电水壶的制作方法

本实用新型涉及电路结构技术领域，尤其涉及一种电水壶。

背景技术：

电水壶因具有加热速度快、无油烟、过滤功能强、保温效果好等优点，逐渐成为了人们日常生活中不可或缺的一种电器设备。

目前，电水壶的加热原理是闭合电路开关，使得电水壶的加热回路导通，电源可向发热管供电，发热管发热从而将水加热。为保证加热效果和加热效率，通常根据电水壶的最大盛水量设计发热管。但是，当电水壶中的水量较小时，采用整个发热管进行加热，将会影响温度检测单元对水温的检测，无法实现对水温的精准控制。

现有技术通过采用可控硅替换电路开关来控制发热管的加热速度，实现对水温的精准控制。但是，可控硅本身发热严重，需设置较大的散热片以保证正常工作，从而导致可控硅单元占用空间大且成本较高。

技术实现要素：

为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本实用新型提供一种电水壶，使用占用空间较少的半功率开关单元，具有较简单的结构。

本实用新型提供一种电水壶，包括全功率开关单元、发热单元、控制单元、水温检测单元和半功率开关单元；其中

所述全功率开关单元的一端和所述半功率开关单元的一端均与所述发热单元连接，所述全功率开关单元的另一端和所述半功率开关单元的另一端均与市电电源连接；

所述控制单元分别与所述全功率开关单元、所述半功率开关单元和所述水温检测单元连接，用于根据所述水温检测单元检测到的水温确定水温变化速率，根据所述水温变化速率控制所述全功率开关单元和所述半功率开关单元的打开与闭合。

通过在现有电水壶的电路结构中增加一个半功率开关单元，通过控制单元控制原有的全功率开关单元或增加的半功率开关单元的闭合和打开，使得电水壶可根据水量的不同，控制发热单元工作在全功率状态或半功率工作状态下，从而使得水温检测单元能够及时检测到水温的变化，以便控制单元根据水温的变化发出控制指令，由于半功率控制单元结构简单、成本较低，因此可节约空间降低成本。

可选的，所述半功率开关单元包括：串联的开关和二极管，所述开关与所述市电电源连接，所述二极管与所述发热单元连接。

由于半功率开关单元仅由常见的开关与二极管串联而成，故结构简单，成本较低。

可选的，所述开关为继电器。

可选的，所述全功率开关单元包括继电器。

可选的，所述控制单元还用于在所述水温变化速率小于预设变化速率时，控制所述半功率开关单元打开、所述全功率开关单元闭合，以使所述发热单元处于工作状态；

所述控制单元还用于在所述水温变化速率大于预设变化速率时，控制所述全功率开关单元打开、所述半功率开关单元闭合，以使所述发热单元在工作状态和休息状态间循环切换。

可选的，所述控制单元还用于在所述水温高于预设温度时，控制所述全功率开关单元打开、所述半功率开关单元闭合。

可选的，所述控制单元还用于在接收到加热指令时，控制所述半功率开关单元闭合。

通过根据水温变化速率，控制全功率开关单元和半功率开关单元的打开与闭合，可使控制单元可及时检测到水温的变化，采取保护措施。

可选的，还包括计时单元，所述控制单元还与所述计时单元连接，所述控制单元还用于在接收到所述水温检测单元发送的水温时，记录当前时刻所述计时单元提供的时间信息，根据至少两个水温和各水温对应的时间信息确定所述水温变化速率。

可选的，还包括滤波单元，所述全功率开关单元和所述半功率开关单元还分别与所述滤波单元的一端连接，所述滤波单元的另一端还与所述发热单元连接。

通过在电路结构中增加滤波电路，可用于滤除电路中的异常电流，起到保护电路的作用。

本实用新型的构造以及它的其他实用新型目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的电水壶的结构示意图；

图2为本实用新型第二实施例提供的电水壶的结构示意图。

附图标记：

10—全功率开关单元；20—发热单元；30—控制单元；

40—水温检测单元；50—半功率开关单元；60—计时单元；

70—滤波单元；51—开关；52—二极管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种电水壶，以解决目前常用的电水壶的可控硅开关单元占用空间大且成本较高的问题。

图1为本实用新型第一实施例提供的电水壶的结构示意图。如图1所示，电水壶包括：全功率开关单元10、发热单元20、控制单元30和水温检测单元40，以及半功率开关单元50；

全功率开关单元10的一端和半功率开关单元50的一端均与发热单元20连接，全功率开关单元10的另一端和半功率开关单元50的另一端均与市电电源连接；

控制单元30分别与全功率开关单元10、半功率开关单元50和水温检测单元40连接，用于根据水温检测单元40检测到的水温确定水温变化速率，根据水温变化速率控制全功率开关单元10和半功率开关单元50的打开与闭合。

具体的，电水壶电路结构中同时设置有全功率开关单元10和半功率开关单元50。

全功率开关单元10的一端与发热单元20连接，另一端市电电源连接，当全功率开关单元10闭合时，市电电源通过全功率开关单元10向发热单元20供电，使得发热单元20一直处于工作状态从而将水烧开。

半功率开关单元50的一端与发热单元20连接，另一端与市电电源连接，当半功率开关单元50闭合时，市电电源通过半功率开关单元50向发热单元20供电。由于半功率开关单元50在闭合后，可控制市电电源、半功率开关单元50和发热单元20组成的供电通路在一半时间导通，另一半时间断开，故市电电源通过全功率开关单元10向发热单元20供电时，发热单元20在工作状态和休息状态间循环切换，发热单元20仅能发挥半功率，烧水速度较慢。

本实用新型中的全功率开关单元10和半功率开关单元50均可采用现有的开关和半功率开关器件。

控制单元30与水温检测单元40连接，接收水温检测单元40检测到的水温，示例性的，可由水温检测单元40按预设时间间隔发送，也可由水温检测单元40实时发送。控制单元30可根据接收到的水温确定水温变化速率，当水温变化速率为正时，说明发热单元20处于工作状态，水温上升；当水温变化速率为负时，可认为发热单元20处于休息状态，水温下降；水温变化速率的绝对值越高，说明水温的上升和下降速度越快。

控制单元30还分别与全功率开关单元10和半功率开关单元50连接，用于控制全功率开关单元10和半功率开关单元50的打开与闭合。具体的，控制单元30根据水温变化速率控制全功率开关单元10和半功率开关单元50的打开与闭合。

当电水壶中的水量较小时，控制单元30控制半功率开关单元50闭合，使得发热单元20处于半功率工作状态，烧水速度较慢，水温变化较慢，从而避免了水温上升过快而导致水温检测单元40不能及时检测到水温的变化。当水温变化较快，水温检测单元40不能及时将水温的变化发送给控制单元30，将会导致发热单原20在水已经烧开的情况下，仍处于全功率工作状态，造成资源浪费，更进一步地，可能导致电水壶中水烧干的情况。

本领域技术人员应当明白，当全功率开关单元10和半功率开关单元50均打开时，发热单元20不工作，电水壶不工作。当全功率开关单元10或半功率开关单元50闭合时，发热单元20处于全功率工作状态或半功率工作状态。可由控制单元30控制全功率开关单元10和半功率开关单元50不在同一时刻同时闭合。

本实用新型实施例提供的电水壶，通过在现有电水壶的电路结构中增加一个半功率开关单元，通过控制单元控制原有的全功率开关单元或增加的半功率开关单元的闭合和打开，使得电水壶可根据水量的不同，控制发热单元工作在全功率状态或半功率工作状态下，从而使得水温检测单元能够及时检测到水温的变化，以便控制单元根据水温的变化发出控制指令，由于半功率控制单元结构简单、成本较低，因此可节约空间降低成本。

进一步的，在图1所示实施例的基础上，对半功率开关单元50的结构进行详细说明。

图2为本实用新型第二实施例提供的电水壶的结构示意图。如图2所示，半功率开关单元50包括：串联的开关51和二极管52，开关51与市电电源连接，二极管52与发热单元20连接。

具体的，半功率开关单元50由开关51和二极管52串联构成，市电电源、开关51、二极管52、发热单元20依次连接，构成回路。

通常情况下，向发热单元20供电的市电电源为220V的交流电，而二极管52为仅允许电流向一个方向流动的器件，当施加在二极管52的正负极两端的电压反相时，二极管52处于截止状态，其电阻值无穷大，可认为回路断开。因此，当开关51闭合时，由于二极管52的作用，使得回路在市电电源的正周期内导通，在市电电源的负周期内断开。由于半功率开关单元50仅由常见的开关51与二极管52串联而成，故结构简单，成本较低。

示例性的，开关51可以为继电器。示例性的，全功率开关单元10包括继电器，全功率开关单元10也可以为继电器。

进一步的，结合图1或图2所示实施例，控制单元30还用于在水温变化速率小于预设变化速率时，控制半功率开关单元50打开、全功率开关单元10闭合，以使发热单元20处于工作状态；

控制单元30还用于在水温变化速率大于预设变化速率时，控制全功率开关单元10打开、半功率开关单元50闭合，以使发热单元20在工作状态和休息状态间循环切换。

具体的，控制单元30根据水温检测单元40发送的水温确定水温变化速率，并将水温变化速率与预设水温变化速率进行比较。当水温变化速率小于预设变化速率时，认为当前水温变化速度较慢，当前电水壶中水量较大，可选择控制半功率开关单元50打开、全功率开关单元10闭合，使发热单元20处于全功率的工作状态，提高水温变化速率，以加快电水壶工作效率。当控制单元30检测到水温变化速率大于预设变化速率时，认为当前水温变化速度较快，当前电水壶中水量较少，可选择控制全功率开关单元10打开、半功率开关单元50闭合，使发热单元20在工作状态和休息状态间循环切换，降低水温变化速率，使得控制单元30可及时检测到水温的变化，并采取保护措施。例如，降低水温变化速率，控制单元30可及时检测到水温达到沸腾温度，控制全功率开关单元10和半功率开关单元50均打开，即水烧开后自动断电，避免水烧干可能导致的电水壶损坏。

进一步的，结合图1或图2所示实施例，控制单元30还用于在水温高于预设温度时，控制全功率开关单元10打开、半功率开关单元50闭合。

具体的，当控制单元30检测到水温高于预设温度时，控制全功率开关单元10打开、半功率开关单元50闭合。示例性的，预设温度可以为接近水的沸点的90摄氏度，也可以为用户预设的其他温度，当水温达到预设温度时，向全功率开关单元10发送打开指令、向半功率开关单元50发送闭合指令，使得发热单元20在作状态和休息状态间循环切换，可起到降低水温变化速率或保温的作用。

进一步的，结合图1或图2所示实施例，控制单元30还用于在接收到加热指令时，控制半功率开关单元50闭合。

具体的，当用户未使用电水壶时，全功率开关单元10和半功率开关单元50均处于打开状态，当用户使用电水壶，向控制单元30发送加热指令时，控制单元30在接收到加热指令时，控制半功率开关单元50闭合，使得发热单元20在初始时采用半功率的工作状态对电水壶中的水进行加热，避免电水壶汇中的水量过少时，水温变化速率过大，水温检测单元40无法及时检测到水温的变化。

进一步的，如图2所示，电水壶还包括计时单元60，控制单元30还与计时单元60连接，控制单元30还用于在接收到水温检测单元40发送的水温时，记录当前时刻计时单元60提供的时间信息，根据至少两个水温和各水温对应的时间信息确定水温变化速率。

具体的，电水壶还包括计时单元60，计时单元60与控制单元30连接，计时单元60向控制单元30提供时间信息，当控制单元30接收到水温检测单元40发送的水温时，可从计时单元60获取接收到水温的时刻，控制30记录一一对应的水温和时刻，并根据至少两个水温和各水温对应的时间信息确定水温变化速率。

可选的，计时单元60还可与水温检测单元40连接，使得水温检测单元40可按照预设的时间间隔向控制单元30发送水温，控制单元可直接根据连续接收到的两个水温确定水温变化速率。

进一步的，如图2所示，电水壶还包括滤波单元70，全功率开关单元10和半功率开关单元50还分别与滤波单元70的一端连接，滤波单元的另一端还与发热单元20连接。

具体的，全功率开关单元10和半功率开关单元50均通过滤波单元70与发热单元20连接，滤波单元70用于滤除电路中的异常电流，起到保护电路的作用。

示例性的，滤波单元可以采用电阻、电容或电感等电子元器件串、并连组成，比如，利用电阻和电容并联组成高通滤波单元，利用电阻和电容T型连接，组成低通滤波单元等。

可选的，控制单元30、水温检测单元40和计时单元60通过电压转换电路直接与市电电源连接。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。