自动温度补偿电辅加热器，包括外壳，所述外壳内设有加热装置，所述加热装置的两端分别设有进水管路和出水管路，所述进水管路上设有进水温度传感器、流量传感器和功率调节板，所述出水管路设有出水温度传感器，所述外壳内设有主控制板，所述主控制板包括单片机、温度检测模块、流量检测模块和驱动转换模块，所述进水温度传感器和出水温度传感器通过对应温度检测模块与对应单片机输入端子相连，所述流量传感器通过流量检测模块与对应单片机输入端子相连，所述加热装置和功率调节板分别通过驱动转换模块与对应单片机输出端子相连，所述主控制板根据输入信号和设定温度计算出所需加热装置功率并输送给功率调节板，所述功率调节板根据主控制板的信号调节加热装置的功率大小。
所述主控制板还包括过零检测模块和电源模块，所述过零检测模块包括过零检测输入端、过零检测输出端和过零电压端，所述电源模块包括第一电压输出端和第二电压输出端，所述第一电压输出端的电压为脉动直流电压输出端，所述第二电压输出端为直流5V电压输出端，所述第一电压输出端与过零检测输入端与过零检测输入端相连，所述过零检测输出端与对应单片机输入端子相连，所述过零电压端与第二电压输出端对应相连，所述过零检测模块用于控制加热装置的加热功率。
所述主控制板还包括漏电检测模块，所述全自动温度补偿电辅加热器电源输入线路设有限温器，所述限温器与主控制板之间设有零序电流互感器，所述零序电流互感器设有通孔，所述限温器的输入端与市电相连，所述限温器的输出端通过零序电流互感器的通孔与电源模块的电源输入端相连，所述零序电流互感器的端子与漏电检测单元的输入端相连，所述漏电检测单元的输出端与对应单片机输入端子相连，所述漏电检测的电源端与第二电压输出端相连，所述漏电检测模块主要用于监控和改变保护供电回路火线和零线的工作状态。
所述主控制板还包括保护模块，所述保护模块的输入端与对应单片机输出端子相连，所述保护模块的输出端与功率调节板的输入端和加热装置的输入端相连，所述第二电压输出端和第三电压输出端分别与保护模块电压端对应相连,所述保护模块用于加热器死机时能够切断加热装置和功率调节板的供电。
所述温度检测模块包括第二十六电阻R26和第十二电容C12，所述第二十六电阻R26和第十二电容C12相连的第一端与电源模块的直流地相连，所述第二十六电阻R26的第二端和第十二电容C12相连的第二端分别与对应单片机输入端子和进水温度传感器/温度传感器的信号端相连，所述第二电压输出端与进水温度传感器/温度传感器的电源相连；所述流量检测模块包括第六电阻R6、第十七电阻R17、第二电容C2，所述第二电压输出端的正极分别与流量传感器的电源正极和第十七电阻R17的第一端相连，所述第十七电阻R17的第二端分别与流量传感器的信号端、第一电容C1的第一端和第六电阻R6的第一端相连，所述第六电阻R6的第二端分别与对应单片机输入端子和第二电容C2的第一端相连，所述第一电容C1的第二端、第二电容C2的第二端和流量传感器的直流地分别与电源模块的直流地相连。
所述漏电检测模块包括第八电阻R8、第十电阻R10、第三十一电阻R31、第十九电容C19和第三三极管Q3，所述第十电阻R10的第一端与对应单片机输入端子相连，所述第十电阻R10的第二端与第三三极管Q3的基极相连，所述第三三极管Q3的集电极与零序电流互感器的检测负极相连，所述零序电流互感器的线圈第一端分别与第三十一电阻R31的第一端、第十九电容C19的第一端和对应单片机输入端子相连，所述零序电流互感器的线圈第二端分别与第三十一电阻R31的第二端、第十九电容C19的第二端、第三三极管Q3的发射极和电源模块的直流地相连，所述第八电阻R8的第一端与第二直流电压输出端相连，所述第八电阻R8的第二端与零序电流互感器的检测正极极相连。
所述过零检测模块包括第一光耦IC1、第九电阻R9、第二十八电阻R28、第四十九电阻R49和第三电容C3，所述第一光耦IC1的输入端正极与第二电压输出端的正极相连，所述第一光耦IC1的输入端负极串联第二十八电阻R28后与第一电压输出端负极相连，所述第一光耦IC1的输出端集电极分别与第九电阻R9的第一端和第四十九电阻R49的第一端相连，所述第四十九电阻R49的第二端与第二输出端的正极相连，所述第九电阻R9的第二端和第三电容C3的第一端分别与对应单片机输入端子相连，所述第三电容C3的第二端和第一光耦IC1的输出端发射极分别与第二输出端的负极相连。
所述保护模块包括第一电阻R1、第七电阻R7、第三十三电阻R33、第三十五电阻R35、第三十七电阻R37、第三十八电阻R38、第四十电阻R40、第十三电容C13、第二十二电容C22、第一三极管Q1、第二三极管Q2和第六三极管Q6，所述第三十三电阻R33的第一端、第三十七电阻R37的第一端和第四十电阻R40的第一端分别与第二电压输出端的正极相连，所述第三十三电阻R33的第二端、第十三电容C13的第一端和第三十五电阻R35的第一端分别与对应单片机输出端子相连，所述第十三电容C13的第二端分别与第三十七电阻R37的第二端和第六三极管Q6的基极相连，所述第六三极管Q6的发射极与第四十电阻R40的第二端相连，所述第六三极管Q6的集电极分别与第七电阻R7的第一端、第三十八电阻R38的第一端、第二十二电容C22的正极相连，所述第七电阻R7的第二端与第二三极管Q2的基极相连，所述第二三极管Q2的发射极、第二十二电容C22的负极、第三十八电阻R38的第二端和第三十五电阻R35的第二端分别与电源模块的直流地相连，所述第二三极管Q2的集电极与第一电阻R1的第一端相连，所述第一电阻R1的第二端与第一三极管Q1的基极相连，所述第一三极管Q1的发射极与第二输出电压端正极相连，所述第一三极管Q1的集电极与驱动转换模块对应端子相连。
所述驱动转换模块包括第四驱动模块IC4和至少一组继电器转换单元，所述第四驱动模块IC4的输入端与对应单片机输出端子相连，所述保护模块的第一三极管Q1集电极与第四驱动模块IC4的对应端子和继电器转换单元的常开触点的第一端相连，所述继电器转换单元线圈第二端与第四驱动模块IC4的对应输出端相连，所述继电器转换单元的常开触点的第一端与加热装置对应的一个电极相连，所述继电器转换单元的常开触点的第二端通过电源火线导线与限温器输出端对应端子相连，所述电源火线导线通过零序电流互感器的通孔后与限温器的火线输出端相连。
所述功率调节板包括至少一个第五驱动模块IC5、至少一个第一可控硅BCR1、第十四电阻R14和第四十一电阻R41，所述保护模块的第一三极管Q1集电极串联第十四电阻后与第五驱动模块IC5的对应输入端子相连，所述驱动转换模块的一个输出端子与第五驱动模块IC5的对应输入端子相连，所述第五驱动模块IC5的一个输出端子与第四十一电阻R41的第一端相连，所述第四十一电阻的第二端和第一可控硅BCR1的T2端子分别与加热装置对应的另一个电极相连，所述第五驱动模块IC5的一个输出端子与第一可控硅BCR1的G端子相连，所述第一可控硅BCR1的T1端子与通过电源零线导线与限温器输出端对应端子相连，所述电源零线导线通过零序电流互感器的通孔后与限温器的零线输出端相连。
本发明的有益效果是：热效率高、节能、安全、出水温度恒定不变。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1加热装置部分剖面结构示意图；
图3是本发明的系统框图；
图4是本发明的温度检测模块的电路图；
图5是本发明的流量检测模块电路图；
图6是本发明的过流检测模块电路图；
图7是本发明的漏电检测模块电路图；
图8是本发明的保护模块电路图；
图9是本发明的驱动转换模块电路图；
图10是本发明的功率调节板电路图；
图11是本发明的单片机部分电路图。
图中标记：1.防电墙，2.出水管路，3.出水温度传感器，4.显示操作板，5.主控制板，6.外壳，7.进水管路，8.进水温度传感器，9.功率调节板，10.流量传感器，11.加热装置，12.加热元器件，13.外侧水路，14.电极，15.内侧水路，16.旁路。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。
如图1-11所示，所述全自动温度补偿电辅加热器包括外壳6，所述外壳6内设有加热装置11，所述加热装置11的两端分别设有进水管路7和出水管路2，所述进水管路7和出水管路2远离加热装置11的一端分别设有防电墙1，所述进水管路7上设有进水温度传感器8、流量传感器10和功率调节板9，所述出水管路2设有出水温度传感器3，所述外壳6的内腔设有主控制板5。所述全自动温度补偿电辅加热器的电源由市电提供，所述全自动温度补偿电辅加热器设有限温器，所述限温器的输入端与市电相连，所述限温器的输出端通过电源线缆为主控制板5、加热装置11和可控硅供电。
所述限温器与主控制板5、加热装置11和可控硅之间设有零序电流互感器，所述零序电流互感器设有通孔，所述限温器的输入端通过导线与市电相连，所述限温器的输出端所接的导线通过零序电流互感器的通孔后分别与主控制板5、加热装置11和可控硅对应相连。
所述加热装置11可设有多个加热管。
所述主控制板5包括电源模块、温度检测模块、流量检测模块、驱动转换模块、过零检测模块、保护模块、漏电检测模块和单片机，所述电源模块包括电源模块电压输入端、第一电压输出端、第二电压输出端和第三电压输出端，所述电源模块电源输入端包括电源模块电压输入端火线L和电源模块电压输入端零线N，所述第一电压输出端包括第一电压输出端正极d和第一电压输出端负极e，所述第二电压输出端包括第二电压输出端正极b和第二电压输出端负极c，所述第三电压输出端包括第三电压输出端正极a和第三电压输出端负极，所述第三电压输出端负极第二电压输出端负极c相连形成直流地。
所述电源模块的第一电压输出端正极d和第一电压输出端负极e之间为DC310V左右脉动的直流电压，所述第二电压输出端正极b和第二电压输出端负极c之间为DC5V左右直流电压，所述第三电压输出端正极a和第三电压输出端负极c之间为DC12V左右的直流电压。
所述温度检测模块包括温度检测端子a、温度检测端子b、温度检测端子c、温度检测端子d、温度检测端子e、第二十六电阻R26和第十二电容C12，所述第二十六电阻R26的第一端、第十二电容C12的第一端和温度检测端子d相连，所述第二十六电阻R26的第二端和第十二电容C12的第二端、温度检测端子a和温度检测端子c相连，所述温度检测端子b和温度检测端子e相连。
所述流量检测模块包括流量检测端子a、流量检测端子b、流量检测端子c、流量检测端子d、流量检测端子e、流量检测端子f、第六电阻R6、第十七电阻R17和第二电容C2，所述流量检测端子e分别与流量检测端子a和第十七电阻R17的第一端相连，所述第十七电阻R17的第二端分别与流量检测端子b、第一电容C1的第一端和第六电阻R6的第一端相连，所述第六电阻R6的第二端和第二电容C2的第一端分别与流量检测端子d，所述第一电容C1的第二端、第二电容C2的第二端和流量检测端子c分别与流量检测端子f相连。
所述过零检测模块包括过零检测端子a、过零检测端子b、过零检测端子c、过零检测端子d、过零检测端子e、第一光耦IC1、第九电阻R9、第二十八电阻R28、第四十九电阻R49和第三电容C3，所述第一光耦IC1的发光二极管正极与过零检测端子a相连，所述第一光耦IC1的发光二极管负极串联第二十八电阻R28后与过零检测端子b相连，所述第一光耦IC1的三极管集电极分别与第九电阻R9的第一端和第四十九电阻R49的第一端相连，所述第四十九电阻R49的第二端与过零检测端子c相连，所述第九电阻R9的第二端和第三电容C3的第一端分别与过零检测端子d相连，所述第三电容C3的第二端和第一光耦IC1三极管的发射极分别与过零检测端子e。
所述漏电检测模块包括漏电检测端子a～h、第八电阻R8、第十电阻R10、第三十一电阻R31、第十九电容C19和第三三极管Q3，所述第十电阻R10的第一端与漏电检测端子相连，所述第十电阻R10的第二端与第三三极管Q3的基极相连，所述第三三极管Q3的集电极与漏电检测端子b相连，所述第三三极管Q3的发射极、漏电检测端子d、第三十一电阻R31的第一端和第十九电容C19的第一端分别与漏电检测端子f相连，所述漏电检测端子f、第三十一电阻R31的第二端和第十九电容C19的第二端分别与漏电检测端子c相连，所述漏电检测端子a与第八电阻R8的第一端相连，所述漏电检测端子h与第八电阻R8的第二端相连。
所述保护模块包括保护模块端子a、保护模块端子b、保护模块端子c、保护模块端子d、保护模块端子e、第一电阻R1、第七电阻R7、第三十三电阻R33、第三十五电阻R35、第三十七电阻R37、第三十八电阻R38、第四十电阻R40、第十三电容C13、第二十二电容C22、第一三极管Q1、第二三极管Q2和第六三极管Q6，所述第三十三电阻R33的第一端、第三十七电阻R37的第一端和第四十电阻R40的第一端分别与保护模块端子b相连，所述第三十三电阻R33的第二端、第十三电容C13的第一端和第三十五电阻R35的第一端分别与保护模块端子a相连，所述第十三电容C13的第二端分别与第三十七电阻R37的第二端和第六三极管Q6的基极相连，所述第六三极管Q6的发射极与第四十电阻R40的第二端相连，所述第六三极管Q6的集电极分别与第七电阻R7的第一端、第三十八电阻R38的第一端、第二十二电容C22的正极相连，所述第七电阻R7的第二端与第二三极管Q2的基极相连，所述第二三极管Q2的发射极、第二十二电容C22的负极和第三十八电阻R38的第二端和第三十五电阻R35的第二端分别与保护模块端子d相连，所述第二三极管Q2的集电极与第一电阻R1的第一端相连，所述第一电阻R1的第二端与第一三极管Q1的基极相连，所述第一三极管Q1的发射极与保护模块端子c相连，所述第一三极管Q1的集电极与保护模块端子e相连。
所述驱动转换模块包括驱动转换端子a～c、驱动转换端子e～k、驱动转换端子m、第一继电器KJ1、第二继电器KJ2和第四驱动模块IC4，所述第四驱动模块IC4的输入端子IN4和第四驱动模块IC4的输入端子IN6分别与驱动转换端子a相连，所述第四驱动模块IC4的输入端子IN3与驱动转换端子b相连，所述第四驱动模块IC4的输入端子IN5与驱动转换端子e相连，所述第四驱动模块IC4的输出端子OUT3与第二继电器KJ2线圈的第一端相连，所述第四驱动模块IC4的输出端子OUT4与第一继电器KJ1线圈的第一端相连，所述第四驱动模块IC4的输出端子OUT6与驱动转换端子f相连，所述第四驱动模块IC4的输出端子OUT7与驱动转换端子g相连，所述第四驱动模块IC4的端子CLAMP、第一继电器KJ1线圈的第二端和第二继电器KJ2线圈的第二端分别与驱动转换端子h相连，所述第一继电器KJ1常开触点的第一端和第二继电器KJ2常开触点的第一端相连分别与驱动转换端子i相连，所述第一继电器KJ1常开触点的第二端与驱动转换端子j相连，所述第二继电器KJ2常开触点的第二端与驱动转换端子K相连，所述第四驱动模块IC4的输出端子COMMON与驱动转换端子m相连。
所述功率调节板包括功率调节端子a～f、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第四十一电阻R41、第四十二电阻R42、第五驱动模块IC5、第六驱动模块IC6、第一可控硅BCR1和第二可控硅BCR2,所述功率调节端子a和第十四电阻R14的第一端分别与第十五电阻R15的第一端相连，所述第十四电阻R14的第二端与第五驱动模块IC5的引脚1相连，所述功率调节端子b与第五驱动模块IC5的引脚2相连，所述第五驱动模块IC5的引脚6与第四十一电阻R41的第一端相连，所述第四十一电阻R41的第二端和第一可控硅BCR1的T2端子分别与功率调节端子e相连，所述功率调节端子b与第六驱动模块IC6的引脚2相连，所述第六驱动模块IC6的引脚6与第四十二电阻R42的第一端相连，所述第四十二电阻R42的第二端和第二可控硅BCR2的T2端子分别与功率调节端子f相连，所述第六驱动模块IC6的引脚4与第二可控硅BCR2的G端子相连，所述第一可控硅BCR1的T1端子与第二可控硅BCR2的T1端子分别与功率调节端子d相连。
所述单片机IC3包括单片机端子P01、P02、P03、P05、P06、P07、P10、P11、P14、P16、P61、P62、VCC、VSS、C，所述主控制板5上设有第九电容C9、第十四电容C14、第四十二电容C42，所述单片机端子VSS、第九电容C9的第一端和第四十二电容C42的负极分别与电源模块的第二电压输出端负极c相连，所述第九电容C9的第二端、第四十二电容C42的正极相连后和单片机端子VCC分别与电源模块的第二输出电压输出端正极b相连；所述单片机端子C串联第十四电容C14与直流地相连，所述单片机端子P61与直流地相连。
所述市电火线L串联限温器的一个常闭触点后穿过零序电流互感器的通孔分别与电源模块的电压输入端的火线输入端L和驱动转换模块的驱动转换端子i相连，所述市电火线N串联限温器的另一个常闭触点后穿过零序电流互感器的通孔分别与电源模块的电压输入端的零线输入端N和功率调节板的功率调节端子d相连，所述市电地线PE分别与加热装置11加热管接地点和主控制板的交流接地点相连。
所述零序电流互感器的检测正极a与漏电检测模块的漏电检测端子a相连，所述零序电流互感器的检测负极b与漏电检测模块的漏电检测端子b相连，所述零序电流互感器的线圈正极c与漏电检测模块的漏电检测端子c相连，所述零序电流互感器的线圈负极d与漏电检测模块的漏电检测端子d相连。
所述驱动转换模块的驱动转换端子j与第二加热管的一个电极相连，所述驱动转换模块的驱动转换端子k与第一加热管的一个电极相连，所述驱动转换模块的驱动转换端子f与功率调节板的功率调节板端子c相连，所述驱动转换模块的驱动转换端子g与功率调节板的功率调节端子b相连，所述功率调节板的功率调节端子e和f分别与第一加热管和第二加热管的另一个电极相连。
所述保护模块的保护模块端子e分别与驱动转换模块的驱动转换端子h和功率调节板的功率调节端子a相连，所述保护模块的保护模块端子d、漏电检测模块的漏电检测端子f、驱动转换模块的驱动转换端子m、单片机的P61端子、过零检测模块的过零检测端子e、进水温度检测模块的端子d、出水温度检测模块的端子d、流量检测模块的流量检测端子f分别与电源模块端子c相连，所述保护模块的端子c与电源模块端子a相连，所述保护模块端子a与单片机的端子P14相连，所述保护模块端子b、漏电检测模块的漏电检测端子h、单片机的VCC端子、过零检测模块的过零检测端子c、进水温度检测模块的端子b、进水温度检测模块的端子e、进水温度传感器的端子b、出水温度检测模块的端子b、出水温度检测模块的端子e、出水温度传感器的端子b、流量检测模块的流量检测端子a、流量传感器的端子a分别与电源模块的端子b相连。
所述漏电检测模块的漏电检测端子g与单片机端子P03相连，所述漏电检测模块的漏电检测端子e与单片机端子P05相连，所述驱动转换模块的驱动转换端子a与单片机端子P10相连，所述驱动转换模块的驱动转换端子b与单片机端子P11相连，所述驱动转换模块的驱动转换端子c与单片机端子P62相连，所述驱动转换模块的驱动转换端子e与单片机端子P16相连。
所述过零检测模块的过零检测端子a与电源模块的端子d相连，所述过零检测模块的过零检测端子b与电源模块的端子e相连，所述过零检测模块的过零检测端子d与单片机的端子P02相连，所述进水温度检测模块的端子c与单片机的端子P07相连，所述出水温度检测模块的端子c与单片机的端子P06相连，所述流量检测模块的流量检测端子d与单片机的端子P01相连。
所述进水温度传感器的端子a与进水温度检测模块的端子a相连，所述出水温度传感器的端子a与出水温度检测模块的端子a相连，所述流量传感器的端子b与流量检测模块的流量检测端子b相连，所述流量传感器的端子c与流量检测模块的流量检测端子c相连。
所述单片机对应端子P00、P60、P64等端子通过排线与显示操作板相连，所述显示操作板能够显示温度、流量等参数，也能够手动输入温度范围等。
所述加热装置11根据需要任意设置加热管的数量。
所述加热装置11的外壳内设有内侧水路15，所述内侧水路15的圆周设有加热管12，所述加热管的两端分别设有电极，所述加热管的外侧设有外侧水路13，所述加热装置11两端设有旁路16，所述旁路16用于接通内侧水路15和外侧水路13。
所述进水温度检测模块与出水温度检测模块的电路相同，所述进水温度检测模块与出水温度检测模块均采用上述的温度检测模块电路。
所述第四驱动模块优先采用ULN2003集成模块，所述单片机优先采用STC89C51或STC89C52集成模块，所述第一驱动模块IC1优先采用TLP521-1，所述第五驱动模块IC5和第六驱动模块IC6优先采用MOC3021集成模块。
当出水温度变化时，出水温度传感器3的阻值发生相应的变化，出水温度传感器3和第二十六电阻R26组成分压电路，在单片机的A/D输入端口P06产生电压变化，单片机通过检测端口P06的电压值来检测出水温度；一旦出水温度超出单片机程序设定的温度，单片机将会控制驱动转换模块的a、b端子输出低电平，经第四驱动模块IC4，的对应通道关闭，对应继电器的线圈供电被切断，继电器失电，输出常开触点断开，将全自动温度补偿电辅加热器的交流电源断开，起到超温保护作用。
当自动温度补偿电辅加热器出现漏电时，市电的L、N两线的合成电流不为零，通过零序电流互感器线圈的互感作用，在第三十一电阻R31上产生相应的互感电压，该电压经过第十九电容C19滤波后送到单片机的A/D端子P05进行检测后，单片机判断这是一个漏电信号，能够切断继电器的和可控硅的供电，从而断开加热管的供电回路起到漏电保护作用。
当零序互感器自身异常如开路时，单片机的端子P03会定期产生一个检测信号，使第三三极管Q3导通，第二直流电压输出端输出的电源通过第八电阻R8限流后，通过零序互感器的端子a和b构成电流回路，模拟漏电现象的发生，以此来测试零序互感器线圈是否正常工作，只要零序互感器的端子a和b之间线圈出现开路现象，电流回路无法形成，漏电现象无法产生，从而判断零序互感器线圈有故障。
所述全自动温度补偿电辅加热器的恒温功能主要由过零检测模块、进水温度检测电路、进水流量检测模块、出水温度检测模块及功率调节板组成。全自动温度补偿电辅加热器的初始输出功率由当前入水流量、设定温度与入水温度差值来确定，计算公式P＝K*Q*(Tout-Tin)，P为加热功率，Q为流量，Tout为出水温度，Tin为入水温度，K为常数；此后根据当前出水温度和设定的温度对比结果，通过模糊PID控制方法调整全自动温度补偿电辅加热器加热器的即时输出功率，来保持出水温度恒定不变。
过零检测模块采用与市电供应的交流电源电压过零点同步的控制方法调节可控硅的占空比，最小开关周期与交流半波周期相同，能够确保精确的占空比控制，从而控制实际的加热功率；过零信号输入第一光耦IC1的发光二极管之间，一旦检测到过零信号，第一光耦IC1导通，第一光耦IC1集成的三极管的集电极输出一个低电平，该低电平输入单片机的P02端口，单片机检测该端口即得到了同步的开始信号，再根据控制的需要编制相关的延时程序，即可控制可控硅的导通角大小，进而控制负载的输出电流，从而改变输出功率。
当入水温度变化时，进水温度传感器的阻值发生相应的变化，进水温度传感器和第二十六电阻R26组成分压电路，在单片机的A/D输入端子P07产生电压变化，单片机通过检测端子P07的电压值来检测入水温度。
当加热装置内有水流流过时带动流量传感器中的涡轮传动，流量传感器中的电子检测装置产生脉冲从端子b输出，经过第六电阻R6和第一电容C1、和第二电容C2滤波后形成标准信号输入到单片机端子P01，由于流量的大小与脉冲宽度成一定的关系，单片机通过检测脉冲的宽度就能检测到入水的流量。
单片机根据得到的过零点信号，按照根据功率控制需要，通过端口单片机端子P62和P11输出低电平，经第四驱动模块IC4、第五驱动模块IC5、第六驱动模块IC6的对应通道打开，使可控硅开始导通，导通的时间长短根据对应的延时程序决定，进而控制输出电流，最终改变负载的加热功率。
需要说明的是，上面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
本发明中所使用的方法如无特殊规定，均为常规的方法；所使用的原料和装置，如无特殊规定，均为常规的市售产品。
惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。

Claims (7)

1.一种全自动温度补偿电辅加热器，包括外壳，所述外壳内设有加热装置，所述加热装置的两端分别设有进水管路和出水管路，其特征在于：所述进水管路上设有进水温度传感器、流量传感器和功率调节板，所述出水管路设有出水温度传感器，所述外壳内设有主控制板，所述主控制板包括单片机、温度检测模块、流量检测模块和驱动转换模块，所述进水温度传感器和出水温度传感器通过对应温度检测模块与对应单片机输入端子相连，所述流量传感器通过流量检测模块与对应单片机输入端子相连，所述加热装置和功率调节板分别通过驱动转换模块与对应单片机输出端子相连，所述主控制板根据输入信号和设定温度计算出所需加热装置功率并输送给功率调节板，所述功率调节板根据主控制板的信号调节加热装置的功率大小；
所述主控制板还包括过零检测模块和电源模块，所述过零检测模块包括过零检测输入端、过零检测输出端和过零电压端，所述电源模块包括第一电压输出端和第二电压输出端，所述第一电压输出端的电压为脉动直流电压输出端，所述第二电压输出端为直流5V电压输出端，所述第一电压输出端与过零检测输入端与过零检测输入端相连，所述过零检测输出端与对应单片机输入端子相连，所述过零电压端与第二电压输出端对应相连，所述过零检测模块用于控制加热装置的加热功率；
所述温度检测模块包括第二十六电阻R26和第十二电容C12，所述第二十六电阻R26和第十二电容C12相连的第一端与电源模块的直流地相连，所述第二十六电阻R26的第二端和第十二电容C12相连的第二端分别与对应单片机输入端子和进水温度传感器/温度传感器的信号端相连，所述第二电压输出端与进水温度传感器/温度传感器的电源相连；所述流量检测模块包括第六电阻R6、第十七电阻R17、第二电容C2，所述第二电压输出端的正极分别与流量传感器的电源正极和第十七电阻R17的第一端相连，所述第十七电阻R17的第二端分别与流量传感器的信号端、第一电容C1的第一端和第六电阻R6的第一端相连，所述第六电阻R6的第二端分别与对应单片机输入端子和第二电容C2的第一端相连，所述第一电容C1的第二端、第二电容C2的第二端和流量传感器的直流地分别与电源模块的直流地相连；
所述驱动转换模块包括第四驱动模块IC4和至少一组继电器转换单元，所述第四驱动模块IC4的输入端与对应单片机输出端子相连，所述继电器转换单元线圈第二端与第四驱动模块IC4的对应输出端相连，所述继电器转换单元的常开触点的第一端与加热装置对应的一个电极相连，所述继电器转换单元的常开触点的第二端通过电源火线导线与限温器输出端对应端子相连，所述电源火线导线通过零序电流互感器的通孔后与限温器的火线输出端相连。
2.根据权利要求1所述的全自动温度补偿电辅加热器，其特征在于：所述主控制板还包括漏电检测模块，所述全自动温度补偿电辅加热器电源输入线路设有所述限温器，所述限温器与主控制板之间设有零序电流互感器，所述零序电流互感器设有通孔，所述限温器的输入端与市电相连，所述限温器的输出端通过零序电流互感器的通孔与电源模块的电源输入端相连，所述零序电流互感器的端子与漏电检测单元的输入端相连，所述漏电检测单元的输出端与对应单片机输入端子相连，所述漏电检测的电源端与第二电压输出端相连，所述漏电检测模块主要用于监控和改变保护供电回路火线和零线的工作状态。
3.根据权利要求2所述的全自动温度补偿电辅加热器，其特征在于：所述主控制板还包括保护模块，所述保护模块的输入端与对应单片机输出端子相连，所述保护模块的输出端与功率调节板的输入端和加热装置的输入端相连，所述第二电压输出端和第三电压输出端分别与保护模块电压端对应相连,所述保护模块用于加热器死机时能够切断加热装置和功率调节板的供电。
4.根据权利要求2所述的全自动温度补偿电辅加热器，其特征在于：所述漏电检测模块包括第八电阻R8、第十电阻R10、第三十一电阻R31、第十九电容C19和第三三极管Q3，所述第十电阻R10的第一端与对应单片机输入端子相连，所述第十电阻R10的第二端与第三三极管Q3的基极相连，所述第三三极管Q3的集电极与零序电流互感器的检测负极相连，所述零序电流互感器的线圈第一端分别与第三十一电阻R31的第一端、第十九电容C19的第一端和对应单片机输入端子相连，所述零序电流互感器的线圈第二端分别与第三十一电阻R31的第二端、第十九电容C19的第二端、第三三极管Q3的发射极和电源模块的直流地相连，所述第八电阻R8的第一端与第二直流电压输出端相连，所述第八电阻R8的第二端与零序电流互感器的检测正极极相连。
5.根据权利要求1所述的全自动温度补偿电辅加热器，其特征在于：所述过零检测模块包括第一光耦IC1、第九电阻R9、第二十八电阻R28、第四十九电阻R49和第三电容C3，所述第一光耦IC1的输入端正极与第二电压输出端的正极相连，所述第一光耦IC1的输入端负极串联第二十八电阻R28后与第一电压输出端负极相连，所述第一光耦IC1的输出端集电极分别与第九电阻R9的第一端和第四十九电阻R49的第一端相连，所述第四十九电阻R49的第二端与第二输出端的正极相连，所述第九电阻R9的第二端和第三电容C3的第一端分别与对应单片机输入端子相连，所述第三电容C3的第二端和第一光耦IC1的输出端发射极分别与第二输出端的负极相连。
6.根据权利要求3所述的全自动温度补偿电辅加热器，其特征在于：所述保护模块包括第一电阻R1、第七电阻R7、第三十三电阻R33、第三十五电阻R35、第三十七电阻R37、第三十八电阻R38、第四十电阻R40、第十三电容C13、第二十二电容C22、第一三极管Q1、第二三极管Q2和第六三极管Q6，所述第三十三电阻R33的第一端、第三十七电阻R37的第一端和第四十电阻R40的第一端分别与第二电压输出端的正极相连，所述第三十三电阻R33的第二端、第十三电容C13的第一端和第三十五电阻R35的第一端分别与对应单片机输出端子相连，所述第十三电容C13的第二端分别与第三十七电阻R37的第二端和第六三极管Q6的基极相连，所述第六三极管Q6的发射极与第四十电阻R40的第二端相连，所述第六三极管Q6的集电极分别与第七电阻R7的第一端、第三十八电阻R38的第一端、第二十二电容C22的正极相连，所述第七电阻R7的第二端与第二三极管Q2的基极相连，所述第二三极管Q2的发射极、第二十二电容C22的负极、第三十八电阻R38的第二端和第三十五电阻R35的第二端分别与电源模块的直流地相连，所述第二三极管Q2的集电极与第一电阻R1的第一端相连，所述第一电阻R1的第二端与第一三极管Q1的基极相连，所述第一三极管Q1的发射极与第二输出电压端正极相连，所述第一三极管Q1的集电极与驱动转换模块对应端子相连；所述保护模块的第一三极管Q1集电极与第四驱动模块IC4的对应端子和所述继电器转换单元的常开触点的第一端相连。
7.根据权利要求6所述的全自动温度补偿电辅加热器，其特征在于：所述功率调节板包括至少一个第五驱动模块IC5、至少一个第一可控硅BCR1、第十四电阻R14和第四十一电阻R41，所述保护模块的第一三极管Q1集电极串联第十四电阻后与第五驱动模块IC5的对应输入端子相连，所述驱动转换模块的一个输出端子与第五驱动模块IC5的对应输入端子相连，所述第五驱动模块IC5的一个输出端子与第四十一电阻R41的第一端相连，所述第四十一电阻的第二端和第一可控硅BCR1的T2端子分别与加热装置对应的另一个电极相连，所述第五驱动模块IC5的一个输出端子与第一可控硅BCR1的G端子相连，所述第一可控硅BCR1的T1端子与通过电源零线导线与限温器输出端对应端子相连，所述电源零线导线通过零序电流互感器的通孔后与限温器的零线输出端相连。
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