專利名稱：電熱水瓶的智能全氣壓控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種用于電熱水瓶的控制裝置，屬于電熱水瓶所用控制裝置的創(chuàng)新技術(shù)。
現(xiàn)有電熱水瓶所用的控制裝置，其存在的缺點(diǎn)是對(duì)氣壓不同的地區(qū)不能正常實(shí)現(xiàn)開水的檢測控制，在沿海地區(qū)及緯度較低、海拔較低的地區(qū)，水的沸騰溫度為100℃，則可控制電熱水瓶正常工作，但在海拔較高、緯度較高的地區(qū)，水的沸騰溫度低于100℃(有的只有90℃左右)，則不能控制電熱水瓶正常工作，電熱水瓶會(huì)出現(xiàn)一直加熱，直到水燒干為止的干燒現(xiàn)象，這不僅浪費(fèi)能源、水源，而且安全可靠性差，故居住在海拔較高、緯度較高的地區(qū)的用戶對(duì)此甚為煩惱。
本實(shí)用新型的目的在于克服上述問題而提供一種在任何海拔高度都能判斷水的沸騰情況，控制電熱水瓶正常工作的智能全氣壓控制裝置。其可避免電熱水瓶出現(xiàn)干燒現(xiàn)象，使電熱水瓶不僅節(jié)能、節(jié)水，且可安全可靠地工作。
本實(shí)用新型的原理框圖如附圖所示，包括有微控制器(1)、檢測及轉(zhuǎn)換電路(2)、喚醒電路(3)、功率驅(qū)動(dòng)電路(4)、電源電路(6)，其中檢測及轉(zhuǎn)換電路(2)的輸入端與溫度傳感器連接，輸出端與微控制器(1)的輸入端連接，喚醒電路(3)的輸入端與電源電路(6)連接，輸出端與微控制器(1)的輸入接口連接，功率驅(qū)動(dòng)電路(4)的輸入端與微控制器(1)的輸出接口連接及與電源連接，功率驅(qū)動(dòng)電路(4)的輸出端與電熱水瓶的發(fā)熱絲連接。
下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)及工作情況


圖1為本實(shí)用新型的原理框圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的電路原理圖。
實(shí)施例本實(shí)用新型的原理框圖如
圖1所示，包括有微控制器(1)、檢測及轉(zhuǎn)換電路(2)、喚醒電路(3)、功率驅(qū)動(dòng)電路(4)、電源電路(6)，其中檢測及轉(zhuǎn)換電路(2)的輸入端與溫度傳感器連接，輸出端與微控制器(1)的輸入端連接，喚醒電路(3)的輸入端與電源電路(6)連接，輸出端與微控制器(1)的輸入接口連接，功率驅(qū)動(dòng)電路(4)的輸入端與微控制器(1)的輸出接口連接及與電源連接，功率驅(qū)動(dòng)電路(4)的輸出端與電熱水瓶的發(fā)熱絲連接。為便于控制，上述微控制器(1)的輸入接口還連接有輸入電路(5)。為避免電熱水瓶在失壓的情況下出現(xiàn)故障，上述微控制器的輸入接口還連接有失壓檢測電路(7)，另外，為確保本實(shí)用新型的使用性能良好及使其功能更多、更完善，上述功率驅(qū)動(dòng)電路(4)與電源之間還設(shè)有整流電路(8)；微控制器(1)的輸出接口還連接有報(bào)警電路(9)及顯示電路(10)。本實(shí)用新型實(shí)施例的電路原理圖如圖2所示，其中上述微控制器(1)為U1，其為Z8系列單片機(jī)，溫度傳感器為熱敏電阻R15，檢測及轉(zhuǎn)換電路(2)包括有電阻R14、電容C6，其中電容C6的一端接地，另一端分別與電阻R14、R15的一端連接，電阻R14的另一端與微控制器(1)的接腳B0連接，電阻R15的另一端與微控制器(1)的接腳C01連接；喚醒電路(3)包括有三極管T6及其外圍元件二極管D5、電容CB，其中三極管T6的基極分別與D5的陰極、CB的負(fù)極連接，D5的陽極接地，CB的正極與電源連接，T6的發(fā)射極接地，集電極與微控制器(1)的接腳B7連接及與輸入電路(5)連接；上述功率驅(qū)動(dòng)電路(4)包括有三極管T1、可控硅S1～S3、電阻R8、R18～R20、繼電器J1，其中三極管T1的基極通過電阻R8與微控制器(1)的接腳B1連接，T1的發(fā)射極接地，T1的集電極與繼電器J1的一端連接，J1的另一端與電源電路(1)連接，J1的觸點(diǎn)J1-1的一端與整流電路(8)連接，另一端與電熱水瓶的發(fā)熱絲LOAD1的一端連接，發(fā)熱絲LOAD1的另一端與電熱水瓶的保溫發(fā)熱絲I1的一端連接，I1的另一端與整流電路(8)連接；可控硅S1的控制極通過電阻R18與微控制器(1)的接腳A2連接，陽極與電熱水瓶的出水電機(jī)MOTOR的一端連接，陰極接地；可控硅S2的控制極通過電阻R19與微控制器(1)的接腳A1連接，陽極與電熱水瓶的出水指示燈LAMP的一端連接，陰極接地；可控硅S3的控制極通過電阻R20與微控制器(1)的接腳A0連接，陽極與整流電路(8)連接，陰極接地；出水電機(jī)MOTOR的另一端、出水指示燈LAMP的另一端均與整流電路(8)連接，且指示燈LAMP的兩端并接有穩(wěn)壓管ZD；上述失壓檢測電路(7)包括有電阻R12、R13，其中電阻R13的一端接地，另一端分別與電阻R12的一端連接及與微控制器(1)的接腳C02連接，電阻R12的另一端與繼電器J1連接；輸入電路(5)包括有按鍵SW1～SW4，其中SW1、SW2的一端均接地，SW1的另一端與微控制器(1)的接腳B6連接，SW2的另一端與三極管T6的集電極連接及與微控制器(1)的接腳B7連接；SW3、SW4的一端均接地，SW3的另一端通過電阻R5與微控制器(1)的接腳B3連接及通過電阻R6與電源連接，SW4的另一端通過電阻R10與微控制器(1)的接腳B2連接及通過電阻R9與電源連接；上述電源電路(6)包括有變壓器T、橋式整流電路Q1、穩(wěn)壓器7806，其中變壓器T的初級(jí)線圈與市政電網(wǎng)連接，次級(jí)線圈與橋式整流電路Q1的輸入端連接，Q1的輸出端與穩(wěn)壓器7806的接腳1連接，穩(wěn)壓器7806的接腳2接地，接腳3分別通過二極管D4、電容C5接地及通過二極管D1、電容C4接地；整流電路(8)為橋式整流電路Q2，Q2的輸入端分別與變壓器T的初級(jí)線圈一端連接及與T1的一端連接，Q2的輸出端分別接地及與可控硅S3的陽極連接；報(bào)警電路(9)為蜂鳴器BEE，蜂鳴器BEE的一端接地，另一端與微控制器(1)的接腳B3連接；顯示電路(10)包括有發(fā)光二極管LED1～LED4，其中，LED1～LED4的陽極均與電源連接，LED1的陰極通過電阻R1分別與按鍵SW1的一端及微控制器(1)的接腳B6連接，LED2的陰極通過電阻R2分別與按鍵SW2的一端、T6的集電極及微控制器(1)的接腳B7連接，LED3的陰極通過電阻R3與微控制器(1)接腳B5連接，LED4的陰極通過電阻R4與微控制器(1)的接腳B4連接。
本實(shí)用新型使用時(shí)，將其裝設(shè)在現(xiàn)有電熱水瓶上，并將相應(yīng)接線分別與電熱水瓶的發(fā)熱絲、保溫發(fā)熱絲、出水電機(jī)等連接，接通電源，則本實(shí)用新型控制電熱水瓶開始工作，其中接鍵SW1～SW4分別是長煮、煮沸、封水、出水的輸入按鍵，如需煮沸，則按下接鍵SW2，剛開始工作時(shí)，首先喚醒電路(3)中的T6，喚醒微控制器U1，熱敏電阻R15實(shí)現(xiàn)溫度的檢測，電阻R14是標(biāo)準(zhǔn)電阻，其與電容C6組合實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換，首先U1中的接口B0、C01輸出低電平，電容C6放電為0，接著以C01接口為輸入端，B0輸出高電平對(duì)電容C6充電，同時(shí)U1內(nèi)部進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)C01端表現(xiàn)為“1”電平時(shí)，計(jì)時(shí)結(jié)束，時(shí)間為T1，隨后，令B0、C01輸出低電平，電容C6放電為0，接著令B0為輸入端，C01輸出高電平對(duì)C6充電，同時(shí)U1內(nèi)部進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)B0端表現(xiàn)為“1”電平時(shí)，計(jì)時(shí)結(jié)束，時(shí)間為T2，故有T1/T2＝R14.C6/(R15.C6)，即T1/T2＝R14/R15，由于R14是標(biāo)準(zhǔn)電阻，為已知，而T1、T2已計(jì)時(shí)算出，故可知被測的熱敏電阻R15＝T2.R14/T1，從R15的值則可知被測的溫度t。在某一氣壓情況中，只要水處于沸騰狀態(tài)，則水的沸騰溫度不變，本實(shí)用新型根據(jù)這一原理，只要測出熱敏電阻R15的值，在電熱水瓶通電開始加熱時(shí)，隨著加熱時(shí)間的增加，其阻值下降，到了其阻值處于穩(wěn)定狀態(tài)，即其值不變時(shí)，則水處于沸騰狀態(tài)。本實(shí)用新型判別水是否處于沸騰狀態(tài)，采用定時(shí)判別原則在5分鐘時(shí)間，加熱的水的溫度連續(xù)保持不變，則可判定水處于沸騰狀態(tài)。本實(shí)用新型由于判別的不是某個(gè)溫度點(diǎn)，而是熱敏電阻R15的電阻值不變這種狀態(tài)，故可以在任何氣壓下判別出電熱水瓶中的水是否沸騰，從而實(shí)現(xiàn)智能全氣壓控制。水沸騰后，如需飲用水，則按壓按鍵SW4，通過微控制器U1控制出水電機(jī)MOTOR動(dòng)作，將已沸騰的水排出，同時(shí)出水指示燈LAMP亮。當(dāng)電熱水瓶內(nèi)沒有水時(shí)，則蜂鳴器BEE發(fā)出叫聲，提示用戶加水。當(dāng)使用的環(huán)境失壓時(shí)，則通過失壓檢測電路(7)及微控制器U1使繼電器J1失電，其觸點(diǎn)J1-1斷開，從而使電熱水瓶的發(fā)熱絲LOAD1停止工作。本實(shí)用新型在工作時(shí)，當(dāng)按下按鍵SW1時(shí)，則顯示電路(10)中的發(fā)光二極管LED1亮，當(dāng)按下按鍵SW2時(shí)，則LED2亮，當(dāng)水沸騰時(shí)，則LED3亮，當(dāng)閉水(禁止水放出)時(shí)，則LED4亮，以使用戶直觀地知道電熱水瓶所處的工作狀態(tài)。
本實(shí)用新型由于采用外接RC實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)，故不僅結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜，而且控制方便，使用性能優(yōu)良；另外，本實(shí)用新型判定水是否處于沸騰狀態(tài)的方法，不是判別是否達(dá)到某個(gè)溫度點(diǎn)，而是判別溫度傳感器(熱敏電阻)的電阻值在一定時(shí)間內(nèi)處于不變這種狀態(tài)，因此，本實(shí)用新型可以在任何氣壓下判別出電熱水瓶中的水是否沸騰，從而實(shí)現(xiàn)寬溫度水沸騰檢測，以避免電熱水瓶出現(xiàn)干燒的現(xiàn)象，本實(shí)用新型是一種設(shè)計(jì)巧妙，方便實(shí)用，節(jié)能、節(jié)水、使用安全可靠的電熱水瓶智能全氣壓控制裝置。
權(quán)利要求1.一種電熱水瓶的智能全氣壓控制裝置，其特征在于包括有微控制器(1)、檢測及轉(zhuǎn)換電路(2)、喚醒電路(3)、功率驅(qū)動(dòng)電路(4)、電源電路(6)，其中檢測及轉(zhuǎn)換電路(2)的輸入端與溫度傳感器連接，輸出端與微控制器(1)的輸入端連接，喚醒電路(3)的輸入端與電源電路(6)連接，輸出端與微控制器(1)的輸入接口連接，功率驅(qū)動(dòng)電路(4)的輸入端與微控制器(1)的輸出接口連接及與電源連接，功率驅(qū)動(dòng)電路(4)的輸出端與電熱水瓶的發(fā)熱絲連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于上述微控制器(1)的輸入接口還連接有輸入電路(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于上述微控制器的輸入接口還連接有失壓檢測電路(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的控制裝置，其特征在于上述功率驅(qū)動(dòng)電路(4)與電源之間還設(shè)有整流電路(8)；微控制器(1)的輸出接口還連接有報(bào)警電路(9)及顯示電路(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制裝置，其特征在于上述微控制器(1)為Z8系列單片機(jī)，溫度傳感器為熱敏電阻R15，檢測及轉(zhuǎn)換電路(2)包括有電阻R14、電容C6，其中電容C6的一端接地，另一端分別與電阻R14、R15的一端連接，電阻R14的另一端與微控制器(1)的接腳B0連接，電阻R15的另一端與微控制器(1)的接腳C01連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制裝置，其特征在于上述喚醒電路(3)包括有三極管T6及其外圍元件二極管D5、電容CB，其中三極管T6的基極分別與D5的陰極、CB的負(fù)極連接，D5的陽極接地，CB的正極與電源連接，T6的發(fā)射極接地，集電極與微控制器(1)的接腳B7連接及與輸入電路(5)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制裝置，其特征在于上述功率驅(qū)動(dòng)電路(4)包括有三極管孔、可控硅S1～S3、電阻R8、R18～R20、繼電器J1，其中三極管T1的基極通過電阻R8與微控制器(1)的接腳B1連接，T1的發(fā)射極接地，T1的集電極與繼電器J1的一端連接，J1的另一端與電源電路(1)連接，J1的觸點(diǎn)J1-1的一端與整流電路(8)連接，另一端與電熱水瓶的發(fā)熱絲LOAD1的一端連接，發(fā)熱絲LOAD1的另一端與電熱水瓶的保溫發(fā)熱絲I1的一端連接，I1的另一端與整流電路(8)連接；可控硅S1的控制極通過電阻R18與微控制器(1)的接腳A2連接，陽極與電熱水瓶的出水電機(jī)MOTOR的一端連接，陰極接地；可控硅S2的控制極通過電阻R19與微控制器(1)的接腳A1連接，陽極與電熱水瓶的出水指示燈LAMP的一端連接，陰極接地；可控硅S3的控制極通過電阻R20與微控制器(1)的接腳A0連接，陽極與整流電路(8)連接，陰極接地；出水電機(jī)MOTOR的另一端、出水指示燈LAMP的另一端均與整流電路(8)連接，且指示燈LAMP的兩端并接有穩(wěn)壓管ZD。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制裝置，其特征在于上述失壓檢測電路(7)包括有電阻R12、R13，其中電阻R13的一端接地，另一端分別與電阻R12的一端連接及與微控制器(1)的接腳C02連接，電阻R12的另一端與繼電器J1連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制裝置，其特征在于上述輸入電路(5)包括有按鍵SW1～SW4，其中SW1、SW2的一端均接地，SW1的另一端與微控制器(1)的接腳B6連接，SW2的另一端與三極管T6的集電極連接及與微控制器(1)的接腳B7連接；SW3、SW4的一端均接地，SW3的另一端通過電阻R5與微控制器(1)的接腳B3連接及通過電阻R6與電源連接，SW4的另一端通過電阻R10與微控制器(1)的接腳B2連接及通過電阻R9與電源連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制裝置，其特征在于上述電源電路(6)包括有變壓器T、橋式整流電路Q1、穩(wěn)壓器7806，其中變壓器T的初級(jí)線圈與市政電網(wǎng)連接，次級(jí)線圈與橋式整流電路Q1的輸入端連接，Q1的輸出端與穩(wěn)壓器7806的接腳1連接，穩(wěn)壓器7806的接腳2接地，接腳3分別通過二極管D4、電容C5接地及通過二極管D1、電容C4接地；整流電路(8)為橋式整流電路Q2，Q2的輸入端分別與變壓器T的初級(jí)線圈一端連接及與T1的一端連接，Q2的輸出端分別接地及與可控硅S3的陽極連接；報(bào)警電路(9)為蜂鳴器BEE，蜂鳴器BEE的一端接地，另一端與微控制器(1)的接腳B3連接；顯示電路(10)包括有發(fā)光二極管LED1～LED4，其中，LED1～LED4的陽極均與電源連接，LED1的陰極通過電阻R1分別與按鍵SW1的一端及微控制器(1)的接腳B6連接，LED2的陰極通過電阻R2分別與按鍵SW2的一端、T6的集電極及微控制器(1)的接腳B7連接，LED3的陰極通過電阻R3與微控制器(1)接腳B5連接，LED4的陰極通過電阻R4與微控制器(1)的接腳B4連接。
專利摘要本實(shí)用新型是一種用于電熱水瓶的控制裝置。包括有微控制器、檢測及轉(zhuǎn)換電路、喚醒電路、功率驅(qū)動(dòng)電路、電源電路等。本實(shí)用新型由于采用外接RC實(shí)現(xiàn)A/C轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu),故不僅結(jié)構(gòu)簡單,價(jià)格便宜,而且控制方便,使用性能優(yōu)良;寬溫度水沸騰檢測,可避免電熱水瓶出現(xiàn)干燒的現(xiàn)象,本實(shí)用新型是一種設(shè)計(jì)巧妙,方便實(shí)用,節(jié)能、節(jié)水、使用安全可靠的電熱水瓶智能全氣壓控制裝置。
文檔編號(hào)A47J27/21GK2385647SQ9923669
公開日2000年7月5日 申請(qǐng)日期1999年7月23日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月23日
發(fā)明者余永權(quán), 曾碧, 林偉 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)