專利名稱：安全電熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型為一種安全電熱水器，特別是有關(guān)于一種具有防止電熱水器干燒狀態(tài)的電熱水器設(shè)計。
在該電熱水器中大都采用鎳鉻線為加熱器件，此類的加熱器件在萬一電熱水器內(nèi)部沒水時，若仍接通電源即會導(dǎo)致“干燒”，如此將造成熱水器本身的故障，嚴(yán)重時會引發(fā)火災(zāi)。
但是，在目前所使用的電熱水器產(chǎn)品中，在使用安全方面的設(shè)計仍然不足。例如市面上的部分電熱水器控制電路中，部分裝設(shè)了機(jī)械式或電子式的定時器裝置，以定時控制該電熱水器的開/關(guān)，但并無偵測該電熱水器干燒的能力。再者，目前市售電熱水器的控制開關(guān)均無過電流異常保護(hù)的功能，萬一該電熱水器產(chǎn)生過電流的狀況時，很容易發(fā)生災(zāi)害。目前的電熱水器控制電路中，也無延遲送電的功能，使得萬一交流電源停電后再次恢復(fù)供電后，該電熱水器與所有其它屋內(nèi)的電器設(shè)備同時啟動供電，而可能造成電流過大而導(dǎo)致斷路器跳脫的問題。此外，目前市售電熱水器的控制電路的開關(guān)在動作時，都是一通電/斷電時即產(chǎn)生閉路/開路的動作，很容易產(chǎn)生開關(guān)的浪涌電流，而造成開關(guān)使用壽命的減少。
因此，實有必要針對該電熱水器的安全需求設(shè)計一具有多種安全保護(hù)功能的控制電路。
本實用新型的第二目的是提供一種具有過電流自動斷電安全保護(hù)功能的電熱水器的控制電路，當(dāng)電熱水器的電路或器件故障而導(dǎo)致電流異常過大時，本裝置能夠偵測出來，并予以自動斷電的安全保護(hù)。
本實用新型的第三目的是提供一種具有定時控制的電熱水器的控制電路，以節(jié)省能源。
本實用新型的第四目的是提供一種具有延遲送電的電熱水器的控制電路，可防止停電后再次恢復(fù)供電后，延遲一段時間再行供電。
本實用新型的第五目的是提供一種能消除開關(guān)動作時的浪涌電流，以使開關(guān)接點能有更長的工作壽命，減少維修的頻率。
本實用新型提供以下的技術(shù)方案來達(dá)成上述目的，本實用新型的電熱水器安全控制電路，包括有一電壓感測回路、一電流感測回路、一負(fù)載電阻計算單元、一中央處理器。其中該負(fù)載電阻計算單元依據(jù)電流感測回路及電壓感測回路量測出的電壓值與電流值計算出該電熱水器的負(fù)載電阻基準(zhǔn)值以及負(fù)載動態(tài)電阻值。中央處理器依據(jù)該負(fù)載電阻基準(zhǔn)值與負(fù)載動態(tài)電阻值而可判斷該電熱水器中是否有水，當(dāng)該負(fù)載電阻基準(zhǔn)值與該負(fù)載動態(tài)電阻值的差異值大于一預(yù)定值時，驅(qū)動該開關(guān)動作而開路，以切斷該電熱水器的電源。該控制電路還包括有一定時控制單元，用以設(shè)定該電熱水器的通電/斷電時間。一延遲送電計時單元，以在交流電源停電后再次恢復(fù)供電后，延遲一預(yù)定時間再行供電。
本實用新型的其它目的及其功效，將通過以下的實施例及附圖
作進(jìn)一步的說明。
圖2顯示本實用新型的電熱水器中的各相關(guān)構(gòu)件配置示意圖。
圖3顯示本實用新型的控制電路圖。標(biāo)號說明100控制電路 1電熱水器11溫度調(diào)節(jié)開關(guān)12顯示裝置13按鍵組 14電熱器件15入水管 16出水管17水位檢視計 2電源供應(yīng)電路3中央處理器 31時鐘信號產(chǎn)生器32按鍵組 4電流感測回路
41電流放大器 42電流檢知器件43模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器 5電壓感測回路51電壓放大器 52模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器53零交越偵測電路 6負(fù)載電阻計算單元7驅(qū)動電路81警示單元91定時控制單元 92延遲送電計時單元SW開關(guān) ACV交流電源參閱圖2所示，在電熱水器1中裝置有一電熱器件14，通過該電熱器件14通入電源，以提供該電熱水器1所需的熱能。一入水管15可供水至該電熱水器1中，而出水管16則將熱水引出該電熱水器1通常在該電熱水器1的側(cè)旁裝有一水位檢視計17，以作為目視檢查水位之用。該電熱水器1在本實用新型的控制電路100的控制下，以達(dá)到各項安全的功能。
請參閱圖3所示，為本實用新型的控制電路100的電路圖。該電熱水器1經(jīng)過一開關(guān)SW連接至一交流電源ACV。一電源供應(yīng)電路2由該交流電源ACV的電源線L1、L2取得電源之后，轉(zhuǎn)換為直流電壓輸出+V，作為控制電路100的工作電壓。
該控制電路100中包括有一中央處理器3，用以作信號的接收、各項數(shù)據(jù)的計算處理及顯示控制、驅(qū)動控制之用。一時鐘信號產(chǎn)生器31可產(chǎn)生一時鐘信號CLK，提供給中央處理器3作為時間計算、顯示的時鐘信號。按鍵組13可供使用者設(shè)定各項數(shù)據(jù)至中央處理器3。
一電流放大器41用來偵測流至電熱水器1的電流值I，其電流值的取得可以一電流檢知器件42串接在電源線L2中，再將電流放大器41的兩輸入端跨接在該電流檢知器件42的兩端。該電流檢知器件42可為一電阻，且該電阻串接在電源線的火線。一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器43連接至該電流放大器41的輸出端，用以將電流放大器41所產(chǎn)生的模擬型態(tài)的電流值轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以送到中央處理器3中。該電流放大器41、電流檢知器件42、模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器41構(gòu)成了本實用新型的電流感測回路4。
一電壓放大器51的兩輸入端跨接在電源線L1、L2的兩端，用以偵測送至電熱水器1的電壓值V。一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器52連接于該電壓放大器51的輸出端，用以將電壓放大器51所產(chǎn)生的模擬型態(tài)的電壓值轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以達(dá)到中央處理器3中。一零交越偵測電路53也連接在該電壓放大器51的輸出端，用以偵測該交流電壓的零交越時間點，其輸出信號會被送到中央處理器3中。前述的電壓放大器51、模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器52、零交越偵測電路53構(gòu)成了本實用新型的電壓感測回路5。
一負(fù)載電阻計算單元6分別連接至該電流感測回路4的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器43輸出端及電壓感測回路5的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器52的輸出端。在開關(guān)閉合時，交流電源ACV會通入電熱水器1中的電熱器件14。該負(fù)載電阻計算單元6可依據(jù)該電流感測回路4及電壓感測回路5量測出的電壓值與電流值計算出該電熱水器的負(fù)載電阻基準(zhǔn)值R＝V/I，并在該電熱水器1持續(xù)供電狀況下，透過該電流感測回路4及電壓感測回路5持續(xù)量測該電熱水器1的負(fù)載電壓值及電流值，并計算出其負(fù)載動態(tài)電阻值R(t)。
該負(fù)載電阻基準(zhǔn)值R與負(fù)載動態(tài)電阻值R(t)會被送至中央處理器3中，由該中央處理器3依據(jù)該負(fù)載電阻計算單元所計算出的電熱水器的負(fù)載電阻基準(zhǔn)值R與該負(fù)載動態(tài)電阻值(t)而判斷該電熱水器1中是否有水。
當(dāng)電熱水器1中沒水產(chǎn)生干燒時，由于電熱水器1中的加熱器件14的溫度特性(例如具有正溫度系數(shù))，導(dǎo)致負(fù)載動態(tài)電阻值R(t)上升。經(jīng)中央處理器3將該負(fù)載動態(tài)電阻值R(t)與負(fù)載電阻基準(zhǔn)值R作一比對，當(dāng)判別出R(t)超過R值一預(yù)定比例(例如3％)時，便判斷是干燒狀態(tài)，也即表示電熱水器內(nèi)沒水，此時即由中央處理器3經(jīng)過驅(qū)動電路7控制開關(guān)SW開路，而立即切斷該電熱水器的供電，如此可避免導(dǎo)致熱水器本身的故障因而可能引發(fā)的火災(zāi)。
顯示裝置12連接至中央處理器3的一輸出端口，用以顯示該電熱水器1的溫度及相關(guān)信息。在前述電熱水器發(fā)生干燒而自動切斷供應(yīng)至電熱水器的電源同時，可在顯示裝置12中顯示相關(guān)信息(例如沒水)，以提醒使用者。也可經(jīng)過一警示單元81發(fā)出警示聲。此時使用者可立即檢查電熱水器內(nèi)是否有水或是檢查水管線路是否正常供水，待確定有水后，再送電正常運(yùn)作。
當(dāng)電熱水器1的電路或器件故障而導(dǎo)致電流異常過大時，本裝置能夠通過電流感測回路4予以偵測，并在中央處理器3的控制之下，予以自動斷電，而達(dá)到過電流自動斷電的安全保護(hù)。再者，通過該電壓感測回路5中的零交越偵測電路53，可使開關(guān)SW接點于電壓零交越點(Zero Crossing Point)時才進(jìn)行接點的閉合/開路，如此能夠消除開關(guān)SW的浪涌電流(Surge Current)，以維持開關(guān)更長的工作壽命，減少維護(hù)頻率。
本實用新型的控制電路100中，也可包括有一定時控制單元91，使用者可通過按鍵組13的按鍵而設(shè)定一定時時間t1至中央處理器3。例如使用者可設(shè)定白天外出時將電熱水器的電源關(guān)閉，待晚上返回時，再打開電源，以減少外出時期定溫控制所造成的電源消耗，達(dá)到省電功用。
再者，該控制電路100中也可包括有一延遲送電計時單元92，可防止萬一交流電源停電后再次恢復(fù)供電后，避免與所有電器設(shè)備同時啟動而可能造成電流過大而導(dǎo)致斷路器跳脫的問題。通過該延遲送電計時單元92所設(shè)定的延遲時間t2送至中央處理器3，可使本實用新型在斷電再恢復(fù)電源后，延遲一段時間t2(例3秒)再行供電，錯開所有電器同時耗用過高電流而導(dǎo)致斷路器跳脫。
權(quán)利要求1.一種安全電熱水器，該電熱水器內(nèi)部裝設(shè)有一電熱器件，并經(jīng)過一開關(guān)接通至交流電源，其特征在于該電熱水器中具有一偵測電熱水器內(nèi)部是否有水的偵測控制電路，以在當(dāng)偵測到電熱水器內(nèi)部沒水時，驅(qū)動一開關(guān)動作而開路，以切斷該電熱水器的電熱器件的電源。
2.如權(quán)利要求1所述的安全電熱水器，其特征在于其中該偵測控制電路包括有一電壓感測回路，用以感測送至電熱水器的電壓值；一電流感測回路，用以感測送至電熱水器的電流值；一負(fù)載電阻計算單元，依據(jù)該電流感測回路及電壓感測回路量測出的電壓值與電流值計算出該電熱水器的負(fù)載電阻基準(zhǔn)值，并在該電熱水器持續(xù)供電狀況下，透過該電流感測回路及電壓感測回路持續(xù)量測該電熱水器的負(fù)載電壓值及電流值，并計算出其負(fù)載動態(tài)電阻值；一中央處理器，依據(jù)該負(fù)載電阻計算單元所計算出的電熱水器的負(fù)載電阻基準(zhǔn)值與該負(fù)載動態(tài)電阻值，判斷該電熱水器中是否有水，當(dāng)該負(fù)載電阻基準(zhǔn)值與該負(fù)載動態(tài)電阻值的差異值大于一預(yù)定值時，驅(qū)動該開關(guān)動作而開路，以切斷該電熱水器的電源。
3.如權(quán)利要求1所述的安全電熱水器，其特征在于其中該電壓感測回路包括有一電壓放大器，其兩輸入端跨接在兩電源線間，并在輸出端產(chǎn)生一模擬電壓信號；一零交越偵測電路，用以偵測該模擬電壓信號在每一周期的零交越時間一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以將該電壓放大器所產(chǎn)生的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字型態(tài)的電壓值，以送至中央處理器。
4.如權(quán)利要求1所述的安全電熱水器，其特征在于其中電流感測回路包括有一電流檢知器件，串接在電源輸入線的火線上；一電流放大器，其兩輸入端分別連接在該電流檢知器件的兩端，以在其輸出端產(chǎn)生一模擬電流信號；一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以將該電流放大器所產(chǎn)生的模擬電流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字型態(tài)的電流值，以送至中央處理器。
5.如權(quán)利要求1所述的安全電熱水器，其特征在于其控制電路進(jìn)一步包括有一顯示裝置，其連接至中央處理器，用以顯示該電熱水器的溫度及相關(guān)信息。
6.如權(quán)利要求1所述的安全電熱水器，其特征在于其控制電路進(jìn)一步包括有一警示單元，其連接至中央處理器，用以在判斷該電熱水器中沒水時產(chǎn)生警示聲。
7.如權(quán)利要求1所述的安全電熱水器，其特征在于其控制電路進(jìn)一步包括有一定時控制單元，用以設(shè)定該熱水器的通電/斷電時間。
8.如權(quán)利要求1所述的安全電熱水器，其特征在于其控制電路進(jìn)一步包括有一延遲送電計時單元，以在交流電源停電后再次恢復(fù)供電后，延遲一預(yù)定時間再行供電。
專利摘要一種安全電熱水器,包括有一電壓感測回路、一電流感測回路、一負(fù)載電阻計算單元、一中央處理器。其中該負(fù)載電阻計算單元依據(jù)電流感測回路及電壓感測回路量測出的電壓值與電流值計算出該電熱水器的負(fù)載電阻基準(zhǔn)值以及負(fù)載動態(tài)電阻值。中央處理器依據(jù)該負(fù)載電阻基準(zhǔn)值與負(fù)載動態(tài)電阻值而可判斷該電熱水器中是否有水,當(dāng)該負(fù)載電阻基準(zhǔn)值與該負(fù)載動態(tài)電阻值的差異值大于一預(yù)定值時,驅(qū)動該開關(guān)動作而開路,以切斷該電熱水器的電源。
文檔編號F24H9/20GK2519197SQ0127593
公開日2002年10月30日 申請日期2001年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月5日
發(fā)明者劉英彰 申請人:劉英彰