CN201332516Y

CN201332516Y - 准谐振电磁热水器智能控制电路

Info

Publication number: CN201332516Y
Application number: CNU2008202211685U
Authority: CN
Inventors: 张军才; 杨建昌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2018-11-14

Abstract

本实用新型提供一种准谐振电磁热水器智能控制电路，该智能控制电路包括主控电路、做功电路、功率放大电路、信号控制电路、显示电路和电源电路，所述主控电路分别连接信号控制电路、显示电路和电源电路，所述做功电路分别连接电源电路和功率放大电路；其中，所述做功电路包括由高频电磁线圈和电感组成的高频振荡电路以及驱动高频振荡电路的IGBT模块，其中，所述高频电磁线圈的线圈中心设置有做功铁芯。该智能控制电路采用电磁感应加热，其具有自动调整功率、传热快、热效率高、安全节能、操作方便、寿命长的独特优势，其各种控制严密、准确，各种保护、识别措施到位，智能化程度高。

Description

准谐振电磁热水器智能控制电路

技术领域

本实用新型涉及一种用于电热水器的控制电路，具体的说，涉及一种准谐振电磁热水器智能控制电路。

背景技术

现有技术中的热水器可以分为储水式、即热式、燃具式，其中，储水式电热水器加热时间长，长时间使用会有供水不足的现象，一旦储水不能用完，就造成热水残留，水变质，易繁殖细菌，不利于健康，而且浪费能源和资源；即热式热水器功率太大、功耗大，热效率低，加热体过于集中，易起垢，寿命短；燃具式热水器具有不安全因素，污染比较严重；

针对以上所存在的问题，市场上逐步推出了一种以电磁加热方式的热水器，针对该类热水器，目前还没有一种全新的、智能化高的、保护完善、可自动调整功率的、整机无触点的配套电路。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻找一种更趋于理想的技术解决方案。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，从而提供一种可自动调整功率、无触点、保护完善、智能化高的准谐振电磁热水器智能控制电路。

本实用新型的目的是通过下面的技术方案来实现的：

一种准谐振电磁热水器智能控制电路，该智能控制电路包括主控电路、做功电路、功率放大电路、信号控制电路、显示电路和电源电路，所述主控电路分别连接信号控制电路、显示电路和电源电路，所述做功电路分别连接电源电路和功率放大电路；

其中，所述做功电路包括由高频电磁线圈和电感组成的高频振荡电路以及驱动高频振荡电路的IGBT模块，其中，所述高频电磁线圈的线圈中心设置有做功铁芯；

所述主控电路用于向所述信号控制电路输出PWM控制信号；

所述信号控制电路连接做功电路，用于获取脉冲信号、做功电路正常工作同步信号和做功电路初始工作正常识别信号；

所述信号控制电路连接功率放大电路，所述信号控制电路用于将输入的PWM控制信号、脉冲信号优化后向所述功率放大电路输入脉冲控制信号；

所述信号控制电路用于向主控电路输入做功电路正常工作同步信号和做功电路初始工作正常识别信号；

所述功率放大电路用于将输入的脉冲控制信号放大并输出给所述做功电路；所述IGBT模块在所述功率放大电路作用下导通，使所述高频电磁线圈通高频电流以产生高频磁场，并使做功铁芯发热做功；

所述显示电路用于接受、显示所述主控电路发送的显示信息；所述电源电路为该智能控制电路提供电源。

基于上述，该智能控制电路还包括过压保护电路，所述过压保护电路一端连接所述电源电路，用于采集所述电源电路输出电压，所述过压保护电路另一端连接主控电路，用于将电源电路异常电压信号输出给所述主控电路。

基于上述，该智能控制电路还包括过流保护电路，所述过流保护电路一端连接所述电源电路，用于采集所述电源电路输出电流，所述过流保护电路另一端连接主控电路，用于将电源电路异常电流信号输出给所述主控电路。

基于上述，该智能控制电路还包括欠压保护电路，所述欠压保护电路一端连接所述电源电路，用于采集所述电源电路输出电流，所述欠压保护电路另一端分别连接主控电路和信号控制电路，分别用于向所述主控电路输入同步信号和控制所述信号控制电路的信号输出。

基于上述，该智能控制电路还包括高压脉冲保护电路，所述高压脉冲保护电路一端连接所述做功电路的IGBT模块集电极，用于采集所述做功电路电压，所述高压脉冲保护电路另一端连接信号控制电路，用于控制所述信号控制电路的信号输出。

基于上述，该智能控制电路还包括温度信号采集电路，所述温度信号采集电路连接主控电路，用于采集水温信号并微调做功电路的做功功率。

基于上述，该智能控制电路还包括声音报警电路，所述声音报警电路连接主控电路，用于异常信号报警。

基于上述，该智能控制电路还包括工作状态指示电路，所述工作状态指示电路连接主控电路，用于显示做功电路的工作状态。

基于上述，该智能控制电路还包括输入控制电路，所述输入控制电路连接主控电路，用于人工微调做功电路的做功功率。

基于上述，该智能控制电路还包括延时温控出水电路，用于控制准谐振电磁热水器的出水；所述延时温控出水电路连接所述做功电路的高频电磁线圈，用于采集直流电源以为所述延时温控出水电路供电。

本实用新型相对于现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，该智能控制电路采用电磁感应加热，其绕在PPR热水管外部的做功电磁线圈通有高频电流，在主功率管推动下，谐振电容的作用下，可产生强大的高频磁场，使悬在PPR热水管中的金属加热体产生强大的涡流，在阻流效应下发热做功，其具有自动调整功率、传热快、热效率高、安全节能、操作方便、寿命长的独特优势，其各种控制严密、准确，各种保护、识别措施到位，智能化程度高；

该智能控制电路设有过压、过流、欠压、高压脉冲等保护电路以及各种识别电路，较为全面的保障了热水器的安全、无故障运作，而且还设有双层电磁屏蔽，确保人身安全；

该智能控制电路在操作面上设有触摸按键，使水、电、机、人体四分离，一方面利于方便使用，另一方面可确保人身安全；

在大功率电子设备中，电路中的动态接触点常常存在一定的隐患，功率越大故障率就越高，优其是在环境条件差的地方，问题就更加突出；该智能控制电路全机无触点开关，电路中，各个部分连接没有动态接触点，全部是用螺丝固定及插件实现每个单元的连接，其次，每个单元与元件之间以印刷电路方式实施；即，从电网220伏/50-60赫兹的交流电输入直到最终做功输出，没有任何接点，也就不存在接点故障的问题，包括电磁热水器的功率输出、电源起动、自动出水、故障停机、正常停机、温度调整、风冷散热起动关闭等电路；该智能控制电路的无触点设计是电子电路中的最佳设计，是电子产品、机电产品发展的趋势。

附图说明

图1是本实用新型的工作原理框图；

图2是本实用新型的电路结构示意图之一；

图3是本实用新型的电路结构示意图之二；

图4是本实用新型的电路结构示意图之三；

图5是本实用新型所述直流低压电源的电路示意图；

图6是本实用新型所述延时温控出水电路的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明：

如图1、图2、图3和图4所示，一种准谐振电磁热水器智能控制电路，该智能控制电路包括主控电路、做功电路、功率放大电路、信号控制电路、显示电路和电源电路，所述主控电路分别连接信号控制电路、显示电路和电源电路，所述做功电路分别连接电源电路和功率放大电路；

其中，所述主控电路是由单片机及其外围辅助电路组成的单片机单元电路，包括有单片机1CPU，晶振1Y。

所述做功电路包括由高频电磁线圈3L5、3L6和电感3C5、3C6组成的高频振荡电路以及驱动高频振荡电路的四组IGBT模块3Q1、3Q2、3Q3、3Q4，所述IGBT模块3Q1、3Q2驱动由高频电磁线圈3L5和电感3C5组成的高频振荡电路，所述IGBT模块3Q3、3Q4驱动由高频电磁线圈3L6和电感3C6组成的高频振荡电路；

其中，所述高频电磁线圈的线圈中心设置有做功铁芯，安装时，将所述高频电磁线圈均匀缠绕在绝缘腔体外体，并将做功铁芯设置在绝缘腔体内，所述绝缘腔体作为热水器盛水加热体；

所述做功电路还包括有电阻3R1、3R2、3R3、3R4、3R5、3R6、3R7、3R8，所述高频电磁线圈3L5、3L6分别连接在LOAD接点与LOAD2接点、LOAD1接点之间。

所述功率放大电路包括有电阻2R44，电容2C29、2C30、2C42，二极管2D15、2D16，以及NPN型三极管2Q4、PNP型三极管2Q5；所述NPN型三极管2Q4、PNP型三极管2Q5发射极相连构成推挽功率放大电路。

所述信号控制电路包括有电阻2R13、2R18、2R19、2R20、2R21、2R22、2R23、2R24、2R24、2R35，电容2C15、2C16、2C17、2C18、2C19、2C20、2C21、2C22，二极管2D9、2D10、2D11，以及四电压比较器2IC1B、2IC1C；所述四电压比较器2IC1B两输入端从任一高频电磁线圈两端取不断高频变化的电压，然后输出矩形脉冲信号，并与由电阻2R21、电阻2R22、电容2C19及二极管2D9组成的锯齿波发生器共同作用，使四电压比较器2IC1C得到具有一定频率、相位的脉冲信号，所述四电压比较器2IC1C将该脉冲信号与由所述主控电路输出的PWM控制信号进行比较、优化后输出给所述功率放大电路。

所述主控电路用于向所述信号控制电路的四电压比较器2IC1C“+”端输出PWM控制信号；

所述信号控制电路通过四电压比较器2IC1B连接做功电路的高频电磁线圈两端，用于获取脉冲信号、做功电路正常工作同步信号和做功电路初始工作正常识别信号；所述脉冲信号由四电压比较器2IC1C“-”端获得，所述做功电路正常工作同步信号由四电压比较器2IC1B输出端输出，所述做功电路初始工作正常识别信号由四电压比较器2IC1B“-”端经电容2C18后输出。

所述信号控制电路的四电压比较器2IC1C输出端连接功率放大电路输入端，所述信号控制电路的四电压比较器2IC1C用于将输入的PWM控制信号、脉冲信号比较、优化后向所述功率放大电路输入脉冲控制信号；

所述信号控制电路用于向主控电路输入做功电路正常工作同步信号和做功电路初始工作正常识别信号，以便于主控电路进行识别、判断；

所述功率放大电路用于将输入的脉冲控制信号放大并输出给所述做功电路；所述IGBT模块基极连接所述功率放大电路输出端，并在所述功率放大电路作用下导通，使所述高频电磁线圈通高频电流以产生高频磁场，并使做功铁芯发热做功；

所述显示电路用于接受、显示所述主控电路发送的显示信息；该智能控制电路还包括输入控制电路，所述输入控制电路连接主控电路，用于人工微调做功电路的做功功率；微调做功电路的做功功率是通过所述主控电路输出的PWM控制信号完成的；

所述显示电路、输入控制电路包括有TM1628显示集成电路、4069触摸键控制集成电路、触摸显示屏、水流开关、加减开关、以及外围辅助电子元件，包括有二极管1D1、1D2、1D3、1D4，电阻1R1、1R2、1R3、1R4、1R5、1R6、1R7，触摸屏按键1K1、1K2，电容1C3、1C7、1C8等等。

所述电源电路包括做功电源和直流低压电源，其为做功电路和该智能控制电路提供电源；

该做功电源包括有全桥整流电路3DS，共轭线圈3L1，电感3L2、3L3，保险3F1，压敏电阻3FR1，以及电容3C1、3C2、3C3、3C4；压敏电阻3FR1具有涌浪吸收作用，利于保护后级电子元件；共轭线圈3L1及电容3C1、3C2构成网电干扰吸收回路，可有效防止工作时产生的高频信号返回网电；电感3L2、3L3及电容3C3、3C4组成L型滤波电路；

如图5所示，该直流低压电源包括有二极管2D22、2D23、2D24、2D25、2D26、2D27，电阻R53、2R54、2R52，电容2C47、2C48、2C39、2C38、2C41、2C43、2C44、2C45、2C46、2C40，稳压二极管2ZD2，三端稳压块2IC37805，以及Viper 12A芯片2IC2，变压器2T2；电源经整流滤波得直流电，直流电经变压器2T2变压，再经Viper 12A芯片2IC2，由电阻2R52输出+18V直流低压电源，另一路经三端稳压块2IC3 7805输出+5V直流低压电源。

基于上述，该智能控制电路还包括过压保护电路，所述过压保护电路一端连接所述电源电路输出端，用于采集所述电源电路输出电压，所述过压保护电路另一端连接主控电路，用于将电源电路异常电压信号输出给所述主控电路，并使所述主控电路经内部处理后控制输出的PWM控制信号；

该过压保护电路包括有二极管2D1、2D2、2D3，电阻2R1、2R2、2R3，以及电容2C13、2C14。

基于上述，该智能控制电路还包括过流保护电路，所述过流保护电路一端连接所述电源电路，用于采集所述电源电路输出电流，所述过流保护电路另一端连接主控电路，用于将电源电路异常电流信号输出给所述主控电路，并使所述主控电路经内部处理后控制输出的PWM控制信号；

该过流保护电路包括有二极管2D4、2D5、2D6、2D7、2D8，电阻2R4、2R5、2R6、2RV1，电容2C8、2C9，以及交流互感器3T1。

基于上述，该智能控制电路还包括欠压保护电路，所述欠压保护电路一端连接所述电源电路，用于采集所述电源电路输出电流，所述欠压保护电路另一端分别连接主控电路和信号控制电路，分别用于向所述主控电路输入同步信号和直接控制所述信号控制电路的信号输出；

该欠压保护电路包括有电阻2R7、2R8、2R9、2R10、2R11、2R12，电容2C10、2C11、2C12，以及四电压比较器2IC1D。

基于上述，该智能控制电路还包括高压脉冲保护电路，所述高压脉冲保护电路一端连接所述做功电路的IGBT模块集电极，用于采集所述做功电路电压，所述高压脉冲保护电路另一端连接信号控制电路或主控电路信号输出端，用于直接控制所述信号控制电路的信号输出；

该高压脉冲保护电路包括有电阻2R30、2R31、2R31、2R33、2R34，以及四电压比较器2IC1A。

基于上述，该智能控制电路还包括温度信号采集电路，所述温度信号采集电路连接主控电路，用于接收所述主控电路的信号和采集水温信号并微调做功电路的做功功率；微调做功电路的做功功率是通过所述主控电路输出的PWM控制信号完成的；

该温度信号采集电路包括有电阻2R42、2R45、2R46、2R47、2R48、2R38，电容2C31、2C32、2C23、2C27，以及光电耦合器U2。

基于上述，该智能控制电路还包括声音报警电路，所述声音报警电路连接主控电路，用于异常信号报警；

该声音报警电路包括有电阻2R40、2R39、2R41，电容2C28，以及蜂鸣器BELL和三极管2Q3。

基于上述，该智能控制电路还包括工作状态指示电路，所述工作状态指示电路连接主控电路，用于显示做功电路的工作状态；

该工作状态指示电路包括有电阻2R37，以及指示灯。

基于上述，如图6所示，该智能控制电路还包括延时温控出水电路，用于控制准谐振电磁热水器的出水；所述延时温控出水电路连接所述做功电路的高频电磁线圈，用于采集直流电源以为所述延时温控出水电路供电；

所述延时温控出水电路包括全桥整流电路、可控硅QT1、全桥整流电路控制的出水电磁阀、水温传感器、水温传感器控制的三极管Q1、延时电路、延时电路控制的三极管Q6、直流低压电源和出水电磁阀供电电源，其中，所述三极管控制可控硅的导通，所述可控硅连接在全桥整流电路的正负极，所述直流低压电源采集于高频电磁线圈；当全桥整流电路的正负极短接或短路，则出水电磁阀在出水电磁阀供电电源下导通，从而达到控制热水器何时出热水的目的。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims

1、一种准谐振电磁热水器智能控制电路，其特征在于：该智能控制电路包括主控电路、做功电路、功率放大电路、信号控制电路、显示电路和电源电路，所述主控电路分别连接信号控制电路、显示电路和电源电路，所述做功电路分别连接电源电路和功率放大电路；

所述主控电路用于向所述信号控制电路输出PWM控制信号；

2、根据权利要求1所述的准谐振电磁热水器智能控制电路，其特征在于：该智能控制电路还包括过压保护电路，所述过压保护电路一端连接所述电源电路，用于采集所述电源电路输出电压，所述过压保护电路另一端连接主控电路，用于将电源电路异常电压信号输出给所述主控电路。

3、根据权利要求1所述的准谐振电磁热水器智能控制电路，其特征在于：该智能控制电路还包括过流保护电路，所述过流保护电路一端连接所述电源电路，用于采集所述电源电路输出电流，所述过流保护电路另一端连接主控电路，用于将电源电路异常电流信号输出给所述主控电路。

4、根据权利要求1所述的准谐振电磁热水器智能控制电路，其特征在于：该智能控制电路还包括欠压保护电路，所述欠压保护电路一端连接所述电源电路，用于采集所述电源电路输出电流，所述欠压保护电路另一端分别连接主控电路和信号控制电路，分别用于向所述主控电路输入同步信号和控制所述信号控制电路的信号输出。

5、根据权利要求1所述的准谐振电磁热水器智能控制电路，其特征在于：该智能控制电路还包括高压脉冲保护电路，所述高压脉冲保护电路一端连接所述做功电路的IGBT模块集电极，用于采集所述做功电路电压，所述高压脉冲保护电路另一端连接信号控制电路，用于控制所述信号控制电路的信号输出。

6、根据权利要求1所述的准谐振电磁热水器智能控制电路，其特征在于：该智能控制电路还包括温度信号采集电路，所述温度信号采集电路连接主控电路，用于采集水温信号并微调做功电路的做功功率。

7、根据权利要求1-6任一项所述的准谐振电磁热水器智能控制电路，其特征在于：该智能控制电路还包括声音报警电路，所述声音报警电路连接主控电路，用于异常信号报警。

8、根据权利要求1-6任一项所述的准谐振电磁热水器智能控制电路，其特征在于：该智能控制电路还包括工作状态指示电路，所述工作状态指示电路连接主控电路，用于显示做功电路的工作状态。

9、根据权利要求1-6任一项所述的准谐振电磁热水器智能控制电路，其特征在于：该智能控制电路还包括输入控制电路，所述输入控制电路连接主控电路，用于人工微调做功电路的做功功率。

10、根据权利要求1所述的准谐振电磁热水器智能控制电路，其特征在于：该智能控制电路还包括延时温控出水电路，用于控制准谐振电磁热水器的出水；所述延时温控出水电路连接所述做功电路的高频电磁线圈，用于采集直流电源以为所述延时温控出水电路供电。