一種用於電水壺的自動斷電裝置的製作方法

2023-08-22 11:13:51

專利名稱：一種用於電水壺的自動斷電裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種自動斷電裝置，具體地說，涉及一種用於電水壺的自動斷電裝置。
背景技術：
電熱水壺分為非自動式普通型電水壺和自動控溫型電水壺，非自動式普通型電水壺在水燒沸後，水蒸氣通過壺蓋發出鳴叫聲發出聲音提醒，但不會自動切斷電源，需要人工拔下電源插頭；而自動控溫型電水壺接通電源5分鐘左右後，水溫逐步上升到100度左右，水開始沸騰，水蒸氣衝擊蒸汽開關上面的雙金屬片，由於熱脹冷縮的作用，雙金屬片膨脹變形，頂開開關觸點斷開電源。從市場上現有的各種電水壺進行分析I、非自動式普通型電水壺在燒水時，當水燒沸後，需要人工將電水壺從市電220V電源上斷開。2、自動控溫型電水壺在燒水時，當水燒沸後一部分是利用機械裝置來將電水壺電源從市電220V電源上斷開；另外一部分是利用溫度傳感器檢測將電水壺電源從市電220V電源上斷開。目前常用的這兩種電水壺在使用過程中存在以下不足之處1、非自動式普通型電水壺在燒水時，人不可遠離，使用不方便，以至當人們遺忘外出時，不但導致電能的大量浪費和燒壞電水壺，甚至可能會存在安全隱患；2、非自動式普通電水壺當水燒沸後，壺蓋上的水蒸氣鳴叫裝置比較容易壞，換一個新的大概需要5元左右，且更換後的也許會存在型號 不匹配的情況，因此不太可靠；3、自動控溫型電水壺雖然在水燒沸以後會自動斷開電源，但溫控裝置與電水壺都是一體化的，結構比較複雜，價格比較貴。當溫控裝置壞掉之後，電水壺需要重返廠家維修，因此費用較高，並且比較麻煩，絕大部分家庭或單位都是在電水壺出現這種情況後將電水壺進行報廢處理，比較浪費資源。
發明內容本發明的目的是克服現有技術的不足之處，提供一種使用方便、造價低廉、性能可靠，且在水燒沸後能自動斷開電源的用於電水壺的自動斷電裝置。本發明的用於電水壺的自動斷電裝置，包括自動切斷電源控制電路(3)和接在自動切斷電源控制電路(3)上的顯示面板，所述的顯示面板上設有指示燈和蜂鳴器(9)，所述的自動切斷電源控制電路(3)包括降壓、整流、濾波電路(10)、傳感器信號發生電路(11)、放大電路(13 )、自動斷電且保持電路(14 )、光電隔離電路(15 )和輸出控制電路(16 )。所述的指示燈包括水未燒沸綠色指示燈(7 )和水已燒沸紅色指示燈(8 )。所述的降壓、整流、濾波電路(10)包括變壓器(Tl)、四個整流二極體(D9、D10、D11、D12 )組成的橋式整流電路、濾波電路(C7、C8、C9、CIO )和三端穩壓器(U5 )。自動切斷電源控制電路(3)中的所需的直流電源都是從降壓、整流、濾波電路(10)輸出後獲取，直流電壓值都一樣大。[0011]所述的傳感器信號發生電路(11)包括自激多諧振蕩電路、電容(Cl)、接線埠 Jl
(12)和溼度傳感器探頭(5)。所述的放大電路(13)包括接線埠 Jl (12)、由LM324 (U2)和兩個整流二極體(D2，D3)組成的對數變換電路、電阻(R3)、LM324 (U2)和電位器(RP)組成的相同輸入比較器。所述的自動斷電且保持電路(14 )包括繼電器(KI)、CD4013B (U3 )及電阻(R8，R9 )、電容(C5，C6)組成的單穩態電路和雙穩態電路、電晶體Q1、繼電器(K1)。將⑶4013B (U3)的輸入信號從溼度傳感器探頭(5)感測到的信號相隔離是通過繼電器(Kl)來實 現。所述的光電隔離電路(15)包括光耦(U4)、電阻(R11)、整流二極體(D8)和電晶體(Q2)。所述的輸出控制電路(16)包括輸出控制繼電器(K2)、電水壺的電熱管(RL)和電源線(4)。本發明的用於電水壺的自動斷電裝置，具有如下技術效果當電水壺水燒沸時，溼度傳感器探頭(5)的信號連接至外接自動切斷電源控制電路(3)，此時外接自動切斷電源控制電路(3)會將電水壺從市電上斷開，蜂鳴器(9)發聲且指示燈亮，提醒用戶水燒沸了 ；如果沒有人來，本發明會一直發出聲光提醒，同時自動斷開電源電路，只要不停電，電水壺便不會繼續燒水；當要燒第二壺水時，只需要斷開市電電源，自動切斷電源控制電路(3)便會自動復位，恢復正常狀態。同時，本發明中所使用的電源器件價格便宜，成本低，整個電源保護裝置設計合理，使用方便，杜絕電能的浪費，並且安全可靠，避免事故的發生，對整個電水壺產業將是一個偉大的革新。

圖I是本發明的用於電水壺的自動斷電裝置與電水壺接線示意總圖。圖2是本發明的顯示面板的示意圖。圖3是本發明的自動切斷電源控制電路(3)原理總圖。圖3-1是本發明的自動切斷電源控制電路(3)中的降壓、整流、濾波電路(10)的電路圖。圖3-2是本發明的自動切斷電源控制電路(3)中的傳感器信號發生電路(11)的電路圖。圖3-3是本發明的自動切斷電源控制電路(3)中的放大電路(13)的電路圖。圖3-4是本發明的自動切斷電源控制電路(3)中的自動斷電且保持電路(14)的電路圖。圖3-5是本發明的自動切斷電源控制電路(3)中的光電隔離電路(15)和輸出控制電路(16)。
具體實施方式
如圖1、2、3、3-1、3-2、3-3、3_4和3_5所示，本發明的用於電水壺的自動斷電裝置，包括自動切斷電源控制電路(3)和接在自動切斷電源控制電路(3)上的顯示面板，所述的顯示面板上設有指示燈和蜂鳴器(9)，所述的自動切斷電源控制電路(3)包括降壓、整流、濾波電路(10)、傳感器信號發生電路(11)、放大電路(13)、自動斷電且保持電路(14)、光電隔離電路(15)和輸出控制電路(16)。指示燈包括水未燒沸綠色指示燈(7)和水已燒沸紅色指示燈(8)。降壓、整流、濾波電路(10)包括變壓器(Tl)、四個整流二極體(D9、D10、D11、D12)組成的橋式整流電路、濾波電路(C7、C8、C9、ClO)和三端穩壓器(U5)。自動切斷電源控制電路(3)中的所需的的直流電源都是從降壓、整流、濾波電路(10)輸出後獲取，直流電壓值都一樣大。傳感器信號發生電路(11)包括自激多諧振蕩電路、電容(Cl)、接線端Jl (12)和溼度傳感器探頭(5)。放大電路(13)包括接線端Jl (12)、由LM324 (U2)和D2、D3組成的對數變換電路、電阻(R3)、LM324 (U2)和電位器(RP)組成的相同輸入比較器。自動斷電且保持電路(14)包括繼電器(Kl)、CD4013B (U3)及電阻R8、R9、電容C5、C6組成的單穩態電路和雙穩態電路、電晶體Q1、繼電器(K1)。將⑶4013B (U3)的輸入信號從溼度傳感器器探頭(5)感測到的信號相隔離是通過利用繼電器(Kl)的通斷來實現。光電隔離電路(15)包括光耦(U4 )、電阻(Rl I)、整流二極體(D8 )和電晶體(Q2 )。輸出控制電路(16 )包括輸出控制繼電器(K2)、電水壺的電熱管(RL)和電源線(4)。本發明在使用時，在電水壺(O)的壺蓋上方，安裝溼度傳感器探頭(5)，溼度傳感器探頭(5 )的信號引出線(6 )連接至外接的自動切斷電源控制電路(3 )輸入接頭，交流電經插座(2)連接至自動切斷電源控制電路(3)，再利用電源線(4)連接至電水壺(O)。具體實施過程如下I、市電220V交流電經過變壓器(Tl)降壓得到9V交流電，再通過四個整流二極體(D9、DIO、DlU D12)組成的橋式整流電路、濾波電路(C7、C8、C9、C10)進行整流與濾波，再通過7809三端穩壓器(U5 )進行穩壓得到9V直流電，此直流電提供整個自動切斷電源控制電路(3)所用。2、傳感器信號發生電路(11)由555 (Ul)等組成的自激多諧振蕩電路產生的對稱方波經過電容(Cl)，此電平信號(17)經過接線埠 Jl (12)加至溼度傳感器探頭(5)上；溼度傳感器探頭(5)將感測出的信號經過接線埠 Jl (12)返傳送至後續放大電路(18)上。3、當電水壺水燒沸時，傳感器信號發生電路(11)通過溼度傳感器探頭(5 )感測出的電平信號經過引出線(6)連接至外接的自動切斷電源控制電路(3)的放大電路(13)上，將電平信號傳送給繼電器(Kl)的常閉觸點，再送到自動斷電且保持電路(14)。此電平信號傳送給自動斷電且保持電路(14)時，先將信號送給LM324 (U2)和D2、D3組成的對數變換電路，再經過電阻(R3)輸送給LM324 (U2)和電位器(RP)組成的相同輸入比較器後輸出電平信號(由於水燒沸後，溼度傳感器探頭5電阻發生變化)，所以相同輸入比較器後輸出電平信號(19)由低電平信號變成高電平信號。4、高電平信號(19即20)再輸送至繼電器(Kl)的常閉觸點的一端。繼電器(Kl)常閉觸點的另外一端將高電平信號(19)傳輸給自動斷電且保持電路(14)，此高電平信號
(19)經繼電器(Kl)輸出的信號到CD4013B (U3)的信號端(D)，通過CD4013B (U3)單穩態電路對繼電器(Kl)輸出的信號進行脈波寬度整形，再經過⑶4013B (U3)雙穩態電路的輸出端(Q即U3的引腳23)輸出高電平信號(21)。5、在繼電器(Kl)得到高電平信號(20)後，繼電器(Kl)常閉觸點斷開、常開觸點閉合，將CD4013B (U3 )雙穩態電路輸出的高電平信號(21)從放大電路(13 )後斷開，使後續信號(21)不再受前面信號(19)的影響，從而使⑶4013B (U3)雙穩態電路輸出的高電平信號(21)保持不變。6、⑶4013B (U3)雙穩態電路輸出的高電平信號(21即22)再繼續傳送給光電隔離電路(15 )。在光電隔離電路(15 )中，此高電平信號(22 )經過光耦(U4 )、電阻(Rl I)組成的光電隔離電路(15)來驅動輸出電路(16)中的電晶體Q2，因為此時經RlI輸出的電平變成高電平，所以可以驅動電晶體Q2導通。繼而輸出控制繼電器(K2)由常閉變成斷開，進而使電水壺的電熱管(RL)從市電220V電源上失電而斷開，電水壺失電不再工作，電水壺不再燒水。因為繼電器(Kl)將⑶4013B (U3)雙穩態電路輸出的高電平信號(21)從放大電路(13)後斷開，⑶4013B (U3)雙穩態電路輸出的高電平信號(21)不再受輸入比較器後輸出電平信號(19)的影響，從而使⑶4013B (U3)雙穩態電路輸出的高電平信號(21)保持不變。7、輸出控制繼電器(K2)開始處於常閉狀態，電水壺的電熱管(RL)與輸出控制繼電器(K2)相互串聯，進而可以從市電220V電源上直接獲得電能而接通。9、當電水壺水未燒沸時，傳感器信號發生電路(11)通過溼度傳感器探頭(5)感測出的電平信號(17)經過引出線(6)連接至外接自動切斷電源控制電路(3)的放大電路
(13)上。此電平信號(17)傳送給自動斷電且保持電路(14)時，先將信號送給LM324 (U2)和D2、D3組成的對數變換電路，再經過電阻(R3)輸送給LM324 (U2)和電位器(RP)組成的相同輸入比較器後輸出低電平信號(19)。然後此低電平信號(20)再輸送至繼電器(Kl)的常閉觸點的一端。繼電器(Kl)常閉觸點的另外一端將低電平信號傳輸給自動斷電且保持電路(14)，此低電平信號再經繼電器(Kl)輸出的信號至⑶4013B (U3)的信號端(D)，通過⑶4013B (U3)單穩態電路對繼電器(Kl)輸出的信號進行脈波寬度整形和⑶4013B (U3)雙穩態電路輸出低電平信號(21)。此低電平信號(21)再繼續傳送給光電隔離電路(15)。在光電隔離電路(15)中，低電平信號(21)經過光耦(U4)、電阻(Rll)組成的光電隔離電路(15)來驅動輸出電路(16)中的電晶體Q2，因為是低電平，所以Q2不導通。繼而輸出控制繼電器(K2)為處於開始所接的常閉狀態，進而使電水壺的電熱管(RL)可以從市電220V電源上獲得電能而接通，電水壺得電工作可以燒開水。從整個過程可以實現本發明創造的功能，在水燒沸時，將電水壺的電熱管(RL)從市電220V電源上失電而斷開。因為繼電器(Kl)將⑶4013B (U3)雙穩態電路輸出的高電平信號(21)從放大電路(13)後斷開，所以CD4013B (U3)雙穩態電路不會再得到高電平信號而發生觸發翻轉，從而實現了使電水壺自動切斷電源控制電路功能。
權利要求1.一種用於電水壺的自動斷電裝置，其特徵在於，包括自動切斷電源控制電路(3)和接在自動切斷電源控制電路(3)上的顯示面板，所述的顯示面板上設有指示燈和蜂鳴器(9)，所述的自動切斷電源控制電路(3)包括降壓、整流、濾波電路(10)、傳感器信號發生電路(11)、放大電路(13)、自動斷電且保持電路(14)、光電隔離電路(15)和輸出控制電路(16)。
2.根據權利要求I所述的用於電水壺的自動斷電裝置，其特徵在於，所述的指示燈包括水未燒沸綠色指示燈(7)和水已燒沸紅色指示燈(8)。
3.根據權利要求I所述的用於電水壺的自動斷電裝置，其特徵在於，所述的降壓、整流、濾波電路(10 )包括變壓器(TI)、四個整流二極體(D9、D10、D11、D12 )組成的橋式整流電路、濾波電路(C7、C8、C9、ClO)和三端穩壓器(U5)。
4.根據權利要求I所述的用於電水壺的自動斷電裝置，其特徵在於，所述的傳感器信號發生電路(11)包括自激多諧振蕩電路、電容(Cl)、接線埠 Jl (12)和溼度傳感器探頭(5)。
5.根據權利要求I所述的用於電水壺的自動斷電裝置，其特徵在於，所述的放大電路(13)包括接線埠 Jl (12)、由LM324 (U2)和兩個整流二極體(D2，D3)組成的對數變換電路、電阻(R3 )、LM324 (U2 )和電位器(RP )組成的相同輸入比較器。
6.根據權利要求I所述的用於電水壺的自動斷電裝置，其特徵在於，所述的自動斷電且保持電路(14)包括繼電器(K1)、CD4013B (U3)及電阻(R8，R9)、電容(C5，C6)組成的單穩態電路和雙穩態電路、電晶體(QI)、繼電器(KI)。
7.根據權利要求I所述的用於電水壺的自動斷電裝置，其特徵在於，所述的光電隔離電路(15 )包括光耦(U4 )、電阻(Rl I)、整流二極體(D8 )和電晶體(Q2 )。
8.根據權利要求I所述的用於電水壺的自動斷電裝置，其特徵在於，所述的輸出控制電路(16)包括輸出控制繼電器(K2)、電水壺的電熱管(RL)和電源線(4)。
專利摘要本實用新型提供了一種用於電水壺的自動斷電裝置，包括自動切斷電源控制電路(3)和接在自動切斷電源控制電路(3)上的顯示面板，所述的顯示面板上設有指示燈和蜂鳴器(9)。本實用新型具有如下技術效果當電水壺水燒沸時，溼度傳感器探頭(5)的信號連接至外接自動切斷電源控制電路(3)，此時外接自動切斷電源控制電路(3)會將電水壺從市電上斷開，蜂鳴器(9)發聲且指示燈亮，提醒用戶水燒沸了；如果沒有人來，本實用新型會一直發出聲光提醒，同時自動斷開電源電路，只要不停電，電水壺便不會繼續燒水；當要燒第二壺水時，只需要斷開市電電源，自動切斷電源控制電路(3)便會自動復位，恢復正常狀態。
文檔編號A47J36/00GK202761024SQ20122014077
公開日2013年3月6日 申請日期2012年4月6日 優先權日2012年4月6日
發明者吉小輝 申請人:吉小輝