CN214673256U - 一种电热水器用智能防护插头及电热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电热水器用智能防护插头及电热水器，其特征在于，包括：为电热水器的电加热器供电高压部分和为电热水器主控制系统供电的低压部分；所述低压部分包括：电源转换模块、通断模块、逻辑控制与驱动模块、以及通讯模块，所述电源转换模块与所述高压部分连接、用来将高压电转换成低压电并为所述逻辑控制与驱动模块、所述电热水器主控制系统供电，所述通断模块通过低压供电线连接在所述电源转换模块与所述电热水器主控制系统、并受控于所述逻辑控制与驱动模块、用来实现低压电的通断，所述逻辑控制与驱动模块通过所述通讯模块与所述电热水器主控制系统通讯。本实用新型具有结构简单、可靠性好且成本低的特点。

Description

一种电热水器用智能防护插头及电热水器

技术领域

本实用新型涉及电热水器技术领域，尤其涉及一种电热水器用智能防护插头及电热水器。

背景技术

现有被动漏保技术：漏电保护插头工作在浴室潮湿环境，导致可靠性不稳定，存在漏电检测系统失效和脱扣器损坏的风险，对于用户存在风险，为提高安全性能，部分用户在洗浴前按漏电保护插头的试验键使电热水器三极（零、火、地线）断开，洗浴完后需按下漏电保护插头的复位按钮才能给电热水器通电，部分家庭电热水器安装在高位，导致操作困难，存在不良体验。现有主动漏保技术：只断开了电加热器，而漏电保护开关电源线、控制器依然带电，且部分漏电事故是由于接地不良或地线带电引起，无法彻底保证用户洗浴安全，存在安全风险。

一篇申请号为201610383306.9的中国发明专利公开一种智能断电的电热水器控制系统，包括：可自动复位的三极漏电保护插头电源线，单片机，电加热器模块，第一继电器，第二继电器，用来实现强弱电隔离和通讯的隔离通讯模块，可充放电的电源模块，电源检测模块，以及硬件上电复位模块。工作时，通过与单片机连接的遥控器、机身按键或远程控制终端触发隔离通讯模块，使隔离通讯模块发出断电或闭合信号，即可实现三极漏电保护插头电源线三极的断开和闭合，避免用户较难操作安装在高处的漏电保护插头电源线，保证用户安全洗浴。但是该专利是对现有的漏电保护插头进行优化，内部结构复杂、故障率高，导致整个智能通断电系统可靠性偏低，电热水器容易经常出现故障。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、可靠性好且成本低的电热水器用智能防护插头。

本实用新型还提供一种具有上述智能防护插头的电热水器。

为达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种电热水器用智能防护插头，其特征在于，包括：为电热水器的电加热器供电高压部分和为电热水器主控制系统供电的低压部分；所述低压部分包括：电源转换模块、通断模块、逻辑控制与驱动模块、以及通讯模块，所述电源转换模块与所述高压部分连接、用来将高压电转换成低压电并为所述逻辑控制与驱动模块、所述电热水器主控制系统供电，所述通断模块通过低压供电线连接在所述电源转换模块与所述电热水器主控制系统、并受控于所述逻辑控制与驱动模块、用来实现低压电的通断，所述逻辑控制与驱动模块通过所述通讯模块与所述电热水器主控制系统通讯。

更为优选的是，所述通断模块采用的开关器件为受电信号控制的继电器、脱扣机构、三极管、MOS管或晶闸管。

更为优选的是，所述通断模块连接在所述低压供电线的正极接线和/或负极接线上。

更为优选的是，所述通讯模块为有线通讯模块，所述通讯模块与所述电热水器主控制系统之间通过光电耦合模块隔离通讯。

更为优选的是，所述通讯模块为无线通讯模块，所述无线通讯模块为：通过蓝牙模块、WiFi模块、RF射频模块、ZigBee通讯模块、Modbus模块通讯或433m无线模块。

更为优选的是，在所述智能防护插头上设有地线带电警示模块，所述地线带电警示模块与所述高压部分的地线和零线连接、用来检测地线是否带电。

更为优选的是，所述地线带电警示模块为声光警示装置。

一种电热水器，包括：内胆，安装在所述内胆上的电加热器、镁棒、进水管组件、出水管组件，以及智能防护插头和电热水器主控制系统；在所述进水管组件和/或所述出水管组件上连接有用水信号检测装置，在所述进水管组件和/或所述出水管组件上安装有水阻式防触电装置；其特征在于，所述智能防护插头为如上所述的一种电热水器用智能防护插头。

更为优选的是，所述电热水器主控制系统包括：单片机，与所述单片机连接继电器模块、操作显示模块，所述单片机与所述用水信号检测装置连接并通过通讯模块与所述逻辑控制与驱动模块通讯，所述继电器模块连接在所述电加热器的供电电路上并受控于所述单片机，所述操作显示模块用于操作所述电热水器和所述智能防护插头、以及显示所述电热水器和所述智能防护插头的工作信息。

更为优选的是，在所述操作显示模块上设置有自动整机不工作启停按键和手动复位按键；关闭所述自动整机不工作启停按键时，电热水器为不具备自动断电功能的普通电热水器，触控所述手动复位按键时，能实现所述电热水器主控制系统的手动复位通电。

本实用新型的有益效果是。

一、本实用新型提供的智能防护插头，仅在普通插头基础上增加带自动断电、复位功能的低电部分，工作时，利用低压部分为电热水器主控制系统供电，通过断开低压部分，即可实现电热水器的断电，不再需要用户操作通断电，极大提高用户体验；与现有的带三极断电功能的漏电保护插头相比，具有结构更加简单的特点，既能提高整个自动断电系统的可靠性，又极大降低了成本。

二、通过在智能防护插头上增加地线带电警示模块，可以使用户更加方便快捷的了解到是否出现地线带电，进一步提高使用的安全性。

三、本实用新型提供的电热水器，能够直接从电热水器电源线插头开关处断开整机控制部分供电，从而让整机处于断电状态，以及在进出水处设置防电墙，无论电热水器本身漏电还是地线的反向带电均能进行保护；安全性好、智能程度高。

附图说明

图1所示为本实用新型提供的电热水器的结构示意图。

图2所示为本实用新型提供的智能防护插头与电热水器主控制系统的连接结构图。

图3所示为本实用新型提供的智能防护插头的控制流程图。

附图标记说明。

1：内胆，2：电加热器，3：镁棒，4：进水管组件，5：出水管组件，6：智能防护插头，7：磁控水流开关，8：水阻式防触电装置，9：电热水器主控制系统。

6-1：电源转换模块，6-2：通断模块，6-3：逻辑控制与驱动模块，6-4：通讯模块，6-5：地线带电警示模块。

9-1：单片机，9-2：继电器模块，9-3：操作模块，9-4：显示模块。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向” 、“纵向”、“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”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。

此外，如有术语“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隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本实用新型描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本实用新型中的具体含义。

在实用新型中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征 “之上”、“之下”和“下面”包括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低于第二特征。

下面结合说明书的附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的描述，使本实用新型的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

如图1所述，一种电热水器，包括：内胆1，安装在所述内胆1上的电加热器2、镁棒3、进水管组件4、出水管组件5，以及智能防护插头6和电热水器主控制系统；在所述进水管组件4上设有磁控水流开关7，在所述出水管组件5上设有水阻式防触电装置8；所述智能防护插头6为所述电加热器2和所述电热水器主控制系统供电，且所述智能防护插头6与所述磁控水流开关7信号连接、并根据所述磁控水流开关7反馈的信号断开或接通所述电热水器主控制系统供电。

实际工作时，智能防护插头6根据磁控水流开关7反馈的用水信号断开电热水器主控制系统供电，与此同时，随着电热水器主控制系统的失电也会导致电加热器的供电电路断开，实现整机不工作功能，避免了电热水器本身的漏电。当出现环境地线带电时，电热水器自带的防电墙，同时保证了无论是电热水器本身漏电还是地线反向带电，均能通过防电墙水阻物理隔电原理，实现电热水器的安全使用。

显然，上述电热水器结构只是一个较佳实施例，本领域技术人员可以根据实际需要的不同将磁控水流开关7安装到出水管组件5或其他与内胆1连通的用水管路上，磁控水流开关7也可以采用水流量传感器、温度传感器、水压传感器等其他用水信号检测装置，水阻式防触电装置8可以同时设置在进水管组件4和出水管组件5上；不限于本实施例。

图2所示智能防护插头6与电热水器主控制系统9的连接结构图。从该图中可以看出，所述智能防护插头6高压部分和低压部分，所述高压部分为所述电加热器2供电，所述低压部分为所述电热水器主控制系统9供电。

其中，所述低压部分包括：电源转换模块6-1、通断模块6-2、逻辑控制与驱动模块6-3、以及通讯模块6-4，所述电源转换模块6-1用来将高压电转换成低压电并为所述逻辑控制与驱动模块6-3、所述电热水器主控制系统9供电，所述通断模块6-2通过低压供电线连接在所述电源转换模块6-1与所述电热水器主控制系统9、并受控于所述逻辑控制与驱动模块6-3、用来实现低压电的通断，所述逻辑控制与驱动模块6-3通过所述通讯模块6-4与所述电热水器主控制系统9通讯。

本实施例中，电源转换模块6-1、通断模块6-2和逻辑控制与驱动模块6-3的具体电路设计均为本领域技术人员所掌握的普通技术手段，这里不再赘述。

对于低压供电线的通断，可以采用继电器或脱扣机构，也可以直接三极管、MOS管、晶闸管等受电信号控制的开关器件。对于低压供电线的断电方式，可以单独断一根线，也可以一齐断两根线。

结合图3所示，实际应用时，所述智能防护插头6连接在电热水器的供电线路上；在所述通讯模块6-4接收到用水信号的情况下，逻辑控制与驱动模块6-3接收信号并发送驱动指令控制所述通断模块6-2进行通断，以使低压供电线通断电。特别地，所述逻辑控制与驱动模块6-3具有定时复位通电功能，控制所述通断模块6-2进行通断，进而间断接收用水信号的变化。

本实施例定时复位通电的时间间隔为3分钟（这个时间根据实际需要进行调整），断电3分钟后，辑控制与驱动模块6-3发送驱动指令控制所述通断模块6-2进行通电，电热水器主控制系统9得电工作，先保持显示屏熄灭，操作器不工作，然后检测水流信号，有水流信号则继续发送断电指令至智能防护插头6断电，无水流信号则整机恢复正常工作。

需要说明的是，在所述智能防护插头6上还设有地线带电警示模块6-5，所述地线带电警示模块6-5与所述高压部分的地线和零线连接、用来检测地线是否带电。为取得更好的地线带电警示效果，本实施例中，优选所述地线带电警示模块6-5为声光警示装置。至于声光警示装置的具体电路设计，其为本领域技术人员所掌握的普通技术知识，这里不再赘述。显然，根据实际情况的不同，地线带电警示模块6-5可以改为安装在电热水器上，如连接在电热水器的壳体与安装墙壁之间。

再结合图2所示，所述电热水器主控制系统9包括：单片机9-1，与所述单片机9-1连接继电器模块9-2、操作模块9-3和显示模块9-4，所述单片机9-1与所述磁控水流开关7连接并通过通讯模块6-4与所述逻辑控制与驱动模块6-3通讯，所述继电器模块6-2连接在所述电加热器2的供电电路上并受控于所述单片机9-1，所述操作模块9-3用于操作所述电热水器和所述智能防护插头6，所述显示模块9-4用于显示所述电热水器和所述智能防护插头6的工作信息。

实际应用时，可以在操作模块9-3设置自动整机不工作启停按键，关闭所述自动整机不工作启停按键时，电热水器为不具备自动断电功能的普通电热水器。也可以在操作模块9-3上设置手动复位按键，通过手动操作来实现电热水器主控制系统9的手动复位通电。

显然地，本领域技术人员根据实际需要的不同，可以采用微处理器等其他具有控制功能的芯片来代替单片机，可以将操作模块9-3和显示模块9-4集成在一起，如集成为触摸显示屏等等。在不同实施方式中，所述操作模块9-3也可以为独立的遥控装置或其他无线操控装置。

本实施例中，所述单片机9-1与所述通讯模块6-4之间通过通讯线有线连接；通讯模块6-4可仅接收高电信号，或仅接收低电平信号，或高低电平信号同时接收。为提高安全性，优选通讯模块为隔离通讯模块，所述隔离通讯的方式为光电耦合信号通讯，或其他高低电位信号通讯。工作时，可仅接收高电信号，或仅接收低电平信号，或高低电平信号同时接收。在其他实施方案中，所述单片机和所述通讯模块之间的通讯可以通过无线通讯，比如通过蓝牙模块、WiFi模块、RF射频模块、ZigBee通讯模块、Modbus模块通讯或433m无线模块等，其都可替代本实施方案中的通讯线。

对于继电器模块9-2，也可以采用或脱扣机构、三极管、MOS管、晶闸管等受电信号控制的开关器件来代替；不限于本实施例。

作为一种改进实施方式，所述电热水器和/或所述智能防护插头6还具备故障检测功能，当智能防护插头6不执行断低压供电线功能时，通过操作显示器或其他提示装置进行故障提示，提醒用户维修。

通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本实用新型不局限于上述的具体实施方式，在本实用新型基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应由各权利要求项及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。

Claims (10)

1.一种电热水器用智能防护插头，其特征在于，包括：为电热水器的电加热器供电高压部分和为电热水器主控制系统供电的低压部分；所述低压部分包括：电源转换模块、通断模块、逻辑控制与驱动模块、以及通讯模块，所述电源转换模块与所述高压部分连接、用来将高压电转换成低压电并为所述逻辑控制与驱动模块、所述电热水器主控制系统供电，所述通断模块通过低压供电线连接在所述电源转换模块与所述电热水器主控制系统、并受控于所述逻辑控制与驱动模块、用来实现低压电的通断，所述逻辑控制与驱动模块通过所述通讯模块与所述电热水器主控制系统通讯。

2.根据权利要求1所述的一种电热水器用智能防护插头，其特征在于，所述通断模块采用的开关器件为受电信号控制的继电器、脱扣机构、三极管、MOS管或晶闸管。

3.根据权利要求1所述的一种电热水器用智能防护插头，其特征在于，所述通断模块连接在所述低压供电线的正极接线和/或负极接线上。

4.根据权利要求1所述的一种电热水器用智能防护插头，其特征在于，所述通讯模块为有线通讯模块，所述通讯模块与所述电热水器主控制系统之间通过光电耦合模块隔离通讯。

5.根据权利要求1所述的一种电热水器用智能防护插头，其特征在于，所述通讯模块为无线通讯模块，所述无线通讯模块为：通过蓝牙模块、WiFi模块、RF射频模块、ZigBee通讯模块、Modbus模块通讯或433m无线模块。

6.根据权利要求1所述的一种电热水器用智能防护插头，其特征在于，在所述智能防护插头上设有地线带电警示模块，所述地线带电警示模块与所述高压部分的地线和零线连接、用来检测地线是否带电。

7.根据权利要求6所述的一种电热水器用智能防护插头，其特征在于，所述地线带电警示模块为声光警示装置。

8.一种电热水器，包括：内胆，安装在所述内胆上的电加热器、镁棒、进水管组件、出水管组件，以及智能防护插头和电热水器主控制系统；在所述进水管组件和/或所述出水管组件上连接有用水信号检测装置，在所述进水管组件和/或所述出水管组件上安装有水阻式防触电装置；其特征在于，所述智能防护插头为如权利要求1-7中任意一项所述的一种电热水器用智能防护插头。

9.根据权利要求8所述的一种电热水器，其特征在于，所述电热水器主控制系统包括：单片机，与所述单片机连接继电器模块、操作显示模块，所述单片机与所述用水信号检测装置连接并通过通讯模块与所述逻辑控制与驱动模块通讯，所述继电器模块连接在所述电加热器的供电电路上并受控于所述单片机，所述操作显示模块用于操作所述电热水器和所述智能防护插头、以及显示所述电热水器和所述智能防护插头的工作信息。

10.根据权利要求9所述的一种电热水器，其特征在于，在所述操作显示模块上设置有自动整机不工作启停按键和手动复位按键；关闭所述自动整机不工作启停按键时，电热水器为不具备自动断电功能的普通电热水器，触控所述手动复位按键时，能实现所述电热水器主控制系统的手动复位通电。

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