專利名稱：防干燒電熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種為淋浴、洗漱及其它洗滌提供熱水的電熱水器。
目前，家庭、企事業(yè)單位、服務(wù)業(yè)等用于淋浴、洗漱及其它洗滌的電熱水器主要包括水箱和電加熱系統(tǒng)。在水箱缺水的情況下，如果電加熱系統(tǒng)通電加熱，就會產(chǎn)生干燒現(xiàn)象，輕者會燒毀電熱水器的元器件，重者可能引起火災(zāi)。為了防止干燒現(xiàn)象的發(fā)生，現(xiàn)有的電熱水器一般在水箱中放置一個熱熔斷體。當(dāng)發(fā)生干燒現(xiàn)象時，水箱內(nèi)的溫度急劇上升，當(dāng)溫度上升到一定值時，熱熔斷體被熔斷，電加熱系統(tǒng)的主電路被切斷，達(dá)到保護(hù)的目的。這種保護(hù)方法存在以下兩個缺點一不能檢測溫度上升的速度，不利于及早發(fā)現(xiàn)干燒現(xiàn)象和在干燒的初期進(jìn)行保護(hù)；二、發(fā)生干燒現(xiàn)象后，熱熔斷體被熔斷，需要更換熱熔斷體，增加了拆機(jī)維修的麻煩。
本實用新型的目的是，提供一種能夠及早檢測到干燒現(xiàn)象并停止加熱的電熱水器，在它的水箱中加入水后，不需要拆機(jī)維修就可以恢復(fù)加熱。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，防干燒電熱水器，包括水箱和電加熱系統(tǒng)，電加熱系統(tǒng)由主電路和控制電路組成，它的特殊之處是，控制電路包括溫度傳感器、微機(jī)和執(zhí)行電路，溫度傳感器的輸出端與微機(jī)的I/O口連接，執(zhí)行電路的輸入端與微機(jī)的I/O口連接，執(zhí)行電路與主電路連接。
主電路通過220V交流電源為電熱管供電，控制電路主要用于控制主電路的導(dǎo)通和斷開。溫度傳感器用于檢測水箱中的溫度，它將水箱中的溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斎胛C(jī)進(jìn)行處理。微機(jī)運(yùn)行程序，不斷采集溫度傳感器的輸出信號，并將溫度上升的速度值與設(shè)定值進(jìn)行比較。如果水箱中溫度上升的速度值超過設(shè)定值，微機(jī)通過其I/O口控制執(zhí)行電路，由執(zhí)行電路切斷主電路，使電熱管停止加熱。
本實用新型的溫度傳感器采用熱敏電阻R2，熱敏電阻R2的一端接地，另一端a與微機(jī)的的I/O口和電阻R1的一端連接，電阻R1的另一端b與電源的正極連接。
熱敏電阻R2一般放置在水箱內(nèi)，它的電阻值隨溫度的變化而變化。電阻R1和熱敏電阻R2組成分壓電路，熱敏電阻R2的電阻值隨溫度的變化而變化時，熱敏電阻R2兩端的電壓也隨溫度的變化而變化，該電壓被輸入微機(jī)的I/O口，微機(jī)按一定的時間間隔對該電壓進(jìn)行采集，從而測得溫度的變化速度。
本實用新型的執(zhí)行電路包括三極管N11和繼電器K2，主電路包括電熱管HL1；三極管N1的基極與電阻R7的一端連接，電阻R7的另一端c與微機(jī)的I/O口連接，發(fā)射極接地，集電極與繼電器K2的線圈的一端連接，繼電器(K2)的線圈的另一端與電源正極連接。續(xù)流二極管D1并聯(lián)在繼電器K2的線圈的兩端；繼電器K2的常開觸點K2-1與電熱管HL1串聯(lián)。
三極管N1是一個開關(guān)三極管，其作用相當(dāng)于一個受微機(jī)控制的開關(guān)，它控制繼電器K2線圈的導(dǎo)通和斷開。這一技術(shù)方案主要用于主電路中只有一只電熱管或二只以上電熱管串聯(lián)的情況。當(dāng)發(fā)生干燒現(xiàn)象時，微機(jī)通過I/O口向三極管N1輸出控制信號，使三極管N1截止。繼電器K2失電釋放，繼電器K2的常開觸點K2-1將主電路的電源切斷，使電熱管HL1停止加熱。
本實用新型的執(zhí)行電路還包括三極管N3和繼電器N3，主電路還包括電熱管HL2；三極管N3的基極與電阻R6的一端連接，電阻R6的另一端d與微機(jī)的I/O口連接，發(fā)射極接地，集電極與繼電器K3的線圈的一端連接，繼電器K3的線圈的另一端與電源正極連接，續(xù)流二極管D2并聯(lián)在繼電器K3的線圈的兩端；繼電器K3的常開觸點K3-1與電熱管HL2串聯(lián)，該串聯(lián)電路與由常閉觸點K2-1和電熱管HL1組成的串聯(lián)電路并聯(lián)。
三極管N3也是一個開關(guān)三極管，它的作用與三極管N1相同。這一技術(shù)方案主要用于主電路有二只電熱管并聯(lián)的情況。使用者可以通過接鍵向微機(jī)輸入信息，選擇三極管N1和三極管N3其中之一導(dǎo)通或者兩者都導(dǎo)通。兩只三極管分別控制繼電器K2的繼電器K3吸合或釋放，從而選擇電熱管HL1和電熱管HL2其中之一或者兩者都工作，這樣可以選擇不同的加熱功率。當(dāng)發(fā)生干燒現(xiàn)象時，微機(jī)通過I/O口分別向三極管N1和三極管N3輸出控制信號，使三極管N1和三極管N3都截止。繼電器K2和繼電器K3失電釋放，繼電器K2的常開觸點K2-1和繼電器K3的常開觸點K3-1分別切斷電熱管HL1和電熱管HL2的電源，使電熱管HL1和電熱管HL2停止加熱。
本實用新型的執(zhí)行電路還包括三極管P1、三極管N2、熱熔斷體S和繼電器K1；三極管N2的基極與電阻R4的一端連接，電阻R4的另一端e與微機(jī)的I/O口連接，三極管N2的發(fā)射極接地，三極管N2的集電極與電阻R5的一端連接；電阻R5的另一端與三極管P1的基極連接，三極管P1的發(fā)射極與電源正極連接，三極管P1的集電極與繼電器K1的線圈的一端連接；繼電器K1的線圈的另一端與熱熔斷體S的一端和電阻R3的一端連接，熱熔斷體S的另一端接地；電阻R3的另一端f與微機(jī)的I/O口和穩(wěn)壓管Z1的一端連接，穩(wěn)壓管Z1的另一端接地；續(xù)流二極管D3并聯(lián)在繼電器K1的線圈的兩端；繼電器K1的常開觸點K1-1串聯(lián)在電加熱系統(tǒng)的主電路的火線中。
本實用新型的繼電器K1的常開觸點K1-2串聯(lián)在電加熱系統(tǒng)的主電路的零線中。
本實用新型由于具有溫度傳感器和微機(jī)，能檢測到水箱內(nèi)溫度的變化速度，及時發(fā)現(xiàn)干燒現(xiàn)象。由于本實用新型具有繼電器K2、繼電器K3，當(dāng)發(fā)生干燒現(xiàn)象時，微機(jī)首先發(fā)出控制信號，使繼電器K2、繼電器K3釋放，切斷主電路電源，起到保護(hù)作用。當(dāng)水箱中有水以后，微機(jī)又會控制繼電器K2、繼電器K3重新吸合，從而接通主電路電源，使電熱管重新開始加熱。與現(xiàn)有的電熱水器單純采用熱熔斷體進(jìn)行防干燒相比，本實用新型具有發(fā)現(xiàn)干燒現(xiàn)象早、在發(fā)生干燒現(xiàn)象的初期就能及時切斷主電路電源的優(yōu)點。并且，本實用新型在干燒的原因消除以后，不需要象現(xiàn)有的電熱水器那樣更換熱熔斷體，減少了拆機(jī)維修的麻煩。本實用新型增加了熱熔斷體S和繼電器K1以后，具有雙重防干燒的優(yōu)點。在極端情況下，例如單片機(jī)損壞或溫度傳感器損壞時，如果發(fā)生干燒現(xiàn)象，繼電器K2、繼電器K3不動作，水箱內(nèi)的溫度繼續(xù)上升，熱熔斷體S被燒斷，繼電器K1釋放，從而切斷主電路的電源，起到雙重防干燒的作用。特別是在繼電器K1的常開觸點K1-1和K1-2分別串聯(lián)在主電路的火線和零線中時，在發(fā)生干燒現(xiàn)象時，能夠同時切斷主電路的火線和零線。這樣，在零線帶電的情況，使本實用新型在使用時更加安全。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進(jìn)行詳細(xì)描述。


圖1為本實用新型的控制電路的電路方框圖。
圖2為本實用新型的控制電路的電路圖。
圖3為本實用新型的主電路的電路圖。
本實施例是一種雙重防干燒的電熱水器，它包括水箱和電加熱系統(tǒng)，電加熱系統(tǒng)由主電路和控制電路組成。如
圖1和圖2所示，控制電路包括溫度傳感器、微機(jī)IC和執(zhí)行電路。微機(jī)IC采用美國摩托羅拉公司生產(chǎn)的單片機(jī)68HC705SR3CP，溫度傳感器采用熱敏電阻R2。熱敏電阻R2的一端接地，另一端a與微機(jī)IC的21腳和電阻R1的一端連接，電阻R1的另一端b與直流電源的正極VDD連接。執(zhí)行電路包括三極管N1、N2、N3、P1、繼電器K1、K2、K3和熱熔斷體S。三極管N1的基極與電阻R7的一端連接，電阻R7的另一端c與微機(jī)IC的18腳連接。三極管N1的發(fā)射極接地，集電極與繼電器K2的線圈一端連接，該線圈的另一端與直流電源的正極連接。續(xù)流二極管D1并聯(lián)在繼電器K2的線圈的兩端。三極管N3的基極與電阻R6的一端連接，電阻R6的另一端d與微機(jī)IC的15腳連接。三極管N3的發(fā)射極接地，集電極與繼電器K3的線圈一端連接，該線圈的另一端與直流電源的正極連接。續(xù)流二極管D2并聯(lián)在繼電器K3的線圈二端。三極管N2的基極與電阻R4的一端連接，電阻R4的另一端e與微機(jī)IC的12腳連接。三極管N2的發(fā)射極接地，集電極與電阻R5的一端連接。電阻R5的另一端與三極管P1的基極連接。三極管P1的發(fā)射極與直流電源的正極連接，集電極與繼電器K1的線圈一端連接，該線圈的另一端與熱熔斷體S的一端連接和電阻R3的一端連接，熱熔斷體S的另一端接地。續(xù)流二極管D3并聯(lián)在繼電器K1的線圈兩端。電阻R3的另一端f與微機(jī)IC的13腳和穩(wěn)壓管Z1的一端連接，穩(wěn)壓管Z1的另一端接地。熱敏電阻R2和熱熔斷體S放在一起置于水箱內(nèi)膽中。熱敏電阻R2的a端、電阻R7的c端、電阻R6的d端、電阻R4的e端和電阻R3的f端都與微機(jī)IC的I/O口連接，但是它們與微機(jī)IC的具體管腳的連接可以根據(jù)微機(jī)IC所運(yùn)行的程序不同而有所改變。如圖3所示，主電路包括電熱管HL1、HL2和溫控器T1、T2。繼電器K2的常開觸點K1-1與電熱管HL1串聯(lián)，繼電器K3的常開觸點K3-1與電熱管HL2串聯(lián)，然后，這兩條串聯(lián)電路并聯(lián)。常開觸點K2-1和K3-1的公共端j與溫控器T1的一端連接，溫控器T1的另一端與繼電器K1的常開觸點K1-1的一端連接，常開觸點K1-1的另一端與220V交流電源的火線L連接。電熱管HL1和HL2的公共端k與溫控器T2的一端連接，溫控器T2的另一端與繼電器K1的常開觸點K1-2的一端連接，常開觸點K1-2的另一端與220V交流電源的零線N連接。
三極管N2和P1組成復(fù)合開關(guān)管，它相當(dāng)于一個受微機(jī)IC控制的開關(guān)。正常工作時，微機(jī)IC的12腳輸出高電平，三極管N2和P1導(dǎo)通，繼電器K1得電吸合，常開觸點K1-1和K1-2閉合，從而接通主電路的電源。同時，微機(jī)IC的18腳和15腳也輸出高電平，三極管N1和N3導(dǎo)通，繼電器K2和K3得電吸合，它們的常閉觸點K2-1和K3-1分別接通電熱管HL1和HL2的電源，電熱水器開始在大功率狀態(tài)下對水加熱。當(dāng)使用者通過接鍵選擇小功率時，微機(jī)IC的18腳和15腳，一個為高電平，一個為低電平。三極管N1和N3，一個導(dǎo)通，一個截止。繼電器K2和K3只有一個吸合，電熱管HL1和HL2也只有一個被接通電源。當(dāng)發(fā)生干燒現(xiàn)象時，水箱內(nèi)的溫度爭劇上升，微機(jī)IC通過熱敏電阻R2檢測到溫度的上升速度，經(jīng)過與設(shè)定值比較后，確認(rèn)發(fā)生干燒現(xiàn)象，微機(jī)IC的18腳、15腳和12腳都由高電平變?yōu)榈碗娖?。三極管N1、N2、N3和P1都截止，繼電器K1、K2和K3都釋放，主電路的電源被切斷，電熱管HL1和HL2停止加熱。如果在發(fā)生干燒現(xiàn)象時，微機(jī)IC或熱敏電阻R2產(chǎn)生故障，微機(jī)IC的18腳、15腳和12腳不能輸出低電平，電熱管HL1和HL2不能被切斷電源，水箱內(nèi)的溫度會繼續(xù)上升。當(dāng)水箱內(nèi)的溫度上升到熱熔斷體S的熔斷溫度時，熱熔斷體熔斷。繼電器K1釋放，其常開觸點K1-1和K1-2切斷主電路的電源，電熱管HL1和HL2停止加熱，這樣就起到了雙重防干燒的作用。穩(wěn)壓管Z1和電阻R3一起對微機(jī)IC的13腳起保護(hù)作用，在熱熔斷體S熔斷時，管腳13不受太大的影響。
權(quán)利要求1.防干燒電熱水器，包括水箱和電加熱系統(tǒng)，電加熱系統(tǒng)由主電路和控制電路組成，其特征是，控制電路包括溫度傳感器、微機(jī)和執(zhí)行電路，溫度傳感器的輸出端與微機(jī)的I/O口連接，執(zhí)行電路的輸入端與微機(jī)的I/O口連接，執(zhí)行電路與主電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電熱水器，其特征是，溫度傳感器采用熱敏電阻(R2)，熱敏電阻(R2)的一端接地，另一端(a)與微機(jī)的的I/O口和電阻(R1)的一端連接，電阻(R1)的另一端(b)與電源的正極連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電熱水器，其特征是，執(zhí)行電路包括三極管(N11)和繼電器(K2)，主電路包括電熱管(HL1)；三極管(N1)的基極與電阻(R7)的一端連接，電阻(R7)的另一端(c)與微機(jī)的I/O口連接，發(fā)射極接地，集電極與繼電器(K2)的線圈的一端連接，繼電器(K2)的線圈的另一端與電源正極連接，續(xù)流二極管(D1)并聯(lián)在繼電器(K2)的線圈的兩端；繼電器(K2)的常開觸點(K2-1)與電熱管(HL1)串聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電熱水器，其特征是，執(zhí)行電路還包括三極管(N3)和繼電器(N3)，主電路還包括電熱管(HL2)；三極管(N3)的基極與電阻(R6)的一端連接，電阻(R6)的另一端(d)與微機(jī)的I/O口連接，發(fā)射極接地，集電極與繼電器(K3)的線圈的一端連接，繼電器(K3)的線圈的另一端與電源正極連接，續(xù)流二極管(D2)并聯(lián)在繼電器(K3)的線圈的兩端；繼電器(K3)的常開觸點(K3-1)與電熱管(HL2)串聯(lián)，該串聯(lián)電路與由常閉觸點(K2-1)和電熱管(HL1)組成的串聯(lián)電路并聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的電熱水器，其特征是，執(zhí)行電路還包括三極管(P1)、三極管(N2)、熱熔斷體(S)和繼電器(K1)；三極管(N2)的基極與電阻(R4)的一端連接，電阻(R4)的另一端(e)與微機(jī)的I/O口連接，三極管(N2)的發(fā)射極接地，三極管(N2)的集電極與電阻(R5)的一端連接；電阻(R5)的另一端與三極管(P1)的基極連接，三極管(P1)的發(fā)射極與電源正極連接，三極管(P1)的集電極與繼電器(K1)的線圈的一端連接；繼電器(K1)的線圈的另一端與熱熔斷體(S)的一端和電阻(R3)的一端連接，熱熔斷體(S)的另一端接地；電阻(R3)的另一端(f)與微機(jī)的I/O口和穩(wěn)壓管(Z1)的一端連接，穩(wěn)壓管(Z1)的另一端接地；續(xù)流二極管(D3)并聯(lián)在繼電器(K1)的線圈的兩端；繼電器(K1)的常開觸點(K1-1)串聯(lián)在電加熱系統(tǒng)的主電路的火線中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電熱水器，其特征是，繼電器(K1)的常開觸點(K1-2)串聯(lián)在電加熱系統(tǒng)的主電路的零線中。
專利摘要本實用新型是一種防干燒電熱水器,為克服現(xiàn)有電熱水器不能在干燒的初期進(jìn)行保護(hù),發(fā)生干燒后需要拆機(jī)維修的缺點,本實用新型包括水箱和電加熱系統(tǒng),電加熱系統(tǒng)由主電路和控制電路組成。控制電路包括溫度傳感器、微機(jī)和執(zhí)行電路,溫度傳感器的輸出端與微機(jī)的I/O口連接,執(zhí)行電路的輸入端與微機(jī)的I/O連接,執(zhí)行電路與主電路連接。本實用新型能夠在發(fā)生干燒現(xiàn)象的初期進(jìn)行保護(hù),并且減少拆機(jī)維修的麻煩。
文檔編號F24H9/20GK2387462SQ98249599
公開日2000年7月12日 申請日期1998年12月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月8日
發(fā)明者王通進(jìn), 徐升平, 孫建勇 申請人:海爾集團(tuán)公司, 青島海爾微波制品有限公司