CN105972832B - 一种防止误动作的电热水器出水断电控制*** - Google Patents

一种防止误动作的电热水器出水断电控制*** Download PDF

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Abstract

本发明公开一种防止误动作的电热水器出水断电控制***，其特征在于，包括：包括：可自动复位的三极漏电保护插头电源线、电热水器主控制器、隔离通讯模块和水流量传感器，所述三极漏电保护插头电源线连接在电热水器的供电线路上，所述电热水器主控制器与水流量传感器连接、并通过隔离通讯模块与三极漏电保护插头电源线连接，电热水器主控制器根据水流量传感器提供的信号控制三极漏电保护插头电源线的三极断开、闭合。本发明中，隔离通讯模块根据水流量传感器检测到的水流量信号的大小(阈值条件)控制漏电保护插头电源线三极的闭合和断开，在保证用户用水安全的前提下，还能避免漏电保护插头电源线的误动作。

Description

一种防止误动作的电热水器出水断电控制***
技术领域
本发明涉及电热水器控制技术领域，尤其涉及一种防止误动作的电热水器出水断电控制***。
背景技术
现有技术通过水流传感器收集到用户有用水行为后，通过逻辑控制驱动电加热器断电，保证了用户不会由于漏电而触电。但由于漏电保护开关电源线、控制器依然带电，且部分漏电事故是由于接地不良或地线带电引起，无法彻底保证用户洗浴安全，存在安全风险。
为提高安全性能，部分用户在洗浴前按漏电保护插头的试验键使电热水器三极(零、火、地线)断开，洗浴完后需按下漏电保护插头的复位按钮才能给电热水器通电，部分家庭电热水器安装在高位，导致操作困难，存在不良体验。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能自动断开、闭合漏电保护插头电源线零、火、地线，并能防止误动作的电热水器出水断电控制***。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。
一种防止误动作的电热水器出水断电控制***，其特征在于，包括：包括：可自动复位的三极漏电保护插头电源线、电热水器主控制器、隔离通讯模块和水流量传感器，所述三极漏电保护插头电源线连接在电热水器的供电线路上，所述电热水器主控制器与水流量传感器连接、并通过隔离通讯模块与三极漏电保护插头电源线连接，电热水器主控制器根据水流量传感器提供的信号控制三极漏电保护插头电源线的三极断开、闭合。
作为改进地，所述电热水器主控制器包括：单片机、第一继电器、第二继电器、可充放电的电源模块、电源检测模块、以及硬件上电复位模块；
所述第一继电器连接在三极漏电保护插头电源线的L极与电热水器的电加热器正极之间；
所述第二继电器连接在三极漏电保护插头电源线的N极与电热水器的电加热器负极之间；
所述水流量传感器与单片机连接；
所述单片机与第一继电器、第二继电器信号连接；
所述隔离通讯模块与单片机、三极漏电保护插头电源线信号连接，并根据单片机发出的指令控制三极漏电保护插头电源线的三极断开或闭合；
所述电源模块连接在三极漏电保护插头电源线的电流输出端、并通过电源检测模块、硬件上电复位模块与单片机连接；
所述电源模块包括可充放电的蓄电池模块或电容模块，在接通电源时，电源模块给电热水器主控制器供电同时给内部的蓄电池模块或电容模块充电，在意外停电或主动断电时，单片机通过电源检测模块检测到电源断开，则启动电源模块中的蓄电池模块或电容模块供电，并保存当前数据后进入低功耗的掉电休眠模式；
在电源重新接通时，通过硬件上电复位模块复位单片机，单片机通过电源检测模块检测电源闭合后，恢复断电前的数据后重新工作；
所述电源检测模块与单片机I/O口连接，单片机通过I/O口读取电源检测模块发送的信号即可判断电源的接通与闭合；
所述硬件上电复位模块在电源接通时，给单片机发送特定的复位信号脉冲使单片机复位。
作为改进地，在电热水器主控制器上连接有操作显示模块，在操作显示模块上设有人机交互用的按键和红外线遥控器信号接收头。
作为改进地，所述隔离通讯模块为能实现强弱电的隔离和通讯的光电耦合器。
作为改进地，在三极漏电保护插头电源线的输出端连接有热断路器。
作为改进地，所述水流量传感器安装在电热水器的进水水路或出水水路上，由阀体、水流转子组件和霍尔元件组成。
作为改进地，所述隔离通讯模块设置在电热水器机身上或三极漏电保护插头电源线上或集成在单片机上。
作为改进地，所述隔离通讯模块与电热水器主控制器、三极漏电保护插头电源线之间通过通讯线连接；
或，所述隔离通讯模块与电热水器主控制器、三极漏电保护插头电源线之间通过无线通讯模块通讯。
作为改进地，当用户打开电热水器的出水阀时，水流流过水流量传感器，水流量传感器输出电信号，电信号被电热水器主控制器检测到后计算水流量的大小，若水流量大于阈值条件，则通过光耦模块发送断电信号，使漏电保护插头电源线三极断开；
主控制器发送断电信号后，单片机通过电源检测模块检测电源是否断开，若断开，主控制器进入低功耗耗电休眠模式，在休眠一定时间自动唤醒并再次检测水流量信号，若检测到水流量再次进入休眠，如此反复休眠唤醒检测，直到水流量信号消失或小于阈值条件，延迟一段时间通过隔离通讯模块发送闭合信号，使漏电保护插头三极闭合；
在电源接通状态下，检测到水流信号，发送断电信号，若多次发送断电信号后，单片机通过电源检测模块检测到电源均未断开，主控制器显示故障报警代码。
作为改进地，在漏电保护插头三极断开后，主控制器不进入休眠状态持续检测水流量信号，显示内胆当前水温，直到水流量信号消失或小于阈值条件后，发送闭合信号，使漏电保护插头三极闭合。
本发明的有益效果是：
一、在传统的电热水器中，由于进水管安装有单向安全阀，电热水器加热时内胆压力会增大，可能导致内胆水逆向流回水流传感器，产生错误的用水信号。本发明中，隔离通讯模块根据水流量传感器检测到的水流量信号的大小(阈值条件)控制漏电保护插头电源线三极的闭合和断开，在保证用户用水安全的前提下，还能避免漏电保护插头电源线的误动作，实用性好。
二、引入电源检测模块和上电复位可实时监测电源供电情况，电热水器控制***运行更稳定可靠，在失电状态下(意外断电或主动断电)，通过电源模块供电，电热水器控制***进入低功耗休眠模式，通过间断检测水流量信号来判断接通电源或断开电源，可节约备用电源电能，延长使用时间。
附图说明
图1所示为本发明提供的电热水器出水断电控制***结构示意图。
图2所示为本发明提供的电热水器出水断电控制***控制流程图。
附图标记说明：
1：三极漏电保护插头电源线，2：电热水器主控制器，3：隔离通讯模块，4：水流量传感器，5：热断路器，6：操作显示模块，7：电加热器。
2-1：单片机，2-2：第一继电器，2-3：第二继电器，2-4：电源模块，2-5：电源检测模块，2-6：硬件上电复位模块。
具体实施方式
为方便本领域技术人员更好地理解本发明的实质，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细阐述。
如图1所示，一种防止误动作的电热水器出水断电控制***，包括：包括：可自动复位的三极漏电保护插头电源线1、电热水器主控制器2、隔离通讯模块3和水流量传感器4。
其中，所述可自动复位的三极漏电保护插头电源线1连接在电热水器的供电线路上，是一种带漏电保护插头的电源线，能实现漏电保护插头的三级断开。
所述水流量传感器2安装在电热水器的进水水路或出水水路上，由阀体、水流转子组件和霍尔元件组成。
所述隔离通信模块3为能实现强弱电的隔离和通讯的光电耦合器，设置在电热水器机身上，隔离通讯模块3与电热水器主控制器2、三极漏电保护插头电源线1之间通过通讯线连接。在其他实施方式中，所述隔离通讯模块设置在三极漏电保护插头电源线上或集成在主控制器的单片机上，隔离通讯模块与单片机、三极漏电保护插头电源线之间通过WiFi模块等无线通讯模块通讯。
所述电热水器主控制器2与水流量传感器4连接、并通过隔离通讯模块3与三极漏电保护插头电源线1连接。实际工作时，电热水器主控制器2根据水流量传感器4提供的信号控制三极漏电保护插头电源线1的三极断开、闭合。
所述电热水器主控制器2包括：单片机2-1、第一继电器2-2、第二继电器2-3、可充放电的电源模块2-4、电源检测模块2-5、以及硬件上电复位模块2-6。所述第一继电器2-2连接在三极漏电保护插头电源线1的L极与电热水器的电加热器7正极之间；所述第二继电器2-3连接在三极漏电保护插头电源线1的N极与电热水器的电加热器7负极之间。所述水流量传感器4与单片机2-1连接。所述单片机2-1与第一继电器2-2、第二继电器2-3信号连接。所述隔离通讯模块3与单片机2-1、三极漏电保护插头电源线1信号连接，并根据单片机2-1发出的指令控制三极漏电保护插头电源线1的三极断开或闭合。所述电源模块2-4连接在三极漏电保护插头电源线1的电流输出端、并通过电源检测模块2-5、硬件上电复位模块2-6与单片机2-1连接。具体地，所述电源检测模块2-5与单片机2-1的I/O口连接，单片机2-1通过I/O口读取电源检测模块2-5发送的信号即可判断电源的接通与闭合。所述硬件上电复位模块2-6在电源接通时，给单片机2-1发送特定的复位信号脉冲使单片机复位。
本实施例中，所述电源模块2-4包括可充放电的蓄电池模块或电容模块，在接通电源时，电源模块2-4给单片机2-1供电同时给内部的蓄电池模块或电容模块充电，在意外停电或主动断电时，单片机2-1通过电源检测模块2-5检测到电源断开，则启动电源模块2-4中的蓄电池模块或电容模块供电，并保存当前数据后进入低功耗的掉电休眠模式。在电源重新接通时，通过硬件上电复位模块2-6复位单片机2-1，单片机2-1通过电源检测模块2-5检测电源闭合后，恢复断电前的数据后重新工作。
进一步地，在三极漏电保护插头电源线1的输出端连接有热断路器5，当电路出现长时间过载或者出现短路的时候以及时分断电路。
在电热水器主控制器2上连接有操作显示模块6，在操作显示模块6上设有人机交互用的按键和红外线遥控器信号接收头。
如图2所示，当用户打开电热水器的出水阀时，水流流过水流量传感器，水流量传感器输出电信号，电信号被电热水器主控制器检测到后计算水流量的大小，若水流量大于阈值条件，则通过光耦模块发送断电信号，使漏电保护插头电源线三极断开，电热水器进入安全用水模式；这时，主控制器通过电源模块供电，操作显示模块显示内胆当前水温，并隔一段时间(比如5秒)后循环检测水流量信号，直到水流量信号消失或小于阈值条件，延迟一段时间通过隔离通讯模块发送闭合信号，使漏电保护插头三极闭合，电热水器回复正常工作。本实施例中，优选阈值条件为1L/min。
在其他实施方式中，当电源断开后，主控制器进入低功耗耗电休眠模式(不显示水温等信息)，在休眠一定时间自动唤醒并再次检测水流量信号，若检测到水流量再次进入休眠，如此反复休眠唤醒检测，直到水流量信号消失或小于阈值条件后，发送闭合信号，使漏电保护插头三极闭合。
进一步地，为保证用水的决定安全，在电源接通状态下，检测到水流信号，发送断电信号，若多次发送断电信号后，单片机通过电源检测模块检测到电源均未断开，主控制器显示故障报警，提醒用户维修。
以上具体实施方式对本发明的实质进行了详细说明，但并不能以此来对本发明的保护范围进行限制。显而易见地，在本发明实质的启示下，本技术领域普通技术人员还可进行许多改进和修饰，需要注意的是，这些改进和修饰都落在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种防止误动作的电热水器出水断电控制***，其特征在于，包括：可自动复位的三极漏电保护插头电源线、电热水器主控制器、隔离通讯模块和水流量传感器，所述三极漏电保护插头电源线连接在电热水器的供电线路上，所述电热水器主控制器与水流量传感器连接、并通过隔离通讯模块与三极漏电保护插头电源线连接，电热水器主控制器根据水流量传感器提供的信号控制三极漏电保护插头电源线的三极断开、闭合；
当用户打开电热水器的出水阀时，水流流过水流量传感器，水流量传感器输出电信号，电信号被电热水器主控制器检测到后计算水流量的大小，若水流量大于阈值条件，则通过隔离通讯模块发送断电信号，使漏电保护插头电源线三极断开，电热水器进入安全用水模式；这时，电热水器主控制器通过电源模块供电，操作显示模块显示内胆当前水温，并隔一段时间后循环检测水流量信号，直到水流量信号消失或小于阈值条件，延迟一段时间通过隔离通讯模块发送闭合信号，使可自动复位的三极漏电保护插头电源线的三极闭合，电热水器回复正常工作；所述阈值条件为1L/min；
在电源接通状态下，检测到水流信号，发送断电信号，若多次发送断电信号后，电热水器主控制器通过电源检测模块检测到电源均未断开，主控制器显示故障报警，提醒用户维修。
2.根据权利要求1所述的电热水器出水断电控制***，其特征在于，所述电热水器主控制器包括：单片机、第一继电器、第二继电器、可充放电的电源模块、电源检测模块、以及硬件上电复位模块；
所述第一继电器连接在三极漏电保护插头电源线的L极与电热水器的电加热器正极之间；
所述第二继电器连接在三极漏电保护插头电源线的N极与电热水器的电加热器负极之间；
所述水流量传感器与单片机连接；
所述单片机与第一继电器、第二继电器信号连接；
所述隔离通讯模块与单片机、三极漏电保护插头电源线信号连接，并根据单片机发出的指令控制三极漏电保护插头电源线的三极断开或闭合；
所述电源模块连接在三极漏电保护插头电源线的电流输出端、并通过电源检测模块、硬件上电复位模块与单片机连接；
所述电源模块包括可充放电的蓄电池模块或电容模块，在接通电源时，电源模块给电热水器主控制器供电同时给内部的蓄电池模块或电容模块充电，在意外停电或主动断电时，单片机通过电源检测模块检测到电源断开，则启动电源模块中的蓄电池模块或电容模块供电，并保存当前数据后进入低功耗的掉电休眠模式；
在电源重新接通时，通过硬件上电复位模块复位单片机，单片机通过电源检测模块检测电源闭合后，恢复断电前的数据后重新工作；
所述电源检测模块与单片机I/O口连接，单片机通过I/O口读取电源检测模块发送的信号即可判断电源的接通与闭合；
所述硬件上电复位模块在电源接通时，给单片机发送特定的复位信号脉冲使单片机复位。
3.根据权利要求2所述的电热水器出水断电控制***，其特征在于，在电热水器主控制器上连接有操作显示模块，在操作显示模块上设有人机交互用的按键和红外线遥控器信号接收头。
4.根据权利要求1所述的电热水器出水断电控制***，其特征在于，所述隔离通讯模块为能实现强弱电的隔离和通讯的光电耦合器。
5.根据权利要求1所述的电热水器出水断电控制***，其特征在于，在三极漏电保护插头电源线的输出端连接有热断路器。
6.根据权利要求1所述的电热水器出水断电控制***，其特征在于，所述水流量传感器安装在电热水器的进水水路或出水水路上，由阀体、水流转子组件和霍尔元件组成。
7.根据权利要求1所述的电热水器出水断电控制***，其特征在于，所述隔离通讯模块设置在电热水器机身上或三极漏电保护插头电源线上或集成在单片机上。
8.根据权利要求1所述的电热水器出水断电控制***，其特征在于，所述隔离通讯模块与电热水器主控制器、三极漏电保护插头电源线之间通过通讯线连接；
或，所述隔离通讯模块与电热水器主控制器、三极漏电保护插头电源线之间通过无线通讯模块通讯。
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