CN216122934U - 一种电源变压隔离输出加热装置及其变频电热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电源变压隔离输出加热装置及其变频电热水器，包括变频控制器、变压器，所述变频控制器的电源输出为直流电；所述变频控制器的电源输出端连接变压器的初级磁感线圈绕组并得到的是直流电，变压器的次级磁感线圈绕组连接有电加热装置；所述初级磁感线圈绕组与次级磁感线圈绕组之间的铜线为隔离不接触；本产品通过变频控制器可以调节输出电压的高低，实行输入与输出电压直接分离，实现间接电压输出，提高用电的安全性，负载端实现可变电压调节的电加热装置，电加热装置所得的电压通过变频控制器可以从0.7伏到380伏范围内任意调节。

Description

一种电源变压隔离输出加热装置及其变频电热水器

技术领域

本实用新型涉及加热装置，尤其涉及一种电源变压隔离输出加热装置。

背景技术

1、现有储水式磁能热水器在电磁炉原理上增加一个副线盘、副盘引出线上接有一个匹配的发好的发热管，当主线盘有电流流过的时候，副盘线圈会感应到一相同功率的电流，此电流被连接线送到匹配的发热管，发热管就会发热了，将发热管置于储水的水箱中，持续对主盘给电，让副盘持续感应到电流就可以对水箱里面的水加热了，这就是目前市里上所有的储水式磁能热水器的工作方式；

2、而另一种加磁能加热的方式是将一根小水管盘成一个直径与线盘相同的盘，将水盘平置于线盘上，工作原理同电磁炉烧水类似；

3、另一种是做一段特殊材料的铁管，在铁管外面增加绝缘层后将高频线绕在铁管外面，然后利用线圈的磁场加热铁管，往里注水后就得到热水了。

4、目前市面上的磁能热水器，即热式又分线盘和管状形两种，缺点是由于线盘或管状线圈都是开放式绕制，有很大的漏感和磁辐射，这会增加功率管的发热量，功率管一发热效率会下降，解决方法只有加大散热器或者风扇的风速，而且由于发热原因体积做不小，外壳只能用塑料少部分金属，还得选用铝材类的材料，储水式的缺点与即热式的差不多，只是功率小点而已。

5、上述磁能热水器的电压高、功率高，且为交流电，生产成本高，对周围有辐射。

6、由于人们对生命安全比较重视，现有水浸式电热水器的电热管直接与市电连接，为直接的交流电使用，属于高压用电，电热管直接接触水，久用后担心会漏电，总感觉不安全。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构合理，从0.7伏到380伏范围内任意调节，输入用电与负载用电间接导通，使用安全的电加热装置。

解决上述技术问题的方案为：

一种电源变压隔离输出加热装置，包括变频控制器、变压器，其特征在于：所述变频控制器的电源输出为直流电；所述变频控制器的电源输出端连接变压器的初级磁感线圈绕组并得到的是直流电，变压器的次级磁感线圈绕组连接有电加热装置；所述初级磁感线圈绕组与次级磁感线圈绕组之间的铜线为隔离不接触。

本实用新型的一种电源变压隔离输出加热装置有益效果为：本产品变压器的初级磁感线圈绕组与次级磁感线圈绕组之间的铜线为隔离不接触，当初级磁感线圈绕组中通有直流电时，变压器的铁芯中便产生交流磁通，使次级磁感线圈绕组中感应出电压，在线圈中感应电势，利用电磁互感效应，变换电压；这样可以调节输出电压的高低，实行输入与输出电压直接分离，实现间接电压输出，提高用电的安全性，负载端实现可变电压调节的电加热装置，电加热装置所得的电压通过变频控制器可以从0.7伏到 380伏范围内任意调节。

附图说明

图1、图2、图3为本实用新型产品的电路示意图；

图4为本实用新型产品变压器的剖视图；

图5为本实用新型产品铁芯的剖视图；

图6为本实用新型产品初级磁感线圈绕组、次级磁感线圈绕组分离状态绕接的示意图；

图7为本实用新型产品初级磁感线圈绕组、次级磁感线圈绕组混合绕接状态、初级磁感线圈绕组或次级磁感线圈绕组上要加绝缘胶管层的示意图；

图8为本实用新型产品次级磁感线圈绕组上加绝缘胶管层的示意图；

图9为本实用新型产品变频控制器的方框图；

图10为本实用新型产品变频电热水器的剖视图；

图11为本实用新型产品变频电热水器的主视图；

图12为本实用新型产品变频电热水器的变频控制器的方框图。

变频控制器1、变压器2、铁芯201、绝缘层202、初级磁感线圈绕组21、次级磁感线圈绕组22、绝缘胶管层221、电加热装置3、水箱31、电发热体32、外壳A、功能操作控制装置B、水箱内胆C、水温传感器D、进水接头C1、出水接头C2.

具体实施方式

如图1～图9所示：一种电源变压隔离输出加热装置，包括变频控制器1、变压器2，变压器2的本体是包括初级磁感线圈绕组21和次级磁感线圈绕组22的，初级磁感线圈绕组21和次级磁感线圈绕组22均由铜线缠绕而成；所述变频控制器的电源输出为直流电；所述变频控制器1 的电源输出端连接变压器2的初级磁感线圈绕组21并得到的是直流电，变压器2的次级磁感线圈绕组22连接有电加热装置3；所述初级磁感线圈绕组21与次级磁感线圈绕组22之间的铜线为隔离不接触。

工作原理：当初级磁感线圈绕组21中通有直流电时，变压器2的铁芯(或磁芯)中便产生能量变换磁通，使次级磁感线圈绕组22中感应出电压(或电流)，在线圈中感应电势，利用电磁互感效应，变换电压；这样可以调节输出电压的高低，实行输入与输出电压直接分离，实现间接电压输出，提高用电的安全性，负载端实现可变电压调节的电加热装置3，电加热装置3不限于何种加热装置。

通过变频控制器1，变压器2的输入、输出电压从0.7伏到380伏范围内任意调节，输出电压的大小由变频控制器1的高频开关变频控制器决定。

所述变频控制器输入电压为交流电，输出电压为直流电，经变压器磁变能量转换后，相对的电加热装置3负载得到的为高频交流电。

进一步：所述电加热装置3为电发热管或电发热盘或电发丝，其用途广。

进一步：如图3所示：所述电加热装置3包括水箱31、电发热体32，电发热体32设置在水箱31内，电发热体通过导线与次级磁感线圈绕组 22连接，仅限于水加热。

进一步：如图4～图6所示：所述变压器2包括铁芯201、绝缘层202、初级磁感线圈绕组21、次级磁感线圈绕组22，绝缘层202包裹铁芯201，初级磁感线圈绕组21、次级磁感线圈绕组22绕接在绝缘层的外壁，初级磁感线圈绕组21、次级磁感线圈绕组22处于相对的两端隔离不接触，初级磁感线圈绕组21、次级磁感线圈绕组22之间通过绝缘层和两者不接触来隔离，此为变压器2的具体结构。

进一步：如图5、图7、图8所示：所述变压器2包括铁芯201、绝缘层202、初级磁感线圈绕组21、次级磁感线圈绕组22，绝缘层202包裹铁芯201，初级磁感线圈绕组21、次级磁感线圈绕组22相互混合绕接在绝缘层的外壁，初级磁感线圈绕组21为裸露线芯，次级磁感线圈绕组 22的铜线芯上包裹有一层绝缘胶管层221，两个磁感线圈绕组通过绝缘胶管层隔离不接触，初级磁感线圈绕组21、次级磁感线圈绕组22之间通过绝缘层、绝缘胶管层来隔离，此为变压器2的具体结构。

相反，也可以在初级磁感线圈绕组21的铜线芯上包裹有一层绝缘胶管层，次级磁感线圈绕组22为裸露线芯。

进一步：所述铁芯201为EI型铁芯或EE型铁芯或O型铁芯，铁芯为高频铁氧体磁芯；电流的传输为磁传输方式，配以少量的漆包线，做到了体积小功率大，效率高，外壳A不限材料等优点。

进一步：如图2所示：所述变压器2上设置有两组初级磁感线圈绕组21和两组次级磁感线圈绕组22，两组初级磁感线圈绕组21并联连接，两组次级磁感线圈绕组22串联连接，变频控制器1的电源输出端并联连接两组初级磁感线圈绕组21，变压器2的两组次级磁感线圈绕组22串联连接电加热装置3，此为两组初级磁感线圈绕组21和两组次级磁感线圈绕组22的具体结构。

进一步：所述变压器2为高频铁氧体变压器(即：用高频铁氧体磁芯制造的变压器，也称之为高频变压器)；所述初级磁感线圈绕组21输入的电压经变压器本体变压转换后，次级磁感线圈绕组22电源输出为高频交流电；所述初级磁感线圈绕组21的输入电压为300V～350V的直流电，经变压器变压后，次级磁感线圈绕组22的输出电压为0.7V～380V的高频交流电。

如图9所示：所述变频控制器1包括220V交流电输入电路、EMC电源滤波电路、300V～350V交/直流整流滤波电路，220V交流电输入电路连接EMC电源滤波电路，EMC电源滤波电路连接300V～350V交/直流整流滤波电路，300V～350V交/直流整流滤波电路连接有高频变压器和高频开关变频控制器，高频变压器连接有高频开关变频控制器和电加热装置。原理说明例如：

如图9所示：所述变频控制器1包括220V交流电输入电路、EMC电源滤波电路、300V交/直流整流滤波电路，220V交流电输入电路连接EMC 电源滤波电路，EMC电源滤波电路连接300V交/直流整流滤波电路，300V 交/直流整流滤波电路连接有高频变压器和高频开关变频控制器，高频变压器连接有高频开关变频控制器和电加热装置3；

电源输入是50HZ，输入电源经300V交/直流整流滤波模块变成300V 直流，300V直流经经高频变压器的初级磁感线圈绕组21,再输送到高频开关变频控制器(高频开关变频控制器由主控芯片和IGBT功率开关控制器组成)，300V直流过变压器初级磁感线圈绕组21，由高频开关变频控制器的调制器调制成17KHZ～30KHZ的脉冲频控制IGBT功率管对流过初级的电流进行开关控制，然后高频变压器次级磁感线圈绕组就会得到相等的电流，将这个电流送到匹配的电加热装置就完成了电能的转换，由于输出电压是可随意调整的(从0.7V到380V)，并且这个电压是与初级50HZ直流完全隔离的，因此可以用于各种对用电有安全要求的电加热装置中。

如图10、图11所示：一种变频电热水器，包括有电源变压隔离输出加热装置的变频电热水器。

如图10、图11所示：一种变频电热水器，所述变频电热水器包括外壳A、电源变压隔离输出加热装置、功能操作控制装置B、水箱内胆C、水温传感器D，水箱内胆C固定安装于外壳A内，功能操作控制装置B 固定于外壳A上，水温传感器D固定于水箱内胆C的壁体检测内部的水温；所述水箱内胆C的连接有进水接头C1和出水接头C2，出水接头C2 用于连接出水阀及输出热水；所述电源变压隔离输出加热装置包括电加热装置3、变频控制器1、变压器2，电加热装置3固定安装于水箱内胆C 的壁体上，电加热装置3其的发热体布置在水箱内胆C内；所述变频控制器1、变压器2固定于外壳A内部；所述变频控制器1的电源输出端连接变压器2的初级磁感线圈绕组21，变压器2的次级磁感线圈绕组22连接有电加热装置3；所述变压器2的初级磁感线圈绕组21为高压直流电，经变压器本体变压转换后，次级磁感线圈绕组电源输出为高频交流电；所述初级磁感线圈绕组21与次级磁感线圈绕组22之间的铜线为隔离不接触；所述变频控制器1通过电线分别与水温传感器D、功能操作控制装置 B连接。

功能操作控制装置B为分控制器，包括开关、温度调节键、定时调节键等。

工作过程：通过功能操作控制装置B开机启动机器，通过温度调节键设定加热水的温度，水温传感器D反馈水温，达到水温时，通过变频控制器1经变压器停止对电加热装置3供电，当水温低于设定水温时，通过变频控制器1经变压器对电加热装置3供电，变频控制器1根据水温的温差(即：用户设定所需的水温与水箱内胆C实时水温的温差)对电加热装置3提供相应的供电功率，水温最高80℃。

如图12所示：所述变频控制器1包括220V交流电输入模块、EMC 电源滤波模块、300V交/直流整流滤波模块，220V交流电输入模块连接 EMC电源滤波模块，EMC电源滤波模块连接300V交/直流整流滤波模块， 300V交/直流整流滤波模块连接有变压器，变压器连接有IGBT功率开关模块和电加热装置3；300V交/直流整流滤波模块连接有副电源5V和18V 直流电源模块，5V和18V直流电源模块连接有主控芯片模块，主控芯片模块连接IGBT功率开关模块，主控芯片模块连接有功能操作控制装置，功能操作控制装置连接有水温检测模块和显示屏。

水温检测模块包括红外遥控输入端2.4G无线信号接收模块和水温传感器D。功能操作控制装置是功能控制按键输入模块(分控制器)。

300V交/直流整流滤波模块经变压后送往副电源产生5V和18V直流电源供模块供电，然后给主控芯片模块工作。

流到变压器初级磁感线圈绕组21的电流，通过IGBT功率开关模块调制成17KHZ～30KHZ的脉冲频率然后变压器次级磁感线圈绕组就会得到相等的电流，初级磁感线圈绕组21是直流电，次级磁感线圈绕组是交流电。

Claims (10)

1.一种电源变压隔离输出加热装置，包括变频控制器、变压器，其特征在于：所述变频控制器的电源输出为直流电；所述变频控制器的电源输出端连接变压器的初级磁感线圈绕组并得到的是直流电，变压器的次级磁感线圈绕组连接有电加热装置；所述初级磁感线圈绕组与次级磁感线圈绕组之间的铜线为隔离不接触。

2.根据权利要求1所述的一种电源变压隔离输出加热装置，其特征在于：所述变压器包括铁芯、绝缘层、初级磁感线圈绕组、次级磁感线圈绕组，绝缘层包裹铁芯，初级磁感线圈绕组、次级磁感线圈绕组绕接在绝缘层的外壁，初级磁感线圈绕组、次级磁感线圈绕组处于相对的两端隔离不接触。

3.根据权利要求1所述的一种电源变压隔离输出加热装置，其特征在于：所述变压器包括铁芯、绝缘层、初级磁感线圈绕组、次级磁感线圈绕组，绝缘层包裹铁芯，初级磁感线圈绕组、次级磁感线圈绕组相互混合绕接在绝缘层的外壁，在初级磁感线圈绕组或次级磁感线圈绕组的铜线芯上包裹有一层绝缘胶管层，两个磁感线圈绕组通过绝缘胶管层隔离不接触。

4.根据权利要求2或3所述的一种电源变压隔离输出加热装置，其特征在于：所述铁芯为EI型铁芯或EE型铁芯或O型铁芯；所述铁芯为高频铁氧体磁芯。

5.根据权利要求1所述的一种电源变压隔离输出加热装置，其特征在于：所述变压器上设置有两组初级磁感线圈绕组和两组次级磁感线圈绕组，两组初级磁感线圈绕组并联连接，两组次级磁感线圈绕组串联连接，变频控制器的电源输出端并联连接两组初级磁感线圈绕组，变压器的两组次级磁感线圈绕组串联连接电加热装置。

6.根据权利要求1所述的一种电源变压隔离输出加热装置，其特征在于：所述变压器为高频铁氧体变压器；所述初级磁感线圈绕组输入的电压经变压器本体变压转换后，次级磁感线圈绕组电源输出为高频交流电；所述初级磁感线圈绕组的输入电压为300V～350V的直流电，经变压器变压后，次级磁感线圈绕组的输出电压为0.7V～380V的高频交流电；

所述变频控制器包括220V交流电输入电路、EMC电源滤波电路、300V～350V交/直流整流滤波电路，220V交流电输入电路连接EMC电源滤波电路，EMC电源滤波电路连接300V～350V交/直流整流滤波电路，300V～350V交/直流整流滤波电路连接有高频变压器和高频开关变频控制器，高频变压器连接有高频开关变频控制器和电加热装置。

7.根据权利要求1所述的一种电源变压隔离输出加热装置，其特征在于：所述电加热装置为电发热管或电发热盘或电发丝。

8.根据权利要求1所述的一种电源变压隔离输出加热装置，其特征在于：所述电加热装置包括水箱、电发热体，电发热体设置在水箱内，电发热体通过导线与次级磁感线圈绕组连接。

9.一种变频电热水器，其特征在于：包括如权利要求1～7任一所述电源变压隔离输出加热装置的变频电热水器。

10.根据权利要求9所述的一种变频电热水器，其特征在于：所述变频电热水器包括外壳、电源变压隔离输出加热装置、功能操作控制装置、水箱内胆、水温传感器，水箱内胆固定安装于外壳内，功能操作控制装置固定于外壳上，水温传感器固定于水箱内胆的壁体检测内部的水温；所述水箱内胆的连接有进水接头和出水接头；所述电源变压隔离输出加热装置包括电加热装置、变频控制器、变压器，电加热装置固定安装于水箱内胆的壁体上，电加热装置其的发热体布置在水箱内胆内；所述变频控制器、变压器固定于外壳内部；所述变频控制器的电源输出端连接变压器的初级磁感线圈绕组，变压器的次级磁感线圈绕组连接有电加热装置；所述初级磁感线圈绕组与次级磁感线圈绕组之间的铜线为隔离不接触；所述变频控制器通过电线分别与水温传感器、功能操作控制装置连接。

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