一种燃气热水器的控制板及燃气热水器的制作方法

    专利2022-07-12  100


    本实用新型涉及燃气热水器技术领域,尤其涉及一种燃气热水器的控制板及燃气热水器。



    背景技术:

    燃气热水器已经成为了常用家电,目前燃气热水器的主控制板需要通过连接线控制众多部件,使热水器达到需要的性能。

    现有技术中,如图1所示,直流风机包括直流风机线圈和直流风机控制单元,直流风机通过导线与燃气热水器主控板进行电连接,高压直流水泵通过高压直流水泵驱动单元与燃气热水器主控板进行电连接。

    现有的直流风机控制单元与风机线圈均集成于一个盒中,温升较高,对器件要求高,高压直流水泵驱动单元和主控板分开设置,现有技术中,在机器内需要很多空间去摆放部件,且部件之间连接线过多造成工艺难以控制的困扰。



    技术实现要素:

    本实用新型提供一种燃气热水器的控制板及燃气热水器,以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题,至少提供一种有益的选择或创造条件。

    第一方面,本实用新型实施例提供了一种燃气热水器的控制板,所述控制板包括基板,所述基板上集成有:风机接口、水泵接口、主控制器单元、水泵驱动单元和风机控制单元;

    所述风机接口,用于与外部的风机连接;

    所述水泵接口,用于与外部的水泵连接;

    所述水泵驱动单元,其输入端与所述主控制器单元连接,所述水泵驱动单元的输出端与所述水泵接口连接;

    所述风机控制单元,其输入端与所述主控制器单元连接,所述风机控制单元的输出端与所述风机接口连接;

    所述主控制器单元,用于通过控制风机控制单元以控制外部的风机;

    所述主控制器单元,还用于通过控制水泵驱动单元以控制外部的水泵。

    可选地,所述基板还集成有脉冲点火单元,所述脉冲点火单元包括点火器和点火单元;所述点火单元分别与所述点火器和所述主控制器单元连接,所述主控制器单元通过控制所述点火单元以对所述点火器进行点火控制。

    可选地,所述脉冲点火单元还包括火焰信号检测单元,所述火焰信号检测单元与所述主控制器单元连接,用于提供火焰信号。

    可选地,所述风机驱动单元还包括风机反馈单元,所述风机反馈单元与所述主控制器单元连接,用于提供转速反馈信号。

    可选地,所述水泵驱动单元包括水泵反馈单元,所述水泵反馈单元与所述主控制器单元连接,用于提供水泵信号。

    可选地,所述主控制器单元包括mcu,所述mcu分别与所述水泵驱动单元和所述风机控制单元连接。

    可选地,所述风机控制单元包括电流采样保护电路,所述电流采样保护电路与所述主控制器单元连接,将采集的风机的电流信号反馈给所述主控制器单元。

    第二方面,本实用新型实施例还提供了一种燃气热水器,其特征在于,包括风机和水泵,还包括如第一方面所述的控制板,所述风机与控制板上的风机接口连接,所述水泵与控制板上的水泵接口连接。

    可选地,所述水泵为高压直流水泵。

    可选地,所述风机为直流风机。

    本实用新型的有益效果是:将风机控制单元与风机分离设置,可使风机控制单元的电控器件温升降低,提高了产品的可靠性。另外,将主控制器单元、水泵驱动单元和风机控制单元集成在同一控制板上,减少了中间的连线,提高了产品的可靠性。

    附图说明

    附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案,并不构成对本实用新型技术方案的限制。

    图1为现有的燃气热水器的控制板的结构示意图。

    图2为本实用新型的一实施例提供的一种燃气热水器的控制板的结构示意图。

    图3为本实用新型的一实施例提供的风机控制单元的结构示意图。

    图4为本实用新型的一实施例提供的电流采样保护电路。

    图5为本实用新型的另一实施例提供的一种燃气热水器的控制板的结构示意图。

    具体实施方式

    为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

    需要说明的是,虽然在系统示意图中进行了功能模块划分,但是在某些情况下,可以以不同于系统中的模块划分。

    图2为本实用新型的一实施例提供的一种燃气热水器的控制板的结构示意图,该控制板包括基板100,基板100上集成有:风机接口(图中未示出)、水泵接口(图中未示出)、主控制器单元1、水泵驱动单元2和风机控制单元3;

    风机接口,用于与外部的风机连接;

    水泵接口,用于与外部的水泵连接;

    水泵驱动单元2,其输入端与主控制器单元1连接,水泵驱动单元2的输出端与水泵接口连接;

    风机控制单元3,其输入端与主控制器单元1连接,风机控制单元3的输出端与风机接口连接;

    主控制器单元1,用于通过控制风机控制单元3以控制外部的风机;

    主控制器单元1,还用于通过控制水泵驱动单元2以控制外部的水泵。

    其中,主控制器单元1,包括mcu12,用于输出水泵控制信号对水泵进行控制,输出风机转速信号或检测信号对风机进行控制;

    水泵驱动单元2,通过水泵接口和水泵连接,还与mcu12连接,接收mcu12输出的水泵控制信号从而对水泵进行控制;

    风机控制单元3,通过风机接口和风机连接,还与mcu12连接,接收mcu12输出的风机转速信号或检测信号从而对风机进行控制。

    具体地,水泵驱动单元2为水泵的运行提供需求的电压及功率,利用mcu12发送的信号对水泵进行控制,使得水泵在运行时达到需要的运行状态。

    风机控制单元3,利用mcu12的风机转速信号及检测信号驱动风机,当存在异常时,反馈给mcu12,mcu12进行判断是否需要关闭其他部件。

    在一实施例中,风机为直流风机,水泵为高压直流水泵。

    在一实施例中,水泵控制信号和风机转速信号为pwm信号。

    如图2所示,主控制器单元1包括:开关电源单元11、mcu12、水信号检测单元13、阀体检测控制单元14、温度传感器检测单元15、水比例阀控制单元16和火焰信号检测单元17。

    开关电源单元11为控制板的各单元提供工作电压。

    mcu12为控制板的核心部分,对其他单元进行控制。

    水信号检测单元13,用于对水的信号输入检测,检测到有水信号时将有水信号发送至mcu12,水信号检测单元13未检测到有水时,mcu12不会发出其他指令,确保性能安全。mcu12获取到有水信号时,输出风机检测信号,确定风机正常后,输出脉冲点火信号,并在获取到火焰信号时,输出风机转速信号和水泵控制信号。

    阀体检测控制单元14,用于根据mcu控制单元12的指令,适时开阀,根据mcu12的指令不同进行不同的运行,比例阀改变不同的开度使通过的气量满足使水温保持恒定的要求。

    温度传感器检测单元15,用于检测进出水的温度,并将检测的水温信号发送给mcu12,mcu12根据检测的水温与预设的温度进行比较,从而发送运行指令给其他单元,使得水温保持在预设值的要求。

    水比例阀控制单元16,用于调整水量大小,可在最大热负荷调不到所需要的水温时自动按mcu12的输出指令调小水量,或在最低温升不能满足用户要求时,按mcu12的输出指令调整水量大小。

    火焰信号检测单元17,在mcu12对点火器输出脉冲点火信号后,检测火焰信号,当检测到有火焰信号后,将火焰信号发送给mcu12,使得mcu12根据温度传感器检测单元15检测的水温与预设的温度进行比较,从而对水温进行调节,使得水温保持在预设值。

    在一实施例中,风机控制单元3还包括风机反馈单元,风机反馈单元与主控制器单元1连接,用于提供转速反馈信号。

    风机反馈单元,用于检测风机的转速,并将转速反馈信号反馈给mcu12,mcu12根据该风机转速反馈信号对风机的转速进行控制,以及判断是否出现异常。

    在一实例中,风机为线圈结构,通过线圈加反馈电阻的信号反馈方式来检测转速。取消了霍尔器件,使电路更简单并且降低成本。

    在一实施例中,风机控制单元3还包括电流采样保护电路,如图3所示,风机控制单元3包括风机mcu31、风机驱动单元32和电流采样保护电路33,风机mcu31分别和mcu12、风机驱动单元32连接,电流采样保护电路33分别与风机驱动单元32和mcu12连接。风机mcu31接收mcu12发送的风机转速信号并输出控制信号给风机驱动单元32,风机驱动单元32根据该控制信号驱动风机工作。电流采样保护电路33将电流采样信号发送mcu12。

    图4为电流采样保护电路33的电路图,如图4所示,风机驱动单元32串接采样电阻r143,风机驱动单元32与采样电阻r143的连接点接电阻r140的一端,电阻r140的另一端接入放大器u10a的正输入端,u10a的负输入端分别接电阻r148的一端和电阻r149的一端,电阻r148的另一端接地,电阻r149的另一端接u10a的输出端,u10a的输出端接电阻r141的一端,电阻r141的另一端分别接放大器u10b的正输入端和电容c84的一端,电容c84的另一端接地,放大器u10b的负输入端接放大器u10b的输出端,放大器u10b的输出端连接mcu12。

    采样信号经放大器u10a和放大器u10b放大后,输出转速电流反馈信号fg_back给mcu12,mcu12对转速电流反馈信号fg_back进行判断,当风机转速电流过大或堵转时,mcu12输出关闭风机信号,保护风机不会损坏。其中放大器u10a和u10b为lm358放大器。

    在一实施例中水泵驱动单元2包括水泵反馈单元,水泵反馈单元与主控制器单元1连接,用于提供水泵信号。

    水泵反馈单元,用于检测水泵信号,并将水泵信号反馈给mcu12,mcu12根据该水泵信号对水泵的转速进行控制,以及判断是否出现异常。根据水泵反馈的水泵信号对水泵的转速进行控制,与固定转速值相比,可以使得水温更快速保持恒温,可以提供热水器的性能。

    在本实施例中,将风机控制单元与风机分离设置,可使风机控制单元的电控器件温升降低,提高了产品的可靠性。另外,将主控制器单元、水泵驱动单元和风机控制单元集成在同一控制板上,减少了中间的连线,提高了产品的可靠性。

    图5为本实用新型的另一实施例提供的一种燃气热水器的控制板的结构示意图,图5和图2的区别在于,将点火器集成到基板上,基板还集成有脉冲点火单元4,主控制器单元1不包括火焰信号检测单元17,脉冲点火单元4包括火焰信号检测单元17、点火单元41和脉冲点火器42。将脉冲点火器内置在控制板上,减少了中间的连线,提高了产品的可靠性。

    点火单元41分别与点火器42和主控制器单元1连接,主控制器单元1通过控制点火单元41以对点火器42进行点火控制。

    火焰信号检测单元17,与主控制器单元1连接,用于提供火焰信号。

    其中,点火单元41,用于接收到mcu12的脉冲点火信号后对脉冲点火器进行点火。

    火焰信号检测单元42,用于检测火焰信号,并将火焰信号反馈给mcu12,mcu12根据该火焰信号对风机和水泵进行控制,对水温进行调节,以及判断是否存在异常。

    具体地,mcu12通过水信号检测单元13获取有水信号时,输出风机启动信号,在风机启动后,输出脉冲点火信号给点火单元41,点火单元41对点火器进行点火,点火开始后,火焰信号检测单元17检测火焰信号,并将火焰信号反馈给mcu12,mcu12输出风机转速信号和水泵控制信号对风机和水泵进行控制。

    在本实施例中,将风机控制单元3与风机分离设置,可使风机控制单元3的电控器件温升降低,提高了产品的可靠性。另外,将主控制器单元1、水泵驱动单元2、风机控制单元3和脉冲点火单元4集成在一控制板上,减少了中间的连接,各单元部件合并后功能高集成化,最大程度减少外部器件接插连接影响,使得燃气热水器的运行更稳定和可靠。

    在一实施例中,本实用新型还提供了一种燃气热水器,该燃气热水器包括风机和水泵,并包括如图2或图5所示的控制板,风机与控制板上的风机接口连接,水泵与控制板上的水泵接口连接。

    在一实施例中,该燃气热水器为强抽型燃气热水器或强鼓型燃气热水器。

    在一实施例中,水泵为高压直流水泵。

    在一实施例中,风机为直流风机。

    本领域技术人员可以理解的是,本实例例的燃气热水器并不构成对本发明实施例的限定,可以包括更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。

    在本说明书的描述中,参考术语“一实施例”或“另一实施例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

    以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明,但本实用新型并不局限于上述实施方式,熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本实用新型权利要求所限定的范围内。


    技术特征:

    1.一种燃气热水器的控制板,其特征在于,所述控制板包括基板,所述基板上集成有:风机接口、水泵接口、主控制器单元、水泵驱动单元和风机控制单元;

    所述风机接口,用于与外部的风机连接;

    所述水泵接口,用于与外部的水泵连接;

    所述水泵驱动单元,其输入端与所述主控制器单元连接,水泵驱动单元的输出端与所述水泵接口连接;

    所述风机控制单元,其输入端与所述主控制器单元连接,风机控制单元的输出端与所述风机接口连接;

    所述主控制器单元,用于通过控制风机控制单元以控制外部的风机;

    所述主控制器单元,还用于通过控制水泵驱动单元以控制外部的水泵。

    2.根据权利要求1所述的控制板,其特征在于,所述基板还集成有脉冲点火单元,所述脉冲点火单元包括点火器和点火单元;所述点火单元分别与所述点火器和所述主控制器单元连接,所述主控制器单元通过控制所述点火单元以对所述点火器进行点火控制。

    3.根据权利要求2所述的控制板,其特征在于,所述脉冲点火单元还包括火焰信号检测单元,所述火焰信号检测单元与所述主控制器单元连接,用于提供火焰信号。

    4.根据权利要求1所述的控制板,其特征在于,所述风机驱动单元还包括风机反馈单元,所述风机反馈单元与所述主控制器单元连接,用于提供转速反馈信号。

    5.根据权利要求1所述的控制板,其特征在于,所述水泵驱动单元包括水泵反馈单元,所述水泵反馈单元与所述主控制器单元连接,用于提供水泵信号。

    6.根据权利要求1所述的控制板,其特征在于,所述主控制器单元包括mcu,所述mcu分别与所述水泵驱动单元和所述风机控制单元连接。

    7.根据权利要求1所述的控制板,其特征在于,所述风机控制单元包括电流采样保护电路,所述电流采样保护电路与所述主控制器单元连接,将采集的风机的电流信号反馈给所述主控制器单元。

    8.一种燃气热水器,其特征在于,包括风机和水泵,还包括如权利要求1-7任一项所述的控制板,所述风机与控制板上的风机接口连接,所述水泵与控制板上的水泵接口连接。

    9.根据权利要求8所述的燃气热水器,其特征在于,所述水泵为高压直流水泵。

    10.根据权利要求9所述的燃气热水器,其特征在于,所述风机为直流风机。

    技术总结
    本实用新型公开了一种燃气热水器的控制板及燃气热水器。所述控制板包括基板,所述基板上集成有:风机接口,用于与外部的风机连接;水泵接口,用于与外部的水泵连接;水泵驱动单元,其输入端与主控制器单元连接,水泵驱动单元的输出端与所述水泵接口连接;风机控制单元,其输入端与所述主控制器单元连接,风机控制单元的输出端与所述风机接口连接;所述主控制器单元,用于通过控制风机控制单元以控制外部的风机;所述主控制器单元,还用于通过控制水泵驱动单元以控制外部的水泵。将风机控制单元与风机分离设置,可使风机控制单元的器件温升降低,将主控制器单元、风机控制单元和水泵驱动单元集成在同一控制板上,提高了产品的可靠性。

    技术研发人员:卢楚鹏;曹红风;林锐勤
    受保护的技术使用者:广东万和热能科技有限公司
    技术研发日:2020.06.30
    技术公布日:2021.03.12

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