《燃氣熱水器及其恆溫控制裝置和方法》是蕪湖美的廚衛電器製造有限公司、美的集團股份有限公司於2014年4月8日申請的發明專利，該專利申請號為2014101390442，公布號為CN104101104A，專利公布日為2014年10月15日，發明人是趙雙喜、梁國榮、李光華。
《燃氣熱水器及其恆溫控制裝置和方法》提出一種燃氣熱水器及其恆溫控制裝置和控制方法，其中，燃氣熱水器的恆溫控制裝置包括：溫度檢測器，用於檢測燃氣熱水器的出水溫度；步進電機，步進電機用於調節燃氣熱水器的燃氣閥的開度；控制器，控制器根據燃氣熱水器的出水溫度和目標溫度控制步進電機調節燃氣閥的開度以控制出水溫度。該發明的燃氣熱水器及其恆溫控制裝置和控制方法，可以實現對出水溫度的恆溫控制，使燃氣熱水器時時輸出恆溫熱水，控制精確，滿足用戶需要。
2019年5月16日，《燃氣熱水器及其恆溫控制裝置和方法》獲得安徽省第六屆專利獎優秀獎。
（概述圖為《燃氣熱水器及其恆溫控制裝置和方法》的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：燃氣熱水器及其恆溫控制裝置和方法
- 公布號：CN104101104A
- 公布日：2014年10月15日
- 申請號：2014101390442
- 申請日：2014年4月8日
- 申請人：蕪湖美的廚衛電器製造有限公司、美的集團股份有限公司
- 地址：安徽省蕪湖市蕪湖經濟技術開發區東區萬春東路
- 發明人：趙雙喜、梁國榮、李光華
- 代理機構：北京清亦華智慧財產權代理事務所
- 代理人：張大威
- Int.Cl.：F24H9/20(2006.01)I
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
燃氣熱水器是熱水器中的一種，可以即燒即用，為人們提供了很大方便。其中，燃氣熱水器的控制器的電路、結構花樣繁多，各個廠家自我研發。另外，部分燃氣熱水器的控制器不能對出水溫度進行恆溫控制，所以用戶只能通過混水閥手動調節溫度來達到自己的要求。或者，控制器即使可以對輸出水溫進行恆溫控制，但控制不精確，不能達到時時恆溫的效果。
發明內容
專利目的
《燃氣熱水器及其恆溫控制裝置和方法》的目的旨在至少在一定程度上解決上述的技術問題。
該發明的一個目的在於提出一種燃氣熱水器的恆溫控制裝置，該燃氣熱水器的恆溫控制裝置可以實現對出水溫度的恆溫控制，控制精確，使燃氣熱水器時時輸出恆溫熱水，滿足用戶需要。
該發明的另一個目的在於提出一種燃氣熱水器。
該發明的再一個目的在於提出一種燃氣熱水器的恆溫控制方法。
技術方案
《燃氣熱水器及其恆溫控制裝置和方法》一方面實施例提出一種燃氣熱水器的恆溫控制裝置，該燃氣熱水器的恆溫控制裝置包括：溫度檢測器，用於檢測燃氣熱水器的出水溫度；步進電機，所述步進電機用於調節所述燃氣熱水器的燃氣閥的開度；控制器，所述控制器根據所述燃氣熱水器的出水溫度和目標溫度控制所述步進電機調節所述燃氣閥的開度以控制所述出水溫度。
根據該發明實施例的燃氣熱水器的恆溫控制裝置，通過控制器根據燃氣熱水器的出水溫度和目標溫度控制步進電機，進而步進電機調節燃氣閥的開度以控制火力的大小，從而實現對出水溫度的調節，可以使出水溫度維持在目標溫度，實現對出水溫度的恆溫控制，燃氣熱水器可以自動輸出恆溫熱水，滿足用戶需要。
進一步地，在該發明的一些實施例中，上述燃氣熱水器的恆溫控制裝置還包括步進電機驅動電路，所述步進電機驅動電路分別與所述控制器和步進電機連線，所述步進電機驅動電路包括：第一電阻，所述第一電阻的一端與所述控制器連線；第一三極體，所述第一三極體的基極與所述第一電阻的另一端連線，所述第一三極體的發射極與所述步進電機連線，所述第一三極體的集電極接地；第一二極體，所述第一二極體的陽極與所述第一三極體的發射極連線，所述第一二極體的陰極與第一預設電源連線。
在該發明的一些實施例中，在所述出水溫度大於所述目標溫度，所述控制器發出第一控制信號至所述步進電機驅動電路以控制所述步進電機調節所述燃氣閥的開度減小；在所述出水溫度小於所述目標溫度，所述控制器發出第二控制信號至所述步進電機驅動電路以控制所述步進電機調節所述燃氣閥的開度增大；在所述出水溫度等於所述目標溫度，所述控制器發出第三控制信號至所述步進電機驅動電路以控制所述步進電機維持所述燃氣閥當前開度。
在該發明的一些實施例中，上述燃氣熱水器的恆溫控制裝置還包括：電源電路，所述電源電路分別與外部電源和燃氣熱水器連線，所述電源電路包括：整流濾波子電路，所述整流濾波子電路與所述外部電源連線，用於對所述外部電源輸出電壓進行整流濾波以獲得所述第一預設電源；三端穩壓子電路，所述三端穩壓子電路包括三端穩壓管，所述三端穩壓子電路與所述整流濾波子電路連線，用於輸出第二預設電源。
在該發明的一些實施例中，上述燃氣熱水器的恆溫控制裝置還包括：點火電路，所述點火電路包括振盪子電路和高壓輸出子電路，其中，所述振盪子電路包括振盪線圈，所述振盪子電路與所述控制器連線，所述振盪線圈包括第一初級線圈和第一次級線圈；所述高壓輸出子電路包括高壓包線圈，所述高壓包線圈包括第二初級線圈和第二次級線圈，所述第二次級線圈與所述燃氣熱水器的點火電極連線；火焰反饋電路，所述火焰反饋電路分別與所述第一次級線圈和所述控制器連線。
在該發明的一些實施例中，上述燃氣熱水器的恆溫控制裝置還包括：吸閥控制和維持電路，所述吸閥控制和維持電路以第一電壓控制所述燃氣閥開啟，在所述燃氣閥開啟之後，所述吸閥控制和維持電路以第二電壓控制所述燃氣閥維持開啟，所述第二電壓小於所述第一電壓，所述吸閥控制和維持電路包括：第二電阻和第三電阻，所述第二電阻的一端與所述控制器連線，所述第三電阻的一端與所述控制器連線；第二三極體，所述第二三極體的基極與所述第二電阻的另一端連線，所述第二三極體的集電極與所述燃氣閥連線；第二二極體和第三二極體，所述第二二極體的陽極與所述第二預設電源連線，所述第二二極體的陰極與所述第三二極體的陽極連線，所述第二二極體的陰極與所述第三二極體的陽極之間具有第一節點，所述第一節點與所述第二三極體的發射極連線；第三三極體，所述第三三極體的基極與所述第三電阻的另一端連線，所述第三三極體的發射極分別與所述第三二極體的陰極和預設電源連線，所述第三三極體的集電極與所述燃氣閥連線。
吸閥控制和維持電路以第一電壓控制燃氣閥開啟，以第二電壓控制燃氣閥維持開啟，可以降低電能消耗。
在該發明的一些實施例中，上述燃氣熱水器的恆溫控制裝置還包括：風機電機驅動電路，所述風機電機驅動電路包括：開關子電路，所述開關子電路的一端與所述控制器連線；繼電器子電路，所述繼電器子電路的第一端與所述開關子電路的另一端連線，所述繼電器子電路的第二端與所述燃氣熱水器的風機連線，所述繼電器子電路的第三端與外部電源連線。
為達到上述目的，該發明的另一個目的在於提出一種燃氣熱水器，該燃氣熱水器包括上述實施例的恆溫控制裝置。
根據該發明實施例的燃氣熱水器，通過上述實施例的恆溫控制裝置可以實現自動輸出恆溫熱水，滿足用戶需求。
為達到上述目的，該發明的另一方面實施例提出一種燃氣熱水器的恆溫控制方法，燃氣熱水器包括步進電機，該燃氣熱水器的恆溫控制方法包括以下步驟：獲取目標溫度；檢測燃氣熱水器的出水溫度；根據所述出水溫度和目標溫度控制所述步進電機調節所述燃氣熱水器的燃氣閥的開度以控制所述出水溫度。
根據該發明實施例的燃氣熱水器的控制方法，根據燃氣熱水器的出水溫度和目標溫度控制步進電機，進而步進電機調節燃氣閥的開度以控制火力的大小，從而實現對出水溫度的調節，可以使出水溫度維持在目標溫度，實現對出水溫度的恆溫控制，燃氣熱水器可以自動輸出恆溫熱水，滿足用戶需要。
其中，在該發明的一些實施例中，根據所述出水溫度和目標溫度控制所述步進電機調節所述燃氣熱水器的燃氣閥的開度以控制所述出水溫度具體包括：如果所述出水溫度大於所述目標溫度，則控制所述步進電機調節所述燃氣閥的開度減小；如果所述出水溫度小於所述目標溫度，則控制所述步進電機調節所述燃氣閥的開度增大；以及如果所述出水溫度等於所述目標溫度，則控制所述燃氣閥維持當前開度。
在該發明的一些實施例中，所述燃氣熱水器包括點火電路，所述點火電路包括振盪線圈和高壓包線圈，所述控制方法還包括：在所述點火電路啟動之後，所述振盪線圈產生振盪信號，且所述高壓包線圈根據所述振盪信號輸出點火電壓至所述燃氣熱水器的點火電極上以進行點火。
在該發明的一些實施例中，上述控制方法還包括：以第一電壓控制所述燃氣閥開啟；以及在所述燃氣閥開啟之後，以第二電壓控制所述燃氣閥維持開啟，所述第二電壓小於所述第一電壓。
在燃氣閥開啟之後，以第二電壓控制燃氣閥維持開啟，可以降低電能消耗。
附圖說明
圖1為根據《燃氣熱水器及其恆溫控制裝置和方法》的一個實施例的燃氣熱水器的恆溫控制裝置的框圖；
圖2為根據該發明的一個具體實施例的恆溫控制裝置中步進電機驅動電路的電路圖；
圖3為根據該發明的一個實施例的恆溫控制裝置中電源電路的電路圖；
圖4為根據該發明的另一個具體實施例的恆溫控制裝置中點火電路和火焰反饋電路的示意圖；
圖5為根據該發明的再一個實施例的恆溫控制裝置中吸閥控制和維持電路的示意圖；
圖6為根據該發明的又一個實施例的恆溫控制裝置中風機電機驅動電路的示意圖；
圖7為根據該發明的再一個實施例的恆溫控制裝置中顯示控制電路、微動開關電路、風壓開關電路和限位微動開關電路的示意圖；
圖8為根據該發明的一個具體實施例的恆溫控制裝置中控制器的示意圖；
圖9為根據該發明的另一個具體實施例針對圖8中控制器的仿真電路示意圖；
圖10為根據該發明的一個實施例的燃氣熱水器的恆溫控制方法的流程圖；
圖11為根據該發明的一個具體實施例的燃氣熱水器的恆溫控制方法實現過程的主程式控制流程圖；
圖12為根據該發明的又一個具體實施例的燃氣熱水器的恆溫控制方法中實現步進電機復位的流程圖；
圖13為根據該發明的又一個具體實施例的燃氣熱水器的恆溫控制方法中實現步進電機自動運行的流程圖；
圖14為根據該發明的又一個具體實施例的燃氣熱水器的恆溫控制方法中實現工作模式判斷的流程圖；
圖15為根據該發明的又一個具體實施例的燃氣熱水器的恆溫控制方法中實現負載初始化的流程圖；
圖16為根據該發明的又一個具體實施例的燃氣熱水器的恆溫控制方法中實現檢水過程的流程圖
附圖示記：恆溫控制裝置1000，溫度檢測器10、燃氣閥20、步進電機30和控制器40，步進電機驅動電路50，電源電路60，點火電路70和火焰反饋電路80，吸閥控制和維持電路90，檢測電路801，風機電機驅動電路100，開關子電路101和繼電器子電路102，顯示控制電路200、微動開關電路300、風壓開關電路400和限位微動開關電路500。
技術領域
《燃氣熱水器及其恆溫控制裝置和方法》涉及電器技術領域，特別涉及一種燃氣熱水器，以及燃氣熱水器的恆溫控制裝置和方法。
權利要求
1.《燃氣熱水器及其恆溫控制裝置和方法》包括：溫度檢測器，用於檢測燃氣熱水器的出水溫度；步進電機，所述步進電機用於調節所述燃氣熱水器的燃氣閥的開度；控制器，所述控制器根據所述燃氣熱水器的出水溫度和目標溫度控制所述步進電機調節所述燃氣閥的開度以控制所述出水溫度，其中，在所述出水溫度大於所述目標溫度，所述控制器發出第一控制信號至所述步進電機驅動電路以控制所述步進電機調節所述燃氣閥的開度減小；或者在所述出水溫度小於所述目標溫度，所述控制器發出第二控制信號至所述步進電機驅動電路以控制所述步進電機調節所述燃氣閥的開度增大；或者在所述出水溫度等於所述目標溫度，所述控制器發出第三控制信號至所述步進電機驅動電路以控制所述步進電機維持所述燃氣閥當前開度。
2.如權利要求1所述的燃氣熱水器的恆溫控制裝置，其特徵在於，還包括：步進電機驅動電路，所述步進電機驅動電路分別與所述控制器和步進電機連線，所述步進電機驅動電路包括：第一電阻，所述第一電阻的一端與所述控制器連線；第一三極體，所述第一三極體的基極與所述第一電阻的另一端連線，所述第一三極體的發射極與所述步進電機連線，所述第一三極體的集電極接地；第一二極體，所述第一二極體的陽極與所述第一三極體的發射極連線，所述第一二極體的陰極與第一預設電源連線。
3.如權利要求2所述的燃氣熱水器的恆溫控制裝置，其特徵在於，還包括：電源電路，所述電源電路分別與外部電源和燃氣熱水器連線，所述電源電路包括：整流濾波子電路，所述整流濾波子電路與所述外部電源連線，用於對所述外部電源輸出電壓進行整流濾波以獲得所述第一預設電源；三端穩壓子電路，所述三端穩壓子電路包括三端穩壓管，所述三端穩壓子電路與所述整流濾波子電路連線，用於輸出第二預設電源。
4.如權利要求1所述的燃氣熱水器的恆溫控制裝置，其特徵在於，還包括：點火電路，所述點火電路包括振盪子電路和高壓輸出子電路，其中，所述振盪子電路包括振盪線圈，所述振盪子電路與所述控制器連線，所述振盪線圈包括第一初級線圈和第一次級線圈；所述高壓輸出子電路包括高壓包線圈，所述高壓包線圈包括第二初級線圈和第二次級線圈，所述第二次級線圈與所述燃氣熱水器的點火電極連線；火焰反饋電路，所述火焰反饋電路分別與所述第一次級線圈和所述控制器連線。
5.如權利要求1所述的燃氣熱水器的恆溫控制裝置，其特徵在於，還包括：吸閥控制和維持電路，所述吸閥控制和維持電路以第一電壓控制所述燃氣閥開啟，在所述燃氣閥開啟之後，所述吸閥控制和維持電路以第二電壓控制所述燃氣閥維持開啟，所述第二電壓小於所述第一電壓，所述吸閥控制電路和維持電路包括：
第二電阻和第三電阻，所述第二電阻的一端與所述控制器連線，所述第三電阻的一端與所述控制器連線；
第二三極體，所述第二三極體的基極與所述第二電阻的另一端連線，所述第二三極體的集電極與所述燃氣閥連線；
第二二極體和第三二極體，所述第二二極體的陽極與第二預設電源連線，所述第二二極體的陰極與所述第三二極體的陽極連線，所述第二二極體的陰極與所述第三二極體的陽極之間具有第一節點，所述第一節點與所述第二三極體的發射極連線；
第三三極體，所述第三三極體的基極與所述第三電阻的另一端連線，所述第三三極體的發射極分別與所述第三二極體的陰極和預設電源連線，所述第三三極體的集電極與所述燃氣閥連線。
6.如權利要求1所述的燃氣熱水器的恆溫控制裝置，其特徵在於，還包括：風機電機驅動電路，所述風機電機驅動電路包括：開關子電路，所述開關子電路的一端與所述控制器連線；繼電器子電路，所述繼電器子電路的第一端與所述開關子電路的另一端連線，所述繼電器子電路的第二端與所述燃氣熱水器的風機連線，所述繼電器子電路的第三端與外部電源連線。
7.一種燃氣熱水器，其特徵在於，包括如權利要求1-6任一項所述的恆溫控制裝置。
8.一種燃氣熱水器的恆溫控制方法，其特徵在於，燃氣熱水器包括步進電機，所述控制方法包括以下步驟：獲取目標溫度；檢測燃氣熱水器的出水溫度；根據所述出水溫度和目標溫度控制所述步進電機調節所述燃氣熱水器的燃氣閥的開度以控制所述出水溫度，其中，如果所述出水溫度大於所述目標溫度，則發出第一信號至步進電機驅動電路以控制所述步進電機調節所述燃氣閥的開度減小；或者，如果所述出水溫度小於所述目標溫度，則發出第二控制信號至所述步進電機驅動電路以控制所述步進電機調節所述燃氣閥的開度增大；或者，如果所述出水溫度等於所述目標溫度，則發出第三控制信號至所述步進電機驅動電路以控制所述步進電機維持所述燃氣閥的當前開度。
9.如權利要求8所述的燃氣熱水器的恆溫控制方法，其特徵在於，所述燃氣熱水器包括點火電路，所述點火電路包括振盪線圈和高壓包線圈，所述控制方法還包括：在所述點火電路啟動之後，所述振盪線圈產生振盪信號，且所述高壓包線圈根據所述振盪信號輸出點火電壓至所述燃氣熱水器的點火電極上以進行點火。
10.如權利要求8所述的燃氣熱水器的恆溫控制方法，其特徵在於，所述控制方法還包括：以第一電壓控制所述燃氣閥開啟；以及在所述燃氣閥開啟之後，以第二電壓控制所述燃氣閥維持開啟，所述第二電壓小於所述第一電壓。
實施方式
圖1為根據《燃氣熱水器及其恆溫控制裝置和方法》的一個實施例的燃氣熱水器的恆溫控制裝置的框圖。如圖1所示，該發明實施例的燃氣熱水器的恆溫控制裝置1000包括溫度檢測器10、步進電機30和控制器40。其中，溫度檢測器10用於檢測燃氣熱水器的出水溫度。步進電機30用於調節燃氣熱水器的燃氣閥20的開度，控制器40獲取用戶設定的目標溫度，控制器40根據目標溫度和出水溫度控制步進電機30調節燃氣閥20的開度以控制出水溫度，從而使得出水溫度可以與目標溫度相等或相近，保持恆溫輸出。例如，如果出水溫度大於目標溫度，則控制器40控制步進電機30調節燃氣閥20的開度減小；如果出水溫度小於目標溫度，則控制器40控制步進電機30調節燃氣閥20的開度增大；如果出水溫度等於目標溫度，則控制器40控制燃氣閥20維持當前開度。
進一步地，在該發明的一個實施例中，上述燃氣熱水器的恆溫控制裝置1000還包括對步進電機30進行驅動的步進電機驅動電路50。具體地，如圖2所示，步進電機驅動電路50分別與控制器40和步進電機30連線，步進電機驅動電路50包括第一電阻R1、第一三極體Q1和第一二極體D1。第一電阻R1的一端與控制器40連線，第一三極體Q1的基極與第一電阻R1的另一端連線，第一三極體Q1的發射極與步進電機30連線，例如通過接線端子CN5連線步進電機30，第一三極體Q1的集電極接地，第一二極體D1的陽極與第一三極體Q1的發射極連線，第一二極體Q1的陰極與第一預設電源例如+12伏連線。具體地，在該發明的一個實施例中，如圖2所示，採用四相步進電機，例如步進電機30的每一相的一端例如M1、M2、M3和M4分別與控制器40連線，每一相結構相同，均包括第一電阻R1、第一三極體Q1和第一二極體D1。根據步進電機30的運行原理，控制器40依次傳送控制信號至不同的相電路，則不同相的第一三極體Q1依次導通，從而步進電機30以步距角為單位進行運行，從而控制燃氣閥20的開度。
具體地，在出水溫度大於目標溫度，控制器40發出第一控制信號至步進電機驅動電路50以控制步進電機30調節燃氣閥20的開度減小，例如控制步進電機30反轉幾個步距角單位，進而可以減小火力，降低出水溫度以達到目標溫度；在出水溫度小於目標溫度，控制器40發出第二控制信號至步進電機驅動電路50以控制步進電機30調節燃氣閥20的開度增大，例如控制步進電機30正轉幾個步距角單位，進而可以加大火力，增加出水溫度以達到目標溫度；在出水溫度等於目標溫度，控制器40發出第三控制信號至步進電機驅動電路50以控制步進電機30維持燃氣閥20當前開度，從而實現對出水溫度的恆溫控制。
另外，在該發明的一個實施例中，如圖3所示，上述燃氣熱水器的恆溫控制裝置1000還包括電源電路60，用於提供給各個電路工作需要的不同預設電源。電源電路60分別與外部電源例如通過接線端子CN6與220伏交流電源和燃氣熱水器連線，電源電路60包括整流濾波子電路601和三端穩壓子電路602。整流濾波子電路601與外部電源例如通過接線端子CN10與220伏交流電源連線，用於對外部電源輸出電壓進行整流濾波以獲得第一預設電源例如+12伏，例如整流濾波子電路601包括由四個二極體組成的整流橋、電解電容EC01、電容C01和電阻R01。三端穩壓子電路602包括三端穩壓管U1例如7805穩壓管，三端穩壓子電路602與整流濾波子電路601連線，用於輸出第二預設電源例如+5伏。具體地例如，U1的輸入端Vin分別與電容C01、電解電容EC01和電阻R01的一端連線，U1的接地端分別與電容C01、電解電容EC01和電阻R01的另一端連線，U1的輸出端與電解電容EC02和電容C02的一端連線，並輸出第二預設電源電壓例如+5伏，電解電容EC02和電容C02的另一端與U1的接地端連線。 在該發明的另一個實施例中，如圖4所示，上述燃氣熱水器的恆溫控制裝置1000還包括點火電路70和火焰反饋電路80。其中，點火電路70包括振盪子電路701和高壓輸出子電路702，振盪子電路701包括振盪線圈T1，振盪子電路701與控制器40連線，例如通過FIRE端與控制器40連線，振盪線圈T1包括第一初級線圈T11和第一次級線圈T12；高壓輸出子電路702包括高壓包線圈T2，高壓包線圈T2包括第二初級線圈T21和第二次級線圈T22，第二次級線圈T22與燃氣熱水器1000的點火電極連線。當燃氣熱水器1000的水閥和燃氣閥20開啟且具有風壓之後，控制器40發出點火信號至點火電路70，三極體Q導通，振盪線圈T1產生振盪信號，進而在高壓包線圈T2的第二初級線圈T21中釋放，並在第二次級線圈T22中產生高達12-16千伏的點火高壓，該點火高壓加在燃氣熱水器的點火電極產生點火火花，進而實現點火功能。另外，火焰反饋電路80分別與第一次級線圈T11和控制器40連線，例如通過FIRE-TEST端與控制器40連線。火焰反饋電路80採集第一次級線圈T11輸出的電壓值例如100伏，進而生成火焰反饋信號，控制器40可以根據火焰反饋信號判斷點火電路的啟動與否。
在該發明的又一個實施例中，如圖5所示，上述燃氣熱水器的恆溫控制裝置1000還包括吸閥控制和維持電路90，其中，吸閥控制和維持電路90以第一電壓控制燃氣閥20開啟，在燃氣閥20開啟之後，吸閥控制和維持電路90以第二電壓控制燃氣閥20維持開啟，第二電壓小於第一電壓。其中，吸閥控制和維持電路90包括第二電阻R2和第三電阻R3、第二三極體Q2、第二二極體D2和第三二極體D3和第三三極體Q3。具體地，第二電阻R2的一端例如ZHXF端與控制器40連線，第三電阻R3的一端例如ZHWC端與控制器40連線；第二三極體Q2的基極與第二電阻R2的另一端連線，第二三極體Q2的集電極與燃氣閥20連線，例如通過接線端子CN10與燃氣閥20連線；第二二極體D2的陽極與第二預設電源例如+5伏連線，第二二極體D2的陰極與第三二極體D3的陽極連線，第二二極體D2的陰極與第三二極體D3的陽極之間具有第一節點O，第一節點O與第二三極體Q2的發射極連線；第三三極體Q3的基極與第三電阻R3的另一端連線，第三三極體Q3的發射極分別與第三二極體D3的陰極和預設電源連線，第三三極體Q3的集電極與燃氣閥20連線。例如，當燃氣閥20開啟時，控制器40發出控制信號至吸閥控制和維持電路90，例如輸出至第二三極體Q2的基極負電壓信號，另外，預設電源例如+5伏通過第二二極體D2加至第二三極體Q2的發射極電壓例如為5-0.7=4.3伏，第二三極體Q2導通，控制燃氣閥20開啟，在燃氣閥20開啟之後，控制器40發出控制信號至維持電路90，例如輸出至第三三極體Q3的基極負電壓信號，另外，預設電源例如+5伏通過第二二極體D2和第三二極體D3加至第三三極體Q3的發射極電壓例如為5-0.7-0.7=3.6伏，進而可以維持燃氣閥20處於開啟狀態，所以在燃氣閥20的維持開啟時所需電壓小於初始開啟時的電壓，可以降低電能的消耗。
另外，如圖5所示，上述燃氣熱水器的恆溫控制裝置1000還包括檢測電路801，檢測電路801的一端例如CO-TEST端與控制器40連線，檢測電路801的另一端通過接線端子CN10與燃氣閥20連線，具體地，檢測電路801包括電阻R02、電阻R03和電容C03，電阻R02的一端與控制器40連線，電阻R02的另一端與燃氣閥20連線，電阻R03的一端分別與電阻R02和燃氣閥20連線，電阻R03的另一端接地，電容C03的一端分別與電阻R02和燃氣閥20連線，電容C03的另一端接地。
在該發明的另一個實施例中，如圖6所示，上述燃氣熱水器的恆溫控制裝置1000的還包括風機電機驅動電路100，風機電機驅動電路100包括開關子電路101和繼電器子電路102。其中，開關子電路101的一端例如FAN端與控制器40連線，繼電器子電路102的第一端與開關子電路101的另一端連線，繼電器子電路102的第二端例如通過接線端子CN2與燃氣熱水器1000的風機連線，繼電器子電路102的第三端例如通過接線端子CN4與外部電源例如交流電源220伏連線。具體地，例如圖6所示，開關子電路101包括電阻R04、三極體Q01和電阻R05，電阻R04的一端例如FAN端與控制器40連線，電阻R04的另一端分別與電阻R05的一端和三極體Q01的基極連線，電阻R05的另一端和三極體Q01的集電極均接地，三極體Q01的發射極與繼電器子電路102連線。繼電器子電路102包括繼電器J1和二極體D01，繼電器J1的線圈的一端與風機連線，線圈的另一端與外部電源例如220伏交流電源連線，繼電器J1的開關K1的一端分別與二極體D01的陽極和三極體Q01的發射極連線，開關K1的另一端分別與第一預設電源例如+12伏和二極體D01的陰極連線。當控制風機啟動時，控制器40發出控制信號至開關子電路中，三極體Q01導通，進而繼電器J1線圈通電，開關閉合，交流電源為風機電機例如交流電機進行供電，從而控制風機啟動。
另外，在該發明的一個實施例中，上述燃氣熱水器的恆溫控制裝置1000還包括顯示控制電路200、微動開關電路300、風壓開關電路400和限位微動開關電路500。具體連線方式如圖7所示，例如，顯示控制電路200的一端例如DISP-Z、DISP-D、DISP-C、DISP-CS和DISP-F分別與控制器40連線，顯示控制電路200的另一端通過接線端子CN7與燃氣熱水器的顯示裝置連線；微動開關電路300的一端例如SW1與控制器40連線，另一端通過接線端子CN8連線微動開關；風壓開關電路400一端例如SW與控制器40連線，另一端通過接線端子CN8連線風壓開關；限位微動開關電路500的一端例如SW2與控制器40連線，限位微動開關電路500的另一端通過接線端子CN8與限位微動開關連線，用於檢測步進電機30的位置是否到位。其中，還包括溫度檢測器10的控制電路例如熱敏電阻電路600，具體地，熱敏電阻電路600包括電阻06和電阻07和電容C04，電容C04的一端接地，電容C04的另一端例如通過NTC端與控制器40連線，電阻07的一端與第二預設電源例如+5伏連線，電阻06的另一端和電阻07的另一端均通過接線端子CN8與溫度檢測器10例如熱敏電阻連線，用於檢測燃氣熱水器的出水溫度。 具體地，在該發明的一個實施例中，如圖8所示，該發明實施例的控制器40可以採用Fujitsu MB95F636單片機，該單片機自身內部帶有晶振，不用再外設振盪電路。Fujitsu MB95F636單片機與各個電路的具體連線參照圖1-8所示。另外，Fujitsu MB95F636單片機還外設有輔助電路，例如濾波電路700、電位上拉電路800和復位電路900，具體連線如圖8所示。另外，Fujitsu MB95F636單片機的仿真電路如圖9所示，其中，CN11為仿真接口。
具體地，在該發明的實施例中，控制器40接收到燃氣熱水器啟動的命令之後，控制燃氣熱水器的各個負載復位，負載完成復位之後，通過溫度檢測器10獲取燃氣熱水器的出水溫度，進而控制器40獲取用戶的目標溫度，例如獲取按鍵指令對應的目標溫度信息，控制器40根據出水溫度和目標溫度進一步控制步進電機30的運行，以調節燃氣閥20的開度，可以調節出水溫度與目標溫度相近或相等，從而實現對燃氣熱水器的恆溫控制。
綜上所述，該發明實施例的燃氣熱水器的恆溫控制裝置，通過控制器根據燃氣熱水器的出水溫度和目標溫度控制步進電機，進而步進電機調節燃氣閥的開度以控制火力的大小，從而實現對出水溫度的調節，可以使出水溫度維持在目標溫度，實現對出水溫度的恆溫控制，燃氣熱水器可以自動輸出恆溫熱水，滿足用戶需要。另外，通過吸閥控制和維持電路以第一電壓控制燃氣閥開啟，在燃氣閥開啟之後，通過以第二電壓維持燃氣閥開啟，可以降低電能消耗。
該發明的另一方面實施例提出一種燃氣熱水器，該燃氣熱水器包括上述實施例的恆溫控制裝置。
該發明實施例的燃氣熱水器通過恆溫控制裝置可以實現自動輸出恆溫熱水，滿足用戶需求。
基於以上燃氣熱水器及其恆溫控制裝置，下面參照附圖描述根據該發明的另一方面實施例提出的燃氣熱水器的恆溫控制方法。
圖10為根據該發明的一個實施例的燃氣熱水器的恆溫控制方法的流程圖。其中，燃氣熱水器包括步進電機，如圖10所示，該發明實施例的燃氣熱水器的恆溫控制方法包括以下步驟：
S1，獲取目標溫度。
例如，通過按鍵掃描，獲取用戶通過按鍵設定的目標溫度。
S2，檢測燃氣熱水器的出水溫度。
S3，根據出水溫度和目標溫度控制步進電機調節燃氣熱水器的燃氣閥的開度以控制出水溫度。
具體地，在該發明的一個實施例中，如果出水溫度大於目標溫度，則控制步進電機調節燃氣閥的開度減小，例如控制步進電機反轉幾個步距角單位，進而可以減小火力，降低出水溫度以達到目標溫度。如果出水溫度小於目標溫度，則控制步進電機調節燃氣閥的開度增大，例如控制步進電機正轉幾個步距角單位，進而可以加大火力，增加出水溫度以達到目標溫度；如果出水溫度等於目標溫度，則控制燃氣閥維持當前開度，從而實現對出水溫度的恆溫控制。
具體地，在該發明的實施例中，接收到燃氣熱水器啟動的命令之後，控制燃氣熱水器的各個負載復位，負載完成復位之後，獲取燃氣熱水器的出水溫度，並獲取用戶的目標溫度，例如獲取按鍵指令對應的目標溫度信息，進而根據出水溫度和目標溫度進一步控制步進電機的轉動角度，以調節燃氣閥的開度，從而調節出水溫度與目標溫度相近或相等，實現對燃氣熱水器的恆溫控制。
另外，在該發明的一個實施例中，以第一電壓控制燃氣閥開啟，在燃氣閥開啟之後，以第二電壓控制燃氣閥維持開啟，第二電壓小於第一電壓。例如，如圖5所示，當燃氣閥開啟時，控制器發出控制信號至吸閥控制和維持電路，例如輸出至第二三極體Q2的基極負電壓信號，另外，預設電源例如+5伏通過第二二極體D2加至第二三極體Q2的發射極電壓例如為5-0.7=4.3伏，即第一電壓，第二三極體Q2導通，控制燃氣閥開啟。在燃氣閥開啟之後，控制器發出控制信號至吸閥控制和維持電路，例如輸出至第三三極體Q3的基極負電壓信號，另外，預設電源例如+5伏通過第二二極體D2和第三二極體D3加至第三三極體Q3的發射極電壓例如為5-0.7-0.7=3.6伏，即第二電壓，進而可以維持燃氣閥處於開啟狀態，所以在燃氣閥的維持開啟時所需電壓小於初始開啟時的電壓，可以降低電能的消耗。
在該發明的另一些實施例中，燃氣熱水器包括點火電路，點火電路包括振盪線圈和高壓包線圈，在所述燃氣熱水器的水閥和燃氣閥開啟之後，點火電路根據驅動信號啟動，振盪線圈產生振盪信號，且高壓包線圈根據振盪信號輸出點火電壓至燃氣熱水器的點火電極上以進行點火。
具體地，該發明實施例的燃氣熱水器的恆溫控制方法可以通過軟體控制實現控制燃氣熱水器自動輸出恆溫熱水，例如將控制程式寫入控制器例如Fujitsu MB95F636單片機。
例如，如圖11所示為根據該發明的一個具體實施例的燃氣熱水器的恆溫控制方法通過軟體實現時主函式流程圖。如圖11所示，包括以下步驟：
S01，進行初始化。S02，餵狗。即給看門狗定時器電路一個輸入信號。S03，判斷2毫秒標誌信號是否到達。如果是，則進入步驟S04，否則進入步驟S0,8。S04，清除2毫秒標誌信號。S05，判斷步進電機復位信號是否到位。如果是，則進入步驟S07，否則進入步驟S06。S06，控制步進電機復位。S07，控制步進電機自動運行。S08，判斷5毫秒標誌信號是否到位。如果是，進入步驟S09，否則進入步驟S14。S09，清除5毫秒標誌信號。S10，再次判斷步進電機復位信號是否到位。如果是，進入步驟S11，否則，進入步驟S13。S11，判斷10毫秒標誌信號是否到位。如果是，進入步驟S12，否則進入步驟S13。S12，進行工作模式判斷。S13，負載初始化。S14，判斷10毫秒標誌信號是否到位。如果是，進入步驟S15，否則進入步驟S20。S15，清除10毫秒標誌信號。S16，控制蜂鳴器工作。S17，控制模擬量採集。S18，控制掃描顯示裝置。S19，控制掃描按鍵。S20，判斷100毫秒標誌信號是否到達。
如果是，進入步驟S21，否則進入步驟S25。S21，清除100毫秒標誌信號。S22，控制系統計時模組工作。S23，判斷系統開關信號是否到位。如果是，進入步驟S24，否則進入步驟S25。S24，生成顯示數據。S25，判斷1s標誌信號是否到位。如果是，進入步驟S26，否則返回步驟S02。S26，清除1s標誌信號。S27，進行溫度控制。S28，進行逾時檢測。其中，在該發明的另一個具體實施例中，如圖12所示為步進電機進行復位的流程圖，包括以下步驟：S1201，控制電機進行反轉。S1202，限位微動開關是否閉合。如果是，進入步驟S1203，否則返回。S1203，判斷復位標誌是否置位。如果是則返回，否則進入步驟S1204。S1204，置位復位標誌。S1205，當前角度進行清零。S1206，目標角度初始化。S1207，步進電機停止。另外，在該發明的一個具體實施例中，如圖13所示為步進電機自動運行的流程圖。包括以下步驟：S1301，判斷步進電機轉動方向。S1302，判斷正轉標誌是否置位。如果是，則進入步驟S1303，否則進入步驟S1304。S1303，步進電機正轉。S1304，判斷反轉標誌是否置位。如果是，則進入步驟S1305，否則進入步驟S1306。S1305，步進電機反轉。S1306，步進電機停止。另外，在該發明的另一個具體實施例中，如圖14所示為工作模式的判斷過程的流程圖。包括以下步驟：S1401，判斷系統是否關機。如果是，則進入步驟S1402，否則進入步驟S1403。S1402，清除關機標誌信號。S1403，判斷負載是否初始化。如果是，則進入步驟S1404，否則進入步驟S1405。S1404，檢測水流。S1405，控制負載初始化。S1406，對閥體進行控制。
進一步地，如圖15所示為根據該發明的一個具體實施例的控制負載進行初始化過程的流程圖。如圖15所示，包括以下步驟：
S1501，進行故障檢測，判斷是否有故障。如果有故障，則返回，否則進入步驟S1502。S1502，檢測是否有水流。如果有則進入步驟S1503，否則返回。S1503，清除步進電機初始化標誌信號。S1504，清除計時。S1505，判斷是否有偽風壓。如果有，則進入步驟S1506，否則進入步驟S1507。S1506，置位風機故障標誌。S1507，判斷是否有偽火焰。如果有，則進入步驟S1508，否則進入步驟S1509。S1508，置位偽火故障標誌。S1509，判斷是否有故障信號。如果有，則進入步驟S1510，否則進入步驟S1511。S1510，清除故障標誌信號。S1511，置位風機標誌信號。S1512，判斷風機是否開啟達2秒。如果是，則進入步驟S1513，否則進入步驟S1514。S1513，判斷是否有風壓。
如果否則進入步驟S1514，否則進入步驟S1516。S1514，判斷風機是否開啟達8m。如果是，則進入步驟S1515，否則返回。S1515，置位風機故障標誌。S1516，置位點火標誌。S1517，判斷是否有偽火。如果是則進入步驟S1518，否則進入步驟S1519。S1518，置位點火故障標誌。S1519，判斷點火時間是否大於0.5秒。如果是，則進入步驟S1520，否則返回。S1520，判斷吸閥控制和維持電路是否都沒有開啟。如果是，則進入步驟S1521，否則進入步驟S1524。S1521，置位吸閥標誌。S1522，判斷是否有火焰。如果有，則進入步驟S1523，否則進入步驟S1524。S1523，置位閥體故障標誌。S1524，判斷是否有火焰。如果有則進入步驟S1525，否則進入步驟S1526。S1525，置位負載初始化標誌，清除點火標誌。S1526，判斷點火時間是否大於8s。如果是，則進入步驟S1527，否則返回。S1527，置位點火失敗標誌，置位後清零。S1528，清除點火標誌，清除風機開啟標誌。S1529，判斷是否有水。如果有則返回，否則進入步驟S1530。S1530，清除點火標誌，清除風機開啟標誌。S1531，判斷閥體是否開啟過。如果是，則進入步驟S1532，否則返回。S1532，關閉閥體，並進行清除。S1533，清除故障標誌。
進一步地，如圖16所示為根據該發明的一個具體實施例的進行檢水過程的流程圖。如圖16所示，包括以下步驟：S1601，判斷當前記錄檢水時間是否達到設定時間。如果是，則進入步驟S1602，否則返回。S1602，清除檢水時間。S1603，判斷是否有水。如果是，則進入步驟S1604，否則進入步驟S1605。S1604，清除步進電機初始化標誌。S1605，清除檢水標誌。S1606，判斷步進電機是否初始化。如果是則進入步驟S1607，否則返回。S1607，置位步進電機初始化標誌。S1608，清除步進電機復位標誌。S1609，判斷步進電機是否有故障。如果有，則進入步驟S1610，否則進入步驟S1611。S1610，清除故障標誌。S1611，判斷維持閥開啟時間是否大於0.5秒。如果是，則進入步驟S1612，否則進入步驟S1613。S1612，清除吸閥標誌。S1613，判斷是否有風壓。如果有，則進入步驟S1617，否則進入步驟S1614。S1614，判斷風機是否故障。如果是，則進入步驟S1617，否則進入步驟S1615。S1615，置位風機故障標誌。S1616，清除風機故障標誌。S1617，判斷是否有火焰。如果是則返回，否則進入步驟S1618.S1618，判斷是否有熄火故障。如果是則返回，否則進入步驟S1619。S1619，置位意外熄火故障標誌。S1620，清除意外熄火故障標誌。
具體地，可以將控制程式寫入控制器例如Fujitsu -MB95F636單片機內，進一步通過控制步進電機的轉動角度，以調節燃氣閥的開度，從而調節出水溫度與目標溫度相近或相等，實現對燃氣熱水器的恆溫控制。
該發明實施例的燃氣熱水器的恆溫控制方法，根據燃氣熱水器的出水溫度和目標溫度控制步進電機，進而步進電機調節燃氣閥的開度以控制火力的大小，從而實現對出水溫度的調節，可以使出水溫度維持在目標溫度，實現對出水溫度的恆溫控制，燃氣熱水器可以自動輸出恆溫熱水，滿足用戶需要。另外，以第一電壓控制燃氣閥開啟，在燃氣閥開啟之後，以第二電壓維持燃氣閥開啟，可以降低電能消耗。
榮譽表彰
2019年5月16日，《燃氣熱水器及其恆溫控制裝置和方法》獲得安徽省第六屆專利獎優秀獎。
