強弱電隔離的電磁熱水器控制器的製作方法
2023-05-26 11:59:06 1
專利名稱：強弱電隔離的電磁熱水器控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電磁熱水器的控制器，尤其是涉及一種強弱電完全互相隔離的電磁熱水器控制器。
背景技術：
一般的電熱水器是通過內置電阻絲的發熱管來加熱水的，屬於直接加熱，若發熱管有腐蝕破損，則會有漏電的情況發生，所以，一般的電熱水器是不能夠完全達到水電隔離效果；電磁熱水器，通過電磁感應加熱的原理，讓電磁波在熱水器的內膽內形成渦流生熱，內膽加熱後便加熱了水.屬於間接加熱.所以，電磁熱水器可以保證水電隔離。由於電磁熱水器感應加熱部分在工作時能夠產生高壓(約1500V左右)，這個高壓部分的強電和人機操作界面的弱電一般市場上的產品是沒有做到完全隔離，使得用戶仍然有潛在的觸電危險。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種強弱電相隔離的電磁熱水器控制器，可以完全解決電磁感應加熱部分的強電和人機操作界面部分的弱電完全隔離的問題，確保使用安全。
本實用新型的目的可通過以下的技術措施來實現包括用於電磁感應加熱的強電部分和用於人機操作界面的弱電部分，其特徵在於還包括兩個單片機，強電部分的各功能電路與一個單片機上相應的功能接口連接，弱電部分的各功能電路與另一個單片機上相應的功能接口連接，兩個單片機之間設有用於單片機之間進行數據通訊的光藕隔離信道。使用雙單片機對弱電的人機操作部分和強電高壓的功率控制部分分別控制，兩部分之間的各種操作和設定參數的交換，用光藕完全隔離的信道進行通訊。
所述光耦隔離信道包括光藕IC4、IC5，上拉電阻R2、R3、R56和R57，所述用於控制人機操作界面弱電部分的單片機B的連接腳PIN8經電阻R2與光藕IC5的連接腳PIN2連接，光藕IC5的連接腳PIN1與+5V電源連接，單片機B的連接腳PIN10連接光藕IC4的連接腳PIN5，同時連接上拉電阻R3，光藕IC4的連接腳PIN4接地；所述用於控制電磁感應加熱強電部分的單片機A的連接腳PIN8經R56與光藕IC4的連接腳PIN2連接，光藕IC4的連接腳PIN1與+5V電源連接，單片機A的連接腳PIN6與光藕IC5的連接腳PIN5連接，同時接上拉電阻R57。
用於人機操作界面的弱電部分，主要有顯示電路、按鍵輸入電路、水溫檢測電路和鍋溫度檢測電路。用於電磁感應加熱的強電部分，主要有電流採樣、電壓採樣電路、IGBT功率管溫度採樣電路、冷卻風扇電路。在人機操作控制單片機部分中，用戶輸入各種設定，比如預約時間、設定水溫等，在在人機操作控制單片機對這些設定做相應的處理後，把相關數據通過隔離信道與強電功率輸出控制單片機進行通訊，強電功率輸出控制單片機接受數據後，再根據自己對電壓、電流和溫度的採樣情況對加熱狀況進行相應的處理。
本實用新型由於採用了兩隻單片機分別對人機操作與強電功率輸出控制進行控制，數據通訊採用光藕隔離的信道，這樣可以實現電磁感應加熱部分的強電和人機操作界面部分的弱電完全隔離，使用戶在操作時候更加安全。
圖1為本實用新型的原理框圖；圖2為本實用新型具體實施例中弱電部分的電路原理圖；圖3為上述實施例強電部分的電路原理圖；圖4為本實用新型的具體控制流程圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型用於人機操作界面的弱電部分，主要有顯示電路、按鍵輸入電路、水溫檢測電路和鍋溫度檢測電路。用於電磁感應加熱的強電部分，主要有電流採樣、電壓採樣電路、IGBT功率管溫度採樣電路、冷卻風扇電路。弱電部分的各功能電路與單片機B上相應的功能接口連接，強電部分的各功能電路與一個單片機A上相應的功能接口連接，兩個單片機A、B之間設有用於進行數據通訊的光耦隔離信道。
上述各電路分裝在兩塊線路板上，第一塊是人機操作控制板，第二塊是功率輸出控制板，用接插座和排線電纜將它們連接。
如圖2、圖3所示，雙單片機隔離通訊電路1主要由光藕IC4、IC5，上拉電阻R2、R3、R56和R57組成。單片機B的PIN8腳通過電阻R2與光耦IC5的PIN2腳連接，光耦IC5的PIN1腳與+5V電源連接。單片機B的PIN10腳連接光耦IC4的PIN5腳，同時連接上拉電阻R3，光耦IC4的PIN4腳接地。單片機A的PIN8腳通過電阻R56與光耦IC4的PIN2腳連接，光耦IC4的PIN1腳與+5V電源連接。單片機A的PIN6腳與光耦IC5的PIN5腳連接，同時接上拉電阻R57。單片機A、B採用型號為LG1202的晶片。
按鍵輸入電路2，主要由電阻R34、電阻R4～R8、R17、R21～R25、發光二極體L1、L2、按鍵S1～S5連接而成。按鍵輸入口分別為單片機B的PIN1～PIN4和PIN18。指示燈通過電阻R17與單片機B的PIN6連接。
水溫度檢測電路和鍋溫檢測電路4，主要由電阻R19、R20，電容C3、C12，溫度傳感器WATER SENSOR1和SENSOR2組成。其中水溫和鍋溫傳感器的輸出引線分別接單片機B的PIN19和PIN20腳。
顯示電路5由HT1621的驅動晶片IC2和液晶LCD組成，單片機B的PIN15～PIN17接上拉電阻R12～R14後分別與驅動晶片IC2的PIN12、PIN11、PIN9腳相連；驅動晶片IC2與液晶LCD的COM和SEG腳分別連接。
IGBT功率管表面溫度檢測電路6，主要由電阻R3，電容C2，溫度傳感器IGBTSENSOR組成。其中傳感器的輸出引線接單片機A的PIN1腳。
電壓採樣電路7，主要由電阻R1、R2、R3、R18和R19，以及電容C19組成。採樣電壓引線接到單片機A的PIN20腳。
電流採樣電路8主要由電阻R11、R12、R20～R23和R57，二極體D1和D3～D6，電容C4、C9、C10和C20，電流互感器B2組成。採樣電流引線接到單片機A的PIN19腳。
復位電路9主要由電阻R5～R10，電容C6、C23和三極體Q1、Q8組成。復位電平與單片機A的PIN13腳相連接。
冷卻風扇電路10主要由電阻R50～R53，二極體D10、D11，三極體Q4、Q5、Q7和Q9組成。兩風扇分別由單片機A的PIN13和PIN15控制。
電源電路11主要由電阻R45、R46，電容C1、C7、C9、C10、C11、C15、C25，二極體D2、D5～D9，三極體Q2、Q3，穩壓二極體Z1～Z3，和78L05的IC4組成。
如圖4所示，控制流程如下在人機操作單片機控制部分在上電後，首先，初始化MCU；其次，在人機操作單片機B中首先接受和處理用戶的各種設定，對顯示進行處理，對提示音進行處理，同時對水溫度和鍋底溫度進行檢測，綜合處理這些信息，得出是否要進行加熱，應該使用多大的功率進行加熱，最後，把這些關鍵參數通過光耦完全隔離的信道與強電加熱控制部分的單片機進行通訊；在強電加熱控制單片機A部分中，首先，對電壓、電流和IGBT溫度進行採樣，根據預定規則進行處理，其次，與單片機B進行通訊，接收到主控制單片機B的發送來的控制參數和命令，根據這些參數和命令進行功率控制同時開啟風扇冷卻。
權利要求1.一種強弱電隔離的電磁熱水器控制器，包括用於電磁感應加熱的強電部分和用於人機操作界面的弱電部分，其特徵在於還包括兩個單片機，強電部分的各功能電路與一個單片機上相應的功能接口連接，弱電部分的各功能電路與另一個單片機上相應的功能接口連接，兩個單片機之間設有用於單片機之間進行數據通訊的光藕隔離信道。
2.根據權利要求1所述的強弱電隔離的電磁熱水器控制器，其特徵在於所述光耦隔離信道包括光藕IC4、IC5，上拉電阻R2、R3、R56和R57，所述用於控制人機操作界面弱電部分的單片機B的連接腳PIN8經電阻R2與光藕IC5的連接腳PIN2連接，光藕IC5的連接腳PIN1與+5V電源連接，單片機B的連接腳PIN10連接光藕IC4的連接腳PIN5，同時連接上拉電阻R3，光藕IC4的連接腳PIN4接地；所述用於控制電磁感應加熱強電部分的單片機A的連接腳PIN8經R56與光藕IC4的連接腳PIN2連接，光藕IC4的連接腳PIN1與+5V電源連接，單片機A的連接腳PIN6與光藕IC5的連接腳PIN5連接，同時接上拉電阻R57。
專利摘要本實用新型公開了一種強弱電隔離的電磁熱水器控制器，包括用於電磁感應加熱的強電部分、用於人機操作界面的弱電部分和兩個單片機，強電部分的各功能電路與一個單片機上相應的功能接口連接，弱電部分的各功能電路與另一個單片機上相應的功能接口連接，兩個單片機之間設有用於單片機之間進行數據通訊的光耦隔離信道；本實用新型使用雙單片機對弱電的人機操作部分和強電高壓的功率控制部分分別控制，兩部分之間的各種操作和設定參數的交換，用光耦完全隔離的信道進行通訊，這樣可以實現電磁感應加熱部分的強電和人機操作界面部分的弱電完全隔離，使用戶在操作時候更加安全。
文檔編號F24H9/20GK2735239SQ20042008857
公開日2005年10月19日 申請日期2004年9月24日 優先權日2004年9月24日
發明者李宇, 陳惠標 申請人:廣州擎天實業有限公司