燃气热水器及其保护装置的制作方法

本发明涉及家用电器技术领域，特别涉及一种燃气热水器的保护装置和一种燃气热水器。

背景技术：

燃气热水器具有加热快、使用方便等优点。目前一些燃气热水器虽然具有零火漏电保护功能和地线带电保护功能，但是当电源线的外部供电线路异常时会导致燃气热水器本体带电。如果人体与燃气热水器本体发生接触，则会产生较大危害的触电事故，因此有必要对此做出针对性的改进。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种燃气热水器的保护装置，其能够提高燃气热水器的安全性。

本发明的第二个目的在于提出一种燃气热水器。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种燃气热水器的保护装置，所述燃气热水器包括电源线和本体，所述电源线包括三极插脚，所述三极插脚以插接形式与外部电源插座进行连接，所述本体包括燃气阀和燃气加热装置，所述保护装置包括：三极联动开关，所述三极联动开关与所述三极插脚相连以接通和分断接入电源的零线、火线和地线；第一检测单元，所述第一检测单元对应所述零线和所述火线设置，所述第一检测单元用于检测所述零线或所述火线的漏电信号；第二检测单元，所述第二检测单元对应所述地线设置，所述第二检测单元用于检测所述地线的带电信号；漏电控制芯片，所述漏电控制芯片分别与所述第一检测单元和所述第二检测单元相连，所述漏电控制芯片用于根据所述零线或所述火线的漏电信号生成零火漏电保护指令，并根据所述地线的带电信号生成地线带电保护指令；脱扣电路，所述脱扣电路与所述漏电控制芯片相连，所述脱扣电路用于根据所述零火漏电保护指令或所述地线带电保护指令生成脱扣指令；脱扣机构，所述脱扣机构分别与所述三极联动开关和所述脱扣电路相连，所述脱扣机构用于接收并执行所述脱扣指令，以通过控制所述三极联动开关控制所述零线、所述火线和所述地线均处于分断状态，其中，所述燃气阀在所述零线、所述火线和所述地线均处于分断状态时自动关闭。

根据本发明实施例的燃气热水器的保护装置，通过第一检测单元检测零线或火线的漏电信号，通过第二检测单元检测地线的带电信号，并通过漏电控制芯片根据零线或火线的漏电信号生成零火漏电保护指令，以及根据地线的带电信号生成地线带电保护指令，进而通过脱扣电路根据零火漏电保护指令或地线带电保护指令生成脱扣指令，并通过脱扣机构接收并执行脱扣指令，以通过控制三极联动开关控制零线、火线和地线均处于分断状态，以使燃气阀自动关闭，从而能够有效地提高燃气热水器的安全性。

另外，根据本发明上述实施例提出的燃气热水器的保护装置还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述的燃气热水器的保护装置还包括：零火掉电检测电路，所述零火掉电检测电路用于检测所述零线和所述火线之间的掉电信号；零火掉电动作电路，所述零火掉电动作电路分别与所述零火掉电检测电路和所述脱扣电路相连，所述零火掉电动作电路用于根据所述零线和所述火线之间的掉电信号生成零火掉电保护指令，其中，所述脱扣电路还用于根据所述零火掉电保护指令生成所述脱扣指令。

进一步地，所述的燃气热水器的保护装置还包括：上电触发电路，所述上电触发电路用于检测所述零线和所述火线之间的上电信号；上电动作电路，所述上电动作电路与所述上电触发电路相连，所述上电动作电路用于根据所述上电信号生成上电动作指令；上电动作机构，所述上电动作机构与所述上电动作电路相连，所述上电动作机构用于接收并执行所述上电动作指令，以通过控制所述三极联动开关控制所述零线、所述火线和所述地线均处于接通状态。

其中，所述漏电控制芯片在所述第一检测单元检测的所述零线或所述火线的漏电电流大于等于第一预设电流值时，生成所述零火漏电保护指令。

其中，所述漏电控制芯片在所述第二检测单元检测的所述地线的电流大于等于第二预设电流值时，生成所述地线带电保护指令。

其中，所述零火掉电动作电路在所述零线和所述火线之间的电压小于等于第一预设电压值时生成所述零火掉电保护指令。

其中，所述上电动作电路用于在所述上电触发电路检测的上电电压大于等于第二预设电压值时生成所述上电动作指令。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种燃气热水器，其包括第一方面实施例提出的燃气热水器的保护装置。

根据本发明实施例的燃气热水器，采用上述的燃气热水器的保护装置，能够有效地提高燃气热水器的安全性。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的包括保护装置的燃气热水器的电气原理图；

图2是根据本发明一个实施例的电源线的电气原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图来描述本发明实施例的燃气热水器及其保护装置。

如图1所示，本发明实施例的燃气热水器除包括保护装置100(图1中未示出)外，还可包括电源线200和本体300(图中未示出)。如图1所示，电源线200可包括三极插脚210，三极插脚210可为单相三极插片结构，以插接形式与外部电源插座进行连接。本体300可包括燃气阀310、风机320、控制器330、点火器(图中未示出)、燃烧加热装置(图中未示出)和外壳340。

其中，燃烧加热装置为可使燃气和空气以一定的方式混合并喷出进行加热水的装置。燃气阀310可用于接收并执行控制器300发起的开启指令或关闭指令，以使外部燃气与燃烧加热装置之间的供气管路处于对应的开启状态或关闭状态。燃气阀310可包括电磁阀，其在燃气热水器的零线、火线和地线均处于分断状态时自动关闭。

风机320可用于燃气热水器的进风和排风(如空气的供给和烟气的排放)，其动力装置可为交流电机(图中未示出)。交流电机可通过电源线200的零线l端和火线n端为其供电。

控制器330可包括变压器331、整流滤波电路332、微处理器333、继电器控制电路334和继电器335，变压器331可为带有电气隔离的变压器，其输入端与电源线200的零线n端和火线l端相连，将电源经过变压器331降压后输出给整流滤波电路332。整流滤波电路332可将经过变压器331降压后的交流电转换为直流电后给微处理器333和继电器控制电路334供电。控制器30通过微处理器333发出控制指令以控制燃气阀310的打开和关闭、点火器的点火和风机320的进风和排风。

举例说明，微处理器333可发送关断开继电器的控制指令或闭合继电器的控制指令。当微处理器333发送断开继电器的控制指令时，继电器控制电路334在接收断开继电器的控制指令后控制继电器335断开，同样地继电器控制电路334在接收到闭合继电器的控制指令后控制继电器335闭合。也就是说，继电器控制电路334在接收到断开继电器的控制指令或闭合继电器的控制指令后，对应地控制继电器335断开或闭合，进而可接通或断开风机320的供电电源。

点火器为可根据控制器330发出的控制指令能瞬间点燃燃气，并能稳定燃气火焰的装置。

外壳340的材质可为金属材质，为了提高燃气热水器的安全性，可将外壳340接地。

图2是根据本发明实施例的燃气热水器的保护装置的结构示意图。

如图2所示，本发明实施例的燃气热水器的保护装置100，包括三极联动开关110、第一检测单元120、第二检测单元130、漏电控制芯片140、脱扣电路150和脱扣机构160。

其中，三极联动开关110与三极插脚210相连以接通和分断接入电源的零线n端、火线l端和地线e端。第一检测单元120对应零线n端和火线l端设置，第一检测单元120用于检测零线n端或火线l端的漏电信号。第二检测单元130对应地线e端设置，第二检测单元130用于检测地线e端的带电信号。漏电控制芯片140分别与第一检测单元120和第二检测单元130相连，漏电控制芯片140用于根据零线n端或火线l端的漏电信号生成零火漏电保护指令，并根据地线e端的带电信号生成地线带电保护指令。脱扣电路150与漏电控制芯片140相连，脱扣电路150用于根据零火漏电保护指令或地线e端带电保护指令生成脱扣指令。脱扣机构160分别与三极联动开关110和脱扣电路150相连，脱扣机构160用于接收并执行脱扣指令，以通过控制三极联动开关110控制零线n端、火线l端和地线e端均处于分断状态，其中，燃气阀在零线n端、火线l端和地线e端均处于分断状态时自动关闭。

在本发明的一个实施例中，三级联动开关110与三极插脚210相连，以接通和分断接入电源的零线n端、火线l端和地线e端，其可包括设置在零线n端上的静触点和动触点、设置在火线l端上的静触点和动触点、设置在地线e端上的静触点和动触点，以上三对触点是联动的，且在接通接入电源的零线n端、火线l端和地线e端时，其三对触点的地线e端的静触点和动触点先于零线n端和火线l端上对应的静触点和动触点接通，在分断接入电源的零线n端、火线l端和地线e端时，其三对触点的地线e端的静触点和动触点后于零线n端和火线l端上对应的静触点和动触点分断。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，第一检测单元120可包括套设在零线n端和火线l端上的第一电磁感应线圈121和零火漏电信号处理单元122。其中，第一电磁感应线圈121可为同时穿过零线n端和火线l端的零序互感器。零火漏电信号处理单元122分别与第一电磁感应线圈121和漏电控制芯片140相连，用于接收并处理第一电磁感应线圈121检测的零线n端或火线l端的漏电信号，并输出给漏电控制芯片140。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，第二检测单元130可包括套设在地线e端上的第二电磁感应线圈131和地线带电信号处理单元132。其中，第二电磁感应线圈131可为同时穿过地线e端的零序互感器。地线带电信号处理单元132分别与第二电磁感应线圈131和漏电控制芯片140相连，用于接收并处理第二电磁感应线圈131检测的地线e端的带电信号，并输出给漏电控制芯片140。

漏电控制芯片140在接收到零线n端或火线l端的漏电信号、地线e端的带电信号后，对零线n端或火线l端的漏电信号、地线e端的带电信号进行运算和判断。如果第一检测单元120检测的零线n端或火线l端的漏电电流大于等于第一预设电流值iln，则漏电控制芯片140生成零火漏电保护指令。如果第二检测单元130检测的地线e端的电流大于等于第二预设电流值ie，则漏电控制芯片140生成地线带电保护指令。其中，第一预设电流值iln设定范围可为0～30ma，且优选值为5ma、6ma、10ma、15ma。第二预设电流值ie设定范围可为0～50ma，且优选值为15ma、30ma。

进一步地，在生成零火漏电保护指令或生成地线带电保护指令后，脱扣电路150根据零火漏电保护指令或地线带电保护指令生成脱扣指令，并将脱扣指令发送给脱扣机构160，脱扣机构160在接收到脱扣指令时，通过控制三极联动开关110以控制零线n端、火线l端和地线e端的三对触点快速地由接通状态切换到分断状态。燃气阀310在燃气热水器的三极联动开关110的零线n端、火线l端和地线e端的三对触点处于分断状态时，自动关闭，以切断燃气输出，此时，燃气热水器进入断电断气的安全状态，这样不仅能够有效地防止燃气泄漏对用户造成危害，而且能够有效地防止燃气加热装置继续加热，节约能源，还能够有效地防止用户在有热水的情况下继续使用燃气热水器，进而能够有效地防止用户产生触电危险。

在本发明的一个具体实施例中，当燃气热水器出现零线n端和火线l端漏电时，如果第一检测单元120检测到零线n端和火线l端的漏电电流值大于等于第一预设电流值iln，则将零线n端或火线l端的漏电信号输出给漏电控制芯片140，漏电控制芯片140根据零线n端或火线l端的漏电信号生成零火漏电保护指令，并输出给脱扣电路150。然后，驱动电路150驱动脱扣机构160执行脱扣指令进而使得三极联动开关110的零线n端、火线l端和地线e端的三对触点动作，最终使得燃气热水器的三极联动开关110的零线n端、火线l端和地线e端由接通状态快速地切换到分断状态，即可切断三极联动开关110的零线n端、火线l端和地线e端。同时，在三极联动开关110的零线n端、火线l端和地线e端被切断时，燃气阀310自动关闭，以切断燃气输出。此时，燃气热水器处于断电断气的安全状态。从而可实现燃气热水器的零火漏电保护功能。即使出现电源线200的外部供电线路异常，燃气热水器也是处于断电隔离的状态的即不带电的状态，由此能够有效地防止用户发生触电危险，进而可有效地提高燃气热水器的安全性。

在本发明的一个具体实施例中，当燃气热水器出现地线e端的带电时，如果第二检测单元130检测到地线e端的带电电流值大于等于第二预设电流值ie，则将地线e端的带电信号输出给漏电控制芯片140，漏电控制芯片140根据地线e端的带电信号生成地线带电保护指令，并输出给脱扣电路150。然后，驱动电路150驱动脱扣机构160执行脱扣指令进而使得三极联动开关110的零线n端、火线l端和地线e端的三对触点动作，最终使得燃气热水器的三极联动开关110的零线n端、火线l端和地线e端由接通状态快速地切换到分断状态，即可切断三极联动开关110的零线n端、火线l端和地线e端。同时，在三极联动开关110的零线n端、火线l端和地线e端被切断时，燃气阀310自动关闭，以切断燃气输出。此时，燃气热水器处于断电断气的安全状态，从而可实现燃气热水器的地线带电保护功能。即使出现电源线200的外部供电线路异常，燃气热水器也是处于断电隔离状态的即不带电的状态，由此能够有效地防止用户发生触电危险，进而可有效地提高燃气热水器的安全性。

根据本发明实施例的燃气热水器的保护装置，通过第一检测单元检测零线或火线的漏电信号，通过第二检测单元检测地线的带电信号，并通过漏电控制芯片根据零线或火线的漏电信号生成零火漏电保护指令，以及根据地线的带电信号生成地线带电保护指令，进而通过脱扣电路根据零火漏电保护指令或地线带电保护指令生成脱扣指令，并通过脱扣机构接收并执行脱扣指令，以通过控制三极联动开关控制零线、火线和地线均处于分断状态，以使燃气阀自动关闭，从而能够有效地提高燃气热水器的安全性。

本发明实施例的燃气热水器不仅可具有上述的零火漏电保护功能和地线带电保护功能，还可具有零火掉电保护功能和零火上电接通功能。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，本发明实施例的保护装置100还可包括零火掉电检测电路171和零火掉电动作电路172。零火掉电检测电路171用于检测零线n端和火线l端之间的掉电信号。零火掉电动作电路172分别与零火掉电检测电路171和脱扣电路150相连，零火掉电动作电路172用于根据零线n端和火线l端之间的掉电信号生成零火掉电保护指令，其中，脱扣电路150还用于根据零火掉电保护指令生成脱扣指令。

在本发明的一个具体实施例中，当热水器的零线n端和火线l端出现工作电压瞬间下降时，如果零火掉电检测电路171检测到零线n端和火线l端之间的电压uln小于等于第一预设电压值ulnd，则零火掉电检测电路171输出零火掉电信号给零火掉电动作电路172，零火掉电动作电路172根据零线n端和火线l端之间的掉电信号生成零火掉电保护指令。脱扣电路150根据零火掉电保护指令生成脱扣指令，并输出给脱扣电路150。然后，驱动电路150驱动脱扣机构160执行脱扣指令进而使得三极联动开关110的零线n端、火线l端和地线e端的三对触点动作，最终使得燃气热水器的三极联动开关110的零线n端、火线l端和地线e端由接通状态快速地(时间可为小于等于0.5s)切换到分断状态，即可切断三极联动开关110的零线n端、火线l端和地线e端。同时，在三极联动开关110的零线n端、火线l端和地线e端被切断时，燃气阀310自动关闭，以切断燃气输出。此时，燃气热水器处于断电断气的安全状态，从而可实现燃气热水器的零火掉电保护功能。即使在电源线200的零火漏电保护功能和地线带电保护功能失效时，也能够使得燃气热水器处于断电断气的安全状态，有效地防止用户发生触电危险，进而，可有效地提高燃气热水器的安全性。其中，第一预设电压值ulnd设定范围可为0～160v。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，本发明实施例的保护装置100还包括上电触发电路181、上电动作电路182和上电动作机构183。上电触发电路181用于检测零线n端和火线l端之间的上电信号。上电动作电路182与上电触发电路181相连，上电动作电路182用于根据上电信号生成上电动作指令。上电动作机构183与上电动作电路182相连，上电动作机构183用于接收并执行上电动作指令，以通过控制三极联动开关110控制零线n端、火线l端和地线e端均处于接通状态。

在本发明的一个具体实施例中，当热水器的零线n端和火线l端出现工作电压从零瞬间达到正常工作电压时，如果上电触发电路181检测到零线n端和火线l端之间的电压uln大于等于第二预设电压值ulnh，则上电触发电路181输出上电信号给上电动作电路182，上电动作电路182输出上电动作指令，以驱动上电动作机构183执行上电动作指令，以通过控制三极联动开关110控制零线n端、火线l端和地线e端的三对触点动作，最终使得燃气热水器的三极联动开关110的零线n端、火线l端和地线e端由分断状态快速地(时间可为小于等于0.5s)切换到接通状态，即可接通三极联动开关110的零线n端、火线l端和地线e端。从而可实现燃气热水器的零火上电接通功能，能够使得燃气热水器无需人工干预即可转入正常的工作状态。其中，第一预设电压值ulnh设定范围可为0～110v。

需要说明的是，电源线200除了包括三极插脚210和保护装置100外，还可包括连接器220和电源软线230。连接器220连接在电源软线230和燃气热水器之间，用于实现电源软线230和燃气热水器之间的电连接。电源软线230连接在保护装置100和连接器220之间，用于实现保护装置100和连接器220之间的电连接。

基于上述实施例，本发明还提出了一种燃气热水器。

本发明实施例的燃气热水器，包括本发明上述实施例提出的燃气热水器的保护装置，其具体的实施方式可参照上述实施例，为避免冗余，在此不再赘述。

根据本发明实施例的燃气热水器，采用上述的燃气热水器的保护装置，能够有效地提高安全性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。