CN204667225U - 带开关电源的一体化恒温控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带开关电源的一体化恒温控制器，包括集成一体的主控器、脉冲点火器和开关电源，所述主控器包括MCU单片机、点火器控制电路和火焰检测电路，所述的脉冲点火器分别通过点火器控制电路和火焰检测电路与MCU单片机连接，开关电源与MCU单片机连接，所述主控器还包括与MCU单片机连接的出水温度检测电路和入水温度检测电路；所述主控器还包括与MCU单片机连接的电磁阀驱动电路、比例阀驱动电路和分段阀驱动电路。本实用新型具有功耗小、效率高、体积小、重量轻、稳压范围宽、精度高等特点，将热水器中的电源与控制器集成一体，不但提高了整机的稳定性，还简化了生成工序，节约了人力成本和物料成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及热水器控制领域，特别是涉及一种带开关电源的一体化恒温控制器。
背景技术
现热水器主控板大多都是利用线性电源来给主控板供电，功耗高、工作效率低，发热量大，严重影响了主控板的正常工作。同时，线性电源因体积大，重量重，无法采用板载方式，电源和控制器主板采用分离安装方式，二者间采用线缆连接，不但降低了整机工作的可靠性，也增多了生产的人力、物料成本。而现在国家大力推荐节能环保，目前的线性电源解决方案无法满足主控板的需求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种带开关电源的一体化恒温控制器，解决了采用线性电源造成的功耗高、电源效率低、精度低、功耗不可控、体积大、重量重，电源和主板必须采用分离方式安装的弊端。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：带开关电源的一体化恒温控制器，包括集成一体的主控器、脉冲点火器和开关电源，所述主控器包括MCU单片机、点火器控制电路和火焰检测电路，所述的脉冲点火器分别通过点火器控制电路和火焰检测电路与MCU单片机连接，开关电源与MCU单片机连接。
所述主控器还包括与MCU单片机连接的出水温度检测电路和入水温度检测电路。
所述主控器还包括与MCU单片机连接的电磁阀驱动电路、比例阀驱动电路和分段阀驱动电路。
所述主控器还包括与MCU单片机连接的风机驱动电路、风机转速检测电路、风压开关检测电路。
所述主控器还包括与MCU单片机连接的水流量检测电路。
所述主控器还包括直流电源微动开关，直流电源微动开关与热水器的水气联动阀门连接，直流电源微动开关的输出端与MCU单片机连接，用于控制MCU单片机发出点火控制信号FIR_Ctrl。
所述主控器还包括与MCU单片机连接的面板控制器通讯电路、故障检测电路、交流同步信号检测电路和外部存储器通讯电路。
所述开关电源包括过流保护OCP电路、过载保护OLP电路和过压保护OVP电路。
所述开关电源还包括电路热关断保护LSD电路。
所述开关电源还包括电磁兼容性EMC滤波电路。
所述点火器控制电路包括开关管Q1、开关管Q2和点火器驱动接口JK1。
其中，开关管Q2的基极与MCU单片机连接，接收MCU单片机发出的点火控制信号FIR_Ctrl，开关管Q2的发射极与地对接，开关管Q2的的集电极分别与工作电源VCC和开关管Q1的基极连接，开关管Q1的发射极与工作电压VCC连接，开关管Q1的集电极与点火器驱动接口JK1的输入端连接，点火器驱动接口JK1的输出端与脉冲点火器连接。
所述火焰检测电路包括比较器U2、三极管Q3、脉冲变压器TR1和火焰检测感应针接口JK2，其中，三极管Q3与脉冲变压器TR1组成电感三点式振荡器。
其中，脉冲变压器TR1初级绕组的一端与火焰检测感应针接口JK2的输出端连接，火焰检测感应针接口JK2的输入端与火焰检测感应针连接，脉冲变压器TR1初级绕组的另一端与比较器U2的反相输入端连接，脉冲变压器TR1次级绕组的一端与三极管Q3的基极连接；脉冲变压器TR1次级绕组的另一端与三极管Q3的集电极连接，三极管Q3的发射极和比较器U2的同相输入端与地对接，比较器U2的输出端与MCU单片机连接，输出火焰检测信号FIRET。
所述火焰检测电路包括组成辅助检测电路的比较器U1和三极管Q4；三极管Q4的集电极也与脉冲变压器TR1次级绕组的另一端连接，三极管Q4的集电极还通过二极管D4与三极管Q3的发射极连接，三极管Q4的发射极与地对接，三极管Q4的基极与MCU单片机连接接收ST_FIRE信号，比较器U1的同相输入端与比较器U2的输出端连接，比较器U1的反相输入端与工作电压VCC和脉冲变压器TR1初级绕组的另一端连接，比较器U1的输出端输出火焰检测联动控制信号FIREC。
本实用新型的有益效果是：
1）本实用新型具有功耗小、效率高、体积小、重量轻、稳压范围宽、精度高等特点，将热水器中的电源与控制器集成一体，不但提高了整机的稳定性，还简化了生成工序，节约了人力成本和物料成本。
2）本实用新型采用电流模式型PWM控制开关电源，内设各种保护功能，如过电流保护OCP，过载保护OLP，过电压保护OVP，热关断保护TSD，提高开关电源的可靠性。开关电源可以做到最大持续输出功率为20W，输入电压范围为180V-265V。
3）本实用新型中，开关电源具有热关断保护TSD功能，当开关电源的工作环境温度或负载出现异常情况，超出器件正常的工作温度时，开关电源能自动关断，保护器件不会损坏，待温度恢复正常后，热水器自动恢复工作，提高热水器的安全性。
4）本实用新型中，开关电源具有EMC电磁兼容滤波，保障开关电源不会干扰主控器其它单元工作，提高整机工作稳定性。
5）本实用新型能根据出水温度检测电路和入水温度检测电路所采集的温度数据，对出水阀、入水阀、燃气输入阀等进行响应的控制，以调节热水器出水温度，还通过水流传感器采集当前水流量大小。
6）本实用新型可通过风机驱动电路、风机转速检测电路和风压开关检测电路，完成对热水器风机的检测和控制，并检测热水器燃烧器与外界之间的空气压差，实时检测热水器的风机和烟道等部件是否发生故障。本实用新型主控器中还集成有电磁阀驱动电路、比例阀驱动电路和分段阀驱动电路，通过该主控器可直接对热水器的主开关电磁阀、比例阀及分段阀进行控制。
附图说明
图1为本实用新型带开关电源的一体化恒温控制器的结构框图；
图2为本实用新型中点火器控制电路的电路图；
图3为本实用新型中火焰检测电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种带开关电源的一体化恒温控制器，包括一体化的主控器、脉冲点火器和开关电源，所述主控器包括MCU单片机、点火器控制电路和火焰检测电路，所述的脉冲点火器分别通过点火器控制电路和火焰检测电路与MCU单片机连接，开关电源与MCU单片机连接。
所述主控器还包括与MCU单片机连接的出水温度检测电路和入水温度检测电路。出水温度检测电路检测热水器出水阀输出水的水温，入水温度检测电路检测热水器入水阀输入水的水温，使得MCU单片机能根据出水温度传感器和入水温度传感器所采集的温度数据，对出水阀、入水阀、燃气输入阀等进行响应的控制。
所述主控器还包括与MCU单片机连接的水流量检测电路，采用水流传感器采集当前水流量大小，水流传感器输出数字脉冲信号，以单位时间内的脉冲个数表示水流量的大小。
所述主控器还包括与MCU单片机连接的电磁阀驱动电路、比例阀驱动电路和分段阀驱动电路。
所述主控器还包括与MCU单片机连接的风机驱动电路、风机转速检测电路、风压开关检测电路。
本实用新型通过风机驱动电路对直流无刷风机进行控制，采用无功率器件来驱动风机，提高整机的安全性、稳定性和可靠性。风机驱动电路可包括运算放大器、比较器、衰减电路、滤波电路三角波振荡器和风机驱动接口。
一般的电磁阀驱动电路、比例阀驱动电路和分段阀驱动电路可包括电流采样电阻、平滑滤波电路、比较器、功率驱动管和电磁阀/比例阀/分段阀接口。
本实用新型中，风压开关检测电路对风压微动开关进行检测，用于检测热水器燃烧器与外界之间的空气压差，当检测到风压微动开关为闭合状态时，表示风机工作正常、空气压差也处于正常状态，当检测到风压微动开关为断开状态时，表示热水器出现故障。
所述主控器还包括直流电源微动开关，直流电源微动开关与热水器的水气联动阀门连接，直流电源微动开关的输出端与MCU单片机连接，用于控制MCU单片机发出点火控制信号FIR_Ctrl。
所述主控器还包括与MCU单片机连接的面板控制器通讯电路、故障检测电路、交流同步信号检测电路和外部存储器通讯电路。
所述开关电源包括过流保护OCP电路、过载保护OLP电路和过压保护OVP电路。
所述开关电源还包括电路热关断保护LSD电路。
所述开关电源是最大持续输出功率为20W、输入电压范围为180V～265V的开关电源。
所述开关电源还包括电磁兼容性EMC滤波电路。
如图2所示，所述点火器控制电路包括开关管Q1、开关管Q2和点火器驱动接口JK1。开关管Q1为点火开关，开关管Q2受控于MCU单片机的点火控制信号FIR_Ctrl，控制工作电压VCC通过开关管Q1和点火器驱动接口JK1送入脉冲点火器，进行高压放电点火。
其中，开关管Q2的基极与MCU单片机连接，接收MCU单片机发出的点火控制信号FIR_Ctrl，开关管Q2的发射极与地对接，开关管Q2的的集电极分别与工作电源VCC和开关管Q1的基极连接，开关管Q1的发射极与工作电压VCC连接，开关管Q1的集电极与点火器驱动接口JK1的输入端连接，点火器驱动接口JK1的输出端与脉冲点火器连接。
如图3所示，所述火焰检测电路包括比较器U2、三极管Q3、脉冲变压器TR1和火焰检测感应针接口JK2，其中，三极管Q3与脉冲变压器TR1组成电感三点式振荡器。
当火焰检测感应针检测到火焰的负离子时，火焰检测感应针接口JK2产生负电流，比较器U2的反相输入端有一个对地的负电压，比较器U2输出高电平至MCU单片机，MCU单片机以此来判断点火是否成功。以及是否有火焰。
其中，脉冲变压器TR1初级绕组的一端与火焰检测感应针接口JK2的输出端连接，火焰检测感应针接口JK2的输入端与火焰检测感应针连接，脉冲变压器TR1初级绕组的另一端与比较器U2的反相输入端连接，脉冲变压器TR1次级绕组的一端与三极管Q3的基极连接；脉冲变压器TR1次级绕组的另一端与三极管Q3的集电极连接，三极管Q3的发射极和比较器U2的同相输入端与地对接，比较器U2的输出端与MCU单片机连接，输出火焰检测信号FIRET。
所述火焰检测电路包括组成辅助检测电路的比较器U1和三极管Q4，该辅助检测电路可用于增强热水器控制器的准确可靠性。
其中，三极管Q4的集电极也与脉冲变压器TR1次级绕组的另一端连接，三极管Q4的集电极还通过二极管D4与三极管Q3的发射极连接，三极管Q4的发射极与地对接，三极管Q4的基极与MCU单片机连接接收ST_FIRE信号，比较器U1的同相输入端与比较器U2的输出端连接，比较器U1的反相输入端与工作电压VCC和脉冲变压器TR1初级绕组的另一端连接，比较器U1的输出端输出火焰检测联动控制信号FIREC。
本实用新型的主要工作原理：冷水进入热水器，流经水气联动阀体在流动水的一定压力差值作用下，推动水气联动阀门，并同时推动直流电源微动开关将电源接通并启动脉冲点火器，与此同时打开燃气输气电磁阀门，通过脉冲点火器继续自动再次点火，直到点火成功进入正常工作状态为止，此过程约连续维持5~10秒时间，当燃气热水器在工作过程或点火过程出现缺水或水压不足、缺电、缺燃气、热水温度过高、意外吹熄火等故障现象时，脉冲点火器将通过检测感应针反馈的信号，自动切断电源。
Claims (10)
1.带开关电源的一体化恒温控制器，其特征在于：包括集成一体的主控器、脉冲点火器和开关电源，所述主控器包括MCU单片机、点火器控制电路和火焰检测电路，所述的脉冲点火器分别通过点火器控制电路和火焰检测电路与MCU单片机连接，开关电源与MCU单片机连接；
所述主控器还包括与MCU单片机连接的出水温度检测电路和入水温度检测电路；
所述主控器还包括与MCU单片机连接的电磁阀驱动电路、比例阀驱动电路和分段阀驱动电路。
2.根据权利要求1所述的带开关电源的一体化恒温控制器，其特征在于：所述主控器还包括与MCU单片机连接的风机驱动电路、风机转速检测电路、风压开关检测电路。
3.根据权利要求1所述的带开关电源的一体化恒温控制器，其特征在于：所述主控器还包括与MCU单片机连接的水流量检测电路。
4.根据权利要求1所述的带开关电源的一体化恒温控制器，其特征在于：所述主控器还包括直流电源微动开关，直流电源微动开关与热水器的水气联动阀门连接，直流电源微动开关的输出端与MCU单片机连接，用于控制MCU单片机发出点火控制信号FIR_Ctrl。
5.根据权利要求1所述的带开关电源的一体化恒温控制器，其特征在于：所述开关电源包括过流保护OCP电路、过载保护OLP电路、电磁兼容性EMC滤波电路和过压保护OVP电路。
6.根据权利要求1所述的带开关电源的一体化恒温控制器，其特征在于：所述开关电源还包括电路热关断保护LSD电路。
7.根据权利要求1所述的带开关电源的一体化恒温控制器，其特征在于：所述主控器还包括与MCU单片机连接的面板控制器通讯电路、故障检测电路、交流同步信号检测电路和外部存储器通讯电路。
8.根据权利要求1所述的带开关电源的一体化恒温控制器，其特征在于：所述点火器控制电路包括开关管Q1、开关管Q2和点火器驱动接口JK1；
其中，开关管Q2的基极与MCU单片机连接，接收MCU单片机发出的点火控制信号FIR_Ctrl，开关管Q2的发射极与地对接，开关管Q2的的集电极分别与工作电源VCC和开关管Q1的基极连接，开关管Q1的发射极与工作电压VCC连接，开关管Q1的集电极与点火器驱动接口JK1的输入端连接，点火器驱动接口JK1的输出端与脉冲点火器连接。
9.根据权利要求1所述的带开关电源的一体化恒温控制器，其特征在于：所述火焰检测电路包括比较器U2、三极管Q3、脉冲变压器TR1和火焰检测感应针接口JK2，其中，三极管Q3与脉冲变压器TR1组成电感三点式振荡器；
脉冲变压器TR1初级绕组的一端与火焰检测感应针接口JK2的输出端连接，火焰检测感应针接口JK2的输入端与火焰检测感应针连接，脉冲变压器TR1初级绕组的另一端与比较器U2的反相输入端连接，脉冲变压器TR1次级绕组的一端与三极管Q3的基极连接；脉冲变压器TR1次级绕组的另一端与三极管Q3的集电极连接，三极管Q3的发射极和比较器U2的同相输入端与地对接，比较器U2的输出端与MCU单片机连接，输出火焰检测信号FIRET。
10.根据权利要求9所述的带开关电源的一体化恒温控制器，其特征在于：所述火焰检测电路包括组成辅助检测电路的比较器U1和三极管Q4；
三极管Q4的集电极也与脉冲变压器TR1次级绕组的另一端连接，三极管Q4的集电极还通过二极管D4与三极管Q3的发射极连接，三极管Q4的发射极与地对接，三极管Q4的基极与MCU单片机连接接收ST_FIRE信号，比较器U1的同相输入端与比较器U2的输出端连接，比较器U1的反相输入端与工作电压VCC和脉冲变压器TR1初级绕组的另一端连接，比较器U1的输出端输出火焰检测联动控制信号FIREC。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520413986.5U CN204667225U (zh) | 2015-06-16 | 2015-06-16 | 带开关电源的一体化恒温控制器 |
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| CN201520413986.5U CN204667225U (zh) | 2015-06-16 | 2015-06-16 | 带开关电源的一体化恒温控制器 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN204667225U true CN204667225U (zh) | 2015-09-23 |
Family
ID=54137587
Family Applications (1)
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| CN201520413986.5U Active CN204667225U (zh) | 2015-06-16 | 2015-06-16 | 带开关电源的一体化恒温控制器 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN204667225U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022095136A1 (zh) * | 2020-11-09 | 2022-05-12 | 江苏九晖科技有限公司 | 一种燃气烤炉温度控制器及其烤炉 |
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2015
- 2015-06-16 CN CN201520413986.5U patent/CN204667225U/zh active Active
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| WO2022095136A1 (zh) * | 2020-11-09 | 2022-05-12 | 江苏九晖科技有限公司 | 一种燃气烤炉温度控制器及其烤炉 |
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