CN206834720U - 电热水器及其保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电热水器及其保护装置，该装置包括：三极联动开关；火地电压检测电路；零地电压检测电路；分别与火地电压检测电路和零地电压检测电路相连的主控制芯片，用于判断火线和地线之间的电压是否异常，并判断零线和地线之间是否存在电压；对应地线设置的第一检测单元；分别与主控制芯片和第一检测单元相连的漏电控制芯片，用于判断地线是否存在电流，其中，漏电控制芯片还用于在火线和地线之间的电压异常且地线存在电流时，或者火线和地线之间的电压正常、零线和地线之间存在电压且地线存在电流时生成地线带电保护指令；脱扣电路和脱扣机构，用于根据地线带电保护指令控制三极联动开关，以控制零线、火线和地线均处于分断状态。

Description

电热水器及其保护装置

技术领域

本实用新型涉及家用电器技术领域，特别涉及一种电热水器的保护装置和一种电热水器。

背景技术

电热水器具有节能环保、使用方便等优点，电热水器的用电安全始终是电热水器设计制造和使用过程中的焦点问题。

目前一些电热水器具有地线带电保护功能，但目前对于地线带电的检测容易受到干扰电流信号的影响，因此常产生误保护动作，影响电热水器的正常使用，因此有必要对此做出针对性的改进。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种电热水器的保护装置，能够有效地防止误保护，保证电热水器的正常使用。

本实用新型的第二个目的在于提出一种电热水器。

为达到上述目的，本实用新型第一方面提出了一种电热水器的保护装置，其中，所述电热水器包括电源线和本体，所述电源线包括三极插脚，所述三极插脚以插接形式与外部电源插座进行连接，所述保护装置包括：三极联动开关，所述三极联动开关与所述三极插脚相连以接通和分断接入电源的零线、火线和地线；火地电压检测电路，所述火地电压检测电路用于检测所述火线和所述地线之间的火地电压信号；零地电压检测电路，所述零地电压检测电路用于检测所述零线和所述地线之间的零地电压信号；主控制芯片，所述主控制芯片分别与所述火地电压检测电路和所述零地电压检测电路相连，所述主控制芯片用于根据所述火地电压信号判断所述火线和所述地线之间的电压是否异常，并根据所述零地电压信号判断所述零线和所述地线之间是否存在电压；第一检测单元，所述第一检测单元对应所述地线设置，所述第一检测单元用于检测所述地线的电流信号；漏电控制芯片，所述漏电控制芯片分别与所述主控制芯片和所述第一检测单元相连，所述漏电控制芯片用于根据所述地线的电流信号判断所述地线是否存在电流，其中，所述漏电控制芯片用于在所述火线和所述地线之间的电压异常且所述地线存在电流时，或者所述火线和所述地线之间的电压正常、所述零线和所述地线之间存在电压且所述地线存在电流时生成地线带电保护指令；脱扣电路，所述脱扣电路与所述漏电控制芯片相连，所述脱扣电路用于接收所述地线带电保护指令，并根据所述地线带电保护指令生成脱扣指令；脱扣机构，所述脱扣机构分别与所述三极联动开关和所述脱扣电路相连，所述脱扣机构用于接收并执行所述脱扣指令，以通过控制所述三极联动开关控制所述零线、所述火线和所述地线均处于分断状态。

根据本实用新型的电热水器的保护装置，通过火地电压检测电路检测火线和地线之间的火地电压信号，并通过零地电压检测电路检测零线和地线之间的零地电压信号，以及通过第一检测单元检测地线的电流信号，然后通过主控制芯片和漏电控制芯片的逻辑判断，结合上述的火地电压信号、零地电压信号和地线的电流信号判定是否进行地线带电保护，并通过控制电热水器电源的零线、火线和地线均处于分断状态以实现地线带电保护，由此，不仅通过切断三极电源提高了地线保护的安全性和可靠性，还能够有效地防止误保护，保证电热水器的正常使用。

另外，根据本实用新型上述提出的电热水器的保护装置还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述的电热水器的保护装置还包括：零火掉电检测电路，所述零火掉电检测电路用于检测所述零线和所述火线之间的掉电信号；零火电压检测电路，所述零火电压检测电路用于检测所述零线和所述火线之间的零火电压信号；超温检测电路，所述超温检测电路用于检测所述三极插脚的温度信号，其中，所述控制芯片分别与所述零火掉电检测电路、所述零火电压检测电路和所述超温检测电路相连，所述控制芯片用于根据所述掉电信号判断所述零线和所述火线之间是否发生掉电，并在所述零线和所述火线之间发生掉电时生成掉电保护指令，根据所述零火电压信号判断所述零线和所述火线之间的电压是否过压或欠压，并在所述零线和所述火线之间的电压过压或欠压时生成过压保护指令或欠压保护指令，以及根据所述温度信号判断所述三极插脚是否超温，并在所述三极插脚超温时生成超温保护指令，所述脱扣电路用于接收所述掉电保护指令、所述过压保护指令、所述欠压保护指令或所述超温保护指令，并根据所述掉电保护指令、所述过压保护指令、所述欠压保护指令或所述超温保护指令生成所述脱扣指令。

进一步地，所述的电热水器的保护装置还包括：第二检测单元，所述第二检测单元对应所述零线和所述火线设置，且所述第二检测单元与所述漏电控制芯片相连，所述第二检测单元用于检测所述零线或所述火线的漏电信号，其中，所述漏电控制芯片在根据所述漏电信号判断所述零线或所述火线发生漏电时生成漏电保护指令，所述脱扣电路用于接收所述漏电保护指令，并根据所述漏电保护指令生成所述脱扣指令。

进一步地，所述的电热水器的保护装置还包括电源电路，所述电源电路包括：整流单元，所述整流单元对应所述零线和所述火线设置，所述整流单元用于将所述零线和所述火线输入的交流电转换成第一直流电；降压单元，所述降压单元用于对所述第一直流电进行降压以得到第二直流电；稳压单元，所述稳压单元用于对所述第二直流电进行稳压。

其中，所述零火电压检测电路和所述零火掉电检测电路对应所述整流单元设置。

进一步地，所述脱扣电路包括：脱扣线圈，所述脱扣线圈的一端与所述电源电路的直流正极端相连；第一可控硅，所述第一可控硅的阳极端与所述脱扣线圈的另一端相连，所述第一可控硅的阴极端与所述电源电路的直流负极端相连，所述第一可控硅的控制端分别与所述主控制芯片和所述漏电控制芯片相连；第二可控硅，所述第二可控硅的阴极端与所述脱扣线圈的一端相连，所述第二可控硅的控制端分别与所述主控制芯片和所述漏电控制芯片相连；整流二极管，所述整流二极管的阳极端与所述脱扣线圈的一端相连，所述整流二极管的阴极端与所述第二可控硅的阳极端相连；充放电电容，所述充放电电容的一端与所述电源电路的直流负极端相连，所述充放电电容的另一端与所述第二可控硅的阳极端相连。

其中，所述控制芯片通过所述电源电路获取上电复位信号，并根据所述上电复位信号生成上电复位指令，所述保护装置还包括：上电动作电路，所述上电动作电路与所述控制芯片相连，所述上电动作电路用于接收所述上电复位指令，并根据所述上电复位指令生成上电动作指令；上电动作机构，所述上电动作机构与所述上电动作电路相连，所述上电动作机构用于接收并执行所述上电动作指令，以通过控制所述三极联动开关控制所述零线、所述火线和所述地线均处于接通状态。

进一步地，所述的电热水器的保护装置还包括：复位电路，所述复位电路与所述主控制芯片相连，所述主控制芯片用于根据对所述复位电路的人工复位操作生成人工复位指令，所述上电动作电路用于接收所述人工复位指令，并根据所述人工复位指令生成所述上电动作指令。

进一步地，所述的电热水器的保护装置还包括：零火漏电试验电路，所述零火漏电试验电路对应所述零线和所述火线设置，且与所述第二检测单元相连，所述漏电控制芯片还根据对所述零火漏电试验电路的人工试验操作生成所述漏电保护指令。

进一步地，所述的电热水器的保护装置还包括指示及报警电路，所述指示及报警电路包括：电源指示单元，所述电源指示单元与所述主控制芯片相连，所述电源指示单元用于在所述主控制芯片判断所述零线和所述火线之间未发生掉电时发出通电提示信息；报警单元，所述报警单元与所述主控制芯片相连，所述报警单元用于在所述漏电控制芯片生成所述地线带电保护指令时发出报警提示信息。

为达到上述目的，本实用新型第二方面提出了一种电热水器，其包括本实用新型第一方面提出的电热水器的保护装置。

根据本实用新型的电热水器，能够有效地防止误保护，保证正常使用。

附图说明

图1为根据本实用新型一个实施例的电热水器的结构示意图；

图2为根据本实用新型一个实施例的电热水器的电气原理图；

图3为根据本实用新型一个实施例的包括保护装置的电热水器的结构示意图；

图4为根据本实用新型一个实施例的控制器的结构示意图；

图5为根据本实用新型一个实施例的脱扣电路的电路图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图来描述本实用新型实施例的电热水器及其保护装置。

如图1所示，本实用新型实施例的电热水器除包括保护装置100(图1中未示出)外，还可包括电源线200和本体300，如图1和图2所示，本体300可包括热断路器310、控制器320、加热器330和内胆340，电源线200可包括三极插脚210，三极插脚210可以插接形式与外部电源插座进行连接。

其中，内胆340为容积式器具，用于储水，包括胆体、出水管和进水管，加热器330用于对内胆储水进行加热。控制器320可进行感温控制，控制器320可按第一温度阈值控制加热器330与外部电源自动接通或断开，进而使内胆的水温控制在设定的范围内。在本实用新型的一个实施例中，控制器320的第一温度阈值可为低于85℃的温度值。热断路器310为一种以液体工质或者双金属元件进行感温控制的机械式装置，热断路器310可按第二温度阈值对加热器330进行断电保护，具体可通过同时切断加热器330工作回路的火线LL和零线NN极来防止内胆温度过高，第二温度阈值不可被用户改变，且在进行断电保护后不能自动复位。在本实用新型的一个实施例中，热断路器310的第二温度阈值可为低于110℃的温度值。

在本实用新型的一个实施例中，如图3所示，控制器320可包括电源单元321、继电器单元322、继电器控制电路323、微处理器324、温度传感器325、温度检测电路326和显示操作电路327。

其中，电源单元321可包括变压器01和整流滤波电路02，其中，变压器01可为带有电气隔离的变压器，其输入端与电源的零线N、火线L两极相连，将电源经变压器01降压后输出到整流滤波稳压电路02。整流滤波稳压电路02将经变压器01降压后的交流电转换为稳定的直流电后，为继电器单元322、继电器控制电路323、微处理器324、温度传感器325、温度检测电路326和显示操作电路327供电。

温度传感器325可为一种包含热敏电阻的组件，参照图1和图2所示，温度传感器325的感温体可安装在内胆340内部以用于测量内胆340中的储水温度以获得储水温度信号，温度检测电路326可将温度传感器325输入的温度信号经处理后输出给微处理器324。微处理器324可对温度检测电路326输入的温度信号进行运算和判断，给继电器控制电路323输出接通或者断开的控制指令。继电器控制电路323可接收微处理器324输出的控制指令向继电器单元322输出接通或断开控制指令，继电器单元322可根据继电器控制电路323发来的控制指令控制加热器工作回路的电源处于接通或断开状态。显示操作电路327可包括显示单元和操作单元，显示操作电路327可用于给微处理器324发送人工操作指令并能显示微处理器324输出的信号，在本实用新型的一个实施例中，显示操作电路327可包括触摸显示屏。

图4为根据本实用新型实施例的电热水器的保护装置的结构示意图。

如图4所示，本实用新型实施例的电热水器的保护装置100，包括三极联动开关110、火地电压检测电路120、零地电压检测电路130、主控制芯片140、第一检测单元150(未示出，包括151和152)、漏电控制芯片160、脱扣电路170和脱扣机构180。

其中，三极联动开关110与三极插脚210相连以接通和分断接入电源的零线N、火线L和地线E；火地电压检测电路120用于检测火线L和地线E之间的火地电压信号；零地电压检测电路130用于检测零线N和地线E之间的零地电压信号；主控制芯片140分别与火地电压检测电路120和零地电压检测电路130相连，主控制芯片140用于根据火地电压信号判断火线L和地线E之间的电压是否异常，并根据零地电压信号判断零线N和地线E之间是否存在电压；第一检测单元150对应地线E设置，第一检测单元150用于检测地线E的电流信号；漏电控制芯片160分别与主控制芯片140和第一检测单元150相连，漏电控制芯片160用于根据地线E的电流信号判断地线E是否存在电流，其中，漏电控制芯片160用于在火线L和地线E之间的电压异常且地线E存在电流时，或者火线L和地线E之间的电压正常、零线N和地线E之间存在电压且地线E存在电流时生成地线E带电保护指令；脱扣电路170与漏电控制芯片160相连，脱扣电路170用于接收地线E带电保护指令，并根据地线E带电保护指令生成脱扣指令；脱扣机构180分别与三极联动开关110和脱扣电路170相连，脱扣机构180用于接收并执行脱扣指令，以通过控制三极联动开关110控制零线N、火线L和地线E均处于分断状态。

本实用新型实施例的主控制芯片140可为单片机，漏电控制芯片160可为能够实现其功能的IC芯片。如图4所示，第一检测单元150可包括套设在地线E上的第一电磁感应线圈151和地线E电流检测电路152。

其中，主控制芯片140可在火地电压检测电路120检测到的火线L与地线E之间的电压值小于等于第一预设电压时判断火线L和地线E之间的电压异常，并在火地电压检测电路120检测到的火线L与地线E之间的电压值大于等于第二预设电压时判断火线L和地线E之间的电压正常。主控制芯片140可在零地电压检测电路130检测到的零线N与地线E之间的电压值小于等于第三预设电压时判断零线N和地线E之间不存在电压，并在零地电压检测电路130检测到的零线N与地线E之间的电压值大于等于第四预设电压时判断零线N和地线E之间存在电压。漏电控制芯片160可在第一检测单元150检测到的地线E的电流值大于等于第一预设电流时判断地线E存在电流。

在本实用新型的一个具体实施例中，当火地电压检测电路120检测到的火线L与地线E之间的电压值Ule小于等于第一预设电压值Ule1时，可将该电压信号输入给单片机，单片机可进行运算判断并输出火地异常信号给漏电控制芯片160，此时漏电控制芯片160可将零地电压检测电路130通过单片机输入的零地电压信号置为无效状态，即零地电压信号不参与逻辑判定，只要漏电控制芯片160判断第一电磁感应线圈151和地线E电流检测电路152检测到的地线E的电流值Ie大于等于第一预设电流值Ie1，则漏电控制芯片160输出地线E带电保护指令给脱扣电路170，然后脱扣电路170立即驱动脱扣机构180执行动作进而使三极联动开关110由接通状态切换到分断状态，最终使得电热水器的零线N、火线L和地线E三极快速切换到分断状态，从而实现电热水器的地线E带电保护功能。其中，第一预设电压值Ule1的设定范围可在110V以内，第一预设电流值Ie1的设定范围可在30mA以内，且优选值为15mA、30mA。

在本实用新型的一个具体实施例中，当火地电压检测电路120检测到的火线L与地线E之间的电压值Ule大于等于第二预设电压Ule2时，可将该电压信号输入给单片机，单片机可进行运算判断并输出火地正常信号给漏电控制芯片160，此时还判定零地电压信号，若零地电压检测电路130检测到的零线N与地线E之间的电压值Une小于等于第三预设电压Une1，则可将该电压信号输入给单片机，单片机可进行运算判断并输出零地无电判定信号给漏电控制芯片160，此状态下漏电控制芯片160将第一电磁感应线圈151和地线E电流检测电路152输入的地线E电流信号置为无效状态，即地线E电流信号不参与逻辑判定，漏电控制芯片160不输出地线E带电保护指令，脱扣电路170不输出脱扣指令，这样可防止因环境对地线E的干扰而出现误保护动作。其中，第二预设电压Ule2的设定范围可在110V以上。

在本实用新型的一个具体实施例中，当火地电压检测电路120检测到的火线L与地线E之间的电压值Ule大于等于第二预设电压Ule2时，可将该电压信号输入给单片机，单片机可进行运算判断并输出火地正常信号给漏电控制芯片160，此时还判定零地电压信号，若零地电压检测电路130检测到的零线N与地线E之间的电压值Une大于等于第四预设电压Une2，则可将该电压信号输入给单片机，单片机进行运算判断并输出零地带电判定信号给漏电控制芯片160，然后再判断第一电磁感应线圈151和地线E电流检测电路152输入的地线E电流信号，若第一电磁感应线圈151和地线E电流检测电路152检测到的地线E的电流值Ie大于等于第一预设电流值Ie1，则漏电控制芯片160输出地线E带电保护指令给脱扣电路170，给然后脱扣电路170立即驱动脱扣机构180执行动作进而使三极联动开关110由接通状态切换到分断状态，最终使得电热水器的零线N、火线L和地线E三极快速切换到分断状态，从而实现电热水器的地线E带电保护功能。

根据本实用新型实施例的电热水器的保护装置，通过火地电压检测电路检测火线和地线之间的火地电压信号，并通过零地电压检测电路检测零线和地线之间的零地电压信号，以及通过第一检测单元检测地线的电流信号，然后通过主控制芯片和漏电控制芯片的逻辑判断，结合上述的火地电压信号、零地电压信号和地线的电流信号判定是否进行地线带电保护，并通过控制电热水器电源的零线、火线和地线均处于分断状态以实现地线带电保护，由此，不仅通过切断三极电源提高了地线保护的安全性和可靠性，还能够有效地防止误保护，保证电热水器的正常使用。

本实用新型实施例的电热水器不仅可具有上述的能够防止误保护的地线E带电保护功能，还可具有零火掉电保护功能、过压保护功能、欠压保护功能、超温保护功能、零火漏电保护功能以及上电接通功能等。

如图4所示，本实用新型实施例的电热水器的保护装置100还可包括零火掉电检测电路190、零火电压检测电路1100、超温检测电路1110、第二检测单元1120(未示出，包括1121和1122)、电源电路1130、上电动作电路1140和上电动作机构1150。

在本实用新型的一个实施例中，零火掉电检测电路190用于检测零线N和火线L之间的掉电信号；零火电压检测电路1100用于检测零线N和火线L之间的零火电压信号；超温检测电路1110用于检测三极插脚的温度信号。其中，控制芯片分别与零火掉电检测电路190、零火电压检测电路1100和超温检测电路1110相连，控制芯片用于根据掉电信号判断零线N和火线L之间是否发生掉电，并在零线N和火线L之间发生掉电时生成掉电保护指令，根据零火电压信号判断零线N和火线L之间的电压是否过压或欠压，并在零线N和火线L之间的电压过压或欠压时生成过压保护指令或欠压保护指令，以及根据温度信号判断三极插脚是否超温，并在三极插脚超温时生成超温保护指令，脱扣电路170用于接收掉电保护指令、过压保护指令、欠压保护指令或超温保护指令，并根据掉电保护指令、过压保护指令、欠压保护指令或超温保护指令生成脱扣指令。

其中，主控制芯片140可在零火掉电检测电路190检测到的零线N和火线L的交流电波形的无波形时间大于等于第一预设时间时判断零线N和火线L之间发生掉电，并在零火电压检测电路1100检测到的零线N和火线L之间的电压大于等于第五预设电压时判断零线N和火线L之间的电压过压，以及在零火电压检测电路1100检测到的零线N和火线L之间的电压小于等于第六预设电压时判断零线N和火线L之间的电压欠压，并在超温检测电路1110检测到的三极插脚的温度大于等于第一预设温度值时，判断三极插脚超温。

在本实用新型的一个具体实施例中，零火掉电检测电路190可将零火交流电压处理后输入给单片机进行运算并判断有无正常的交流电波形，若连续无波形时间即掉电时间Tln大于等于第一预设时间Tln1，则单片机输出掉电保护指令给脱扣电路170，脱扣电路170可生成脱扣指令，然后脱扣电路170立即驱动脱扣机构180执行动作以使三极联动开关110由接通切换到分断状态，最终使得电热水器的零线N、火线L和地线E三极快速切换到分断状态，从而实现了电热水器的零火掉电保护功能。其中，设定值第一预设时间Tln1的取值范围可在5s以内，由零火掉电检测电路190检测到掉电时间Tln大于等于第一预设时间Tln1后至三极联动开关110110完成分断动作所需的时间可小于等于0.5s。

通过零火掉电保护功能，不仅能在电热水器电源正常时进行保护，而且在电热水器电源出现零火掉电后也能自动切断电源的零线N、火线L和地线E，从而确保电热水器始终处于安全隔离状态，进一步提高了电热水器的安全性。

在本实用新型的一个具体实施例中，零火电压检测电路1100输出的零火电压信号输入给单片机进行运算判断，若零线N和火线L之间的电压Uln小于等于第六预设电压Umin，则单片机输出欠压保护指令给脱扣电路170150，或者零线N和火线L之间的电压Uln大于等于第五预设电压Umax，则单片机输出过压保护指令给脱扣电路170150，然后脱扣电路170150立即驱动脱扣机构180160执行动作以使三极联动开关110110由接通状态切换到分断状态，最终使得电热水器的零线N、火线L和地线E三极快速切换到分断状态，从而实现电热水器的欠压保护功能或过压保护功能。其中，第六预设电压Umin的设定范围可为100-180V，第五预设电压Umax大于第六预设电压Umin，其设定范围可为280-350V。

在本实用新型的一个具体实施例中，超温检测电路1110可检测零线N、火线L、地线E各极插脚的温度信号输出给单片机，经运算处理后若温度T大于等于第一预设温度T1，则单片机输出超温保护指令给脱扣电路170，脱扣电路170可生成脱扣指令，然后脱扣电路170立即驱动脱扣机构180执行动作以使三极联动开关110由接通切换到分断状态，最终使得电热水器的零线N、火线L和地线E三极快速切换到分断状态，从而实现电热水器的超温保护功能。其中，第一预设温度T1的范围可在180℃以内，由超温检测电路1110检测到温度T大于等于第一预设温度T1后至三极联动开关110完成分断动作所需的时间可小于等于3min。

在本实用新型的一个实施例中，第二检测单元1120可对应零线N和火线L设置，且第二检测单元1120与漏电控制芯片160相连，第二检测单元1120用于检测零线N或火线L的漏电信号。其中，漏电控制芯片160在根据漏电信号判断零线N或火线L发生漏电时生成漏电保护指令，脱扣电路170用于接收漏电保护指令，并根据漏电保护指令生成脱扣指令。第二检测单元1120可包括第二电磁感应线圈1121和零火漏电检测电路1122

其中，漏电控制芯片160可在第二检测单元1120检测到的零线N或火线L的漏电电流值大于等于第二预设电流时判断零线N或火线L发生漏电。

在本实用新型的一个具体实施例中，第二电磁感应线圈1121和零火漏电检测电路1122输出的零火漏电信号输入给漏电控制芯片160进行运算判断，若零线N或火线L的漏电电流值Iln大于等于第二预设电流Iln1，则漏电控制芯片160输出漏电保护指令给脱扣电路170，然后脱扣电路170立即驱动脱扣机构180执行脱扣动作进而使三极联动开关110动作，最终使得电热水器的零线N、火线L和地线E三极由接通状态快速切换为分断状态，从而实现电热水器的零火漏电保护功能。其中，第二预设电流Iln1的设定范围可在30mA以内，且优选值为5mA、6mA、10mA、15mA，由第一电磁感应线圈1121检测到零线N或火线L的漏电电流值Iln大于等于第二预设电流Iln1后至三极联动开关110完成断开动作所需的时间可小于等于0.1s。

如图4所示，电源电路1130可包括整流单元1131、降压单元1132和稳压单元1133。其中，整流单元1131对应零线N和火线L设置，整流单元1131可采用半波整波或者全波整流电路结构，用于将零线N和火线L输入的交流电转换成第一直流电。降压单元1132与整流单元1131相连，降压单元1132可采用阻容式降压电路结构，用于对第一直流电进行降压以得到第二直流电。稳压单元1133与降压单元1132相连，稳压单元1133可采用7805三端稳压集成电路加滤波电容的电路结构，用于对第二直流电进行稳压。

其中，上述的零火电压检测电路1100和零火掉电检测电路190可对应整流单元1131设置。

在本实用新型的一个实施例中，控制芯片可通过电源电路1130获取上电复位信号，并根据上电复位信号生成上电复位指令。上电动作电路1140与控制芯片相连，上电动作电路1140用于接收上电复位指令，并根据上电复位指令生成上电动作指令；上电动作机构1150与上电动作电路1140相连，上电动作机构1150用于接收并执行上电动作指令，以通过控制三极联动开关110控制零线N、火线L和地线E均处于接通状态。

在本实用新型的一个具体实施例中，单片机在自动识别给其供电的电源电路1130上电时，可输出上电复位信号给上电动作电路1140，该上电复位信号经过上电动作电路1140向上电动作机构1150发出上电动作指令，然后上电动作电路1140立即驱动上电动作机构1150执行动作以使三极联动开关110接通，最终使得电热水器的零线N、火线L和地线E三极快速切换到接通状态，从而实现电热水器的上电接通功能。其中，由电源电路1130上电后至三极联动开关110完成接通动作所需的时间可小于等于0.5s。

此外，如图4所示，本实用新型实施例的电热水器的保护装置100还可包括复位电路1160、零火漏电试验电路1170、指示及报警电路1180和功能扩展接口1190。

其中，复位电路1160与主控制芯片140相连，主控制芯片140用于根据对复位电路1160的人工复位操作生成人工复位指令，上电动作电路1140用于接收人工复位指令，并根据人工复位指令生成上电动作指令，以及输出上电动作指令给上电动作机构1150，以使上电动作机构1150用通过控制三极联动开关110控制零线N、火线L和地线E均处于接通状态。

零火漏电试验电路1170对应零线N和火线L设置，且与第二检测单元1120相连，零火漏电试验电路1170可包括试验键，通过触发试验键进行人工试验操作。漏电控制芯片160还根据对零火漏电试验电路1170的人工试验操作生成漏电保护指令。通过人工漏电试验，可检验本实用新型实施例的保护装置100是否能够有效工作。

指示及报警电路1180可包括电源指示单元和报警单元。电源指示单元与主控制芯片140相连，电源指示单元用于在主控制芯片140判断零线N和火线L之间未发生掉电时发出通电提示信息；报警单元与主控制芯片140相连，报警单元用于在漏电控制芯片160生成地线E带电保护指令时发出报警提示信息，以指示电热水器处于危险状态。

功能扩展接口1190用于接入后续开发的其他功能模块，以实现电源线的功能扩展。

在本实用新型的一个实施例中，如图5所示，脱扣电路170可包括脱扣线圈L1、第一可控硅SCR1、第二可控硅SCR2、整流二极管D1和充放电电容C1。其中，脱扣线圈L1的一端与电源电路1130的直流正极端相连；第一可控硅SCR1的阳极端与脱扣线圈L1的另一端相连，第一可控硅SCR1的阴极端与电源电路1130的直流负极端相连，第一可控硅SCR1的控制端分别与主控制芯片140和漏电控制芯片160相连；第二可控硅SCR2的阴极端与脱扣线圈L1的一端相连，第二可控硅SCR2的控制端分别与主控制芯片140和漏电控制芯片160相连；整流二极管D1的阳极端与脱扣线圈L1的一端相连，整流二极管D1的阴极端与第二可控硅SCR2的阳极端相连；充放电电容C1的一端与电源电路1130的直流负极端相连，充放电电容C1的另一端与第二可控硅SCR2的阳极端相连。

其中，在电热水器电源的零线N和火线L上电时，电源电路1130可为脱扣电路170提供工作电源，同时，电源电路1130可为充放电电容C1充电。在电热水器电源的零线N和火线L上电时，第一可控硅SCR1的控制端通过接收主控制芯片140或漏电控制芯片160发送的地线E带电保护指令、掉电保护指令、过压保护指令、欠压保护指令、超温保护指令和漏电保护指令等，以进行导通，电源电路1130通过为脱扣线圈L1提供电源，使脱扣线圈L1在得电后吸合其铁芯将脱扣动作传递给脱扣机构180，也就是说，脱扣电路170可通过吸合铁芯的形式发出脱扣指令，脱扣机构180通过接收该脱扣动作以断开三极联动开关110中零线N、火线L和地线E所对应的开关，实现零线N、火线L和地线E的分断。而在电热水器电源的零线N和火线L失电时，第二可控硅SCR2接收上述指令进行导通，充放电电容C1可为脱扣线圈L1提供电源，整流二极管D1此时可起到电路隔离的作用。

需要说明的是，在本实用新型的一个实施例中，如图4所示，三极联动开关110、火地电压检测电路120、零地电压检测电路130、主控制芯片140、第一检测单元150、漏电控制芯片160、脱扣电路170、脱扣机构180、零火掉电检测电路190、零火电压检测电路1100、超温检测电路1110、第二检测单元1120、电源电路1130、上电动作电路1140、上电动作机构1150、复位电路1160、零火漏电试验电路1170、指示及报警电路1180和功能扩展接口1190均可对应电源线200设置。电源线200还可包括电源软线220和连接器230，其中，电源软线220可用于连接保护装置100和连接器230，连接器230可用于连接电源软线220和热断路器310。

对应上述实施例，本实用新型还提出一种电热水器。

本实用新型实施例的电热水器，包括本实用新型上述实施例提出的电热水器的保护装置，其具体的实施方式可参照上述实施例，为避免冗余，在此不再赘述。

根据本实用新型实施例的电热水器，能够有效地防止误保护，保证正常使用。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种电热水器的保护装置，其特征在于，所述电热水器包括电源线和本体，所述电源线包括三极插脚，所述三极插脚以插接形式与外部电源插座进行连接，所述保护装置包括：

三极联动开关，所述三极联动开关与所述三极插脚相连以接通和分断接入电源的零线、火线和地线；

火地电压检测电路，所述火地电压检测电路用于检测所述火线和所述地线之间的火地电压信号；

零地电压检测电路，所述零地电压检测电路用于检测所述零线和所述地线之间的零地电压信号；

主控制芯片，所述主控制芯片分别与所述火地电压检测电路和所述零地电压检测电路相连，所述主控制芯片用于根据所述火地电压信号判断所述火线和所述地线之间的电压是否异常，并根据所述零地电压信号判断所述零线和所述地线之间是否存在电压；

第一检测单元，所述第一检测单元对应所述地线设置，所述第一检测单元用于检测所述地线的电流信号；

漏电控制芯片，所述漏电控制芯片分别与所述主控制芯片和所述第一检测单元相连，所述漏电控制芯片用于根据所述地线的电流信号判断所述地线是否存在电流，其中，所述漏电控制芯片用于在所述火线和所述地线之间的电压异常且所述地线存在电流时，或者所述火线和所述地线之间的电压正常、所述零线和所述地线之间存在电压且所述地线存在电流时生成地线带电保护指令；

脱扣电路，所述脱扣电路与所述漏电控制芯片相连，所述脱扣电路用于接收所述地线带电保护指令，并根据所述地线带电保护指令生成脱扣指令；

脱扣机构，所述脱扣机构分别与所述三极联动开关和所述脱扣电路相连，所述脱扣机构用于接收并执行所述脱扣指令，以通过控制所述三极联动开关控制所述零线、所述火线和所述地线均处于分断状态。

2.根据权利要求1所述的电热水器的保护装置，其特征在于，还包括：

零火掉电检测电路，所述零火掉电检测电路用于检测所述零线和所述火线之间的掉电信号；

零火电压检测电路，所述零火电压检测电路用于检测所述零线和所述火线之间的零火电压信号；

超温检测电路，所述超温检测电路用于检测所述三极插脚的温度信号，

其中，所述控制芯片分别与所述零火掉电检测电路、所述零火电压检测电路和所述超温检测电路相连，所述控制芯片用于根据所述掉电信号判断所述零线和所述火线之间是否发生掉电，并在所述零线和所述火线之间发生掉电时生成掉电保护指令，根据所述零火电压信号判断所述零线和所述火线之间的电压是否过压或欠压，并在所述零线和所述火线之间的电压过压或欠压时生成过压保护指令或欠压保护指令，以及根据所述温度信号判断所述三极插脚是否超温，并在所述三极插脚超温时生成超温保护指令，所述脱扣电路用于接收所述掉电保护指令、所述过压保护指令、所述欠压保护指令或所述超温保护指令，并根据所述掉电保护指令、所述过压保护指令、所述欠压保护指令或所述超温保护指令生成所述脱扣指令。

3.根据权利要求2所述的电热水器的保护装置，其特征在于，还包括：

第二检测单元，所述第二检测单元对应所述零线和所述火线设置，且所述第二检测单元与所述漏电控制芯片相连，所述第二检测单元用于检测所述零线或所述火线的漏电信号，

其中，所述漏电控制芯片在根据所述漏电信号判断所述零线或所述火线发生漏电时生成漏电保护指令，所述脱扣电路用于接收所述漏电保护指令，并根据所述漏电保护指令生成所述脱扣指令。

4.根据权利要求3所述的电热水器的保护装置，其特征在于，还包括电源电路，所述电源电路包括：

整流单元，所述整流单元对应所述零线和所述火线设置，所述整流单元用于将所述零线和所述火线输入的交流电转换成第一直流电；

降压单元，所述降压单元用于对所述第一直流电进行降压以得到第二直流电；

稳压单元，所述稳压单元用于对所述第二直流电进行稳压。

5.根据权利要求4所述的电热水器的保护装置，其特征在于，所述零火电压检测电路和所述零火掉电检测电路对应所述整流单元设置。

6.根据权利要求5所述的电热水器的保护装置，其特征在于，所述脱扣电路包括：

脱扣线圈，所述脱扣线圈的一端与所述电源电路的直流正极端相连；

第一可控硅，所述第一可控硅的阳极端与所述脱扣线圈的另一端相连，所述第一可控硅的阴极端与所述电源电路的直流负极端相连，所述第一可控硅的控制端分别与所述主控制芯片和所述漏电控制芯片相连；

第二可控硅，所述第二可控硅的阴极端与所述脱扣线圈的一端相连，所述第二可控硅的控制端分别与所述主控制芯片和所述漏电控制芯片相连；

整流二极管，所述整流二极管的阳极端与所述脱扣线圈的一端相连，所述整流二极管的阴极端与所述第二可控硅的阳极端相连；

充放电电容，所述充放电电容的一端与所述电源电路的直流负极端相连，所述充放电电容的另一端与所述第二可控硅的阳极端相连。

7.根据权利要求5或6所述的电热水器的保护装置，其特征在于，所述控制芯片通过所述电源电路获取上电复位信号，并根据所述上电复位信号生成上电复位指令，所述保护装置还包括：

上电动作电路，所述上电动作电路与所述控制芯片相连，所述上电动作电路用于接收所述上电复位指令，并根据所述上电复位指令生成上电动作指令；

上电动作机构，所述上电动作机构与所述上电动作电路相连，所述上电动作机构用于接收并执行所述上电动作指令，以通过控制所述三极联动开关控制所述零线、所述火线和所述地线均处于接通状态。

8.根据权利要求7所述的电热水器的保护装置，其特征在于，还包括：

复位电路，所述复位电路与所述主控制芯片相连，所述主控制芯片用于根据对所述复位电路的人工复位操作生成人工复位指令，所述上电动作电路用于接收所述人工复位指令，并根据所述人工复位指令生成所述上电动作指令。

9.根据权利要求8所述的电热水器的保护装置，其特征在于，还包括：

零火漏电试验电路，所述零火漏电试验电路对应所述零线和所述火线设置，且与所述第二检测单元相连，所述漏电控制芯片还根据对所述零火漏电试验电路的人工试验操作生成所述漏电保护指令。

10.根据权利要求9所述的电热水器的保护装置，其特征在于，还包括指示及报警电路，所述指示及报警电路包括：

电源指示单元，所述电源指示单元与所述主控制芯片相连，所述电源指示单元用于在所述主控制芯片判断所述零线和所述火线之间未发生掉电时发出通电提示信息；

报警单元，所述报警单元与所述主控制芯片相连，所述报警单元用于在所述漏电控制芯片生成所述地线带电保护指令时发出报警提示信息。

11.一种电热水器，其特征在于，包括根据权利要求1-10中任一项所述的电热水器的保护装置。