CN212302244U - 电热水壶控制电路及电热水壶 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电热水壶控制电路及电热水壶，控制电路包括：主控制器、主控电路、电压检测电路及电流检测电路。主控电路的输入端与外部电源连接，输出端与电热水壶的加热装置电性连接，控制端与所述主控制器连接。电压检测电路的输入端与主控电路的输出端电性连接，输出端与主控制器电性连接。电流检测电路的输出端与主控电路的输出端电性连接，输出端与主控制器电性连接。根据上述技术方案的电热水壶控制电路，可以通过检测输送给加热装置的电压值判断加热装置是否开路、断路或失效，并在检测到加热装置异常时及时切断对加热装置的供电，防止能源浪费及持续供电造成安全事故，提高电热水壶的使用安全性。

Description

电热水壶控制电路及电热水壶

技术领域

本实用新型涉及电热水壶领域，特别涉及一种电热水壶控制电路及电热水壶。

背景技术

电热水壶作为一种热水工具，广泛地应用于人们的日常生活中，极大地方便了人们的日常生活。现有的电热水壶往往通过检测水的温度来判断电热水壶是否加热正常，当加热装置断路、开路或者失效时，电热水壶不会对壶体内的水进行检测，则无法通过水的温度判断电热水壶是否正常工作，造成电热水壶的控制电路任在向加热装置供电，造成能源浪费的同时还有可能引发安全事故，具有一定的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种电热水壶控制电路，能够检测电热水壶的加热装置是否开路、断路或者失效，防止能源浪费，提高使用安全性。

本实用新型还提出一种具有上述电热水壶控制电路的电热水壶。

第一方面，根据本实用新型的实施例的电热水壶控制电路，包括：主控电路，输入端与可与外部电源连接，输出端与加热装置电性连接，控制端与所述主控制器连接，接收所述主控制器的控制信号，并控制所述加热装置与所述外部电源之间的导通及关断；电压检测电路，输入端与所述主控电路的输出端电性连接，输出端与所述主控制器电性连接，用于检测所述加热装置的电压值并将所述电压值反馈给所述主控制器；电流检测电路，输入端与所述主控电路的输出端电性连接，输出端与所述主控制器电性连接，用于检测所述加热装置的电流值并将所述电流值反馈给所述主控制器；其中所述主控制器根据所述温度传感器反馈的温度值、所述电压值及所述电流值控制所述主控电路的动作。

根据本实用新型实施例的电热水壶控制电路，至少具有如下有益效果：电压检测电路和电流检测电路可以分别对加热装置的电压值和电流值进行采样，若检测不到电压值，则可以判断出加热装置开路或者断路，若检测到电流值异常，则可以判断加热装置失效。通过对加热装置的电压值及电流值的测量并将电压值和电流值反馈给主控制器，可以在加热装置异常时及时控制断开对加热装置的供电，避免能源浪费及持续供电而造成的安全事故，提高电热水壶的安全性。

根据本实用新型的一些实施例，所述主控电路包括：第一电压转换电路，输入端与所述外部电源电性连接，用于将交流电转化为直流电；继电控制电路，包括一继电器，所述继电器的线圈一端与第一电压转换电路的输出端电性连接，所述继电器的线圈的另一端作为所述主控电路的控制端与所述主控制器电性连接，所述继电器的触点串联于所述加热装置与所述外部电源之间。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一电压转换电路包括PN8034交直流转换芯片及其外围电路。

根据本实用新型的一些实施例，所述继电器的线圈的一端通过一个三极管与所述主控制器电性连接，所述线圈的一端与所述三极管的集电极电性连接，所述三极管基极与所述主控制器电性连接，所述三极管的发射极接地。

根据本实用新型的一些实施例，所述主控电路还包括第二电压转换电路，所述第二电压转换电路的输入端与所述第一电压转换电路的输出端电性连接，用于将所述第一电压转换电路的直流电转化为更低功率的直流电。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二电压转换电路包括由78L05组成的三端稳压电路。

根据本实用新型的一些实施例，所述电压检测电路包括由若干电阻串联而成的分压电路，所述加热装置的电压值经若干电阻分压后传递给所述主控制器。

根据本实用新型的一些实施例，所述电压检测电路包括由若干电阻串联而成的分压电路，所述加热装置的电压值经若干电阻分压后传递给所述主控制器。

根据本实用新型的一些实施例，所述电流检测电路包括由一个运算放大器及若干电阻组成的一阶放大电路，所述运算放大器的正向输入端与所述主控电路的输出端电性连接，所述运算放大器的反向输入端通过第一电阻接地，所述运算放大器的反向输入端还通过第二电阻与所述运算放大器的输出端电性连接，所述运算放大器的输出端与所述主控制器电性连接。

根据本实用新型的一些实施例，还包括：显示电路，与所述主控制器电性连接，用于显示时间、温度、工作状态及故障信息；警示电路，与所述主控制器电性连接，用于发出声音或者灯光报警。

第二方面，根据本实用新型的实施例的电热水壶，包括：壶体；根据本实用新型上述第一方面实施例的电热水壶控制电路，设置于所述壶体内；加热装置，设置于所述壶体的底部，与所述主控电路的输出端电性连接；温度传感器，设置于所述壶体内，与所述主控制器电性连接；水位传感器，设置于所述壶体内，与所述主控制器电性连接。

根据本实用新型实施例的电热水壶，至少具有如下有益效果：具有根据本实用新型第一方面实施例的电热水壶控制电路，可以从电压及电流两方面检测并判断加热装置是否断路、开路或者失效，并在异常时及时控制对加热装置断电，防止能源浪费，避免安全事故发生，提高使用的安全性。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例的电热水壶控制电路的原理框图；

图2为本实用新型实施例的主控电路的原理图；

图3为本实用新型实施例的电压检测电路的原理图；

图4为本实用新型实施例的电流检测电路的原理图；

图5为本实用新型实施例的第二电压转换电路的原理图；

图6为本实用新型实施例的主控制器的原理图；

图7为本实用新型实施例的7段数码管显示电路的原理图；

图8为本实用新型实施例的指示灯电路的原理图；

图9为本实用新型实施例的警示电路的原理图。

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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1，根据本实用新型实施例的电热水壶控制电路，包括主控制器、主控电路、电压检测电路及电流检测电路。主控制器与温度传感器电性连接，用于控制电热水壶的加热过程。主控电路的输入端与外部电源连接，主控电路的输出端与电热水壶的加热装置电性连接，主控电路的控制端与主控制器电性连接。电压检测电路的输入端与主控电路的输出端电性连接，电压检测电路的输出端与主控制器电性连接。电流检测电路的输入端与主控电路的输出端电性联机，电流检测电路的输出端与主控制器电性连接。主控制器发送控制信号给主控电路，主控电路收到控制信号后使加热装置与外部电源导通，使加热装置正常工作。加热装置断路或者开路时，电压检测电路采集不到主控电路的输出端处的电压值，主控制器可以通过电压检测电路反馈的电压值来判断加热装置是否断路或开路，并在检测到加热装置断路或者开路时停止发送控制信号给主控电路，切断加热装置与外部电源之间的连接。加热装置失效时，加热装置的电特性会发生改变，导致主控电路输出端处的电流值发生改变，主控制器可以通过电流检测电路反馈的电流值来判断加热装置是否失效，并在检测到加热装置失效时停止发送控制信号给主控电路。根据上述技术方案的电热水壶控制电路，可以从电压值与电流值两个方面判断加热装置是否开路、断路或失效，并在加热装置异常时切断加热装置与外部电源之间的连接，防止能源浪费，并可以避免持续供电造成安全事故，提高电热水壶的使用的安全性。

参照图2，在一些实施例中，主控电路包括第一电压转换电路及继电控制电路。图2中的A区域为第一电压转换电路，第一电压转换电路的输入端与外部电源连接，用于将交流电转化为直流电，为主控电路、电压检测电路及电流检测电路中的器件提供电能。图2中的B区域为继电控制电路，继电控制电路包括一继电器，继电器的线圈一端与第一电压转换电路的输出端连接，另一端与主控制器连接，受主控制器的控制信号控制。继电器的触点串联在主控电路中的外部电源和加热装置之间。主控制器发出控制信号时，继电器的线圈上电使继电器的触点动作，将加热装置与外部电源连通。主控制器停止发出控制信号时，继电器的线圈失电，继电器的触点复原使加热装置与外部电源之间断开。

参照图3，在一些实施例中，电压检测电路包括一分压电路，由若干电阻组成，电压检测电路采集到的电压值经分压电路分压并缩小到合适的值，再反馈给主控制器。

参照图4，在一些实施例中，电流检测电路包括一由运算放大器及若干电阻组成的一阶放大电路，电流检测电路采集到的电流值经一阶放大电路的放大或缩小后，再反馈给主控制器。

参照图7至图9，在一些实施例中，电热水壶控制电路还包括显示电路及警示电路，显示电路和警示电路均与主控制器电性连接，显示电路可用于显示时间、温度、工作状态及故障信息。警示电路用于发出声音或者灯光报警。

根据本实用新型实施例的电热水壶，包括壶体、及设置于壶体内的根据本实用新型的第一方面实施例的电热水壶控制电路、加热装置、温度传感器及水位传感器。加热装置设置于壶体的底部，加热装置与主控电路的输出端电性连接，温度传感器和水位传感器分别与主控制器电性连接。可以理解的是，壶体可以通过电源线与外部电源连接，或者通过电源底座与外部电源连接。

下面参考图2至图9以一个具体的实施例详细描述根据本实用新型实施例的电热水壶控制电路。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对实用新型的具体限制。

参照图1，在本实施例中，主控电路的第一电压转换电路由交直流转换芯片PN8034及其外围电路组成，PN8034可以转换220v交流电为12V的直流电，供电热水壶控制电路中的一些器件使用。继电控制电路中的继电器RLAY的线圈通过三极管Q1与主控制器连接，接收主控制器发送过来的控制信号HEAT_JK。继电器RLAY的线圈的一端连接第一电压转换电路的输出端，继电器RLAY的线圈的另一端与三极管Q1的集电极连接，三级管Q1的基极与主控制器电性连接，三极管Q1的发射极接地。当HEAT_JK为高电平时，三极管Q1导通，使继电器RLAY 的线圈得电，继电器RLAY的触点闭合使加热装置与外部电源连通。在本实施例中，加热装置与外部电源之间还串联有熔断器F1及稳压管TR1，用于保护加热装置。加热装置通过电阻R4与稳压管TR1的一端连接。电流检测电路的输入端与熔断器F1和稳压管TR1之间的连接处连接，采集电流值A/OUT；电压检测电路的输入端通过电容EC1与熔断器F1与稳压管TR1之间的连接处连接，采集电压值V/OUT。

参照图3，在本实施例中，电压检测电路由电阻R10、R11及R12串联而成，电阻R12背向电阻R11的一端接地，电阻R12两端的电压作为反馈给主控制器的电压值V/AD与主控制器电性连接。电阻R10背向电阻R11的一端与主控电路的输出端连接。为了保护主控制器的引脚，电阻R12两端并联有电容EC7。

参照图4，在本实施例中，电流检测电路为一阶放大电路。运算放大器A的正向输入端通过电阻R6与主控电路的输出端连接，运算放大器A的反向输入端通过电阻R7与运算放大器A的输出端连接，反向输入端还通过电阻R8接地，运算放大器A的输出端通过电阻R9连接主控制器，反馈电流值A/AD。为保护主控制器的引脚，还设有电容EC6，电容EC6的一端与电阻R9背向运算放大器A 的一端连接，电容EC6的另外一端接地。在本实施列中，由于运算放大器A需要5V供电，所以主控电路还包括第二电压转换电路，参照图5。敌人电压转换电路为由78L05组成的三端稳压电路，输入端与第一电压转换电路的输出端连接，可以将12V直流电转化为5V直流电。参照图6，在本实施例中主控制器为单片机。

参照图7及图8，在本实施例中，显示电路包括7段数码管显示电路及指示灯电路，二者皆与主控制器连接。7段数码管在主控制器的控制下可以显示0至 9的数字及少量字母及符号，可以配合显示当前温度、加热时间及错误代码等信息。指示灯登录包括LED1、LED2及LED3三个LED灯。LED1至LED3的负极分别与主控制器连接，正极分别连接开关S1、S2及S3。开关S1至S3背向LED的一端通过电阻R21接地。开关S1至S3与LED1至LED3连接的一端分别于主控制器连接。可以动过开关S1至S3发送信号给主控制器，切换电热水壶的工作状态。

参照图9，在本实施例中，警示电路采用声音信号报警，电铃BUZZER的一端通过电阻R22与第二电压转换电路的输出端连接，另一端通过三极管Q2与主控制器电性连接，接收控制信号BUZ，当BUZ为高电平时，电铃BUZZER工作发出铃音。

在本实施例中，电热水壶具有温度传感器和水位传感器，分别与主控制器电性连接。在本实施例中，温度传感器为热电偶，水位传感器为静压传感器，可以防止电热水壶空烧。加热装置为石墨烯电热膜。

根据本实用新型实施例的电热水壶控制电路及具有其的电热水壶，可以通过检测主控电路输出给加热装置的电压值及电流值并实时反馈给主控制器，主控制器可从两方面判断加热装置是否开路、断路或者失效，并判断加热装置出现异常时及时切断对加热装置的供电，防止能源浪费及持续供电造成的安全事故，提高电热水壶的使用安全性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种电热水壶控制电路，其特征在于，包括：

主控制器，与温度传感器电性连接；

主控电路，输入端与可与外部电源连接，输出端与加热装置电性连接，控制端与所述主控制器连接，接收所述主控制器的控制信号，并控制所述加热装置与所述外部电源之间的导通及关断；

电压检测电路，输入端与所述主控电路的输出端电性连接，输出端与所述主控制器电性连接，用于检测所述加热装置的电压值并将所述电压值反馈给所述主控制器；

电流检测电路，输入端与所述主控电路的输出端电性连接，输出端与所述主控制器电性连接，用于检测所述加热装置的电流值并将所述电流值反馈给所述主控制器；

其中所述主控制器根据所述温度传感器反馈的温度值、所述电压值及所述电流值控制所述主控电路的动作。

2.根据权利要求1所述的电热水壶控制电路，其特征在于，所述主控电路包括：

第一电压转换电路，输入端与所述外部电源电性连接，用于将交流电转化为直流电；

继电控制电路，包括一继电器，所述继电器的线圈一端与第一电压转换电路的输出端电性连接，所述继电器的线圈的另一端作为所述主控电路的控制端与所述主控制器电性连接，所述继电器的触点串联于所述加热装置与所述外部电源之间。

3.根据权利要求2所述的电热水壶控制电路，其特征在于，所述第一电压转换电路包括PN8034交直流转换芯片及其外围电路。

4.根据权利要求3所述的电热水壶控制电路，其特征在于，所述继电器的线圈的一端通过一个三极管与所述主控制器电性连接，所述线圈的一端与所述三极管的集电极电性连接，所述三极管基极与所述主控制器电性连接，所述三极管的发射极接地。

5.根据权利要求2所述的电热水壶控制电路，其特征在于，所述主控电路还包括第二电压转换电路，所述第二电压转换电路的输入端与所述第一电压转换电路的输出端电性连接，用于将所述第一电压转换电路的直流电转化为更低功率的直流电。

6.根据权利要求5所述的电热水壶控制电路，其特征在于，所述第二电压转换电路包括由78L05组成的三端稳压电路。

7.根据权利要求1所述的电热水壶控制电路，其特征在于，所述电压检测电路包括由若干电阻串联而成的分压电路，所述加热装置的电压值经若干电阻分压后传递给所述主控制器。

8.根据权利要求1所述的电热水壶控制电路，其特征在于，所述电流检测电路包括由一个运算放大器及若干电阻组成的一阶放大电路，所述运算放大器的正向输入端与所述主控电路的输出端电性连接，所述运算放大器的反向输入端通过第一电阻接地，所述运算放大器的反向输入端还通过第二电阻与所述运算放大器的输出端电性连接，所述运算放大器的输出端与所述主控制器电性连接。

9.根据权利要求1所述的电热水壶控制电路，其特征在于，还包括：

显示电路，与所述主控制器电性连接，用于显示时间、温度、工作状态及故障信息；

警示电路，与所述主控制器电性连接，用于发出声音或者灯光报警。

10.一种电热水壶，其特征在于，包括：

壶体；

根据权利要求1至9任一项所述的电热水壶控制电路，设置于所述壶体内；

加热装置，设置于所述壶体的底部，与所述主控电路的输出端电性连接；

温度传感器，设置于所述壶体内，与所述主控制器电性连接；

水位传感器，设置于所述壶体内，与所述主控制器电性连接。

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