带电子阳极热水器的电路检测保护方法及装置与流程

本发明涉及电热水器技术领域，具体而言，涉及一种带电子阳极热水器的电路检测保护方法及装置。

背景技术：

现有的电热水器内胆，一般包括进水管、出水管、镁棒和电热管，热水器的防腐主要是通过在电热管或者内胆上安装镁棒实现，镁棒在热水器中作为牺牲阳极使用，首先代替钢板腐蚀掉，从而达到保护钢内胆的目的。

现有的技术方案中也有取消镁棒，直接安装电子阳极的。电子阳极的安装需要注意其安装极性不能接反。而实际售后安装对接时，很有可能接反，如接反的话不但不能提高水箱防腐能力，还会加快水箱腐蚀速度，不利于运用。

此外，由于电热水器是作为和水直接接触的产品，其在使用过程中很容易发生短路等问题，造成产品的损坏。

针对相关技术中电热水器可能出现电子阳极接反，不利于其防腐的问题，目前尚未提出有效地解决方案。

技术实现要素：

本发明提供了一种带电子阳极热水器的电路检测保护方法及装置，以至少解决现有技术中电热水器可能出现电子阳极接反，不利于其防腐的问题。

为解决上述技术问题，根据本公开实施例的一个方面，本发明提供了一种带电子阳极热水器的电路检测保护方法，该方法包括：获取热水器电子阳极两端的电压信息；根据获取的电子阳极两端的电压信息，判断是否满足电子阳极反接对应的条件；在判定满足电子阳极反接对应的条件时，控制电子阳极两端的极性进行翻转。

进一步地，在判定满足电子阳极反接对应条件时，控制电子阳极两端的极性进行翻转之后，还包括：继续获取热水器电子阳极两端的电压信息；根据获取的电子阳极两端的电压信息，判断是否满足电路短路对应的条件；在判定满足电路短路对应的条件时，控制电子阳极两端的极性进行翻转以恢复原始状态，并控制停止对电子阳极进行供电。

进一步地，获取热水器电子阳极两端的电压信息，包括：获取与电子阳极串联的检测电阻的电压值；或者，获取与电子阳极并联的二极管的电压值。

进一步地，根据获取的电子阳极两端的电压信息，判断是否满足电子阳极反接对应的条件，包括：每隔第一预设时间将获取的电压值与第一预设电压阈值进行比较；在比较结果为电压值小于第一预设电压阈值，且连续检测到该比较结果的次数满足第一预设数值时，判定满足电子阳极反接对应的条件；在比较结果为电压值大于或等于第一预设电压阈值时，判定不满足电子阳极反接对应的条件。

进一步地，根据获取的电子阳极两端的电压信息，判断是否满足电路短路对应的条件，包括：每隔第二预设时间将获取的电压值与第一预设电压阈值进行比较；在比较结果为电压值小于第一预设电压阈值，且连续检测到该比较结果的次数满足第二预设数值时，判定满足电路短路对应的条件。

进一步地，在判定满足电子阳极反接对应的条件时，控制电子阳极两端的极性进行翻转，包括：通过热水器的电子阳极控制器发送第一控制信号至继电器以使继电器从第一状态切换至第二状态，其中，在继电器处于第一状态时，热水器电子阳极的第一端为第一极性，第二端为第二极性，在继电器处于第二状态时，热水器电子阳极的第一端为第二极性，第二端为第一极性。

进一步地，在判定满足电路短路对应的条件时，控制电子阳极两端的极性进行翻转以恢复原始状态，并控制停止对电子阳极进行供电，包括：通过控制器发送第二控制信号至继电器以使继电器从第二状态切换至第一状态；通过控制器控制输出占空比为0的pwm信号以控制停止对电子阳极进行供电。

进一步地，获取热水器电子阳极两端的电压信息包括：获取在电子阳极处于掉电情况时电子阳极对热水器内胆的压差；方法还包括：根据获取的电子阳极对热水器内胆的压差，调整电子阳极控制器的输出，以控制电子阳极的运行。

进一步地，根据获取的电子阳极对热水器内胆的压差，调整电子阳极控制器的输出，以控制电子阳极的运行，包括：控制电子阳极控制器以第一时间为一周期输出pwm信号，其中，pwm信号的周期依次包括第一时间阶段和第二时间阶段，在第二时间阶段内，控制器控制输出低电平的pwm信号，以便获取电子阳极处于掉电情况时电子阳极对热水器内胆的压差；在第一时间阶段内，控制器根据本周期的上一周期的第二时间阶段获取的电子阳极对热水器内胆的压差，调整输出的pwm信号。

进一步地，控制器根据本周期的上一周期的第二时间阶段获取的电子阳极对热水器内胆的压差，调整输出的pwm信号，包括：判断压差是否大于第二预设电压阈值；若压差大于第二预设电压阈值，降低单位数量的pwm信号输出占空比；若压差不大于第二预设电压阈值，增加单位数量的pwm信号输出占空比。

根据本公开实施例的另一方面，提供了一种带电子阳极热水器的电路检测保护装置，该装置包括：获取单元，用于获取热水器电子阳极两端的电压信息；第一判断单元，用于根据获取的电子阳极两端的电压信息，判断是否满足电子阳极反接对应的条件；第一控制单元，用于在判定满足电子阳极反接对应的条件时，控制电子阳极两端的极性进行翻转。

进一步地，在判定满足电子阳极反接对应条件时，控制电子阳极两端的极性进行翻转之后，获取单元继续获取热水器电子阳极两端的电压信息，装置还包括：第二判断单元，用于根据获取的电子阳极两端的电压信息，判断是否满足电路短路对应的条件；第二控制单元，用于在判定满足电路短路对应的条件时，控制电子阳极两端的极性进行翻转以恢复原始状态，并控制停止对电子阳极进行供电。

进一步地，获取单元包括：第一获取子单元，用于获取与电子阳极串联的检测电阻的电压值；或者，第二获取子单元，用于获取与电子阳极并联的二极管的电压值；第一判断单元包括：第一比较子单元，用于每隔第一预设时间将获取的电压值与第一预设电压阈值进行比较；第一判断子单元，用于在比较结果为压差值小于第二预设目标差值，且连续检测到该比较结果的次数满足第一预设数值时，判定满足电子阳极反接对应的条件；第二判断子单元，用于在比较结果为压差值大于或等于第二预设目标差值时，判定不满足电子阳极反接对应的条件；第二判断单元包括：第二比较子单元，用于每隔第二预设时间将获取的电压值与第一预设电压阈值进行比较；第三判断子单元，用于在比较结果为压差值小于第二预设目标差值，且连续检测到该比较结果的次数满足第二预设数值时，判定满足电路短路对应的条件。

进一步地，第一控制单元包括：第一控制子单元，用于通过热水器的控制器发送第一控制信号至继电器以使继电器从第一状态切换至第二状态，其中，在继电器处于第一状态时，热水器电子阳极的第一端为第一极性，第二端为第二极性，在继电器处于第二状态时，热水器电子阳极的第一端为第二极性，第二端为第一极性；第二控制单元包括：第二控制子单元，用于通过控制器发送第二控制信号至继电器以使继电器从第二状态切换至第一状态；第三控制子单元，用于通过控制器控制输出占空比为0的pwm信号以控制停止对电子阳极进行供电。

进一步地，获取单元包括：第二获取子单元，用于获取在电子阳极处于掉电情况时电子阳极对热水器内胆的压差；装置还包括：第三控制单元，用于根据获取的电子阳极对热水器内胆的压差，调整电子阳极控制器的输出，以控制电子阳极的运行。

进一步地，第三控制单元控制热水器控制器以第一时间为一周期输出pwm信号，其中，pwm信号的周期依次包括第一时间阶段和第二时间阶段，第三控制单元包括：第四控制子单元，用于在第二时间阶段内，控制器控制输出低电平的pwm信号，以便获取电子阳极处于掉电情况时电子阳极对热水器内胆的压差；第五控制子单元，用于在第一时间阶段内，控制器根据本周期的上一周期的第二时间阶段获取的电子阳极对热水器内胆的压差，调整输出的pwm信号。

进一步地，第五控制子单元包括：判断模块，用于判断压差是否大于第二预设电压阈值；第一控制模块，用于在压差大于第二预设电压阈值时，降低单位数量的pwm信号输出占空比；第一控制模块，用于在压差不大于第二预设电压阈值时，增加单位数量的pwm信号输出占空比。

在本发明中，可以通过获取热水器电子阳极两端的电压信息，对热水器的电子阳极是否出现反接或短路进行判断，在获取的电压信息满足反接条件时，控制电路实现电子阳极的翻转极性，实现无极性对接。这种控制方式可有效地解决了现有技术中电热水器可能出现电子阳极接反，不利于其防腐的问题，提高热水器的防腐效果，进一步地，也实现了电路的保护。

附图说明

图1是根据本发明实施例的带电子阳极热水器的电路检测保护方法的一种可选的流程图；

图2-8是根据本发明实施例的带电子阳极热水器的电路检测保护方法对应的部分硬件结构图；

图9是根据本发明实施例的带电子阳极热水器的电路检测保护方法的另一种可选的流程图；以及

图10是根据本发明实施例的带电子阳极热水器的电路检测保护装置的一种可选的结构框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

实施例1

下面结合附图对本发明提供的带电子阳极热水器的电路检测保护方法进行说明。

本发明提供的带电子阳极热水器的电路检测保护方法可以应用在电热水器上，也可以应用在包含电热水器对应功能的大型集装设备上，在实现时可以通过在终端设备写入主控制程序实现，在一些智能设备中也可以通过安装应用(app)的方式或者在台式计算机上安装软件的方式实现，或者其他控制方式实现。图1示出本带电子阳极热水器的电路检测保护方法的一种可选的流程图，如图1所示，该方法可以包括以下步骤：

s102，获取热水器电子阳极两端的电压信息；

在实际的电路设计中，可以增加用于检测获取热水器电子阳极两端的电压信息的电路或电子元器件，例如，将电子阳极两端并联二极管或串联过流检测电阻，通过获取与电子阳极串联的检测电阻的电压值；或者，获取与电子阳极并联的二极管的电压值来实现上述的获取热水器电子阳极两端的电压信息。

s104，根据获取的电子阳极两端的电压信息，判断是否满足电子阳极反接对应的条件；

具体实现时，在在获取电压信息之后，可以每隔第一预设时间将获取的电压值与第一预设电压阈值进行比较，在比较结果为压差值小于第二预设目标差值，且连续检测到该比较结果的次数满足第一预设数值时，判定满足电子阳极反接对应的条件；在比较结果为压差值大于或等于第二预设目标差值时，判定不满足电子阳极反接对应的条件。例如，可以每10ms检测一次，若该值小于第一预设电压阈值(如1.5v)，且连续一次(也可以是两次，三次等数量，可根据实际情况进行设计)检测结果均是小于第一预设电压阈值，则判断系统可能有反插的现象。

s106，在判定满足电子阳极反接对应的条件时，控制电子阳极两端的极性进行翻转。

具体实现时，可以通过热水器的电子阳极控制器发送第一控制信号至对应设置的继电器，使继电器从第一状态切换至第二状态，其中，在继电器处于第一状态时，热水器电子阳极的第一端为第一极性，第二端为第二极性，在继电器处于第二状态时，热水器电子阳极的第一端为第二极性，第二端为第一极性。

在上述优选的实施方式中，可以通过获取热水器电子阳极两端的电压信息，对热水器的电子阳极是否出现反接或短路进行判断，在获取的电压信息满足反接条件时，控制电路实现电子阳极的翻转极性，实现无极性对接。这种控制方式可有效地解决了现有技术中电热水器可能出现电子阳极接反，不利于其防腐的问题，提高热水器的防腐效果，进一步地，也实现了电路的保护。

在本发明的一个可选的实施方式中，还对上述方案进行了优化，增加了对电路是否出现短路可能进行判断的步骤，以便实现电路的安全保护。具体来说，在判定满足电子阳极反接对应条件时，控制电子阳极两端的极性进行翻转之后，还包括：继续获取热水器电子阳极两端的电压信息；根据获取的电子阳极两端的电压信息，判断是否满足电路短路对应的条件；在判定满足电路短路对应的条件时，控制电子阳极两端的极性进行翻转以恢复原始状态，并控制停止对电子阳极进行供电。

在进行是否满足电路短路对应的条件的判断中，可以采用如下优选的方案实现：每隔第二预设时间将获取的电压值与第一预设电压阈值进行比较；在比较结果为压差值小于第二预设目标差值，且连续检测到该比较结果的次数满足第二预设数值时，判定满足电路短路对应的条件。例如，可以每10ms检测一次，若该值小于第一预设电压阈值(如1.5v)，且连续两次(也可以是三次，四次等数量，可根据实际情况进行设计)检测结果均是小于第一预设电压阈值，则判断电子阳极可能有短路的现象。

在判定满足电路短路对应的条件时，控制电子阳极两端的极性进行翻转以恢复原始状态，并控制停止对热水器电子阳极进行供电，可以包括以下方案：通过控制器发送第二控制信号至继电器以使继电器从第二状态切换至第一状态；通过控制器控制输出占空比为0(全低电平)的pwm信号以控制停止对电子阳极进行供电。优选地，pwm输出占空比为0(全低电平)以保护控制板不会因阳极短路而烧毁之后，pwm持续一定时间(如10s)输出全低电平，10s之后清除短路标志，重新检测电子阳极是否存在短路现象，若仍然短路则pwm继续输出低电平，若检测电子阳极正常输出则退出短路保护，电子阳极恢复正常控制。

在图2-8中示出一种可应用于热水器的硬件电路结构图，其中，控制器为单片机，硬件部分包括电源电路、复位电路、振荡电路、显示电路等部分。电源电路可为整个系统提供稳定可靠的电能，复位电路实现整个系统上电复位，提高系统稳定性，振荡电路为单片机提供工作的时序，显示电路部分通过显示模块或者蜂鸣器发出警报信号。单片机作为控制器，可采集阳极两端电压产生控制指令对输出电压占空比进行调节，并控制极性对调及报警输出。上述电路结构可根据实际需求进行调整，各个电路均为本领域常用电路，其多种设计方案此处不在进行赘述。

上述实施方式为用于检测热水器电子阳极是否出现反接或电路是否出现短路现象，在本发明的另一个优选的实施方式中，还基于上述方案的前提下对热水器的控制过程进行了优化，以便使热水器系统运行更加稳定。具体实现时，上述获取热水器电子阳极两端的电压信息包括：获取在电子阳极处于掉电情况时电子阳极对热水器内胆的压差；上述方法还包括：根据获取的电子阳极对热水器内胆的压差，调整电子阳极控制器的输出，以控制电子阳极的运行。

具体实现时，根据获取的电子阳极对热水器内胆的压差，调整电子阳极控制器的输出，以控制电子阳极的运行，包括：控制电子阳极控制器以第一时间为一周期输出pwm信号，其中，pwm信号的周期依次包括第一时间阶段和第二时间阶段，在第二时间阶段内，控制器控制输出低电平的pwm信号，以便获取电子阳极处于掉电情况时电子阳极对热水器内胆的压差；在第一时间阶段内，控制器根据本周期的上一周期的第二时间阶段获取的电子阳极对热水器内胆的压差，调整输出的pwm信号。例如，正常运行时，装置上电后，电子阳极输出占空比为100％的高电平，此后以45ms为一个周期进行pwm的动态调节，前42ms(第一时间阶段)pwm根据上一状态下阳极掉电电压来调节输出，后3ms(第二时间阶段)pwm输出全低电平以便检测阳极两端在掉电情况下阳极对内胆的压差(优选地，该差值控制在2.3v左右)。

在控制器根据本周期的上一周期的第二时间阶段获取的电子阳极对热水器内胆的压差，调整输出的pwm信号时，可以包括：判断压差是否大于第二预设电压阈值；若压差大于第二预设电压阈值，降低单位数量的pwm信号输出占空比(pwm-1)；若压差不大于第二预设电压阈值，增加单位数量的pwm信号输出占空比(pwm+1)。

图9示出一种基于上述提供的带电子阳极热水器的电路检测保护方法的另一种可选的流程图，如图9所示，可以包括如下步骤：在初始阶段，完成控制器mcu的初始化，配置ad、pwm寄存器并使能输出。正常运行阶段，控制pwm输出占空比为100％，并以45ms为一个周期。在判断满足一个周期45ms计时后，可以采样此时阳极与内胆的压差，并清零45ms的计时，将采集到的压差与目标压差1(上述实施方式中的第二预设电压阈值，如2.3v)进行比较，若压差大于目标压差1，则控制降低单位数量的pwm信号输出占空比(pwm-1)，若压差不大于目标压差1，则控制增加单位数量的pwm信号输出占空比(pwm+1)。然后，进入下一个周期，继续执行上述步骤中的是否满足45ms计时的判断步骤，如此循环。这种控制方式，使系统工作过程中阳极在掉电情况下对内胆的电压压差一直处于固定的，提高系统的稳定性。

在上述正常运行的控制方案中，引入如前的判断反接的方案，具体来说，如图9所示，采样阳极部分的电压值后，判断是否连续n次(如5次)该电压值均小于目标压差2(上述第一预设电压阈值，如1.5v)，若满足，初步判定电子阳极反接，控制继电器反向，然后，返回上述正常运行状态中pwm输出100％占空比进入下一个周期，继续循环上述步骤。

在上述正常运行的控制方案中，还引入如前的判断短路的方案，具体来说，如图9所示，在正常运行状态中pwm输出100％占空比后，判断是否满足1ms计时，满足后，采样电子阳极的电压，并清零该1ms。在判断联系100次检测到电压小于目标压差3(也可为上述第一预设电压阈值，如1.5v)后，初步判定电路短路，此时，控制pwm输出占空比为0。pwm输出占空比为0(全低电平)以保护控制板不会因阳极短路而烧毁之后，pwm持续一定时间(如10s)输出全低电平，10s之后清除短路标志，重新检测电子阳极是否存在短路现象，若仍然短路则pwm继续输出低电平，若检测电子阳极正常输出则退出短路保护，电子阳极恢复正常控制。

在上述优选的实施方式中，可以通过获取热水器电子阳极两端的电压信息，对热水器的电子阳极是否出现反接或短路进行判断，在获取的电压信息满足反接条件时，控制电路实现电子阳极的翻转极性，实现无极性对接。在判断出现短路情况是，控制输出低电压进行电路保护。这种控制方式可有效地解决了现有技术中电热水器可能出现电子阳极接反，不利于其防腐的问题，提高热水器的防腐效果，进一步地，也实现了电路的保护。

实施例2

基于上述实施例1中提供的带电子阳极热水器的电路检测保护方法，本发明可选的实施例2还提供了一种带电子阳极热水器的电路检测保护装置，具体来说，图10示出该装置的一种可选的结构框图，如图10所示，该装置包括：获取单元10，用于获取热水器电子阳极两端的电压信息；第一判断单元20，用于根据获取的电子阳极两端的电压信息，判断是否满足电子阳极反接对应的条件；第一控制单元30，用于在判定满足电子阳极反接对应的条件时，控制电子阳极两端的极性进行翻转。

进一步地，在判定满足电子阳极反接对应条件时，控制电子阳极两端的极性进行翻转之后，获取单元继续获取热水器电子阳极两端的电压信息，装置还包括：第二判断单元，用于根据获取的电子阳极两端的电压信息，判断是否满足电路短路对应的条件；第二控制单元，用于在判定满足电路短路对应的条件时，控制电子阳极两端的极性进行翻转以恢复原始状态，并控制停止对热水器电子阳极进行供电。

进一步地，获取单元包括：第一获取子单元，用于获取与电子阳极串联的检测电阻的电压值；或者，第二获取子单元，用于获取与电子阳极并联的二极管的电压值；第一判断单元包括：第一比较子单元，用于每隔第一预设时间将获取的电压值与第一预设电压阈值进行比较；第一判断子单元，用于在比较结果为压差值小于第二预设目标差值，且连续检测到该比较结果的次数满足第一预设数值时，判定满足电子阳极反接对应的条件；第二判断子单元，用于在比较结果为压差值大于或等于第二预设目标差值时，判定不满足电子阳极反接对应的条件；第二判断单元包括：第二比较子单元，用于每隔第二预设时间将获取的电压值与第一预设电压阈值进行比较；第三判断子单元，用于在比较结果为压差值小于第二预设目标差值，且连续检测到该比较结果的次数满足第二预设数值时，判定满足电路短路对应的条件。

进一步地，第一控制单元包括：第一控制子单元，用于通过热水器的电子阳极控制器发送第一控制信号至继电器以使继电器从第一状态切换至第二状态，其中，在继电器处于第一状态时，热水器电子阳极的第一端为第一极性，第二端为第二极性，在继电器处于第二状态时，热水器电子阳极的第一端为第二极性，第二端为第一极性；第二控制单元包括：第二控制子单元，用于通过控制器发送第二控制信号至继电器以使继电器从第二状态切换至第一状态；第三控制子单元，用于通过控制器控制输出占空比为0的pwm信号以控制停止对热水器电子阳极进行供电。

进一步地，获取单元包括：第二获取子单元，用于获取在电子阳极处于掉电情况时电子阳极对热水器内胆的压差；装置还包括：第三控制单元，用于根据获取的电子阳极对热水器内胆的压差，调整电子阳极控制器的输出，以控制热水器的运行。

进一步地，第三控制单元控制电子阳极控制器以第一时间为一周期输出pwm信号，其中，pwm信号的周期依次包括第一时间阶段和第二时间阶段，第三控制单元包括：第四控制子单元，用于在第二时间阶段内，控制器控制输出低电平的pwm信号，以便获取电子阳极处于掉电情况时电子阳极对热水器内胆的压差；第五控制子单元，用于在第一时间阶段内，控制器根据本周期的上一周期的第二时间阶段获取的电子阳极对热水器内胆的压差，调整输出的pwm信号。

进一步地，第五控制子单元包括：判断模块，用于判断压差是否大于第二预设电压阈值；第一控制模块，用于在压差大于第二预设电压阈值时，降低单位数量的pwm信号输出占空比；第一控制模块，用于在压差不大于第二预设电压阈值时，增加单位数量的pwm信号输出占空比。

关于上述实施例中的装置，其中各个单元、模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

在本发明中，可以通过获取热水器电子阳极两端的电压信息，对热水器的电子阳极是否出现反接或短路进行判断，在获取的电压信息满足反接条件时，控制电路实现电子阳极的翻转极性，实现无极性对接。这种控制方式可有效地解决了现有技术中电热水器可能出现电子阳极接反，不利于其防腐的问题，提高热水器的防腐效果，进一步地，也实现了电路的保护。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。