夹网水池水泵及夹网水池水泵感应加热电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型主要涉及夹网水池水泵及夹网水池水泵感应加热电路。一种夹网水池水泵感应加热电路，包括：主电源电路、主回路、同步电路、IGBT激励电路、振荡电路、PWM脉宽调控电路、Vce检测电路、Vac检测电路、电流检测电路、方波电路、辅助电源电路、微处理器控制电路。此外，还包括IGBT温度检测电路和浪涌电压检测电路，以及还包括水温检测电路、显示操控电路、报警电路、散热系统。一种夹网水池水泵，该水泵的一端设有采集水源，该水泵的中间装有感应电磁加热的装置，该感应电磁加热的装置的下端安装有上述的夹网水池水泵感应加热电路。本实用新型的夹网水池水泵和夹网水池水泵感应加热电路能够直接对夹网水池进行加水及对流经水直接进行电磁感应加热。
【专利说明】夹网水池水泵及夹网水池水泵感应加热电路
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型主要涉及电子电路及涉及水泵，尤其涉及电磁感应加热电路及带该电路的水泵，特别是用于夹网水池水泵的电磁感应加热电路及该水泵。
【背景技术】
[0002]随着人民生活水平的提高，越来越多的中型、小型夹网水池进入普通百姓的家庭，该水池由具有超强韧性的夹网胶布制成，有碟型，金属管架形，小方形三种常用规格型号。这类夹网水池需要安装水泵以往水池内装载池水，同时需要安装加热装置来对池水加热。虽然市面上用于加热的装置很多，但用于对水泵水流进行直接加热的装置未见应用。
实用新型内容
[0003]因此，本实用新型提出一种夹网水池水泵感应加热电路，通过该电路可以对一种一端设有采集水源、中间流经装有感应加热功能的装置的带碳刷功能的水泵来进行电磁感应加热控制。
[0004]本实用新型采用如下技术方案实现:
[0005]一种夹网水池水泵感应加热电路，包括:主电源电路、主回路、同步电路、IGBT激励电路、振荡电路、PWM脉宽调控电路、Vce检测电路、Vac检测电路、电流检测电路、方波电路、辅助电源电路、微处理器控制电路，主电源电路一路输出连接辅助电源电路，由辅助电源电路输出至微处理器控制电路进行供电，主电源电路一路输出连接方波电路，由方波电路输出方波信号至微处理器控制电路，主电源电路一路输出连接至电流检测电路，电流检测电路输出电流检测信号并连接至微处理器控制电路，主电源电路还分别输出连接Vce检测电路和Vac检测电路，由Vce检测电路和Vac检测电路分别输出检测信号并连接至微处理器控制电路，主电源电路输出连接至主回路，主回路输出连接至同步电路，同步电路输出连接至振荡电路，振荡电路输出连接至IGBT激励电路，IGBT激励电路输出连接至主回路，主回路、同步电路、IGBT激励电路、振荡电路从而构成电磁感应加热的主电路，微处理器控制电路一路输出控制信号并连接至PWM脉宽调控电路进行脉宽调控，PWM脉宽调控电路的输出PWM信号并连接至振荡电路进行振动发生。此外，还包括IGBT温度检测电路和浪涌电压检测电路，IGBT温度检测电路的温度传感器安装于IGBT激励电路的IGBT元件处，以检测IGBT元件的温度，IGBT温度检测电路输出温度检测信号并连接至微处理器控制电路，浪涌电压检测电路的输入连接于主电源电路一路输出端，浪涌电压检测电路输出浪涌电压检测信号并一路连接至微处理器控制电路，另一路连接至IGBT激励电路。
[0006]其中优选的，还包括水温检测电路，水温检测电路的温度传感器安装于夹网水池水泵的水流输出管道内，以检测夹网水池水泵流出水体的温度，水温检测电路输出温度检测信号并连接至微处理器控制电路。
[0007]其中优选的，还包括显示操控电路，该显示操控电路包括显示驱动模块与键盘驱动单元，并分别连接至显示屏和输入键盘，显示操控电路连接至微处理器控制电路。[0008]其中优选的，还包括报警电路，报警电路输入连接至微处理器控制电路。
[0009]其中，还包括散热系统，微处理器控制电路输出连接至该散热系统。
[0010]一种夹网水池水泵，该水泵的一端设有采集水源，该水泵的中间装有感应电磁加热的装置，该感应电磁加热的装置的下端安装有上述的夹网水池水泵感应加热电路。
[0011]本实用新型的夹网水池水泵是一种能够直接对夹网水池进行加水及对流经水直接进行电磁感应加热的水泵，本实用新型的夹网水池水泵感应加热电路是一种应用夹网水池水泵进行电磁感应加热的全新的实用型电路。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的夹网水池水泵感应加热电路模块总方框图。
[0013]图2是本实用新型的夹网水池水泵感应加热电路的电路图。
[0014]图3是本实用新型的夹网水池水泵感应加热电路的显示控制部分电路图。
[0015]图4是本实用新型的夹网水池水泵感应加热电路的主回路部分电路图。
[0016]图5是主回路部分的波形图。
[0017]图6是本实用新型的夹网水池水泵感应加热电路的开关电源部分电路图。
[0018]图7是本实用新型的夹网水池水泵感应加热电路的待机功率控制部分电路图。
[0019]图8是本实用新型的夹网水池水泵感应加热电路的线盘过热保护部分电路图。
[0020]图9是本实用新型的夹网水池水泵感应加热电路的水温控制部分电路图。
【具体实施方式】
[0021]现结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进一步说明。
[0022]参阅图1、图2和图3所示，本实用新型的夹网水池水泵感应加热电路，包括:主电源电路101、主回路107、同步电路108、IGBT激励电路110、振荡电路109、PWM脉宽调控电路IlUVce检测电路105、Vac检测电路106、电流检测电路104、方波电路103、辅助电源电路102、微处理器控制电路118，主电源电路101 —路输出连接辅助电源电路102，由辅助电源电路102输出至微处理器控制电路118进行供电，主电源电路101 —路输出连接方波电路103，由方波电路103输出方波信号至微处理器控制电路118，主电源电路101 —路输出连接至电流检测电路104，电流检测电路104输出电流检测信号并连接至微处理器控制电路118，主电源电路101还分别输出连接Vce检测电路105和Vac检测电路106，由Vce检测电路105和Vac检测电路106分别输出检测信号并连接至微处理器控制电路118，主电源电路101输出连接至主回路107，主回路107输出连接至同步电路108，同步电路108输出连接至振荡电路109，振荡电路109输出连接至IGBT激励电路110，IGBT激励电路110输出连接至主回路107，主回路107、同步电路108、IGBT激励电路110、振荡电路109从而构成电磁感应加热的主电路，微处理器控制电路118 —路输出控制信号并连接至PWM脉宽调控电路111进行脉宽调控，PWM脉宽调控电路111的输出PWM信号并连接至振荡电路109进行振动发生。这些电路模块构成的电磁感应加热电路的基本部分，与常规的电磁感应加热电路并无区别，除图2中所示的一具体实施例电路外，电路中的各电路模块还可以采用现有的其他类似的电路实现方式来替代。
[0023]此外，为了提高该夹网水池水泵感应加热电路的安全性，该夹网水池水泵感应加热电路还包括IGBT温度检测电路112和浪涌电压检测电路113，IGBT温度检测电路112的温度传感器安装于IGBT激励电路110的IGBT元件处，以检测IGBT元件的温度，IGBT温度检测电路112输出温度检测信号并连接至微处理器控制电路118，浪涌电压检测电路113的输入连接于主电源电路101 —路输出端，浪涌电压检测电路113输出浪涌电压检测信号并一路连接至微处理器控制电路118，另一路连接至IGBT激励电路110。
[0024]其中优选的，为了可以对水温进行控制调节，该夹网水池水泵感应加热电路还包括水温检测电路114，水温检测电路114的温度传感器安装于夹网水池水泵的水流输出管道内，以检测夹网水池水泵流出水体的温度，水温检测电路114输出温度检测信号并连接至微处理器控制电路118。
[0025]其中优选的，为了便于人机对话，该夹网水池水泵感应加热电路还包括显示操控电路115，该显示操控电路115包括显示驱动模块与键盘驱动单元，并分别连接至显示屏和输入键盘，显示操控电路115连接至微处理器控制电路118。
[0026]其中优选的，为了提示紧急状况发生情况，该夹网水池水泵感应加热电路还包括报警电路116，报警电路116输入连接至微处理器控制电路118。
[0027]其中，为了可以良好散热的控制，该夹网水池水泵感应加热电路还包括散热系统117，如风扇电机驱动的风冷散热系统，微处理器控制电路118输出连接至该散热系统117。
[0028]再次参阅图2和图3所示，该夹网水池水泵感应加热电路输入电压为220VAC，50HZ，主要由输入控制电路、滤波电路、谐振电路、IGBT控制电路、PWM脉宽调制电路、同步电路、VAC检测电路、过零保护电路、电流检测电路、水温检测电路等几部分组成，由单片机控制继电器切换输入电压可使得该电路具有极低的待机功率，开关电源部份为双输出电源回路，一路为12V输出，经三端稳压管输出5V电压，为单片机提供稳定的供电电压，另一路为18V电压输出，为IGBT驱动电路、LM339电路及LM393电路提供正常的驱动电压。该感应加热电路能实时对夹网水池水泵流经该区域的水流进行采样分析后，由整流电路将50/60HZ的交流电压变成直流电压，再经过控制电路，将直流电压转变为频率为20 - 40KHz的高频电压，高速变化的电流流经线圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过装于水管壁内的金属导体(感应电磁加热的装置)时会产生无数的小涡流，会使该金属导体发热，从而对流经该区域的水流进行加热，使得水泵的另一端的出水为温水，能极大的方便客户的需求。
[0029]参阅图4和图5所示，主回路部分中，时间tl_t2时，当开关脉冲加至IGBT元件IGBT2和IGBTl的G极时，IGBT元件IGBT2和IGBTl饱和导通，电流il从电源流过线盘LI,由于线圈感抗不允许电流突变，所以在tl-t2时间电流il线性上升，在t2时脉冲结束，IGBT元件IGBT2和IGBTl截止，同样由于感抗作用，电流il不能立即突变，于是向电容C3充电，产生充电电流i2，在t3时刻，电容C3电荷充满，电流变为0，这时LI的磁场能全部转为电容C3的电场能，在电容C3出现上正下负的峰值电压，在t3-t4时间，电容C3通过线盘LI放电完毕，电流i3达到最大值，电容两端电压消失，这时电容中的电能又全部转化为线盘LI中的磁能，因感抗作用，电流i3不能立即突变为0，于是线盘LI两端的电动势反向，即线盘LI两端电位下正上负，由于IGBT元件IGBT2和IGBTl内部阻尼管的的存在，电容C3不能继续反向充电，而是经过电容C4，IGBT元件IGBT2和IGBTl阻尼管回流，形成电流i4，在t4时间里，第二个脉冲开始到来，但这时IGBT2和IGBTl的UE为正，UC为负，处于反偏状态，所以IGBT元件IGBT2和IGBTl不能导通，待电流i4减小到O，线盘LI中的磁能放完，即到t5时，IGBT元件IGBT2和IGBTl才开始第二次导通，产生电流i5后又重复电流il至i4的过程，因此在线盘LI上就产生了和开关脉冲f (20KHz-30KHz)相同的交流电流，这样高速变化的电流流经线圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过装于水管壁内的金属导体(感应电磁加热的装置)时会产生无数的小涡流，会使该金属导体发热，从而使流经该区域的水流进行加热，使得水泵的另一端的出水为温水，达到对水流进行加热的目的。
[0030]参阅图6所示，开关电源部分中，开关电源部分主要采用昂宝低功耗电源IC:0B5222AP，输出电压有两路，一路为12V直流输出，经三端稳压管降压成5V直流电压，主要为单片机及显示控制部分提供稳定的5V直流电源，另一路为18V直流输出，主要为运放LM393及LM339提供电源及为IGBT元件提供驱动电源。
[0031]参阅图7所示，待机功率控制部分中，该部分主要通过单片机控制继电器的开闭合来达到低功耗的目的，上电待机时间内，单片机的端口 N_SW1、N_SW2、N_SW3、N_SW4全部出低电平，从而使三极管Q03、Q04、Q05、Q06全部截止，继电器RY3、RY4、RY5、RY6不动作(SP全部处于断开状态)，继电器RY3、RY4、RY5切断了主回路电路部分，继电器RY6切断了运放LM393、运放LM339及IGBT元件直流18V驱动电源，能够有效的降低整机电路待机功耗，达至IJ节能的效果。其中为了防止开机瞬间产生的大电流击穿继电器RY3、RY4，在继电器RY5回路串联了一个限流电阻RA，开机瞬间，单片机的端口 N_SW3先出高电平，继电器RY5先行闭合，I秒后，单片机端口 N_SW2再出高电平，继电器RY4再闭合形成稳定的回路。
[0032]参阅图8所示，线盘过热保护部分中，其中端口 CNOl接热敏电阻PTC，端口 TPR为单片机的AD检测口，检测7脚电平的变化，端口 AAAAA接二极管4148后与控制继电器RY3、RY4的三极管Q03，Q04的基极相连，正常温度时，运放6脚电平约为0.8V，5脚经电阻R16，热敏电阻分压后电压低于0.8V，此时运放的7脚出低电平，热敏电阻PTC放置于线盘底部中间位置，当线盘温度过高时，热敏电阻PTC阻值增大，运放5脚电平逐渐升高，当5脚电平高于6脚电平时，运放7脚由低电平跳转为高电平，一方面，单片机TPR端口检测到高电平后，关闭PWM的输出，同时端口 N_SW1、N_SW2输出低电平，三极管Q03、Q04截止，继电器RY3、RY4闭合，此为软件控制，另一方面，运放7脚还连接AAAAA端口到4148后与控制继电器RY3、RY4的三极管Q03、Q04的基极相连，此时高电平的7脚会拉低三极管Q03、Q04的基极电平，从而确保三极管Q03、Q04处于截止状态，从而切断主回路通路。
[0033]参阅图9所示，水温控制部分中，水温控制电路主要由以上电路组成，其中端口RT2、RT3接精密温度传感器，可精确到0.1°C，正常情况下，当A，B 口检测到任一点温度超过40°C时，关闭输出，检测到任一点温度小于30°C时，打开输出，通过不断检测A，B 口的水温，控制PWM的关断与输出，从而维持水温在30°C到40°C范围内波动，有利于人体的自身安全，其中端口 RT2接出水口中A端，端口 RT3接出水口 B端，当检测到A 口温度大于B 口温度2°C时，系统关闭PWM输出，同时切断主电路回路，系统进入异常工作状态，进一步保护人体安全。
[0034]本实用新型的该夹网水池水泵感应加热电路具有以下几个技术优势:
[0035]第一，该感应加热电路具有极低的待机功耗(小于0.5W)，明显低于待机功耗为IW的市面绝大部分的感应加热电路；
[0036]第二，该感应加热电路对线盘过热保护具有双重保护功效，一方面通过单片机软件检测保护，另一方面通过硬件关闭继电器从而关闭整个主电路回路，软硬兼施，双重效果;
[0037]第三，该感应加热电路利用医用精密温度传感器，温度控制可精确到0.1°C，远高于市面相似产品1°C的公差。
[0038]本实用新型还提出了一种夹网水池水泵，该水泵的一端设有采集水源，该水泵的中间装有感应电磁加热的装置，该感应电磁加热的装置的下端安装有如上所述的夹网水池水泵感应加热电路。
[0039]尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.夹网水池水泵感应加热电路，包括:主电源电路、主回路、同步电路、IGBT激励电路、振荡电路、PWM脉宽调控电路、Vce检测电路、Vac检测电路、电流检测电路、方波电路、辅助电源电路、微处理器控制电路，主电源电路一路输出连接辅助电源电路，由辅助电源电路输出至微处理器控制电路进行供电，主电源电路一路输出连接方波电路，由方波电路输出方波信号至微处理器控制电路，主电源电路一路输出连接至电流检测电路，电流检测电路输出电流检测信号并连接至微处理器控制电路，主电源电路还分别输出连接Vce检测电路和Vac检测电路，由Vce检测电路和Vac检测电路分别输出检测信号并连接至微处理器控制电路，主电源电路输出连接至主回路,主回路输出连接至同步电路，同步电路输出连接至振荡电路，振荡电路输出连接至IGBT激励电路，IGBT激励电路输出连接至主回路，主回路、同步电路、IGBT激励电路、振荡电路从而构成电磁感应加热的主电路，微处理器控制电路一路输出控制信号并连接至PWM脉宽调控电路进行脉宽调控，PWM脉宽调控电路的输出PWM信号并连接至振荡电路进行振动发生，其特征在于，还包括IGBT温度检测电路和浪涌电压检测电路，IGBT温度检测电路的温度传感器安装于IGBT激励电路的IGBT元件处，以检测IGBT元件的温度，IGBT温度检测电路输出温度检测信号并连接至微处理器控制电路，浪涌电压检测电路的输入连接于主电源电路一路输出端，浪涌电压检测电路输出浪涌电压检测信号并一路连接至微处理器控制电路，另一路连接至IGBT激励电路。
2.如权利要求1所述的夹网水池水泵感应加热电路，其特征在于，还包括水温检测电路，水温检测电路的温度传感器安装于夹网水池水泵的水流输出管道内，以检测夹网水池水泵流出水体的温度，水温检测电路输出温度检测信号并连接至微处理器控制电路。
3.如权利要求1或2所述的夹网水池水泵感应加热电路，其特征在于，还包括显示操控电路，该显示操控电路包括显示驱动模块与键盘驱动单元，并分别连接至显示屏和输入键盘，显示操控电路连接至微处理器控制电路。
4.如权利要求1或2所述的夹网水池水泵感应加热电路，其特征在于，还包括报警电路，报警电路输入连接至微处理器控制电路。
5.如权利要求1或2所述的夹网水池水泵感应加热电路，其特征在于，还包括散热系统，微处理器控制电路输出连接至该散热系统。
6.夹网水池水泵，其特征在于，该水泵的一端设有采集水源，该水泵的中间装有感应电磁加热的装置，该感应电磁加热的装置的下端安装有如上述权利要求1-5中任一项所述的夹网水池水泵感应加热电路。
【文档编号】H05B6/06GK203482434SQ201320525121
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年8月27日 优先权日:2013年8月27日
【发明者】陈天荣 申请人:厦门新纪元电子实业有限公司