專利名稱：電熱水器電腦控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種用于電熱水器的電腦控制器，屬于電熱水器所用控制器的創新技術。
現有電熱水器所用的控制器，其存在的缺點是功能單一，使用不便，不能實現智能化控制，而且未能確保電熱水器使用的安全可靠性。
本實用新型的目的在于克服上述缺點而提供一種使用方便，功能多，可實現智能化控制，并可確保電熱水器使用的安全可靠性的電熱水器電腦控制器。
本實用新型的原理框圖如附圖所示，包括有中央處理單元(1)、輸入電路(2)、加熱電路(3)、電源電路(4)，其中中央處理單元(1)的輸入接口分別與輸入電路(2)、電源電路(4)連接，加熱電路(3)的輸入端分別與電源電路(4)及中央處理單元(1)的輸出接口連接。
上述中央處理單元(1)的輸入接口及加熱電路(3)的輸入端還連接有漏電檢測、試驗電路(5)。
上述加熱電路(3)包括有繼電器J1、J2及加熱器RL，繼電器J1、J2的電磁鐵控制線圈分別與電源電路(4)及中央處理單元(1)的輸出接口連接，加熱器RL的輸入端分別與繼電器J1、J2的觸頭J1-1、J2-1連接。
上述繼電器J1、J2觸頭J1-1、J2-1的兩端還分別連接有繼電器驅動電路(6)及繼電器檢測電路(7)，繼電器驅動電路(6)的輸入端及輸出端分別與中央處理單元(1)的輸出接口連接及與繼電器J1、J2觸頭J1-1、J2-1的一端連接，繼電器檢測電路(7)的輸入端與繼電器J1、J2觸頭J1-1、J2-1的另一端連接，繼電器檢測電路(7)的輸出端與加熱器RL連接。
上述中央處理單元(1)還連接有復位電路(8)、溫度檢測電路(9)、振蕩電路(10)、顯示電路(11)、報警電路(12)。
下面結合實施例詳細說明本實用新型的具體結構

圖1為本實用新型的原理框圖；圖2-1、圖2-2為本實用新型實施例的電路原理圖。
實施例本實用新型的原理框圖如圖1所示，包括有中央處理單元(1)、輸入電路(2)、加熱電路(3)、電源電路(4)，其中中央處理單元(1)的輸入接口分別與輸入電路(2)、電源電路(4)連接，加熱電路(3)的輸入端分別與電源電路(4)及中央處理單元(1)的輸出接口連接；上述中央處理單元(1)的輸入接口及加熱電路(3)的輸入端還連接有漏電檢測、試驗電路(5)；上述加熱電路(3)包括有繼電器J1、J2及加熱器RL，繼電器J1、J2的電磁鐵控制線圈分別與電源電路(4)及中央處理單元(1)的輸出接口連接，加熱管RL的輸入端分別與繼電器J1、J2的觸頭連接；上述繼電器J1、J2觸頭J1-1、J2-1的兩端還分別連接有繼電器驅動電路(6)及繼電器檢測電路(7)，繼電器驅動電路(6)的輸入端及輸出端分別與中央處理單元(1)的輸出接口連接及與繼電器J1、J2觸頭J1-1、J2-1的一端連接，繼電器檢測電路(7)的輸入端與繼電器J1、J2觸頭J1-1、J2-1的另一端連接，繼電器檢測電路(7)的輸出端與加熱器RL連接；上述中央處理單元(1)還連接有復位電路(8)、溫度檢測電路(9)、振蕩電路(10)、顯示電路(11)、報警電路(12)。上述繼電器J1、J2與加熱器RL之間還連接有超溫保護器C。上述中央處理單元(1)為集成塊IC2，輸入電路(2)包括有按鍵S2及電阻R17、R18，按鍵S2的一端與電阻R18的一端連接，S2的另一端分別與電阻R17的一端及IC2的接腳7連接，R17的另一端與電源端VCC連接，R18的另一端接地；電源電路(4)包括有變壓器T1、橋式整流器B、集成穩壓器V1、電解電容E1～E4、瓷片電容C1、C2、C5、C6，其中橋式整流器B的輸入端與變壓器T1的次級線圈連接電容C1、C2、E1及穩壓器V1的接腳1、2分別并聯在橋式整流器B的輸出端，電容C5、C6、E2、E3、E4并聯在V1的接腳2、3之間及電源VCC的兩端。上述漏電檢測、試驗電路(5)包括有電流取樣互感線圈T2、漏電試驗按鈕S1、電阻R1、R8～R12、電容C4、C5、運算比較器IC1，其中T2的輸入端與電源連接，IC1B的正輸入端接地，負輸入端通過電阻R11與T2的輸出端連接，電容C5的一端與電阻R11連接，另一端接地，IC1B的負輸入端與輸出端之間并接有電阻R10及電容C4，IC1A的正輸入端與IC1B的輸出端連接，IC1A的負輸入端分別與電阻R9的一端及電阻R8的一端連接，R9的另一端接地，R8的另一端接電源VCC，IC1A的輸出端通過接線排CN1的接線腳4與IC2的接腳6連接，電阻R12連接在IC2的接腳6與電源VCC之間；電阻R1與按鍵S1串接在T2的初級線圈與T1的次級線圈之間。上述繼電器驅動電路(6)包括有三極管Q1、Q2，電阻R6、R7，繼電器檢測電路(7)包括有二極管D1～D5、電阻R2～R5、R13、電容C3、光偶O1，其中Q1、Q2的集電極分別與繼電器J1、J2的電磁鐵控制線圈連接，Q1、Q2的發射極均接地，Q1、Q2的基極分別與電阻R6、R7的一端連接，R6、R7的另一端通過接線排CN1的接線腳2與IC2的接腳4連接；二極管D1、D2的陽極分別通過電阻R2、R3與繼電器J1、J2的觸頭J1-1、J2-1連接，D1、D2、D5的陰極與光耦O1的輸入端1連接，D3、D4、D5的陽極與光耦O1的輸入端2連接，D4、D3的陰極分另通過電阻R4、R5與觸頭J1-1、J2-1的另一端連接，光耦O1的輸出端4通過電容C3接地及通過接線排CN1的接線腳3與IC2的接腳5連接，光耦O1的輸出端5接地，電阻R13連接在電源VCC與IC2的接腳5之間。上述復位電路(8)包括有二極管D6、電阻R14、電容C7，其中二極管D6與電阻R14并接，且其一端與電源VCC連接，另一端與IC2的接腳3連接及通過電容C7接地；溫度檢測電路(9)包括有溫度傳感器RT1、電阻R15、R16，其中RT1的一端接地，另一端分別與電阻R15、R16的一端連接，R15的另一端與電源VCC連接及與IC2的接腳1連接，R16的另一端與IC2的接腳2連接；振蕩電路(10)包括有晶振OSC、電容C8、C9，其中晶振OSC的一端與電容C8的一端連接及與IC2的接腳8連接，OSC的另一端與電容C9的一端連接及與IC2的接腳9連接，C8、C9的另一端均接地；顯示電路(11)包括有發光二極管LED1～LED3、數碼顯示屏P1、P2、電阻R19～R28，其中LED1、LED2、LED3的一端分別通過電阻R26、R27、R28與IC2的接腳22、23、11連接，LED1、LED2、LED3的另一端均接地，數碼顯示屏P1、P2的七段數碼管分別通過電阻R19～R25分別與IC2的接腳13～19連接；報警電路(12)包括有三極管Q3、電阻R29、蜂鳴器B1，其中Q3的基極通過電阻R29與IC2的接腳9連接，發射極接地，集電極與B1的一端連接，B1的另一端與電源VCC連接。
本實用新型使用時，插上電源插頭，系統通電，變壓器T1工作，輸出14V交流電，經橋式整流器B整流后，再經C1、C2、E1濾波，產生一個基本穩定的12V直流電源供控制繼電器J1、J2用，另一方面該12V直流電經集成穩壓器V1產生+5V恒穩壓電源，供以控制芯片IC2為主的控制電路電源用。漏電檢測、試驗電路(5)在電熱水器正常工作時，電源火線、零線通過電流大小相等、方向相反，在互感線圈T2上產生的互感電流為零，IC1的1腳輸出低電平；當出現漏電時，由于電源火線、零線通過的電流大小不相等，在互感線圈T2上產生出的互感電流，經放大比較后，在IC1的1腳輸出高電平，此時控制芯片IC2的第6腳檢測到高電平，則及時斷開繼電器，切斷發熱管的電源，整個系統進入保護狀態。當按下試驗按鈕S1時，通過變壓，在互感線圈上也能產生電流，此時系統也能進入保護狀態。通過這可以試驗漏電檢測模塊是否能夠正常工作。加熱器RL的工作電源為220V～，直接取自外接220V～，受輸出控制繼電器J1、J2的控制。當系統需要接通繼電器時，則在IC2的第4腳輸出一個高電平，經Q1、Q2放大后，在繼電器的線圈上產生一定的電流，繼電器動作，接通常開觸點。當系統需要切斷繼電器時，則在IC2的第4腳輸出一個低電平，繼電器線圈失電，常開觸點斷開。當繼電器任有一個觸點接通時，D1～D5、R1～R4上均有電流通過，光偶O1工作，IC2的第5腳處電平為低；繼電器均不接通時，光偶O1不工作，IC2的第5腳處電平為高。
在IC2未輸出對J1、J2的動作信號時，正常情況下，IC2的第5腳為高電平，但當J1、J2中有一個出現觸點粘死、機械卡死故障時，在IC2并未輸出對J1、J2的動作信號期間，IC2的第5腳翻轉成為低電平，利用概率論的原理，認為二繼電器同時出現上述故障的機率極低(比如，單只繼電器故障機率為1／1000，則二只繼電器同時產生故障的機率為1／1000000，這在熱水器壽命期間，幾乎為零!)故IC2尚可通過另一能正常工作的繼電器來執行保護動作，避免故障進一步擴大，導致發熱管不停加熱等極為重要的安全問題。由二極管D6、電阻R14、電容C7構成的控制芯片IC2的復位電路8)中，當系統剛通電時，由于電容兩端的電壓不能突變，而使IC2的第3腳置“0”復位。由電阻R15、R16溫度傳感器RT1(熱敏電阻)構成系統的溫度檢測電路(9)中，當被測點的溫度變化時，RT1的電阻值也發生變化，在IC2的第2腳的電壓也跟著變化，通過IC2內部的A／D轉換器將這模擬信號轉化為數字信號，供CPU處理。由三極管Q3、電阻R29、蜂鳴器B1構成系統的蜂鳴報警電路(12)，當開機和有故障時，IC2的第10腳輸出高電平，通過Q3放大驅動B1蜂鳴報警。由電阻R26～R28、發光二極管LED1～LED3構成系統的工作狀態指示電路，當系統工作在不同狀態時，通過IC2的第11、22、23腳來驅動不同的指示燈亮，分別指示加熱、保溫、故障三種狀態。雙8數碼顯示屏P1、P2、電阻R19～R25構成系統的顯示電路，控制芯片IC2通過動態方式顯示實時溫度或故障代碼。其中IC2的第20、21腳控制位(即哪一位數碼管要顯示)，IC2的第13～19腳控制字(即要在數碼管上顯示什么字)。當電熱水器漏電時，系統切斷加熱器電源，故障指示燈和溫度顯示屏P1、P2以2Hz的頻率閃爍顯示“E1”，直到故障排除。在系統工作期間全過程連續檢測。當溫度傳感器檢測水箱內溫度有否超過90℃，如果超過90℃，則系統切斷加熱器電源，故障指示燈和溫度顯示屏P1、P2以2Hz的頻率閃爍顯示“E2”，直到故障排除。在開機初始和運行期間以一定的間隔時間斷續檢測。當溫度傳感器短路或斷路時，系統切斷加熱器電源，故障指示燈和溫度顯示屏P1、P2以2Hz的頻率閃爍顯示“E3”，直到故障排除。在開機初始和運行期間以一定的間隔時間斷續檢測。當繼電器開路、繼電器常開觸點粘合或加熱管開路時，系統切斷加熱器電源，故障指示燈和溫度顯示屏P1、P2以2Hz的頻率閃爍顯示“E4”。由按鍵S2(“一指神通”鍵)、電阻R17、R18構成系統的指令輸入電路(2)，S2未被按下時，IC2的第7腳為高電平，S2被按下時，IC2的第7腳為低電平。通過控制芯片內部的程序，可判斷每次按鍵給按下時的相應指令。系統第一次接通外接電源后，蜂鳴器“嗶”一聲，系統進入關機等待狀態，此時，系統無任何指示。觸發“一指神通”S2按鍵，系統開關，系統初始化，并對外圍進行一系列的自動檢測，正常無故障的情況下，然后直接進入溫度設置狀態。第一次通電啟動時以內部缺省溫度設定值70℃作為初始設定值，其他在通電狀態下關機再啟動以原來設定的溫度值作為初始設定值。
關機等待狀態下單擊“一指神通”S2鍵，系統直接進入溫度設置狀態，在此狀態下，P1、P2顯示屏以2Hz的頻率閃爍顯示原來已有的設定值或內部缺省設定值“70”，然后系統以內部缺省設定值“70”或原來已有的設定值為基礎，單次觸發按鍵的時間在0．5秒內，則每觸發一次，數據變化一檔；單次觸發按鍵的時間在0．5秒以上，則系統以0．25秒的速度自動變化設置數據。設置數據檔30、35、40、45、50、55、60、65、70、75內循環進行。選中理想的設置值后，停止操作按鍵時間超過5秒，系統確認設置參數并退出設置狀態，P1、P2顯示屏恢復實際溫度顯示，系統按設置參數進入相關的運行工作狀態。以上操作過程中，預置溫度值的范圍為30～75℃，超出上限75則連續從下限30開始，反之，超出下限30則連續從上限75開始。在溫度設置完畢，系統進入正常的恒溫運行狀態后，單擊“一指神通”S2鍵，系統轉入關機等待狀態，此時，系統一切設置參數保留，一切顯示關閉。在系統掉電后，設置參數自動丟失。溫度設置完畢，5秒內不再有任何擊鍵動作，則參數被自動確認，系統進入自動恒溫運行狀態。系統以設定溫度值(或缺省設定值70℃)與實際溫度值進行比較運算，控制加熱管執行加熱控制。
本實用新型由于采用了電腦控制結構，因此其使用方便，功能多，可實現智能化控制；另外，由于其設有多種安全保護電路，故確保了電熱水器使用的安全可靠性，使用戶用得放心。本實用新型是一種方便實用的電熱水器電腦控制器。
權利要求1.一種電熱水器電腦控制器，其特征在于包括有中央處理單元(1)、輸入電路(2)、加熱電路(3)、電源電路(4)，其中中央處理單元(1)的輸入接口分別與輸入電路(2)、電源電路(4)連接，加熱電路(3)的輸入端分別與電源電路(4)及中央處理單元(1)的輸出接口連接。
2.根據權利要求1所述的電熱水器電腦控制器，其特征在于上述中央處理單元(1)的輸入接口及加熱電路(3)的輸入端還連接有漏電檢測、試驗電路(5)。
3.根據權利要求1所述的電熱水器電腦控制器，其特征在于上述加熱電路(3)包括有繼電器J1、J2及加熱器RL，繼電器J1、J2的電磁鐵控制線圈分別與電源電路(4)及中央處理單元(1)的輸出接口連接，加熱管RL的輸入端分別與繼電器J1、J2的觸頭J1-1、J2-1連接。
4.根據權利要求3所述的電熱水器電腦控制器，其特征在于上述繼電器J1、J2觸頭J1-1、J2-1的兩端還分別連接有繼電器驅動電路(6)及繼電器檢測電路(7)，繼電器驅動電路(6)的輸入端及輸出端分別與中央處理單元(1)的輸出接口連接及與繼電器J1、J2觸頭J1-1、J2-1的一端連接，繼電器檢測電路(7)的輸入端與繼電器J1、J2觸頭J1-1、J2-1的另一端連接，繼電器檢測電路(7)的輸出端與加熱器RL連接。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的電熱水器電腦控制器，其特征在于上述中央處理單元(1)還連接有復位電路(8)、溫度檢測電路(9)、振蕩電路(10)、顯示電路(11)、報警電路(12)。
6.根據權利要求5所述的電熱水器電腦控制器，其特征在于上述繼電器J1、J2與加熱器RL之間還連接有超溫保護器C。
7.根據權利要求5所述的電熱水器電腦控制器，其特征在于上述中央處理單元(1)為集成塊IC2，輸入電路(2)包括有按鍵S2及電阻R17、R18，按鍵S2的一端與電阻R18的一端連接，S2的另一端分別與電阻R17的一端及IC2的接腳7連接，R17的另一端與電源端VCC連接，R18的另一端接地；電源電路(4)包括有變壓器T1、橋式整流器B、集成穩壓器V1、電解電容E1～E4、瓷片電容C1、C2、C5、C6，其中橋式整流器B的輸入端與變壓器T1的次級線圈連接，電容C1、C2、E1及穩壓器V1的接腳1、2分別并聯在橋式整流器B的輸出端，電容C5、C6、E2、E3、E4并聯在V1的接腳2、3之間及電源VCC的兩端。
8.根據權利要求5所述的電熱水器電腦控制器，其特征在于上述漏電檢測、試驗電路(5)包括有電流取樣互感線圈T2、漏電試驗按鈕S1、電阻R1、R8～R12、電容C4、C5、運算比較器IC1，其中T2的輸入端與電源連接，IC1B的正輸入端接地，負輸入端通過電阻R11與T2的輸出端連接，電容C5的一端與電阻R11連接，另一端接地，IC1B的負輸入端與輸出端之間并接有電阻R10及電容C4，IC1A的正輸入端與IC1B的輸出端連接，IC1A的負輸入端分別與電阻R9的一端及電阻R8的一端連接，R9的另一端接地，R8的另一端接電源VCC，IC1A的輸出端通過接線排CN1的接線腳4與IC2的接腳6連接，電阻R12連接在IC2的接腳6與電源VCC之間；電阻R1與按鍵S1串接在T2的初級線圈與T1的次級線圈之間。
9.根據權利要求5所述的電熱水器電腦控制器，其特征在于上述繼電器驅動電路(6)包括有三極管Q1、Q2，電阻R6、R7，繼電器檢測電路(7)包括有二極管D1～D5、電阻R2～R5、R13、電容C3、光偶O1，其中Q1、Q2的集電極分別與繼電器J1、J2的電磁鐵控制線圈連接，Q1、Q2的發射極均接地，Q1、Q2的基極分別與電阻R6、R7的一端連接，R6、R7的另一端通過接線排CN1的接線腳2與IC2的接腳4連接；二極管D1、D2的陽極分別通過電阻R2、R3與繼電器J1、J2的觸頭J1-1、J2-1連接，D1、D2、D5的陰極與光耦O1的輸入端1連接，D3、D4、D5的陽極與光耦O1的輸入端2連接，D4、D3的陰極分別通過電阻R4、R5與觸頭J1-1、J2-1的另一端連接，光耦O1的輸出端4通過電容C3接地及通過接線排CN1的接線腳3與IC2的接腳5連接，光耦O1的輸出端5接地，電阻R13連接在電源VCC與IC2的接腳5之間。
10.根據權利要求5所述的電熱水器電腦控制器，其特征在于上述復位電路(8)包括有二極管D6、電阻R14、電容C7，其中二極管D6與電阻R14并接，且其一端與電源VCC連接，另一端與IC2的接腳3連接及通過電容C7接地；溫度檢測電路(9)包括有溫度傳感器RT1、電阻R15、R16，其中RT1的一端接地，另一端分別與電阻R15、R16的一端連接，R15的另一端與電源VCC連接及與IC2的接腳1連接，R16的另一端與IC2的接腳2連接；振蕩電路(10)包括有晶振OSC1、電容C8、C9，其中晶振OSC1的一端與電容C8的一端連接及與IC2的接腳8連接，OSC1的另一端電容C9的一端連接及與IC2的接腳9連接，C8、C9的另一端均接地；顯示電路(11)包括有發光二極管LED1～LED3、數碼顯示屏P1、P2、電阻R19～R28，其中LED1、LED2、LED3的一端分別通過電阻R26、R27、R28與IC2的接腳22、2 3、11連接，LED1、LED2、LED3的另一端均接地，數碼顯示屏P1、P2的七段數碼管分別通過電阻R19～R25分別與IC2的接腳13～19連接；報警電路(12)包括有三極管Q3、電阻R29、蜂鳴器B1，其中Q3的基極通過電阻R29與IC2的接腳9連接，發射極接地，集電極與B1的一端連接，B1的另一端與電源VCC連接。
專利摘要本實用新型是一種用于電熱水器的電腦控制器。包括有中央處理單元、輸入電路、加熱電路、電源電路、漏電檢測、試驗電路、繼電器驅動電路、繼電器檢測電路、溫度檢測電路、顯示電路、報警電路等。本實用新型由于采用了電腦控制的結構,因此其使用方便,功能多,可實現智能化控制;另外,由于其設有多種安全保護電路,故確保了電熱水器使用的安全可靠性,使用戶用得放心。本實用新型是一種方便實用的電熱水器電腦控制器。
文檔編號G06F13/00GK2416542SQ0022726
公開日2001年1月24日 申請日期2000年1月31日 優先權日2000年1月31日
發明者盧楚鵬 申請人:順德市萬和企業集團公司