一种电热水器及其外壳带电保护控制装置的制作方法

本实用新型属于热水器技术领域，特别是涉及一种电热水器及其外壳带电保护控制装置。

背景技术：

目前，很多家庭的插头无热水器外壳或接地不可靠。这样导致电热水器在使用过程中，很容易因热水器绝缘不良或电源接线错误造成外表漏电。从而出现成人身伤亡的事故。因此，用户在选用电热水器时，对安全性能的关注显得尤为突出。

现有的漏电保护装置在热水器不接热水器外壳时，只有人体直接接触漏电外壳时，才能触发动作，起到防护作用，并且不能防护因电源线接错和其他供电线路引起的电器外壳带电，在安全性能上不能达到完全保障。而且，目前的漏电保护技术是“剩余电流装置”，其原理为检测流入负载的电流是否与流出负载的电流相等，如果不相等就有可能出现漏电现象，从而快速切断电源。这种剩余电流随着用电环境的变化而变化，很容易导致误动作。另外，市面上的漏电保护装置都是以漏电保护开关的形式单独外接，连接在插座和电热水器之间，占用较大体积，造成成本上的增加和空间上的限制。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电热水器外壳带电保护控制装置，解决了现有漏电保护装置只有在人体直接接触漏电外壳时，才能触发动作，存在安全隐患的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种电热水器外壳带电保护控制装置，所述带电保护控制装置包括：

第一检测电路，用于检测电源的火线与零线之间是否有第一漏电信号，并将所述第一漏电信号传输至控制电路；

第二检测电路，用于检测电源的零线与热水器外壳之间是否有第二漏电信号，并将所述第二漏电信号传输至信号放大电路；

信号放大电路，用于接收所述第二漏电信号，并对所述第二漏电信号进行放大后的放大信号传输至控制电路；

控制电路，用于接收第一检测电路的第一漏电信号、放大信号，并输出控制信号至动作执行电路；

动作执行电路，用于接收控制信号并控制电源通断。

基于上述电热水器外壳带电保护控制装置的设计，本实用新型还提出了一种电热水器，所述电热水器包括上述的热水器外壳带电保护控制装置。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型电热水器外壳带电保护控制装置，一方面，能在电源端没有接热水器外壳或热水器外壳没有接地时，在人体接触外壳前检测到外表带电情况并切断热水器与电源之间的连接。另一方面，能在用户插座接线错误，导致连接热水器的线误接电源相线从而导致外壳带电时，能在人体接触外壳前，切断热水器与电源之间的连接。再一方面，能在热水器插座与电源火线零线接反时，切断热水器与电源之间的连接。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型具体实施例电热水器外壳带电保护装置的原理框图。

图2为本实用新型具体实施例1的电路图。

图3为本实用新型具体实施例2的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行说明：

如图1、2所示，本实施例提出了一种电热水器外壳带电保护装置，用于检测电热水器在使用过程中因接线错误或绝缘不良而引起的外壳漏电。带电保护控制装置包括：用于检测漏电信号的第一检测电路、第二检测电路，用于对第二检测电路信号进行放大的信号放大电路，用于判断是否漏电的控制电路、用于漏电时采取控制措施的动作执行电路。下面对各个电路部分进行具体说明：

第一检测电路，用于检测电源的火线L与零线N之间是否有第一漏电信号，并将所述第一漏电信号传输至控制电路。

其中，第一检测电路包括电流互感器T2，电流互感器T2的初级线圈跨接于电源的火线L与零线N之间。

第二检测电路，用于检测电源的零线N与热水器外壳G之间是否有第二漏电信号，并将所述第二漏电信号传输至信号放大电路。

其中，第二检测电路包括电流互感器T1，电流互感器T1的初级线圈跨接于电源的零线N与热水器外壳G之间。

如果没有漏电发生时，电流通过初级线圈的电流矢量和相加为零，因此在次级线圈上不能产生相应的感应电动势。如果发生漏电现象，初级线圈的电流矢量和不等于零，就会使次级线圈上产生感应电动势，检测到漏电信号。

信号放大电路，用于接收第二漏电信号，并对第二漏电信号进行放大后的放大信号传输至控制电路。由于热水器外壳漏电时的漏电信号可能较小，为了防止漏检，此处设置信号放大电路。

控制电路，用于接收第一检测电路的第一漏电信号、放大信号，并输出控制信号至动作执行电路。

控制电路包括MCU，漏电信号输入到MCU的A/D端口，MCU实时监测漏电信号，同时与接入到MCU的额定漏电动作电流相比较，确定是否漏电，输出控制信号至动作执行电路。

或者，控制电路包括比较电路和MCU，额定漏电输入电路输入额定漏电动作电流至控制电路的比较电路；比较电路将接收额定漏电动作电流和第一漏电信号，放大信号进行比较，确定是否漏电，并将比较结果输出至控制电路的MCU，MCU输出控制信号至动作执行电路。

其中，额定漏电动作电流可以为事先写入MCU的控制软件中的具体数值。或者，在电热水器外壳带电包括控制装置增加额定漏电输入电路，用于输入额定漏电动作电流至控制电路。

本实施例中额定漏电输入电路包括串联在电路中的固定电阻R4和可变电阻R3，固定电阻R4和可变电阻R3之间通过导线连接至MCU，MCU采集固定电阻R4和可变电阻R3之间的电流信号作为额定漏电动作电流。通过改变可变电阻的大小可以调整额定漏电动作电流的大小。

动作执行电路，动作执行电路包括电源通断电路、加热组件通断电路、温控器通断电路和报警模块。电源通断电路用于接收控制信号并控制电源通断，以便在漏电时及时切断电源，避免用户触电；加热组件通断电路用于接收控制信号并控制加热组件与电源的通断；温控器通断电路用于接收控制信号并控制温控器与电源的通断；报警模块用于控制报警模块的通断，以便在漏电时及时报警，提醒用户处理。

优选的，如图3所示，电热水器外壳带电保护装置包括滤波电路，用于对检测的漏电信号进行滤波处理，以滤除干扰，提高精确度。

具体的，滤波电路包括：

第一滤波电路，位于第一检测电路和控制电路之间，用于对第一检测电路输出的第一漏电信号进行滤波处理并传输至控制电路；

第二滤波电路，位于信号放大电路和控制电路之间，用于对信号放大电路输出的放大信号进行滤波处理并传输至控制电路。

电热水器与电源接通后，第一检测电路监测电源的火线与零线之间的电流，第二检测电路监测电源的零线与热水器外壳之间的电流，并将监测的电流经过信号处理后传输至控制电路，控制电路将监测的电流与额定漏电动作电流进行比较，若其中一个监测电流值大于额定漏电动作电流，控制电路输出控制信号至动作执行电路，控制报警模块报警，电源与电热水器的所有模块全部断开。

当然，本实施例还可在火线L与零线N之间、零线N与热水器外壳G之间设置整流电路，整流电路输出整流信号至第一检测电路和第二检测电路。

本实施例的电热水器外壳带电保护装置，即使在用户电源端没有接地线或者热水器外壳没有接地的情况下，无论是电热水器内部绝缘不良引起的外壳带电还是电源与电热水器之间的接线错误导致的外壳漏电，均能够在人体与带电外壳接触之前，检测出外壳带电情况，并通过控制电路切断电源与电热水器之间的连接。本保护装置漏电动作不要求用户电源必须接地线；一经漏电，能够立即检测出漏电，并马上切断电源，而不是在人体接触带电外壳时才能够检测到漏电，避免触电危险。

基于上述电热水器外壳带电保护控制装置的设计，本实施例还提出了一种电热水器，电热水器包括上述的热水器外壳带电保护装置。其中，电热水器包括位于电热水器壳体内部的控制电路板，热水器外壳带电保护装置集成于电热水器的控制电路板上，可以极大地节省空间并且降低成本。

最后应说明的是：以上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精神和范围。