一种高安全控制的壁挂炉控制器及壁挂炉的制作方法

文档序号:19034399发布日期:2019-11-05 22:10阅读:376来源:国知局
一种高安全控制的壁挂炉控制器及壁挂炉的制作方法

本实用新型涉及一种壁挂炉控制器,特别是涉及一种高安全控制的壁挂炉控制器及壁挂炉。



背景技术:

壁挂炉是燃气壁挂炉的简称,全称是燃气壁挂式采暖炉,是一种以天然气为能源的热水器,通过燃烧加热方式,将热量传递到流经热交换器的冷水中,以达到制备热水目的的一种燃气用具。具有防冻保护、防干烧保护、意外熄火保护、温度过高保护、水泵防卡死保护等多种安全保护措施。为给用户带来舒适的生活,壁挂炉已成为人们日常生活中不可或缺的家用电器之一。如果壁挂炉在工作过程中,进气、进水、排风、温控、点火或检火等工序出现故障,不仅会造成壁挂炉达不到正常工作的指标,也有可能造成损坏自身配件,或者造成安全隐患,因此对每一个工序和其部件的监控和反馈都是很有必要的,并且其智能化和可靠性还需进一步提高。同时壁挂炉在工作过程对通风要求严格,倘若壁挂炉因通风不畅而导致壁挂炉工作温度过高,一方面无法保证壁挂炉的工作性能,另一方面其所产生的一氧化碳将会对用户的生命安全形成重大危害。因此,如何使壁挂炉达到合适的工作温度,保证用户生命安全和提高壁挂炉的安全性能是本领域技术人员亟待解决的技术问题。



技术实现要素:

本实用新型克服了现有技术中,壁挂炉控制器安全性仍需提高的问题,提供一种结构合理、安全方便的高安全控制的壁挂炉控制器及壁挂炉。

本实用新型的技术解决方案是,提供一种具有以下结构的高安全控制的壁挂炉控制器及壁挂炉:含有风压开关状态检测模块、风机驱动控制模块、水泵驱动控制模块、水流开关状态检测模块、点火控制模块、火焰状态检测模块、温控开关状态检测模块、MCU、截止阀驱动控制模块、比例阀驱动控制模块、双输入与门、双输入或门、第一四输入与门和第二四输入与门,其中风压开关状态检测模块的信号输出端连接MCU中相应的信号输入管脚和第一四输入与门的信号输入端;水流开关状态检测模块的信号输出端连接MCU中相应的信号输入管脚和第一四输入与门的信号输入端;温控开关状态检测模块的信号输出端连接MCU中相应的信号输入管脚和第二四输入与门的信号输入端;风机驱动控制模块的信号输入端连接MCU中相应的信号输出管脚和第一四输入与门的信号输入端;水泵驱动控制模块的信号输入端连接MCU中相应的信号输出管脚和第一四输入与门的信号输入端,水泵驱动控制模块的信号输出端连接水泵;点火控制模块的信号输入端连接MCU中相应的信号输出管脚和双输入或门的一个信号输入端,火焰状态检测模块的信号输出端连接MCU中相应的信号输入管脚和双输入或门的另一个信号输入端,双输入或门的信号输出端连接第二四输入与门的信号输入端;MCU中比例阀驱动控制的信号输出管脚和第二四输入与门的信号输入端接入双输入与门后再连接比例阀驱动控制模块的信号输入端;第一四输入与门的信号输出端连接第二四输入与门的信号输入端;第二四输入与门的信号输出端连接截止阀驱动控制模块的信号输入端;MCU中控制截止阀驱动控制模块的信号输出管脚连接第二四输入与门的信号输入端。

优选地,所述第一四输入与门和第二四输入与门为四信号输入端双与门芯片,其型号为74LS21,其中第一四输入与门的信号输入端为芯片的管脚9、10、12和13,信号输出端为管脚8,第二四输入与门的信号输入端为芯片的管脚1、2、4和5,信号输出端为芯片的管脚6,管脚14连接电源VCC,管脚7连接电源GND;MCU的型号为STM32F030C8T6,其中MCU的管脚VDD和VDDA连接电源VCC,管脚VSSA连接电源GND,管脚NRST通过电阻R3连接电源VCC,管脚NRST通过C1连接电源GND,管脚VSS1连接电源GND,管脚VDD1连接电源VCC,MCU中控制截止阀驱动控制模块的信号输出管脚PB10连接第二四输入与门的信号输入管脚2。

优选地,所述风压开关状态检测模块含有电源VCC、电源GND、电阻R2和水流开关S1,其中电源VCC和电源GND之间依次串联有电阻R2和水流开关S1,其中风压开关状态检测模块的信号输出端为电阻R2和水流开关S1的连接处,该信号输出端连接第一四输入与门的管脚10和MCU的信号输入管脚PB14;所述水流开关状态检测模块含有电源VCC、电源GND、电阻R1和水流开关S2,其中电源VCC和电源GND之间依次串联有电阻R1和水流开关S2,其中水流开关状态检测模块的信号输出端为电阻R1和水流开关S2的连接处,该信号输出端连接第一四输入与门的管脚13和MCU的信号输入管脚PB12;所述温控开关状态检测模块含有电源VCC、电源GND、电阻R8和水流开关S3,其中电源VCC和电源GND之间依次串联有电阻R8和温控开关S3,其中温控开关状态检测模块的信号输出端为电阻R8和温控开关3的连接处,该信号输出端连接第二四输入与门的管脚1和MCU的信号输入管脚PB11。

优选地,所述风机驱动控制模块含有电源VCC、电源GND、三极管Q5、电阻R12、DC24V、AC220V、继电器K3和风机FJ,其中三极管Q5的基极通过电阻R12连接电源VCC,三极管Q5的集电极通过继电器K3的线圈连接DC24V,三极管Q3的发射极连接电源GND,风机FJ通过继电器K3的常开双触头连接AC220V,其中三极管Q5的基极为风机驱动控制模块的控制信号输入端,其连接MCU的信号输出管脚PB15和第一四输入与门的信号输入管脚9,风机驱动控制模块的信号输出端为风机FJ;所述水泵驱动控制模块含有电源VCC、电源GND、三极管Q4、电阻R11、DC24V、AC220V、继电器K2和水泵SB,其中三极管Q5的基极通过电阻R11连接电源VCC,三极管Q4的集电极通过继电器K2的线圈连接DC24V,三极管Q4的发射极连接电源GND,水泵SB通过继电器K2的常开双触头连接AC220V,其中三极管Q4的基极为风机驱动控制模块的控制信号输入端,其连接MCU的信号输出管脚PB13和第一四输入与门的信号输入管脚12,水泵驱动控制模块的信号输出端为水泵SB。

优选地,所述点火控制模块的信号输入端连接MCU的信号输出管脚PB2和双输入或门的一个信号输入端,火焰状态检测模块的信号输出端连接MCU的信号输入管脚PB1和双输入或门的另一个信号输入端,双输入或门由二极管D3、二极管D4、电阻R10和电源GND组成,其中二极管D3和二极管D4的负极彼此相连后,接入第二四输入与门的管脚4,同时其通过电阻R10接入电源GND,二极管D3和二极管D4各自的正极为双输入或门的两个信号输入端。

优选地,所述MCU中控制比例阀的信号输出管脚PA8和第二四输入与门的信号输出端均连接在双输入与门的信号输入端,双输入与门的信号输出端连接比例阀驱动控制模块的信号输入端,其中双输入与门含有电源VCC、电源GND、二极管D1、二极管D2和电阻R4,二极管D1和二极管D2彼此的正极相连后作为双输入与门的信号输出端和比例阀驱动控制模块的信号输入端,并通过电阻R4接入电源VCC,二极管D1和二极管D2各自的负极为双输入与门的两个信号输入端,两个信号输入端分别连接MCU的信号输出管脚PA8和第二四输入与门的信号输出管脚6;比例阀驱动控制模块含有电源GND、电阻R7、电阻R5、电阻R6、三极管Q1、三极管Q2、DC24V和比例阀P1,其中三极管Q2的基极依次串联电阻R7后接入双输入与门的信号输出端,三极管Q2的发射极连接电源GND,三极管Q2的集电极通过电阻R5连接DC24V,三极管Q2的集电极通过电阻R6连接三极管Q1的基极,三极管Q1的发射极连接DC24V,三极管Q1的集电极串联比例阀P1后连接电源GND。

优选地,所述截止阀驱动控制模块含有电源VCC、电源GND、三极管Q3、电阻R9、DC24V、AC220V、继电器K1和截止阀P2,其中三极管Q3的基极通过电阻R9连接电源VCC,三极管Q3的集电极通过继电器K1的线圈连接DC24V,三极管Q3的发射极连接电源GND,截止阀P2通过继电器K1的常开双触头连接AC220V,其中三极管Q3的基极为截止阀驱动控制模块的控制信号输入端,其连接第二四输入与门的信号输出管脚6。

优选地,所述点火控制模块含有点火电源、点火开关电路、点火脉冲电路和点火针DH,其中MCU的信号输出管脚PB2连接点火开关电路的信号输入端,点火开关电路的信号输出端连接点火脉冲电路的信号输入端,点火电源含有振荡电路和点火升压电路,点火电源为点火脉冲电路提供电源,点火脉冲电路的输出端连接点火针DH;振荡电路含有电源VCC、三极管Q2、电容C21、电阻R43、电源GND,升压变压器T的线圈TW1和线圈TW2,三极管Q2的发射极连接电源VCC,三极管Q2的发射极和基极之间并联有电容C21,三极管Q2的基极依次串联线圈TW1和电阻R43后连接电源GND,三极管Q2的集电极串联线圈TW2后连接电源GND,点火升压电路含有升压变压器T中的线圈TW4,升压变压器T的输入端含有线圈TW1和线圈TW2,升压变压器T的输出端含有线圈线圈TW3和TW4,其中线圈TW1和线圈TW2为独立的两路线圈,线圈TW3和线圈TW4串连成一个线圈,线圈TW4一端连接电源GND,另一端连接点火脉冲电路中二极管D12的正极作为点火升压电路的电源输入端,其中线圈TW1:TW2:TW4的匝数比为1:1:8.8;点火开关电路含有二极管D14、电阻R54、电阻R53、晶闸管MCR1,电容C26和电源GND,其中二极管D14的正极串联电阻R54后连接MCU的信号输出管脚PB2,D14的负极串联电阻R53后连接电源GND,晶闸管MCR1的控制极通过电阻R53后连接电源GND,电容C26和电阻R53并联,晶闸管MCR1的阴极连接电源GND,晶闸管MCR1的阳极连接点火脉冲电路,晶闸管MCR1的通断为点火脉冲电路工作的开关信号;点火脉冲电路含有二极管D12、电阻R52、电容C25、高压触发二极管D13、点火线圈T3,点火线圈T3上形成高压脉冲,通过点火针DH进行放电,其中二极管D12的正极连接点火升压电路的输出端TW4,二极管D12的负极依次串联电容C25和点火线圈T3后接入晶闸管MCR1的阳极,二极管D12的负极串联高压触发二极管D13后接入晶闸管MCR1的阳极,电容C25两端并联有电阻R52,点火线圈T3的输出端连接两根点火针DH。

优选地,所述火焰状态检测模块含有检火电源、检火转换电路、检火判断电路、点火关断电路、电平翻转电路和电平钳制电路,检火电源含有振荡电路和检火升压电路,检火电源为检火转换电路提供电源,检火转换电路的输出端连接电平钳制电路的输出端,检火转换电路的输出信号经过电平钳制电路钳制后接入检火判断电路的信号输入端,检火判断电路的信号输出端经过电平翻转电路和电平钳制电路的处理后接入MCU的信号输入管脚PB1,检火判断电路的信号输出端经过点火关断电路连接MCU的信号输出管脚PB2,其中振荡电路含有电源VCC、三极管Q2、电容C21、电阻R43、电源GND,升压变压器T的线圈TW1和线圈TW2,三极管Q2的发射极连接电源VCC,三极管Q2的发射极和基极之间并联有电容C21,三极管Q2的基极依次串联线圈TW1和电阻R43后连接电源GND,三极管Q2的集电极串联线圈TW2后连接电源GND,点火升压电路含有升压变压器T中的线圈TW3,升压变压器T的输入端含有线圈TW1和线圈TW2,升压变压器T的输出端含有线圈线圈TW3和TW4,其中线圈TW1和线圈TW2为独立的两路线圈,线圈TW3和线圈TW4串连成一个线圈,线圈TW3一端连接电源GND,另一端通过电容C22为检火转换电路提供检火电源,其中线圈TW1:TW2:TW3的匝数比为1:1:1.2;检火转换电路含有检火针JH、电阻R42、电阻R44、电阻R46、电阻R47、电阻R49、电源VCC、电源GND、电容C23和电容C24,其中检火针JH的一端依次串联电阻R42、电阻R46、电阻R47、电阻R44后连接电源VCC,电源VCC和电源GND之间串联有电阻R44和电阻R49,电阻R47两端分别通过电容C23和电容C24连接电源GND,检火判断电路含有电源GND和电压比较器,其中电压比较器的正极连接检火转换电路的信号输出端和电平钳制电路的信号输出端,电压比较器的负极连接电源GND,电平钳制电路含有电源VCC、开关二极管D11和电源GND,其中开关二极管D11由二极管D11A和D11B组成,开关二极管D11A的正极和D11B的负极相连作为电平钳制电路的信号输出端,开关二极管D11A的负极连接电源VCC,开关二极管D11B的正极连接电源GND;点火关断电路含有二极管D15,其中二极管D15的负极连接电压比较器的输出端,二极管D15的正极通过电阻R54连接MCU的信号输出管脚PB2;电平翻转电路含有电阻R48、电源VCC、三极管Q3、电阻R50、电阻R51和电源GND,其中电阻R48连接三极管Q3的基极,电源VCC连接三极管Q3的发射极,三极管Q3的集电极通过依次串联电阻R50和电阻R51后连接电源GND,电阻R50和电阻R51的连接处接入MCU的信号输入管脚PB1,同时其作为火焰状态检测模块的信号输出端。

一种含有权利要求1所述高安全控制的壁挂炉控制器的壁挂炉,壁挂炉壳体内部含有风机、控制器、循环水管、内置换热器、水泵、膨胀水箱、燃烧室、燃气比例阀、燃气截止阀和排气管,循环水管上依次设有内置换热器、水泵和膨胀水箱,循环水管的两端通过管道连接外置换热器,燃气进气管上依次设有燃气比例阀和燃气截止阀,燃气进气管的末端连接燃烧室,排气管一端连接燃烧室,风机位于排气管上。

与现有技术相比,本实用新型高安全控制的壁挂炉控制器及壁挂炉具有以下优点:1.本控制器采用连锁控制方式,当运转的重要逻辑异常后,就不能进入其下一个逻辑控制,故能解决壁挂炉仅靠控制器控制外围部件的运转逻辑,当控制逻辑异常后,壁挂炉工作不正常的问题。2.由于壁挂炉各个传感器及控制信号通过外围的硬件逻辑控制电路来联动控制,故当一个部件故障后,其他部件不能被控制,也不会进入运转状态,以避免不必要的安全风险。3.本控制器运转逻辑通过MCU和外围逻辑电路双重控制,能很好地保障壁挂炉的运行安全,尤其是燃气供给的控制被严格的控制,从而保证控制器的高安全性。

附图说明

图1是本实用新型高安全控制的壁挂炉控制器及壁挂炉的工作原理结构示意图;

图2是本实用新型高安全控制的壁挂炉控制器及壁挂炉的电路结构示意图;

图3是本实用新型高安全控制的壁挂炉控制器及壁挂炉中火焰控制模块的结构示意图;

图4是本实用新型高安全控制的壁挂炉控制器及壁挂炉中火焰控制模块结构示意图。

其中点火控制模块和火焰状态检测模块两者合起来属于火焰控制模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型高安全控制的壁挂炉控制器及壁挂炉作进一步说明:如图所示,本实施例中含有风压开关状态检测模块、风机驱动控制模块、水泵驱动控制模块、水流开关状态检测模块、点火控制模块、火焰状态检测模块、温控开关状态检测模块、MCU、截止阀驱动控制模块、比例阀驱动控制模块、双输入与门、双输入或门、第一四输入与门和第二四输入与门,其中风压开关状态检测模块的信号输出端连接MCU中相应的信号输入管脚和第一四输入与门的信号输入端;水流开关状态检测模块的信号输出端连接MCU中相应的信号输入管脚和第一四输入与门的信号输入端;温控开关状态检测模块的信号输出端连接MCU中相应的信号输入管脚和第二四输入与门的信号输入端;风机驱动控制模块的信号输入端连接MCU中相应的信号输出管脚和第一四输入与门的信号输入端;水泵驱动控制模块的信号输入端连接MCU中相应的信号输出管脚和第一四输入与门的信号输入端,水泵驱动控制模块的信号输出端连接水泵;点火控制模块的信号输入端连接MCU中相应的信号输出管脚和双输入或门的一个信号输入端,火焰状态检测模块的信号输出端连接MCU中相应的信号输入管脚和双输入或门的另一个信号输入端,双输入或门的信号输出端连接第二四输入与门的信号输入端;MCU中比例阀驱动控制的信号输出管脚和第二四输入与门的信号输入端接入双输入与门后再连接比例阀驱动控制模块的信号输入端;第一四输入与门的信号输出端连接第二四输入与门的信号输入端;第二四输入与门的信号输出端连接截止阀驱动控制模块的信号输入端;MCU中控制截止阀驱动控制模块的信号输出管脚连接第二四输入与门的信号输入端。

所述第一四输入与门和第二四输入与门为四信号输入端双与门芯片,其型号为74LS21,其中第一四输入与门的信号输入端为芯片的管脚9、10、12和13,信号输出端为管脚8,第二四输入与门的信号输入端为芯片的管脚1、2、4和5,信号输出端为芯片的管脚6,管脚14连接电源VCC,管脚7连接电源GND;MCU的型号为STM32F030C8T6,其中MCU的管脚VDD和VDDA连接电源VCC,管脚VSSA连接电源GND,管脚NRST通过电阻R3连接电源VCC,管脚NRST通过C1连接电源GND,管脚VSS1连接电源GND,管脚VDD1连接电源VCC,MCU中控制截止阀驱动控制模块的信号输出管脚PB10连接第二四输入与门的信号输入管脚2。

本技术采用各个分硬件的工作状态信号来实现整体硬件工作状态的逻辑控制,具备MCU和整体硬件的双重逻辑控制功能,在壁挂炉逻辑状态错误的情况下,通过硬件逻辑控制来防止壁挂炉在错误的状态下运行,从而提高壁挂炉的安全性。

本技术将控制器MCU输出的控制逻辑与各个硬件部分传感器的输出逻辑电平通过逻辑门的方式来控制壁挂炉的运行状态,实现由硬件逻辑电路来控制各个部件的协调运行,确保壁挂炉的运行逻辑不会出错,同时也能避免由于MCU端口故障或程序错误导致的壁挂的控制异常,造成不必要的安全事故。

本技术将复杂的壁挂炉控制逻辑转换为简单的数字逻辑,只有壁挂炉运行的前置逻辑运行正常情况下,后置逻辑才会生效,以保证壁挂炉的工作正常,提高壁挂炉的安全控制。

所述风压开关状态检测模块含有电源VCC、电源GND、电阻R2和水流开关S1,其中电源VCC和电源GND之间依次串联有电阻R2和水流开关S1,其中风压开关状态检测模块的信号输出端为电阻R2和水流开关S1的连接处,该信号输出端连接第一四输入与门的管脚10和MCU的信号输入管脚PB14;所述水流开关状态检测模块含有电源VCC、电源GND、电阻R1和水流开关S2,其中电源VCC和电源GND之间依次串联有电阻R1和水流开关S2,其中水流开关状态检测模块的信号输出端为电阻R1和水流开关S2的连接处,该信号输出端连接第一四输入与门的管脚13和MCU的信号输入管脚PB12;所述温控开关状态检测模块含有电源VCC、电源GND、电阻R8和水流开关S3,其中电源VCC和电源GND之间依次串联有电阻R8和温控开关S3,其中温控开关状态检测模块的信号输出端为电阻R8和温控开关3的连接处,该信号输出端连接第二四输入与门的管脚1和MCU的信号输入管脚PB11。

所述风机驱动控制模块含有电源VCC、电源GND、三极管Q5、电阻R12、DC24V、AC220V、继电器K3和风机FJ,其中三极管Q5的基极通过电阻R12连接电源VCC,三极管Q5的集电极通过继电器K3的线圈连接DC24V,三极管Q3的发射极连接电源GND,风机FJ通过继电器K3的常开双触头连接AC220V,其中三极管Q5的基极为风机驱动控制模块的控制信号输入端,其连接MCU的信号输出管脚PB15和第一四输入与门的信号输入管脚9,风机驱动控制模块的信号输出端为风机FJ;所述水泵驱动控制模块含有电源VCC、电源GND、三极管Q4、电阻R11、DC24V、AC220V、继电器K2和水泵SB,其中三极管Q5的基极通过电阻R11连接电源VCC,三极管Q4的集电极通过继电器K2的线圈连接DC24V,三极管Q4的发射极连接电源GND,水泵SB通过继电器K2的常开双触头连接AC220V,其中三极管Q4的基极为风机驱动控制模块的控制信号输入端,其连接MCU的信号输出管脚PB13和第一四输入与门的信号输入管脚12,水泵驱动控制模块的信号输出端为水泵SB。

所述点火控制模块的信号输入端连接MCU的信号输出管脚PB2和双输入或门的一个信号输入端,火焰状态检测模块的信号输出端连接MCU的信号输入管脚PB1和双输入或门的另一个信号输入端,双输入或门由二极管D3、二极管D4、电阻R10和电源GND组成,其中二极管D3和二极管D4的负极彼此相连后,接入第二四输入与门的管脚4,同时其通过电阻R10接入电源GND,二极管D3和二极管D4各自的正极为双输入或门的两个信号输入端。

所述MCU中控制比例阀的信号输出管脚PA8和第二四输入与门的信号输出端均连接在双输入与门的信号输入端,双输入与门的信号输出端连接比例阀驱动控制模块的信号输入端,其中双输入与门含有电源VCC、电源GND、二极管D1、二极管D2和电阻R4,二极管D1和二极管D2彼此的正极相连后作为双输入与门的信号输出端和比例阀驱动控制模块的信号输入端,并通过电阻R4接入电源VCC,二极管D1和二极管D2各自的负极为双输入与门的两个信号输入端,两个信号输入端分别连接MCU的信号输出管脚PA8和第二四输入与门的信号输出管脚6;比例阀驱动控制模块含有电源GND、电阻R7、电阻R5、电阻R6、三极管Q1、三极管Q2、DC24V和比例阀P1,其中三极管Q2的基极依次串联电阻R7后接入双输入与门的信号输出端,三极管Q2的发射极连接电源GND,三极管Q2的集电极通过电阻R5连接DC24V,三极管Q2的集电极通过电阻R6连接三极管Q1的基极,三极管Q1的发射极连接DC24V,三极管Q1的集电极串联比例阀P1后连接电源GND。

所述截止阀驱动控制模块含有电源VCC、电源GND、三极管Q3、电阻R9、DC24V、AC220V、继电器K1和截止阀P2,其中三极管Q3的基极通过电阻R9连接电源VCC,三极管Q3的集电极通过继电器K1的线圈连接DC24V,三极管Q3的发射极连接电源GND,截止阀P2通过继电器K1的常开双触头连接AC220V,其中三极管Q3的基极为截止阀驱动控制模块的控制信号输入端,其连接第二四输入与门的信号输出管脚6。

所述点火控制模块含有点火电源、点火开关电路、点火脉冲电路和点火针DH,其中MCU的信号输出管脚PB2连接点火开关电路的信号输入端,点火开关电路的信号输出端连接点火脉冲电路的信号输入端,点火电源含有振荡电路和点火升压电路,点火电源为点火脉冲电路提供电源,点火脉冲电路的输出端连接点火针DH;振荡电路含有电源VCC、三极管Q2、电容C21、电阻R43、电源GND,升压变压器T的线圈TW1和线圈TW2,三极管Q2的发射极连接电源VCC,三极管Q2的发射极和基极之间并联有电容C21,三极管Q2的基极依次串联线圈TW1和电阻R43后连接电源GND,三极管Q2的集电极串联线圈TW2后连接电源GND,点火升压电路含有升压变压器T中的线圈TW4,升压变压器T的输入端含有线圈TW1和线圈TW2,升压变压器T的输出端含有线圈线圈TW3和TW4,其中线圈TW1和线圈TW2为独立的两路线圈,线圈TW3和线圈TW4串连成一个线圈,线圈TW4一端连接电源GND,另一端连接点火脉冲电路中二极管D12的正极作为点火升压电路的电源输入端,其中线圈TW1:TW2:TW4的匝数比为1:1:8.8;点火开关电路含有二极管D14、电阻R54、电阻R53、晶闸管MCR1,电容C26和电源GND,其中二极管D14的正极串联电阻R54后连接MCU的信号输出管脚PB2,D14的负极串联电阻R53后连接电源GND,晶闸管MCR1的控制极通过电阻R53后连接电源GND,电容C26和电阻R53并联,晶闸管MCR1的阴极连接电源GND,晶闸管MCR1的阳极连接点火脉冲电路,晶闸管MCR1的通断为点火脉冲电路工作的开关信号;点火脉冲电路含有二极管D12、电阻R52、电容C25、高压触发二极管D13、点火线圈T3,点火线圈T3上形成高压脉冲,通过点火针DH进行放电,其中二极管D12的正极连接点火升压电路的输出端TW4,二极管D12的负极依次串联电容C25和点火线圈T3后接入晶闸管MCR1的阳极,二极管D12的负极串联高压触发二极管D13后接入晶闸管MCR1的阳极,电容C25两端并联有电阻R52,点火线圈T3的输出端连接两根点火针DH。

本技术中当MCU输出高电平时,点火开关电路中晶闸管MCR1被导通,从而使点火电路被开启,反之当MCU输出低电平时候,MCR1被关断,点火电路被关断;点火脉冲电路产生1.5KV的高电压使点火针处放电产生电火花,此时如有可燃气体通过点火针处就会被点燃,点火针放电后立刻进入感应状态,如没有检测到火焰则继续放电;相反,如检测到火焰则停止放电,点火燃烧成功后点火针维持感应状态。

点火升压电路由变压器T2中的3脚输出峰值大于200V的交流电源,从而为点火针电路提供电源供给。当点火开关开启时,点火脉冲电路中的点火升压电路通过二极管D12给电容C25充电,二极管D12的触发电压为150V,其上的电压升高到150V后,二极管D13导通,从而C25上的电被迅速释放,从而在T3上形成高压脉冲,之后重复以上步骤;如果点火开关电路被关断,C25上不会产生放电过程,从而不会参数高压脉冲信号,也没有点火动作。

所述火焰状态检测模块含有检火电源、检火转换电路、检火判断电路、点火关断电路、电平翻转电路和电平钳制电路,检火电源含有振荡电路和检火升压电路,检火电源为检火转换电路提供电源,检火转换电路的输出端连接电平钳制电路的输出端,检火转换电路的输出信号经过电平钳制电路钳制后接入检火判断电路的信号输入端,检火判断电路的信号输出端经过电平翻转电路和电平钳制电路的处理后接入MCU的信号输入管脚PB1,检火判断电路的信号输出端经过点火关断电路连接MCU的信号输出管脚PB2,其中振荡电路含有电源VCC、三极管Q2、电容C21、电阻R43、电源GND,升压变压器T的线圈TW1和线圈TW2,三极管Q2的发射极连接电源VCC,三极管Q2的发射极和基极之间并联有电容C21,三极管Q2的基极依次串联线圈TW1和电阻R43后连接电源GND,三极管Q2的集电极串联线圈TW2后连接电源GND,点火升压电路含有升压变压器T中的线圈TW3,升压变压器T的输入端含有线圈TW1和线圈TW2,升压变压器T的输出端含有线圈线圈TW3和TW4,其中线圈TW1和线圈TW2为独立的两路线圈,线圈TW3和线圈TW4串连成一个线圈,线圈TW3一端连接电源GND,另一端通过电容C22为检火转换电路提供检火电源,其中线圈TW1:TW2:TW3的匝数比为1:1:1.2;检火转换电路含有检火针JH、电阻R42、电阻R44、电阻R46、电阻R47、电阻R49、电源VCC、电源GND、电容C23和电容C24,其中检火针JH的一端依次串联电阻R42、电阻R46、电阻R47、电阻R44后连接电源VCC,电源VCC和电源GND之间串联有电阻R44和电阻R49,电阻R47两端分别通过电容C23和电容C24连接电源GND,检火判断电路含有电源GND和电压比较器,其中电压比较器的正极连接检火转换电路的信号输出端和电平钳制电路的信号输出端,电压比较器的负极连接电源GND,电平钳制电路含有电源VCC、开关二极管D11和电源GND,其中开关二极管D11由二极管D11A和D11B组成,开关二极管D11A的正极和D11B的负极相连作为电平钳制电路的信号输出端,开关二极管D11A的负极连接电源VCC,开关二极管D11B的正极连接电源GND;点火关断电路含有二极管D15,其中二极管D15的负极连接电压比较器的输出端,二极管D15的正极通过电阻R54连接MCU的信号输出管脚PB2;电平翻转电路含有电阻R48、电源VCC、三极管Q3、电阻R50、电阻R51和电源GND,其中电阻R48连接三极管Q3的基极,电源VCC连接三极管Q3的发射极,三极管Q3的集电极通过依次串联电阻R50和电阻R51后连接电源GND,电阻R50和电阻R51的连接处接入MCU的信号输入管脚PB1,同时其作为火焰状态检测模块的信号输出端。此处电容C22具有隔直通交能力,防止检火电路释放的负压信号进入升压电路,为检火电路提供交流电源信号。

一种含有所述高安全控制的壁挂炉控制器的壁挂炉,壁挂炉壳体内部含有风机、控制器、循环水管、内置换热器、水泵、膨胀水箱、燃烧室、燃气比例阀、燃气截止阀和排气管,循环水管上依次设有内置换热器、水泵和膨胀水箱,循环水管的两端通过管道连接外置换热器,燃气进气管上依次设有燃气比例阀和燃气截止阀,燃气进气管的末端连接燃烧室,排气管一端连接燃烧室,风机位于排气管上。

检火判断电路中电压比较器负端接GND,正端接检火判断电路的输出端,当有火焰存在的时候,由于火焰的单向导电性,在检火转换电路中的电阻R49上会形成一个负的差模电压,输出到电压比较器的正向输入端,电压比较器此时的输出端为高电平0;当无火焰时,不会有负的差模电压产生,电压比较器的正向输入端为高电平,电压比较器此时的输出端为高电平1。电平钳制电路能将输入到电压比较器正极的电压钳制到-0.7V到5.5V之间。电平翻转电路使经过自己的输入信号和输出信号实现电平翻转。

各部件的逻辑图说明如下:风机控制由高电平控制继电器开关开启,从而风机通电运转;风压开关为当风机运转压力正常后输出高电平,运转不正常时输出低电平信号;水泵控制由MCU高电平控制继电器开关开启,水泵运转;当MCU输出低电平时,继电器开关关闭,水泵停止;水流开关为水流正常后输出高电平,水流不正常时输出低电平信号;MCU的点火针控制端口输出高电平时候,控制壁挂炉点火针控制电路点火;输出低电平时,控制壁挂炉点火针控制电路停止点火;检火针连接于壁挂炉控制器的检火电路,当壁挂炉有火焰时候,检火电路输出高电平,当壁挂炉无火焰时候,检火针电路输出低电平;温控开关为当壁挂炉水温过温时候输出低电平,壁挂炉水温正常时候输出高电平;MCU截止阀控制端口输出高电平时,控制截止阀继电器开关导通,进而截止阀被打开,当输出低电平时,控制继电器开关关闭,进而截止阀被关闭;当MCU输比例阀控制端口输出PWM波形时,当其他逻辑都正常情况下,比例阀驱动电路才会有PWM输入,比例阀运行,否则,只会有低电平输入,比例阀不会开启。

电路的逻辑控制说明如下:风机控制信号与风压开关状态连接于第一路与门的输入,只有风机控制信号开启并且风压正常情况下,第一路与门的输出才会输出高电平;水泵控制信号与水压开关状态连接于第二路与门的输入,只有在水泵控制信号开启并且水压开关状态正常情况下,第二路与门的输出才会输出高电平;第一路与门与第二路与门的输出分别连接于第三路与门的输入端;只有在第一路与门和第二路与门都输出高电平时,第三路与门的输出才会输出高电平;点火针控制信号与火焰状态连接于或门逻辑电路的两个输入,只要点火控制开启或火焰为电燃状态,或门逻辑电路就会输出正常的高电平;或门逻辑电路的输出与第三路与门的输出连接于第四路与门的两个输入端;第四路与门的输出端与温控开关状态输出端分别连接于第五路与门的输入端;只有第四路与门输出高电平,并且温控开关状态为正常的时候,第五路与门的输出端才会输出高电平;第五路与门的输出端与截止阀的控制端口连接于第六路与门的输入端;当截止阀控制端口为高电平并且第五路与门输出高电平时候,第六路与门的输出端才会输出高电平,从而控制第三继电器开关导通,从而截止阀被开启;第六路与门的输出端与MCU输出的比例阀控制PWM信号分别连接于第七路与门的输入端,当第六路与门的输出为高电平时候,第七路与门才会有PWM信号输出,控制比例阀控制电路控制比例阀开启,否则第七路与门只会输出低电平,比例阀不会被开启。

震荡电路会形成交流信号,然后通过升压变压器转换输出为点火交流电源、检火交流电源,检火交流电源来源于升压变压器T的输出端的线圈TW3段,点火电源来源于升压变压器T的输出端的线圈TW4;图中线圈TW3和线圈TW4是一组线圈的抽头,线圈TW3是包含在线圈TW4中的一段线圈。

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