專利名稱：快速智能電熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及儲水式電熱水器，特別是一種快速智能電熱水器。
電熱水器因安全快速方便已越來越為廣大用戶所青睞，它的控制方式也由傳統(tǒng)的機械式控制向微電腦控制轉(zhuǎn)變。中國專利CN2360797Y公開了一種微電腦智能電熱水器，以中央處理單元CPU為核心，外圍有電源電路、上電復(fù)位電路、液晶顯示電路、按鍵輸入電路、漏電檢測電路和溫度檢測電路，其中的加熱控制電路利用CPU的檢測信號直接控制繼電器通斷220V電源，觸點不斷帶電接觸，會發(fā)生打火現(xiàn)象，極易造成損壞，對整個電路系統(tǒng)存在潛在電沖擊。同時，用于加熱的電熱絲僅有一個加熱路線，水溫直上直下，不易控制，使用并不方便。
本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種能消除繼電器打火現(xiàn)象，水溫可以及時控制，使用安全方便的快速智能電熱水器。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案該快速智能電熱水器，包括儲水箱，控制面板、控制電路以及位于儲水箱內(nèi)部的電加熱管和與電加熱管相配合的水路管道，其中的微電腦控制電路以中央微處理單元CPU(12)為核心，外圍電路有水溫檢測系統(tǒng)(2)，A/D轉(zhuǎn)換或V-F轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(3)、面板控制電路(4)、聲音提示及聲光報警電路(6)，顯示及光指示電路(7)，人工復(fù)位電路(10)及220V交流電和開關(guān)電源系統(tǒng)(13)，其特征在于微電腦控制電路還包括加熱控制電路(8)、加熱電路(9)及出水檢測電路(1)、加電控制電路(11)；經(jīng)出水檢測電路(1)檢測儲水箱中有水時，中央微處理單元CPU(12)發(fā)出指令，加電控制電路(11)動作，將220V交流電加于加熱電路(9)中，加熱電路(9)主要元件為電加熱管；同時，中央處理單元CPU(12)檢測設(shè)定溫度值，發(fā)出信號給加熱控制電路(8)，加熱控制電路(8)核心元件為可控硅，得到信號后，加熱控制電路控制可控硅的通斷，使電加熱管得電或斷電，控制水溫。
所述微電腦控制電路的外圍電路還有漏電檢測及漏電保護(hù)電路(5)，該電路檢測到有漏電電壓時，送給中央微處理單元CPU(12)一電平信號，觸發(fā)漏電保護(hù)程序，中央微處理單元CPU(12)發(fā)出控制信號給加熱控制電路(8)，斷開可控硅，切斷加熱系統(tǒng)的220V電源。
所述水路管道由進(jìn)水口、第一組電加熱管(23)、第二組電加熱管(24)、出水口組成，整個水路管道的前部為“U”形管道，第一組電加熱管(23)設(shè)于管道中；水路管道的后部為一“回”形管道，第二組電熱管(24)設(shè)于“回”形管道中，出水口引流管接于“回”形管道的里側(cè)管道上。
基于技術(shù)方案，本實用新型有以下效果1．出水速度快、熱量大。
2．操作方便。只需加上電，打開進(jìn)水閥，設(shè)置好所需水溫即可，其它過程智能控制。
3．適應(yīng)性強。電網(wǎng)電壓240V至120V均能正常工作，水流量變化對本系統(tǒng)的影響也小。
4．安全可靠。利用微電腦控制，能快速、可靠釋放電源繼電器，實現(xiàn)漏電保護(hù)。
5．結(jié)構(gòu)合理、體積小巧，不占用過多空間。
6．出水溫度波動小，可控制在設(shè)定值的±2攝氏度內(nèi)。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳述。


圖1為面板結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為水路管道結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為微電腦控制系統(tǒng)原理框圖。
圖4-圖7為實施例電路原理圖。
圖8為主程序流程圖。
圖9為面板中斷程序流程圖。
圖10為漏電中斷程序流程圖。
如
圖1，2，3所示，該快速智能電熱水器，包括儲水箱，控制面板、控制電路以及位于儲水箱內(nèi)部的電加熱管和與電加熱管相配合的水路管道，其中的微電腦控制電路以中央微處理單元CPU 12為核心，外圍電路有水溫檢測系統(tǒng)2，A/D轉(zhuǎn)換或V-F轉(zhuǎn)換系統(tǒng)3、面板控制電路4、聲音提示及聲光報警電路6，顯示及光指示電路7，人工復(fù)位電路10及220V交流電和開關(guān)電源系統(tǒng)13，微電腦控制電路還包括加熱控制電路8、加熱電路9及出水檢測電路1、加電控制電路11。經(jīng)出水檢測電路1檢測儲水箱中有水時、中央微處理單元CPU12發(fā)出指令，加電控制電路11動作，將220V交流電加于加熱電路9中，加熱電路9主要元件為電加熱管。同時，中央處理單元CPU12檢測設(shè)定溫度值，發(fā)生信號給加熱控制電路8，加熱控制電路8核心元件為可控硅，得到信號后，加熱控制電路控制可控硅的通斷，使電加熱管得電或斷電，控制水溫。
微電腦控制電路的外圍電路還有漏電檢測及漏電保護(hù)電路5，該電路檢測到有漏電電壓時，送給中央微處理單元CPU12一電平信號，觸發(fā)漏電保護(hù)程序，中央微處理單元CPU12發(fā)出控制信號給加熱控制電路8，斷開晶閘管，切斷加熱系統(tǒng)的220V電源。
水路管道由進(jìn)水口、第一組電加熱管23、第二組電加熱管24、出水口組成，整個水路管道的前部為“U”形管道，第一組電加熱管23設(shè)于管道中；水路管道的后部為一“回”形管道，第二組電熱管24設(shè)于“回”形管道中，出水口引流管接于“回”形管道的里側(cè)管道上。
中央微處理單元CPU12由8031系列微處理器。加熱控制電路8的構(gòu)成為CPU發(fā)出的加熱脈沖信號由數(shù)據(jù)引腳送至反相器緩沖后，經(jīng)由三極管放大后，由變壓器耦合或光電耦合器耦合耦合輸出給可控硅，控制可控硅的通斷。
實施例中的加熱控制電路8有三組，如圖7所示，CPU發(fā)出的加熱脈沖信號分別經(jīng)P1.1、P1.2、P1.4引腳送出，經(jīng)反相器U7反相緩沖，分別經(jīng)由三極管BG5、BG7、BG9放大，分別由變壓器TRANS1、TRANS2、TRANS3耦合，輸出給相應(yīng)的可控硅SCR1、SCR2、SCR3。加熱電路9由電熱膜加熱管HEAT1、HEAT2、HEAT3串接于加熱控制電路8中構(gòu)成。電熱膜加熱管有三組，其中前兩組為1KW，另一組為500W。
如圖6所示，出水檢測電路1構(gòu)成為檢測頭通過電阻R5接到+5V電源上，同時和CPU的P1.4口相連，當(dāng)有出水時，由于CPU系統(tǒng)的地和水是共地的，所以檢測頭給CPU提供一個低電平，CPU檢測到P1.4口出現(xiàn)低電平時，認(rèn)為有水流入。
加電控制電路11構(gòu)成為由220V總電源開關(guān)及繼電器組成，總電源接通后給開關(guān)電源供電，當(dāng)CPU由P1.0口送出低電平時，由反相器緩沖，經(jīng)三極管BG11放大后，吸合繼電器，給加熱部分加電，由于CPU在發(fā)出吸合繼電器的指令時，加熱控制部分關(guān)斷。
第一組電加熱管23由數(shù)量為兩個，第二組電加熱管24數(shù)量為一個，其功率小于第一組電加熱管。
外圍電路中的水溫檢測系統(tǒng)2由水溫傳感器構(gòu)成，水溫傳感器由溫度傳感器或正溫度特性或負(fù)溫度特性的熱敏電阻及運放構(gòu)成。如圖4所示，本實施例中溫度傳感系統(tǒng)與加熱控制電路8配合，有三套同樣的電路，傳感器R60、R61、R62設(shè)于水路管道上，如圖2所示，傳感器采用兩支50Ω熱敏電阻25，一支5Ω熱敏電阻26。電路中由運放U10、U9、U8分別與R60、R61、R62、電阻R36、R37、R40、R39、R30、R31、R33、R34、R34、R23、R25、R28、R27及電位器R35、R29、R24，電容C5、C4、C3，二極管BG10、BG11、BG12共同構(gòu)成一參考比較器，當(dāng)傳感器值受水溫影響而變化時，其上的電壓經(jīng)過運放放大后，送給A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)3采用ADC0809多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將水溫檢測系統(tǒng)檢測到電壓分別輸入到ADC0809 U8的IN-0、IN-1、IN-2，轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)輸出至CPU U5的數(shù)據(jù)輸入口。ADC0809的時序由74LS74 U9提供。
漏電檢測電路由三極管BG0，電阻R0構(gòu)成。
面板上設(shè)有設(shè)置鍵14、電源開關(guān)15、電源批示燈16、加1鍵17，確認(rèn)鍵盤8、減1鍵19、復(fù)位鍵28蜂鳴器20，工作指示燈21及數(shù)碼顯示管22。面板控制電路4包括與面板上設(shè)置鍵14、加1鍵17、確認(rèn)鍵18、減1鍵19相連的開關(guān)SW11、SW12、SW14、SW13，觸發(fā)信號送至CPU U5的P17、P18，進(jìn)入如圖9所示的面板中斷處理程序，設(shè)置水溫值，CPU檢測到P1.5口出現(xiàn)低電平時，設(shè)定水溫值增1，退出中斷。
聲音提示及聲光報警電路6工作過程是加電和人工復(fù)位及面板操作時，CPU向P1.7口發(fā)一短音頻信號，經(jīng)反相器74LS04 U7緩沖后，由二極管BG16放大后，驅(qū)動峰鳴器發(fā)出提示音。當(dāng)CPU檢測到電信號時，在發(fā)出指令切斷加熱系統(tǒng)電源后，經(jīng)由P1.7口發(fā)出連續(xù)報警信號，經(jīng)由反相器U7緩沖，三極管BG16放大后，驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲，同時二極管指示燈閃亮，顯示管顯示閃爍00。
顯示及指示電路7組成為鎖存器74LS373 U10、U20，數(shù)碼顯示管U1、u2及相應(yīng)電阻構(gòu)成。數(shù)碼顯示管U1、U2顯示實時水溫，漏電后，閃爍顯示00，由三只發(fā)光二極管分別指示加電工作和漏電狀態(tài)。
人工復(fù)位電路由SW20、電阻R21、電容器CO及電阻R22構(gòu)成，復(fù)位信號接CPURST端。
中央微處理單元CPU 12微處理器80C31 U5的P0口作數(shù)據(jù)I/O口及低位地址口，P1口分別用作聲音信號，加電控制信號、A/D轉(zhuǎn)換查詢、面板控制輸入信號的接口。P2口用作高位地址的輸出口，高位地址線A15、A14、A13、A12分別用作協(xié)4LS373及A/D轉(zhuǎn)換的讀信號和A/D轉(zhuǎn)換的地址選擇信號，P3口作常規(guī)的外中斷復(fù)位等用。程序存儲用EPROM2732 U3經(jīng)74LS373 U4與CPU交換。
220V交流電及開關(guān)電源系統(tǒng)13為加熱系統(tǒng)提供220V/50HZ交流電，開關(guān)電源給系統(tǒng)提供+5V/3A及+12V/2A,-12V/1A直流電壓。
權(quán)利要求1．快速智能電熱水器，包括儲水箱，控制面板、控制電路以及位于儲水箱內(nèi)部的電加熱管和與電加熱管相配合的水路管道，其中的微電腦控制電路以中央微處理單元CPU(12)為核心，外圍電路有水溫檢測系統(tǒng)(2)，A/D轉(zhuǎn)換或V-F轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(3)、面板控制電路(4)、聲音提示及聲光報警電路(6)，顯示及光指示電路(7)，人工復(fù)位電路(10)及220V交流電和開關(guān)電源系統(tǒng)(13)，其特征在于微電腦控制電路還包括加熱控制電路(8)、加熱電路(9)及出水檢測電路(1)、加電控制電路(11)；經(jīng)出水檢測電路(1)檢測儲水箱中有水時，中央微處理單元CPU(12)發(fā)出指令，加電控制電路(11)動作，將220V交流電加于加熱電路(9)中，加熱電路(9)主要元件為電加熱管；同時，中央處理單元CPU(12)檢測設(shè)定溫度值，發(fā)出信號給加熱控制電路(8)，加熱控制電路(8)核心元件為可控硅，得到信號后，加熱控制電路控制可控硅的通斷，使電加熱管得電或斷電，控制水溫。
2．如權(quán)利要求1所述的快速智能電熱水器，其特征在于所述微電腦控制電路的外圍電路還有漏電檢測及漏電保護(hù)電路(5)，該電路檢測到有漏電電壓時，送給中央微處理單元CPU(12)一電平信號，觸發(fā)漏電保護(hù)程序，中央微處理單元CPU(12)發(fā)出控制信號給加熱控制電路(8)，斷開可控硅，切斷加熱系統(tǒng)的220V電源。
3．如權(quán)利要求1所述的快速智能電熱水器，其特征在于水路管道由進(jìn)水口、第一組電加熱管(23)、第二組電加熱管(24)、出水口組成，整個水路管道的前部為“U”形管道，第一組電加熱管(23)設(shè)于管道中；水路管道的后部為一“回”形管道，第二組電熱管(24)設(shè)于“回”形管道中，出水口引流管接于“回”形管道的里側(cè)管道上。
4．如權(quán)利要求1所述的快速智能電熱水器，其特征在于中央微處理單元CPU(12)由8031系列微處理器組成；所述加熱控制電路(8)的構(gòu)成為CPU發(fā)出的加熱脈沖信號由數(shù)據(jù)引腳送至反相器緩沖后，經(jīng)由三極管放大后，由變壓器耦合輸出給可控硅，控制可控硅的通斷。
5．如權(quán)利要求4所述的快速智能電熱水器，其特征在于所述加熱控制電路(8)有三組，CPU發(fā)出的加熱脈沖信號分別經(jīng)P1.1、P1.2、P1.4引腳送出，經(jīng)反相器U7反相緩沖，分別經(jīng)由三極管BG5、BG7、BG9放大，再分別由變壓器TRANS1、TRANS2、TRANS3耦合或光電耦合器耦合，輸出給相應(yīng)的可控硅SCR1、SCR2、SCR3。
6．如權(quán)利要求1所述的快速智能電熱水器，其特征在于所述加熱電路(9)由電熱膜加熱管串接于加熱控制電路(8)中構(gòu)成。
7．如權(quán)利要求6所述的快速智能電熱水器，其特征在于所述電熱膜加熱管有三組，其中兩組為1KW，一組為500W。
8．如權(quán)利要求1所述的快速智能電熱水器，其特征在于所述出水檢測電路(1)構(gòu)成為檢測頭通過電阻R5接到+5V電源上，同時和CPU的P1.4口相連，當(dāng)有出水時，由于CPU系統(tǒng)的地和水是共地的，所以檢測頭給CPU提供一個低電平，CPU檢測到P1.4口出現(xiàn)低電平時，認(rèn)為有水流入。
9．如權(quán)利要求1所述的快速智能電熱水器，其特征在于所述加電控制電路(11)構(gòu)成為由220V總電源開關(guān)及繼電器組成，總電源接通后給開關(guān)電源供電，當(dāng)CPU由P1.0口送出低電平時，由反相器緩沖，經(jīng)三極管BG11放大后，吸合繼電器，給加熱部分加電，由于CPU在發(fā)出吸合繼電器的指令時，加熱控制部分關(guān)斷。
10．如權(quán)利要求3所述的快速智能電熱水器，其特征在于所述第一組電加熱管(23)數(shù)量為兩個，第二組電加熱管(24)數(shù)量為一個，其功率小于第一組電加熱管。
專利摘要本實用新型提供一種快速智能電熱水器,包括儲水箱,控制面板、微電腦控制電路以及位于儲水箱內(nèi)部的電加熱管和與電加熱管相配合的水路管道,微電腦控制電路還包括加熱控制電路(8)、加熱電路(9)、出水檢測電路(1)、加電控制電路(11),經(jīng)出水檢測電路(1)檢測儲水箱中有水時,CPU發(fā)出指令,加電控制電路(11)動作,將220V交流電加于加熱電路(9)中,同時,CPU檢測設(shè)定溫度值,發(fā)出信號給加熱控制電路(8),控制可控硅的通斷,使電加熱管得電或斷電,控制水溫。能消除繼電器?；瓞F(xiàn)象,及時控制水溫變化,使用安全方便。
文檔編號F24H9/20GK2445244SQ0025854
公開日2001年8月29日 申請日期2000年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月12日
發(fā)明者鮑建華 申請人:鮑建華