专利名称：太阳能热水器控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电器控制装置，具体是指一种用于保护太阳能的控制装置。
背景技术：
目前国内的太阳能热水器控制器，种类比较繁多，包括全智能的，自动上水，自动
上水带保温的。在我国北方市场上，出货机型最多的是自动上水带保温的，因为北方天气寒
冷，大部分时间，都要对暴露在室外的水管进行防冻处理，防止水管冻住或者爆裂，所以都
需要在水管外部缠绕电伴热带，伴热带功能的开启和关闭是由仪表控制的。
电伴热带电缆由导电高分子复合材料(塑料)和两根平行金属导线及绝缘护套构
成的扁形带状电缆。其特性是导电高分子复合材料具有正温度系数"PTC"特性，且相互并
联，能随被加热体系的温度变化自动调节输出功率，自动限制加热的温度。"PTC"特性即正
温度系数效应，是指材料电阻率随着温度升高而增大，并在一定温度区间电阻率急剧增大
的特性。温控伴热电缆可以任意截短或在一定范围内接长使用，并允许多次交叉重叠而无
高温热点及烧毁之虑。
因此温控伴热电缆优点是 温控电伴热带电缆相应被伴热体系具有自动调节输出功率，因此不会因自身发热 而烧毁，却因实际需要热量进行补偿，因此为新一代节能型恒温加热器。低温状态快速启 动，温度均匀，每一局部皆可因其被伴热处的温度变化自动调节。安装简便，维护简单，自动 化水平高，运行及维护费用低。安全可靠，用途广，不污染环境，寿命长。 但是，目前北方市场上，安装了控制了太阳能热水器的用户，投诉最多的问题主要 有两个，一个是太阳能热水器的传感器，另外一个就是电伴热带。电伴热的问题，主要有起 火，段热，不热等问题。真正涉及到用户安全最大的问题就是电伴热带起火问题，给用户造 成非常大的经济损失。造成伴热带起火的原因有很多，主要是伴热带本身碳化问题，安装问 题，控制器应用方式不合理，都会引起伴热带失效起火。目前行业内的太阳能热水器控制 器，都是不考虑电伴热带起火防护设计的，没有任何参考资料可以借鉴或参考。仅仅是设计 一个保温温度下限5°C ，保温温度上限45°C 。这种控制方式是不能起到任何保护左右，如果 伴热带温度一直处于温度下限和上限之间变化，控制器就会保温功能频繁打开或者关闭， 对伴热带寿命来说，不但起不了什么保护左右，只会縮短电伴热带的使用寿命，伴热带的使 用寿命是以上电次数计算的，而不是以上电时间计算的。所以一般控制仪厂家都有个误区， 觉得让伴热带工作一段时间，停用一段时间，这样会延长伴热带的使用寿命和降低起火的 概率，而事实却恰恰相反。
实用新型内容本实用新型针对现有技术中的不足，及实现的市场需求，提出了一种实用、方便的 技术方便，有效解决目前技术中存在的问题。 根据PTC伴热带的特性，启动电流非常大，O. 3 0. 5A/米，而且PTC温度升高后，工作电流就非常小，O. 02 0. 03A/米。伴热带因为各种原因起火后，会出现电流瞬间变大， 会出现间或性的脉冲电流，电流大也不是很大，跟伴热带的长度有关(工作电流有关)。所 以设计这个方案前，要考虑到几个问题 1.如何解决开机启动电流大的问题，保证仪表在启动阶段，把保护装置击穿。 2.如何解决正常工作状态下，出现间或性的脉冲电流，保护装置击穿。 3.如何解决保护装置击穿后，仪表能够检测到，并且自动报警，并且停用保温功能
成本问题，尽可能的做到最低成本。 本实用新型是通过下述技术方案得以实现的 太阳能热水器控制器，它包括单片机、继电器、保险丝、PTC导热材料，其特征在于 与单片机相连接的有两路继电器1和继电器2，继电器1与继电器2并联接入电源，继电器 1的另一接口与端口连接，继电器2的另一接口与保险丝连接，再与继电器1的另一接口并 联与端口连接；端口的另一端与PTC导热材料连接；继电器1和继电器2为常开继电器； 其中单片机包括时间控制模块、电流感应模块、继电器控制模块、中央处理器。 作为优选，上述控制器中所述的时间控制模块设置时间为3 6分钟。 作为优选，上述控制器中所述的继电器为IOA常开继电器。 作为优选，上述控制器中所述的保险丝为快断保险丝。 保险丝也被称为熔断器，IEC127标准将它定义为〃 熔断体(fuse-link) 〃 。它是 一种安装在电路中，保证电路安全运行的电器元件。保险丝的作用是当电路发生故障或异 常时，伴随着电流不断升高，并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件或贵重器 件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。若电路中正确地安置了保险丝，那么，保险丝就会在 电流异常升高到一定的高度和一定的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运 行的作用。 普通的保险丝，分为快断和慢断两种。快断的保险丝比较适合保护IC芯片管脚电 路上，响应时间非常快，但是不太适合应在电源电路中，因为在电源电路中，开机和关机瞬 间都会有冲击电流产生，如果是选用快断保险丝，很容易在开机和关机瞬间击穿损坏，误操 作。慢断保险丝，是冲击电流能量积聚到一定数量后，才会熔断，响应速度相对慢一些。在 伴热带保温电路中，保险丝串联在继电器2电路中，前面提到过，伴热带起火的时候，伴热 带中电流变化是像脉冲式，并不是一开始就是两极短路大电流，所以快断保险丝更合适些， 保护目的就是第一时间切断火源电压AC220V。 作为优选，上述控制器中所述的单片机中连接有报警器。当单片机监测到端口异 常，单片机启动报警器，并且暂时屏蔽保温功能，只有排除故障，重新上电后恢复正常。
有益效果可以有效保护伴热带在上电时的危险；太阳能热水器在使用过程中出 现异常，可有效报警、有效制止损害的出现；节约成本。
图l控制器结构示意图具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型的实施作具体说明[0024] 实施例一 按图1结构示意图所示结构，连接太阳能热水器控制器。 用双路切换电路，实现上电启动阶段和正常工作状态的分开。单片机分开控制2 个继电器开关电路，实现分时控制。端口接伴热带，当主机开启保温功能后，单片机打开继 电器l，关闭继电器2，继电器1和2都是选择10A的常开继电器。在时间控制模块设置加 热4分钟后(等待伴热带工作电流稳定后，时间可以根据实际情况选定)；等到伴热带稳定 后，继电器控制模块发出指令，控制器关闭继电器1，同时打开继电器2，自动切换到带保险 丝电路的保温电路，实施有效地保护功能，当电路中电流出现异常波动，电流感应模块收到 异常信息，再由中央处理器发出指令，保险丝熔断，断开AC加压电路220V，迅速切断火源。 正常使用状态下，关闭保温功能，再打开保温，中央处理器还是控制切换到最初状态，切到 第一路保温电路。 这样设计的目的，主要是解决保温带上电启动状态下，大电流冲击的问题，如10 米的伴热带在零下30度，上电启动电流可能达到10 20A以上。这种短时间的冲击电流， 随着环境温度的变化而变化，另外伴热带的长度不同，启动电流也不同，所以如果选用单路 加保险丝的电路，保险丝规格很难确定，如果选用不当，上电的时候，就会把保险丝击穿熔 化，仪表一开始就没有办法正常保温加热。如果伴热带起火，保险丝熔断后，中央处理器发 出指令，报警器进入报警状态，并且让保温暂时失效，等到线路状况处理结束后，恢复正常。 相对原来仪表的电路功能，增加一路继电器切换电路，增加半波整流和检测电路， 物料成本累计增加在3元左右。成本增加还在可以接受范围之内。
权利要求太阳能热水器控制器，它包括单片机、继电器、保险丝、PTC导热材料，其特征在于与单片机相连接的有两路继电器(1，2)，继电器(1)与继电器(2)并联接入电源，继电器(1)的另一接口与端口连接，继电器(2)的另一接口与保险丝连接，再与继电器(1)的另一接口并联与端口连接；端口的另一端与PTC导热材料连接；继电器(1)和继电器(2)为常开继电器；其中单片机包括时间控制模块、电流感应模块、继电器控制模块、中央处理器。
2. 根据权利要求1所述的太阳能热水器控制器，其特征在于所述的时间控制模块设置 时间为3 6分钟。
3. 根据权利要求l所述的太阳能热水器控制器，其特征在于所述的继电器(1，2)为 IOA常开继电器。
4. 根据权利要求1所述的太阳能热水器控制器，其特征在于所述的保险丝为快断保险丝。
5. 根据权利要求1所述的太阳能热水器控制器，其特征在于所述的单片机中连接有报警器。
专利摘要本实用新型涉及一种电器控制装置，具体是指一种用于保护太阳能的控制装置。本实用新型包括单片机、继电器、保险丝、PTC导热材料，其中单片机相连接的有两路继电器1和继电器2，继电器1与继电器2并联接入电源，继电器1的另一接口与端口连接，继电器2的另一接口与保险丝连接，再与继电器1的另一接口并联与端口连接；端口的另一端与PTC导热材料连接；继电器1和继电器2为常开继电器；其中单片机包括时间控制模块、电流感应模块、继电器控制模块、中央处理器。本实用新型的优点是有效保护伴热带损害、节约成本等。本实用新型可广泛应用于北方的室外场合。
文档编号F24J2/40GK201497221SQ20092012240
公开日2010年6月2日 申请日期2009年6月18日 优先权日2009年6月18日
发明者周燚 申请人:杭州卓越智能控制技术有限公司