一种高安全性的电热水器的制作方法

1.本实用新型涉及电热水器领域，具体涉及一种高安全性的电热水器。


背景技术：

2.随着生活水平的提高，电热水器已成为人们普遍使用的家用电器。目前市面上现有的储水式电热水器，虽然带有漏电检测功能，但不具备电源地线检测功能；若遇到某些用户的居所的插座地线没接或者接触不好，就会导致整机不接地，存在漏电的安全隐患。此外，当有人在洗澡时发生跌倒，有意识但身体无法动弹的情况下，无法对电热水器进行关闭等操作，电热水器持续出水容易对倒地的人造成二次伤害；特别是独居老人，在遇到上述情形时，存在严重的安全隐患。


技术实现要素：

3.有鉴于此，有必要针对现有技术中存在的问题，提供一种高安全性的电热水器，在工作时对外部供电源的地线连接进行检测，以确保排除漏电隐患，提高电热水器的安全性。
4.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种高安全性的电热水器，包括负载控制模块；所述负载控制模块包括火线接线端、零线接线端、地线接线端、地线检测电路、开关电源电路、第一稳压电路、第一mcu主控单元、发热管、继电器和继电器驱动电路；
6.所述开关电源电路的输入端与火线接线端和零线接线端连接，开关电源电路的输出端与第一稳压电路连接，并通过第一稳压电路分别与第一mcu主控单元、地线检测电路、继电器和继电器驱动电路供电连接；
7.所述地线检测电路的输入端与火线接线端、零线接线端和地线接线端连接，地线检测电路的输出端连接到第一mcu主控单元；所述第一mcu主控单元的控制输出端经过继电器驱动电路连接到继电器；
8.所述发热管的一端与零线接线端连接，另一端经过继电器连接到火线接线端。
9.进一步地，所述负载控制模块还包括出水温度传感器和进水温度传感器，所述出水温度传感器和进水温度传感器分别与第一mcu主控单元连接，用于检测电热水器的进水端和出水端温度。
10.进一步地，所述发热管有多个，且各个发热管的功率各不相同，所述多个发热管分别与继电器连接。
11.进一步地，还包括显示及控制面板，所述显示及控制面板通过第一通讯电路与负载控制模块连接。
12.进一步地，所述第一通讯电路与第一mcu主控单元通信连接，且与第一稳压电路供电连接。
13.进一步地，所述第一通讯电路为串口通讯电路、单线通讯电路或多线通讯电路的其中一种。
14.进一步地，所述显示及控制面板包括第二mcu主控单元、按键电路、第二稳压电路、显示驱动电路和显示屏；
15.所述第一通讯电路与第二稳压电路连接，并经过第二稳压电路分别与第二mcu主控单元、显示驱动电路和显示屏供电连接；第一通讯电路还与第二mcu主控单元通信连接；
16.所述按键电路连接于第二mcu主控单元的控制输入端，第二mcu主控单元的显示输出端经过显示驱动电路连接到显示屏。
17.进一步地，所述显示屏为数码屏、lcd屏或tft屏。
18.进一步地，还包括语音交互模块；所述语音交互模块通过第二通讯电路与显示及控制面板的第二mcu主控单元连接。
19.进一步地，所述第二通讯电路为串口通讯电路。
20.本实用新型提供的一种高安全性的电热水器，通过地线检测电路对外部供电源的地线连接进行检测，当地线接线错误时，电热水器的发热管不予接通，确保排除了漏电隐患，提高了电热水器的安全性。同时，本实用新型还具备语音交互功能，能够通过语音指令对电热水器进行控制；当有人在洗澡时发生跌倒，有意识但身体无法动弹的情况下，还可以通过语音指令控制电热水器关闭，进一步增强了遇险情况下的安全性。
附图说明
21.图1是本实用新型实施例提供的一种高安全性的电热水器电路结构图。
22.图2是本实用新型实施例中的负载控制模块的电路结构图。
23.图3是本实用新型实施例中的显示及控制面板的电路结构图。
具体实施方式
24.下面将结合附图和具体的实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。
25.如图1所示，本实用新型实施例提供的一种高安全性的电热水器，包括依次连接的负载控制模块、第一通讯电路、显示及控制面板、第二通讯电路和语音交互模块。
26.其中，所述负载控制模块用于向电热水器的发热管供电，并根据外部供电源的地线连接状态控制电热水器的通断状态。所述显示及控制面板用于显示电热水器的工作状态，以及提供操作按键以对电热水器的工作状态进行调节。所述语音交互模块用于以语音交互的方式以对电热水器的工作状态进行调节。
27.具体地，如图2所示，所述负载控制模块包括火线接线端acl、零线接线端acn、地线接线端gnd、地线检测电路、开关电源电路、第一稳压电路、第一mcu主控单元、发热管、继电器和继电器驱动电路；
28.所述开关电源电路的输入端与火线接线端acl和零线接线端acn连接，开关电源电路的输出端与第一稳压电路连接，并通过第一稳压电路分别与第一mcu主控单元、地线检测电路、继电器和继电器驱动电路供电连接；
29.所述地线检测电路的输入端与火线接线端acl、零线接线端acn和地线接线端gnd连接，地线检测电路的输出端连接到第一mcu主控单元；所述第一mcu主控单元的控制输出端经过继电器驱动电路连接到继电器；
30.所述发热管的一端与零线接线端acn连接，另一端经过继电器连接到火线接线端
acl；
31.所述地线检测电路检测地线接线端gnd与外部地线的连接状态；所述第一mcu主控单元根据地线检测电路的检测结果，通过继电器驱动电路控制继电器，进而控制发热管的通断状态。
32.进一步地，所述负载控制模块还包括出水温度传感器和进水温度传感器，所述出水温度传感器和进水温度传感器分别与第一mcu主控单元连接，用于检测电热水器的进水端和出水端温度。出水温度传感器和进水温度传感器检测到的温度一方面可以通过显示及控制面板进行显示，另一方面还可以用于辅助对电热水器中水的温度进行自动化控制，比如温度低于某阈值时自动加热，达到某阈值时自动关闭电源等。
33.进一步地，所述发热管有多个，且各个发热管的功率各不相同，所述多个发热管分别与继电器连接。在本实施例中，有两个发热管，所述两个发热管的的功率分别为1000w和2000w，以应对不同的加热需求。
34.优选地，在负载控制模块中，所述第一稳压电路为ldo稳压电路，所述继电器驱动电路采用ul2003驱动电路。
35.进一步地，所述第一通讯电路与第一mcu主控单元通信连接，且与第一稳压电路供电连接。本实施例中，所述第一通讯电路为串口通讯电路、单线通讯电路或多线通讯电路的其中一种。
36.如图3所示，所述显示及控制面板包括第二mcu主控单元、按键电路、第二稳压电路、显示驱动电路和显示屏；
37.所述第一通讯电路与第二稳压电路连接，并经过第二稳压电路分别与第二mcu主控单元、显示驱动电路和显示屏供电连接；第一通讯电路还与第二mcu主控单元通信连接；
38.所述按键电路连接于第二mcu主控单元的控制输入端，第二mcu主控单元的显示输出端经过显示驱动电路连接到显示屏。
39.优选地，在显示及控制面板中，所述第二稳压电路为ldo稳压电路。所述显示屏可以是数码屏、lcd屏或tft屏。所述按键电路中的按键可以采用触弹簧按键、轻触式按键或直接采用触摸屏中的触控电路。在按键电路中，设置有用于开启或关闭地线检测功能的按键，该按键用于控制第一mcu主控单元是否根据地线检测电路检测到的接线信号来控制发热管的通断。
40.进一步地，所述第二通讯电路与第二mcu主控单元连接。本实施例中，所述第二通讯电路为串口通讯电路。语音交互模块通过串口通讯电路与显示及控制面板联动，实现更加多样的操控方式。
41.本实用新型的工作过程如下：
42.当负载控制模块接入市电后，由开关电源电路提供电压，经过第一稳压电路稳压后，给各电路和部件供电，整个系统启动工作：首先由地线检测电路检测零线、火线、地线接线是否正常，检测到不正常则不启动电热水器发热管工作。
43.具体地，由于火线和零线、地线之间存在电压差，因此可以在地线检测电路中将高压降压隔离后转换成电平信号。当接线正确，并检测到有地线接入时，地线检测电路输出的电平信号为高电平，当接线错误，并检测到没有地线接入时，地线检测电路输出的电平信号为低电平。第一mcu主控单元根据收到的高低电平信号发出不同的控制信号，如收到高电平
则通过继电器控制发热管开启，如收到低电平则使继电器断开关闭，确保安全用电。用户还可以通过显示及控制面板上的对应按键选择开启或关闭地线检测功能。
44.在工作状态下，负载控制模块实时接收显示及控制面板的指令并开启相关的负载工作，并实时反馈发送温度信息，显示信息，故障信息等信息给显示及控制面板以做下一步处理。
45.语音交互模块则实时监听用户发出的语音控制指令，并将指令发送到显示及控制面板进一步转化为控制信号发送给负载控制模块执行。同时接收负载控制模块的实时反馈信息，并利用显示及控制面板进行显示和下一步处理判断，将处理判断后的结果信息发送回语音交互模块进行语音播报反馈。
46.本实用新型提供的一种高安全性的电热水器，通过地线检测电路对外部供电源的地线连接进行检测，当地线接线错误时，电热水器的发热管不予接通，确保排除了漏电隐患，提高了电热水器的安全性。同时，本实用新型还具备语音交互功能，能够通过语音指令对电热水器进行控制；当有人在洗澡时发生跌倒，有意识但身体无法动弹的情况下，还可以通过语音指令控制电热水器关闭，进一步增强了遇险情况下的安全性。
47.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。