專利名稱：家用電子水壺的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種家用電子控制電水壺。
現(xiàn)有的電水壺多為普通型，由壺體及電加熱元件組成，水開控制和缺水控制都由人工來完成，容易造成電能浪費和出現(xiàn)意外事故；也有采用雙金屬片或感溫磁鋼實現(xiàn)溫度控制的電水壺，缺水時也要靠人來控制，存在著溫度控制精度低、可靠性差等缺點。這類電水壺的材質和形狀多與傳統(tǒng)的水壺相同，在燒水過程中熱量散失多，浪費電能。與此技術領域相近的自控電暖瓶也存在著結構復雜、成本高、實用性差等缺點。
本實用新型的目的旨在克服現(xiàn)有技術之不足，而提供一種結構簡單、成本低、使用方便、節(jié)電、實現(xiàn)水開和缺水控制的家用電子水壺。
本實用新型包括壺體和固定在壺體上的電加熱元件6。在壺體1上還安裝了用于控制電加熱元件的電子控制器3，該控制器采用直流電源供電，以時基集成電路N1為核心電子電路，外接輔助電路，實現(xiàn)水溫、缺水自動控制。輔助電路包括(1)水開檢測電路，它接在時基集成電路N1的輸入端②。該電路以熱敏電阻為傳感元件，把壺內水溫電信號輸出到時基集成電路的一個輸入端；(2)缺水檢測電路，它串接在音頻脈沖電源電路和時基集成電路N1中間，音頻脈沖電源電路輸出音頻脈沖信號，當缺水檢測電路的探頭SL檢測不缺水時，檢測電路輸出信號不變化；當探頭SL檢測缺水時，輸入的音頻脈沖電壓降很水小電路輸出一個變化的信號，進入時基集成電路N1的輸入端④；(3)加電自啟動輸入電路，接在時基集成電路N1的輸入端⑥，實現(xiàn)加電時電加熱元件6的自啟動功能；(4)輸出控制電路，它的輸入端與時基集成電路N1的輸出端⑤聯(lián)接，實現(xiàn)對電加熱元件6的停、送電控制。
本實用新型還可以把聲、光報警電路的兩個輸入端分別聯(lián)接在音頻脈沖電路和時基集成電路N1的輸出端上。
本實用新型具有以下優(yōu)點(1)能夠實現(xiàn)水開自動停電控制。停電時水溫達到100℃無誤差；在水溫達到100℃以后至自動停電之前有一段續(xù)燒時間，以保證開水的質量。
(2)能夠實現(xiàn)缺水自動停電控制。在壺中缺水、無水時，自動斷電，解決了現(xiàn)有電水壺的干燒問題。
(3)壺上的聲光報警指示為人們監(jiān)視燒水的工作狀態(tài)提供了方便。
此外，還具有結構簡單、合理、成本低、功能可靠、使用方便、節(jié)電等特點。
圖1為本實用新型結構示意圖；圖2為本實用新型電子控制器電框圖；圖3為本實用新型電子控制器電原理圖。
以下結合附圖對本實用新型的技術解決方案做進一步描述如
圖1所示，本實用新型的壺體為瓷質，壺體美觀、衛(wèi)生、高雅，它包括壺底7和壺蓋8。電加熱元件6，探頭4固定在壺蓋8上，電子控制器3安裝在盒體1內，上加裝盒蓋11。壓電陶瓷發(fā)聲片裝在盒體的發(fā)聲腔2內。發(fā)光二極管9、開關10亦補裝在盒體1上。圖中5為電源插頭、12為密封膠墊。本實用新型用于控制電加熱元件6的電子控制器3的工作原理如圖2、圖3所示，它以時基集成電路為核心，外接輔助電路。水開檢測、缺水檢測和加電自啟動功能都是通過控制N1輸入端的電位實現(xiàn)的。也就是說，電子水壺電加熱元件的通斷控制和聲光報警元件的工作狀態(tài)都是由N1輸出端的電位決定的。
如圖3所示，電加熱元件RL與繼電器KA串聯(lián)接入交流220V電源，當繼電器觸點KA接通，電加熱元件RL發(fā)熱、燒水。
直流電源電路由聚丙烯電容器C10、單相橋式整流器VC，穩(wěn)壓二極管V9、晶體管V8、電阻器R9、R10、電容器C8、C9和開關SA構成。在+和-之間得到直流電源的過程是手動接通SA→L與N之間經過SA、C10、VC、V9和V8的基極形成通路→V8與R9的串連電路導通，在+和-兩端形成直流電源電壓。由于V9和V8發(fā)射結的鉗位作用，當交流電源電壓波動或直流電源的負載電流發(fā)生變化時→V9和V8基極串聯(lián)支路電流變化→R9和V8集電極串聯(lián)支路電源有大的變化→C10的壓降變化→+和-之間的直流電壓維持不變，成為穩(wěn)壓電源。C8的作用是濾波，C9的作用是消除家用電子水壺電路干擾電網(wǎng)的噪聲信號，R10的作用是為C10提供放電回路。
輸出控制電路聲光報警電路它由發(fā)光二極管V4、V5、晶體管V7、繼電器KA的線圈、二極管V6、電阻器R6、R7、R8與非門集成電路D3、D4和壓電陶瓷發(fā)聲片HA構成。當N1的輸出端第5腳為高電位時，產生的作用其一是V7的基極通過R8流過電流→V7飽和導通→KA的線圈通過電流→KA的觸點接通了RL，使RL發(fā)熱燒水；其二是使D3輸入端為高電位→D3輸出端低電位→D4未打開→音頻脈沖電壓通不過D4→HA不發(fā)聲音；其三是V5通過電流發(fā)出綠光→指示RL正在通電燒水。當N1的輸出端第5腳為低電位時，產生的作用其一是V7的基極電流為0→V7截止→KA的線圈不通，觸點斷開→RL斷電不燒水；其二是D3輸入端為低電位，輸出端為高電位→D4被打開→音頻脈沖電壓通過D4加給HA→HA發(fā)出RL已停電的報警聲；其三是V4通過電流發(fā)出紅光→指示RL已處于停電狀態(tài)。從上可以看出，N1輸出端電位的高低控制了電熱元件的停送電及其相對應的聲光指示。該聲光指示為人們監(jiān)視燒水的工作狀態(tài)提供了方便。
N1的第2腳輸入端接水開檢測電路。該電路由安裝在缺水探頭外殼內的負溫度系數(shù)熱敏電阻器RT、電阻R4、電位器RP2和電容器C4構成。RT與R4、RP2串聯(lián)，當壺中水溫低于100℃時RT的阻值較大→N1第2腳的電位較低→N1輸出第5腳原有的高電位被保持不變→RL繼續(xù)通電加熱；當水溫升到100℃時，RT的阻值較小→N1的第2腳電位升高到N1的復位電位→N1的第5腳輸出變?yōu)榈碗娢弧瓿闪怂_RL斷電的功能。
N1的第5腳變?yōu)榈碗娢灰院笠恢北３值街绷麟娫赐ｋ娭安粫淖?；即使水溫因電熱元件已停電降到很低→RT阻值增大很多→N1的第2腳電位低于復位電位，N1輸出的低電位狀態(tài)也不會改變。這樣，使壺中的水一旦被燒開以后就不會再通電重燒。
RP2的作用是調節(jié)水開檢測的動作值；C4的作用是抗干擾。
本電路的特征是，采用負溫度系數(shù)熱敏電阻與時基集成電路相配合的電子手段檢測水開比采用雙金屬片或感溫磁鋼檢測精確得多；水開動作值方便地調節(jié)；水燒開后不會發(fā)生反復重燒的現(xiàn)象。
N1的第4腳輸入端接缺水檢測電路。它是由用金屬制成的缺水探頭SL、隔離變壓器T、二極管V1、穩(wěn)壓二極管V2、晶體管V3、與非門集成電路D2、電容器C2、C3、C5、電阻器R2和R3構成。T的二次線圈1端與SL連接，另1端與電熱元件RL的外殼連接，當它們之間有水連通時→T的二次側負載電阻較小→一次側的阻抗也較??；T的一次線圈與R2串聯(lián)，通過C2接在音頻脈沖電源上，此時R2獲得較高的脈沖電壓降；此電壓經V1檢波和C3濾波，在C3上得到較高的直流電壓，使V3的基極通過V2的門檻導通→V3飽和導通→D2輸入端低電位→D2輸出端高電位→N1的第4腳輸入端高電位→N1的輸出端第5腳高電位不受影響，允許RL通電燒水。若SL與RL的外殼之間無水連通，則它們之間的電阻很大→T的一次側阻抗很大→R2上得到的音頻脈沖電壓降很小→經V1檢波后在C3上得到的直流電壓很低→被V2的門檻電壓隔住→V3的基極電流通過→V3截止→D2輸入端高電位→D2輸出端低電位→N1的第4腳輸入端低電位使N1復位→N1的輸出端從高電位變?yōu)榈碗娢弧鶵L斷電或加不上電，防止家用電子水壺出現(xiàn)燒干壺的狀態(tài)。C5的作用是抗干擾。
該電路的特征是，利用聲音報警的音頻脈沖電源和隔離變壓器巧妙地解決了缺水信號的檢測問題；又能使探頭與強電網(wǎng)隔離，保證了家用電子水壺的使用安全；并且該電路的體積小，有條件安裝在家用電子水壺上。
加電自啟動輸入電電路接在集成電路N1的第6腳輸入端，它是由電容C6、電阻器R5和集成電路D1構成。關合開關SA接通直流電源的瞬間，C6通過R5充電→R5得高電位→D1輸入端高電位→D1輸出端低電位→N1的第6腳低電位，N1被置位→N1的輸出端第5腳為高電位。這樣實現(xiàn)了加電時電熱元件RL自啟動的功能。
壓電陶瓷發(fā)聲片HA和隔離變壓器T都需要5KHZ左右的音頻脈沖電源。為此設計了音頻脈沖電源電路。它由時基電路N2、電阻器R1。電位器RP1和電容器C1構成。N2工作在振蕩狀態(tài)，振蕩的頻率由R1、RP1和C1共同決定。調整RP1可改變振蕩的頻率，以使HA發(fā)出最大的聲音。
綜上內容所述，本實用新型的主要特點是在壺上裝有電子控制盒和探頭；電子控制盒里裝有時基集成電路、與非門集成電路、隔離變壓器、降低工頻電壓用的電容器、晶體管、壓電陶瓷發(fā)聲片和發(fā)光二極管等電子元件；探頭是由金屬外殼和內裝的負溫度系數(shù)熱敏電阻構成的；電子控制盒和探頭完成家用電子水壺的水開控制、缺水控制和工作狀態(tài)指示功能。這些都是與現(xiàn)有電水壺技術截然不同的。
權利要求1.一種家用電子水壺，它包括壺體和固定在壺體上的電加熱元件(6)，其特征在于裝在壺體上用于控制電加熱元件的電子控制器(3)，該控制器采用直流電源供電，以時基集成電路N1為核心的電子電路，外接輔助電路，實現(xiàn)水開、缺水自動停電控制，輔助電路包括水開檢測電路，接在時基集成電路N1的輸入端②，它以熱能電阻為傳感元件，把水溫電信號輸出到時基集成電路的一個輸入端缺水檢測電路，串接在音頻脈沖電源電路和時基集成電路N1中間，音頻脈沖電源電路輸出音頻脈沖信號，當缺水檢測電路的探頭SL檢測不缺水時，檢測電路輸出信號不變化，當探頭SL檢測缺水時，輸入的音頻脈沖電壓降很小，電路輸出一個與變化有關的信號是進入時基集成電路N1的輸入端④加電自啟動輸入電路，接在時基集成電路N1的輸入端⑥，實現(xiàn)加電時加熱元件(6)的自啟動功能輸出控制電路，輸入端與時基集成電路N1的輸出端⑤聯(lián)接，實現(xiàn)對電加熱元件(6)的停、送電控制。
2.根據(jù)權利要求1所述的家用電子水壺，其特征在于聲光報警電路的兩個輸入端分別聯(lián)接在音頻脈沖電源電路和時基集成電路N1的輸出端上。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的家用電子水壺，其特征在于水開檢測電路由熱敏電阻RT與電阻R4、電位器RP2串聯(lián)組成，濾波電容C4并聯(lián)在電阻R4、RP2上。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的家用電子水壺，其特征在于缺水檢測電路由缺水探頭SL，隔離變壓器T、二極管V1、穩(wěn)壓二極管V2、晶體管V3與非門集成電路D2、電容C2、C3、C5、電阻R2、R3構成，T的二次線圈一端與SL連接，另一端與電加熱元件(6)的外殼連接，T的一次線圈與R2串聯(lián)，通過C2聯(lián)接在音頻脈沖電源電路的輸出端，V1、C3與R2并聯(lián)構成檢波、濾波電路，V2的一端與V1串聯(lián)，另一端接在V3的基極，V3的集電極串聯(lián)電阻R3，輸出信號接在D2的輸入端，抗干擾電容C5并聯(lián)在D2的輸出端。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的家用電子水壺，其特征在于直流電源電路由聚丙烯電容C10、單相橋式整流器VC、穩(wěn)壓二極管V9、晶體管V8、電阻R9、R10、電容C8、C9和開關SA構成，接通SA時，SA、C10、VC、V9和V8的基極形成通路，放電電阻R10與C10并聯(lián)，抗子擾電容C9與VC并聯(lián)，電阻R9串聯(lián)在晶體管V8的集電極上，濾波電容C8并聯(lián)在電路的輸出端。
專利摘要本實用新型涉及一種家用電子水壺，屬于家用電器器具類。其特征是在壺體上裝有電子控制盒和探頭；在控制盒內裝有時基集成電路為核心的電子元件，實現(xiàn)缺水、水開自動控制和工作狀態(tài)聲光指示；探頭用金屬制成，其內裝有熱敏電阻。使用本實用新型燒水不會欠燒或過燒，不會燒干壺，并節(jié)電衛(wèi)生和省時。
文檔編號A47J27/21GK2225830SQ9521398
公開日1996年5月1日 申請日期1995年6月6日 優(yōu)先權日1995年6月6日
發(fā)明者管濟洪 申請人:管濟洪