电流检测装置以及供热水装置的制作方法

本实用新型涉及一种电流检测装置以及具备该电流检测装置的供热水装置，尤其涉及一种具有冗余结构且精度高的电流检测装置以及具备该电流检测装置的供热水装置。

背景技术：

当前，在使用燃料等燃烧产生的热量来制备热水的供热水装置中，使用风扇在提供足够氧气的同时确保燃烧废气能顺利排放，在这样的供热水装置中使用电流检测装置检测风扇用电动机的电流值，并基于检测到的电流值进行控制，对风扇用电动机指示转速来调整风扇的转速。

另外，在中国销售的供热水装置需要符合国家标准，需要避免未燃烧的燃料例如燃气的流出或未完全燃烧所产生的气体例如CO气体的流出而引发安全隐患。

技术实现要素：

技术问题

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是，提供一种能够准确地检测负载的电流值以能够精确地进行控制并且具有冗余结构的电流检测装置以及具备该电流检测装置的供热水装置。

解决方案

为了解决上述技术问题，根据本实用新型的一实施例，提供了一种电流检测装置，其特征在于，具备：放大电路，其对与负载串联连接的电流检测用电阻的两端的电压进行放大输出；三角波生成电路，其生成规定的三角波电压；比较电路，其将所述放大电路进行了放大输出的输出电压与所述三角波生成电路生成的所述三角波电压进行比较，来输出与流过所述负载的电流相应的脉冲信号，其中，在所述放大电路的输出所述输出电压的输出端与所述放大电路的具有规定电压的布线之间并联连接有三个以上的电容器。

对于上述电流检测装置，在一种可能的实现方式中，所述三个以上的电容器具有相同的静电容量。

对于上述电流检测装置，在一种可能的实现方式中，所述三个以上的电容器为并联连接的四个电容器。

对于上述电流检测装置，在一种可能的实现方式中，所述放大电路的具有规定电压的布线是具有接地电压的布线。

对于上述电流检测装置，在一种可能的实现方式中，所述放大电路的具有规定电压的布线是所述放大电路的被输入基准电压的基准电压输入端的布线。

对于上述电流检测装置，在一种可能的实现方式中，所述电流检测装置还具备所述与负载串联连接的电流检测用电阻。

对于上述电流检测装置，在一种可能的实现方式中，所述负载是供热水装置的对风扇进行驱动的风扇用电动机。

为了解决上述技术问题，根据本实用新型的另一实施例，提供了一种供热水装置，其特征在于，具备上述的电流检测装置。

对于上述供热水装置，在一种可能的实现方式中，所述供热水装置具备风扇和对该风扇进行驱动的风扇用电动机，所述负载是所述风扇用电动机。

有益效果

通过以上各方式，本实用新型能够提供一种能够准确地检测负载的电流值而能够精确地进行控制并且具有冗余结构的电流检测装置以及具备该电流检测装置的供热水装置。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本实用新型的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本实用新型的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本实用新型的原理。

图1示出本实用新型所涉及的电流检测装置的一例的概要结构的框图。

图2是示出本实用新型所涉及的电流检测装置中的比较电路的动作的说明图，示出输入到比较电路的电压波形与输出的脉冲波形的关系。

图3是示出本实用新型所涉及的电流检测装置中的比较电路的动作的说明图，示出脉冲波形中的断开时间与电流检测用电阻的两端电压的关系。

图4示出本实用新型所涉及的电流检测装置中的放大电路的电路图。

附图标记列表

10：电流检测装置；1：风扇用电动机(负载)；R2：电阻(电流检测用电阻)；3：放大电路；4：V/T转换部；5：微计算机；6：三角波生成电路；7：比较电路；30：放大器；R31、R32、R33、R34、R35、R36：电阻；C0、C1、C2、C3、C4：电容器。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本实用新型的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。

实施例

以下，参照图1～图3来说明本实用新型所涉及的电流检测装置。

图1示出将本实用新型所涉及的电流检测装置应用于供热水器的风扇用电动机1的电流检测的情况。

本实施例的电流检测装置10如图1所示，构成为主要包括：电阻(电流检测用电阻)R2，其用于检测风扇用电动机1(相当于负载)的电流；放大电路3，其对该电阻R2的两端电压Vr进行放大；V/T转换部4，其将该放大电路3的输出电压Vr’转换为固定周期的脉冲信号；以及微计算机5，其基于从该V/T转换部4输出的脉冲信号来运算风扇用电动机1的驱动电流。

风扇用电动机1是对未图示的供热水器的送风风扇进行驱动的直流电动机，该风扇用电动机1被施加如图所示的直流电源DC。

电阻R2是与风扇用电动机1串联连接的电阻，该电阻R2的一端与风扇用电动机1连接，并且另一端接地连接。

放大电路3用于将电阻R2的两端电压放大到能够在后述的比较电路7中进行处理的电压水平。

V/T转换部4是用于将放大电路3的输出电压Vr’转换为固定周期的脉冲信号的电路，该V/T转换部4构成为主要具备三角波生成电路6和比较电路7。三角波生成电路6用于生成规定的三角波电压Vt，比较电路7将三角波生成电路6输出的三角波电压Vt与放大电路3的输出电压Vr’进行比较来输出脉冲信号。

三角波生成电路6是重复输出图2的符号Vt所示那样的固定周期的三角波电压的电路，三角波电压Vt的最大值Vtmax和最小值Vtmin的电压范围被设定为比放大电路3的输出电压Vt’的预想的变动幅度大。另外，作为由该三角波生成电路6生成的三角波，优选如图所示的锯齿波，但是如果是电压随时间经过而成比例地变化的波形，则还能够使用上述锯齿波以外的波形。

另一方面，比较电路7是对放大电路3的输出电压Vt’和三角波电压Vt进行比较的电路，作为该比较电路7的比较结果，输出图2的下部所示的脉冲信号Vout，更具体地说，是周期T与三角波的周期相同且接通时间ton与断开时间toff的比(占空比)同输出电压Vr’相应地成比例变化的脉冲信号Vout。

在本实用新型的电流检测装置中，作为在比较电路7中与两端电压Vr进行比较的基准电压，使用电压随时间经过而重复地成比例上升/下降的三角波电压Vt，因此，其结果是，如果放大电路3的输出电压Vr’上升，则脉冲信号的接通时间ton相对地延长，另一方面，断开时间toff缩短，另外，相反地，如果放大电路3的输出电压Vr’下降，则脉冲信号的接通时间ton相对地缩短，另一方面，断开时间toff延长。也就是说，放大电路3的输出电压Vr’被转换为脉冲信号Vout的占空比，也即，流过风扇用电动机1的电流被转换为脉冲信号Vout的占空比。

这样，被输入到V/T转换部4的输出电压Vr’以被转换为占空比的脉冲信号Vout输出，输出到微计算机5。

微计算机5是基于从比较电路7输出的脉冲信号Vout来运算风扇用电动机1的驱动电流的运算装置。具体地说，在该微计算机5的内部基于所输入的脉冲信号Vout的占空比来对比较电路7中的处理、放大电路3中的放大处理进行逆运算来运算出电阻2的两端电压Vr，并且基于该两端电压Vr求出在风扇用电动机1中流过的电流。另外，也可以使用预先通过实验求出的电流与占空比的相关的参照表，来唯一地求出风扇用电动机1中流过的电流。

在此，基于图3说明在如上述那样将放大电路3的输出电压Vr’转换为了脉冲信号的占空比的情况下风扇用电动机1的电流变动、也就是说电阻R2的两端电压Vr发生变化的情况。图3示出电阻R2(更准确地说是放大电路3的输出电压Vr’)与脉冲信号的断开时间toff的关系，在该情况下，电阻R2的两端电压Vr与脉冲信号的断开时间toff的关系如图所示那样呈线性特性。

因而，在这种关系下，即使电阻R2的两端电压Vr发生高低偏离(图中的A点、B点所示的情况)，由此产生的电压变动量γ对脉冲信号的影响(也就是说断开时间toff的变动)也相等(α＝β)，而不会产生偏差。

这样，根据本实用新型的电流检测装置10，电阻R2的两端电压Vr在比较电路7中被转换为与其电压值相应的占空比的脉冲信号后被输入到微计算机5，因此，电阻R2的两端电压Vr(更准确地说是放大电路3的输出电压Vr’)对脉冲信号的影响总是固定，从而能够提供精度上不产生偏差的电流检测装置。

接下来，参照图4，对本实用新型所涉及的电流检测装置10中的放大电路3的电路结构进行详细的说明。

放大电路3主要包括对电阻R2的两端电压Vr进行放大的放大器30。

放大器30的反向输入端经由电阻R31和电阻R32而与电阻R2的没有接地的一端连接，从而被输入电阻R2的两端电压Vr。在电阻R31与电阻R32之间的布线上连接有电容器C0的一端，电容器C0的另一端接地连接。

放大器30的同相输入端被连接于串联连接在电源电压Vcc与接地电压GND1之间的电阻R33和电阻R34之间，被输入由电阻R33和电阻R34对电源电压Vcc进行分压所得到的、电阻R34的两端电压作为参考电压(也即基准电压)。

放大器30的输出端经由电阻R35而与比较电路(比较器)7的反向输入端连接，且经由电阻R36与放大器30的反向输入端连接，由此，将电阻R2的两端电压Vr放大成Vr’并将Vr’输入到比较电路7。在电阻R35的连接比较电路7的一端(放大电路3的输出端)与接地电压GND1之间，四个电容器C1、C2、C3、C4并联连接。

该四个电容器C1、C2、C3、C4的静电容量可以相同，也可以不同，各电容器C1、C2、C3、C4例如被设计为，具有能够将放大器30的输出电压Vr’中的希望被去除的交流分量去除的规定的静电容量。另外，在该实施例中以并联连接四个电容器C1、C2、C3、C4为例进行了说明，但并联连接的电容器的个数不限定于四个，只要是三个以上即可。此外，在该实施例中以将四个电容器C1、C2、C3、C4并联连接在放大电路3的输出端与接地电压GND之间为例进行了说明，但是不限于此，也可以将该四个电容器C1、C2、C3、C4并联连接在放大电路3的输出端与放大电路的具有规定电压的布线(例如、放大电路3的基准电压的布线)之间。

通过该四个电容器C1、C2、C3、C4，将放大器30的输出电压Vr’中的交流分量去除，能够使放大器30的输出电压Vr’更加稳定且准确，避免被放大器30放大所得到的电压值Vr’取异常的值而不能正常地驱动风扇用电动机1，从而避免异常燃烧。另外，该四个电容器C1、C2、C3、C4形成冗余结构，即使在这些电容器C1、C2、C3、C4中的某一个或两个电容器发生开路故障而不起作用的情况下，也由于其他的电容器能够正常工作，而能够去除输出电压Vr’中的交流分量，不会使放大器30放大所得到的电压值Vr’取异常的值。

这样，根据本实用新型的电流检测装置10，放大电路3具有三个以上并联连接的电容器，该三个以上的电容器将放大器30的输出电压Vr’的交流分量去除，从而能够提供精度上不产生偏差的电流检测装置，并且该三个以上的电容器在其中某一个或两个发生故障时，剩余的电容器能够继续发挥作用，从而能够提供具备冗余结构的电流检测装置。

需要说明的是，尽管以电流检测装置10作为示例进行了说明，但本领域技术人员能够理解，本实用新型应不限于此。事实上，用户完全可根据个人喜好和/或实际应用场景灵活设定。

例如，在本实施例中，以将电流检测装置10应用于供热水器的风扇用电动机1的电流检测为例进行了说明，但不限于此，也能够应用于供热水器以外的具备风扇且需要对风扇用电动机的电流进行检测的装置，还能够应用于除风扇用电动机以外的、需要检测电流的负载的电流检测。

在本实施例中，以在放大电路3的放大器30的输出端与接地电压之间并联连接三个以上的电容器为例进行了说明，但不限定于此，也可以在电容器开路故障时可能会产生隐患的其他电路中，通过追加并联连接的电容器来构成冗余结构。

在本实施例中，以电流检测用电阻R2被包括在电流检测装置10中为例进行了说明，但不限定于此，电流检测用电阻R2也可以被设置在电流检测装置10之外。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。