CN204693846U - 带开关电源的热水器控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带开关电源的热水器控制器，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。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热水器控制器。
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热水器控制器，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：带开关电源的热水器控制器，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。
附图说明
图1为本实用新型带开关电源的热水器控制器的结构框图；
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，一种带开关电源的热水器控制器，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电、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 (9)
1.带开关电源的热水器控制器，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。
2.根据权利要求1所述的带开关电源的热水器控制器，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。
3.根据权利要求1所述的带开关电源的热水器控制器，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电路和过压保护OVP电路。
4.根据权利要求1所述的带开关电源的热水器控制器，其特征在于：所述开关电源还包括电路热关断保护LSD电路。
5.根据权利要求1所述的带开关电源的热水器控制器，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。
6.根据权利要求1所述的带开关电源的热水器控制器，其特征在于：所述开关电源还包括电磁兼容性EMC滤波电路。
7.根据权利要求1所述的带开关电源的热水器控制器，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。
8.根据权利要求1所述的带开关电源的热水器控制器，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。
9.根据权利要求8所述的带开关电源的热水器控制器，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。
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