专利名称：饮水机智能控制电路的制作方法
专利说明 技术领域 本实用新型涉及饮水机控制电路，特别涉及到饮水机智能控制电路。
背景技术 现有饮水机电路的制热是电源在接通后饮水机的电加热器对水进行加热，当水温升到温控器的最高控制温度时温控器自动断开电源停止对水加热，当水温降到温控器的最低控制温度时控制器又自动接通，在关掉电源之前饮水机一直就这样循环的工作。这种控制方式因没有自动控制电路，所以对于一些用水后不习惯关掉电源的人来说是一个极大的浪费，对于另一些为了在一天的某个时候能喝到热水而提前很长时间就打开电源开关以备用的人来说也是一个极大的浪费，且这种电路只限于控制饮水机不能兼容去控制其它的家电产品也不能对被控电路的功率进行调节。
发明内容 要解决的问题本实用新型的目的在于保持其原有功能仍然存在的前提下，克服上述所提到的不足，而提供一种输出功率可调且工作状态既可手动控制又可自动控制，而且还能控制其它家用电器的饮水机智能控制电路。
技术方案此段与权利要求书中独立权利要求的内容相同。
一种饮水机智能控制电路，包括开机时间控制电路、关机时间控制电路、主控电路、普通家电被控电路、电加热器开关、电加热器被控电路和反馈电路，其特征在于上述电路的连接关系是由开机时间控制电路输出信号，经关机时间控制电路对输入信号延时，所设的延时时间就为被控电器的工作时间，在延时的过程中给主控电路输入控制信号，主控电路导通，220V的电源经过主控电路分成两路，一路经过电加热器开关给电加热器供电，另一路直接给普通家用电器供电，在电加热器工作时通过反馈电路给关机时间控制电路输入控制信号来维持每一次加热的工作时间；具体的自动控制电路的连接关系是由电子表DZB发出的信号经过R10为VT1提供控制电压，VT1的工作状态决定“与非”门&1的输入电平，“与非”门&1的输出通过VD6对C7充电，C7上的电压决定“与非”门&2的输入电平，“与非”门&2输出和“与非”门&3的输入直接连在一起，“与非”门&3的输出通过VD7、R14、RP2对C8充电，“与非”门&4的输入电平由VD7的负端电压和C8上的电压之差决定，“与非”门&4的输出电平为VT2提供控制电压，VT2的工作状态决定直流电压是否通过VD8为VT3提供控制电压，继而控制VT3、VT4的工作状态，VT4的通断决定继电器的工作状态，继电器的常开触点K1-1决定220V电源是否经过插头、熔断器FY、继电器K1-1、R1、RP1对C1充电，C1通过R2向C2充电，C2通过VD向双向可控硅V提供触发电压，双向可控硅接通电源向被控电路提供电压，饮水机电加热器两端的电压通过R8、VD1控制光电耦合器U1，从而使光电耦合器U1的输出三极管导通，6V直流电压经过光电耦合器的输出三极管向VT3提供控制电压，VT3、VT4继续导通。
有益效果1、本实用新型采用技术相当成熟的电子表、TTL或CD系列的集成块、光电耦合技术和软启动技术使其性能更加优越且有良好的性价比。
2、本实用新型采用了可控硅控制技术且输出功率可调，大大的提高了被控电器的使用性能。对于被控电器为灯泡等发光产品、电风扇等电动产品、电饭锅等加热产品在保证舒适和安全的前提下，它的实际功率降到最低，又因其使用时大部分时间都工作在额定功率以下且每次开机相对工作时间变少，所以它的使用寿命大大的延长。
3、本实用新型采用了手动控制和自动控制。手动控制保持了其原有功能。自动控制采用了电子表控制开机时间，电位器和集成块控制工作时间。对于被控电器为饮水机电热水器时，在保证准时提供热水的前提下，节约了大量的电能，且为不习惯关饮水机的人提供了方便。对于被控电器为其它家电产品时，在保证其正常工作的前提下获得省时、省事、方便等好处，对于一些被控电器为电视机、电灯、电风扇等睡觉前可使用的电器时，为一些经常睡觉时不去关灯的人和一些喜欢听音乐、收音机或看电视机入睡的人带来了方便，又因其关机时间可调，大大的提高了其适用范围，还可以防止千沸水(千沸水就是饮水机内的水周期性的多次加热使水的天然特质发生变化)对人造成生理和心理上的不良影响。本段中所述的方便是既省时又省电，且不影响人的正常作息、特别是对于睡觉前使用的人还有催眠的作用，并且对失眠也有一定的辅助治疗作用。
4、本实用新型饮水机不但可用于实践生产，而且还可以直接在普通饮水机上进行改装。它解决了普通饮水机功能少、操作麻烦(没有自动关机功能)、浪费严重、自动化程度低、寿命短的问题。它还具有设计新颖、结构简单、精度高、生产工艺简便、调试方便、工作可靠、稳定性强、适应范围广、元件和材料易购、成本低的特点。
以下结合附图对本实用新型饮水机智能控制电路作详细说明。
图1是本实用新型的控制过程图。
图2是本实用新型的控制电路图。
具体实施方式
参见图1和图2，一种饮水机智能控制电路，它由开机时间控制电路、关机时间控制电路、主控电路、普通家电被控电路、电加热器开关、电加热器被控电路、反馈电路组成。它们的连接关系是由开机时间控制电路输出信号，经关机时间控制电路对输入信号延时，所设的延时时间就为被控电器的工作时间，在延时的过程中给主控电路输入控制信号，主控电路导通，220V的电源经过主控电路分成两路，一路经过电加热器开关给电加热器供电，另一路直接给普通家用电器供电，在电加热器工作时通过反馈电路给关机时间控制电路输入控制信号来维持每一次加热的正常工作时间。
本实用新型的控制电路如下 饮水机智能控制电路的主回路220V电源输入电源插头通过熔断器FY，经过可控硅V或开关SB1，再通过温控器WD分成两路一路经开关SB2为电加热器提供电压，另一路经插座XS为其它的家用电器供电。
本电路的控制方式有手动控制和自动控制。手动控制是将SB1闭合，220V电源输入电源插头通过熔断器FY，经过开关SB1，再通过温控器WD分成两路一路经开关SB2为饮水机电加热器提供电压，另一路经插座XS为其它的家用电器供电。当SB1闭合后紧接着又断开即开关各一次，普通的饮水机在断开之后会立即停此对电加热器供电，本电路因为有反馈电路的存在所以开关一次就相当于给它提供了一个触发电压，只有当饮水机加热器内的水温升到温控器WD的最高限制温度时，温控器断开电源，电加热器才会真正意义上停止对水加热。自动控制是在SB1断开的前提下来进行控制的，电子表设定开机时间，当所设定的时间一到就会给关机时间控制电路提供一个触发信号，由此电路输出一个延时的信号去控制主控电路继而接通电源通过温控器WD分成两路一路经开关SB2为电加热器提供电压，另一路经插座XS为其它的家用电器供电。
在两路都有电器的情况下，则插座XS上的电器做周期性的工作，其工作周期跟随饮水机电加热器的工作周期变化，因此在两路电器都有电器的情况下只适合于在插座XS接彩灯等可以周期性工作的电器。在手动控制中当SB1断开或在自动控制中双向可控硅截止的同时，只要饮水机电加热器仍在工作，与RP1相连的开关仍处于闭合状态，因反馈电路的存在，只有当饮水机加热器内的水温升到温控器WD的最高限制温度时，温控器断开电源，电加热器才会真正意义上停此对水加热，否则在SB1断开或在自动控制中双向可控硅截止的同时被控电路也就相应的停止工作。
具体的自动控制 1、自动控制的供电电路220V电源输入电源插头，经过熔断器FY分成两路一路为自动控制的高压部分供电，另一路经过变压器T降压，全波整流电路整流，C4滤波、R9降压、7806稳压最后再经滤波得到6V的稳定直流给自动控制电路的低压部分提供电压。
2、自动控制的主回路220V电源输入电源插头通过熔断器FY，经过可控硅V，再通过温控器WD分成两路一路经开关SB2为电加热器提供电压，另一路经插座XS为其它的家用电器供电。
3、自动控制的控制过程电子表DZB发出的信号经过R10为VT1提供一个控制电压，VT1导通，此时A点的电压在1.6V以下。由CD4011的“与非”门组成的四个“非”门，在6V工作电压下只要输入电压低于1.6V，输出就为高电平，只要输入电压高于3.8V，输出就为低电平。因&1的输入电压低于1.6V，所以&1的输出为高电平。它通过VD6对C7迅速充电，当B点电压高于3.8V时，&2的输入为高电平，&2的输出就为低电平。因&2输出和&3的输入直接连在一起，所以&3的输出为高电平。它通过VD7、R14、RP2对C8充电，由于C8上的电压不能突变，所以C点为高电平，&4的输入为高电平，&4的输出就为低电平。VT2因无控制电压所以处于截止状态，D点为高电平，6V稳定直流电压经过R15、VD8给VT3提供控制电压，VT3导通，VT4也相继导通，6V稳定直流电压通过VT4为继电器K的线圈提供电压，继电器的常开触点K1-1闭合。此时220V电源经过插头、熔断器FY、继电器K1-1、R1、RP1对C1充电，C1又通过R2向C2充电，当C2上的电压升高到双向触发二极管VD的导通电压时，C2上的电压通过VD向双向可控硅提供触发电压，双向可控硅导通，主控电路接通电源向被控电路提供电压。当电子表DZB停止输出信号后，VT1截止，A点电位高于3.8V，&1的输出就为低电平。根据二极管VD6的单向导电性可知，C7不能通过VD6对&1放电，C7只能对R13放电，放电的时间常数决定B点高于“与非”门的门槛电压的持续时间。只要在这段时间内，&2的输出就仍为低电平，经过&3后输出为高电平。它仍可通过VD7、R14、RP2对C8充电，经过一段时间后，C8上的电压升高到一定程度，当C点电位低于1.6V时，&4的输入为低电平，所以&4的输出就转为高电平。它向VT2提供控制电压，VT2导通，D点电位低于1.4V。因为D点电压只有在高于VD8上的电压与VT3的发射极电压之和1.4V时，VD8才可以导通，所以6V稳定直流电压停止通过R15、VD8给VT3提供控控制电压。
4、当被控对象只为饮水机电加热器即插座XS上没接任何电器，当它处于加热状态时，它两端的工作电压通过R8、VD1向光电耦合器提供工作电压，光电耦合器的输出三极管导通。正6V的直流电压经过光电耦合器的输出三极管向VT3提供控控制电压，此时即使6V稳定直流电压无法经过R15、VD8给VT3提供控制电压，VT3也仍处于导通状态，VT4也同样处于导通状态，6V稳定直流电压仍为继电器K的线圈提供电压，继电器的常开触点K1-1同样闭合。此时220V电源仍可经过插头、熔断器FY、继电器K1-1、R1、RP1对C1充电，C1仍通过R2向C2充电。当C2上的电压升高到双向触发二极管VD的导通电压时，C2上的电压通过VD向双向可控硅提供触发电压，双向可控硅导通，接通电源向被控对象提供电压。只有当饮水机电加热器内的水温升到温控器的最高控制温度时，温控器断开电源停止向电加热器供电，光电耦合器两端无工作电压，光电耦合器的输出三极管处于截止状态，6V直流电压无法经过光电耦合器U1的输出三极管向VT3的基极提供电压，此时VT3才处于截止状态，VT4也处于截止状态，6V稳定直流电压不能为继电器K的线圈提供电压，继电器的常开触点K1-1断开。此时220V电源无法经过插头、熔断器FY、继电器K1-1、R1、RP1对C1充电，C1无法通过R2向C2充电。当C2上的电压降低到双向触发二极管VD的截止电压时，C2上的电压无法通过VD向双向可控硅提供触发电压，双向可控硅V截止，停止向被控对象提供电压，整个自动控制过程完成。若被控对象为其它的普通家电即SB2断开，能进行正常的自动开关机。当被控电器只为普通家电和饮水机电加热器时即SB2接通且插座XS上有电器，若插座XS上的电器为彩灯则可以让人观看到周期性闪烁的彩灯，其工作周期的长短由饮水机电加热器工作的周期决定，但不应使用电视机之类的不宜周期性工作的电器。
5、注意事项延时电路中应满足R13×C7＞(RP2+R14)×C8。每次进行自动控制设定的时候应先将SB1断开，再将小型联动开关先拨到2位置将C7和C8上的电量放完，在0.1秒后就可以再拨回到1位置就可以开始设定时间了。
各元件的选用FY采用电压250V，温度142摄氏，电流10安的熔断器。变压器T采用输出电压9V，功率为3到5瓦的变压器。7806采用输出的最大电流为1安的稳压集成块。自动开机时间控制电路中的主要元件采用数显时间控制器，本电路采用电子表，也可以采用其它形式的带定时功能的部件，但定时的精确度由所选的部件的性能决定。CD4011的工作电压为3V到15V，由四个“与非”门组成，1、2、5、6、8、9、12、13为各“与非”门的输入端，3、4、10、11为各“与非”门的输出端，电路中将四个“与非”门接成“非”门的形式，此元件也可由含有四个或四个以上的“与非”门或“非”门组成的TTL或CD系列的集成块，如CD4069。调节RP2可调节定时时间的长短，它的阻值大小根据需要而定，应尽量采用具有线性特性的带长柄的电位器以求定时均匀，还可在长柄伸出饮水机外壳的地方做相应的标识以方便调节。VT2应采用放大倍数大于200，功率在0.5W以上的NPN三极管。VT4采用功率在0.5W以上的PNP三极管。继电器K采用DC6V的小型中功率电流继电器。VD9采用开关二极管。RP1为实现功率可调和在自动控制过程中能迅速关机，故采用带开关和长柄的大功率电位器。VD采用2CT系列或DB3系列的双向触发二极管。V采用电压高于400V且电流大于10安的BTA系列或3CT系列的双向可控硅，主控电路的主要零件也可以采用VMOS管，继电器或接触器。LED1采用Φ5mm的橙色高度发光二极管，LED2采用Φ5mm的绿色高度发光二极管，LED3采用Φ5mm的红色高度发光二极管。WD采用普通的温控器，也可采用两种不同温度的温控器串联来增加本电路的安全性。反馈电路的主要元件采用SFH系列的光电耦合器要求输出电流大于2.6mA，也可采用自制的由高亮度发光二极管和光敏电阻组成的光电转换电路或由变压器组成的信号转换电路来代替。XS采用单独的双脚或三脚插座，也可采用插板，具体可根据实际情况而定。
操作方式和控制过程 操作方式分为手动操作和自动操作两种 当手动操作时，SB1闭合，220V电源通过温控器为被控电路供电，只有电源指示灯LED1和加热指示灯LED3发光。当SB1断开后。若被控电路只为饮水机电加热器即SB2闭合而插座XS没有接电器，因反馈电路的存在，只有当水温升高温控器断开或将RP1的开关断开后才能真正意义上停止向饮水机电加热器供电，此时只有电源指示灯LED1和保温指示灯LED2发光，也可以在SB1闭合时就把RP1的开关断开，这样在SB1断开后就会立刻停机。若被控对象只为其它的普通电器即插座XS上接了电器而SB2断开，本电路起到开关的作用。若被控对象为两路电器即SB2接通且插座上也有电器，本电路控制的对象均按饮水机电加热器工作的周期而工作，加热指示灯LED3和保温指示灯LED2周期性的交替发光，但此时插座上只能接彩灯之类的可周期性工作的电器。当被控电路为饮水机电加热器时，若SB1闭合后又马上断开，因反馈电路的存在就相当于进行了一次触发，只有当加热器内的水温升高到温控器的断开温度时，加热器才停止工作。
当自动操作时，在SB1断开的前提下，将小型联动开关先拨到2位置，在0.1秒后再拨回到1位置，就可以开始设定时间了。操作电子表DZB设定开机时间，调节PR2设定工作时间，调节RP1改变输出功率或快速关闭电源。当所设定的开机时间一到，被控电路开始工作，只有电源指示灯LED1和加热指示灯LED3发光。当所设的工作时间结束时，停止对VT3提供控制电压。若被控电路为饮水机电加热器即SB2闭合而插座XS没有接电器，当断开的同时电加热器还正在工作，则因反馈电路的存在所以它仍将处于工作状态，只有当水温升高温控器断开或将RP1的开关断开后才能真正意义上停止向饮水机电加热器供电，此时只有电源指示灯LED1和保温指示灯LED2发光。若被控对象为其它的普通电器即插座上接了电器而SB2断开，本电路起到自动控制开机和关机的作用。若被控对象为两路电器即SB2接通且插座上也有电器，本电路控制的对象均按饮水机电加热器的工作的周期工作，加热指示灯LED3和保温指示灯LED2周期性的交替发光，但此时插座上只能接彩灯之类的可周期性工作的电器。
权利要求1.一种饮水机智能控制电路，包括开机时间控制电路、关机时间控制电路、主控电路、普通家电被控电路、电加热器开关、电加热器被控电路和反馈电路，其特征在于上述电路的连接关系是由开机时间控制电路输出信号，经关机时间控制电路对输入信号延时，所设的延时时间就为被控电器的工作时间，在延时的过程中给主控电路输入控制信号，主控电路导通，220V的电源经过主控电路分成两路，一路经过电加热器开关给电加热器供电，另一路直接给普通家用电器供电，在电加热器工作时通过反馈电路给关机时间控制电路输入控制信号来维持每一次加热的工作时间；具体的自动控制电路的连接关系是由电子表DZB发出的信号经过R10为VT1提供控制电压，VT1的工作状态决定“与非”门&1的输入电平，“与非”门&1的输出通过VD6对C7充电，C7上的电压决定“与非”门&2的输入电平，“与非”门&2输出和“与非”门&3的输入直接连在一起，“与非”门&3的输出通过VD7、R14、RP2对C8充电，“与非”门&4的输入电平由VD7的负端电压和C8上的电压之差决定，“与非”门&4的输出电平为VT2提供控制电压，VT2的工作状态决定直流电压是否通过VD8为VT3提供控制电压，继而控制VT3、VT4的工作状态，VT4的通断决定继电器的工作状态，继电器的常开触点K1-1决定220V电源是否经过插头、熔断器FY、继电器K1-1、R1、RP1对C1充电，C1通过R2向C2充电，C2通过VD向双向可控硅V提供触发电压，双向可控硅接通电源向被控电路提供电压，饮水机电加热器两端的电压通过R8、VD1控制光电耦合器，从而使光电耦合器U1的输出三极管导通，6V直流电压经过光电耦合器的输出三极管向VT3提供控制电压，VT3、VT4继续导通。
专利摘要一种饮水机智能控制电路，它包括开机时间控制电路、关机时间控制电路、主控电路、普通家电被控电路、电加热器开关、电加热器被控电路和反馈电路。其控制电路为220V电源输入电源插头通过熔断器，经过温控器分成两路一路经开关为电加热器提供电压，另一路经插座为其它的家用电器供电。本实用新型采用反馈电路控制饮水机的电加热器，以实现对电加热器进行手动触发控制，电子表控制开机时间，可调电位器和集成块控制关机时间，以实现自动开关机电路，通过调节电位器控制可控硅导通角的大小，以实现输出功率可调。本实用新型除可手动或自动控制饮水机外还可以直接控制其它的家用电器，达到了多功能、自动化的要求，采用了技术成熟的电子表和可控硅技术，控制精度高，抗干扰，可靠性和稳定性强。
文档编号H05B6/06GK201017204SQ20062005145
公开日2008年2月6日 申请日期2006年6月26日 优先权日2006年6月26日
发明者王强鹏 申请人:王强鹏