燃气热水器及其恒温控制装置和方法

燃气热水器及其恒温控制装置和方法
【专利摘要】本发明提出一种燃气热水器及其恒温控制装置和控制方法，其中，燃气热水器的恒温控制装置包括：温度检测器，用于检测燃气热水器的出水温度；步进电机，步进电机用于调节燃气热水器的燃气阀的开度；控制器，控制器根据燃气热水器的出水温度和目标温度控制步进电机调节燃气阀的开度以控制出水温度。本发明的燃气热水器及其恒温控制装置和控制方法，可以实现对出水温度的恒温控制，使燃气热水器时时输出恒温热水，控制精确，满足用户需要。
【专利说明】燃气热水器及其恒温控制装置和方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及电器【技术领域】，特别涉及一种燃气热水器，以及燃气热水器的恒温控 制装置和方法。

【背景技术】
[0002] 燃气热水器是热水器中的一种，可以即烧即用，为人们提供了很大方便。其中，燃 气热水器的控制器的电路、结构花样繁多，各个厂家自我研发。另外，部分燃气热水器的控 制器不能对出水温度进行恒温控制，所以用户只能通过混水阀手动调节温度来达到自己的 要求。或者，控制器即使可以对输出水温进行恒温控制，但控制不精确，不能达到时时恒温 的效果。


【发明内容】

[0003] 本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题。
[0004] 为此，本发明的一个目的在于提出一种燃气热水器的恒温控制装置，该燃气热水 器的恒温控制装置可以实现对出水温度的恒温控制，控制精确，使燃气热水器时时输出恒 温热水，满足用户需要。
[0005] 本发明的另一个目的在于提出一种燃气热水器
[0006] 本发明的再一个目的在于提出一种燃气热水器的恒温控制方法。
[0007] 为达到上述目的，本发明一方面实施例提出一种燃气热水器的恒温控制装置，该 燃气热水器的恒温控制装置包括：温度检测器，用于检测燃气热水器的出水温度；步进电 机，所述步进电机用于调节所述燃气热水器的燃气阀的开度；控制器，所述控制器根据所述 燃气热水器的出水温度和目标温度控制所述步进电机调节所述燃气阀的开度以控制所述 出水温度。
[0008] 根据本发明实施例的燃气热水器的恒温控制装置，通过控制器根据燃气热水器的 出水温度和目标温度控制步进电机，进而步进电机调节燃气阀的开度以控制火力的大小， 从而实现对出水温度的调节，可以使出水温度维持在目标温度，实现对出水温度的恒温控 制，燃气热水器可以自动输出恒温热水，满足用户需要。
[0009] 进一步地，在本发明的一些实施例中，上述燃气热水器的恒温控制装置还包括步 进电机驱动电路，所述步进电机驱动电路分别与所述控制器和步进电机连接，所述步进电 机驱动电路包括：第一电阻，所述第一电阻的一端与所述控制器连接；第一三极管，所述第 一三极管的基极与所述第一电阻的另一端连接，所述第一三极管的发射极与所述步进电机 连接，所述第一三极管的集电极接地；第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述第一三极 管的发射极连接，所述第一二极管的阴极与第一预设电源连接。
[0010] 在本发明的一些实施例中，在所述出水温度大于所述目标温度，所述控制器发出 第一控制信号至所述步进电机驱动电路以控制所述步进电机调节所述燃气阀的开度减小； 在所述出水温度小于所述目标温度，所述控制器发出第二控制信号至所述步进电机驱动电 路以控制所述步进电机调节所述燃气阀的开度增大；在所述出水温度等于所述目标温度， 所述控制器发出第三控制信号至所述步进电机驱动电路以控制所述步进电机维持所述燃 气阀当前开度。
[0011] 在本发明的一些实施例中，上述燃气热水器的恒温控制装置还包括：电源电路，所 述电源电路分别与外部电源和燃气热水器连接，所述电源电路包括：整流滤波子电路，所述 整流滤波子电路与所述外部电源连接，用于对所述外部电源输出电压进行整流滤波以获得 所述第一预设电源；三端稳压子电路，所述三端稳压子电路包括三端稳压管，所述三端稳压 子电路与所述整流滤波子电路连接，用于输出第二预设电源。
[0012] 在本发明的一些实施例中，上述燃气热水器的恒温控制装置还包括：点火电路，所 述点火电路包括振荡子电路和高压输出子电路，其中，所述振荡子电路包括振荡线圈，所述 振荡子电路与所述控制器连接，所述振荡线圈包括第一初级线圈和第一次级线圈；所述高 压输出子电路包括高压包线圈，所述高压包线圈包括第二初级线圈和第二次级线圈，所述 第二次级线圈与所述燃气热水器的点火电极连接；火焰反馈电路，所述火焰反馈电路分别 与所述第一次级线圈和所述控制器连接。
[0013] 在本发明的一些实施例中，上述燃气热水器的恒温控制装置还包括：吸阀控制和 维持电路，所述吸阀控制和维持电路以第一电压控制所述燃气阀开启，在所述燃气阀开启 之后，所述吸阀控制和维持电路以第二电压控制所述燃气阀维持开启，所述第二电压小于 所述第一电压，所述吸阀控制和维持电路包括：第二电阻和第三电阻，所述第二电阻的一 端与所述控制器连接，所述第三电阻的一端与所述控制器连接；第二三极管，所述第二三 极管的基极与所述第二电阻的另一端连接，所述第二三极管的集电极与所述燃气阀连接； 第二二极管和第三二极管，所述第二二极管的阳极与所述第二预设电源连接，所述第二二 极管的阴极与所述第三二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述第三二极管的阳 极之间具有第一节点，所述第一节点与所述第二三极管的发射极连接；第三三极管，所述 第三三极管的基极与所述第三电阻的另一端连接，所述第三三极管的发射极分别与所述第 三二极管的阴极和预设电源连接，所述第三三极管的集电极与所述燃气阀连接。
[0014] 吸阀控制和维持电路以第一电压控制燃气阀开启，以第二电压控制燃气阀维持开 启，可以降低电能消耗。
[0015] 在本发明的一些实施例中，上述燃气热水器的恒温控制装置还包括：风机电机驱 动电路，所述风机电机驱动电路包括：开关子电路，所述开关子电路的一端与所述控制器连 接；继电器子电路，所述继电器子电路的第一端与所述开关子电路的另一端连接，所述继电 器子电路的第二端与所述燃气热水器的风机连接，所述继电器子电路的第三端与外部电源 连接。
[0016] 为达到上述目的，本发明的另一个目的在于提出一种燃气热水器，该燃气热水器 包括上述实施例的恒温控制装置。
[0017] 根据本发明实施例的燃气热水器，通过上述实施例的恒温控制装置可以实现自动 输出恒温热水，满足用户需求。
[0018] 为达到上述目的，本发明的另一方面实施例提出一种燃气热水器的恒温控制方 法，燃气热水器包括步进电机，该燃气热水器的恒温控制方法包括以下步骤：获取目标温 度；检测燃气热水器的出水温度；根据所述出水温度和目标温度控制所述步进电机调节所 述燃气热水器的燃气阀的开度以控制所述出水温度。
[0019] 根据本发明实施例的燃气热水器的控制方法，根据燃气热水器的出水温度和目标 温度控制步进电机，进而步进电机调节燃气阀的开度以控制火力的大小，从而实现对出水 温度的调节，可以使出水温度维持在目标温度，实现对出水温度的恒温控制，燃气热水器可 以自动输出恒温热水，满足用户需要。
[0020] 其中，在本发明的一些实施例中，根据所述出水温度和目标温度控制所述步进电 机调节所述燃气热水器的燃气阀的开度以控制所述出水温度具体包括：如果所述出水温度 大于所述目标温度，则控制所述步进电机调节所述燃气阀的开度减小；如果所述出水温度 小于所述目标温度，则控制所述步进电机调节所述燃气阀的开度增大；以及如果所述出水 温度等于所述目标温度，则控制所述燃气阀维持当前开度。
[0021] 在本发明的一些实施例中，所述燃气热水器包括点火电路，所述点火电路包括振 荡线圈和高压包线圈，所述控制方法还包括：在所述点火电路启动之后，所述振荡线圈产生 振荡信号，且所述高压包线圈根据所述振荡信号输出点火电压至所述燃气热水器的点火电 极上以进行点火。
[0022] 在本发明的一些实施例中，上述控制方法还包括：以第一电压控制所述燃气阀开 启；以及在所述燃气阀开启之后，以第二电压控制所述燃气阀维持开启，所述第二电压小于 所述第一电压。
[0023] 在燃气阀开启之后，以第二电压控制燃气阀维持开启，可以降低电能消耗。
[0024] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。

【专利附图】

【附图说明】
[0025] 本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中 ：
[0026] 图1为根据本发明的一个实施例的燃气热水器的恒温控制装置的框图；
[0027] 图2为根据本发明的一个具体实施例的恒温控制装置中步进电机驱动电路的电 路图；
[0028] 图3为根据本发明的一个实施例的恒温控制装置中电源电路的电路图；
[0029] 图4为根据本发明的另一个具体实施例的恒温控制装置中点火电路和火焰反馈 电路的不意图；
[0030] 图5为根据本发明的再一个实施例的恒温控制装置中吸阀控制和维持电路的示 意图；
[0031] 图6为根据本发明的又一个实施例的恒温控制装置中风机电机驱动电路的示意 图；
[0032] 图7为根据本发明的再一个实施例的恒温控制装置中显示控制电路、微动开关电 路、风压开关电路和限位微动开关电路的不意图；
[0033] 图8为根据本发明的一个具体实施例的恒温控制装置中控制器的示意图；
[0034] 图9为根据本发明的另一个具体实施例针对图8中控制器的仿真电路示意图；
[0035] 图10为根据本发明的一个实施例的燃气热水器的恒温控制方法的流程图；
[0036] 图11为根据本发明的一个具体实施例的燃气热水器的恒温控制方法实现过程的 主程序控制流程图；
[0037] 图12为根据本发明的又一个具体实施例的燃气热水器的恒温控制方法中实现步 进电机复位的流程图；
[0038] 图13为根据本发明的又一个具体实施例的燃气热水器的恒温控制方法中实现步 进电机自动运行的流程图；
[0039] 图14为根据本发明的又一个具体实施例的燃气热水器的恒温控制方法中实现工 作模式判断的流程图；
[0040] 图15为根据本发明的又一个具体实施例的燃气热水器的恒温控制方法中实现负 载初始化的流程图；以及
[0041] 图16为根据本发明的又一个具体实施例的燃气热水器的恒温控制方法中实现检 水过程的流程图
[0042] 附图标记
[0043] 恒温控制装置1000,温度检测器10、燃气阀20、步进电机30和控制器40,步进电 机驱动电路50,电源电路60,点火电路70和火焰反馈电路80,吸阀控制和维持电路90,检 测电路801，风机电机驱动电路100,开关子电路101和继电器子电路102,显示控制电路 200、微动开关电路300、风压开关电路400和限位微动开关电路500。

【具体实施方式】
[0044] 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，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0045] 下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简 化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且 目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重 复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此 夕卜，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到 其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之 "上"的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形 成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
[0046] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语"安装"、"相连"、 "连接"应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可 以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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的具体含义。
[0047] 参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述 和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施 例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的 实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0048] 下面参照附图描述根据本发明实施例提出的燃气热水器及其恒温控制装置和方 法。
[0049] 图1为根据本发明的一个实施例的燃气热水器的恒温控制装置的框图。如图1所 示，本发明实施例的燃气热水器的恒温控制装置1000包括温度检测器10、步进电机30和控 制器40。其中，温度检测器10用于检测燃气热水器的出水温度。步进电机30用于调节燃 气热水器的燃气阀20的开度，控制器40获取用户设定的目标温度，控制器40根据目标温 度和出水温度控制步进电机30调节燃气阀20的开度以控制出水温度，从而使得出水温度 可以与目标温度相等或相近，保持恒温输出。例如，如果出水温度大于目标温度，则控制器 40控制步进电机30调节燃气阀20的开度减小；如果出水温度小于目标温度，则控制器40 控制步进电机30调节燃气阀20的开度增大；如果出水温度等于目标温度，则控制器40控 制燃气阀20维持当前开度。
[0050] 进一步地，在本发明的一个实施例中，上述燃气热水器的恒温控制装置1000还包 括对步进电机30进行驱动的步进电机驱动电路50。具体地，如图2所示，步进电机驱动电 路50分别与控制器40和步进电机30连接，步进电机驱动电路50包括第一电阻R1、第一三 极管Q1和第一二极管D1。第一电阻R1的一端与控制器40连接，第一三极管Q1的基极与 第一电阻R1的另一端连接，第一三极管Q1的发射极与步进电机30连接，例如通过接线端 子CN5连接步进电机30,第一三极管Q1的集电极接地，第一二极管D1的阳极与第一三极 管Q1的发射极连接，第一二极管Q1的阴极与第一预设电源例如+12V连接。具体地，在本 发明的一个实施例中，如图2所示，采用四相步进电机，例如步进电机30的每一相的一端例 如Ml、M2、M3和M4分别与控制器40连接，每一相结构相同，均包括第一电阻R1、第一三极 管Q1和第一二极管D1。根据步进电机30的运行原理，控制器40依次发送控制信号至不 同的相电路，则不同相的第一三极管Q1依次导通，从而步进电机30以步距角为单位进行运 行，从而控制燃气阀20的开度。
[0051] 具体地，在出水温度大于目标温度，控制器40发出第一控制信号至步进电机驱动 电路50以控制步进电机30调节燃气阀20的开度减小，例如控制步进电机30反转几个步 距角单位，进而可以减小火力，降低出水温度以达到目标温度；在出水温度小于目标温度， 控制器40发出第二控制信号至步进电机驱动电路50以控制步进电机30调节燃气阀20的 开度增大，例如控制步进电机30正转几个步距角单位，进而可以加大火力，增加出水温度 以达到目标温度；在出水温度等于目标温度，控制器40发出第三控制信号至步进电机驱动 电路50以控制步进电机30维持燃气阀20当前开度，从而实现对出水温度的恒温控制。
[0052] 另外，在本发明的一个实施例中，如图3所示，上述燃气热水器的恒温控制装置 1000还包括电源电路60,用于提供给各个电路工作需要的不同预设电源。电源电路60分 别与外部电源例如通过接线端子CN6与220V交流电源和燃气热水器连接，电源电路60包 括整流滤波子电路601和三端稳压子电路602。整流滤波子电路601与外部电源例如通过 接线端子CN10与220V交流电源连接，用于对外部电源输出电压进行整流滤波以获得第一 预设电源例如+12V，例如整流滤波子电路601包括由四个二极管组成的整流桥、电解电容 EC01、电容C01和电阻R01。三端稳压子电路602包括三端稳压管U1例如7805稳压管，三 端稳压子电路602与整流滤波子电路601连接，用于输出第二预设电源例如+5V。具体地 例如，U1的输入端Vin分别与电容C01、电解电容EC01和电阻R01的一端连接，U1的接地 端分别与电容C01、电解电容EC01和电阻R01的另一端连接，U1的输出端与电解电容EC02 和电容C02的一端连接，并输出第二预设电源电压例如+5V，电解电容EC02和电容C02的另 一端与U1的接地端连接。
[0053] 在本发明的另一个实施例中，如图4所示，上述燃气热水器的恒温控制装置1000 还包括点火电路70和火焰反馈电路80。其中，点火电路70包括振荡子电路701和高压输 出子电路702,振荡子电路701包括振荡线圈T1，振荡子电路701与控制器40连接，例如通 过FIRE端与控制器40连接，振荡线圈T1包括第一初级线圈T11和第一次级线圈T12 ;高压 输出子电路702包括高压包线圈T2,高压包线圈T2包括第二初级线圈T21和第二次级线圈 T22,第二次级线圈T22与燃气热水器1000的点火电极连接。当燃气热水器1000的水阀和 燃气阀20开启且具有风压之后，控制器40发出点火信号至点火电路70,三极管Q导通，振 荡线圈T1产生振荡信号，进而在高压包线圈T2的第二初级线圈T21中释放，并在第二次级 线圈T22中产生高达12-16KV的点火高压，该点火高压加在燃气热水器的点火电极产生点 火火花，进而实现点火功能。另外，火焰反馈电路80分别与第一次级线圈T11和控制器40 连接，例如通过FIRE-TEST端与控制器40连接。火焰反馈电路80采集第一次级线圈T11 输出的电压值例如100V，进而生成火焰反馈信号，控制器40可以根据火焰反馈信号判断点 火电路的启动与否。
[0054] 在本发明的又一个实施例中，如图5所示，上述燃气热水器的恒温控制装置1000 还包括吸阀控制和维持电路90，其中，吸阀控制和维持电路90以第一电压控制燃气阀20开 启，在燃气阀20开启之后，吸阀控制和维持电路90以第二电压控制燃气阀20维持开启，第 二电压小于第一电压。其中，吸阀控制和维持电路90包括第二电阻R2和第三电阻R3、第 二三极管Q2、第二二极管D2和第三二极管D3和第三三极管Q3。具体地，第二电阻R2的一 端例如ZHXF端与控制器40连接，第三电阻R3的一端例如ZHWC端与控制器40连接；第二三 极管Q2的基极与第二电阻R2的另一端连接，第二三极管Q2的集电极与燃气阀20连接，例 如通过接线端子CN10与燃气阀20连接；第二二极管D2的阳极与第二预设电源例如+5V连 接，第二二极管D2的阴极与第三二极管D3的阳极连接，第二二极管D2的阴极与第三二极 管D3的阳极之间具有第一节点0,第一节点0与第二三极管Q2的发射极连接；第三三极管 Q3的基极与第三电阻R3的另一端连接，第三三极管Q3的发射极分别与第三二极管D3的阴 极和预设电源连接，第三三极管Q3的集电极与燃气阀20连接。例如，当燃气阀20开启时， 控制器40发出控制信号至吸阀控制和维持电路90,例如输出至第二三极管Q2的基极负电 压信号，另外，预设电源例如+5V通过第二二极管D2加至第二三极管Q2的发射极电压例如 为5-0. 7=4. 3V，第二三极管Q2导通，控制燃气阀20开启，在燃气阀20开启之后，控制器40 发出控制信号至维持电路90,例如输出至第三三极管Q3的基极负电压信号，另外，预设电 源例如+5V通过第二二极管D2和第三二极管D3加至第三三极管Q3的发射极电压例如为 5-0. 7-0. 7=3. 6V，进而可以维持燃气阀20处于开启状态，所以在燃气阀20的维持开启时所 需电压小于初始开启时的电压，可以降低电能的消耗。
[0055] 另外，如图5所示，上述燃气热水器的恒温控制装置1000还包括检测电路801，检 测电路801的一端例如CO-TEST端与控制器40连接，检测电路801的另一端通过接线端子 CN10与燃气阀20连接，具体地，检测电路801包括电阻R02、电阻R03和电容C03,电阻R02 的一端与控制器40连接，电阻R02的另一端与燃气阀20连接，电阻R03的一端分别与电阻 R02和燃气阀20连接，电阻R03的另一端接地，电容C03的一端分别与电阻R02和燃气阀 20连接，电容C03的另一端接地。
[0056] 在本发明的另一个实施例中，如图6所示，上述燃气热水器的恒温控制装置1000 的还包括风机电机驱动电路100,风机电机驱动电路100包括开关子电路101和继电器子电 路102。其中，开关子电路101的一端例如FAN端与控制器40连接，继电器子电路102的第 一端与开关子电路101的另一端连接，继电器子电路102的第二端例如通过接线端子CN2 与燃气热水器1000的风机连接，继电器子电路102的第三端例如通过接线端子CN4与外部 电源例如交流电源220V连接。具体地，例如图6所示，开关子电路101包括电阻R04、三极 管Q01和电阻R05,电阻R04的一端例如FAN端与控制器40连接，电阻R04的另一端分别与 电阻R05的一端和三极管Q01的基极连接，电阻R05的另一端和三极管Q01的集电极均接 地，三极管Q01的发射极与继电器子电路102连接。继电器子电路102包括继电器J1和二 极管D01，继电器J1的线圈的一端与风机连接，线圈的另一端与外部电源例如220V交流电 源连接，继电器J1的开关K1的一端分别与二极管D01的阳极和三极管Q01的发射极连接， 开关K1的另一端分别与第一预设电源例如+12V和二极管D01的阴极连接。当控制风机启 动时，控制器40发出控制信号至开关子电路中，三极管Q01导通，进而继电器J1线圈通电， 开关闭合，交流电源为风机电机例如交流电机进行供电，从而控制风机启动。
[0057] 另外，在本发明的一个实施例中，上述燃气热水器的恒温控制装置1000还包括显 示控制电路200、微动开关电路300、风压开关电路400和限位微动开关电路500。具体连 接方式如图7所示，例如，显示控制电路200的一端例如DISP-Z、DISP-D、DISP-C、DISP-CS 和DISP-F分别与控制器40连接，显示控制电路200的另一端通过接线端子CN7与燃气热 水器的显示装置连接；微动开关电路300的一端例如SW1与控制器40连接，另一端通过接 线端子CN8连接微动开关；风压开关电路400 -端例如SW与控制器40连接，另一端通过接 线端子CN8连接风压开关；限位微动开关电路500的一端例如SW2与控制器40连接，限位 微动开关电路500的另一端通过接线端子CN8与限位微动开关连接，用于检测步进电机30 的位置是否到位。其中，还包括温度检测器10的控制电路例如热敏电阻电路600,具体地， 热敏电阻电路600包括电阻06和电阻07和电容C04,电容C04的一端接地，电容C04的另 一端例如通过NTC端与控制器40连接，电阻07的一端与第二预设电源例如+5V连接，电阻 06的另一端和电阻07的另一端均通过接线端子CN8与温度检测器10例如热敏电阻连接， 用于检测燃气热水器的出水温度。
[0058] 具体地，在本发明的一个实施例中，如图8所示，本发明实施例的控制器40可以采 用Fujitsu MB95F636单片机，该单片机自身内部带有晶振，不用再外设振荡电路。Fujitsu MB95F636单片机与各个电路的具体连接参照图1-8所示。另外，FujitsuMB95F636单片机 还外设有辅助电路，例如滤波电路700、电位上拉电路800和复位电路900,具体连接如图8 所示。另外，Fujitsu MB95F636单片机的仿真电路如图9所示，其中，CN11为仿真接口。
[0059] 具体地，在本发明的实施例中，控制器40接收到燃气热水器启动的命令之后，控 制燃气热水器的各个负载复位，负载完成复位之后，通过温度检测器10获取燃气热水器的 出水温度，进而控制器40获取用户的目标温度，例如获取按键指令对应的目标温度信息， 控制器40根据出水温度和目标温度进一步控制步进电机30的运行，以调节燃气阀20的开 度，可以调节出水温度与目标温度相近或相等，从而实现对燃气热水器的恒温控制。
[0060] 综上所述，本发明实施例的燃气热水器的恒温控制装置，通过控制器根据燃气热 水器的出水温度和目标温度控制步进电机，进而步进电机调节燃气阀的开度以控制火力的 大小，从而实现对出水温度的调节，可以使出水温度维持在目标温度，实现对出水温度的恒 温控制，燃气热水器可以自动输出恒温热水，满足用户需要。另外，通过吸阀控制和维持电 路以第一电压控制燃气阀开启，在燃气阀开启之后，通过以第二电压维持燃气阀开启，可以 降低电能消耗。
[0061] 本发明的另一方面实施例提出一种燃气热水器，该燃气热水器包括上述实施例的 恒温控制装置。
[0062] 本发明实施例的燃气热水器通过恒温控制装置可以实现自动输出恒温热水，满足 用户需求。
[0063] 基于以上燃气热水器及其恒温控制装置，下面参照附图描述根据本发明的另一方 面实施例提出的燃气热水器的恒温控制方法。
[0064] 图10为根据本发明的一个实施例的燃气热水器的恒温控制方法的流程图。其中， 燃气热水器包括步进电机，如图10所示，本发明实施例的燃气热水器的恒温控制方法包括 以下步骤：
[0065] S1，获取目标温度。
[0066] 例如，通过按键扫描，获取用户通过按键设定的目标温度。
[0067] S2,检测燃气热水器的出水温度。
[0068] S3,根据出水温度和目标温度控制步进电机调节燃气热水器的燃气阀的开度以控 制出水温度。
[0069] 具体地，在本发明的一个实施例中，如果出水温度大于目标温度，则控制步进电机 调节燃气阀的开度减小，例如控制步进电机反转几个步距角单位，进而可以减小火力，降低 出水温度以达到目标温度。如果出水温度小于目标温度，则控制步进电机调节燃气阀的开 度增大，例如控制步进电机正转几个步距角单位，进而可以加大火力，增加出水温度以达到 目标温度；如果出水温度等于目标温度，则控制燃气阀维持当前开度，从而实现对出水温度 的恒温控制。
[0070] 具体地，在本发明的实施例中，接收到燃气热水器启动的命令之后，控制燃气热水 器的各个负载复位，负载完成复位之后，获取燃气热水器的出水温度，并获取用户的目标温 度，例如获取按键指令对应的目标温度信息，进而根据出水温度和目标温度进一步控制步 进电机的转动角度，以调节燃气阀的开度，从而调节出水温度与目标温度相近或相等，实现 对燃气热水器的恒温控制。
[0071] 另外，在本发明的一个实施例中，以第一电压控制燃气阀开启，在燃气阀开启之 后，以第二电压控制燃气阀维持开启，第二电压小于第一电压。例如，如图5所示，当燃气阀 开启时，控制器发出控制信号至吸阀控制和维持电路，例如输出至第二三极管Q2的基极负 电压信号，另外，预设电源例如+5V通过第二二极管D2加至第二三极管Q2的发射极电压例 如为5-0. 7=4. 3V，即第一电压，第二三极管Q2导通，控制燃气阀开启。在燃气阀开启之后， 控制器发出控制信号至吸阀控制和维持电路，例如输出至第三三极管Q3的基极负电压信 号，另外，预设电源例如+5V通过第二二极管D2和第三二极管D3加至第三三极管Q3的发 射极电压例如为5-0. 7-0. 7=3. 6V，即第二电压，进而可以维持燃气阀处于开启状态，所以在 燃气阀的维持开启时所需电压小于初始开启时的电压，可以降低电能的消耗。
[0072] 在本发明的另一些实施例中，燃气热水器包括点火电路，点火电路包括振荡线圈 和高压包线圈，在所述燃气热水器的水阀和燃气阀开启之后，点火电路根据驱动信号启动， 振荡线圈产生振荡信号，且高压包线圈根据振荡信号输出点火电压至燃气热水器的点火电 极上以进行点火。
[0073] 具体地，本发明实施例的燃气热水器的恒温控制方法可以通过软件控制实现控制 燃气热水器自动输出恒温热水，例如将控制程序写入控制器例如Fujitsu MB95F636单片 机。
[0074] 例如，如图11所示为根据本发明的一个具体实施例的燃气热水器的恒温控制方 法通过软件实现时主函数流程图。如图11所示，包括以下步骤：
[0075] S01，进行初始化。
[0076] S02,喂狗。
[0077] 即给看门狗定时器电路一个输入信号。
[0078] S03,判断2ms标志信号是否到达。
[0079] 如果是，则进入步骤S04,否则进入步骤S0, 8。
[0080] S04,清除2ms标志信号。
[0081] S05,判断步进电机复位信号是否到位。
[0082] 如果是，则进入步骤S07,否则进入步骤S06。
[0083] S06,控制步进电机复位。
[0084] S07,控制步进电机自动运行。
[0085] S08,判断5ms标志信号是否到位。
[0086] 如果是，进入步骤S09,否则进入步骤S14。
[0087] S09,清除5ms标志信号。
[0088] S10,再次判断步进电机复位信号是否到位。
[0089] 如果是，进入步骤S11，否则，进入步骤S13。
[0090] S11，判断10ms标志信号是否到位。
[0091] 如果是，进入步骤S12,否则进入步骤S13。
[0092] S12,进行工作模式判断。
[0093] S13,负载初始化。
[0094] S14,判断10ms标志信号是否到位。
[0095] 如果是，进入步骤S15,否则进入步骤S20。
[0096] S15,清除10ms标志信号。
[0097] S16,控制蜂鸣器工作。
[0098] S17,控制模拟量采集。
[0099] S18,控制扫描显示装置。
[0100] S19,控制扫描按键。
[0101] S20,判断100ms标志信号是否到达。
[0102] 如果是，进入步骤S21，否则进入步骤S25。
[0103] S21，清除100ms标志信号。
[0104] S22,控制系统计时模块工作。
[0105] S23,判断系统开关信号是否到位。
[0106] 如果是，进入步骤S24,否则进入步骤S25。
[0107] S24,生成显示数据。
[0108] S25,判断Is标志信号是否到位。
[0109] 如果是，进入步骤S26，否则返回步骤S02。
[0110] S26,清除Is标志信号。
[0111] S27,进行温度控制。
[0112] S28,进行超时检测。
[0113] 其中，在本发明的另一个具体实施例中，如图12所示为步进电机进行复位的流程 图，包括以下步骤：
[0114] S1201，控制电机进行反转。
[0115] S1202,限位微动开关是否闭合。
[0116] 如果是，进入步骤S1203,否则返回。
[0117] S1203,判断复位标志是否置位。
[0118] 如果是则返回，否则进入步骤S1204。
[0119] S1204,置位复位标志。
[0120] S1205,当前角度进行清零。
[0121] S1206,目标角度初始化。
[0122] S1207,步进电机停止。
[0123] 另外，在本发明的一个具体实施例中，如图13所示为步进电机自动运行的流程 图。包括以下步骤：
[0124] S1301，判断步进电机转动方向。
[0125] S1302,判断正转标志是否置位。
[0126] 如果是，则进入步骤S1303,否则进入步骤S1304。
[0127] S1303,步进电机正转。
[0128] S1304,判断反转标志是否置位。
[0129] 如果是，则进入步骤S1305,否则进入步骤S1306。
[0130] S1305,步进电机反转。
[0131] S1306,步进电机停止。
[0132] 另外，在本发明的另一个具体实施例中，如图14所示为工作模式的判断过程的流 程图。包括以下步骤：
[0133] S1401，判断系统是否关机。
[0134] 如果是，则进入步骤S1402,否则进入步骤S1403。
[0135] S1402,清除关机标志信号。
[0136] S1403,判断负载是否初始化。
[0137] 如果是，则进入步骤S1404,否则进入步骤S1405。
[0138] S1404,检测水流。
[0139] S1405,控制负载初始化。
[0140] S1406,对阀体进行控制。
[0141] 进一步地，如图15所示为根据本发明的一个具体实施例的控制负载进行初始化 过程的流程图。如图15所示，包括以下步骤：
[0142] S1501，进行故障检测，判断是否有故障。
[0143] 如果有故障，则返回，否则进入步骤S1502。
[0144] S1502,检测是否有水流。
[0145] 如果有则进入步骤S1503,否则返回。
[0146] S1503,清除步进电机初始化标志信号。
[0147] S1504,清除计时。
[0148] S1505,判断是否有伪风压。
[0149] 如果有，则进入步骤S1506,否则进入步骤S1507。
[0150] S1506,置位风机故障标志。
[0151] S1507,判断是否有伪火焰。
[0152] 如果有，则进入步骤S1508,否则进入步骤S1509。
[0153] S1508,置位伪火故障标志。
[0154] S1509,判断是否有故障信号。
[0155] 如果有，则进入步骤S1510,否则进入步骤S1511。
[0156] S1510,清除故障标志信号。
[0157] S1511，置位风机标志信号。
[0158] S1512,判断风机是否开启达2秒。
[0159] 如果是，则进入步骤S1513,否则进入步骤S1514。
[0160] S1513,判断是否有风压。
[0161] 如果否则进入步骤S1514,否则进入步骤S1516。
[0162] S1514,判断风机是否开启达8m。
[0163] 如果是，则进入步骤S1515,否则返回。
[0164] S1515,置位风机故障标志。
[0165] S1516,置位点火标志。
[0166] S1517,判断是否有伪火。
[0167] 如果是则进入步骤S1518,否则进入步骤S1519。
[0168] S1518,置位点火故障标志。
[0169] S1519,判断点火时间是否大于0. 5秒。
[0170] 如果是，则进入步骤S1520,否则返回。
[0171] S1520,判断吸阀控制和维持电路是否都没有开启。
[0172] 如果是，则进入步骤S1521，否则进入步骤S1524。
[0173] S1521，置位吸阀标志。
[0174] S1522,判断是否有火焰。
[0175] 如果有，则进入步骤S1523,否则进入步骤S1524。
[0176] S1523,置位阀体故障标志。
[0177] S1524,判断是否有火焰。
[0178] 如果有则进入步骤S1525,否则进入步骤S1526。
[0179] S1525,置位负载初始化标志，清除点火标志。
[0180] S1526,判断点火时间是否大于8s。
[0181] 如果是，则进入步骤S1527,否则返回。
[0182] S1527,置位点火失败标志，置位后清零。
[0183] S1528，清除点火标志，清除风机开启标志。
[0184] S1529,判断是否有水。
[0185] 如果有则返回，否则进入步骤S1530。
[0186] S1530,清除点火标志，清除风机开启标志。
[0187] S1531，判断阀体是否开启过。
[0188] 如果是，则进入步骤S1532,否则返回。
[0189] S1532,关闭阀体，并进行清除。
[0190] S1533,清除故障标志。
[0191] 进一步地，如图16所示为根据本发明的一个具体实施例的进行检水过程的流程 图。如图16所示，包括以下步骤：
[0192] S1601，判断当前记录检水时间是否达到设定时间。
[0193] 如果是，则进入步骤S1602,否则返回。
[0194] S1602,清除检水时间。
[0195] S1603,判断是否有水。
[0196] 如果是，则进入步骤S1604,否则进入步骤S1605。
[0197] S1604,清除步进电机初始化标志。
[0198] S1605,清除检水标志。
[0199] S1606,判断步进电机是否初始化。
[0200] 如果是则进入步骤S1607,否则返回。
[0201] S1607,置位步进电机初始化标志。
[0202] S1608,清除步进电机复位标志。
[0203] S1609,判断步进电机是否有故障。
[0204] 如果有，则进入步骤S1610,否则进入步骤S1611。
[0205] S1610,清除故障标志。
[0206] S1611，判断维持阀开启时间是否大于0. 5秒。
[0207] 如果是，则进入步骤S1612,否则进入步骤S1613。
[0208] S1612,清除吸阀标志。
[0209] S1613,判断是否有风压。
[0210] 如果有，则进入步骤S1617,否则进入步骤S1614。
[0211] S1614,判断风机是否故障。
[0212] 如果是，则进入步骤S1617,否则进入步骤S1615。
[0213] S1615,置位风机故障标志。
[0214] S1616,清除风机故障标志。
[0215] S1617,判断是否有火焰。
[0216] 如果是则返回，否则进入步骤S1618.
[0217] S1618,判断是否有熄火故障。
[0218] 如果是则返回，否则进入步骤S1619。
[0219] S1619,置位意外熄火故障标志。
[0220] S1620,清除意外熄火故障标志。
[0221] 具体地，可以将控制程序写入控制器例如Fujitsu MB95F636单片机内，进一步通 过控制步进电机的转动角度，以调节燃气阀的开度，从而调节出水温度与目标温度相近或 相等，实现对燃气热水器的恒温控制。
[0222] 本发明实施例的燃气热水器的恒温控制方法，根据燃气热水器的出水温度和目标 温度控制步进电机，进而步进电机调节燃气阀的开度以控制火力的大小，从而实现对出水 温度的调节，可以使出水温度维持在目标温度，实现对出水温度的恒温控制，燃气热水器可 以自动输出恒温热水，满足用户需要。另外，以第一电压控制燃气阀开启，在燃气阀开启之 后，以第二电压维持燃气阀开启，可以降低电能消耗。
[0223] 流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括 一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部 分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺 序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明 的实施例所属【技术领域】的技术人员所理解。
[0224] 在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是 用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以 供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令 执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或 设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播 或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用 的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线 的电连接部（电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器（RAM)，只读存储器 (R0M)，可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存 储器（⑶ROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的 介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其 他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
[0225] 应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述 实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件 或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下 列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路 的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA)，现场 可编程门阵列（FPGA)等。
[0226] 本【技术领域】的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步 骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介 质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0227] 此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以 是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模 块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如 果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机 可读取存储介质中。
[0228] 上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0229] 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 一定指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何 的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0230] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换 和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
【权利要求】
1. 一种燃气热水器的恒温控制装置，其特征在于，包括： 温度检测器，用于检测燃气热水器的出水温度； 步进电机，所述步进电机用于调节所述燃气热水器的燃气阀的开度； 控制器，所述控制器根据所述燃气热水器的出水温度和目标温度控制所述步进电机调 节所述燃气阀的开度以控制所述出水温度。
2. 如权利要求1所述的燃气热水器的恒温控制装置，其特征在于，还包括： 步进电机驱动电路，所述步进电机驱动电路分别与所述控制器和步进电机连接，所述 步进电机驱动电路包括： 第一电阻，所述第一电阻的一端与所述控制器连接； 第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第一电阻的另一端连接，所述第一三极管 的发射极与所述步进电机连接，所述第一三极管的集电极接地； 第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述第一三极管的发射极连接，所述第一二极 管的阴极与第一预设电源连接。
3. 如权利要求2所述的燃气热水器的恒温控制装置，其特征在于， 在所述出水温度大于所述目标温度，所述控制器发出第一控制信号至所述步进电机驱 动电路以控制所述步进电机调节所述燃气阀的开度减小； 在所述出水温度小于所述目标温度，所述控制器发出第二控制信号至所述步进电机驱 动电路以控制所述步进电机调节所述燃气阀的开度增大； 在所述出水温度等于所述目标温度，所述控制器发出第三控制信号至所述步进电机驱 动电路以控制所述步进电机维持所述燃气阀当前开度。
4. 如权利要求2所述的燃气热水器的恒温控制装置，其特征在于，还包括： 电源电路，所述电源电路分别与外部电源和燃气热水器连接，所述电源电路包括： 整流滤波子电路，所述整流滤波子电路与所述外部电源连接，用于对所述外部电源输 出电压进行整流滤波以获得所述第一预设电源； 三端稳压子电路，所述三端稳压子电路包括三端稳压管，所述三端稳压子电路与所述 整流滤波子电路连接，用于输出第二预设电源。
5. 如权利要求1所述的燃气热水器的恒温控制装置，其特征在于，还包括： 点火电路，所述点火电路包括振荡子电路和高压输出子电路，其中， 所述振荡子电路包括振荡线圈，所述振荡子电路与所述控制器连接，所述振荡线圈包 括第一初级线圈和第一次级线圈； 所述高压输出子电路包括高压包线圈，所述高压包线圈包括第二初级线圈和第二次级 线圈，所述第二次级线圈与所述燃气热水器的点火电极连接； 火焰反馈电路，所述火焰反馈电路分别与所述第一次级线圈和所述控制器连接。
6. 如权利要求1所述的燃气热水器的恒温控制装置，其特征在于，还包括： 吸阀控制和维持电路，所述吸阀控制和维持电路以第一电压控制所述燃气阀开启，在 所述燃气阀开启之后，所述吸阀控制和维持电路以第二电压控制所述燃气阀维持开启，所 述第二电压小于所述第一电压，所述吸阀控制电路和维持电路包括： 第二电阻和第三电阻，所述第二电阻的一端与所述控制器连接，所述第三电阻的一端 与所述控制器连接； 第二三极管，所述第二三极管的基极与所述第二电阻的另一端连接，所述第二三极管 的集电极与所述燃气阀连接； 第二二极管和第三二极管，所述第二二极管的阳极与所述第二预设电源连接，所述第 二二极管的阴极与所述第三二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述第三二极管 的阳极之间具有第一节点，所述第一节点与所述第二三极管的发射极连接； 第三三极管，所述第三三极管的基极与所述第三电阻的另一端连接，所述第三三极管 的发射极分别与所述第三二极管的阴极和预设电源连接，所述第三三极管的集电极与所述 燃气阀连接。
7. 如权利要求1所述的燃气热水器的恒温控制装置，其特征在于，还包括： 风机电机驱动电路，所述风机电机驱动电路包括： 开关子电路，所述开关子电路的一端与所述控制器连接； 继电器子电路，所述继电器子电路的第一端与所述开关子电路的另一端连接，所述继 电器子电路的第二端与所述燃气热水器的风机连接，所述继电器子电路的第三端与外部电 源连接。
8. -种燃气热水器，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的恒温控制装置。
9. 一种燃气热水器的恒温控制方法，其特征在于，燃气热水器包括步进电机，所述控制 方法包括以下步骤： 获取目标温度； 检测燃气热水器的出水温度； 根据所述出水温度和目标温度控制所述步进电机调节所述燃气热水器的燃气阀的开 度以控制所述出水温度。
10. 如权利要求9所述的燃气热水器的恒温控制方法，其特征在于，根据所述出水温度 和目标温度控制所述步进电机调节所述燃气热水器的燃气阀的开度以控制所述出水温度 具体包括： 如果所述出水温度大于所述目标温度，则控制所述步进电机调节所述燃气阀的开度减 小； 如果所述出水温度小于所述目标温度，则控制所述步进电机调节所述燃气阀的开度增 大；以及 如果所述出水温度等于所述目标温度，则控制所述燃气阀维持当前开度。
11. 如权利要求9所述的燃气热水器的恒温控制方法，其特征在于，所述燃气热水器包 括点火电路，所述点火电路包括振荡线圈和高压包线圈，所述控制方法还包括： 在所述点火电路启动之后，所述振荡线圈产生振荡信号，且所述高压包线圈根据所述 振荡信号输出点火电压至所述燃气热水器的点火电极上以进行点火。
12. 如权利要求9所述的燃气热水器的恒温控制方法，其特征在于，所述控制方法还包 括： 以第一电压控制所述燃气阀开启；以及 在所述燃气阀开启之后，以第二电压控制所述燃气阀维持开启，所述第二电压小于所 述第一电压。
【文档编号】F24H9/20GK104101104SQ201410139044
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月8日 优先权日:2014年4月8日
【发明者】赵双喜, 梁国荣, 李光华 申请人:芜湖美的厨卫电器制造有限公司, 美的集团股份有限公司