一种带反馈信号的燃气阀控制电路的制作方法

本实用新型涉及一种燃气壁挂炉的控制装置，特别是涉及一种带反馈信号的燃气阀控制电路。

背景技术：

壁挂炉是燃气壁挂炉的简称，全称是“燃气壁挂式采暖炉”，是一种以燃气为能源的热水器。壁挂炉(又称燃气采暖热水炉，可参见GB25034-2010《燃气采暖热水炉》)是以天然气、人工煤气或液化气作为燃料，燃料经燃烧器输出，在燃烧室内燃烧后，由热交换器将热量吸收。采暖系统中的循环水途经热交换器进行热量转移，持续的加热从而将热量不断地输出给建筑物，为建筑物提供热源。供热系统中流动的自来水途经燃烧室内的热交换器进行升温，温水用作生活热水使用。

因为壁挂炉有燃气的接入，燃气截止阀的开关状态对于壁挂炉的运行至关重要，因此急需一种带反馈信号的壁挂炉燃气截止阀控制电路，使其能很好的通过MCU监测燃气截止阀及燃气截止阀控制电路的运行状态，及时的为壁挂炉控制器的正常运行提供有力的反馈信号。当截止阀出现故障后，MCU能通过切断比例阀和分段阀来实现多重保护，提高控制器的安全性。

技术实现要素：

本实用新型克服了现有技术中，燃气壁挂炉安全性需要提高的问题，提供一种结构合理、使用方便的带反馈信号的燃气阀控制电路。

本实用新型的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的带反馈信号的燃气阀控制电路：含有MCU、燃气阀继电器驱动电路、继电器线圈状态检测电路和燃气阀电源检测电路，其中MCU输出端MCU_OUT的输出信号控制燃气阀继电器驱动电路中继电器的通断，继电器线圈的通断给继电器线圈状态检测电路提供反馈信号，继电器线圈状态检测电路的工作信号输入MCU输入端MCU_IN1中，继电器常开触点的通断给燃气阀电源检测电路提供反馈信号，燃气阀电源检测电路的工作信号输入MCU输入端MCU_IN2中。

燃气阀继电器驱动电路含有电阻R3、三极管Q2、继电器线圈S、保护二极管D1和直流24V电源，其中电阻R3串接于MCU控制输出端MCU_OUT与NPN三极管Q2的基极之间，继电器线圈S串接于24V电源正极和NPN三极管的集电极之间，继电器线圈S两端并联二极管D1后，二极管D1的负极连接24V电源正极，NPN三极管的发射极连接于24V电源负极。

继电器线圈状态检测电路含有电阻R1、电阻R2、电阻R5、三极管Q1和二极管D2，其中电阻R1连接于PNP三极管Q1的发射极和基极之间，PNP三极管Q1的发射极连接MCU的3.3V电源正极，PNP三极管Q1的集电极串联电阻R5后连接MCU的3.3V电源负极，MCU_IN1连接PNP三极管Q1的集电极，PNP三极管Q1的基极依次串联电阻R2、二极管D2后接于燃气阀继电器驱动电路中NPN三极管Q2的集电极上，其中二极管D2的负极接于三极管Q2的集电极。

燃气阀电源检测电路含有继电器常开触头K1、燃气阀插接头P1、整流桥D3、光耦合器U1、电阻R7和电阻R9，其中整流桥D3的输入端并联燃气阀插接头P1后再串联继电器常开触头K1后接入AC220V，整流桥D3的输出端正极连接串联电阻R9后，连接光耦合器U1中发光二极管的正极，整流桥D3输出端负极连接光耦合器U1中发光二极管的负极，光耦合器U1中光感NPN三极管的集电极连接MCU的3.3V电源正极，光耦合器U1中光感NPN三极管的发射极串联电阻R7后连接MCU的3.3V电源负极，同时光耦合器U1中光感NPN三极管的发射极连接于MCU_IN2。

所述MCU为型号STM32F103C8T6的单片机，接光耦合器U1的型号为PC817，三极管Q1的型号为2N3906，三极管Q2的型号为2N3904，整流桥D3的型号为DB107S，二极管D1和D2的型号均为1N914。

与现有技术相比，本实用新型带反馈信号的燃气阀控制电路具有以下优点：控制器能很好的通过MCU监测燃气截止阀及燃气截止阀控制电路的运行状态，能及时的为壁挂炉控制器的正常运行提供有力的反馈信号。由于添加了双重反馈信号，控制器的MCU能很好的判定是继电器驱动电路故障还是继电器常开触点故障，也能直接通过反馈信号确认燃气截止阀的状态，当燃气阀故障后，MCU能通过切断比例阀和分段阀来实现多重保护，提高控制器的安全性，方便故障判别。

附图说明

图1是本实用新型带反馈信号的燃气阀控制电路的工作原理结构示意图；

图2是本实用新型带反馈信号的燃气阀控制电路的电路连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型带反馈信号的燃气阀控制电路作进一步说明：如图2所示，本实施例中含有MCU、燃气阀继电器驱动电路、继电器线圈状态检测电路和燃气阀电源检测电路，其中MCU输出端MCU_OUT的输出信号控制燃气阀继电器驱动电路中继电器的通断，继电器线圈的通断给继电器线圈状态检测电路提供反馈信号，继电器线圈状态检测电路的工作信号输入MCU输入端MCU_IN1中，继电器常开触点的通断给燃气阀电源检测电路提供反馈信号，燃气阀电源检测电路的工作信号输入MCU输入端MCU_IN2中。

燃气阀继电器驱动电路含有电阻R3、三极管Q2、继电器线圈S、保护二极管D1和直流24V电源，其中电阻R3串接于MCU控制输出端MCU_OUT与NPN三极管Q2的基极之间，继电器线圈S串接于24V电源正极和NPN三极管的集电极之间，继电器线圈S两端并联二极管D1后，二极管D1的负极连接24V电源正极，NPN三极管的发射极连接于24V电源负极。保护二极管D1具有反向保护作用，当继电器线圈S被断开后，防止线圈上储存的电能释放损坏器件。MCU_OUT为高电平时，NPN三极管被导通，从而继电器线圈有电流流过，驱动继电器导通，从而燃气阀上有220V交流电源输入。

继电器线圈状态检测电路含有电阻R1、电阻R2、电阻R5、三极管Q1和二极管D2，其中电阻R1连接于PNP三极管Q1的发射极和基极之间，PNP三极管Q1的发射极连接MCU的3.3V电源正极，PNP三极管Q1的集电极串联电阻R5后连接MCU的3.3V电源负极，MCU_IN1连接PNP三极管Q1的集电极，PNP三极管Q1的基极依次串联电阻R2、二极管D2后接于燃气阀继电器驱动电路中NPN三极管Q2的集电极上，其中二极管D2的负极接于三极管Q2的集电极。

当继电器线圈失电时，PNP三极管Q1的发射极上的电压高于基极电压，达到PNP三极管Q1导通的条件，故PNP三极管Q1被导通，从而MCU的继电器线圈检测端口MCU_IN1检测到高电平。

当继电器线圈得电时，由于继电器驱动电路中NPN三极管Q2的集电极相当于直接连接于电源24V正极，从而二极管D2被反向截止，PNP三极管Q1发射极和基极的电平一致，从而PNP三极管Q1被截止不导通，从而相当于MCU的继电器线圈检测端口MCU_IN1通过电阻R5连接于电源负极GND，从而MCU的继电器线圈检测端口MCU_IN1检测到的电平为低电平。

燃气阀电源检测电路含有继电器常开触头K1、燃气阀插接头P1、整流桥D3、光耦合器U1、电阻R7和电阻R9，其中整流桥D3的输入端并联燃气阀插接头P1后再串联继电器常开触头K1后接入AC220V，整流桥D3的输出端正极连接串联电阻R9后，连接光耦合器U1中发光二极管的正极，整流桥D3输出端负极连接光耦合器U1中发光二极管的负极，光耦合器U1中光感NPN三极管的集电极连接MCU的3.3V电源正极，光耦合器U1中光感NPN三极管的发射极串联电阻R7后连接MCU的3.3V电源负极，同时光耦合器U1中光感NPN三极管的发射极连接于MCU_IN2。

所述MCU为型号STM32F103C8T6的单片机，其具有足够的端口用于本电路的控制，也含有足够的预留端口用于壁挂炉控制器其他部件的控制，接光耦合器U1的型号为PC817，三极管Q1的型号为2N3906，三极管Q2的型号为2N3904，整流桥D3的型号为DB107S，二极管D1和D2的型号均为1N914。

所述燃气阀为220V交流驱动的燃气截止阀，当有220V交流输入时，燃气管路被导通，当无220V交流电源接入时，燃气管路被关闭。

所述燃气截止阀电源检测电路由一个整流桥D3、一个光耦合器、两个电阻构成。整流桥D3的两个输入端并接于燃气截止阀的电源输入；整流桥D3的输出正端连接有限流电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接于光耦合器U1的发光二极管的正端，整流桥D3的负端与光耦合器U1中的发光二极管的负端连接；光耦合器的光感NPN三极管的集电极连接于MCU电源的正端3.3V；光耦合器的光感NPN三极管的发射极通过电阻R7后连接于MCU电源的负端GND,同时光耦合器的光感NPN三极管的发射极还连接于MCU的燃气截止阀电源检测端口MCU_IN2。

当继电器导通时，整流桥D3的输入端和燃气截止阀上均有220V交流电源输入，从而光耦合器U1里面的发光二极管被点亮，控制光耦合器内的光感NPN三极管导通，发射极电压等于3.3V减去三极管压降0.3-0.7V，从而MCU的燃气截止阀电源检测端口MCU_IN2检测到高电平；当继电器关闭或故障不导通时，整流桥D3的输入端和燃气截止阀上无220V交流电源输入，燃气截止阀被关闭，同时光耦合器U1里面的发光二极管上不会有电流，从而光耦合器内的光感NPN三极管被截止，相当于MCU的燃气截止阀电源检测端口MCU_IN2通过电阻R7后连接于GND，从而MCU的燃气截止阀电源检测端口MCU_IN2检测到低电平。