CN210042247U - 一种用于沐浴热水器的控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于沐浴热水器的控制电路。包括单片机、电流检测电路、供电控制电路以及电源电路，电源电路接入外部电源并变换为单片机供电的直流电源，单片机分别与电流检测电路和供电控制电路电连接，电流检测电路用于检测热水器中的加热器的供电电流，供电控制电路用于控制向加热器供电或断电；电流检测电路包括接入到加热器的交流电源的第一接线端和第二接线端，第一接线端和第二接线端通过桥式整流电路将交流电流转换为直流电流，桥式整流电路的输出端电连接负载电阻后接地，桥式整流电路的输出端还电连接第一限流电阻，第一限流电阻的另一端与单片机的第一输入输出端电连接。加热器加热过程进行监控并在功率过大的情况下停止加热。
Description
技术领域
本实用新型涉及热水器技术领域，尤其涉及一种用于沐浴热水器的控制电路。
背景技术
这里热水器主要用于家庭沐浴，现有技术中，对热水器的加热温控主要是通过持续加热的方式进行，消费者根据显示水温值确定是否达到温度要求，以及通过关断电源的方式来停止加热。这种方式缺乏对加热过程的实时监控，不能感知加热过程中存在功耗过大等安全隐患，进而也不能在功率过大的情况下及时控制停止加热。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种用于沐浴热水器的控制电路，解决现有技术中沐浴热水器缺乏实时加热安全监控并在功率过大的情况下停止加热的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是提供一种用于沐浴热水器的控制电路，包括单片机、电流检测电路、供电控制电路以及电源电路，所述电源电路接入外部电源并变换为单片机供电的直流电源，所述单片机分别与电流检测电路和供电控制电路电连接，所述电流检测电路用于检测所述热水器中的加热器的供电电流，所述供电控制电路用于控制向加热器供电或断电；
所述电流检测电路包括接入到加热器的交流电源的第一接线端和第二接线端，所述第一接线端和第二接线端通过桥式整流电路将交流电流转换为直流电流，所述桥式整流电路的输出端电连接负载电阻后接地，所述桥式整流电路的输出端还电连接第一限流电阻，所述第一限流电阻的另一端与所述单片机的第一输入输出端电连接，所述第一限流电阻的另一端还连接一电容后接地。
优选的，所述电源电路包括芯片XL1509-5V，所述芯片XL1509-5V的输入端接外部电源+12V，输出端接一肖特基二极管的阴极，所述肖特基二极管的阳极接地，同时所述输出端还接一电感，所述电感的另一端接第一极性电容的正极，所述第一极性电容的负极接地，第一极性电容的正极输出为所述单片机供电的+5V电源，所述第一极性电容的正极还与所述芯片XL1509-5V的反馈端电连接，所述芯片XL1509-5V的开关端接地，所述芯片XL1509-5V的其他引脚端均接地。
优选的，所述供电控制电路包括光耦OR817C，所述光耦OR817C的阳极接+5V电源，所述单片机的第二输入输出端连接第二限流电阻后与接入所述光耦OR817C的阴极，所述光耦OR817C的集电极与一开关三极管的基极连接，光耦OR817C的发射极与所述开关三极管的集电极连接，所述开关三极管的发射极连接控制电源端，所述开关三极管的集电极作为加热器的开关控制端；
当所述单片机通过所述电流检测电路检测到加热器的供电电流低于设定的阈值时，则通过第二输入输出端输出低电压，则光耦OR817C的发射极和集电极导通，使得加热器的开关控制端接通控制电源端，控制加热器供电工作；当所述单片机通过所述电流检测电路检测到加热器的供电电流等于或大于设定的阈值时，则通过第二输入输出端输出高电压，则光耦OR817C的发射极和集电极断开，使得加热器的开关控制端与控制电源端断开，控制加热器停止供电。
优选的，所述控制电源端直接电连接所述外部电源+12V。
优选的，所述控制电源端电连接设置在加热器上的超温传感器的第一连接端，所述超温传感器的第二连接端连接外部电源+12V，在所述超温传感器探测温度低于设定的温度值时，所述超温传感器的两端处于导通连接状态，则所述控制电源端与外部电源+12V接通，当所述超温传感器探测温度等于或高于设定的温度值时，所述超温传感器的两端处于断开状态，则控制电源端与外部电源+12V断开。
优选的，还包括对所述控制电源端进行检测的控制电源检测电路，所述控制电源检测电路包括串联的第一检测电阻和第二检测电阻，所述第一检测电阻的一端与所述超温传感器的第一连接端电连接，所述第一检测电阻的另一端连接第二检测电阻，所述第二检测电阻的另一端接地，所述第一检测电阻和第二检测电阻连接处还电连接第三检测电阻，所述第三检测电阻的另一端电连接所述单片机的一个输入输出端。
优选的，还包括进水温度检测电路，所述进水温度检测电路包括设置在加热器进水口的进水温度探测传感器，所述进水温度探测传感器的一端电连接+5V电源，另一端电连接进水温度检测分压电阻的一端，并且还电连接进水温度检测限流电阻的一端，所述进水温度检测分压电阻的另一端接地，所述进水温度检测限流电阻的另一端电连接所述单片机的一个输入输出端。
优选的，还包括出水温度检测电路，所述出水温度检测电路包括设置在加热器出水口的出水温度探测传感器，所述出水温度探测传感器的一端电连接+5V电源，另一端电连接出水温度检测分压电阻的一端，并且还电连接出水温度检测限流电阻的一端，所述出水温度检测分压电阻的另一端接地，所述出水温度检测限流电阻的另一端电连接所述单片机的一个输入输出端。
优选的，所述单片机为芯片STC15W4K32S4。
本实用新型的有益效果是：本实用新型公开了一种用于沐浴热水器的控制电路。包括单片机、电流检测电路、供电控制电路以及电源电路，电源电路接入外部电源并变换为单片机供电的直流电源，单片机分别与电流检测电路和供电控制电路电连接，电流检测电路用于检测热水器中的加热器的供电电流，供电控制电路用于控制向加热器供电或断电；电流检测电路包括接入到加热器的交流电源的第一接线端和第二接线端，第一接线端和第二接线端通过桥式整流电路将交流电流转换为直流电流，桥式整流电路的输出端电连接负载电阻后接地，桥式整流电路的输出端还电连接第一限流电阻，第一限流电阻的另一端与单片机的第一输入输出端电连接。加热器加热过程进行监控并在功率过大的情况下停止加热。
附图说明
图1是根据本实用新型用于沐浴热水器的控制电路一实施例的电路组成框图；
图2是根据本实用新型用于沐浴热水器的控制电路一实施例中的单片机电路；
图3是根据本实用新型用于沐浴热水器的控制电路一实施例的电流检测电路；
图4是根据本实用新型用于沐浴热水器的控制电路一实施例的电源电路；
图5是根据本实用新型用于沐浴热水器的控制电路一实施例的供电控制电路；
图6是根据本实用新型用于沐浴热水器的控制电路一实施例的控制电源检测电路；
图7是根据本实用新型用于沐浴热水器的控制电路一实施例的进水温度检测电路；
图8是根据本实用新型用于沐浴热水器的控制电路一实施例的出水温度检测电路。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，用于沐浴热水器的控制电路包括单片机1、电流检测电路2、供电控制电路3以及电源电路4，电源电路4接入外部电源并变换为单片机1供电的直流电源，单片机1分别与电流检测电路2和供电控制电路3电连接，电流检测电路2用于检测热水器中的加热器的供电电流，供电控制电路3用于控制向加热器供电或断电。
可以看出，单片机1连接电流检测电路2对热水器进行监控，当加热器漏电或者加热器在潮湿的环境下出现短路的情况时，加热器内的电流过大，单片机1控制供电控制电路3停止向加热器供电，提高了热水器的安全性能。
如图2、如3所示，单片机为芯片STC15W4K32S4，电流检测电路包括接入到加热器的交流电源的第一接线端和第二接线端，当然，电流检测电路的第一接线端和第二接线端也可以通过电流互感器连接到加热管。第一接线端和第二接线端通过桥式整流电路(包括二极管D6～D9)将交流电流转换为直流电流，桥式整流电路的输出端电连接负载电阻R13后接地，桥式整流电路的输出端还电连接第一限流电阻R12，第一限流电阻R12的另一端与图2中单片机的第一输入输出端P1.4电连接，第一限流电阻R12的另一端还连接一电容C11后接地。
当热水器加热管开始加热时，可以通过电流检测电路判断加热管是否工作(加热管内有电流通过)。桥式整流电路的输出端电连接负载电阻R13后接地，通过第一限流电阻R12将检测信号输入到单片机的第一输入输出端P1.4。
如图4所示，电源电路包括芯片XL1509-5V，芯片XL1509-5V的输入端IN接外部电源+12V，输出端OUT接一肖特基二极管D5的阴极，肖特基二极管D5的阳极接地，同时输出端OUT还接一电感L1，电感L1的另一端接第一极性电容C4的正极，第一极性电容C4的负极接地，第一极性电容C4的正极输出为单片机供电的+5V电源，第一极性电容C4的正极还与芯片XL1509-5V的反馈端FB电连接，芯片XL1509-5V的开关端ON/OFF接地，芯片XL1509-5V的其他引脚端均接地。
优选的，输入端IN还接二极管D4的负极，二极管D4的正极接地，芯片XL1509-5V的输入端IN还连接极性电容C2的正极，极性电容C2的负极接地，并且芯片XL1509-5V的输入端IN还接无极性电容C3后接地。第一极性电容C4的正极还连接极性电容C5的正极，极性电容C5的负极接地；并且极性电容C5的正极接有无极性电容C9，无极性电容C9的另一端接地，极性电容C5的正极还连接无极性电容C10后接地。
如图5所示，供电控制电路包括光耦OR817C，光耦OR817C的阳极接+5V电源，图2中单片机的第二输入输出端P1.5连接第二限流电阻R27后与接入光耦OR817C的阴极，光耦OR817C的集电极与一开关三极管Q1的基极连接，光耦OR817C的发射极与开关三极管Q1的集电极连接，开关三极管Q1的发射极连接控制电源端12V，开关三极管Q1的集电极作为加热器的开关控制端12VCC。
当单片机通过电流检测电路检测到加热器的供电电流低于设定的阈值时，则通过图2中第二输入输出端P1.5输出低电压，则光耦OR817C的发射极和集电极导通，使得加热器的开关控制端接通控制电源端，控制加热器供电工作；当单片机通过所述电流检测电路检测到加热器的供电电流等于或大于设定的阈值时，则通过第二输入输出端P1.5输出高电压，则光耦OR817C的发射极和集电极断开，使得加热器的开关控制端与控制电源端断开，控制加热器停止供电。
作为向控制电源端提供直流电源的的一实施例，控制电源端直接电连接所述外部电源+12V。
作为向控制电源端提供直流电源的的另一实施例，控制电源端电连接设置在加热器上的超温传感器的第一连接端，超温传感器的第二连接端连接外部电源+12V，在超温传感器探测温度低于设定的温度值时，超温传感器的两端处于导通连接状态，则控制电源端与外部电源+12V接通，当超温传感器探测温度等于或高于设定的温度值时，超温传感器的两端处于断开状态，则控制电源端与外部电源+12V断开。
该方式可以通过设定的温度值对控制电源端进行控制，避免加热器对水进行持续超高温加热，起到了节能省电的效果，同时也对加热器的安全使用提供了保障。
优选的，如图6所示。在向控制电源端提供直流电源的第二个实施例的基础上，用于沐浴热水器的控制电路还包括对控制电源端进行检测的控制电源检测电路，控制电源检测电路包括串联的第一检测电阻R16和第二检测电阻R20，第一检测电阻R16的一端与超温传感器的第一连接端电连接，第一检测电阻R16的另一端连接第二检测电阻R20，第二检测电阻R20的另一端接地，第一检测电阻R16和第二检测电阻R20连接处还电连接第三检测电阻R18，第三检测电阻R18的另一端电连接图2中单片机的输入输出端P1.6。
控制电源检测电路对控制电源端12V进行检测，检测超温传感器的第一连接端是否向控制电源端提供直流电源，当超温传感器的第一连接端向控制电源端提供直流电源时，电阻R18向单片机输出高压信号，当超温传感器的第一连接端不向控制电源端提供直流电源时，电阻R18向单片机输出低压信号。控制电源检测电路也可以检测超温传感器是否出现故障或者损坏，即当超温传感器出现故障时，电阻R18向单片机输出低压信号。
优选的，如图7所示，用于沐浴热水器的控制电路还包括进水温度检测电路，所述进水温度检测电路包括设置在加热器进水口的进水温度探测传感器J4，所述进水温度探测传感器J4的一端电连接+5V电源，另一端电连接进水温度检测分压电阻R6的一端，并且还电连接进水温度检测限流电阻R19的一端，进水温度检测分压电阻R6的另一端接地，进水温度检测限流电阻R19的另一端js_wd电连接图2中单片机的输入输出端P1.1。
优选的，如图8所示，用于沐浴热水器的控制电路还包括还包括出水温度检测电路，出水温度检测电路包括设置在加热器出水口的出水温度探测传感器，出水温度探测传感器的一端电连接+5V电源，另一端电连接出水温度检测分压电阻R32的一端，并且还电连接出水温度检测限流电阻R31的一端，出水温度检测分压电阻R32的另一端接地，所述出水温度检测限流电阻R31的另一端cs_wd电连接图2中单片机的输入输出端P1.0。
由此可见，本实用新型公开了一种用于沐浴热水器的控制电路。包括单片机、电流检测电路、供电控制电路以及电源电路，电源电路接入外部电源并变换为单片机供电的直流电源，单片机分别与电流检测电路和供电控制电路电连接，电流检测电路用于检测热水器中的加热器的供电电流，供电控制电路用于控制向加热器供电或断电；电流检测电路包括接入到加热器的交流电源的第一接线端和第二接线端，第一接线端和第二接线端通过桥式整流电路将交流电流转换为直流电流，桥式整流电路的输出端电连接负载电阻后接地，桥式整流电路的输出端还电连接第一限流电阻，第一限流电阻的另一端与单片机的第一输入输出端电连接。加热器加热过程进行监控并在功率过大的情况下停止加热。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种用于沐浴热水器的控制电路，其特征在于，包括单片机、电流检测电路、供电控制电路以及电源电路，所述电源电路接入外部电源并变换为单片机供电的直流电源，所述单片机分别与电流检测电路和供电控制电路电连接，所述电流检测电路用于检测所述热水器中的加热器的供电电流，所述供电控制电路用于控制向加热器供电或断电；
所述电流检测电路包括接入到加热器的交流电源的第一接线端和第二接线端，所述第一接线端和第二接线端通过桥式整流电路将交流电流转换为直流电流，所述桥式整流电路的输出端电连接负载电阻后接地，所述桥式整流电路的输出端还电连接第一限流电阻，所述第一限流电阻的另一端与所述单片机的第一输入输出端电连接，所述第一限流电阻的另一端还连接一电容后接地。
2.根据权利要求1所述的用于沐浴热水器的控制电路，其特征在于，所述电源电路包括芯片XL1509-5V，所述芯片XL1509-5V的输入端接外部电源+12V，输出端接一肖特基二极管的阴极，所述肖特基二极管的阳极接地，同时所述输出端还接一电感，所述电感的另一端接第一极性电容的正极，所述第一极性电容的负极接地，第一极性电容的正极输出为所述单片机供电的+5V电源，所述第一极性电容的正极还与所述芯片XL1509-5V的反馈端电连接，所述芯片XL1509-5V的开关端接地，所述芯片XL1509-5V的其他引脚端均接地。
3.根据权利要求2所述的用于沐浴热水器的控制电路，其特征在于，所述供电控制电路包括光耦OR817C，所述光耦OR817C的阳极接+5V电源，所述单片机的第二输入输出端连接第二限流电阻后接入所述光耦OR817C的阴极，所述光耦OR817C的集电极与一开关三极管的基极连接，光耦OR817C的发射极与所述开关三极管的集电极连接，所述开关三极管的发射极连接控制电源端，所述开关三极管的集电极作为加热器的开关控制端；
当所述单片机通过所述电流检测电路检测到加热器的供电电流低于设定的阈值时，则通过第二输入输出端输出低电压，则光耦OR817C的发射极和集电极导通，使得加热器的开关控制端接通控制电源端，控制加热器供电工作；当所述单片机通过所述电流检测电路检测到加热器的供电电流等于或大于设定的阈值时，则通过第二输入输出端输出高电压，则光耦OR817C的发射极和集电极断开，使得加热器的开关控制端与控制电源端断开，控制加热器停止供电。
4.根据权利要求3所述的用于沐浴热水器的控制电路，其特征在于，所述控制电源端直接电连接所述外部电源+12V。
5.根据权利要求3所述的用于沐浴热水器的控制电路，其特征在于，所述控制电源端电连接设置在加热器上的超温传感器的第一连接端，所述超温传感器的第二连接端连接外部电源+12V，在所述超温传感器探测温度低于设定的温度值时，所述超温传感器的两端处于导通连接状态，则所述控制电源端与外部电源+12V接通，当所述超温传感器探测温度等于或高于设定的温度值时，所述超温传感器的两端处于断开状态，则控制电源端与外部电源+12V断开。
6.根据权利要求5所述的用于沐浴热水器的控制电路，其特征在于，还包括对所述控制电源端进行检测的控制电源检测电路，所述控制电源检测电路包括串联的第一检测电阻和第二检测电阻，所述第一检测电阻的一端与所述超温传感器的第一连接端电连接，所述第一检测电阻的另一端连接第二检测电阻，所述第二检测电阻的另一端接地，所述第一检测电阻和第二检测电阻连接处还电连接第三检测电阻，所述第三检测电阻的另一端电连接所述单片机的一个输入输出端。
7.根据权利要求4或5所述的用于沐浴热水器的控制电路，其特征在于，还包括进水温度检测电路，所述进水温度检测电路包括设置在加热器进水口的进水温度探测传感器，所述进水温度探测传感器的一端电连接+5V电源，另一端电连接进水温度检测分压电阻的一端，并且还电连接进水温度检测限流电阻的一端，所述进水温度检测分压电阻的另一端接地，所述进水温度检测限流电阻的另一端电连接所述单片机的一个输入输出端。
8.根据权利要求6所述的用于沐浴热水器的控制电路，其特征在于，还包括出水温度检测电路，所述出水温度检测电路包括设置在加热器出水口的出水温度探测传感器，所述出水温度探测传感器的一端电连接+5V电源，另一端电连接出水温度检测分压电阻的一端，并且还电连接出水温度检测限流电阻的一端，所述出水温度检测分压电阻的另一端接地，所述出水温度检测限流电阻的另一端电连接所述单片机的一个输入输出端。
9.根据权利要求8所述的用于沐浴热水器的控制电路，其特征在于，所述单片机为芯片STC15W4K32S4。
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