一种电热水器的出水断电控制电路的制作方法

本实用新型涉及电热水器领域，特别是一种电热水器的出水断电控制电路。

背景技术：

现有的电热水器的出水断电的连接方式主要是采用漏电保护插头作全极断 开控制，漏电保护插头输出控制线与水流控制电路连接，由于水流动后必须切 断电源，该电源切断造成水流控制电路无法正常工作，因此必须采用后备电源 给水流控制电路继续供电，该控制模式必须有两套独立控制电路配套使用才能 实现出水断电功能，增加了整机成本及不便安装性，同时因漏电保护插头无隔 离低压输出供电，造成面板显示无法直接供电，导致面板也必须配独立供电系 统，增加了整机体积和成本。为解决该不足，本发明提出控制系统和水流传感 器内置在电热水器机体中，控制输出采用时序切断方案实现(全极断开)，该方 式满足国标接地必须先接通后断开原则，从而解决了上述困难。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种电热水器的出水断电电路中的地 线继电器要较零火线继电器先闭合后断电的电路。

本实用新型技术解决的方案是：一种电热水器的出水断电的电路，电热水 器包括外壳、内胆、电热管、以及控制内胆和电热管的控制系统，控制系统包 括MCU(IC1)、与MCU连接的水流信号检测模块、连接于MCU(IC1)且由 MCU(IC1)控制的漏电保护芯片(IC2)、零序互感器(ZCT1)、地线互感器(ZCT2)、 E-N电压检测模块、连接于MCU(IC1)的显示操控模块(IC4)、以及电源模块 (IC5)、以及与MCU(IC1)连接且接收的MCU(IC1)时序控制信号的继电器 RL1、RL2、RL3，RL3为吸合较RL1、RL2提前且释放时间较RL1、RL2延迟 的地线继电器，RL1、RL2分别为零、火线继电器，控制系统设于电热水器内， RL1、RL2分别连接于电热管两端且对电热管进行控制，RL3连接电热水器的外 壳或内胆。

进一步的，RL1、RL2、RL3分别设有负载输出端Lo、No、Eo，上述RL1、RL2通过Lo、No连接于电热管两端，RL3通过Eo连接于电热水器的外壳或内 胆。

进一步的，所述控制系统包括与MCU(IC1)连接的继电器控制模块(IC3)， 继电器控制模块(IC3)的输出端Ao、Bo、Co分别连接于继电器RL1、RL2、 RL3且对继电器RL1、RL2、RL3进行时序控制。

进一步的，所述的水流信号检测模块，水流信号检测模块输出端连接MCU (IC1)，水流信号检测模块通过3根控制线连接到MCU(IC1)且传送水流信号 检测信号。

进一步的，所述漏电保护芯片(IC2)采用VCC供电，漏电保护芯片(IC2)与 VCC之间串联有电阻R1、并联有复位用的Q1三极管和滤波电容CD,漏电输出 端连接到MCU(IC1)。

进一步的，所述的零序互感器(ZCT1)、地线互感器(ZCT2)分别连接漏 电保护芯片的输入端。

进一步的，所述的显示操控模块(IC4)包括显示面板，显示面板是触摸显示 屏、LCD或LED显示屏，面板上设有操作按键或触摸按键，显示操控模块与 MCU(IC1)采用2根或两根以上的有线连接。

进一步的，所述的E-N电压检测模块的输出端连接于MCU输入端的IC1-E 脚。

进一步的，电源模块(IC5)通过变压器供电或开关电源供电，输出两路电 压为VCC及VDD。

本实用新型提出的控制电路是地线继电器，零火继电器均采用MCU时序控 制，其中，地线继电器较零火线继电器采用先吸合后释放控制时序电路。本技 术提出负载控制回路采用继电器控制方式的电路，其中地线继电器采用先行闭 合后断开的时序控制模式。继电器控制方式可以实现断电跳闸也可以实现自动 上电的控制方式，也实现了出水断电的控制功能同时没有安全隐患。

本实用新型的有益效果是：

1、与现有出水断电的电路相比：该出水断电的电路通过对继电器采用时序 控制，当继电器持续通电才能持续吸合，失电自动释放，无机械结构磨损的不 安全隐患；

2、当电热水器的出水断电的电路采用隔离变压器供电或开关电源供电，显 示操控部件无需隔离，能实现各种触摸或按键操作，操作无安全限制；

3、电热水器的出水断电的电路通过水流信号检测模块与继电器的配合可实 现出水断电功能控制功能；

4、电热水器的控制系统和水流信号检测模块在机体内部，减少了体积，降 低了成本，方案安装及增强了美观感。

附图说明

图1为本实用新型电热水器电路结构示意图；

图2为RL1与RL2控制并联且接受MCU(IC1)控制的另一实施例的电路 示意图。

具体实施方式

本实用新型涉及一种电热水器的出水断电的电路，电热水器包括外壳、内 胆、电热管、以及控制内胆和电热管的控制系统，控制系统包括MCU(IC1)、 与MCU连接的水流信号检测模块、连接于MCU(IC1)且由MCU(IC1)控制 的漏电保护芯片(IC2)、零序互感器(ZCT1)、地线互感器(ZCT2)、E-N电压 检测模块、连接于MCU(IC1)的显示操控模块(IC4)、以及电源模块(IC5)、以 及与MCU(IC1)连接且接收的MCU(IC1)时序控制信号的继电器RL1、RL2、 RL3，RL3为吸合较RL1、RL2提前且释放时间较RL1、RL2延迟的地线继电器， RL1、RL2分别为零、火线继电器，控制系统设于电热水器内，RL1、RL2分别 连接于电热管两端且对电热管进行控制，R3连接电热水器的外壳或内胆。RL1、 RL2、RL3分别设有负载输出端Lo、No、Eo，上述RL1、RL2通过Lo、No连 接于电热管两端，RL3通过Eo连接于电热水器的外壳或内胆。控制系统包括与 MCU(IC1)连接的继电器控制模块(IC3)，继电器控制模块(IC3)的输出端 Ao、Bo、Co分别连接于继电器RL1、RL2、RL3且对继电器RL1、RL2、RL3进 行时序控制。RL1、RL2、RL3受控于继电器控制模块IC3输出端导通与截止。 RL3是在RL1、RL2吸合前先行吸合；释放时：RL3较RL1、RL2后释放。

水流信号检测模块输出端连接IC1-F、F1脚，水流信号检测模块通过3根控 制线连接到MCU(IC1)且传送水流信号检测信号。漏电保护芯片(IC2),采用VCC 供电，中间串有电阻R1、并接有复位用的Q1三极管和滤波电容CD,漏电输出 端连接到MCU的IC1-D脚。互感器ZCT1、ZCT2分别连接漏电保护芯片的输 入端。显示操控模块(IC4)，显示操控模块(IC4)包括显示面板，显示面板是触摸 显示屏、LCD或LED显示屏，面板上设有操作按键或触摸按键，显示操控模块 与IC1采用2根及以上的有线连接，分别是G、GN。E-N电压检测模块，E-N 模块是并接在Ei-Ni中间，检测输出连接有MCU输入端的IC1-E脚。电源模块 (IC5)，电源采用变压器供电或开关电源供电，输出至少两路电压,本实施方式 中分别是：VCC,VDD。MCU输出控制端：IC1-A、IC1-B、IC1-C分别依程序可 控制继电器RL1、RL2、RL3吸合与释放的时机。

继电器吸合工作状态：

通电状态，系统依约定程序或人为操作(IC4)使控制器负载上电时，IC1-C 脚输出高电平，继电器控制模块(IC3)的IC3-Co脚输出高电平，继电器RL3 获电吸合，与此同时，IC1-A、B经程序约定延时，在本实施方式中为5mS，同 步输出高电平，IC3-Ao、Bo脚输出高电平，继电器RL1、RL2获电吸合，负载 输出Lo、No、Eo获电工作。

继电器释放工作状态：

工作状态，因故障或依程序约定以及人为操作(IC4)使控制负载释放时， IC1-A、B输出低电平，IC3-Ao、Bo脚输出低电平，继电器RL1、RL2无电释 放，与此同时，MCU依程序约定延时在本实施方式中为5mS，并从IC1-A脚输 出低电平，IC3-Co脚输出低电平，继电器RL3无电释放，负载输出端Lo、No、 Eo无电输出。

自动出水断电工作状态：

水流信号检测模块检测到水流信号时输出信号到IC1-F、F1脚，MCU经判 定有效后从IC1-A、B输出低电平，IC3-Ao、Bo脚输出低电平，继电器RL1、RL2 无电释放，与此同时，MCU依程序约定延时，在本实施方式中为5mS，并从IC1-A 脚输出低电平，IC3-Co脚输出低电平，继电器RL3无电释放，负载输出端Lo、 No、Eo无电输出。

自动上电工作状态：

无水流动时，水流信号检测模块无信号输出到IC1-F、F1脚，MCU经判定 有效后从IC1-A、B输出高电平IC3-Co脚输出高电平，继电器RL3获电吸合， 与此同时，IC1-A、B经程序约定延时，在本实施方式中为5mS，同步输出高电 平，IC3-Ao、Bo脚输出高电平，继电器RL1、RL2获电吸合，负载输出Lo、No、Eo获电工作。

零序漏电保护工作状态：

工作时，负载输出端Lo或No对Eo产生漏电时，零序互感线圈(ZCT1) 输出感应电压到IC2漏电保护芯片，当漏电强度满足系统预设值时，IC2输出控 制信号到IC1-D脚，经MCU判定有效后，从IC1-A、B输出低电平，IC3-Ao、 Bo脚输出低电平，继电器RL1、RL2无电释放，与此同时，MCU依程序约定 延时，本实施方式中为5ms，并从IC1-C脚输出低电平，IC3-Co脚输出低电平， 继电器RL3无电释放，负载输出端Lo、No、Eo无电输出。与此同时，IC1-H 输出1次高电平脉冲经Q1，Q1导通后引起CD电容(接IC2电源脚)变为低电 平1次，IC2因无电电源供电而停止输出，此过程实现对IC2电源进行复位。重 新建立器漏电检测保护监测。

地线漏电保护工作状态：

工作状态时，E-N之间到端电压小于预设电压时，在本实施方式中为24V, 此时E-N电压检测模块输出低电平到IC1-E脚，MCU经判定有效后，从IC1-J 脚输出低电平强迫使IC2地线电流检测控制脚短路，从而形成E-N低压状态时 IPE电流不参与保护实现不同用电情况使用；当E-N之间到端电压大于预设电 压时，E-N电压检测模块输出高电平到IC1-E脚，经MCU判定有效后，从IC1-J 脚输出高电平，IC2地线电流检测控制取消，若此时，地线电流ZCT2互感线圈 检测到有漏电电流时，该感应电压送到IC2输入端，经IC2处理锁定后，IC2输 出信号送到IC1-D脚，经MCU判定有效后，从IC1-A、B输出低电平，IC3-Ao、 Bo脚输出低电平，继电器RL1、RL2无电释放，与此同时，MCU依程序约定 延时(如：5mS)并从IC1-C脚输出低电平，IC3-Co脚输出低电平，继电器RL3 无电释放，负载输出端Lo、No、Eo无电输出。与此同时，IC1-H输出1次高电 平脉冲经Q1，Q1导通实现对IC2电源进行复位。重新建立器漏电检测保护监 测。

如图2所示，为为RL1与RL2控制并联且接受MCU(IC1)控制的另一实 施例。在本说明书的描述中，术语“一个实施例”等的描述意指结合该实施例 或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施 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 施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于 本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型 的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用 新型的保护范围之内。