專利名稱：電熱水器漏電及短路、過流雙重保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電熱水器技術(shù)領(lǐng)域，更明確地說涉及電熱水器保護(hù)電路的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
已有的電熱水器大都裝了漏電保護(hù)裝置。這種裝置在檢測到漏電電流時(shí)，就會自動(dòng)切斷電源，以保護(hù)人設(shè)身安全。公開號為CN2380873的《全天候太陽能熱水器》就公開了這樣一種帶有漏電保護(hù)開關(guān)的熱水器。
但是，固名思義，漏電保護(hù)裝置只在漏電時(shí)才能起到切斷電源、保證安全的作用。對于諸如絕緣損壞或線路老化等因素導(dǎo)致的短路、過載或過壓等因素導(dǎo)致的過流，已有的電熱水器除了設(shè)有保險(xiǎn)絲外，并無更可靠、更安全的保護(hù)裝置。
本實(shí)用新型的目的，就在于克服上述缺點(diǎn)和不足，提供一種不但設(shè)有漏電保護(hù)，而且設(shè)有短路、過流保護(hù)，具有雙重保護(hù)功能的更可靠、更安全的電熱水器漏電及短路、過流雙重保護(hù)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型由電熱水器的電源及電加熱電路、安裝在電源及電加熱電路的電源線上的漏電檢測單元、與漏電檢測單元和電源及電加熱電路連接的控制單元、與控制單元和電源及電加熱電路連接的報(bào)警單元以及與控制單元和電源及電加熱電路連接的執(zhí)行單元所構(gòu)成。電源及電加熱電路的電源線上還安裝著短路、過流檢測單元，短路、過流檢測單元還與控制單元和電源及電加熱電路相連。
短路、過流檢測單元由安裝在電源及電加熱電路的電源線上的電流互感器、與電流互感器連接的橋式整流電路、與橋式整流電路連接的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路、與電流/電壓轉(zhuǎn)換電路連接的鉗位保護(hù)電路以及與鉗位保護(hù)電路連接的電壓比較電路所組成。電壓比較電路還與控制單元連接。
電流/電壓轉(zhuǎn)換電路由電阻R1、R2和電容C1組成。電阻R1的一端與電阻R2的一端和橋式整流電路中二極管D2和D4的負(fù)極連接，其另一端接地。電阻R2的另一端與鉗位保護(hù)電路中二極管D5的正極及電壓比較電路中集成電路IC1的反相輸入端2連接，并經(jīng)電容C1接地。
鉗位保護(hù)電路由二極管D5組成。D5的正極與電阻R2的另一端及電壓比較電路中IC1的反相輸入端2連接，其負(fù)極與電源Vcc連接。
電壓比較電路由電阻R3和R4、集成電路IC1、電阻R5組成，電阻R3的一端與電源Vcc連接，其另一端與IC1的正相輸入端3連接并經(jīng)R4接地，IC1的輸出端1經(jīng)電阻R5與控制單元的輸入輸出端I/O連接。
集成電路IC1由運(yùn)算放大器組成?？刹捎肔M358、HA-5144、EL2444C等型號。
本實(shí)用新型的電流互感器用于將大電流按比例轉(zhuǎn)換為小電流供檢測。橋式整流電路用于將交流市電整流為直流電流。電流/電壓轉(zhuǎn)換電路用于將直流電流轉(zhuǎn)換為待比較電壓信號供電壓比較電路進(jìn)行比較。鉗位保護(hù)電路用于限制待比較電壓信號的最大值，以免損壞電壓比較電路。電壓比較電路用于提供基準(zhǔn)電壓，并將待比較電壓信號與之比較，將比較結(jié)果傳送給控制單元?？刂茊卧l(fā)出指令使報(bào)警單元報(bào)警，同時(shí)使執(zhí)行單元切斷電源、完成保護(hù)任務(wù)。
單相交流電源的一相(L或N)穿過電流互感器TA2的線圈。電流互感器感應(yīng)檢測到負(fù)載電流，并經(jīng)整流、電流/電壓轉(zhuǎn)換，送至電壓比較電路與基準(zhǔn)電壓(設(shè)定值)進(jìn)行比較。當(dāng)負(fù)載電流大于設(shè)定值時(shí)，比較器輸出高電平OVER-C至控制單元相應(yīng)的I/O端口1?？刂茊卧敵隹刂菩盘枺瑘?zhí)行單元切斷電源。為防止電壓比較電路的集成電路IC1的輸入端受到高電壓的沖擊損壞，設(shè)置了鉗位保護(hù)電路。當(dāng)負(fù)載電流轉(zhuǎn)換成的待比較電壓信號高于控制電源電壓Vcc時(shí)，二極管D5導(dǎo)通，將集成電路IC1的反相輸入端2的電位鉗制在控制電源電壓Vcc，從而起到了保護(hù)集成電路IC1的目的。
本實(shí)用新型的任務(wù)就是這樣完成的。
本實(shí)用新型不但設(shè)有漏電保護(hù)，而且設(shè)有短路、過流保護(hù)，具有雙重保護(hù)功能，從而更可靠、更安全。而且可進(jìn)一步保護(hù)室內(nèi)的其它家用電器免遭損壞。其線路結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低，動(dòng)作靈敏可靠。它可廣泛應(yīng)用于家用及類似用途的各種電熱水器中。


圖1為本實(shí)用新型的電路方框圖。
圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖。
圖1所示，本實(shí)用新型的電路由電源及電加熱電路1、漏電檢測單元2、控制單元3、報(bào)警單元4及執(zhí)行單元5構(gòu)成。電源線6上還安裝著短路、過流檢測單元7。交流電源輸入線路的一相通過電磁感應(yīng)，將其中流過的電流感應(yīng)至電流互感器TA2的線圈，送入短路、過流檢測單元7與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。當(dāng)交流負(fù)載線路發(fā)生斷路或過流故障時(shí)，電流互感器TA2的線圈中的電流增大。若該電流大于設(shè)定值(即事先換算好的基準(zhǔn)電壓)，則短路、過流檢測單元7輸出高電平至控制單元3相應(yīng)的I/O口，控制單元3通過執(zhí)行單元5輸出控制信號，將電源切斷。
圖2所示，本實(shí)用新型的短路、過流檢測單元7由安裝在電源及電加熱電路1的電源線6上的電流互感器TA2、橋式整流電路、電流/電壓轉(zhuǎn)換電路、鉗位保護(hù)電路以及電壓比較電路組成。電壓比較電路還與控制單元3連接。電流/電壓轉(zhuǎn)換電路由電阻R1、R2和電容C1組成。鉗位保護(hù)電路由二極管D5組成。電壓比較電路由電阻R3和R4、集成電路IC1、電阻R5組成。集成電路IC1由運(yùn)算放大器組成。各元器件的連接關(guān)系如圖示。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的實(shí)施例1如下一種電熱水器漏電及短路、過流雙重保護(hù)裝置。它由電源及電加熱電路、漏電檢測單元、控制單元、報(bào)警單元及執(zhí)行單元構(gòu)成。電源線上還安裝著短路、過流檢測單元，它還與控制單元和電源及電加熱電路相連。短路、過流檢測單元由電流互感器、橋式整流電路、電流/電壓轉(zhuǎn)換電路、鉗位保護(hù)電路及電壓比較電路組成。電流/電壓轉(zhuǎn)換電路由電阻R1、R2和電容C1組成。鉗位保護(hù)電路由二極管D5組成。電壓比較電路由電阻R3和R4、集成電路IC1、電阻R5組成。集成電路IC1由運(yùn)算放大器組成。
實(shí)施例1不但設(shè)有漏電保護(hù)，而且設(shè)有短路、過流保護(hù)，具有雙重保護(hù)功能。更可靠、更安全。它可廣泛應(yīng)用于家用及類似用途的各種電熱水器中。
權(quán)利要求1.一種電熱水器漏電及短路、過流雙重保護(hù)裝置，它由電熱水器的電源及電加熱電路、安裝在電源及電加熱電路的電源線上的漏電檢測單元、與漏電檢測單元和電源及電加熱電路連接的控制單元、與控制單元和電源及電加熱電路連接的報(bào)警單元以及與控制單元和電源及電加熱電路連接的執(zhí)行單元所構(gòu)成，其特征在于所說的電源及電加熱電路的電源線上還安裝著短路、過流檢測單元，短路、過流檢測單元還與控制單元和電源及電加熱電路相連。
2.按照權(quán)利要求1所述的電熱水器漏電及短路、過流雙重保護(hù)裝置，其特征在于所說的短路、過流檢測單元由安裝在電源及電加熱電路的電源線上的電流互感器、與電流互感器連接的橋式整流電路、與橋式整流電路連接的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路、與電流/電壓轉(zhuǎn)換電路連接的鉗位保護(hù)電路以及與鉗位保護(hù)電路連接的電壓比較電路所組成，電壓比較電路還與控制單元連接。
3.按照權(quán)利要求2所述的電熱水器漏電及短路、過流雙重保護(hù)裝置，其特征在于所說的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路由電阻R1、R2和電容C1組成，電阻R1的一端與電阻R2的一端和橋式整流電路中二極管D2和D4的負(fù)極連接，其另一端接地，電阻R2的另一端與鉗位保護(hù)電路中二極管D5的正極及電壓比較電路中集成電路IC1的反相輸入端2連接并經(jīng)電容C1接地。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的電熱水器漏電及短路、過流雙重保護(hù)裝置，其特征在于所說的鉗位保護(hù)電路由二極管D5組成，D5的正極與電阻R2的另一端及電壓比較電路中IC1的反相輸入端2連接，其負(fù)極與電源Vcc連接。
5.按照權(quán)利要求2或3所述的電熱水器漏電及短路、過流雙重保護(hù)裝置，其特征在于所說的電壓比較電路由電阻R3和R4、集成電路IC1、電阻R5組成，電阻R3的一端與電源Vcc連接，其另一端與IC1的正相輸入端3連接并經(jīng)R4接地，IC1的輸出端1經(jīng)電阻R5與控制單元的輸入輸出端I/O連接。
6.按照權(quán)利要求4所述的電熱水器漏電及短路、過流雙重保護(hù)裝置，其特征在于所說的電壓比較電路由電阻R3和R4、集成電路IC1、電阻R5組成，電阻R3的一端與電源Vcc連接，其另一端與IC1的正相輸入端3連接并經(jīng)R4接地，IC1的輸出端1經(jīng)電阻R5與控制單元的輸入輸出端I/O連接。
7.按照權(quán)利要求3或6所述的電熱水器漏電及短路、過流雙重保護(hù)裝置，其特征在于所說的集成電路IC1由運(yùn)算放大器組成。
8.按照權(quán)利要求4所述的電熱水器漏電及短路、過流雙重保護(hù)裝置，其特征在于所說的集成電路IC1由運(yùn)算放大器組成。
9.按照權(quán)利要求5所述的電熱水器漏電及短路、過流雙重保護(hù)裝置，其特征在于所說的集成電路IC1由運(yùn)算放大器組成。
專利摘要一種電熱水器漏電及短路、過流雙重保護(hù)裝置，屬于電熱水器技術(shù)。它由電源及電加熱電路、漏電檢測單元、控制單元、報(bào)警單元及執(zhí)行單元構(gòu)成。電源線上還安裝著短路、過流檢測單元，它還與控制單元和電源及電加熱電路相連。短路、過流檢測單元由電流互感器、橋式整流電路、電流/電壓轉(zhuǎn)換電路、鉗位保護(hù)電路及電壓比較電路組成。電流/電壓轉(zhuǎn)換電路由電阻R1、R2和電容C1組成。鉗位保護(hù)電路由二極管D5組成。電壓比較電路由電阻R3和R4、集成電路IC1、電阻R5組成。集成電路IC1由運(yùn)算放大器組成。它不但設(shè)有漏電保護(hù)，而且設(shè)有短路、過流保護(hù)，具有雙重保護(hù)功能。更可靠、更安全。它可廣泛應(yīng)用于家用及類似用途的各種電熱水器中。
文檔編號F24H9/20GK2566514SQ0226828
公開日2003年8月13日 申請日期2002年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月10日
發(fā)明者金紅旗, 劉占杰, 王磊, 張明明 申請人:海爾集團(tuán)公司, 青島制冷技術(shù)研究所