当前位置:首页 >> 机械/仪表 >>

电热水壶的电气原理


电热水壶的特点 电热水壶的壶体与电源分体结构,烧水 时接通电源,水沸时自动断电,操作安全。 采用大功率加热,加热速度快,烧开一壶 水只需 4~5 分钟,具有自动控温,水开后 自动断电功能,并设置防干烧、超温双重 保护。 二、电热水壶的基本结构 电热水壶结构如图 1 所示,主要由壶体、 电源连接器、发热器、蒸汽感应控制器和 防干烧温控器等零部件组成。 l、壶体 装水容量 1.8L

用耐高温塑料制 成。按壶盖按钮,可以打开壶盖。水位窗 印有最低水位 MIN、 最高水位若 MAX, 注 水多少一目了然。提手上端装有指示灯,亮红光表示通电加热.熄灭表示水已烧开。 提手下端装有开/关按键,按下按键自动烧水,水烧开后,按键自动复位。

2.电源连接器由接电底板、接电插座和 电源线等组成。壶体插入接电插座自动通 电,拿起壶体自动断电,使用安全。 2.电源连接器由接电底板、接电插座和电 源线等组成。壶体插入接电插座自动通电, 拿起壶体自动断电,使用安全。 3, 发热器是烧水热源, 其结构如图 2 所示。 它主要由不锈钢电热管、 连接端盖、 底座和 接电插头等组成。发热器功率 1500W,用Φ8mm 不锈钢电热管制成,两引脚通过底 座的触点与接电插头连接,同时电热管的中点(即发热温度最高点)与连接端盖焊成一 体,用于防干烧传递热量。发热器底座内部装置防干烧温控器,上方装置蒸汽感应控 制器。发热器自成电源回路。

4,蒸汽感应控制器其作用是水烧开后自动断电,结构如图 3 所示。它主要由热双金 属片、动静触点、弹簧片、摆动架和按键等 组成。蒸汽感应控制器装在发热器插口上, 感温部分正对蒸汽管。热双金属片(型号: ISC-108SP)由热膨胀系数不同的两种金属 片轧制成片状, 其中一片膨胀系数较大, 而 另一片较小。控制器末按下按键时(如图 3a),摆动架的触杆压住动触片,动静触点 呈断开状态。按下按键后(如图 3b),摆动架 动作,热双金属片受压通过支点 1 往右摆, 与此同时, 触杆离开动触片, 动静触点呈闭 合状态,接通电源,发热器发热。热双金属 片感温后, 热膨胀系数大的伸长多, 使双金 属片向热膨胀系数小的那面弯曲.如图 3b 的弧形虚线所示。当水烧开时,大量蒸汽

经蒸汽管冲到热双金属片,弯曲度达到最大极 长多,使双金属片向热膨胀系数小的那面弯曲.如图 3b 的弧形虚线所示。当水烧开 时,大量蒸汽经蒸汽管冲到热双金属片,弯曲度达到最大极限而产生作用力 F,热双 金属片闪动复位,带动摆动架、按键动作,动静触点断开。

5·防干烧温控器防干烧温控器设计得很巧妙,安装在发热器的底座内,其剖面结构 如图 4 所示。它主要由凸半球形热双金属片、触杆、动静触点、支架等组成。防干烧 温控器凸半球形热双金属片与电热管连接端盖凹半球形吻合, 能很好地传递电热管热 量。若水壶无水时接通电源,电热管立即高热,热量通过连接端盖传给热双金属片而 反向变形,如图中弧形虚线,触杆顶开动触片,动静触点断开而切断电源。当电热管 冷却至常温时,热双金属片恢复原态,动静触点闭合。 电热水壶电路原理 电热水壶电路较简单,除指示灯电 路外,一般不用导线而采用接片、触 点连接电路,如图 5 所示。XP 是带 接地的三极电源插头,XB 是电源连 接器,S 是开/关按键,STl 是蒸汽 感应控制器,ST2 是防干烧温控器, R 是降压电阻,HL 是加热指示灯, EH 是电热管。接通 220V 交流电源, 按下 S,HL 亮红光,EH 开始升温。约加热 5 分钟,水烧开沸腾,产生大量蒸汽冲入 蒸汽管,STl 感温而断开,切断电源,HL 熄灭,EH 停止加热。 STl 一经断开就不能 自动复位,水温降低后,若要再加热须重按 S。 若壶内无水通电,约经 25 秒钟,ST2 自动断开电源,防止烧坏电热管。冷却后注 水,电热水壶恢复正常。

该装置的电路工作原理见图 8。先在电水壶上用环氧树脂沾牢一只片状正温度系数的 开关型热敏电阻 RQ。将 RQ 的两端接到 LSE 的①、②脚,将水壶插入电源插座 CZO 中, 揿下电源开关 S,此时由于电水壶中的水温较低,RQ 的阻值较小(<50K),故 LSE 的④脚输出高电平,继电器 J 立即吸合,常开触点 j 闭合,电水壶通电工作。松开手 后,继电器 J 触点自保。一旦水沸腾(100℃),RQ 的阻值阶跃上升,远大于 50K, 相当于 LSE 的①、 ②脚回路断开, LSE 的 ④脚输出低电平, 释放, 故 J 其触点 j 断开, 彻底切断了电水壶的电源,使主人烧水后外出无后顾之忧。其中 RQ 应选用正温度系 数的开关型热敏电阻,其居里点为 100℃。

变数 2009:温控器厂家见招拆招 2009:
来源:电器 时间:2009 年 6 月 17 日 14 时 56 分 发布评论 进入论坛

产品革新——热情高涨 按照工作原理,机械式温控器可分为压力式、双金属片式、毛细管式三大类。其中,压力式主要应用于制 冷用家电产品,如冰箱、冷柜、空调等;双金属片式可分为突跳式和纽扣式两种,主要为电热水壶、咖啡壶、电 熨斗等小家电以及电机、压缩机等产品配套;而毛细管式温控器又分为体涨式和液涨式两类,通常配套于油炸 锅、电烤箱、微波炉、洗碗机、电热水器等体积稍大一些的制热用家用电器。

应该说各类机械式温控器产业非常成熟,很长一段时间里,生产企业对于这个产品领域的技术储备并不十分 积极,大家都认为,经过几十年的发展,温控器产品在技术上已经没有更多突破空间了。然而,就在宏观经济形 势不理想,生产企业各项资源更为紧缺的 2009 年,情况却发生着令人惊喜的变化。 技术革新围绕整机市场发生的变化展开。森萨塔研制生产了变频空调压缩机用脱扣式温控器。张志明告 诉记者:“进入 2009 年,各大空调品牌都推出了变频空调新品,市场销售势头很猛,森萨塔针对这一市场推出的 温控器产品近期销售量很有可能实现 3 倍以上的增长。 ”此外, 提高整机能效也是森萨塔温控器在 2009 年的研发 重点。

手里攥着 400 多项技术专利的 Strix, 年来技术研发的核心始终是电热水壶用温控器。 这听上去有些不可 30 思议——Strix 生产的配件产品集中应用在一类构造相对简单的整机产品上,而看似没有什么发挥余地的领域却 让 Strix 感觉越做越有得做。 据透露, 目前, 底盘式、 360°旋转的不锈钢电热水壶在市场上很“受宠”, 可 Strix 配装在这类产品上的温控器销售量增长很快,研发、生产工作进展顺利。此外,Strix 正在将电子温控器应用于 电热水壶,实现电热水壶精准控制出水温度、水温多选择、友好界面菜单操控。目前,电子式电热水壶在欧洲市 场卖得不错,除了满足海外市场需求,Strix 也开始在国内寻找整机合作伙伴,最晚明年年初,会在中国市场推 广此类产品。

在一些基础技术指标上,温控器生产企业也在做着各种突破性尝试。刘华荣告诉记者:“光靠老产品是站不 稳市场的,必须不断产品创新,中雁每年都拿出营业额的 5%以上投入技术研发,2009 年,将有两大系列温控器配 套整机生产。”据介绍,中雁的技术研发主要体现在温控器构造和适用功率及温度范围两方面,通过应用新材料、 新设计,中雁开发出了连体温控器保护器,而其生产的温控器产品功率适用的上限由原先的 5000W 提升到现在的 9000W,温度上限由原来的 200℃提升到 450℃。

此外,大多数温控器生产企业都加大了在技术研发方面的投入。据介绍,元方大部分产品出口国外市场,国 内市场只占其总体业务量的 30%。“与国内一些整机厂只求压低采购成本的做法有所不同,经济形势不好,国外 整机厂却更为积极地为市场反弹做好准备,在产品配套研发方面的投入不但没有减少,反而有所增加。”朱芸告 诉记者, “传统型号产销量保持稳定是元方发展的根本, 而不断推出的新产品让元方获得更多利润, 更有生命力。 ” 为了配合整机厂的动作,元方在技术研发上的投入很大,并申请了多项技术专利,2009 年元方有两大系列新品投 入生产,目前,新产品销售状况良好,为元方带来了丰厚的利润。

价格体系——理性调整

利润空间低,对这个问题温控器生产企业已经抱怨了多年,2009 年,温控器市场价格走势很有可能会在大多 数生产企业的期盼中悄然上涨。

“2008 年让我们学会了很多。”一位温控器生产企业负责人意味深长地对记者说:“本打算靠囤积原材料压 低生产成本,提高产品竞争力,但原材料市场价格的大幅波动给我们上了一课,企业也因此蒙受严重损失。现在, 我们的材料采购都是根据订单量来安排的,除了合理库存,我们不会再冒风险购入更多储备材料。2009 年,我们 会尽可能保证温控器供货价格的稳定,如果市场允许,我们将适当向上调整产品价格。”

佛山通宝股份有限公司总工程师麦丰收告诉记者:“佛山通宝绝不以低价策略参与市场竞争,这会让企业未 来发展陷入被动,在与整机签订供货合同时,有利润就合作,没有利润的订单坚决放弃。”

而阳光则表示:“现在一只温控器的供货价格只有 5 元,价格已经见底,要保证质量就不可能再降低供货价 格了。”

一直以来,E.G.O.对旗下温控器业务带来的利润并不满意,从 2008 年 5 月开始,E.G.O.逐步调整价格体系, 产品平均单价有了很大比例的提高。回忆调价的过程,邵天瑜说:“本以为涨价会很不顺利,可实际执行下来并

没有遇到太大阻力。今年以来,情况发生了很大变化,E.G.O.业务量没有缩减,利润率大大提高,现在,温控器 项目的运营不再那么艰难了。”

Strix 对自己的产品价格体系更有自信,吕吉吉表示:“价格方面我们并不担心,要知道,全球 2/3 的电热 水壶配装了 Strix 的温控器,专业、创新能力强和产品质量可靠,可以说 Strix 与其他企业根本就不在一个级别 上。温控器是电热水壶的关键核心部件,绝大多数整机厂在进行产品比较后还是会选择 Strix。再加上 Strix 对 电热水壶产品领域把握非常透彻,能够提供全套产品设计方案和后续技术支持,因此,整机厂愿意为采购 Strix 温控器支付更多费用。”

未来发展——积极筹划

2009 年,太多的不确定因素干扰着温控器生产企业的发展规划,“先挺过金融危机再说”是大部分生产企业 时下的选择。

“今年增长是不太现实了,2009 年能完成去年销售额的 90%~95%就不错了。”张志明告诉记者,“目前森萨 塔正在将海外的生产线转移到中国来,到明年年中,森萨塔产品 80%~85%将在中国完成生产。”据了解,生产线 转移将有助于森萨塔降低生产成本、提高产品竞争力,更有利于森萨塔对市场变化做出迅速反映,提供更优质的 后续服务。

对于 E.G.O.来说,温控器生产已经形成了非常稳定、合理、高效的生产体系,2009 年,E.G.O.没有扩产或拓 展新应用领域的计划,只求在金融危机下保证员工利益、保证企业利润、保证产品质量。

全世界 90%的电热水壶在中国完成生产,中国市场每年对电热水壶的需求量占全球总需求量的 15%~20%,这 两个数据下,Strix 当然不会停止前进的步伐。2009 年,Strix 准备开发更多温控器产品应用平台,继续专注电 热水壶整机产品领域配套生产的同时,向具备加热液体、产生水蒸气等电器产品领域拓展市场。

2009 年第一季度,佛山通宝的业务量较去年同期下降 20%。据麦丰收透露,佛山通宝计划在 2009 年根据整机 厂的要求和市场销售状况整合温控器产品线,充分考虑各个品类产品特点,对研发、生产、销售、服务等环节做 出调整。

采访即将结束时,记者又听到了元方开始大规模招聘员工的消息,这让记者感到奇怪,对此,朱芸解释说: “根据客户要求,元方 2009 年会执行扩产计划,陆续从国外引进生产设备,新设备投入生产后,元方的产能会成 倍增长。”

编审: 冯彬 摘要:本文提出了一种以 HT46R47 单片机为控制芯片,对电热水壶工作进行控制的设计方案,使电热水壶 摘要 使用更加方便、安全。 关键词 : HT46R47,温度控制,单片机

前言: 目前,单片机在家电,工业生产等领域的应用非常广泛,为了适应不同产品对单片机的不同要求,半导 体生产厂家生产出了各种规格的单片机。HT46R47 是盛群公司生产的一种精简型单片机,它以其价格低、工作电 压范围宽、抗干扰能力强等特点获得了广泛的应用。本文介绍了一种以 HT46R47 为控制芯片,对电热水壶工作 进行控制的方法。经实际运行表明,该方案安全、可靠,完全能够满足实际需要。 1 HT46R47 的特点说明 HT46R47 是盛群公司生产的 8 位高性能精简指令集单片机,有 DIP/SOP-18 两种封装形式可供选择,专 门为需要 A/D 转换的产品而设计,例如传感器信号输入。由于其功耗低,I/O 口使用灵活,振荡类型可选择,具 有暂停和唤醒功能等,使这款单片机可以广泛应用于带传感器的 A/D 转换,马达控制,工业控制,消费类产品等 系统中。具体地说,HT46R47 单片机具有以下一些资源 [1] : ● 最多 13 个 I/O 口,其方向可软件设置; ● 2048×14 程序存储器 ROM; ● 64×8 数据存储器 RAM; ● 专门的看门狗定时器; ● 6 层硬件堆栈; ● 4 通道 9 位解析度(8 位精度)的 A/D 转换器; ● 1 通道(6+2)位的 PWM(脉宽可调)输出通道; ● 内置晶体和 RC 振荡电路; 在编程应用方面,它只有 63 条指令,简单易学,很容易掌握。盛群公司提供了 HT-IDE3000 开发工具,应用 此开发工具可以仿真调试。 2 电热水壶的工作情况 对于常规的电热水壶,只要接通电源,就开始加热,直到水沸腾后通过蒸汽来产生声音报警。这种设计 有下面几个方面的不足:1、如水壶中没水,电源误接通时也会一直加热,容易引起事故。2、当只需要加热到沸 点以下某一温度时,不能及时给出声音报警信号。3、当水加热沸腾后不能自动停止工作。 针对以上不足,在本设计方案中,用 HT46R47 单片机作为控制芯片,管理整个电热水壶的工作情况,构成了 一个闭环控制系统,而且增加了一个按键和三位数码管显示。它的工作情况和常规的热水壶相比,有下面几个方 面的特点:1、有一个按键,可用来设置希望加热到的温度。上电复位后,设置温度初值为 20 度,每按一下按键, 温度设置值就会增加 1 度,整个温度设置值在 20—100 度之间循环。2、这个按键还具有启动电热水壶开始工作 的作用。当每次电源接通后,只有按键按下过之后,电热水壶才开始加热,这样,可以防止电源误接通时电热水 壶一直加热,引发事故。3、当加热到设置温度时,HT46R47 单片机会控制停止加热,并通过蜂鸣器给出声音提 示。4、三位数码管在设置温度操作时显示当前设置的温度,在其余时间实时显示电热水壶中水的实际温度。 3 硬件电路设计 控制系统的电路图如图 1 所示 [2]。其中,显示部分通过 HT46R47 的 PA0—PA6 和 PB1—PB3 来控制, PA0—PA6 输出显示的段码,PB1—PB3 进行位选控制。蜂鸣器用 PA7 来控制。加热部分由于是 220 伏的强电,开 关选用了双向可控硅 BT136,通过专用隔离、驱动芯片 MOC3041 ,用 HT46R47 的 PD0 来控制 BT136 的通断。 电阻 R5、R10 和按键 S1 一起连接在了 HT46R47 的模数转换输入口 AN0,用来进行温度检测和按键输入。下面 主要介绍一下这部分电路的工作原理。

图 1 硬件电路图 为了节省 I/O 口,按键输入和温度检测共用了模数转换输入口 AN0,R5 是普通电阻,阻值为一固定值, R10 是热敏电阻,它的阻值会随周围温度的变化而变化,通过它来检测水的温度。在按键未按下的情况下,当温 度变化时,电阻 R10 的阻值随之变化,经过 R5、R10 的分压,在 AN0 口的电压也发生变化,单片机通过采样 AN0 口的电压,经查表就可获得水的当前温度,达到检测温度的目的。在按键按下的情况下,由于 AN0 口直接和地相 连,单片机采样 AN0 口的电压时,无论温度是多少,采样值都会是 0,这样就可确认是按键按下,进行按键处理。 在选择 R5、R10 的参数时,应注意当温度在其工作范围变化时,使 AN0 口的电压也具有合适的变化范围。 4 软件部分 本系统的软件实现没有高难度的技巧和算法,但作为一个实用系统,对其可靠性有较高的要求。特别是 在硬件电路设计中,为了节省 I/O 口,使按键输入和温度检测电路共用了模数转换输入口 AN0,这样,在按键断 开和闭合的瞬间,必将对温度检测产生严重的影响。为了消除这种影响,在程序中对温度采样部分采用了剔除法 算术平均滤波,保证了温度检测值的准确性。HT46R47 的 I/O 口方向是可编程的,在程序中应正确设置其方向, 保证单片机的正常工作。关于详细程序清单在此省略,图 2 给出了主程序流程图,显示部分控制是通过定时器中 断来实现的。

图 2 主程序流程图 5 结束语 本设计方案经实际运行表明,安全、可靠,而且体积比较小,易于安装,能实现设计初提出的各种要求。 对于相似的温度控制系统,比如空调、电冰箱等,只要根据功率要求,选择相应参数的可控硅,软硬件稍做修改 即可。 参考文献: 参考文献: [1] 盛群半导体有限公司 HT46R47/HT46C47 八位 A/D 型单片机 2003-4 1990-1 Crossing Triac Driver Output [2] 何立民 单片机应用系统设计[M] [3] Fairchild semiconductor 北京航空航天大学出版社 6-Pin DIP 400V Zero

Optocoupler [ DB/OL]

www.fairchildsemi.com

2004-6-26


相关文章:
电热水壶的结构与工作原理
电热水壶的结构与工作原理电热水壶接通电源加热后,水温逐步上升到 100 度,水开始沸腾,蒸汽冲击蒸汽开关上面 的双金属片,由于热胀冷缩的作用,双金属片膨胀变形,顶开...
电热水壶的工作原理及维修
电热水壶的工作原理及维修_电子/电路_工程科技_专业资料。电热水壶的工作原理为: 水沸腾时产生的水蒸汽使蒸汽感温元件的双金属片变形, 这种变形 通过杠杆原理推动电...
电热水壶工作原理及结构
电热水壶工作原理及结构 电水壶的种类较多,按其性能的不同,可分为有温度控制器...电热水壶结构性能及测试... 29页 免费 电热水壶的电气原理 9页 免费 美的2010...
电热水壶的电气原理
电热水壶的电气原理_六年级其它课程_其它课程_小学教育_教育专区。电热水壶原理 电热水壶的特点 电热水壶的壶体与电源分体结构, 烧水时接通电源,水沸时自动断电, ...
电热水壶工作原理以及常见问题
电热水壶工作原理以及常见问题_电子/电路_工程科技_专业资料。电热水壶工作原理...电热水壶工作原理以及常见问题电热水壶指一种用于饭店客房内供客人自助烧开水的电...
电热水壶的结构与工作1原理
电热水壶的结构与工作1原理_电子/电路_工程科技_专业资料。00700000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000...
电热水壶的原理图
如图所示是一个有加热和保温功能的电热水壶的原理图.该电热水壶的额定功率是 1000W,接在家庭电路 中,当开关 S 闭合时,电热水壶电阻丝 R2 正常加热.当开关断开...
电水壶自动断电控制器电路工作原理
电水壶自动断电控制器电路工作原理_电子/电路_工程科技_专业资料。该装置的电路工作原理见图 8。先在电水壶上用环氧树脂沾牢一只片状正温度系数的开关型热敏电阻 ...
荣事达TC10-135陶瓷式电热水壶电路原理分析及维修
荣事达 TC10-135 陶瓷式电热水壶电路原理分析 此壶为陶瓷式电热水壶,容量为 1.OL.水沸时间约 4-6 分钟。依据实物绘制的电路,见附 图所示。 一、工作过程简介...
电热水瓶电路原理
冷却后注水,电热水壶 恢复正常。 阿帕其牌电热水瓶电路原理与故障检修 阿帕其牌电热水瓶电路原理与故障检修 广东产阿帕其牌电热水瓶,采用了一块时基集成块 NE555 ...
更多相关标签:
电热水壶电气原理图 | 电热水壶原理 | 电热水壶工作原理 | 电热水壶加热原理 | 电热水壶原理图 | 自动上水电热水壶原理 | 电热水壶加热原理图 | 电热水壶电路原理图 |