CN211011954U - 一种水加热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种水加热器，涉及PTC水加热器技术领域。该水加热包括控制器、漏水检测电路、开关电路以及加热电路，控制器与漏水检测电路、开关电路分别电连接，开关电路与加热电路形成闭合回路，漏水检测电路用于当漏水检测电路所处的环境存在水时，生成报警信号，并将报警信号传输至控制器，控制器用于接收到报警信号时，控制开关电路断开以使加热电路停止运行；由于在漏水检测电路所处的环境存在水时，控制器便控制开关电路断开以使加热电路停止运行，避免加热电路在漏水时继续工作，避免了短路情况的发生，提高了安全性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及PTC水加热器技术领域，具体而言，涉及一种水加热器。
背景技术
水加热器是一种以水为传热介质，电加热升温，通过高温水泵强制循环供热的设备。具体地，水加热器利用PTC(Positive Temperature Coefficient)片发热的特征，对水进行加热，再通过电路板进行控制加热功率以及相关的安全保护。
现有技术中，电路板与发热芯体是封装在同一个产品总成里，因发热芯体焊接一致性问题和发热芯体长时间使用过程中的腐蚀问题不可避免，当水流经加热芯体时，有漏水风险，存在安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种水加热器，以解决上述问题。
本实用新型是这样实现的：
一种水加热器，所述水加热器包括控制器、漏水检测电路、开关电路以及加热电路，所述控制器与所述漏水检测电路、所述开关电路分别电连接，所述开关电路与所述加热电路形成闭合回路；
所述漏水检测电路用于当所述漏水检测电路所处的环境存在水时，生成报警信号，并将所述报警信号传输至所述控制器；
所述控制器用于接收到所述报警信号时，控制所述开关电路断开以使所述加热电路停止运行。
进一步地，所述漏水检测电路包括电压检测模块以及电压比较模块，所述电压检测模块、所述电压比较模块以及所述控制器依次电连接；
所述电压检测模块用于当所述电压检测模块所处的环境存在水时生成检测电压，并将所述检测电压传输至所述电压比较模块；
所述电压比较模块用于当所述检测电压小于预设定的电压阈值时，输出报警信号至所述控制器。
进一步地，所述电压检测模块包括检测探针、第一电阻及第一电容，电源依次串联所述第一电阻及所述第一电容后接地，所述检测探针的第一端口电连接于所述第一电阻与所述第一电容之间，所述检测探针的第二端口接地。
进一步地，所述检测探针包括第一探针及第二探针，所述第一探针与所述第二探针间隔设置。
进一步地，所述第一探针与所述第二探针均采用金属材料制成。
进一步地，所述电压比较模块包括运算放大器、第二电阻以及第三电阻，电源依次串联所述第二电阻以及所述第三电阻后接地，所述运算放大器的反相输入端电连接于所述第二电阻以及所述第三电阻之间，所述运算放大器的同相输入端与所述检测探针的第一端口电连接，所述运算放大器的信号输出端与所述控制器电连接。
进一步地，所述电压比较模块还包括第四电阻，所述电源串联所述第四电阻后与所述运算放大器的信号输出端电连接。
进一步地，所述开关电路包括开关驱动模块以及开关模块，所述控制器、所述开关驱动模块以及所述开关模块依次电连接，所述加热电路与所述开关模块形成闭合回路。
进一步地，所述开关模块包括绝缘栅双极型晶体管。
进一步地，所述水加热器还包括控制器局域网络总线，所述控制器通过所述控制器局域网络总线与汽车整车控制器；
所述控制器还用于接收到所述报警信号时，通过所述控制器局域网络总线传输断电指令给所述汽车整车控制器，以使所述汽车整车控制器控制电源系统停止为所述加热电路供电。
相对现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供的一种水加热器，包括控制器、漏水检测电路、开关电路以及加热电路，控制器与漏水检测电路、开关电路分别电连接，开关电路与加热电路形成闭合回路，漏水检测电路用于当漏水检测电路所处的环境存在水时，生成报警信号，并将报警信号传输至控制器，控制器用于接收到报警信号时，控制开关电路断开以使加热电路停止运行；由于在漏水检测电路所处的环境存在水时，控制器便控制开关电路断开以使加热电路停止运行，避免加热电路在漏水时继续工作，避免了短路情况的发生，提高了安全性能。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
图1示出了本实用新型所提供的一种水加热器的电路结构框图。
图2示出了本实用新型所提供的一种水加热器进一步的电路结构框图。
图3示出了漏水检测电路的电路图。
图标：100-水加热器；110-漏水检测电路；112-电压检测模块；114-电压比较模块；120-控制器；130-开关电路；132-开关驱动模块；134-开关模块；140-加热电路；150-控制器局域网络总线。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
第一实施例
本实用新型提供了一种水加热器100，用于实时检测是否存在漏水问题。请参阅图1，为本实用新型实施例提供的水加热器100的电路结构框图。水加热器100包括控制器120、漏水检测电路110、开关电路130、加热电路140以及控制器局域网络总线150(ControllerArea Network，CAN)。其中，控制器120与漏水检测电路110、开关电路130以及控制器局域网络总线150分别电连接，开关电路130与加热电路140形成闭合回路。
其中，漏水检测电路110用于当漏水检测电路110所处的环境存在水时，生成报警信号，并将报警信号传输至控制器120。
请参阅图2，为本实用新型实施例提供的水加热器100进一步的电路结构框图。漏水检测电路110包括电压检测模块112以及电压比较模块114，电压检测模块112、电压比较模块114以及控制器120依次电连接。
电压检测模块112用于当电压检测模块112所处的环境存在水时生成检测电压，并将检测电压传输至电压比较模块114。
请参阅图3，为本实用新型实施例提供的漏水检测电路110的电路图。其中，电压检测模块112包括检测探针、第一电阻及第一电容，电源依次串联第一电阻及第一电容后接地，检测探针的第一端口电连接于第一电阻与第一电容之间，检测探针的第二端口接地。
检测探针包括第一探针及第二探针，第一探针与第二探针间隔设置。此外，第一探针与第二探针均采用金属材料制成。
在一种可选的实施方式中，第一探针与第二探针间隔2.54mm，且均为镀金的金属插针。
具体地，当出现防冻液泄露的情况时，检测探针的第一探针与第二探针同时接触到防冻液，此时第一探针与第二探针之间形成直流电阻，且该直流电阻的阻值在100K欧姆～200K欧姆之间。同时，直流电阻与第一电阻构成分压电路，输出至电压比较模块114的电压满足算式：
其中，Vi+为输出至电压比较模块114的电压，R3为第三电阻，Rn为第一探针与第二探针之间形成直流电阻，Vcc为电源电压。
而防冻液未泄露时，检测探针的第一探针与第二探针不能接触到防冻液，此时第一探针与第二探针之间处于断路状态，输出至电压比较模块114的电压即为电源电压。
电压比较模块114用于当检测电压小于预设定的电压阈值时，输出报警信号至控制器120。
请继续参阅图3，电压比较模块114包括运算放大器、第二电阻以及第三电阻，电源依次串联第二电阻以及第三电阻后接地，运算放大器的反相输入端电连接于第二电阻以及第三电阻之间，运算放大器的同相输入端与检测探针的第一端口电连接，运算放大器的信号输出端与控制器120电连接。
可以理解地，该预设定的电压阈值为大于
且小于Vcc的一个值。从而，当防冻液未泄露时，检测探针输出的电压值，也即运算放大器的同相输入端的电压值为Vcc，运算放大器的信号输出端可以输出高电平信号；当出现防冻液泄露的情况时，运算放大器的同相输入端的电压值为
运算放大器的信号输出端可以输出低电平信号，也即报警信号。
可以理解地，预设定的电压阈值可以由第二电阻以及第三电阻进行调整。
在一种可选的实施方式中，电压比较模块114还包括第四电阻，电源串联第四电阻后与运算放大器的信号输出端电连接。
控制器120用于接收到报警信号时，控制开关电路130断开以使加热电路140停止运行。
在一种可选的实施方式中，控制器120采用单片机，该单片机为PIC16F877A型8位增强型FLASH微控制器(时钟输入20MHZ，指令周期200ns)。
开关电路130用于在控制器120的控制下断开或导通，以使得加热电路140停止运行或运行。
请继续参阅图2，开关电路130包括开关驱动模块132以及开关模块134，控制器120、开关驱动模块132以及开关模块134依次电连接，加热电路140与开关模块134形成闭合回路。
在一种可选的实施方式中，开关模块134包括绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGate Bipolar Transistor，IGBT)；对应地，开关驱动模块132为IGBT驱动。
加热电路140用于当开关电路130导通时运行以加热水；以及用于当开关电路130断开时停止运行。
在一种可选的实施方式中，加热电路140包括PTC(Positive TemperatureCoefficient)片。
控制器120还用于接收到报警信号时，通过控制器局域网络总线150传输断电指令给汽车整车控制器(Vehicle Control Unit，VCU)，以使汽车整车控制器控制电源系统停止为加热电路140供电。
其中，在正常情况下，VCU控制电源系统为加热电路140供电。然而在检测到防冻液泄漏时，VCU电源系统为通过控制器局域网络总线150接收到控制器120传输的断电指令，控制电源系统停止为加热电路140供电，能够避免在漏水的情况下，出现高压漏电的情况，能够进一步降低安全风险。
本实用新型的原理为，当存在防冻液泄露的情况时，第一探针和第二探针导通并形成直流电阻，导致输出至第一运算放大器的电压值小于预设定的阈值，从而第一运算放大器的信号输出端输出低电平，此时控制器120控制开关电路130断开，从而加热电路140所在闭环呈断路状态，加热电路140无法继续运行，避免了短路情况的发生；同时控制器120还通过CAN总线150传输断电指令给VCU，以使汽车整车控制器控制电源系统停止为加热电路140供电，避免在漏水的情况下，出现高压漏电的情况，能够进一步降低安全风险。
综上所述，本实用新型提供的一种水加热器，包括控制器、漏水检测电路、开关电路以及加热电路，控制器与漏水检测电路、开关电路分别电连接，开关电路与加热电路形成闭合回路，漏水检测电路用于当漏水检测电路所处的环境存在水时，生成报警信号，并将报警信号传输至控制器，控制器用于接收到报警信号时，控制开关电路断开以使加热电路停止运行；由于在漏水检测电路所处的环境存在水时，控制器便控制开关电路断开以使加热电路停止运行，避免加热电路在漏水时继续工作，避免了短路情况的发生，提高了安全性能。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水加热器，其特征在于，所述水加热器包括控制器、漏水检测电路、开关电路以及加热电路，所述控制器与所述漏水检测电路、所述开关电路分别电连接，所述开关电路与所述加热电路形成闭合回路；
所述漏水检测电路用于当所述漏水检测电路所处的环境存在水时，生成报警信号，并将所述报警信号传输至所述控制器；
所述控制器用于接收到所述报警信号时，控制所述开关电路断开以使所述加热电路停止运行。
2.根据权利要求1所述的水加热器，其特征在于，所述漏水检测电路包括电压检测模块以及电压比较模块，所述电压检测模块、所述电压比较模块以及所述控制器依次电连接；
所述电压检测模块用于当所述电压检测模块所处的环境存在水时生成检测电压，并将所述检测电压传输至所述电压比较模块；
所述电压比较模块用于当所述检测电压小于预设定的电压阈值时，输出报警信号至所述控制器。
3.根据权利要求2所述的水加热器，其特征在于，所述电压检测模块包括检测探针、第一电阻及第一电容，电源依次串联所述第一电阻及所述第一电容后接地，所述检测探针的第一端口电连接于所述第一电阻与所述第一电容之间，所述检测探针的第二端口接地。
4.根据权利要求3所述的水加热器，其特征在于，所述检测探针包括第一探针及第二探针，所述第一探针与所述第二探针间隔设置。
5.根据权利要求4所述的水加热器，其特征在于，所述第一探针与所述第二探针均采用金属材料制成。
6.根据权利要求3所述的水加热器，其特征在于，所述电压比较模块包括运算放大器、第二电阻以及第三电阻，电源依次串联所述第二电阻以及所述第三电阻后接地，所述运算放大器的反相输入端电连接于所述第二电阻以及所述第三电阻之间，所述运算放大器的同相输入端与所述检测探针的第一端口电连接，所述运算放大器的信号输出端与所述控制器电连接。
7.根据权利要求6所述的水加热器，其特征在于，所述电压比较模块还包括第四电阻，所述电源串联所述第四电阻后与所述运算放大器的信号输出端电连接。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的水加热器，其特征在于，所述开关电路包括开关驱动模块以及开关模块，所述控制器、所述开关驱动模块以及所述开关模块依次电连接，所述加热电路与所述开关模块形成闭合回路。
9.根据权利要求8所述的水加热器，其特征在于，所述开关模块包括绝缘栅双极型晶体管。
10.根据权利要求1-7中任意一项所述的水加热器，其特征在于，所述水加热器还包括控制器局域网络总线，所述控制器通过所述控制器局域网络总线与汽车整车控制器；
所述控制器还用于接收到所述报警信号时，通过所述控制器局域网络总线传输断电指令给所述汽车整车控制器，以使所述汽车整车控制器控制电源系统停止为所述加热电路供电。
Priority Applications (1)
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| CN201921981551.5U CN211011954U (zh) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | 一种水加热器 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201921981551.5U CN211011954U (zh) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | 一种水加热器 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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2019
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