热水器控制系统及热水器的制作方法

本实用新型涉及热水器技术领域，具体而言，涉及一种热水器控制系统及热水器。

背景技术：

随着科技的发展以及人民生活水平的逐步提高，人们对家用热水的要求也越来越高。传统的热水器在使用时需放掉管路中的冷水，这不仅造成了水资源的浪费，也增加了用户洗浴等待时间，用户体验非常差，中央热水系统的出现使得用户在打开水龙头或者花洒就能使用热水成为可能，用户无需等待，为用户生活提供了便利。

家用中央热水系统是将管路形成闭合回路，利用水泵提供动力，将冷水不断地送入热水器加热直至达到设定温度，加热结束后整个热水管中的水不再是冷水，因此可以实现用水点的即开即热；但目前中央燃气热水器上较为常用的水泵一般都是交流水泵，而交流水泵应用在壁挂炉以及热水器上时，因其启动力矩小并且其轴套采用不锈钢易产生水垢，容易产生卡死问题；另外，在相同价位的水泵，交流水泵扬程较小，所提供管道的循环水量也较小，对中央燃气热水器的预热舒适性影响也较大。而采用直流水泵虽然能够解决易卡死问题，但是直流水泵的驱动电路一般为整流桥以及电解电容处理后的开关电源，在电源启动及断开的瞬间，冲击电流为正常使用电流的几十到一百倍不止，导致电路发生损坏。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种热水器控制系统及热水器，以降低热水器中的直流水泵的启动冲击电流，以及解决交流水泵易卡死、循环水量小的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本实用新型实施例提出一种热水器控制系统，用于控制热水器的直流水泵转动或停止转动，所述热水器控制系统包括主控制器及驱动板，所述主控制器包括主控芯片及继电器，所述主控芯片与所述继电器电连接，所述继电器与所述主控芯片均与一交流电源电连接，所述驱动板包括开关电源、第一连接端、第二连接端及光耦控制电路，所述开关电源与所述交流电源、所述光耦控制电路电连接，所述第一连接端与所述继电器电连接，所述第一连接端、光耦控制电路及所述第二连接端依次电连接，所述第二连接端与所述直流水泵电连接；所述开关电源用于将所述交流电源处理为直流电源；所述主控芯片用于控制所述继电器导通或断开，以控制所述交流电源是否加载到所述第一连接端，进而控制所述直流电源是否加载到所述第二连接端，当控制所述继电器导通时，所述交流电源通过所述继电器加载到所述第一连接端，所述光耦控制电路依据所述交流电源导通，所述直流电源通过所述光耦控制电路加载到所述第二连接端，所述直流水泵转动；当控制所述继电器断开时，所述交流电源不能通过所述继电器加载到所述第一连接端，所述光耦控制电路截止，所述直流电源与所述第二连接端断开，所述直流水泵停止转动。

第二方面，本实用新型实施例还提出一种热水器，包括直流水泵以及热水器控制系统，所述热水器控制系统用于控制所述直流水泵转动或停止转动，所述热水器控制系统包括主控制器及驱动板，所述主控制器包括主控芯片及继电器，所述主控芯片与所述继电器电连接，所述继电器与所述主控芯片均与一交流电源电连接，所述驱动板包括开关电源、第一连接端、第二连接端及光耦控制电路，所述开关电源与所述交流电源、所述光耦控制电路电连接，所述第一连接端与所述继电器电连接，所述第一连接端、光耦控制电路及所述第二连接端依次电连接，所述第二连接端与所述直流水泵电连接；所述开关电源用于将所述交流电源处理为直流电源；所述主控芯片用于控制所述继电器导通或断开，以控制所述交流电源是否加载到所述第一连接端，进而控制所述直流电源是否加载到所述第二连接端，当控制所述继电器导通时，所述交流电源通过所述继电器加载到所述第一连接端，所述光耦控制电路依据所述交流电源导通，所述直流电源通过所述光耦控制电路加载到所述第二连接端，所述直流水泵转动；当控制所述继电器断开时，所述交流电源不能通过所述继电器加载到所述第一连接端，所述光耦控制电路截止，所述直流电源与所述第二连接端断开，所述直流水泵停止转动。

相对现有技术，本实用新型实施例具有以下有益效果：

本实用新型实施例提供的热水器控制系统及热水器，该热水器控制系统用于控制热水器的直流水泵转动或停止转动，包括主控制器及驱动板，所述主控制器包括主控芯片及继电器，所述主控芯片与所述继电器电连接，所述继电器与所述主控芯片均与一交流电源电连接，所述驱动板包括开关电源、第一连接端、第二连接端及光耦控制电路，所述开关电源与所述交流电源、所述光耦控制电路电连接，所述第一连接端与所述继电器电连接，所述第一连接端、光耦控制电路及所述第二连接端依次电连接，所述第二连接端与所述直流水泵电连接，所述开关电源用于将所述交流电源处理为直流电源，所述主控芯片用于控制所述继电器导通或断开，以控制所述交流电源是否加载到所述第一连接端，进而控制所述直流电源是否加载到所述第二连接端，当控制所述继电器导通时，所述交流电源通过所述继电器加载到所述第一连接端，所述光耦控制电路依据所述交流电源导通，所述直流电源通过所述光耦控制电路加载到所述第二连接端，所述直流水泵转动；当控制所述继电器断开时，所述交流电源不能通过所述继电器加载到所述第一连接端，所述光耦控制电路截止，所述直流电源与所述第二连接端断开，所述直流水泵停止转动。可见，在本申请中，开关电源与交流电源一直保持连接，开关电源中的电解电容一直处于充电饱和状态，故当需要启动直流水泵时，只需控制继电器导通，使开关电源处理得到的直流电源加载到第二连接端即可，即开关电源与交流电源是一直处于接通状态，降低了直流水泵启动冲击电流，避免了现有技术中开关电源启动瞬间，冲击电流过大造成电路损坏的问题；此外，本申请直接使用驱动板与直流水泵替换原交流水泵，主控制器硬、软件均无需做任何改变，解决了目前交流水泵易卡死、循环水量小的问题，提高中央热水预热舒适性。

本实用新型实施例的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的热水器控制系统的结构框图。

图2示出了本实用新型实施例所提供的驱动板的电路结构示意图。

图标：10-热水器；20-交流电源；100-热水器控制系统；200-直流水泵；110-主控制器；120-驱动板；111-主控芯片；112-继电器；113-防冻端子；114-水泵端子；121-开关电源；122-第一连接端；123-第二连接端；124-光耦控制电路；1241-光电耦合器；1242-放大电路；1243-开关电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图1，为本实用新型实施例所提供的热水器10的结构框图。该热水器10包括热水器控制系统100、直流水泵200，所述热水器控制系统100与所述直流水泵200电连接，所述热水器10可通过接通交流电源20实现整机通电，所述热水器控制系统100用于控制直流水泵200转动或停止转动。

在本实施例中，所述交流电源20可以为AC220v电源。

所述热水器控制系统100包括主控制器110及驱动板120，所述主控制器110包括主控芯片111及继电器112，所述主控芯片111与所述继电器112电连接，所述继电器112与所述主控芯片111均与所述交流电源20电连接，所述驱动板120包括开关电源121、第一连接端122、第二连接端123及光耦控制电路124，所述开关电源121与所述交流电源20、所述光耦控制电路124电连接，所述第一连接端122与所述继电器112电连接，所述第一连接端122、光耦控制电路124及所述第二连接端123依次电连接，所述第二连接端123与所述直流水泵200电连接。

在本实施例中，所述主控制器110还包括防冻端子113，所述防冻端子113与所述交流电源20电连接，所述开关电源121通过所述防冻端子113接通所述交流电源20。

在本实施例中，所述主控制器110还包括水泵端子114，所述水泵端子114与所述继电器112电连接，所述第一连接端122通过所述水泵端子114与所述继电器112电连接。优选地，可直接将主控制器110上原本接交流水泵的端子作为本申请的水泵端子114。

所述开关电源121用于将所述交流电源20处理为直流电源。

所述主控芯片111用于控制所述继电器112导通或断开，以控制所述交流电源20是否加载到所述第一连接端122，进而控制所述直流电源是否加载到所述第二连接端123，当控制所述继电器112导通时，所述交流电源20通过所述继电器112加载到所述第一连接端122，所述光耦控制电路124依据所述交流电源20导通，所述直流电源通过所述光耦控制电路124加载到所述第二连接端123，所述直流水泵200转动；当控制所述继电器112断开时，所述交流电源20不能通过所述继电器112加载到所述第一连接端122，所述光耦控制电路124截止，所述直流电源与所述第二连接端123断开，所述直流水泵200停止转动。

可以理解，在本实施例中，当热水器10整机通电时，主控芯片111、继电器112及防冻端子113均可直接接通交流电源20。其中，主控芯片111内部具有电源模块，该电源模块能够依据交流电源20为主控芯片111上的其他电路模块或电路单元提供各种供电电压；继电器112在断开时，水泵端子114不能接通交流电源20，继电器112导通时，继电器112可通过该继电器112接通该交流电源20；防冻端子113在整机通电后能够持续输出AC220v电源，由于开关电源121与防冻端子113连接，因此，开关电源121相当于一直与交流电源20接通，能够根据该防冻端子113输出的AC220v电源进行交流转直流变换得到直流水泵200转动所述的直流电源。

如图2所示，为所述光耦控制电路124的电路连接示意图。所述光耦控制电路124包括光电耦合器1241、放大电路1242及开关电路1243，所述开关电源121与所述光电耦合器1241、放大电路1242及所述开关电路1243均电连接，所述光电耦合器1241与所述第一连接端122及所述放大电路1242均电连接，所述开关电路1243与所述放大电路1242及所述第二连接端123均电连接。

其中，所述光耦控制电路124还包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3及第一二极管D1，所述第一电阻R1和所述第二电阻R2串联于所述光电耦合器1241的第一端与所述开关电源121之间，所述光电耦合器1241的第二端通过所述第三电阻R3与所述第一连接端122的第一引脚电连接，所述光电耦合器1241的第三端与所述第一二极管D1的阳极电连接，所述第一二极管D1的阴极与所述第一连接端122的第二引脚电连接，所述光电耦合器1241的第四端接地。

可以理解，第一连接端122的第一引脚，为图2中第一连接端122上数字标号为“3”的引脚，第一连接端122的第二引脚，为图2中第一连接端122上数字标号为“1”的引脚。

在本实施例中，当直流水泵200停止运转时，该第一二极管D1能够在电路断电瞬间吸收来自驱动板120上电路产生的各种冲击电势、杂波等，防止这些冲击电势及杂波被引入到主控制器110，从而影响热水器10的正常工作。

进一步地，所述光耦控制电路124还包括第四电阻R4，所述放大电路1242包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第二二极管D2、第五电阻R5及第六电阻R6，所述第一三极管Q1的基极电连接于所述第一电阻R1与所述第二电阻R2之间，所述第一三极管Q1的发射极与所述开关电源121电连接，所述第一三极管Q1的集电极与所述第二二极管D2的阳极电连接，所述第五电阻R5及所述第六电阻R6串联于所述第二二极管D2的阴极与所述第二三极管Q2的基极之间，所述第二三极管Q2的发射极接地，所述第二三极管Q2的集电极通过所述第四电阻R4与所述开关电源121电连接，所述第二三极管Q2的集电极还与所述开关电路1243电连接。

在本实施例中，该第一三极管Q1为PNP型三极管，第二三极管Q2为NPN型三极管，故该放大电路1242能够对信号进行两级放大，以保证开关电路1243能够导通，进而开关电源121能够通过开关电路1243加载到第二连接端123。

进一步地，所述放大电路1242还包括第七电阻R7及电容C1，所述第七电阻R7的一端与所述第一三极管Q1的集电极电连接，所述第七电阻R7的另一端接地；所述电容C1的一端电连接于所述第五电阻R5与第六电阻R6之间，所述电容C1的另一端接地。

在本实施例中，所述开关电路1243为NMOS场效应管，所述NMOS场效应管的栅极电连接于所述第四电阻R4与所述第二三极管Q2的集电极之间，所述NMOS场效应管的漏极与所述开关电源121电连接，所述NMOS场效应管的源极与所述第二连接端123电连接。

进一步地，所述光耦控制电路124还包括第三二极管D3，所述第二连接端123包括第三引脚和第四引脚，所述NMOS场效应管的源极、所述第三二极管D3的阴极均与所述第四引脚电连接，所述第三二极管D3的阳极与所述第三引脚电连接，所述第三引脚接地。

可以理解，第二连接端123的第三引脚，为第二连接端123上数字标号为“3”的引脚，第二连接端123的第四引脚，为第一连接端122上数字标号为“4”的引脚。

在本实施例中，当直流水泵200停止转动时，直流水泵200断电瞬间产生的反向电势能够被该第三二极管D3所吸收，达到保护NMOS场效应管以及第二三极管Q2的目的。

在本申请中，当热水器10通电后，开关电源121通过防冻端子113接通交流电源20，该交流电源20在开关电源121作用下处理为直流水泵200所需直流电源，但该直流电源暂未加载到第二连接端123，因此直流水泵200暂时不会转动；当主控芯片111控制继电器112导通时，交流电源20可通过继电器112加载到第一连接端122，此时光电耦合器1241得以导通，再经过第一三极管Q1及第二三极管Q2进行两级放大信号放大，使得NMOS场效应管(即开关电路1243)导通，开关电源121处理得到的直流电源便可直接加载到第二连接端123，此时直流水泵200开始转动，由于开关电源121中的电解电容一直处于充电饱和状态，在控制直流水泵200转动的过程中无需对电解电容充电，从而降低了直流水泵200的启动冲击电流；当主控芯片111控制继电器112断开时，则第一三极管Q1和第二三极管Q2瞬间断开，NMOS场效应管也断电截止，开关电源121与第二连接端123断开，直流水泵200停止运转，直流水泵200断电产生的反向电势能够被第三二极管D3吸收，达到保护NMOS场效应管与第二三极管Q2的目的；第一二极管D1在整个电路断电瞬间也可以吸收来自驱动板120上的电路产生的各种冲击电势，防止引入到主控制器110中，进一步达到保护主控制器110不受损坏的效果。

综上所述，本实用新型实施例所提供的热水器控制系统及热水器，该热水器控制系统用于控制热水器的直流水泵转动或停止转动，包括主控制器及驱动板，所述主控制器包括主控芯片及继电器，所述主控芯片与所述继电器电连接，所述继电器与所述主控芯片均与一交流电源电连接，所述驱动板包括开关电源、第一连接端、第二连接端及光耦控制电路，所述开关电源与所述交流电源、所述光耦控制电路电连接，所述第一连接端与所述继电器电连接，所述第一连接端、光耦控制电路及所述第二连接端依次电连接，所述第二连接端与所述直流水泵电连接，所述开关电源用于将所述交流电源处理为直流电源，所述主控芯片用于控制所述继电器导通或断开，以控制所述交流电源是否加载到所述第一连接端，进而控制所述直流电源是否加载到所述第二连接端，当控制所述继电器导通时，所述交流电源通过所述继电器加载到所述第一连接端，所述光耦控制电路依据所述交流电源导通，所述直流电源通过所述光耦控制电路加载到所述第二连接端，所述直流水泵转动；当控制所述继电器断开时，所述交流电源不能通过所述继电器加载到所述第一连接端，所述光耦控制电路截止，所述直流电源与所述第二连接端断开，所述直流水泵停止转动。可见，在本申请中，开关电源与交流电源一直保持连接，开关电源中的电解电容一直处于充电饱和状态，故当需要启动直流水泵时，只需控制继电器导通，使开关电源处理得到的直流电源加载到第二连接端即可，即开关电源与交流电源是一直处于接通状态，降低了直流水泵启动冲击电流，避免了现有技术中开关电源启动瞬间，冲击电流过大造成电路损坏的问题；此外，本申请直接使用驱动板与直流水泵替换原交流水泵，主控制器硬、软件均无需做任何改变，解决了目前交流水泵易卡死、循环水量小的问题，提高中央热水预热舒适性。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，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。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。