一種控制漏電保護插頭通斷電的電熱水器通訊系統的製作方法

2023-07-20 20:52:16

本發明涉及電熱水器控制技術領域，尤其涉及一種控制漏電保護插頭通斷電的電熱水器通訊系統。

背景技術：

儲水式電熱水器具有內膽，洗浴時通常用內膽中存儲的熱水即可，因而可以不接通電源。現有技術中，為提高電熱水器的使用安全性，部分用戶在洗浴前按漏電保護插頭的試驗鍵使電熱水器三極(零、火、地線)斷開，洗浴完後需按下漏電保護插頭的復位按鈕才能給電熱水器通電，部分家庭電熱水器安裝在高位，導致操作困難，存在不良體驗。

針對該問題，有人提出一種洗浴時能自動斷電、洗浴後能自動復位的電熱水器通斷電控制系統，該系統中，漏電保護插頭與電熱水器控制器之間通過光耦通訊，並進行強弱電隔離。這種通訊方式需要封裝處理以確保信息傳輸的準確，且存在製作成本高、在漏保中佔用的空間較大、不利於安裝、驅動信號變化範圍小、傳輸信息量比較有限等諸多缺點。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種成本低、佔用空間小、能對電熱水器的不同故障進行響應的電熱水器通訊系統。

為達到以上目的，本發明採用如下技術方案。

一種控制漏電保護插頭通斷電的電熱水器通訊系統，包括：相互通信的電熱水器控制器和漏電保護插頭，其特徵在於，所述電熱水器控制器和漏電保護插頭之間通過阻容隔離通訊模塊進行通信和強弱電隔離；所述阻容隔離通訊模塊包括：信號轉換模塊和整流濾波模塊，所述信號轉換模塊將電熱水器控制器發出的信號轉換為低電壓，所述整流濾波模塊對低電壓進行濾波後傳輸給漏電保護插頭。

作為改進地，所述電熱水器控制器包括：主控單片機，與主控單片機連接的電源模塊、加熱控制模塊、操作顯示模塊，所述電源模塊為主控單片機供電，所述加熱控制模塊用來控制電熱水器上電加熱器的通斷，所述操作顯示模塊用來控制電熱水器工作並顯示電熱水器工作狀態；所述漏電保護插頭包括副控單片機，與副控單片機連接的脫扣器，所述脫扣器用來控制漏電保護插頭插腳坐和插腳之間的脫開、復位。

作為改進地，所述信號轉換模塊包括：pwm信號輸入口、pwm信號輸出口、電阻和電容，所述pwm信號輸入口與主控單片機的輸出端連接，所述pwm信號輸出口與整流濾波模塊的輸入端連接，所述電阻串接在pwm信號輸入口和pwm信號輸出口之間，所述電容的一端連接在電阻與pwm信號輸出口的連接節點上，電容的另一端接地。

作為改進地，所述阻容隔離通信模塊集成在電熱水器控制器中；或，所述阻容隔離通訊模塊集成在漏電保護插頭中；或，所述阻容隔離通訊模塊作為獨立模塊安裝在電熱水器機身上。

作為改進地，所述主控單片機發出pwm控制信號，所述信號轉換模塊將主控單片機發出的pwm控制信號轉化為穩定的電壓值，通過調節pwm控制信號的佔空比，阻容通訊模塊輸出不同的電壓值；所述漏電保護插頭中的副控單片機通過a/d口讀取阻容隔離通訊模塊傳輸來的電壓，不同的電壓值對應不同的通斷信號。

作為改進地，所述主控單片機對電熱水器的故障進行判斷，根據不同故障發送不同佔空比的pwm信號至阻容隔離通訊模塊。

本發明的有益效果是：

一、電熱水器控制器和漏電保護插頭之間通過阻容隔離通訊模塊通訊，無需進行封裝，節省了漏保的空間，便於安裝。

二、信號轉換模塊的主要組成為一顆電阻和一顆電容，價格低，總體成本遠低於光耦通訊模塊。

三、實際工作時，通過主控單片機發送pwm信號至阻容隔離通訊模塊，阻容隔離通訊模塊的信號轉換模塊會將該pwm信號轉換成一個穩定的低電壓後再傳輸給副控單片機，可傳輸的信號範圍更大，降低了低頻電壓對pwm信號的影響。

四、主控單片機能對電熱水器的不同故障進行響應，並根據不同故障發送不同佔空比的pwm信號至阻容隔離通訊模塊，進而實現漏電保護插頭的通斷，給用戶帶來更好地使用體驗，增強電熱水器在使用過程中的安全性。

附圖說明

圖1所示為本發明提供的電熱水器通訊系統結構示意圖。

圖2所示為漏電保護插頭結構示意圖。

圖3所示為信號轉換模塊的電路圖。

附圖標記說明：

1：電熱水器控制器，2：漏電保護插頭，3：阻容隔離通訊模塊，4：電加熱器。

1-1：主控單片機，1-2：電源模塊，1-3：加熱控制模塊，1-4：操作顯示模塊。

2-1：副控單片機。

3-1：信號轉換模塊，3-2：整流濾波模塊。

具體實施方式

為方便本領域技術人員更好地理解本發明的實質，下面結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細闡述。

結合圖2所示，所述漏電保護插頭2包括副控單片機2-1，與副控單片機2-1連接的漏電檢測模塊和脫扣器，所述副控單片機2-1通過過零檢測模塊、降壓電路與市電的火線、零線連接，所述漏電檢測模塊通過電流互感器檢測零火地線之間是否存在漏電流，所述脫扣器用來控制漏電保護插頭的插腳坐和插腳之間的脫開、復位。在脫扣器上還連接有為脫扣器供電的儲能電容，所述儲能電容、脫扣器沿市電輸入到輸出方向依次串接。

其中，所述電熱水器控制器1包括：主控單片機1-1，與主控單片機1-1連接的電源模塊1-2、加熱控制模塊1-3、操作顯示模塊1-4，所述電源模塊1-2為主控單片機1-1供電，所述加熱控制模塊1-3用來控制電熱水器上電加熱器4的通斷，所述操作顯示模塊1-4用來控制電熱水器工作並顯示電熱水器工作狀態。至於電源模塊1-2、加熱控制模塊1-3、操作顯示模塊1-4的具體結構及電路組成，都為常規技術，這裡不再贅述。

結合圖2所示，所述漏電保護插頭2包括副控單片機2-1，與副控單片機2-1連接的漏電檢測模塊和脫扣器，所述副控單片機2-1通過過零檢測模塊、降壓電路與市電的火線、零線連接，所述漏電檢測模塊通過電流互感器檢測零火地線之間是否存在漏電流，所述脫扣器用來控制漏電保護插頭的插腳坐和插腳之間的脫開、復位。在脫扣器上還連接有為脫扣器供電的儲能電容，所述儲能電容、脫扣器沿市電輸入到輸出方向依次串接。

所述阻容隔離通訊模塊3包括：信號轉換模塊3-1和整流濾波模塊3-2，所述信號轉換模塊3-1用來將電熱水器控制器1發出的信號轉換為低電壓，所述整流濾波模塊3-2對低電壓進行濾波後傳輸給漏電保護插頭2。具體安裝時，所述阻容隔離通信模塊3集成在電熱水器控制器中，或集成在漏電保護插頭中，或作為獨立模塊安裝在電熱水器機身上。

結合圖3所示，所述信號轉換模塊3-1包括：pwm信號輸入口、pwm信號輸出口、電阻和電容，所述pwm信號輸入口與主控單片機的輸出端連接，所述pwm信號輸出口與整流濾波模塊的輸入端連接，所述電阻串接在pwm信號輸入口和pwm信號輸出口之間，所述電容的一端連接在電阻與pwm信號輸出口的連接節點上，電容的另一端接地。至於整流濾波模塊3-2的具體電路組成為常規技術，這裡不再贅述。

實際工作時，通過電熱水器控制器的主控單片機發送pwm信號至阻容隔離通訊模塊。阻容隔離通訊模塊將該pwm信號轉換成一個穩定的低電壓，並通過整流濾波模塊對存在幹擾信號的低電平信號進行濾波，使傳輸到漏電保護插頭的控制信號不失真，從而排除低頻電壓對控制信號的影響。漏電保護插頭的副控單片機對阻容隔離通訊模塊發送來的信號進行判斷，並執行相應的通斷操作。

進一步地，通過調節pwm控制信號的佔空比，阻容通訊模塊輸出不同的電壓值；所述漏電保護插頭中的副控單片機通過a/d口讀取阻容隔離通訊模塊傳輸來的電壓，不同的電壓值對應不同的通斷信號。

更進一步地，所述主控單片機對電熱水器的故障進行判斷，根據不同故障發送不同佔空比的pwm信號至阻容隔離通訊模塊，來控制漏電保護插頭的斷電操作，從而增強電熱水器在使用過程中的安全性。

以上具體實施方式是對本發明實質的詳細說明，並不能以此來對本發明的保護範圍進行限制。顯而易見地，在本發明實質的啟示下，本技術領域普通技術人員還可進行許多改進和修飾，需要注意的是，這些改進和修飾都落在本發明的權利要求保護範圍之內。