热水器及其电源切换装置的制作方法

[0001]
本发明涉及生活电器技术领域，尤其涉及一种热水器及其电源切换装置。


背景技术：

[0002]
相关技术中，燃气热水器一般采用市电即ac220v电源供电，但是，相关技术存在的问题在于，在用户洗浴过程中，市电掉电后，燃气热水器立即停止工作，导致用户无法正常洗浴，同时，燃烧室的尾气无法正常排出，存在安全隐患。


技术实现要素：

[0003]
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0004]
为此，本发明的第一个目的在于提出一种热水器的电源切换装置，以实现在外部交流电源掉电时，用户能够正常洗浴，提升用户使用体验。
[0005]
本发明的第二个目的在于提出一种热水器。
[0006]
为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种热水器的电源切换装置，包括：切换电路，所述切换电路用于对所述燃气热水器的供电电源进行切换，其中，所述燃气热水器的供电电源包括外部交流电源和备用电源；掉电检测电路，所述掉电检测电路与所述外部交流电源相连，所述掉电检测电路通过检测所述外部交流电源是否掉电以输出检测信号；控制电路，所述控制电路与所述掉电检测电路和所述切换电路相连，所述控制电路根据所述检测信号对所述切换电路进行控制，以在所述外部交流电源未掉电时通过所述外部交流电源给所述燃气热水器供电，并在所述外部交流电源掉电时通过所述备用电源给所述燃气热水器供电。
[0007]
根据本发明实施例提出的热水器的电源切换装置，通过切换电路对燃气热水器的供电电源进行切换，其中，燃气热水器的供电电源包括外部交流电源和备用电源，掉电检测电路与外部交流电源相连，掉电检测电路通过检测外部交流电源是否掉电以输出检测信号，控制电路与掉电检测电路和切换电路相连，控制电路根据检测信号对切换电路进行控制，以在外部交流电源未掉电时通过外部交流电源给燃气热水器供电，并在外部交流电源掉电时通过备用电源给燃气热水器供电。由此，本发明实施例的热水器的电源切换装置，能够在外部交流电源掉电时，自动切换成备用电源供电，保证燃气热水器正常工作，尾气正常排出，进而保证用户能够正常洗浴，提升用户使用体验。
[0008]
根据本发明的一个实施例，所述掉电检测电路包括：第一电阻，所述第一电阻的一端与所述外部交流电源的第一端相连；第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述第一电阻的另一端相连；第二二极管，所述第二二极管的阴极与所述第一二极管的阴极相连，所述第二二极管的阳极与所述外部交流电源的第二端相连；光耦，所述光耦的第一端与所述第二二极管的阴极和所述第一二极管的阴极相连，所述光耦的第二端与所述外部交流电源的第二端相连，所述光耦的第三端与所述控制电路相连，所述光耦的第四端接地。
[0009]
根据本发明的一个实施例，所述控制电路包括：输入单元，所述输入单元与所述掉
电检测电路相连；提供基准电压的基准单元；比较单元，所述比较单元的第一输入端与所述输入单元相连，所述比较单元的第二输入端与所述基准单元相连；开关单元，所述开关单元的控制端与所述比较单元的输出端相连，所述开关单元的第一端与第一直流电源相连，所述开关单元的第二端与所述切换电路相连。
[0010]
根据本发明的一个实施例，所述输入单元包括：第一电容，所述第一电容的一端与所述比较单元的第一输入端相连，所述第一电容的另一端接地；充电回路，所述充电回路的第一端与所述第一直流电源相连，所述充电回路的第二端与所述第一电容的一端相连；放电回路，所述放电回路的第一端与所述第一电容的一端相连，所述放电回路的第二端接地；充电控制子单元，所述充电控制子单元连接在所述充电回路的第一端与所述第一直流电源之间。
[0011]
根据本发明的一个实施例，所述充电回路包括：第三二极管，所述第三二极管的阳极与所述充电控制子单元相连；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第三二极管的阴极相连，所述第三电阻的另一端与所述第一电容的一端相连。
[0012]
根据本发明的一个实施例，所述放电回路与所述充电回路共用所述第三电阻，所述放电回路还包括第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第三电阻的一端相连，所述第四电阻的另一端接地。
[0013]
根据本发明的一个实施例，所述充电控制子单元包括：第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第一直流电源相连；第六电阻，所述第六电阻与所述第五电阻的另一端相连，所述第六电阻的另一端与所述掉电检测电路相连；第一开关管，所述第一开关管的控制端与所述第五电阻的另一端相连，所述第一开关管的第一端与所述第一直流电源相连，所述第一开关管的第二端与所述充电回路的第一端相连。
[0014]
根据本发明的一个实施例，所述基准单元包括：第二电容，所述第二电容的一端与所述比较单元的第二输入端相连，所述第二电容的另一端接地；第七电阻，所述第七电阻的一端与所述第一直流电源相连，所述第七电阻的另一端与所述第二电容的一端相连；第八电阻，所述第八电阻的一端与所述第七电阻的另一端相连，所述第八电阻的另一端接地。
[0015]
根据本发明的一个实施例，所述开关单元包括：第九电阻，所述第九电阻的一端与所述比较单元的输出端相连；第十电阻，所述第十电阻的一端与所述第九电阻的另一端相连，所述第十电阻的另一端与所述第一直流电源相连；第二开关管，所述第二开关管的控制端与所述第十电阻的一端相连，所述第二开关管的第一端与所述第一直流电源相连，所述第二开关管的第二端与所述切换电路相连。
[0016]
根据本发明的一个实施例，所述第一直流电源由所述备用电源提供，所述电源切换装置还包括备用电源检测电路，所述备用电源检测电路连接所述开关单元的第一端与所述第一直流电源之间，其中，所述备用电源检测电路包括：第三开关管，所述第三开关管的第一端与所述第一直流电源相连，所述第三开关管的第二端与所述开关单元的第一端相连；第十一电阻，所述第十一电阻的一端与所述第一直流电源相连，所述第十一电阻的另一端与所述第三开关管的控制端相连；第十二电阻，所述第十二电阻的一端与所述第十一电阻的另一端相连；稳压管，所述稳压管的阴极与所述第十二电阻的另一端相连，所述稳压管的阳极接地。
[0017]
根据本发明的一个实施例，所述切换电路包括：单刀双掷继电器，所述单刀双掷继
电器中的单刀双掷开关的公共端与所述热水器的电源输入端相连，所述单刀双掷继电器中的单刀双掷开关的第一端与所述备用电源相连，所述单刀双掷继电器中的单刀双掷开关的第二端与所述热水器的电源转换模块相连，且所述电源转换模块与所述外部交流电源相连，所述单刀双掷继电器中的线圈的一端与所述控制电路相连，所述单刀双掷继电器中的线圈的另一端接地；第四二极管，所述第四二极管的阴极与所述单刀双掷继电器中的线圈的一端相连，所述第四二极管的阳极与所述单刀双掷继电器中的线圈的另一端相连。
[0018]
根据本发明的一个实施例，所述的热水器的电源切换装置，还包括与所述切换电路相连的提示电路，所述提示电路包括：发光二极管，所述发光二极管的阳极与所述单刀双掷继电器中的线圈的一端相连；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述发光二极管的阴极相连，所述第二电阻的另一端接地。
[0019]
为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种热水器，包括本发明第一方面实施例所述的热水器的电源切换装置。
[0020]
根据本发明实施例提出的热水器，通过设置的电源切换装置，可在外部交流电源掉电时，自动切换成备用电源供电，保证燃气热水器正常工作，尾气正常排出，从而保证用户能够正常洗浴。
附图说明
[0021]
图1为根据本发明实施例的热水器的电源切换装置的方框示意图；
[0022]
图2为根据本发明一个实施例的热水器的电源切换装置的方框示意图；
[0023]
图3为根据本发明一个实施例的热水器的电源切换装置的电路原理图。
具体实施方式
[0024]
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0025]
下面参考附图描述本发明实施例的热水器及其电源切换装置。
[0026]
图1为根据本发明实施例的热水器的电源切换装置的方框示意图。如图1所示，本发明实施例的热水器的电源切换装置包括切换电路10、掉电检测电路20和控制电路30。
[0027]
其中，切换电路10用于对燃气热水器的供电电源进行切换，其中，燃气热水器的供电电源包括外部交流电源vss和备用电源vss1；掉电检测电路20与外部交流电源vss相连，掉电检测电路20通过检测外部交流电源vss是否掉电以输出检测信号；控制电路30与掉电检测电路20和切换电路10相连，控制电路30根据检测信号对切换电路10进行控制，以在外部交流电源vss未掉电时通过外部交流电源vss给燃气热水器供电，并在外部交流电源vss掉电时通过备用电源vss1给燃气热水器供电。
[0028]
需要说明的是，外部交流电源vss可为ac220v市电，备用电源vss1可为电池，备用电源vss1可提供满足燃气热水器正常工作所需要的直流电。
[0029]
可理解，在掉电检测电路20检测到外部交流电源vss未掉电时，控制电路30对切换电路10进行控制，以继续通过外部交流电源vss给燃气热水器供电，在掉电检测电路20检测到外部交流电源vss掉电时，控制电路30对切换电路10进行控制，以通过备用电源vss1给燃
气热水器供电。
[0030]
由此，本发明实施例的热水器的电源切换装置，能够在外部交流电源vss掉电时，自动切换成备用电源vss1供电，保证燃气热水器正常工作，尾气正常排出，进而保证用户能够正常洗浴，提升用户使用体验。
[0031]
具体地，根据本发明的一个实施例，如图3所示，掉电检测电路20包括：第一电阻r1、第一二极管d1、第二二极管d2和光耦ic2，第一电阻r1的一端与外部交流电源vss的第一端vss-l相连；第一二极管d1的阳极与第一电阻r1的另一端相连；第二二极管d2的阴极与第一二极管d1的阴极相连，第二二极管d2的阳极与外部交流电源vss的第二端vss-n相连；光耦ic2的第一端与第二二极管d2的阴极和第一二极管d1的阴极相连，光耦ic2的第二端与外部交流电源vss的第二端vss-n相连，光耦ic2的第三端与控制电路30相连，光耦ic2的第四端接地。
[0032]
需要说明的是，光耦ic2可包括发光二极管和光敏三极管，通过光耦ic2，可实现掉电检测电路20与控制电路30之间的电气隔离。
[0033]
可理解，外部交流电源vss可为ac220v市电，ac220v市电可为频率为50hz的正弦波电压，当外部交流电源vss的第一端vss-l输出为正半周电压时，光耦ic2中的发光二极管发光，从而光耦ic2中的光敏三极管导通。
[0034]
进一步地，根据本发明的一个实施例，如图2所示，控制电路30包括：输入单元31、基准单元32、比较单元33和开关单元34，输入单元31与掉电检测电路20相连；基准单元32用于提供基准电压；比较单元33的第一输入端与输入单元31相连，比较单元33的第二输入端与基准单元32相连；开关单元34的控制端与比较单元33的输出端相连，开关单元34的第一端与第一直流电源dvss相连，开关单元34的第二端与切换电路10相连。
[0035]
其中，第一直流电源dvss由备用电源vss1提供，第一直流电源dvss可为例如12v直流电，比较单元33可为比较器。
[0036]
具体地，根据本发明的一个实施例，如图3所示，输入单元31包括：第一电容c1、充电回路310、放电回路311和充电控制子单元312，第一电容c1的一端与比较单元33的第一输入端相连，第一电容c1的另一端接地；充电回路310的第一端与第一直流电源dvss相连，充电回路310的第二端与第一电容c1的一端相连；放电回路311的第一端与第一电容c1的一端相连，放电回路311的第二端接地；充电控制子单元312连接在充电回路310的第一端与第一直流电源dvss之间。
[0037]
更具体地，根据本发明的一个实施例，如图3所示，充电回路310包括：第三二极管d3和第三电阻r3，第三二极管d3的阳极与充电控制子单元312相连；第三电阻r3的一端与第三二极管d3的阴极相连，第三电阻r3的另一端与第一电容c1的一端相连。
[0038]
进一步地，根据本发明的一个实施例，如图3所示，放电回路311与充电回路310共用第三电阻r3，放电回路311还包括第四电阻r4，第四电阻r4的一端与第三电阻r3的一端相连，第四电阻r4的另一端接地。
[0039]
进一步地，根据本发明的一个实施例，如图3所示，充电控制子单元312包括：第五电阻r5、第六电阻r6和第一开关管q1，第五电阻r5的一端与第一直流电源dvss相连；第六电阻r6与第五电阻r5的另一端相连，第六电阻r6的另一端与掉电检测电路20相连；第一开关管q1的控制端与第五电阻r5的另一端相连，第一开关管q1的第一端与第一直流电源dvss相
连，第一开关管q1的第二端与充电回路310的第一端相连。
[0040]
具体地，根据本发明的一个实施例，如图3所示，基准单元32包括：第二电容c2、第七电阻r7和第八电阻r8，第二电容c2的一端与比较单元33的第二输入端相连，第二电容c2的另一端接地；第七电阻r7的一端与第一直流电源dvss相连，第七电阻r7的另一端与第二电容c2的一端相连；第八电阻r8的一端与第七电阻r7的另一端相连，第八电阻r8的另一端接地。
[0041]
进一步地，根据本发明的一个实施例，如图3所示，开关单元34包括：第九电阻r9、第十电阻r10和第二开关管q2，第九电阻r9的一端与比较单元33的输出端相连；第十电阻r10的一端与第九电阻r9的另一端相连，第十电阻r10的另一端与第一直流电源dvss相连；第二开关管q2的控制端与第十电阻r10的一端相连，第二开关管q2的第一端与第一直流电源dvss相连，第二开关管q2的第二端与切换电路10相连。
[0042]
可理解，在外部交流电源vss正常供电即未掉电，且外部交流电源vss的第一端vss-l输出为正半周电压时，光耦ic2中的发光二极管发光，光耦ic2中的光敏三极管导通，从而第一开关管q1导通，第一直流电源dvss通过第一开关管q1、第三二极管d3和第三电阻r3给第一电容c1充电，在第一电容c1的电压充电到基准电压时，比较单元33的输出端输出高电平，从而第二开关管q2关断。
[0043]
在外部交流电源vss正常供电即未掉电，且外部交流电源vss的第一端vss-l输出为负半周电压时，光耦ic2不工作，从而第一开关管q1关断，第一电容c1开始通过第三电阻r3和第四电阻r4放电，需要说明的是，此时第一电容c1放电较少，第一电容c1的电压依然高于基准电压，比较单元33的输出端依然输出高电平，从而第二开关管q2关断。
[0044]
在外部交流电源vss掉电后，光耦ic2不工作，从而第一开关管q1关断，第一电容c1开始通过第三电阻r3和第四电阻r4放电到低于基准电压，比较单元33的输出端输出低电平，第二开关管q2导通。
[0045]
进一步地，根据本发明的一个实施例，如图2-3所示，电源切换装置还包括备用电源检测电路40，备用电源检测电路40连接开关单元34的第一端与第一直流电源dvss之间，其中，备用电源检测电路40包括：第三开关管q3、第十一电阻r11、第十二电阻r12和稳压管zd1，第三开关管q3的第一端第一直流电源dvss相连，第三开关管q3的第二端与开关单元34的第一端相连；第十一电阻r11的一端与第一直流电源dvss相连，第十一电阻r11的另一端与第三开关管q3的控制端相连；第十二电阻r12的一端与第十一电阻r11的另一端相连；稳压管zd1的阴极与第十二电阻r12的另一端相连，稳压管zd1的阳极接地。其中，稳压管zd1的稳压值可为10.5v。
[0046]
可理解，在外部交流电源vss掉电后，光耦ic2不工作，第一开关管q1关断，第一电容c1开始通过第三电阻r3和第四电阻r4放电到低于基准电压，比较单元33的输出端输出低电平，第二开关管q2导通，此时，当第一直流电源dvss的电压大于10.5v时，稳压管zd1导通，第三开关管q3导通，单刀双掷继电器rl1能够正常吸合，然而，当第一直流电源dvss的电压小于10.5v时，稳压管zd1关断，第三开关管q3关断，单刀双掷继电器rl1不能正常吸合。
[0047]
由此，可在外部交流电源vss掉电后，且备用电源vss1电压低时，自动切断燃气热水器电源，以防止备用电源vss1馈电。
[0048]
进一步地，根据本发明的一个实施例，如图3所示，切换电路10包括：单刀双掷继电
器rl1和第四二极管d4，单刀双掷继电器rl1中的单刀双掷开关的公共端与热水器的电源输入端vin相连，单刀双掷继电器rl1中的单刀双掷开关的第一端与备用电源vss1相连，单刀双掷继电器rl1中的单刀双掷开关的第二端与热水器的电源转换模块50相连，且电源转换模块50与外部交流电源vss相连，单刀双掷继电器rl1中的线圈的一端与控制电路30相连，单刀双掷继电器rl1中的线圈的另一端接地；第四二极管d4的阴极与单刀双掷继电器rl1中的线圈的一端相连，第四二极管d4的阳极与单刀双掷继电器rl1中的线圈的另一端相连。
[0049]
需要说明的是，电源转换模块50可为ac/dc开关电源，用于将外部交流电源vss提供的交流电转换为燃气热水器正常工作所需要的直流电。
[0050]
可理解，在外部交流电源vss正常供电即未掉电，且外部交流电源vss的第一端vss-l输出为正半周电压时，光耦ic2中的发光二极管发光，光耦ic2中的光敏三极管导通，第一开关管q1导通，从而第一直流电源dvss通过第一开关管q1、第三二极管d3和第三电阻r3给第一电容c1充电，在第一电容c1的电压充电到基准电压时，比较单元33的输出端输出高电平，从而第二开关管q2关断，单刀双掷继电器rl1不吸合，单刀双掷继电器rl1中的单刀双掷开关的公共端与单刀双掷继电器rl1中的单刀双掷开关的第二端连接，外部交流电源vss提供的交流电经电源转换模块50转换为直流电后给燃气热水器供电，从而不需要消耗备用电源vss1的电量。
[0051]
在外部交流电源vss正常供电即未掉电，且外部交流电源vss的第一端vss-l输出为负半周电压时，光耦ic2不工作，从而第一开关管q1关断，第一电容c1开始通过第三电阻r3和第四电阻r4放电，需要说明的是，此时第一电容c1放电较少，第一电容c1的电压依然高于基准电压，比较单元33的输出端依然输出高电平，从而第二开关管q2关断，单刀双掷继电器rl1不吸合，单刀双掷继电器rl1中的单刀双掷开关的公共端与单刀双掷继电器rl1中的单刀双掷开关的第二端连接，外部交流电源vss提供的交流电经电源转换模块50转换为直流电后给燃气热水器供电，从而不需要消耗备用电源vss1的电量。
[0052]
在外部交流电源vss掉电后，光耦ic2不工作，第一开关管q1关断，第一电容c1开始通过第三电阻r3和第四电阻r4放电到低于基准电压，比较单元33的输出端输出低电平，第二开关管q2导通，此时，在第一直流电源dvss的电压大于10.5v时，稳压管zd1导通，第三开关管q3导通，单刀双掷继电器rl1吸合，单刀双掷继电器rl1中的单刀双掷开关的公共端与单刀双掷继电器rl1中的单刀双掷开关的第一端连接，备用电源vss1开始给燃气热水器供电。由此，可在外部交流电源vss掉电后且备用电源vss1电量充足时，自动切换为备用电源vss1供电。
[0053]
进一步地，根据本发明的一个实施例，如图2-3所示，热水器的电源切换装置还包括提示电路60，提示电路60与切换电路10相连，提示电路60包括：发光二极管led1和第二电阻r2，发光二极管led1的阳极与单刀双掷继电器rl1中的线圈的一端相连；第二电阻r2的一端与发光二极管led1的阴极相连，第二电阻r2的另一端接地。
[0054]
可理解，在外部交流电源vss掉电后，光耦ic2不工作，第一开关管q1关断，第一电容c1开始通过第三电阻r3和第四电阻r4放电到低于基准电压，比较单元33的输出端输出低电平，第二开关管q2导通，此时，在第一直流电源dvss的电压大于10.5v时，稳压管zd1导通，第三开关管q3导通，单刀双掷继电器rl1吸合，发光二极管led1发光，以提示备用电源vss1在工作即给燃气热水器供电。
[0055]
综上，根据本发明实施例提出的热水器的电源切换装置，通过切换电路对燃气热水器的供电电源进行切换，其中，燃气热水器的供电电源包括外部交流电源和备用电源，掉电检测电路与外部交流电源相连，掉电检测电路通过检测外部交流电源是否掉电以输出检测信号，控制电路与掉电检测电路和切换电路相连，控制电路根据检测信号对切换电路进行控制，以在外部交流电源未掉电时通过外部交流电源给燃气热水器供电，并在外部交流电源掉电时通过备用电源给燃气热水器供电。由此，本发明实施例的热水器的电源切换装置，能够在外部交流电源掉电时，自动切换成备用电源供电，保证燃气热水器正常工作，尾气正常排出，进而保证用户能够正常洗浴，提升用户使用体验。
[0056]
基于上述实施例的热水器的电源切换装置，本发明实施例还提出了一种热水器，包括前述的热水器的电源切换装置。
[0057]
根据本发明实施例提出的热水器，通过设置的电源切换装置，可在外部交流电源掉电时，自动切换成备用电源供电，保证燃气热水器正常工作，尾气正常排出，从而保证用户能够正常洗浴。
[0058]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0059]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0060]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0061]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0062]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0063]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。