一种智能防护自动整机不工作电热水器

技术领域

本发明涉及电热水器技术领域，尤其涉及一种智能防护自动整机不工作电热水器。

背景技术

现有的电热水器漏保技术主要包括被动漏保技术、主动漏保技术和智能通断电漏保技术。被动漏保技术即只有发生漏电且漏电被检测到时才断开电源零火线，漏电保护插头工作在浴室潮湿环境，导致可靠性不稳定，存在漏电检测系统失效和脱扣器损坏的风险，对于用户存在风险，为提高安全性能，部分用户在洗浴前按漏电保护插头的试验键使电热水器三极断开，洗浴完后需按下漏电保护插头的复位按钮才能给电热水器通电，部分家庭电热水器安装在高位，导致操作困难，存在不良体验。主动漏保技术是通过水流量传感器收集到用户有用水行为后，通过逻辑控制驱动电加热器模块断电，保证了用户不会由于漏电而触电，只断开了电加热器模块，而漏电保护开关电源线、控制器依然带电，且部分漏电事故是由于接地不良或地线带电引起，无法彻底保证用户洗浴安全，存在安全风险。

专利申请号为201610383306.9公开一种智能断电的电热水器控制系统，包括：可自动复位的三极漏电保护插头电源线，单片机，电加热器模块，第一继电器，第二继电器，用来实现强弱电隔离和通讯的隔离通讯模块，可充放电的电源模块，电源检测模块，以及硬件上电复位模块。工作时，通过与单片机连接的遥控器、机身按键或远程控制终端触发隔离通讯模块，使隔离通讯模块发出断电或闭合信号，即可实现三极漏电保护插头电源线三极的断开和闭合，避免用户较难操作安装在高处的漏电保护插头电源线，保证用户安全洗浴。但是该专利使用了三极脱扣机构等装置，结构复杂，故障率高，导致整个智能通断电系统可靠性偏低，电热水器容易经常出现故障。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种成本低且可靠性强的智能防护自动整机不工作电热水器。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。

一种智能防护自动整机不工作电热水器，包括：开关插头模块，主控制器和与所述主控制器连接的出水检测模块、电加热器模块，所述开关插头模块为所述电加热器模块供电，所述主控制器控制所述电加热器模块的供电通断；其特征在于，在所述主控制器上连接有智能通断控制模块，所述智能通断控制模块包括电源模块、通讯模块和开关控制模块，所述电源模块用来将高压电转换为低压电并通过所述开关控制模块为所述主控制器供电，所述通讯模块用来实现所述开关控制模块与所述主控制器之间的通讯，所述开关控制模块用来控制所述主控制器的外部供电通断。

作为上述方案的进一步说明，所述电源模块包括降压电路和整流电路，所述降压电路用来将市电电压降至主控制器工作电压，所述整流电路用来将交流电转换为直流电。

作为上述方案的进一步说明，所述开关控制模块包括控制器和开关器件，所述开关器件连接在所述电源模块与所述主控制器之间，所述控制器用来控制所述开关器件进行通断电工作；所述开关器件为继电器、脱扣机构、三极管、MOS管或晶闸管中的一种。

作为上述方案的进一步说明，所述通讯模块为无线通讯模块或有线隔离通讯模块，隔离通讯的方式为光电耦合信号通讯或高低电位信号通讯。

作为上述方案的进一步说明，所述智能通断控制模块设在所述电热水器的机体内或设在所述电热水器的机体外。

作为上述方案的进一步说明，所述智能通断控制模块设在所述开关插头模块上，所述电源模块的高压输入端与所述开关插头模块的高压线连接。

作为上述方案的进一步说明，所述开关插头模块为带有漏电保护模块的漏电保护插头。

作为上述方案的进一步说明，在所述电热水器的进出水处设有防电墙。

作为上述方案的进一步说明，在所述电热水器的地线上连接有地线带电警示模块，所述地线带电警示模块的另一端与电热水器的安装墙体连接。

作为上述方案的进一步说明，当所述主控制器接收到所述出水检测模块发送的水流信号时，发送断电指令至所述开关控制模块，所述开关控制模块根据断电指令断开低压供电，这时所述主控制器失电，整机断电停止工作，完成所述电加热器模块的自动断电动作；经一设置时间后，所述开关控制模块自动复位导通为所述主控制器供电；且复位导通后，所述主控制器仍然控制所述电加热器模块处于断电状态并持续检测所述出水检测模块反馈的信号，当所述主控制器接收到没有水流信号时，控制所述电加热器模块处于通电正常工作状态，当所述主控制器接收到接收到依然有水流信号时，则控制所述开关控制模块继续断开低压供电，并再经一设置时间后自动复位导通低压供电，依次循环。

作为上述方案的进一步说明，在所述主控制器上连接有可充放电电源模块；当所述主控制器接收到所述出水检测模块发送的水流信号时，发送断电指令至所述开关控制模块，所述开关控制模块根据断电指令断开低压供电，所述主控制器失电，整机断电停止工作，完成所述电加热器模块的自动断电动作，此时转为可充放电电源模块供电给所述主控制器，所述主控制器继续监测用户用水状态；当所述主控制器接收到所述出水检测模块发送的停止用水信号时，发送通电指令至所述开关控制模块，所述开关控制模块根据通电指令恢复低压供电，此时所述主控制器复位通电重新工作，整机恢复正常的工作状态；所述自动断电动作和所述复位通电动作不断循环。

作为上述方案的进一步说明，所述主控制器和所述控制器为单片机，在所述主控制器上连接有继电器模块、显示模块和操作模块；所述继电器模块用于控制所述电加热器模块的通断电，所述显示模块和所述操作模块用于显示、控制电热水器的各项功能；所述显示模块和所述操作模块组合为独立操作器，所述独立操作器集成于视控盒上、通过无线通讯对电热水器进行控制；或所述显示模块和所述操作模块集成设置在所述电热水器上。

作为上述方案的进一步说明，所述主控制器自带供电检测功能；当所述主控制器发送低压断电指令至所述开关控制模块后，若一段时间仍检测到供电信号，则发出故障报警指令，提醒用户维修。

作为上述方案的进一步说明，所述主控制器上连接有自动整机不工作启停按键，关闭所述自动整机不工作启停按键时，电热水器为不具备自动断电功能的普通电热水器。

作为上述方案的进一步说明，所述可充放电电源模块是蓄电充放电装置或小型发电装置。

本发明的有益效果是。

一、通过设置智能通断控制模块、并利用智能通断控制模块为电热水器的主控制器供电；在用户用水时，能根据出水检测模块检测到的用水信号自动断开主控制器的低压供电，这时主控制器失电，整机断电停止工作，完成电加热器模块的自动断电动作；并在用户停止用水后，能控制主控制器导通复位；使得电热水器的自动断电和导通复位不依赖漏电保护插头、三极断开装置、以及其他手动断电装置，在保证电热水器用电用水安全的基础上提高了整个智能系统的可靠性，又极大降低了成本；同时避免用户较难操作手动断电装置进行手动断电的问题。

二、智能通断控制模块结合设置在电热水器的进出水处的防电墙，无论电热水器本身漏电还是地线的反向带电均能进行保护，全面漏电保护。

三、引入自动检测功能，在智能通断控制模块出现故障时，显示模块显示故障代码提示用户进行维修。

四、在地线上设有地线带电警示模块，用于警示用户电热水器本身的漏电或出现的环境地线带电情况，进一步保证电热水器的用电用水安全。

五、设置可充放电电源模块在整机失电整机不工作时给主控制器供电，使得主控制器可以持续检测用水情况并根据出水检测装置反馈的信号及时复位导通、整机通电。

附图说明

图1所示为本发明提供的智能防护自动整机不工作电热水器的系统示意图。

图2所示为本发明提供的智能防护自动整机不工作电热水器的工作流程图。

图3所示为本发明提供的智能防护自动整机不工作电热水器的结构图。

图4所示为实施例二提供的智能防护自动整机不工作电热水器的系统示意图。

图5所示为实施例二提供的智能防护自动整机不工作电热水器的工作流程图。

图6所示为实施例三提供的智能防护自动整机不工作电热水器的系统示意图。

附图标记说明。

1：主控制器，2：开关插头模块，3：内胆，4：电加热器模块，5：防电墙，6：镁棒。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向” 、“纵向”、“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”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

此外，如有术语“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隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。

在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征 “之上”、“之下”和“下面”包括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低于第二特征。

下面结合说明书的附图，对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一。

如图1所示，一种智能防护自动整机不工作电热水器，包括：开关插头模块、主控制器和与所述主控制器连接的出水检测模块、电加热器模块，所述开关插头模块为所述电加热器模块供电，所述主控制器控制所述电加热器模块的供电通断；其特征在于，在所述主控制器上连接有智能通断控制模块，所述智能通断控制模块包括电源模块、通讯模块和开关控制模块，所述电源模块用来将高压电转换为低压电并通过所述开关控制模块为所述主控制器供电，所述通讯模块用来实现所述开关控制模块与所述主控制器之间的通讯，所述开关控制模块用来控制所述主控制器的外部供电通断。

需要说明的是，所述电源模块包括降压电路和整流电路，所述降压电路用来将市电电压降至主控制器工作电压并通过低压供电线与所述主控制连接供电，所述整流电路用来将交流电转换为直流电。所述开关控制模块包括控制器和开关器件，所述开关器件连接在所述电源模块与所述主控制器之间，所述控制器用来控制所述开关器件进行通断电工作。

本实施例中，所述主控制器和所述控制器均为单片机，所述开关器件为继电器，所述出水检测模块为流量传感器模块。在其他实施方式中，采用微处理器等其他具有控制功能的芯片来代替单片机，采用温度传感器等其他出水检测模块来代替流量传感器模块亦可。对于开关器件，除了采用本实施例提供的继电器外，也可以直接采用脱扣机构、三极管、MOS管、晶闸管等受电信号控制的开关器件。本实施例中，电加热器模块的供电通断是通过继电器模块来实现的，所述继电器模块与主控制器信号连接。

在本实施例中，所述智能通断控制模块设在所述开关插头模块上，所述电源模块的高压输入端与所述开关插头模块的高压线连接。

本实施例中，优选在所述主控制器上还连接有显示模块、操作模块和用于检测电热水器内胆水温的温度传感器，所述显示模块用于显示电热水器的各项工作信息，包括温度信息，所述操作模块用于控制电热水器的工作。显然地，根据实际需要的不同，本领域技术人员可以将显示模块和操作模块集成在电热水器上。

在其他实施方式中，所述显示模块与所述操作模块可单独分离成一操作器，所述操作器集成于视控盒上，通过无线通讯对电热水器进行控制，进一步提高用户体验。

本实施例中，所述主控制器与所述通讯模块之间通过通讯线有线连接；为提高安全性，优选通讯模块为隔离通讯模块，所述隔离通讯的方式为光电耦合信号通讯，或其他高低电位信号通讯。在其他实施方案中，所述主控制器和所述通讯模块之间的通讯可以通过无线通讯，比如通过蓝牙模块、WiFi模块、RF射频模块、ZigBee通讯模块、Modbus模块通讯或433m无线模块等，其都可替代本实施方案中的通讯线。

作为改进地，在所述主控制器上连接有自动整机不工作启停按键，关闭所述自动整机不工作启停按键时，电热水器为不具备自动断电功能的普通电热水器。

作为改进地，所述主控制器上加入WiFi模块或红外信号接收，实现采用手机或遥控器对电热水器进行控制。电热水器的自动整机不工作功能可由操作模块、手机或遥控器进行关闭与开启，也可手动复位通电加热操作。

本实施例提供的一种智能防护自动整机不工作电热水器，其工作原理为：当所述主控制器接收到所述出水检测模块发送的水流信号时，发送断电指令至所述开关控制模块，所述开关控制模块根据断电指令断开低压供电，这时所述主控制器失电，整机断电停止工作，完成所述电加热器模块的自动断电动作；经一设置时间后，所述开关控制模块自动复位导通为所述主控制器供电；且复位导通后，所述主控制器仍然控制所述电加热器模块处于断电状态并持续检测所述出水检测模块反馈的信号，当所述主控制器接收到没有水流信号时，控制所述电加热器模块处于通电正常工作状态，当所述主控制器接收到依然有水流信号时，则控制所述开关控制模块继续断开低压供电，并再经一设置时间后自动复位导通低压供电，依次循环。

图2所示为本实施例提供的一种智能防护自动整机不工作电热水器的工作流程图，主控制器通电后，继电器模块为闭合导通状态，主控制器失电后，继电器模块为断开状态。电热水器正常开机通电加热工作，当用户沐浴用热水时，流量传感器模块产生水流信号，此时主控制器接收到水流信号，然后主控制器发送断电指令给通讯模块，开关控制模块接收到信号后，开关控制模块控制继电器断开主控制器供电，此时主控制器失电，电热水器整机断电停止工作，完成沐浴断电过程。所述主控制器自带供电检测功能；当所述主控制器发送低压断电指令至所述开关控制模块后，若一段时间仍检测到供电信号，则发出故障报警指令，提醒用户维修智能通断电模块。完成断开后3分钟后，开关控制模块自动控制继电器吸合低压供电线导通，主控制器得电工作，此时继电器模块、操作模块、显示模块均不工作，即显示屏熄灭，操作器不可操作。此时主控制器进行判读选择，选择一，若主控制器通过流量传感器模块检测水流信号，依然有水信号，则主控制器发送断电指令给通讯模块，继续停止工作3分钟（这个时间可以根据实际使用需要进行调整），3分钟后再通电给主控制器，再检测水流信号再循环。选择二，如果主控制器通过流量传感器模块检测没有水流信号，则恢复继电器模块、操作模块、显示模块的正常工作，整机恢复到正常工作状态。自动断电动作和复位通电动作不断循环，从而实现用户用水时电热水器自动整机不工作。

图3所示为本实施例提供的一种智能防护自动整机不工作电热水器的结构示意图，需要说明的是，所述开关插头模块2为电热水器供电，所述主控制器1控制电热水器的工作。所述电热水器包括内胆3，设置所述内胆3内的电加热器模块4和镁棒6，以及与所述内胆3连通的进水管组件和出水管组件。在所述进水管组件和出水管组件上设置有防电墙5，当用水时，通过自动整机不工作功能，避免了电热水器本身的漏电。当出现环境地线带电时，电热水器自带的防电墙，同时保证了无论是电热水器本身漏电还是地线反向带电，均能通过防电墙水阻物理隔电原理，实现电热水器的安全使用。

在本实施方案中，温度传感器模块、流量传感器模块、继电器模块、电加热器模块，3分钟时间节点，继电器仅为示例性，不能理解为对本发明的限制，其连接位置和数量是可根据需求进行变换，作为本发明的不同实施方案。至于控制器、主控制器、继电器、通讯模块、降压电路、整流电路的型号选择及电路连接关系均为本领域技术人员所掌握的普通技术知识，这里不再赘述。

实施例二。

如图4所示，一种智能防护自动整机不工作电热水器，其结构与实施例一的基本相同，不同之处在于：1）所述智能通断控制模块安装在电热水器内。2）在所述主控制器上连接有可充放电电源模块。3）所述开关插头模块为带有漏电保护模块的漏电保护插头。4）在电热水器的地线上连接有地线带电警示模块。

本实施例中，逻辑控制与驱动模块和通断模块共同构成开关控制模块，由固化在控制器内的程序来实现。

结合图5所示，本实施例提供的一种智能防护自动整机不工作电热水器，其工作原理为：当用户沐浴用热水时，用水状态检测模块产生水流状态信号，此时主控制器接收到水流状态信号，然后发送停止电热水器工作的信号给通讯模块，逻辑控制与驱动模块接收到信号后，控制通断模块断开低压直流供电线，主控制器失电，整机断电停止工作，完成沐浴断电过程。此时转为可充放电电源模块供电给主控制器，主控制器继续监测用户用水状态。若主控制器发送状态指令指定时间内，依然检测到供电信号，则操作器报开关插头故障，提醒用户维修开关插头。当用户停止用水后，用水状态检测模块传递用水状态信号给主控制器，主控制器发送恢复电热水器工作的信号给通讯模块，逻辑控制与驱动模块接收到信号后，控制通断模块恢复低压直流供电线导通，主控制器得电重新工作，整机恢复正常的工作状态。所述自动断电动作和复位通电动作不断循环，便是智能防护控制系统的核心工作原理。

所述漏电保护模块包括：第二单片机及其外围电路，以及与所述第二单片机及其外围电路连接的漏电检测模块和脱扣器，所述第二单片机通过过零检测模块、降压电路与市电的火线、零线连接，所述漏电检测模块通过电流互感器检测零火地线之间的是否存在漏电流，所述脱扣器用于控制电热水器供电线的断开、复位。在所述脱扣器上还连接有为所述脱扣器供电的储能电容，所述储能电容、脱扣器沿市电输入到输出方向依次串接。至于第二单片机及其外围电路的选择、以及漏电检测模块、脱扣器、过零检测模块、降压电路的具体电路设计都为公知技术，这里不再赘述。所述漏电保护模块可以检测由电热水器自身元件失效引起或者环境地线异常引起的漏电状态，并在0.1S内切断电热水器供电线。漏电保护模块可以位于电热水器的机身内部，也可以位于机身外部。当然所述漏电保护模块也可以设在所述开关插头模块内部构成漏电保护插头。

在本实施例中，所述地线带电警示模块的两端分别与所述开关插头模块的地线和所述电热水器本体的安装墙体连接。优选在所述地线带电警示模块上连接有声光报警装置。所述地线带电警示模块包括连接在所述地线和所述安装墙体之间的氖泡灯。

在本实施例中，所述可充放电电源模块与所述低压控制电路连接并构成所述主控制器的备用电源。所述可充放电电源模块可以是法拉电容、锂电池等蓄电充放电装置，也可以在所述可充放电电源模块上连接温差发电、水流发电等小型发电装置。

实施例三。

如图6所示，一种智能防护自动整机不工作电热水器，其结构与实施例一的基本相同，不同之处在于：所述智能通断控制模块与所述漏电保护插头集成在一起。

通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，本发明的保护范围应由各权利要求项及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。