CN108006991B - 一种燃气快速热水器恒风量控制系统 - Google Patents

一种燃气快速热水器恒风量控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种燃气快速热水器恒风量控制系统，包括风机检测电路、单片机电路、风机控制电路、电源电路以及风机，其中所述风机检测电路与所述单片机电路连接，所述单片机电路与所述风机控制电路连接，所述风机控制电路与所述风机连接，所述风机与所述风机检测电路连接，其中所述风机检测电路用于检测风机电压、风机电流和风机转速，所述单片机电路用于接收、计算所述风机检测电路送来的风机电压、风机电流和风机转速，所述风机控制电路用于控制风机的动作，所述电源电路用于提供各单元的工作电压。本发明实现了对燃气快速热水器的风机电压、风机电流和风机转速的控制，最终实现了对风机的恒风量控制，克服了现有技术中的缺陷。

Description

一种燃气快速热水器恒风量控制系统
技术领域
本发明涉及燃气快速热水器领域，且更具体地涉及一种燃气快速热水器恒风量控制系统。
背景技术
国内现有的采用交流供电的全自动强制排气或智能恒温燃气快速热水器和壁挂炉，对于风机控制，一般给一个固定电压，当外界有变化时，比如风机的输入电压有变化或者烟道被堵塞，这时燃烧不完全或者熄火，可能引起危险。如何实现恒风量控制就是目前面临的问题。
发明内容
针对上述技术的不足，本发明公开一种燃气快速热水器恒风量控制系统，能够不受外界环境、电压等因素的影响，实现燃气快速热水器恒风量控制，保证了燃气快速热水器运行过程中的正常、良性工作，从而提高了人们使用燃气快速热水器的安全性。
本发明采用以下技术方案：一种燃气快速热水器恒风量控制系统，包括风机检测电路、单片机电路、风机控制电路、电源电路以及风机，其中所述风机检测电路的输出端与所述单片机电路的输入端连接，所述单片机电路的输出端与所述风机控制电路的输入端连接，所述风机控制电路的输出端与所述风机的输入端连接，所述风机的输出端与所述风机检测电路的输入端连接，其中所述风机检测电路用于检测风机电压、风机电流和风机转速，所述单片机电路用于接收、计算所述风机检测电路送来的风机电压、风机电流和风机转速，所述风机控制电路用于控制风机的动作，所述电源电路用于提供各单元的工作电压。
作为本发明进一步的技术方案，所述电源电路为基于MP2307/SOP8芯片的电源电路，输出直流电压为+5V或+12V。
作为本发明进一步的技术方案，所述单片机电路为基于STM32F103C8T6芯片的单片机电路。
作为本发明进一步的技术方案，所述检测电路包括风机电流检测电路、风机电压检测电路和风机转速检测电路，所述风机接入所述检测电路，所述风机的输入电压包括+36V、+24V以及+12V；所述风机电流检测电路包括第一双运算放大器LM358，所述第一双运算放大器LM358的同向输入端第三引脚通过输入电阻R8与所述风机相连，所述风机还通过分压电阻R10接地，所述第一双运算放大器LM358的同向输入端第三引脚通过滤波电容C6接地，所述第一双运算放大器LM358的反相输入端第二引脚通过电阻R6接地，所述第一双运算放大器LM358的输出端第一引脚和反相输入端第二引脚之间连接有反馈电阻R7，所述电阻R7并联连接有防振荡电容C6，所述第一双运算放大器LM358的输出端第一引脚串联连接有电阻R5，所述电阻R5通过滤波电容C7接地；所述风机电压检测电路包括二极管V1，所述二极管V1的负极连接有+5V上拉电源、正极通过输入电阻R9连接+36V电源，所述二极管V1还并联有稳压二极管V2，所述稳压二极管V2并联连接有电容C9和电阻R11，所述稳压二极管V2、电容C9和电阻R1的输入端通过输入电阻R9与+36V电源连接、另一端接地；所述风机转速检测电路包括脉冲宽度调制风机控制电路，所述脉冲宽度调制风机控制电路通过电阻R12连接与所述风机连接，所述风机与所述电阻R12之间通过电容C10接地，所述风机转速检测电路还包括第二双运算放大器LM358，所述第二双运算放大器LM358的反向输入端第六引脚通过电容C14接地、通过R16与所述风机电路连接、通过电阻R13接+5V电源，所述第二双运算放大器LM358的输出端第七引脚连接电阻R14，所述电阻R14通过电容C13接地，所述第二双运算放大器LM358的同向输入端第五引脚为空接。
积极有益效果：
本发明采用风机检测电路、风机风机控制电路和单片机电路实现了对燃气快速热水器的风机电压、风机电流和风机转速的控制，最终实现了对风机的恒风量控制，克服了现有技术中因外界变化(诸如风机输入电压、烟道被堵塞等)而使燃气快速热水器出现不完全燃烧或者熄火的现象，避免了危险，大大便利了人们的生活，提高了人们的生活品质和安全系数。
附图说明
图1为本发明的系统结构框图；
图2为本发明中双运算放大器LM358的引脚参考图；
图3为本发明中的电源电路；
图4为本发明中的微处理器电路；
图5为本发明中的检测和风机控制电路；
其中图2中，1-输出端第一引脚 ,2-反相输入端第二引脚，3-同相输入端；第三引脚，4-地，5-同相输入端第五引脚，6-反相输入端第六引脚，7-输出端第七引脚，8-正电源。
具体实施方式
结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例 仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种燃气快速热水器恒风量控制系统，包括风机检测电路、单片机电路、风机控制电路、电源电路以及风机，其中所述风机检测电路的输出端与所述单片机电路的输入端连接，所述单片机电路的输出端与所述风机控制电路的输入端连接，所述风机控制电路的输出端与所述风机的输入端连接，所述风机的输出端与所述风机检测电路的输入端连接，其中所述风机检测电路用于检测风机电压、风机电流和风机转速，所述单片机电路用于接收、计算所述风机检测电路送来的风机电压、风机电流和风机转速，所述风机控制电路用于控制风机的动作，所述电源电路用于提供各单元的工作电压。
如图3所示，所述电源电路为基于MP2307/SOP8芯片的电源电路，输出直流电压为+5V和+12V。MP2307/SOP8芯片的电源电路为标准电路，在本发明中不做具体说明。
如图4所示，所述单片机电路为基于STM32F103C8T6芯片的单片机电路。
如图2和图5所示，所述检测电路包括风机电流检测电路、风机电压检测电路和风机转速检测电路，所述风机接入所述检测电路，所述风机的输入电压包括+36V、+24V以及+12V；所述风机电流检测电路包括第一双运算放大器LM358，所述第一双运算放大器LM358的同向输入端第三引脚通过输入电阻R8与所述风机相连，所述风机还通过分压电阻R10接地，所述第一双运算放大器LM358的同向输入端第三引脚通过滤波电容C6接地，所述第一双运算放大器LM358的反相输入端第二引脚通过电阻R6接地，所述第一双运算放大器LM358的输出端第一引脚和反相输入端第二引脚之间连接有反馈电阻R7，所述电阻R7并联连接有防振荡电容C6，所述第一双运算放大器LM358的输出端第一引脚串联连接有电阻R5，所述电阻R5通过滤波电容C7接地；所述风机电压检测电路包括二极管V1，所述二极管V1的负极连接有+5V上拉电源、正极通过输入电阻R9连接+36V电源，所述二极管V1还并联有稳压二极管V2，所述稳压二极管V2并联连接有电容C9和电阻R11，所述稳压二极管V2、电容C9和电阻R1的输入端通过输入电阻R9与+36V电源连接、另一端接地；所述风机转速检测电路包括脉冲宽度调制风机控制电路，所述脉冲宽度调制风机控制电路通过电阻R12连接与所述风机连接，所述风机与所述电阻R12之间通过电容C10接地，所述风机转速检测电路还包括第二双运算放大器LM358，所述第二双运算放大器LM358的反向输入端第六引脚通过电容C14接地、通过R16与所述风机电路连接、通过电阻R13接+5V电源，所述第二双运算放大器LM358的输出端第七引脚连接电阻R14，所述电阻R14通过电容C13接地，所述第二双运算放大器LM358的同向输入端第五引脚为空接。
在本实施例中，LM358是双运算放大器。内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。本发明为单电源供电的应用场合。
在上述实施例中，风机检测电路主要进行检测风机电压、风机电流和风机转速。风机检测电路把检测到的数据(风机电压、风机电流和风机转速)发送给单片机电路进行数据处理。
在上述实施例中，风机控制电路是一个可以调节输出电压的DC-DC降压电路，把输入的36V电压可以根据单片机电路送来的控制信号大小输出相应的电压。输入信号为0-5V，输出电压为0-36V，输入信号与输出电压成正比例。
在上述实施例中，图中的单片机电路主要接收风机检测电路送来的风机电压、风机电流和风机转速，并且输出风机控制信号给风机控制电路。单片机把风机电流和风机电压相乘得到风机的实际功率，然后与设定功率比较，若相等，则风机控制信号不变；若不同，则比较实际转速与设定转速，根据转速的变化来判断给的风机控制信号大小，可通过查询预先设计好的表格知道风机应该提高到多大功率，根据新的功率给定新的风机控制信号，使风机输出的风量保持不变。
因此，本发明通过采用风机检测电路、风机风机控制电路和单片机电路实现了对燃气快速热水器的风机电压、风机电流和风机转速的控制，最终实现了对风机的恒风量控制，克服了现有技术中因外界变化(诸如风机输入电压、烟道被堵塞等)而使燃气快速热水器出现不完全燃烧或者熄火的现象，避免了危险，大大便利了人们的生活，提高了人们的生活品质和安全系数。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些具体实施方式仅是举例说明，本领域的技术人员在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以对上述方法和系统的细节进行各种省略、替换和改变。例如，合并上述方法步骤，从而按照实质相同的方法执行实质相同的功能以实现实质相同的结果则属于本发明的范围。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (3)

1.一种燃气快速热水器恒风量控制系统，包括风机检测电路、单片机电路、风机控制电路、电源电路以及风机，其特征在于，所述风机检测电路的输出端与所述单片机电路的输入端连接，所述单片机电路的输出端与所述风机控制电路的输入端连接，所述风机控制电路的输出端与所述风机的输入端连接，所述风机的输出端与所述风机检测电路的输入端连接，其中所述风机检测电路用于检测风机电压、风机电流和风机转速，所述单片机电路用于接收、计算所述风机检测电路送来的风机电压、风机电流和风机转速，所述风机控制电路用于控制风机的动作，所述电源电路用于提供各单元的工作电压；
所述风机检测电路包括风机电流检测电路、风机电压检测电路和风机转速检测电路，所述风机接入所述检测电路，所述风机的输入电压包括+36V、+24V以及+12V；所述风机电流检测电路包括第一双运算放大器LM358，所述第一双运算放大器LM358的同向输入端第三引脚通过输入电阻R8与所述风机相连，所述风机还通过分压电阻R10接地，所述第一双运算放大器LM358的同向输入端第三脚通过滤波电容C6接地，所述第一双运算放大器LM358的反相输入端第二引脚通过电阻R6接地，所述第一双运算放大器LM358的输出端第一引脚和反相输入端第二引脚之间连接有反馈电阻R7，所述电阻R7并联连接有防振荡电容C6，所述第一双运算放大器LM358的输出端第一引脚串联连接有电阻R5，所述电阻R5通过滤波电容C7接地；所述风机电压检测电路包括二极管V1，所述二极管V1的负极连接有+5V上拉电源、正极通过输入电阻R9连接+36V电源，所述二极管V1还并联有稳压二极管V2，所述稳压二极管V2并联连接有电容C9和电阻R11，所述稳压二极管V2、电容C9和电阻R1的输入端通过输入电阻R9与+36V电源连接、另一端接地；所述风机转速检测电路包括脉冲宽度调制风机控制电路，所述脉冲宽度调制风机控制电路通过电阻R12连接与所述风机连接，所述风机与所述电阻R12之间通过电容C10接地，所述风机转速检测电路还包括第二双运算放大器LM358，所述第二双运算放大器LM358的反向输入端第六引脚通过电容C14接地、通过R16与所述风机电路连接、通过电阻R13接+5V电源，所述第二双运算放大器LM358的输出端第七引脚连接电阻R14，所述电阻R14通过电容C13接地，所述第二双运算放大器LM358的同向输入端第五引脚为空接；
风机控制电路是一个可以调节输出电压的DC-DC降压电路，把输入的36V电压可以根据单片机电路送来的控制信号大小输出相应的电压。
2.根据权利要求1所述的一种燃气快速热水器恒风量控制系统，其特征在于，所述电源电路为基于MP2307/SOP8芯片的电源电路，输出直流电压为+5V或+12V。
3.根据权利要求1所述的一种燃气快速热水器恒风量控制系统，其特征在于，所述单片机电路为基于STM32F103C8T6芯片的单片机电路。
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