CN219320680U - 一种负载控制电路及电热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种负载控制电路及电热水器，负载控制电路包括多组负载接入端子和控制芯片，所述多组负载接入端子并联在两电源接入端子之间，每组所述负载接入端子均串联一继电器，所述控制芯片通过开关电路与所述继电器的受控端连接，还包括与多组所述负载接入端子一一对应的检测电路，所述检测电路包括：电压互感器，所述电压互感器的输入端与所述继电器连接，所述电压互感器用于感应负载的工作电压；稳压整流模块，所述控制芯片通过所述稳压整流模块与所述电压互感器的输出端连接。本实用新型能够避监控继电器的工作状态，可提高控制的安全性。

Description

一种负载控制电路及电热水器

技术领域

本实用新型涉及过载保护技术，尤其涉及一种负载控制电路及电热水器。

背景技术

电加热设备是指以电作为能源进行加热的设备，通过对负载(例如，电热管或电热丝)施加电流使其发热，从而加热储水罐中的水。

市面上的电加热设备通常包括两个或两个以上不同功率的负载，通过继电器的控制，实现电加热设备在多种加热功率之间切换。继电器作为控制负载切换的部件，在某些状态下容易造成粘连或控制失效，进而导致控制的可靠性较低。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题之一是要提供一种负载控制电路，其能对继电器的工作状态进行监测，提高控制的可靠性。

本实用新型所解决的技术问题之二是要提供一种电热水器，其能对继电器的工作状态进行监测，提高控制的可靠性，提高了使用安全性。

上述第一个技术问题通过以下技术方案进行解决：

提供一种负载控制电路，包括多组负载接入端子和控制芯片，所述多组负载接入端子并联在两电源接入端子之间，每组所述负载接入端子均串联一继电器，所述控制芯片通过开关电路与所述继电器的受控端连接，还包括与多组所述负载接入端子一一对应的检测电路，所述检测电路包括：

电压互感器，所述电压互感器的输入端与所述继电器连接，所述电压互感器用于感应负载的工作电压；

稳压整流模块，所述控制芯片通过所述稳压整流模块与所述电压互感器的输出端连接。

本实用新型提供的负载控制电路，与背景技术相比所产生的有益效果：负载安装在负载接入端子上，在继电器的开关发生粘连的情况下，控制芯片虽然向开关电路发送了断开信号，但由于继电器的开关发生粘连，该继电器未断开，电压互感器感应到相应负载的工作电压，并经过稳压整流模块稳压和整流后形成反馈信号，然后将该反馈信号输送到控制芯片，即检测电路监测到该继电器还是闭合的。通过相应的反馈信号可以了解继电器的工作状态，为后续的控制提供依据，进而可提高控制的可靠性。同时，通过利用电压互感器进行检测，不需要另外为电压互感器配备相应的工作电源，有利于简化电路，减小安装空间。

在其中一个实施例中，所述稳压整流模块包括整流单元和稳压单元，所述整流单元的输入端与所述电压互感器的次级线圈的第一端连接，所述整流单元的输出端与所述稳压单元连接，所述稳压单元与所述控制芯片连接。

在其中一个实施例中，所述整流单元采用整流二极管，所述整流二极管的阳极与所述电压互感器的次级线圈的第一端连接，所述整流二极管的阴极与所述稳压单元连接。

在其中一个实施例中，所述稳压单元采用稳压二极管，所述稳压二极管的阴极与所述整流单元的输出端、所述控制芯片连接，所述稳压二极管的阳极接地。

在其中一个实施例中，所述稳压整流模块还包括限流单元，所述限流单元的第一端与所述整流单元的输出端连接，所述限流单元的第二端与所述控制芯片连接。

在其中一个实施例中，所述限流单元采用限流电阻，所述限流电阻的第一端与所述整流单元的输出端连接，所述限流电阻的第二端与所述控制芯片连接。

在其中一个实施例中，所述开关电路包括电子开关管和保护电阻；

所述电子开关管的第一端与对应的一个所述继电器的控制线圈的第二端连接，所述电子开关管的第二端接地；

所述保护电阻的第一端与所述电子开关管的控制端连接，所述保护电阻的第二端与所述控制芯片连接。

在其中一个实施例中，所述泄放单元包括泄放二极管，所述泄放二极管的第一端与所述继电器的控制线圈的第一端连接，所述泄放二极管的第二端与所述继电器的控制线圈的第二端连接。

上述第二个技术问题通过以下技术方案进行解决：

提供一种电热水器，包括控制板和多个电热管，所述控制板上设置有上述的负载控制电路，所述电热管与所述继电器一一对应，每组所述负载接入端子包括两连接端子，所述电热管连接在两所述连接端子之间。

本实用新型提供的电热水器，与背景技术相比所产生的有益效果：在继电器的开关发生粘连时，负载控制电路中的控制芯片虽然向开关电路发送了断开信号，但是，检测电路监测到继电器还是闭合的，向控制芯片发送表示该继电器处于闭合的反馈信号，此时，控制芯片可以根据反馈信号是否要对其他继电器进行控制，提高了控制的可靠性，以及提高了使用安全性。

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型实施例提供的一种负载控制电路的电路图；

图2为本实用新型实施例提供的负载控制电路运用于电热水器情景中的电路图；

图3为本实用新型实施例提供的一种电热水器的结构示意图。

标号说明：

110、负载接入端子；111、第一继电器；112、第二继电器；120、开关电路；121、第一开关电路；122、第二开关电路；130、控制芯片；140、检测电路；141、第一检测电路；142、第二检测电路；100、控制板；200、储水罐；1411、第一稳压整流模块；1421、第二稳压整流模块；150、电源接入端子。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，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。基于本实用新型中的实施例，本领域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。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种负载控制电路，包括N组负载接入端子110和控制芯片130，其中，N为大于或等于2的自然数。N组负载接入端子110并联在两电源接入端子150之间，每组负载接入端子110均串联一继电器，控制芯片130通过开关电路120与继电器的受控端连接。负载控制电路还包括与多组负载接入端子110一一对应的检测电路140，检测电路140电压互感器与稳压整流模块，电压互感器的输入端与继电器连接，电压互感器用于感应负载的工作电压；控制芯片130通过稳压整流模块与电压互感器的输出端连接。

例如，当负载控制电路运用于电热水器时，负载为电热管，此时，两电源接入端子150分别为火线L接入端与零线N接入端。电热管有两个，控制芯片130可通过继电器控制两个电热管进行切换工作，如此设置，可以提高电热管的使用寿命。

其中，在需要切换时，控制芯片130通过开关电路120向当前电热管对应的继电器发送断开信号，但由于该继电器的开关发生粘连，该继电器未断开，电压互感器依然感应到当前电热管的工作电压，并经过稳压整流模块稳压和整流后形成反馈信号(例如高电平信号)，然后将该反馈信号输送到控制芯片130，即监测到该继电器还是闭合的，而当前电热管依然在工作。此时，控制芯片130可以不进行切换动作，即保持当前电热管工作、另一电热管断开的状态，这样，可以避免两个电热管同时工作造成电路可能过载的问题，提高了控制的可靠性，以及提高了使用的安全性。

下面将对本实用新型提供的负载控制电路进行示例性说明，本领域技术人员可以理解的是，以下实施例为对本实用新型的示例性说明而非限定。

如图2所示，当负载控制电路运用于电热水器时，为了方便理解，本实施例中，电热管包括电热管RL1与电热管RL2，负载控制电路包括两个检测电路140(分别为第一检测电路141和第二检测电路142)、两个开关电路120(分别为第一开关电路121和第二开关电路122)，以及控制芯片130。

其中，第一检测电路141包括第一继电器111、电压互感器T1和第一稳压整流模块1411。电压互感器T1的初级线圈RZ1的第一端与第一继电器111的输出端(即图中第一继电器111的开关KT1的左端)连接，电压互感器T1的初级线圈RZ1的第二端连接零线N。第一稳压整流模块1411的输入端与电压互感器T1的次级线圈RZ2的第一端连接，第一稳压整流模块1411的输出端与控制芯片130连接，电压互感器T1的次级线圈RZ2的第二端接地。第一电压互感器T1用于将初级线圈RZ1两端的高压交流电转换为次级线圈RZ2两端的低压交流电。第一稳压整流模块1411用于对次级线圈RZ2输出的低压交流电进行整流和稳压。

第二检测电路142包括第二继电器112、电压互感器T2和第二稳压整流模块1421。电压互感器T2的初级线圈RZ3的第一端与第二继电器112的输出端(即图中第二继电器112的开关KT2的左端)连接，电压互感器T2的初级线圈RZ3的第二端连接零线N。第二稳压整流模块1421的输入端与电压互感器T2的次级线圈RZ4的第一端连接，第二稳压整流模块1421的输出端与控制芯片130连接，电压互感器T2的次级线圈RZ4的第二端接地。第二电压互感器T2用于将初级线圈RZ3两端的高压交流电转换为次级线圈RZ4两端的低压交流电。第二稳压整流模块1421用于对次级线圈RZ4输出的低压交流电进行整流和稳压。

其中，第一继电器111和第二继电器112的输入端均与工作电源连接，在本实用新型实施例中，第一继电器111和第二继电器112的输入端连接火线L，第一继电器111的输出端与电热管RL1的第一端连接，电热管RL1的第二端与零线N连接；第二继电器112的输出端与电热管RL2的第一端连接，电热管RL2的第二端与零线N连接。

第一继电器111的控制线圈KR1的第一端连接12V的低压控制电源，第一继电器111的控制线圈KR1的第二端与对应的第一开关电路121的第一端连接，第一开关电路121的第二端接地，第一开关电路121的控制端与控制芯片130连接。第二继电器112的控制线圈KR2的第一端连接12V的低压控制电源，第二继电器112的控制线圈KR2的第二端与对应的第二开关电路122的第一端连接，第二开关电路122的第二端接地，第二开关电路122的控制端与控制芯片130连接。控制芯片130可以通过控制第一开关电路121的通断，控制第一继电器111的控制线圈KR1是否得电，从而控制第一继电器111的开关KT1的通断。相应的，控制芯片130可以通过控制第二开关电路122的通断，控制第二继电器112的控制线圈KR2是否得电，从而控制第二继电器112的开关KT2的通断。

正常情况下，控制芯片130向开关电路120发送切换信号，切换不同的电热管工作。例如，先前为电热管RL2工作，电热管RL1不工作，现在想要切换为电热管RL2不工作，电热管RL1工作。在正常情况下，由于两个电热管不同时工作，控制芯片130需先向第二开关电路122发送断开信号，使第二开关电路122断开，第二继电器112的控制线圈KR2失电后，第二继电器112的开关KT2断开，第二继电器112无输出，第二检测电路142向控制芯片130发送表示第二继电器112处于断开的反馈信号(例如低电平信号)。控制芯片130收到表示第二继电器112处于断开的反馈信号后才会向第一开关电路121发送闭合信号，使第一开关电路121闭合，第一继电器111的控制线圈KR1上电后，第一继电器111的开关KT1闭合，电热管RL1工作。

若第二继电器112的开关KT2由于粘连的原因导致无法断开，控制芯片130虽然发出了控制第二继电器112断开的断开信号，但由于第二继电器112的开关KT2发生粘连，第二继电器112未断开，电压互感器T2感应到电热管RL2的工作电压，并经过第二稳压整流模块1421稳压和整流形成表示第二继电器112处于闭合的反馈信号(例如高电平信号)，并输送到控制芯片130，即控制芯片130收到了第二继电器112处于闭合的反馈信号。此时，控制芯片130不向第一开关电路121发送闭合信号，避免第一继电器111闭合导致两个电热管同时工作导致电路过载的问题，提高了使用安全性，同时，控制芯片130还可以切断工作电源或发出告警信号。

在一实施例中，如图2所示，第一开关电路121包括第一电子开关管Q1和第一保护电阻R1，第一电子开关管Q1的第一端与对应的第一继电器111的控制线圈KR1的第二端连接，第一电子开关管Q1的第二端接地，第一保护电阻R1的第一端与第一电子开关管Q1的控制端连接，第一保护电阻R1的第二端与控制芯片130连接。第二开关电路122包括第一电子开关管Q2和第二保护电阻R2，第二电子开关管Q2的第一端与对应的第二继电器112的控制线圈KR2的第二端连接，第二电子开关管Q2的第二端接地，第二保护电阻R2的第一端与第二电子开关管Q2的控制端连接，第二保护电阻R2的第二端与控制芯片130连接。第一电子开关管Q1和第二电子开关管Q2可以是三极管或场效应晶体管，本实用新型实施例在此不做限定。保护电阻起到保护电子开关管的作用。

在一实施例中，第一稳压整流模块1411包括第一整流单元和第一稳压单元，第一整流单元的输入端电压互感器T1的次级线圈RZ2的第一端连接，第一整流单元的输出端与第一稳压单元连接，第一稳压单元与控制芯片130连接。第一整流单元用于对电压互感器T1的次级线圈RZ2输出的电压进行整流，将的交流电转换为直流电或脉冲电信号，使其符合控制芯片130的输入要求。第一稳压单元起到稳压的作用，其可以包括稳压管、稳压电容等，本实用新型实施例在此不做限定。

第二稳压整流模块1421包括第二整流单元和第二稳压单元，第二整流单元的输入端电压互感器T2的次级线圈RZ4的第一端连接，第二整流单元的输出端与第二稳压单元连接，第二稳压单元与控制芯片130连接。第二整流单元用于对电压互感器T2的次级线圈RZ4输出的电压进行整流，将的交流电转换为直流电或脉冲电信号，使其符合控制芯片130的输入要求。第二稳压单元起到稳压的作用，其可以包括稳压管、稳压电容等，本实用新型实施例在此不做限定。

在一实施例中，第一稳压整流模块1411还包括第一限流单元，第一限流单元的第一端与第一整流单元的输出端连接，第一限流单元的第二端与控制芯片130连接。

在一实施例中，第二稳压整流模块1421还包括第二限流单元，第二限流单元的第一端与第二整流单元的输出端连接，第二限流单元的第二端与控制芯片130连接。

可选的，如图2所示，第一整流单元包括第一整流二极管D1，第一限流单元包括第一限流电阻R3，第一稳压单元包括第一稳压二极管DZ1，第一整流二极管D1的阳极与第一电压互感器T1的次级线圈RZ2的第一端连接，第一整流二极管D1的阴极与第一限流电阻R3的第一端连接，第一限流电阻R3的第二端与控制芯片130连接。第一稳压二极管DZ1的阴极与第一整流二极管D1的阴极连接，第一稳压二极管DZ1的阳极接地。

如图2所示，第二整流单元包括第二整流二极管D2，第二限流单元包括第二限流电阻R4，第二稳压单元包括第二稳压二极管DZ2，第二整流二极管D2的阳极与第二电压互感器T2的次级线圈RZ4的第一端连接，第二整流二极管D2的阴极与第二限流电阻R4的第一端连接，第二限流电阻R4的第二端与控制芯片130连接。第二稳压二极管DZ2的阴极与第二整流子单元的输出端连接，第二稳压二极管DZ2的阳极接地。

在一实施例中，第一继电器111还包括第一泄放单元，第一泄放单元的第一端与第一继电器111的控制线圈KR1的第一端连接，第一泄放单元的第二端与第一继电器111的控制线圈KR1的第二端连接。第一泄放单元在控制线圈KR1失电时，与控制线圈KR1构成泄放回路，消耗控制线圈KR1中的反向电动势。第二继电器112还包括第二泄放单元，第二泄放单元的第一端与第二继电器112的控制线圈KR2的第一端连接，第二泄放单元的第二端与第二继电器112的控制线圈KR2的第二端连接。第二泄放单元在控制线圈KR2失电时，与控制线圈KR2构成泄放回路，消耗控制线圈KR2中的反向电动势。

可选的，如图2所示，第一泄放单元包括第一泄放二极管D3，第一泄放二极管D3的第一端与第一继电器111的控制线圈KR1的第一端连接，第一泄放二极管D3的第二端与第一继电器111的控制线圈KR1的第二端连接。第二泄放单元包括第二泄放二极管D4，第二泄放二极管D4的第一端与第二继电器112的控制线圈KR2的第一端连接，第二泄放二极管D4的第二端与第二继电器112的控制线圈KR2的第二端连接。

本实用新型实施例还提供了一种电热水器，如图3所示，电热水器包括控制板100、储水罐200和多个电热管。其中，控制板100上设置有上述的负载控制电路，电热管与继电器一一对应，每组负载接入端子110包括两连接端子，电热管连接在两连接端子之间。可选的，电热管包括电热管RL1和电热管RL2，电热管RL1的第一端与负载控制电路中对应第一继电器111的输出端连接，电热管RL1的第二端连接零线，电热管RL2的第一端与负载控制电路中对应第二继电器112的输出端连接，电热管RL2的第二端连接零线。电热管RL1和电热管RL2设置于储水罐200内部，控制板100可设置于储水罐200外部。负载控制电路在前述实施例中已有详细记载，本实施例在此不再赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“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。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种负载控制电路，包括多组负载接入端子(110)和控制芯片(130)，所述多组负载接入端子(110)并联在两电源接入端子(150)之间，每组所述负载接入端子(110)均串联一继电器，所述控制芯片(130)通过开关电路(120)与所述继电器的受控端连接，其特征在于，还包括与多组所述负载接入端子(110)一一对应的检测电路(140)，所述检测电路(140)包括：

电压互感器，所述电压互感器的输入端与所述继电器连接，所述电压互感器用于感应负载的工作电压；

稳压整流模块，所述控制芯片(130)通过所述稳压整流模块与所述电压互感器的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的负载控制电路，其特征在于，所述稳压整流模块包括整流单元和稳压单元，所述整流单元的输入端与所述电压互感器的次级线圈的第一端连接，所述整流单元的输出端与所述稳压单元连接，所述稳压单元与所述控制芯片(130)连接。

3.根据权利要求2所述的负载控制电路，其特征在于，所述整流单元采用整流二极管，所述整流二极管的阳极与所述电压互感器的次级线圈的第一端连接，所述整流二极管的阴极与所述稳压单元连接。

4.根据权利要求2所述的负载控制电路，其特征在于，所述稳压单元采用稳压二极管，所述稳压二极管的阴极与所述整流单元的输出端、所述控制芯片(130)连接，所述稳压二极管的阳极接地。

5.根据权利要求2所述的负载控制电路，其特征在于，所述稳压整流模块还包括限流单元，所述限流单元的第一端与所述整流单元的输出端连接，所述限流单元的第二端与所述控制芯片(130)连接。

6.根据权利要求5所述的负载控制电路，其特征在于，所述限流单元采用限流电阻，所述限流电阻的第一端与所述整流单元的输出端连接，所述限流电阻的第二端与所述控制芯片(130)连接。

7.根据权利要求1-6任一所述的负载控制电路，其特征在于，所述开关电路(120)包括电子开关管和保护电阻；

所述电子开关管的第一端与对应的一个所述继电器的控制线圈的第二端连接，所述电子开关管的第二端接地；

所述保护电阻的第一端与所述电子开关管的控制端连接，所述保护电阻的第二端与所述控制芯片(130)连接。

8.根据权利要求1-6任一所述的负载控制电路，其特征在于，所述继电器还包括泄放单元，所述泄放单元的第一端与所述继电器的控制线圈的第一端连接，所述泄放单元的第二端与所述继电器的控制线圈的第二端连接。

9.根据权利要求8所述的负载控制电路，其特征在于，所述泄放单元包括泄放二极管，所述泄放二极管的第一端与所述继电器的控制线圈的第一端连接，所述泄放二极管的第二端与所述继电器的控制线圈的第二端连接。

10.一种电热水器，其特征在于，包括控制板(100)和多个电热管，所述控制板(100)上设置有如权利要求1-9任一所述的负载控制电路，所述电热管与所述继电器一一对应，每组所述负载接入端子(110)包括两连接端子，所述电热管连接在两所述连接端子之间。

Images