CN2416542Y

CN2416542Y - 电热水器电脑控制器

Info

Publication number: CN2416542Y
Application number: CN 00227263
Authority: CN
Inventors: 卢楚鹏
Original assignee: WANHE ENTERPRISE GROUP CO SHUNDE CITY
Current assignee: WANHE ENTERPRISE GROUP CO SHUNDE CITY
Priority date: 2000-01-31
Filing date: 2000-01-31
Publication date: 2001-01-24
Anticipated expiration: 2010-01-31

Abstract

本实用新型是一种用于电热水器的电脑控制器。包括有中央处理单元、输入电路、加热电路、电源电路、漏电检测、试验电路、继电器驱动电路、继电器检测电路、温度检测电路、显示电路、报警电路等。本实用新型由于采用了电脑控制的结构,因此其使用方便,功能多,可实现智能化控制;另外,由于其设有多种安全保护电路,故确保了电热水器使用的安全可靠性,使用户用得放心。本实用新型是一种方便实用的电热水器电脑控制器。

Description

电热水器电脑控制器

本实用新型是一种用于电热水器的电脑控制器，属于电热水器所用控制器的创新技术。

现有电热水器所用的控制器，其存在的缺点是功能单一，使用不便，不能实现智能化控制，而且未能确保电热水器使用的安全可靠性。

本实用新型的目的在于克服上述缺点而提供一种使用方便，功能多，可实现智能化控制，并可确保电热水器使用的安全可靠性的电热水器电脑控制器。

本实用新型的原理框图如附图所示，包括有中央处理单元(1)、输入电路(2)、加热电路(3)、电源电路(4)，其中中央处理单元(1)的输入接口分别与输入电路(2)、电源电路(4)连接，加热电路(3)的输入端分别与电源电路(4)及中央处理单元(1)的输出接口连接。

上述中央处理单元(1)的输入接口及加热电路(3)的输入端还连接有漏电检测、试验电路(5)。

上述加热电路(3)包括有继电器J1、J2及加热器R_L，继电器J1、J2的电磁铁控制线圈分别与电源电路(4)及中央处理单元(1)的输出接口连接，加热器R_L的输入端分别与继电器J1、J2的触头J1-1、J2-1连接。

上述继电器J1、J2触头J1-1、J2-1的两端还分别连接有继电器驱动电路(6)及继电器检测电路(7)，继电器驱动电路(6)的输入端及输出端分别与中央处理单元(1)的输出接口连接及与继电器J1、J2触头J1-1、J2-1的一端连接，继电器检测电路(7)的输入端与继电器J1、J2触头J1-1、J2-1的另一端连接，继电器检测电路(7)的输出端与加热器R_L连接。

上述中央处理单元(1)还连接有复位电路(8)、温度检测电路(9)、振荡电路(10)、显示电路(11)、报警电路(12)。

下面结合实施例详细说明本实用新型的具体结构：

图1为本实用新型的原理框图；

图2-1、图2-2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，包括有中央处理单元(1)、输入电路(2)、加热电路(3)、电源电路(4)，其中中央处理单元(1)的输入接口分别与输入电路(2)、电源电路(4)连接，加热电路(3)的输入端分别与电源电路(4)及中央处理单元(1)的输出接口连接；上述中央处理单元(1)的输入接口及加热电路(3)的输入端还连接有漏电检测、试验电路(5)；上述加热电路(3)包括有继电器J1、J2及加热器R_L，继电器J1、J2的电磁铁控制线圈分别与电源电路(4)及中央处理单元(1)的输出接口连接，加热管R_L的输入端分别与继电器J1、J2的触头连接；上述继电器J1、J2触头J1-1、J2-1的两端还分别连接有继电器驱动电路(6)及继电器检测电路(7)，继电器驱动电路(6)的输入端及输出端分别与中央处理单元(1)的输出接口连接及与继电器J1、J2触头J1-1、J2-1的一端连接，继电器检测电路(7)的输入端与继电器J1、J2触头J1-1、J2-1的另一端连接，继电器检测电路(7)的输出端与加热器R_L连接；上述中央处理单元(1)还连接有复位电路(8)、温度检测电路(9)、振荡电路(10)、显示电路(11)、报警电路(12)。上述继电器J1、J2与加热器R_L之间还连接有超温保护器C。上述中央处理单元(1)为集成块IC2，输入电路(2)包括有按键S2及电阻R17、R18，按键S2的一端与电阻R18的一端连接，S2的另一端分别与电阻R17的一端及IC2的接脚7连接，R17的另一端与电源端VCC连接，R18的另一端接地；电源电路(4)包括有变压器T1、桥式整流器B、集成稳压器V1、电解电容E1～E4、瓷片电容C1、C2、C5、C6，其中桥式整流器B的输入端与变压器T1的次级线圈连接电容C1、C2、E1及稳压器V1的接脚1、2分别并联在桥式整流器B的输出端，电容C5、C6、E2、E3、E4并联在V1的接脚2、3之间及电源VCC的两端。上述漏电检测、试验电路(5)包括有电流取样互感线圈T2、漏电试验按钮S1、电阻R1、R8～R12、电容C4、C5、运算比较器IC1，其中T2的输入端与电源连接，IC1B的正输入端接地，负输入端通过电阻R11与T2的输出端连接，电容C5的一端与电阻R11连接，另一端接地，IC1B的负输入端与输出端之间并接有电阻R10及电容C4，IC1A的正输入端与IC1B的输出端连接，IC1A的负输入端分别与电阻R9的一端及电阻R8的一端连接，R9的另一端接地，R8的另一端接电源VCC，IC1A的输出端通过接线排CN1的接线脚4与IC2的接脚6连接，电阻R12连接在IC2的接脚6与电源VCC之间；电阻R1与按键S1串接在T2的初级线圈与T1的次级线圈之间。上述继电器驱动电路(6)包括有三极管Q1、Q2，电阻R6、R7，继电器检测电路(7)包括有二极管D1～D5、电阻R2～R5、R13、电容C3、光偶O1，其中Q1、Q2的集电极分别与继电器J1、J2的电磁铁控制线圈连接，Q1、Q2的发射极均接地，Q1、Q2的基极分别与电阻R6、R7的一端连接，R6、R7的另一端通过接线排CN1的接线脚2与IC2的接脚4连接；二极管D1、D2的阳极分别通过电阻R2、R3与继电器J1、J2的触头J1-1、J2-1连接，D1、D2、D5的阴极与光耦O1的输入端1连接，D3、D4、D5的阳极与光耦O1的输入端2连接，D4、D3的阴极分另通过电阻R4、R5与触头J1-1、J2-1的另一端连接，光耦O1的输出端4通过电容C3接地及通过接线排CN1的接线脚3与IC2的接脚5连接，光耦O1的输出端5接地，电阻R13连接在电源VCC与IC2的接脚5之间。上述复位电路(8)包括有二极管D6、电阻R14、电容C7，其中二极管D6与电阻R14并接，且其一端与电源VCC连接，另一端与IC2的接脚3连接及通过电容C7接地；温度检测电路(9)包括有温度传感器RT1、电阻R15、R16，其中RT1的一端接地，另一端分别与电阻R15、R16的一端连接，R15的另一端与电源VCC连接及与IC2的接脚1连接，R16的另一端与IC2的接脚2连接；振荡电路(10)包括有晶振OSC、电容C8、C9，其中晶振OSC的一端与电容C8的一端连接及与IC2的接脚8连接，OSC的另一端与电容C9的一端连接及与IC2的接脚9连接，C8、C9的另一端均接地；显示电路(11)包括有发光二极管LED1～LED3、数码显示屏P1、P2、电阻R19～R28，其中LED1、LED2、LED3的一端分别通过电阻R26、R27、R28与IC2的接脚22、23、11连接，LED1、LED2、LED3的另一端均接地，数码显示屏P1、P2的七段数码管分别通过电阻R19～R25分别与IC2的接脚13～19连接；报警电路(12)包括有三极管Q3、电阻R29、蜂鸣器B1，其中Q3的基极通过电阻R29与IC2的接脚9连接，发射极接地，集电极与B1的一端连接，B1的另一端与电源VCC连接。

本实用新型使用时，插上电源插头，系统通电，变压器T1工作，输出14V交流电，经桥式整流器B整流后，再经C1、C2、E1滤波，产生一个基本稳定的12V直流电源供控制继电器J1、J2用，另一方面该12V直流电经集成稳压器V1产生+5V恒稳压电源，供以控制芯片IC2为主的控制电路电源用。漏电检测、试验电路(5)在电热水器正常工作时，电源火线、零线通过电流大小相等、方向相反，在互感线圈T2上产生的互感电流为零，IC1的1脚输出低电平；当出现漏电时，由于电源火线、零线通过的电流大小不相等，在互感线圈T2上产生出的互感电流，经放大比较后，在IC1的1脚输出高电平，此时控制芯片IC2的第6脚检测到高电平，则及时断开继电器，切断发热管的电源，整个系统进入保护状态。当按下试验按钮S1时，通过变压，在互感线圈上也能产生电流，此时系统也能进入保护状态。通过这可以试验漏电检测模块是否能够正常工作。加热器RL的工作电源为220V～，直接取自外接220V～，受输出控制继电器J1、J2的控制。当系统需要接通继电器时，则在IC2的第4脚输出一个高电平，经Q1、Q2放大后，在继电器的线圈上产生一定的电流，继电器动作，接通常开触点。当系统需要切断继电器时，则在IC2的第4脚输出一个低电平，继电器线圈失电，常开触点断开。当继电器任有一个触点接通时，D1～D5、R1～R4上均有电流通过，光偶O1工作，IC2的第5脚处电平为低；继电器均不接通时，光偶O1不工作，IC2的第5脚处电平为高。

在IC2未输出对J1、J2的动作信号时，正常情况下，IC2的第5脚为高电平，但当J1、J2中有一个出现触点粘死、机械卡死故障时，在IC2并未输出对J1、J2的动作信号期间，IC2的第5脚翻转成为低电平，利用概率论的原理，认为二继电器同时出现上述故障的机率极低(比如，单只继电器故障机率为1／1000，则二只继电器同时产生故障的机率为1／1000000，这在热水器寿命期间，几乎为零!)故IC2尚可通过另一能正常工作的继电器来执行保护动作，避免故障进一步扩大，导致发热管不停加热等极为重要的安全问题。由二极管D6、电阻R14、电容C7构成的控制芯片IC2的复位电路8)中，当系统刚通电时，由于电容两端的电压不能突变，而使IC2的第3脚置“0”复位。由电阻R15、R16温度传感器RT1(热敏电阻)构成系统的温度检测电路(9)中，当被测点的温度变化时，RT1的电阻值也发生变化，在IC2的第2脚的电压也跟着变化，通过IC2内部的A／D转换器将这模拟信号转化为数字信号，供CPU处理。由三极管Q3、电阻R29、蜂鸣器B1构成系统的蜂鸣报警电路(12)，当开机和有故障时，IC2的第10脚输出高电平，通过Q3放大驱动B1蜂鸣报警。由电阻R26～R28、发光二极管LED1～LED3构成系统的工作状态指示电路，当系统工作在不同状态时，通过IC2的第11、22、23脚来驱动不同的指示灯亮，分别指示加热、保温、故障三种状态。双8数码显示屏P1、P2、电阻R19～R25构成系统的显示电路，控制芯片IC2通过动态方式显示实时温度或故障代码。其中IC2的第20、21脚控制位(即哪一位数码管要显示)，IC2的第13～19脚控制字(即要在数码管上显示什么字)。当电热水器漏电时，系统切断加热器电源，故障指示灯和温度显示屏P1、P2以2Hz的频率闪烁显示“E1”，直到故障排除。在系统工作期间全过程连续检测。当温度传感器检测水箱内温度有否超过90℃，如果超过90℃，则系统切断加热器电源，故障指示灯和温度显示屏P1、P2以2Hz的频率闪烁显示“E2”，直到故障排除。在开机初始和运行期间以一定的间隔时间断续检测。当温度传感器短路或断路时，系统切断加热器电源，故障指示灯和温度显示屏P1、P2以2Hz的频率闪烁显示“E3”，直到故障排除。在开机初始和运行期间以一定的间隔时间断续检测。当继电器开路、继电器常开触点粘合或加热管开路时，系统切断加热器电源，故障指示灯和温度显示屏P1、P2以2Hz的频率闪烁显示“E4”。由按键S2(“一指神通”键)、电阻R17、R18构成系统的指令输入电路(2)，S2未被按下时，IC2的第7脚为高电平，S2被按下时，IC2的第7脚为低电平。通过控制芯片内部的程序，可判断每次按键给按下时的相应指令。系统第一次接通外接电源后，蜂鸣器“哔”一声，系统进入关机等待状态，此时，系统无任何指示。触发“一指神通”S2按键，系统开关，系统初始化，并对外围进行一系列的自动检测，正常无故障的情况下，然后直接进入温度设置状态。第一次通电启动时以内部缺省温度设定值70℃作为初始设定值，其他在通电状态下关机再启动以原来设定的温度值作为初始设定值。

关机等待状态下单击“一指神通”S2键，系统直接进入温度设置状态，在此状态下，P1、P2显示屏以2Hz的频率闪烁显示原来已有的设定值或内部缺省设定值“70”，然后系统以内部缺省设定值“70”或原来已有的设定值为基础，单次触发按键的时间在0．5秒内，则每触发一次，数据变化一档；单次触发按键的时间在0．5秒以上，则系统以0．25秒的速度自动变化设置数据。设置数据档30、35、40、45、50、55、60、65、70、75内循环进行。选中理想的设置值后，停止操作按键时间超过5秒，系统确认设置参数并退出设置状态，P1、P2显示屏恢复实际温度显示，系统按设置参数进入相关的运行工作状态。以上操作过程中，预置温度值的范围为30～75℃，超出上限75则连续从下限30开始，反之，超出下限30则连续从上限75开始。在温度设置完毕，系统进入正常的恒温运行状态后，单击“一指神通”S2键，系统转入关机等待状态，此时，系统一切设置参数保留，一切显示关闭。在系统掉电后，设置参数自动丢失。温度设置完毕，5秒内不再有任何击键动作，则参数被自动确认，系统进入自动恒温运行状态。系统以设定温度值(或缺省设定值70℃)与实际温度值进行比较运算，控制加热管执行加热控制。

本实用新型由于采用了电脑控制结构，因此其使用方便，功能多，可实现智能化控制；另外，由于其设有多种安全保护电路，故确保了电热水器使用的安全可靠性，使用户用得放心。本实用新型是一种方便实用的电热水器电脑控制器。

Claims

1、一种电热水器电脑控制器，其特征在于包括有中央处理单元(1)、输入电路(2)、加热电路(3)、电源电路(4)，其中中央处理单元(1)的输入接口分别与输入电路(2)、电源电路(4)连接，加热电路(3)的输入端分别与电源电路(4)及中央处理单元(1)的输出接口连接。

2、根据权利要求1所述的电热水器电脑控制器，其特征在于上述中央处理单元(1)的输入接口及加热电路(3)的输入端还连接有漏电检测、试验电路(5)。

3、根据权利要求1所述的电热水器电脑控制器，其特征在于上述加热电路(3)包括有继电器J1、J2及加热器RL，继电器J1、J2的电磁铁控制线圈分别与电源电路(4)及中央处理单元(1)的输出接口连接，加热管R_L的输入端分别与继电器J1、J2的触头J1-1、J2-1连接。

4、根据权利要求3所述的电热水器电脑控制器，其特征在于上述继电器J1、J2触头J1-1、J2-1的两端还分别连接有继电器驱动电路(6)及继电器检测电路(7)，继电器驱动电路(6)的输入端及输出端分别与中央处理单元(1)的输出接口连接及与继电器J1、J2触头J1-1、J2-1的一端连接，继电器检测电路(7)的输入端与继电器J1、J2触头J1-1、J2-1的另一端连接，继电器检测电路(7)的输出端与加热器R_L连接。

5、根据权利要求1或2或3或4所述的电热水器电脑控制器，其特征在于上述中央处理单元(1)还连接有复位电路(8)、温度检测电路(9)、振荡电路(10)、显示电路(11)、报警电路(12)。

6、根据权利要求5所述的电热水器电脑控制器，其特征在于上述继电器J1、J2与加热器R_L之间还连接有超温保护器C。

7、根据权利要求5所述的电热水器电脑控制器，其特征在于上述中央处理单元(1)为集成块IC2，输入电路(2)包括有按键S2及电阻R17、R18，按键S2的一端与电阻R18的一端连接，S2的另一端分别与电阻R17的一端及IC2的接脚7连接，R17的另一端与电源端VCC连接，R18的另一端接地；电源电路(4)包括有变压器T1、桥式整流器B、集成稳压器V1、电解电容E1～E4、瓷片电容C1、C2、C5、C6，其中桥式整流器B的输入端与变压器T1的次级线圈连接，电容C1、C2、E1及稳压器V1的接脚1、2分别并联在桥式整流器B的输出端，电容C5、C6、E2、E3、E4并联在V1的接脚2、3之间及电源VCC的两端。

8、根据权利要求5所述的电热水器电脑控制器，其特征在于上述漏电检测、试验电路(5)包括有电流取样互感线圈T2、漏电试验按钮S1、电阻R1、R8～R12、电容C4、C5、运算比较器IC1，其中T2的输入端与电源连接，IC1B的正输入端接地，负输入端通过电阻R11与T2的输出端连接，电容C5的一端与电阻R11连接，另一端接地，IC1B的负输入端与输出端之间并接有电阻R10及电容C4，IC1A的正输入端与IC1B的输出端连接，IC1A的负输入端分别与电阻R9的一端及电阻R8的一端连接，R9的另一端接地，R8的另一端接电源VCC，IC1A的输出端通过接线排CN1的接线脚4与IC2的接脚6连接，电阻R12连接在IC2的接脚6与电源VCC之间；电阻R1与按键S1串接在T2的初级线圈与T1的次级线圈之间。

9、根据权利要求5所述的电热水器电脑控制器，其特征在于上述继电器驱动电路(6)包括有三极管Q1、Q2，电阻R6、R7，继电器检测电路(7)包括有二极管D1～D5、电阻R2～R5、R13、电容C3、光偶O1，其中Q1、Q2的集电极分别与继电器J1、J2的电磁铁控制线圈连接，Q1、Q2的发射极均接地，Q1、Q2的基极分别与电阻R6、R7的一端连接，R6、R7的另一端通过接线排CN1的接线脚2与IC2的接脚4连接；二极管D1、D2的阳极分别通过电阻R2、R3与继电器J1、J2的触头J1-1、J2-1连接，D1、D2、D5的阴极与光耦O1的输入端1连接，D3、D4、D5的阳极与光耦O1的输入端2连接，D4、D3的阴极分别通过电阻R4、R5与触头J1-1、J2-1的另一端连接，光耦O1的输出端4通过电容C3接地及通过接线排CN1的接线脚3与IC2的接脚5连接，光耦O1的输出端5接地，电阻R13连接在电源VCC与IC2的接脚5之间。

10、根据权利要求5所述的电热水器电脑控制器，其特征在于上述复位电路(8)包括有二极管D6、电阻R14、电容C7，其中二极管D6与电阻R14并接，且其一端与电源VCC连接，另一端与IC2的接脚3连接及通过电容C7接地；温度检测电路(9)包括有温度传感器RT1、电阻R15、R16，其中RT1的一端接地，另一端分别与电阻R15、R16的一端连接，R15的另一端与电源VCC连接及与IC2的接脚1连接，R16的另一端与IC2的接脚2连接；振荡电路(10)包括有晶振OSC1、电容C8、C9，其中晶振OSC1的一端与电容C8的一端连接及与IC2的接脚8连接，OSC1的另一端电容C9的一端连接及与IC2的接脚9连接，C8、C9的另一端均接地；显示电路(11)包括有发光二极管LED1～LED3、数码显示屏P1、P2、电阻R19～R28，其中LED1、LED2、LED3的一端分别通过电阻R26、R27、R28与IC2的接脚22、2 3、11连接，LED1、LED2、LED3的另一端均接地，数码显示屏P1、P2的七段数码管分别通过电阻R19～R25分别与IC2的接脚13～19连接；报警电路(12)包括有三极管Q3、电阻R29、蜂鸣器B1，其中Q3的基极通过电阻R29与IC2的接脚9连接，发射极接地，集电极与B1的一端连接，B1的另一端与电源VCC连接。