一種多功能水加熱裝置的製作方法

2023-12-10 11:49:17 2

本發明涉及一種加熱裝置，尤其涉及一種多功能水加熱裝置。

背景技術：

目前市面上的加熱水裝置有很多種，但多數是功能單一，僅用於水加熱，只是加熱的方式不同而已。如電阻絲加熱、電磁加熱等；而照明使用一般與加熱裝置分離，從而造成佔用空間體積較大，如果可以將照明和水加熱裝置有機結合，則能夠有效減少空間佔用。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本申請提供一種多功能水加熱裝置，該裝置可以將水加熱裝置和照明有機結合起來，有效減少佔用體積。

為實現上述目的，本發明採用的技術方案為：

一種多功能水加熱裝置，包括：

用於盛裝水且透明的容器，容器的上端開口，容器的下端呈環形設置且形成有用於容置燈具的容置空間；且容器的內側壁為柔性壁，容器的底板設有鐵質環形片或容器的底板為鐵板；

底座，包括：與容器對應設置的環形爐盤線圈，環形爐盤線圈用於產生變化的磁場；以及與燈具連接的燈座；

蓋體，與容器的上端密封連接，且蓋體可相對容器上下移動。

優選地，所述蓋體的內底面向容器方向延伸出內筒，內筒套於容器外部或內部；且內筒與容器的接觸面設有密封膠圈；蓋體的下端與容器螺紋連接。

蓋體通過內筒與容器套接，在連接時，通過密封膠圈進行密封；同時蓋體的下端與容器螺紋連接，方便調整蓋體相對容器的位置。

進一步地，底座設有用於感應容器內部水溫的紅外溫度傳感器、用於控制加熱水的加熱控制電路板以及控制面板，控制面板、紅外溫度傳感器分別與加熱控制電路板電連接。

進一步地，底座設有壓力傳感器，壓力傳感器與加熱控制電路板電連接。

再進一步地，底座設有報警裝置，報警裝置與加熱控制電路板電連接。

進一步地，底座還設有用於控制燈具工作的恆流電路，其包括：

整流電路，用於將市電轉為直流電；

PFC電路；PFC電路與整流電路的輸出端信號連接；

負載輸出電路；

電源電路；

變壓器T；PFC電路通過變壓器T分別與負載輸出電路、電源電路耦合；

電源電路連接有光耦N3的發光器，光耦N3的受光器設置於PFC電路中，電源電路通過光耦N3向PFC電路輸出反饋信號；

還包括：線性恆流調節電路和電壓控制電路，所述線性恆流調節電路設有功率調節管Q6，功率調節管Q6的輸入端與負載輸出電路連接，功率調節管Q6的輸出端通過電阻R54接地；電壓控制電路設有兩個參考輸入端，其中一個參考輸入端與2.5V電源信號連接，另一個參考輸入端連接有第一分壓電路，第一分壓電路與線性恆流調節電路並聯；電壓控制電路的輸出端與發光器的輸出端信號連接。

進一步地，所述線性恆流控制電路包括運算放大器Q200，運算放大器的同相輸入端連接有第二分壓電路，第二分壓電路為運算器提供參考電壓V1，運算放大器的反相輸入端通過電阻R53與功率調節管Q6的輸出端信號連接，運算放大器Q200的輸出端通過電阻R63與功率調節Q6的控制端信號連接，運算放大器Q200的輸出端通過電阻R62、電容C12與反相輸入端信號連接；運算放大器Q200的反相輸入端採集功率調節管Q6的輸出端電壓V2，運算放大器Q200向功率調節管Q6發出一個運算信號，功率調節管Q6根據運算信號調節輸出端的輸出電流。

進一步地，功率調節管為N型MOS管，功率調節管Q6的D極為輸入端並與負載輸出電路連接，S極為輸出端並通過電阻R54接地，G極為控制端，G極通過電阻R57與S極信號連接；S極通過電阻R53與運算放大器Q200的反相輸入端信號連接，運算放大器Q200的反相輸入端通過電容C34接地。

第一分壓電路包括串聯的電阻R27和電阻R28，第二分壓電路包括串聯的電阻R29和電阻R24；所述電壓控制電路的另一個參考輸入端與第一分壓電路的中間連接端信號連接，用於獲取線性恆流調節電路的壓降。第二分壓電路的一端與2.5V電源信號連接，另一端接地。

進一步地，電源電路設有電源VCC和上述2.5V電源對外輸出；電壓控制電路包括運算放大器Q100，運算放大器Q100的反相輸入端為所述電壓控制電路的另一個參考輸入端，運算放大器Q100的正相輸入端為所述電壓控制電路的其中一個參考輸入端；運算放大器的反相輸入端依次通過電阻R22、電容C6與運算放大器Q100的輸出端信號連接；運算放大器的正相輸入端與2.5V電源連接，電源VCC依次通過電阻R20、電阻R21與運算放大器Q100的輸出端信號連接，其中光耦N3的發光器與電子R21並聯。

進一步地，所述負載輸出電路包括濾波電路，濾波電路與變壓器T的一個副線圈信號連接。

進一步地，所述第一分壓電路的中間連接端連接有穩壓管ZD2，且與穩壓管ZD2的正極連接，穩壓管ZD2的負極與濾波電路的輸出端連接。

進一步地，還包括EMC電路。EMC電路與市電連接，且輸出端與整流電路連接。

本發明取得的有益效果為：將水加熱裝置和照明結合起來，有效減少佔用體積；同時可以對水加熱進行智能控制，避免幹燒。

附圖說明

圖1為本發明的結構分解示意圖。

圖2為本發明的恆流電路示意圖。

附圖標記：

1——EMC電路 2——PFC電路 3——電壓控制電路

4——電源電路 5——第二分壓電路 6——第一分壓電路

7——線性恆流調節電路 8——濾波電路；

10——蓋體；11——內筒；20——容器；21——開口；22——內側壁；40——燈具；30——底座；31——環形爐盤線圈；32——燈座。

具體實施方式

一種多功能水加熱裝置，包括：

用於盛裝水且透明的容器20，容器20的上端開口，容器20的下端呈環形設置且形成有用於容置燈具40的容置空間；且容器20的內側壁22為柔性壁，可以收縮拉伸；容器20的底板設有鐵質環形片或容器20的底板為鐵板；

底座30，包括：與容器20對應設置的環形爐盤線圈31，環形爐盤線圈31用於產生變化的磁場；以及與燈具40連接的燈座32；

蓋體10，與容器20的上端密封連接，且蓋體10可相對容器20上下移動。

本技術方案工作時，可單獨作為水加熱裝置使用，此時相當於電磁爐加熱結構，通過環形爐盤線圈31產生變化的磁場，對容器20的鐵質底板或鐵質環形片作用產生渦流並發熱，從而實現對容器20內部的水進行加熱。當需要照明時，將容器20從底座30上取出，並在燈座32上安裝燈具40，然後再裝回容器20；燈具40發光後，光線透過容器20照射出來；由於光線穿過容器20，光線強度被消弱，光線變得柔和；因此無需安裝燈罩之類。當需要改變光線照射方向時，可通過調節蓋體10相對容器20的位置，蓋體10在相對容器20上下移動時，改變容器20上方的氣壓，同時也改變了容器20內部的水壓，容器20的內側壁22為柔性壁，在水壓改變時，其形狀會發生改變；如當蓋體10相對容器20向上移動時，水壓減小，內側壁22向內逐漸凹進，可以由外凸形狀變為內凹形狀；同理，蓋體10相對於容器20向下移動時，內側壁22可以有內凹形狀變為外凸形狀；內側壁22的形狀改變，改變了光線的入射角度，改變了光路，對容器20的發散或聚光角度進行了調節。改變方式簡單，容易操作；如通過改變增加在蓋體10上的重物重量；或者蓋體10的下端與容器20螺紋連接等。

當時有燈具40時，此時的燈具40可以只有：電路板和LED燈珠；外側的容器20可相當於燈罩以及透鏡。對內部的LED燈珠進行保護，並改變光路。

優選地，所述蓋體10的內底面向容器20方向延伸出內筒11，內筒11套於容器20外部或內部；且內筒11與容器20的接觸面設有密封膠圈；蓋體10的下端與容器20螺紋連接。

蓋體10通過內筒11與容器20套接，優選地，內筒11插入容器20的開口21內，在連接時，通過密封膠圈進行密封；同時蓋體10的下端與容器20螺紋連接，方便調整蓋體10相對容器20的位置。

進一步地，底座30設有用於感應容器20內部水溫的紅外溫度傳感器、用於控制加熱水的加熱控制電路板以及控制面板，控制面板、紅外溫度傳感器分別與加熱控制電路板電連接。

設置紅外溫度傳感器，可以用於檢測容器20內部水溫；在實際操作過程中，通過控制面板輸入需要加熱的模式，如沸水模式、溫水模式等；加熱控制電路板控制環形爐盤線圈31對容器20進行加熱的時間以及功率。

進一步地，底座30設有壓力傳感器，壓力傳感器與加熱控制電路板電連接。

設置壓力傳感器，可以算出容器20內部水的量；如將空置的容器20放置於底座30，可計算出空置容器20的重量，然後再將盛有水的容器20放置於底座30，可計算出水的重量進而轉換出容器20內水的體積；給用水量進行提示，避免浪費水；同時可避免幹燒，當剩餘水量小於預定值，加熱控制電路板切斷所有加熱工作模式。

再進一步地，底座30設有報警裝置，報警裝置與加熱控制電路板電連接。

當容器20內的水的體積小於一定數量時，不能啟動加熱模式；如果啟動加熱模式或已經在加熱模式中，加熱控制電路板將控制報警裝置報警，同時切斷對環形爐盤線圈31的供電。設置報警裝置可以提示使用者，目前容器20可能將要處於或已經處於幹燒的狀態。

進一步地，在具體使用時，燈座32可以連接不同功率的燈具40，如不同數量的LED燈珠，為保持燈具40正常工作不受影響，底座30還設有用於控制燈具40工作的恆流電路，包括：

整流電路，用於將市電轉為直流電；

PFC電路2；PFC電路2與整流電路的輸出端信號連接；

負載輸出電路；

電源電路4；

變壓器T；PFC電路2通過變壓器T分別與負載輸出電路、電源電路4耦合；

電源電路4連接有光耦N3的發光器，光耦N3的受光器設置於PFC電路2中，電源電路4通過光耦N3向PFC電路2輸出反饋信號；

還包括：線性恆流調節電路7和電壓控制電路3，所述線性恆流調節電路7設有功率調節管Q6，功率調節管Q6的輸入端與負載輸出電路連接，功率調節管Q6的輸出端通過電阻R54接地；電壓控制電路3設有兩個參考輸入端，其中一個參考輸入端與2.5V電源信號連接，另一個參考輸入端連接有第一分壓電路6，第一分壓電路6與線性恆流調節電路7並聯；電壓控制電路3的輸出端與發光器的輸出端信號連接。

工作時，PFC電路2通過變壓器T與負載輸出電路、電源電路4耦合，負載輸出電路的輸入端與變壓器的一個副邊線圈連接，PFC電路2通過光耦的反饋，對負載輸出電路輸出合適的電壓源，以保障負載輸出電路中的LED正常工作；線性恆流調節電路7用於調節負載輸出電路的電流，以消除電路中的紋波；電壓控制電路3通過採樣線性恆流調節電路7的壓降，與PFC電路2配合控制負載輸出電壓以及線性恆流調節電路7的壓降，使得線性恆流調節電路7的壓降最小，這樣可以提高負載的工作效率；這裡的負載主要包括LED以及線性恆流調節電路7，而線性恆流調節電路7主要由功率調節管Q6來決定；而功率調節管Q6的飽和壓降非常小，從而達到提高將線性恆流調節電路7的壓降調製最小，達到提高負載的工作效率。

進一步地，所述線性恆流控制電路包括運算放大器Q200，運算放大器的同相輸入端連接有第二分壓電路5，第二分壓電路5為運算器提供參考電壓V1，運算放大器的反相輸入端通過電阻R53與功率調節管Q6的輸出端信號連接，運算放大器Q200的輸出端通過電阻R63與功率調節Q6的控制端信號連接，運算放大器Q200的輸出端通過電阻R62、電容C12與反相輸入端信號連接；運算放大器Q200的反相輸入端採集功率調節管Q6的輸出端電壓V2，根據V1和V2，運算放大器Q200向功率調節管Q6發出一個運算信號，功率調節管Q6根據運算信號調節輸出端的輸出電流，由於功率調節管Q6通過電阻R54接地，輸出電流大小影響到運算放大器Q200的反相輸入端採集的功率調節管Q6的輸出端電壓V2，從而達到恆流輸出。

進一步地，功率調節管為N型MOS管。當然也可以採用三極體。

具體地，如圖2所示，線性恆流控制電路中，功率調節管Q6的D極為輸入端並與負載輸出電路連接，S極為輸出端並通過電阻R54接地，G極為控制端，G極通過電阻R57與S極信號連接；S極通過電阻R53與運算放大器Q200的反相輸入端信號連接，運算放大器Q200的反相輸入端通過電容C34接地。

第一分壓電路6包括串聯的電阻R27和電阻R28，第二分壓電路5包括串聯的電阻R29和電阻R24；所述電壓控制電路3的另一個參考輸入端與第一分壓電路6的中間連接端信號連接，用於獲取線性恆流調節電路7的壓降。第二分壓電路5的一端與2.5V電源信號連接，另一端接地。

進一步地，電源電路4設有電源VCC和2.5V電源對外輸出；電壓控制電路3包括運算放大器Q100，運算放大器Q100的反相輸入端為所述電壓控制電路3的另一個參考輸入端，運算放大器Q100的正相輸入端為所述電壓控制電路3的其中一個參考輸入端；運算放大器的反相輸入端依次通過電阻R22、電容C6與運算放大器Q100的輸出端信號連接；運算放大器的正相輸入端與2.5V電源連接，電源VCC依次通過電阻R20、電阻R21與運算放大器Q100的輸出端信號連接，其中光耦N3的發光器與電子R21並聯。

進一步地，所述負載輸出電路包括濾波電路8，濾波電路8與變壓器T的一個副線圈信號連接。

具體地，濾波電路8包括串聯的電阻R25、電容C8以及二極體D1和電容C3；二極體D1與電阻R25、電容C8並聯，電容C3的一端與二極體D1的輸出端連接，另一端與副線圈的輸入端連接。

進一步地，所述第一分壓電路6的中間連接端連接有穩壓管ZD2，且與穩壓管ZD2的正極連接，穩壓管ZD2的負極與濾波電路8的輸出端連接。

設置穩壓管ZD2，可以防止線性恆流調節電路7因故障出現壓降過大；當壓降過大時，穩壓管ZD2兩端的電壓可超過其穩定電壓，被擊穿。電壓控制電路3的運算放大器100的反相輸入端信號增強，從而調節流經光耦N3的發光器電流減小，PFC電路2對輸出耦合進行調節，停止對外輸出。

進一步地，還包括EMC電路1。EMC電路1與市電連接，且輸出端與整流電路連接。

EMC電路1可以消除電磁幹擾，增強電路穩定性。

恆流電路在輸出電路中設計紋波消除電路將紋波消除，其次，設計限制電路對紋波消除電路的壓降進行控制，使得PFC電路2的輸出無紋波且效率高。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。