电热水器及其故障检测装置的制作方法

本发明涉及家用电器技术领域，特别涉及一种电热水器的故障检测装置和一种电热水器。

背景技术：

在通过电热水器中的加热元件加热水时，不管是通过加热元件加热水饮用，还是通过加热元件加热水洗浴，用户都需要注意安全用电。如果电热水器发生漏电故障或断电故障，则用户需要根据报警提示立刻切断供电电源，以防发生危险。但是，目前对于电热水器的漏电故障和断电故障的检测一般需分别设置对应的检测电路，这样使得成本较高，体积较大，实用性较低。

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电热水器的故障检测装置，其不仅能够检测出加热回路是否发生漏电故障，还能够检测出加热回路是否发生断电故障，其成本较低，体积较小，实用性较高。

本发明的第二个目的在于提出一种电热水器。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种电热水器的故障检测装置，所述电热水器包括储水内胆和至少一个加热回路，其中，每个加热回路包括加热元件、连接在所述加热元件的一端与供电电源的第一端之间的第一导线、连接在所述加热元件的另一端和供电电源的第二端之间的第二导线，所述故障检测装置包括：漏电检测电路，所述漏电检测电路对应所述第一导线和所述第二导线设置，所述漏电检测电路在每个加热回路发生漏电时生成漏电检测信号；第三导线，所述第三导线连接在所述加热元件的一端和供电电源的第一端之间；第一开关和第二开关，所述第一开关连接在所述第一导线上，所述第二开关连接在所述第三导线上；控制电路，所述控制电路与所述漏电检测电路相连，且控制所述第一开关和所述第二开关的断开和闭合，其中，在所述第一开关闭合、所述第二开关断开时，如果所述控制电路接收到所述漏电检测信号，则判断对应所述第一开关的加热回路发生漏电故障；在所述第一开关断开、所述第二开关闭合时，如果所述控制电路未接收到所述漏电检测信号，则判断对应所述第一开关的加热回路发生断电故障。

根据本发明实施例的电热水器的故障检测装置，通过漏电检测电路在每个加热回路发生漏电时生成漏电检测信号，通过控制电路控制第一开关和第二开关的断开和闭合，且在第一开关闭合、第二开关断开时，如果控制电路接收到漏电检测信号，则判断对应第一开关的加热回路发生漏电故障；在第一开关断开、第二开关闭合时，如果控制电路未接收到漏电检测信号，则判断对应第一开关的加热回路发生断电故障。该装置，通过利用一个漏电检测电路，不仅能够检测出加热回路是否发生漏电故障，还能够检测出加热回路是否发生断电故障，因此成本较低，体积较小，实用性较高。

另外，根据本发明上述实施例提出的电热水器的故障检测装置还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例的，所述第一开关和所述第二开关周期地断开和闭合，其中，在所述第一开关闭合时所述第二开关断开，在所述第一开关断开时所述第二开关闭合。

根据本发明的一个实施例，所述供电电源为市电电源，所述供电电源的第一端为火线端，所述供电电源的第二端为零线端。

根据本发明的一个实施例，所述供电电源为三相四线电源，所述供电电源的第一端为零线端，所述供电电源的第二端为任意一个相线端，其中，所述三相四线电源的每个相线端通过对应的第一导线连接到对应的发热管的一端，所述三相四线电源的零线端分别通过第二导线和第三导线连接到每个发热管的另一端。

根据本发明的一个实施例，所述供电电源为三相三线电源，所述供电电源的第一端和所述供电电源的第二端为任意两个相线端，其中，所述三相三线电源的每个相线端通过对应的第一导线连接到对应的发热管的一端，所述三相三线电源的任意一个相线端通过第三导线连接到对应的发热管的一端，每个发热管的另一端连接在一起。

根据本发明的一个实施例，所述漏电检测电路包括漏电检测线圈。

根据本发明的一个实施例，所述漏电检测线圈为环形线圈，其中，所述第一导线和所述第二导线设置在所述环形线圈的内周侧之内，所述第三导线设置在所述环形线圈的外周侧之外。

根据本发明的一个实施例，所述第一开关或所述第二开关为继电器、晶闸管、igbt(insulatedgatebipolartransistor，绝缘栅双极型晶体管)、mosfet(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)中的一个。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种电热水器，其包括上述实施例的电热水器的故障检测装置。

根据本发明实施例的电热水器，采用上述实施例的电热水器的故障检测装置，通过利用一个漏电检测电路，不仅能够检测出加热回路是否发生漏电故障，还能够检测出加热回路是否发生断电故障，因此成本较低，体积较小，实用性较高。

附图说明

图1是根据本发明实施例的电热水器的加热回路和故障检测装置的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的电热水器的故障检测方法的流程图；

图3是根据本发明一个实施例的电热水器的故障检测装置的结构示意图；

图4是根据本发明一个实施例的电热水器的故障检测装置在进行漏电故障检测时的结构示意图；

图5是根据本发明一个实施例的电热水器的故障检测装置在进行断电故障检测时的结构示意图；

图6是根据本发明另一个实施例的电热水器的故障检测装置的结构示意图；以及

图7是根据本发明实施例的电热水器的方框示意图。

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电热水器及其故障检测装置。

图1是根据本发明实施例的电热水器的加热回路和故障检测装置的结构示意图。

需要说明的是，本发明实施例的电热水器的故障检测装置可应用于电热水器等电器中。其中，电热水器可包括储水内胆和至少一个加热回路。在每个加热回路可包括加热元件、连接在加热元件的一端与供电电源的第一端之间的第一导线、连接在加热元件的另一端和供电电源的第二端之间的第二导线。

图1以一个加热回路为例进行说明。加热回路可包括加热元件10、第一导线20和第二导线30。其中，加热元件10可包括发热管。

如图1所示，本发明实施例的电热水器的故障检测装置可包括漏电检测电路40、第三导线50、第一开关k1、第二开关k2和控制电路60。

其中，漏电检测电路40对应第一导线20和第二导线30设置，漏电检测电路40在加热回路发生漏电时生成漏电检测信号。第三导线50连接在加热元件10的一端和供电电源70的第一端之间。第一开关k1连接在第一导线20上，第二开关k2连接在第三导线50上。控制电路60与漏电检测电路40相连，且控制第一开关k1和第二开关k2的断开和闭合，在第一开关k1闭合、第二开关k2断开时，如果控制电路60接收到漏电检测信号，则判断对应第一开关k1的加热回路发生漏电故障；在第一开关k1断开、第二开关k2闭合时，如果控制电路60未接收到漏电检测信号，则判断对应第一开关k1的加热回路发生断电故障。

具体地，供电电源70可为加热回路提供电源。在第一开关k1闭合、第二开关k2断开时，可通过漏电检测电路40在加热回路发生漏电时生成漏电检测信号，并将漏电检测信号发送给控制电路60。也就是说，在正常漏电检测时，可通过漏电检测电路40检测加热回路是否发生漏电故障，如果控制电路60接收到漏电检测信号，则可判断对应第一开关k1的加热回路发生漏电故障，即可及时地通过控制电路60发出报警提示如红色led灯闪烁，可进入故障处理状态；如果控制电路60未接收到漏电检测信号，则可判断对应第一开关k1的加热回路处于正常工作的状态。

进一步地，本发明实施例的电热水器的故障检测装置除了能够检测加热回路是否发生漏电故障之外，还能够检测加热回路是否发生断电故障。

具体地，在第一开关k1断开、第二开关k2闭合时，可通过漏电检测电路40在由第二导线30、加热元件10和第三导线50构成的加热回路正常工作时生成漏电检测信号。而在供电电源70断电或加热回路中对应的加热元件10损坏等时，可通过漏电检测电路40未生成漏电检测信号。因此，漏电检测电路40可将生成的漏电检测信号发送给控制电路60，通过判断控制电路60是否接收到漏电检测信号，以判断第二导线30、加热元件10和第三导线50所在的加热回路是否发生断电故障。也就是说，在主动制造漏电检测时，可通过漏电检测电路40检测加热回路是否发生断电故障，如果控制电路60接收到漏电检测信号，则可判断对应第一开关k1的加热回路处于正常工作的状态；如果控制电路60未接收到漏电检测信号，则可判断对应第一开关k1的加热回路发生断电故障，可及时地通过控制电路60发出报警提示如黄色led灯闪烁，并进入故障处理状态。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，漏电检测电路40可包括漏电检测线圈。其中，漏电检测线圈可为环形线圈，第一导线20和第二导线30可设置在环形线圈的内周侧之内，第三导线50可设置在环形线圈的外周侧之外。

可以理解，在漏电检测线圈工作时，如果流进和流出漏电检测线圈的工作电流是大小相等且方向相反，总和为零，则漏电检测线圈感应的磁通量为零，漏电检测线圈中无漏电流产生。如果流进和流出漏电检测线圈的工作电流是大小不一致方向且相反，总和不为零，则漏电检测线圈产生可变的磁场，且感应的磁通量不为零，漏电检测线圈中有漏电流产生。因此，漏电检测电路40可将检测到的漏电流作为漏电检测信号。

需要说明的是，漏电检测电路40的漏电故障的检测时间不少于0.1秒，对于电热水器来说，在加热回路加热的过程中，偶尔有0.1秒的异常加热，并不影响加热回路对水加热。

在本发明的一个实施例中，第一开关k1或第二开关k2可为继电器、晶闸管、igbt、mosfet中的一个。第一开关k1和第二开关k2可周期地断开和闭合，其中，周期可根据实际情况进行设定，例如周期可为1秒。在第一开关k1闭合时，第二开关k2断开，检测加热回路是否发生漏电故障的时间可为0.9秒，在第一开关k1断开时，第二开关k2闭合，检测加热回路是否发生断电故障的时间可为0.1秒。

为了使得本领域的人员更加清楚地了解本发明，如图2所示，在周期为1秒内的电热水器的故障检测方法可包括以下步骤：

s201，控制电路控制第一开关k1闭合、第二开关k2断开，进行漏电检测。

s202，判断控制电路是否发出报警提示。如果是，加热回路发生漏电故障，执行步骤s205；如果否，加热回路处于正常工作的状态，执行步骤s203。

s203，控制电路控制第一开关k1断开、第二开关k2闭合，进行断电检测。

s204，判断控制电路是否发出报警提示。如果是，加热回路处于正常工作的状态，返回步骤s201；如果否，加热回路发生断电故障，执行步骤s205。

s205，处理加热回路发生的漏电故障或断电故障。

在本发明的一个实施例中，供电电源70可为市电电源，供电电源70的第一端可为火线端，供电电源70的第二端可为零线端。

在本发明的一个实施例中，供电电源70还可为三相三线电源或三相四线电源。当供电电源70为三相三线电源或三相四线电源时，断电故障可包括缺相故障和加热回路对应的加热元件损坏故障。

在本发明的一个实施例中，当供电电源70为三相四线电源时，如图3所示，供电电源70的第一端可为零线端(即n端)，供电电源70的第二端可为任意一个相线端(如l1端)，其中，三相四线电源的每个相线端(即l1端、l2端和l3端)通过对应的第一导线连接到对应的发热管的一端，三相四线电源的零线端可分别通过第二导线30和第三导线50连接到每个发热管的另一端。

可以理解，三相四线电源可为与每个相线端对应连接的发热管供电，电热水器可包括三个加热回路，每个加热回路可包括第一导线、第二导线30和发热管。其中，第一导线连接到任意一个相线端(即l1端、l2端和l3端)、第二导线30连接到零线端(即n端)以及发热管连接在零线端和任意一个相线端之间。电热水器的故障检测装置可包括漏电检测电路40、第三导线50、第一开关(可为k1、k3、k4或k5)、第二开关k2和控制电路60。

可通过控制电路60智能地控制k1-k5周期地断开和闭合以进行漏电检测和断电检测。其中，整个电路的漏电检测和断电检测的周期可为3秒，零线端和任意一个相线端连接的发热管的漏电检测和断电检测的总时间为1秒。

为了保证电热水器的安全性能，可定期检测电热水器是否发生故障，故障可包括加热回路是否发生漏电故障和断电故障。

首先，可通过控制电路60智能地控制k1闭合、k2断开、k3闭合、k4闭合和k5闭合以检测所有的加热回路是否发生漏电故障。如果控制电路60未接收到漏电检测信号，则可判断所有的加热回路对应的发热管处于正常工作的状态。如果控制电路60接收到漏电检测信号，则可判断至少一个加热回路对应的发热管发生漏电故障。

然后，为了具体检测出哪个加热回路对应的发热管发生漏电故障，可对每个加热回路一一进行漏电检测。其中，零线端和任意一个相线端对应的加热回路的漏电检测的时间均可均为0.9秒。

举例而言，如图4所示，可通过控制电路60智能地控制k2断开、k1闭合、k3断开、k4闭合以及k5断开。如果控制电路60接收到漏电检测信号，则可判断k4所在的加热回路对应的发热管发生漏电故障。如果控制电路60未接收到漏电检测信号，则可判断k4所在的加热回路对应的发热管处于正常工作的状态。

在漏电检测后，可通过控制电路60智能地控制k1断开、k2闭合、k3-k5其中一个闭合以检测k3-k5中闭合的开关所在的加热回路是否发生断电故障。其中，零线端和任意一个相线端对应的加热回路的断电检测时间均可为0.1秒。

举例而言，如图5所示，可通过控制电路60智能地控制k2闭合、k1断开、k3闭合、k4断开以及k5断开。如果控制电路60接收到漏电检测信号，则可判断k3所在的加热回路对应的发热管和供电电源70处于正常工作的状态。如果控制电路60未接收到漏电检测信号，则可判断l1端缺相故障和/或k3所在的加热回路对应的发热管发生损坏。

在本发明的一个实施例中，当供电电源为三相三线电源时，如图6所示，供电电源70的第一端(如l1端)，供电电源70的第二端为任意两个相线端(如l2端或l3端)。其中，三相三线电源的每个相线端(如l1端、l2端和l3端)通过对应的第一导线连接到对应的发热管的一端，三相三线电源的任意一个相线端通过第三导线50连接到对应的发热管的一端，每个发热管的另一端连接在一起。

可以理解，三相三线电源可为每个相线端对应连接的发热管供电，电热水器可包括三个加热回路。例如，可由连接到相线端l1端的第一导线、连接到相线端l2端的第一导线、连接在第一导线上的k1所对应的发热管、连接在第一导线上的k3所对应的发热管构成一个加热回路。可由连接到相线端l1端的第一导线、连接到相线端l2端的第一导线、连接在第一导线上的k1所对应的发热管、连接在第一导线上的k4所对应的发热管构成一个加热回路。可由连接到相线端l2端的第一导线、连接到相线端l3端的第一导线、连接在第一导线上的k3所对应的发热管、连接在第一导线上的k4所对应的发热管构成一个加热回路。电热水器的故障检测装置可包括漏电检测电路40、第三导线50、第一开关(可为k1、k3和k4)、第二开关k2和控制电路60。

可通过控制电路60智能地控制k1-k4周期地断开和闭合以进行漏电检测和断电检测。其中，整个电路的漏电检测和断电检测的周期可为3秒，任意两个相线端对应连接的发热管的漏电检测和断电检测的总时间为1秒。

为了保证电热水器的安全性能，可定期检测电热水器是否发生故障，故障可包括加热回路是否发生漏电故障和断电故障。

首先，检测所有的加热回路是否发生漏电故障，可通过控制电路60智能地控制k1闭合、k2断开、k3闭合和k4闭合。如果控制电路60未接收到漏电检测信号，则可判断所有的加热回路对应的发热管均处于正常工作的状态。如果检测电路60接收到漏电检测信号，则可判断至少一个加热回路对应的发热管发生漏电故障。

然后，为了具体检测出哪个加热回路对应的发热管发生漏电故障，可对每个加热回路进行漏电检测。其中，任意两个相线端对应的加热回路的漏电检测的时间可均为0.9秒。

举例而言，可通过控制电路60智能地控制k2断开、k1闭合、k3闭合以及k4断开。如果控制电路60接收到漏电检测信号，则可判断k1和k3所在的加热回路分别对应的至少一个发热管发生漏电故障。如果控制电路60未接收到漏电检测信号，则可判断k1和k3所在的加热回路分别对应的发热管均处于正常工作的状态。

在漏电检测后，可通过控制电路60智能地控制k1断开、k2闭合、k3-k4其中一个闭合以检测k3-k4中闭合的开关所在的加热回路是否发生断电故障。其中，任意两个相线端对应的加热回路的断电检测的时间均为0.1秒。

举例而言，可通过控制电路60智能地控制k2闭合、k1断开、k3断开以及k4闭合。如果控制电路60接收到漏电检测信号，则可判断k1和k4所在的加热回路对应的发热管均处于正常工作的状态。如果控制电路60未接收到漏电检测信号，则可判断l1端和/或l3端缺相故障和/或k1和k4所在的加热回路对应的至少一个发热管发生损坏。

综上所述，根据本发明实施例的电热水器的故障检测装置，通过漏电检测电路在每个加热回路发生漏电时生成漏电检测信号，通过控制电路控制第一开关和第二开关的断开和闭合，且在第一开关闭合、第二开关断开时，如果控制电路接收到漏电检测信号，则判断对应第一开关的加热回路发生漏电故障；在第一开关断开、第二开关闭合时，如果控制电路未接收到漏电检测信号，则判断对应第一开关的加热回路发生断电故障。该装置通过利用一个漏电检测电路，不仅能够检测出加热回路是否发生漏电故障，还能够检测出加热回路是否发生断电故障，因此成本较低，体积较小，实用性较高。

基于上述实施例，本发明还提出了一种电热水器1000。

图7是根据本发明实施例的电热水器的方框示意图。如图7所示，本发明实施例的电热水器1000包括上述实施例的电热水器的故障检测装置100。

需要说明的是，在本发明实施例的电热水器1000中未披露的细节，请参考本发明实施例的电热水器的故障检测装置100中所披露的细节，具体这里不再详述。

根据本发明实施例的电热水器，采用上述实施例的电热水器的故障检测装置，通过利用一个漏电检测电路，不仅能够检测出加热回路是否发生漏电故障，还能够检测出加热回路是否发生断电故障，因此成本较低，体积较小，实用性较高。

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。