智能反馈调温饮用水系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智能反馈调温饮用水系统，以调频、调相双结合的温度控制系统，通过设置4个调温中断控制按键，当按下其中一个按键时便显示该档位的下限温度值20、40、60、80℃，如在5秒钟之内不用旋转编码器细调所需的温度值，则默认当前档位的下限温度值为目标温度值，如在5秒钟之内使用旋转编码器细调，则旋转编码器所调节的温度则为目标温度；当目标温度大于实际水温5℃时进行效率高的调相加热控制，当实际水温小于目标温度5℃时则进行PWM调频加热控制，从而实现无级调温的控制。其具有更加安全可靠、更加节能、操作更加便利的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于日常用品
，具体涉及一种适用于家庭、企事业单位、服务性行业、医院、疗养院等场所的直饮水供应的智能反馈调温饮用水系统。
技术介绍
当前中国市场上存在的饮水机或者是净水器分为如下几种：沸腾胆烧水壶、净水桶式饮水机、即热式饮水机这几种。其中，沸腾胆烧水壶和净水桶式饮水机的水温加热时间长且蓄水量有限，倘若反复加热自来水，会使水产生亚硝酸盐，污染血液，造成血液输氧困难和缺氧，长期饮用这种水很容易在人体内形成肾结石，虽然这两种饮水机的价格便宜，但是存在机型体积庞大、加热时间长、耗电不环保、噪音和干烧等问题，基于健康和节能的角度，此两种饮水机已经不适合在现代的健康的生活中使用了。另外，现在的即热式饮水机虽然能在短时间内将自来水加热到沸腾状态，但是这种饮水机的加热技术只能将水瞬间加热到沸腾状态而不能达到任意温度的调节，但是现在的日常生活中，人们在进行泡茶、冲奶粉、冲营养粉等活动时需要使用各种不同温度的水温，直接沸腾到100℃的水并不能很好的满足人们的各种需求，而且市面上的即热式饮水机的加热技术对发热丝的损耗大，加热效率低，长期使用会使其内部的发热丝老化，对水质有一定的影响。我们的智能反馈调温系统对电热饮水机将是一次创新性的革命。采用瞬时加热是电热饮水机的潮流，然而采用可控硅调压加热方式与PWM控制的IGBT管调频加热方式相结合是一种创新性的专利技术。主要是克服了传统的可控硅调压单一加热弊端。因为电热管是呈线性元件，虽然可控硅可以控制电压的高低(调相控温)，但持续加温对功率较大的热水器而言始终会造成温度过高，以致最终温度失控。然而只用电磁炉IGBT的PWM脉冲调节技术(调频控温)加热又会使即热型电热饮水机效率过低，没法把水加到预期的温度。我们的电热饮水机是以可控硅调压技术为基本加热方式，当目标温度大于实际温度5℃时，立刻启动可控硅调相加热；当目标温度小于实际温度5℃时，立刻启动IGBT调频加热。这样无论从加热效率还是温度精确调节、以及安全性方面都有好处。采用PWM调频控温作为可控硅持续加热的缓冲，又不至于停止加热使温度迅速下降，同时又克服可控硅持续加热时导致发热体温度过高烧融塑料外壳的不安全现象。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种智能反馈调温饮用水系统，克服了现有技术的上述不足，其采取了可控硅调相和PWM调频双结合的加热技术，在加热效率没有降低的情况下，克服了国内外即热式大功率饮水机过热的缺陷，其具有更加安全可靠、更加节能、操作更加便利的优点。为了达到上述设计目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种智能反馈调温饮用水系统，以调频、调相双结合的温度控制系统，调相加热是以可控硅调压电路组成，调频加热是以单片机PWM控制IGBT驱动电路组成，通过设置4个调温中断控制按键，当按下其中一个按键时便显示该档位的下限温度值20、40、60、80℃，如在5秒钟之内不用旋转编码器细调所需的温度值，则默认当前档位的下限温度值为目标温度值，如在5秒钟之内使用旋转编码器细调，则旋转编码器所调节的温度则为目标温度；当目标温度大于实际水温5℃时进行效率高的调相加热控制，当实际水温小于目标温度5℃时则进行PWM调频加热控制，从而实现无级调温的控制。优选地，主要包括MCU、数码显示模块、液晶显示模块、键扫描模块、旋转编码器模块、PWM输出模块、加热模块、温度检测模块、IGBT调频模块、可控硅调相模块、输出控制模块、过零检测模块和流量检测模块；所述键扫描模块主要由4个按钮和阻容抗抖电路组成，主要用来选择20℃、40℃、60℃、80℃这几个温度档位，键扫描模块的处理子程序负责逐个扫描功率档位键是否被按下，若有键按下，则作出相应处理；所述旋转编码器模块主要用来对目标温度进行细调；所述PWM输出模块是由单片机内部的PCA寄存器输出的PWM再经过一系列的PWM整形电路组成，输出的PWM波形可以控制IGNT调频电路工作，产生间歇性加热的效果；所述可控硅调相模块由光耦和可控硅组成，双向可控硅可用来控制发热丝的加热功率，单片机通过光耦给可控硅触发信号，控制可控硅的导通角，从而控制发热丝的有效加热效率，电路中加入了继电器来控制加热电源。优选地，当按下其中一个温度档位的按钮时，系统立刻启动可控硅调相加热电路，三位数码管上显示当前按钮的最低下限。优选地，所述智能反馈调温饮用水系统的实现过程为：步骤一、启动MCU，系统初始化；步骤二、进行键扫描，停留时间是否小于5秒，如是，则将信号传递到旋转编码器模块，旋转编码器模块动作，并将信号传递到MCU；如不是，则进行温度检测；步骤三、检测到的温度与目标温度的温度差是否大于5℃，如是，则将信号传递到可控硅调相模块，并通过可控硅调相模块处理后传递到加热模块，进行加热，并继续进行温度检测；如不是，则将信号传递到IGBT调频模块，IGBT调频模块处理后继续进行温度检测。优选地，所述智能反馈调温饮用水系统的具体使用过程为：步骤一：按下其中一个按键时便显示该档位的下限温度值(20℃、40℃、60℃、80℃)如在5秒钟之内不用旋转编码器细调所需的温度值，则默认当前档位的下限温度值为目标温度值，如在5秒钟之内使用旋转编码器细调，则旋转编码器所调节的温度则为目标温度；步骤二：当流量计一旦有数值时，单片机有输出信号通过输出控制模块控制可控硅导通角使电压幅度以180V标准加热控制，当目标温度大于实际水温5℃时进行220V效率更高的调相加热控制，当实际水温小于目标温度5℃时则进行PWM调频加热控制，而且旋转编码器以“1”为单位对每档温度进行细调，这样就可以实现无级调温的控制。优选地，所述智能反馈调温饮用水系统还包括中断服务程序模块，当按下温度选择按键时则进入中断服务函数，一边进行温度检测一边进行按键扫描；然后MCU开始判断按下的是哪一个温度档位的按键，在确定了温度范围后先判断是否通过旋转编码器对目标温度进行细调，若无则默认该档位的下限温度值20℃或40℃或60℃或80℃；若有则执行所需目标温度。优选地，中断服务程序模块的具体步骤为：步骤一、中断相应；步骤二、关中断，单片机的中断系统暂时关闭，并且保护现有的数据，然后打开单片机的中断系统并执行中断请求任务；步骤三、检测温度是否在20～40℃之间，如不是，则将信号传递到温度检测模块继续检测；如是，则将信号传递到旋转编码器模块，暂时关闭中断单片机系统，恢复之前单片机保存的数据，然后打开中断系统，开始执行新的操作指令，返回；步骤四、检测温度是否在40～60℃之间，如是，则将信号传递到旋转编码器模块，关中断，恢复现场，开中断，返回；如不是，则将信号传递到温度检测模块继续检测；步骤五、检测温度是否在60～80℃之间，如是，则将信号传递到旋转编码器模块，关中断，恢复现场，开中断，返回；如不是，则将信号传递到温度检测模块继续检测；步骤六、检测温度是否在80～100℃之间，如是，则将信号传递到旋转编码器模块，关中断，恢复现场，开中断，返回；如不是，则将信号传递到温度检测模块继续检测。本专利技术所述的智能反馈调温饮用水系统的有益效果是：采取了可控硅调相和PWM调频双结合的加热技术，在加热效率没有降低的情况下，克服了国内外即热式大功率饮水机过热的缺陷，其具有更加安全可靠、更加节能、操作更加便利的优点。(1)智本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能反馈调温饮用水系统，其特征在于：以调频、调相双结合的温度控制系统，调相加热是以可控硅调压电路组成，调频加热是以单片机PWM控制IGBT驱动电路组成，通过设置4个调温中断控制按键，当按下其中一个按键时便显示该档位的下限温度值20、40、60、80℃，如在5秒钟之内不用旋转编码器细调所需的温度值，则默认当前档位的下限温度值为目标温度值，如在5秒钟之内使用旋转编码器细调，则旋转编码器所调节的温度则为目标温度；当目标温度大于实际水温5℃时进行效率高的调相加热控制，当实际水温小于目标温度5℃时则进行PWM调频加热控制，从而实现无级调温的控制。

【技术特征摘要】
1.一种智能反馈调温饮用水系统，其特征在于：以调频、调相双结合的温度控制系统，调相加热是以可控硅调压电路组成，调频加热是以单片机PWM控制IGBT驱动电路组成，通过设置4个调温中断控制按键，当按下其中一个按键时便显示该档位的下限温度值20、40、60、80℃，如在5秒钟之内不用旋转编码器细调所需的温度值，则默认当前档位的下限温度值为目标温度值，如在5秒钟之内使用旋转编码器细调，则旋转编码器所调节的温度则为目标温度；当目标温度大于实际水温5℃时进行效率高的调相加热控制，当实际水温小于目标温度5℃时则进行PWM调频加热控制，从而实现无级调温的控制。2.根据权利要求1所述的智能反馈调温饮用水系统，其特征在于：主要包括MCU、数码显示模块、液晶显示模块、键扫描模块、旋转编码器模块、PWM输出模块、加热模块、温度检测模块、IGBT调频模块、可控硅调相模块、输出控制模块、过零检测模块和流量检测模块；所述键扫描模块主要由4个按钮和阻容抗抖电路组成，主要用来选择20℃、40℃、60℃、80℃这几个温度档位，键扫描模块的处理子程序负责逐个扫描功率档位键是否被按下，若有键按下，则作出相应处理；所述旋转编码器模块主要用来对目标温度进行细调；所述PWM输出模块是由单片机内部的PCA寄存器输出的PWM再经过一系列的PWM整形电路组成，输出的PWM波形可以控制IGNT调频电路工作，产生间歇性加热的效果；所述可控硅调相模块由光耦和可控硅组成，双向可控硅可用来控制发热丝的加热功率，单片机通过光耦给可控硅触发信号，控制可控硅的导通角，从而控制发热丝的有效加热效率，电路中加入了继电器来控制加热电源。3.根据权利要求2所述的智能反馈调温饮用水系统，其特征在于：当按下其中一个温度档位的按钮时，系统立刻启动可控硅调相加热电路，三位数码管上显示当前按钮的最低下限。4.根据权利要求3所述的智能反馈调温饮用水系统，其特征在于：所述智能反馈调温饮用水系统的实现过程为：步骤一、启动MCU，系统初始化；步骤二、进行键扫描，停留时间是否小于5秒，如是，则将信号传递到旋转编码器模块，旋转编码器模块动作，并将信号传递到MCU；如不是，则进行温度检测；步骤三、检测到的温度与目标温度的温度差是否大于5℃，如是，则将信号传递到可控硅调相模块，并通过可控硅调相模块处理后传递到加热模块，进行加热，并继续进行温度检测；如不是，...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁季彝，唐幸儿，欧阳浩俊，李强，
申请(专利权)人：江门职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44