CN2385647Y - 电热水瓶的智能全气压控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种用于电热水瓶的控制装置。包括有微控制器、检测及转换电路、唤醒电路、功率驱动电路、电源电路等。本实用新型由于采用外接RC实现A/C转换的结构,故不仅结构简单,价格便宜,而且控制方便,使用性能优良;宽温度水沸腾检测,可避免电热水瓶出现干烧的现象,本实用新型是一种设计巧妙,方便实用,节能、节水、使用安全可靠的电热水瓶智能全气压控制装置。

Description

电热水瓶的智能全气压控制装置

本实用新型是一种用于电热水瓶的控制装置，属于电热水瓶所用控制装置的创新技术。

现有电热水瓶所用的控制装置，其存在的缺点是对气压不同的地区不能正常实现开水的检测控制，在沿海地区及纬度较低、海拔较低的地区，水的沸腾温度为100℃，则可控制电热水瓶正常工作，但在海拔较高、纬度较高的地区，水的沸腾温度低于100℃(有的只有90℃左右)，则不能控制电热水瓶正常工作，电热水瓶会出现一直加热，直到水烧干为止的干烧现象，这不仅浪费能源、水源，而且安全可靠性差，故居住在海拔较高、纬度较高的地区的用户对此甚为烦恼。

本实用新型的目的在于克服上述问题而提供一种在任何海拔高度都能判断水的沸腾情况，控制电热水瓶正常工作的智能全气压控制装置。其可避免电热水瓶出现干烧现象，使电热水瓶不仅节能、节水，且可安全可靠地工作。

本实用新型的原理框图如附图所示，包括有微控制器(1)、检测及转换电路(2)、唤醒电路(3)、功率驱动电路(4)、电源电路(6)，其中检测及转换电路(2)的输入端与温度传感器连接，输出端与微控制器(1)的输入端连接，唤醒电路(3)的输入端与电源电路(6)连接，输出端与微控制器(1)的输入接口连接，功率驱动电路(4)的输入端与微控制器(1)的输出接口连接及与电源连接，功率驱动电路(4)的输出端与电热水瓶的发热丝连接。

下面结合实施例详细说明本实用新型的具体结构及工作情况：

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型实施例的电路原理图。

实施例：

本实用新型的原理框图如图1所示，包括有微控制器(1)、检测及转换电路(2)、唤醒电路(3)、功率驱动电路(4)、电源电路(6)，其中检测及转换电路(2)的输入端与温度传感器连接，输出端与微控制器(1)的输入端连接，唤醒电路(3)的输入端与电源电路(6)连接，输出端与微控制器(1)的输入接口连接，功率驱动电路(4)的输入端与微控制器(1)的输出接口连接及与电源连接，功率驱动电路(4)的输出端与电热水瓶的发热丝连接。为便于控制，上述微控制器(1)的输入接口还连接有输入电路(5)。为避免电热水瓶在失压的情况下出现故障，上述微控制器的输入接口还连接有失压检测电路(7)，另外，为确保本实用新型的使用性能良好及使其功能更多、更完善，上述功率驱动电路(4)与电源之间还设有整流电路(8)；微控制器(1)的输出接口还连接有报警电路(9)及显示电路(10)。本实用新型实施例的电路原理图如图2所示，其中上述微控制器(1)为U1，其为Z8系列单片机，温度传感器为热敏电阻R15，检测及转换电路(2)包括有电阻R14、电容C6，其中电容C6的一端接地，另一端分别与电阻R14、R15的一端连接，电阻R14的另一端与微控制器(1)的接脚B0连接，电阻R15的另一端与微控制器(1)的接脚C01连接；唤醒电路(3)包括有三极管T6及其外围元件二极管D5、电容CB，其中三极管T6的基极分别与D5的阴极、CB的负极连接，D5的阳极接地，CB的正极与电源连接，T6的发射极接地，集电极与微控制器(1)的接脚B7连接及与输入电路(5)连接；上述功率驱动电路(4)包括有三极管T1、可控硅S1～S3、电阻R8、R18～R20、继电器J1，其中三极管T1的基极通过电阻R8与微控制器(1)的接脚B1连接，T1的发射极接地，T1的集电极与继电器J1的一端连接，J1的另一端与电源电路(1)连接，J1的触点J1-1的一端与整流电路(8)连接，另一端与电热水瓶的发热丝LOAD1的一端连接，发热丝LOAD1的另一端与电热水瓶的保温发热丝I1的一端连接，I1的另一端与整流电路(8)连接；可控硅S1的控制极通过电阻R18与微控制器(1)的接脚A2连接，阳极与电热水瓶的出水电机MOTOR的一端连接，阴极接地；可控硅S2的控制极通过电阻R19与微控制器(1)的接脚A1连接，阳极与电热水瓶的出水指示灯LAMP的一端连接，阴极接地；可控硅S3的控制极通过电阻R20与微控制器(1)的接脚A0连接，阳极与整流电路(8)连接，阴极接地；出水电机MOTOR的另一端、出水指示灯LAMP的另一端均与整流电路(8)连接，且指示灯LAMP的两端并接有稳压管ZD；上述失压检测电路(7)包括有电阻R12、R13，其中电阻R13的一端接地，另一端分别与电阻R12的一端连接及与微控制器(1)的接脚C02连接，电阻R12的另一端与继电器J1连接；输入电路(5)包括有按键SW1～SW4，其中SW1、SW2的一端均接地，SW1的另一端与微控制器(1)的接脚B6连接，SW2的另一端与三极管T6的集电极连接及与微控制器(1)的接脚B7连接；SW3、SW4的一端均接地，SW3的另一端通过电阻R5与微控制器(1)的接脚B3连接及通过电阻R6与电源连接，SW4的另一端通过电阻R10与微控制器(1)的接脚B2连接及通过电阻R9与电源连接；上述电源电路(6)包括有变压器T、桥式整流电路Q1、稳压器7806，其中变压器T的初级线圈与市政电网连接，次级线圈与桥式整流电路Q1的输入端连接，Q1的输出端与稳压器7806的接脚1连接，稳压器7806的接脚2接地，接脚3分别通过二极管D4、电容C5接地及通过二极管D1、电容C4接地；整流电路(8)为桥式整流电路Q2，Q2的输入端分别与变压器T的初级线圈一端连接及与T1的一端连接，Q2的输出端分别接地及与可控硅S3的阳极连接；报警电路(9)为蜂鸣器BEE，蜂鸣器BEE的一端接地，另一端与微控制器(1)的接脚B3连接；显示电路(10)包括有发光二极管LED1～LED4，其中，LED1～LED4的阳极均与电源连接，LED1的阴极通过电阻R1分别与按键SW1的一端及微控制器(1)的接脚B6连接，LED2的阴极通过电阻R2分别与按键SW2的一端、T6的集电极及微控制器(1)的接脚B7连接，LED3的阴极通过电阻R3与微控制器(1)接脚B5连接，LED4的阴极通过电阻R4与微控制器(1)的接脚B4连接。

本实用新型使用时，将其装设在现有电热水瓶上，并将相应接线分别与电热水瓶的发热丝、保温发热丝、出水电机等连接，接通电源，则本实用新型控制电热水瓶开始工作，其中接键SW1～SW4分别是长煮、煮沸、封水、出水的输入按键，如需煮沸，则按下接键SW2，刚开始工作时，首先唤醒电路(3)中的T6，唤醒微控制器U1，热敏电阻R15实现温度的检测，电阻R14是标准电阻，其与电容C6组合实现A/D转换，首先U1中的接口B0、C01输出低电平，电容C6放电为0，接着以C01接口为输入端，B0输出高电平对电容C6充电，同时U1内部进行计时，当C01端表现为“1”电平时，计时结束，时间为T1，随后，令B0、C01输出低电平，电容C6放电为0，接着令B0为输入端，C01输出高电平对C6充电，同时U1内部进行计时，当B0端表现为“1”电平时，计时结束，时间为T2，故有T1/T2＝R14.C6/(R15.C6)，即T1/T2＝R14/R15，由于R14是标准电阻，为已知，而T1、T2已计时算出，故可知被测的热敏电阻R15＝T2.R14/T1，从R15的值则可知被测的温度t。在某一气压情况中，只要水处于沸腾状态，则水的沸腾温度不变，本实用新型根据这一原理，只要测出热敏电阻R15的值，在电热水瓶通电开始加热时，随着加热时间的增加，其阻值下降，到了其阻值处于稳定状态，即其值不变时，则水处于沸腾状态。本实用新型判别水是否处于沸腾状态，采用定时判别原则：在5分钟时间，加热的水的温度连续保持不变，则可判定水处于沸腾状态。本实用新型由于判别的不是某个温度点，而是热敏电阻R15的电阻值不变这种状态，故可以在任何气压下判别出电热水瓶中的水是否沸腾，从而实现智能全气压控制。水沸腾后，如需饮用水，则按压按键SW4，通过微控制器U1控制出水电机MOTOR动作，将已沸腾的水排出，同时出水指示灯LAMP亮。当电热水瓶内没有水时，则蜂鸣器BEE发出叫声，提示用户加水。当使用的环境失压时，则通过失压检测电路(7)及微控制器U1使继电器J1失电，其触点J1-1断开，从而使电热水瓶的发热丝LOAD1停止工作。本实用新型在工作时，当按下按键SW1时，则显示电路(10)中的发光二极管LED1亮，当按下按键SW2时，则LED2亮，当水沸腾时，则LED3亮，当闭水(禁止水放出)时，则LED4亮，以使用户直观地知道电热水瓶所处的工作状态。

本实用新型由于采用外接RC实现A/D转换的结构，故不仅结构简单，价格便宜，而且控制方便，使用性能优良；另外，本实用新型判定水是否处于沸腾状态的方法，不是判别是否达到某个温度点，而是判别温度传感器(热敏电阻)的电阻值在一定时间内处于不变这种状态，因此，本实用新型可以在任何气压下判别出电热水瓶中的水是否沸腾，从而实现宽温度水沸腾检测，以避免电热水瓶出现干烧的现象，本实用新型是一种设计巧妙，方便实用，节能、节水、使用安全可靠的电热水瓶智能全气压控制装置。

Claims (10)

1、一种电热水瓶的智能全气压控制装置，其特征在于包括有微控制器(1)、检测及转换电路(2)、唤醒电路(3)、功率驱动电路(4)、电源电路(6)，其中检测及转换电路(2)的输入端与温度传感器连接，输出端与微控制器(1)的输入端连接，唤醒电路(3)的输入端与电源电路(6)连接，输出端与微控制器(1)的输入接口连接，功率驱动电路(4)的输入端与微控制器(1)的输出接口连接及与电源连接，功率驱动电路(4)的输出端与电热水瓶的发热丝连接。

2、根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于上述微控制器(1)的输入接口还连接有输入电路(5)。

3、根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于上述微控制器的输入接口还连接有失压检测电路(7)。

4、根据权利要求1或2或3所述的控制装置，其特征在于上述功率驱动电路(4)与电源之间还设有整流电路(8)；微控制器(1)的输出接口还连接有报警电路(9)及显示电路(10)。

5、根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于上述微控制器(1)为Z8系列单片机，温度传感器为热敏电阻R15，检测及转换电路(2)包括有电阻R14、电容C6，其中电容C6的一端接地，另一端分别与电阻R14、R15的一端连接，电阻R14的另一端与微控制器(1)的接脚B0连接，电阻R15的另一端与微控制器(1)的接脚C01连接。

6、根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于上述唤醒电路(3)包括有三极管T6及其外围元件二极管D5、电容CB，其中三极管T6的基极分别与D5的阴极、CB的负极连接，D5的阳极接地，CB的正极与电源连接，T6的发射极接地，集电极与微控制器(1)的接脚B7连接及与输入电路(5)连接。

7、根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于上述功率驱动电路(4)包括有三极管孔、可控硅S1～S3、电阻R8、R18～R20、继电器J1，其中三极管T1的基极通过电阻R8与微控制器(1)的接脚B1连接，T1的发射极接地，T1的集电极与继电器J1的一端连接，J1的另一端与电源电路(1)连接，J1的触点J1-1的一端与整流电路(8)连接，另一端与电热水瓶的发热丝LOAD1的一端连接，发热丝LOAD1的另一端与电热水瓶的保温发热丝I1的一端连接，I1的另一端与整流电路(8)连接；可控硅S1的控制极通过电阻R18与微控制器(1)的接脚A2连接，阳极与电热水瓶的出水电机MOTOR的一端连接，阴极接地；可控硅S2的控制极通过电阻R19与微控制器(1)的接脚A1连接，阳极与电热水瓶的出水指示灯LAMP的一端连接，阴极接地；可控硅S3的控制极通过电阻R20与微控制器(1)的接脚A0连接，阳极与整流电路(8)连接，阴极接地；出水电机MOTOR的另一端、出水指示灯LAMP的另一端均与整流电路(8)连接，且指示灯LAMP的两端并接有稳压管ZD。

8、根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于上述失压检测电路(7)包括有电阻R12、R13，其中电阻R13的一端接地，另一端分别与电阻R12的一端连接及与微控制器(1)的接脚C02连接，电阻R12的另一端与继电器J1连接。

9、根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于上述输入电路(5)包括有按键SW1～SW4，其中SW1、SW2的一端均接地，SW1的另一端与微控制器(1)的接脚B6连接，SW2的另一端与三极管T6的集电极连接及与微控制器(1)的接脚B7连接；SW3、SW4的一端均接地，SW3的另一端通过电阻R5与微控制器(1)的接脚B3连接及通过电阻R6与电源连接，SW4的另一端通过电阻R10与微控制器(1)的接脚B2连接及通过电阻R9与电源连接。

10、根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于上述电源电路(6)包括有变压器T、桥式整流电路Q1、稳压器7806，其中变压器T的初级线圈与市政电网连接，次级线圈与桥式整流电路Q1的输入端连接，Q1的输出端与稳压器7806的接脚1连接，稳压器7806的接脚2接地，接脚3分别通过二极管D4、电容C5接地及通过二极管D1、电容C4接地；整流电路(8)为桥式整流电路Q2，Q2的输入端分别与变压器T的初级线圈一端连接及与T1的一端连接，Q2的输出端分别接地及与可控硅S3的阳极连接；报警电路(9)为蜂鸣器BEE，蜂鸣器BEE的一端接地，另一端与微控制器(1)的接脚B3连接；显示电路(10)包括有发光二极管LED1～LED4，其中，LED1～LED4的阳极均与电源连接，LED1的阴极通过电阻R1分别与按键SW1的一端及微控制器(1)的接脚B6连接，LED2的阴极通过电阻R2分别与按键SW2的一端、T6的集电极及微控制器(1)的接脚B7连接，LED3的阴极通过电阻R3与微控制器(1)接脚B5连接，LED4的阴极通过电阻R4与微控制器(1)的接脚B4连接。

Images