漏电保护插头、热水器系统技术方案

本发明专利技术公开了一种信息反馈全面的漏电保护插头、热水器系统及其方法，解决了能插座的用电信息和安全信息不能直观的反馈给用户,造成用户体验不佳的问题，其技术方案要点是包括漏电保护电路、电流检测电路、电压检测电路、电量检测电路、无线模块以及显示电路，形成控制系统，对热水器进行有效的分时间段控制，达到了节能、信息反馈及时、高效运行的效果。

Leakage protection plug, water heater system and method thereof

The invention discloses a leakage protection plug, water heater system and method of comprehensive information feedback, can solve the socket power information and security information can not be visual feedback to the user, resulting in a poor user experience problems, the technological scheme including leakage protection circuit, current detection circuit, voltage detection circuit, power detection circuit, wireless module and display circuit, control system, time divided period of effective control of the water heater, energy saving, information feedback timely and efficient operation of the effect.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热水器漏电保护

技术介绍
现有带地线带电保护装置的插头，如全能漏电保护插头，一般是指既能在保护装置(插头)在相零线出现漏电时能断开，也包括在地线带电时能断开，其一般包括由动触弹性片和静触点连接的相、零、地三极、穿过相、零线之间的零序电流互感器、试验回路、放大电路、整流器、可控硅、脱扣器、穿过地线的零序电流互感器，其除了检测负载相、零线之间有无漏电电流外，还检测地线是否有漏电电流通过，当相线、零线或地线分别或同时出现漏电电流时，两个检测线圈都会使脱扣器立即将相、零、地线全部断开，即切断电源，从而有效地保障了人身安全，因此己在家用电器中得到了广泛应用。现有集中通过脱扣结构能够在漏电的时候自动进行断电,但是对于智能插座的用电信息和安全信息不能直观的反馈给用户,造成用户体验不佳。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供信息反馈全面的漏电保护插头、热水器系统及其方法。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种漏电保护插头，包括漏电保护电路、电流检测电路、电压检测电路、电量检测电路、无线模块以及显示电路；所述漏电保护电路对输入电源进行漏电检测并对其进行切断保护，电流检测电路配置为实时检测输入电源的电流大小，电压检测电路配置为实时检测输入电源的电压大小，电量检测电路配置为实时计算出用电能耗，无线模块配置为将电流数据、电压数据、能耗数据以无线传输方式发送出去，显示电路配置为显示电流数据、电压数据、能耗数据。通过上述设置，用户可以在插头上直接知晓热水器的用电情况，实时的电流和电压数据可以在显示电路上进行显示，通过P=UI可以知道实时的功率情况，W=Pt可以知道能耗情况，也就是在哪个时间段是在用电的，并且用电量如何，可能夏天的时候，热水器能耗会相对低一些，而冬天的时候，热水器的能耗会高一些，由于室温对热水器的影响，一般用户不能直观的知晓用电情况，并且对热水器运行情况也不是很了解，所以通过设置显示电路，以提高用户体验，另外并配备了无线模块，可以将数据发送出去，进行远程数据传输。作为本专利技术的具体方案可以优选为：所述漏电保护电路包括插针、第一指示灯、第一继电器、第一互感器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、单向可控硅、第一继电器、整流桥、控制芯片；插针的火线端连接第一继电器的第一常闭触点，插针的零线端连接第一继电器的第二常闭触点；第一继电器的第一常闭触点的另一端连接第六电阻一端、第一继电器的线圈一端、第一开关一端、第一指示灯一端、互感器的第一绕组一端；互感器的第一绕组另一端作为输出端，互感器的第二绕组的一端连接第三绕组的一端并作为另一输出端，互感器的第三绕组的另一端通过第二电阻连接第一开关另一端，互感器的第四绕组上并联第六电容、第五电阻、控制芯片的第一引脚和第二引脚；控制芯片的第一引脚通过第五电容接地，第二引脚通过第四电阻连接第四绕组，第三引脚接地，第四引脚通过第四电容接地，第五引脚连接四引脚，第六引脚通过第三电容连接第七引脚，第七引脚通过第二电容接地，第七引脚连接单向可控硅的控制端，第八引脚通过第一电容接地，第八引脚通过第三电阻连接整流桥；单向可控硅的阴极接地，阳极连接第三电阻和整流桥；整流桥连接第六电阻和第一继电器的另一端。通过上述设置，当热水器正常工作的时候，指示灯点亮，第一继电器常闭联动开关触点：第一常闭触点和第二常闭触点闭合，电网220V市电通过互感器的第一绕组和第二绕组对加热器加热。这时流过第一绕组和第二绕组的电流是平衡的，那么第四绕组感应的电压信号通过控制芯片，在控制芯片的第七引脚上输出低电平，则单向可控硅无法触发而处于关断状态，这时整流桥的电流只能满足给控制芯片供电，第一继电器的线圈与整流桥串联，流过第一继电器的线圈的电流很小无法动作，热水器正常工作。一旦外部电源出现漏电情况，此时流过第一绕组和第二绕组的电流就不平衡，那第四绕组感应产生的电压变化加在控制芯片上，控制芯片的第七引脚输出高电平，触发可控硅导通，使得整流桥电流增大，第一继电器的线圈得电动作，其第一常闭触点和第二常闭触点断开，实现切断保护，达到保护沐浴者安全的目的。并且第一开关是用来试验电路是否正常，可以通过控制第一开关来产生模拟的漏电电流，由此来判断此电路工作是否正常。作为本专利技术的具体方案可以优选为：所述电量检测电路包括感应电路、CS5460A芯片、单片机，所述感应电路耦合于电源输入端连接至CS5460A芯片的输入引脚，单片机与CS5460A芯片通讯连接，单片机连接显示器进行数据显示。通过上述设置，对输入电源部分的电量进行检测计算，将数据直接反馈到单片机中，能够有效检测热水器的用电情况，某一时间段的功率如何。作为本专利技术的具体方案可以优选为：所述无线模块为RF射频模块或Modbus通信模块或ZigBee通信模块或蓝牙通信模块或WiFi通信模块。作为本专利技术的具体方案可以优选为：所述WiFi通信模块包括MAX706芯片、BCM8000芯片，所述MAX706芯片与BCM8000芯片连接，BCM8000芯片与单片机通讯。通过上述设置，采用无线模块进行数据传输，电缆导线连接的繁琐，数据传输更加高效。一种热水器系统，包括漏电保护插头，还包括服务器、客户端，无线模块还将数据发送给服务器以及客户端，客户端还可以直接从无线模块上获取数据或从服务器上获取数据。通过上述设置，通过无线模块的数据通信，可以将数据传输到更为广泛的地域上，当数据传输到服务器上的时候，服务器可以借用互联网技术直接传输到各个地域，只需要在对应的地域上设置相应的服务器，即可进行对接。并且，客户端也可以进行下载数据，了解热水器的运行情况。作为本专利技术的具体方案可以优选为：所述漏电保护电路的输出端连接热水器的加热器，所述热水器上还配置有湿度检测电路、水温检测电路，湿度数据和温度数据通过无线方式传输给客户端。通过上述设置，对热水器的数据采集更加全面，用户可以知晓热水器的工作湿度和水温。一种热水器控制方法，其特征在于通过如下步骤：采集一天内的电流数据、电压数据、能耗数据，根据能耗数据计算出能耗保持在一定高度的时间段，将此时间段记录为常用时段，并按照使用频率来记录为一般时段和空闲时段；在常用时段时，提前5-10分钟进行预热；在一般时段和空闲时段时，不进行预热。通过上述设置，此预热方式，可以提高用户体验，用户可以在平常的时候及时使用热水，不用等待一段时间，较为智能。作为本专利技术的具体方案可以优选为：对应热水器的使用情况，对电流数据、电压数据、能耗数据每10分钟采样一次，只有连续6次的采样数据都是未工作时的数据时将其定义为一般时段或空闲时段，其他情况下都作为常用时段。通过上述设置，此方式可以有效判断出常用时段和一般时段，将此进行区分，以便于更好的控制预热的时间段。作为本专利技术的具体方案可以优选为：第一天采集的数据分析出常用时段和一般时段后，将其作为第二天控制热水器预热工作的判断标准，第二天采集的数据分析出的常用时段和一般时段作为第三天控制热水器预热工作的判断标准，以此类推。通过上述设置，由此进行自我学习和调节，根据上一天的使用情况进行更为合理的判断常用时段，在需要使用热水器的时候可以事先预热，在不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种漏电保护插头，其特征在于：包括漏电保护电路(1)、电流检测电路(2)、电压检测电路(3)、电量检测电路(4)、无线模块(5)以及显示电路(6)；所述漏电保护电路(1)对输入电源进行漏电检测并对其进行切断保护，电流检测电路(2)配置为实时检测输入电源的电流大小，电压检测电路(3)配置为实时检测输入电源的电压大小，电量检测电路(4)配置为实时计算出用电能耗，无线模块(5)配置为将电流数据、电压数据、能耗数据以无线传输方式发送出去，显示电路(6)配置为显示电流数据、电压数据、能耗数据。

【技术特征摘要】
1.一种漏电保护插头，其特征在于：包括漏电保护电路(1)、电流检测电路(2)、电压检测电路(3)、电量检测电路(4)、无线模块(5)以及显示电路(6)；所述漏电保护电路(1)对输入电源进行漏电检测并对其进行切断保护，电流检测电路(2)配置为实时检测输入电源的电流大小，电压检测电路(3)配置为实时检测输入电源的电压大小，电量检测电路(4)配置为实时计算出用电能耗，无线模块(5)配置为将电流数据、电压数据、能耗数据以无线传输方式发送出去，显示电路(6)配置为显示电流数据、电压数据、能耗数据。2.根据权利要求1所述的漏电保护插头，其特征在于：所述漏电保护电路(1)包括插针(7)、第一指示灯(LD1)、第一互感器(T1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第五电容(C5)、单向可控硅(VT1)、第一继电器(K1)(K1)、整流桥(DB)、控制芯片(U1)；插针(7)的火线端连接第一继电器(K1)(K1)的第一常闭触点，插针(7)的零线端连接第一继电器(K1)(K1)的第二常闭触点；第一继电器(K1)(K1)的第一常闭触点的另一端连接第六电阻一端、第一继电器(K1)(K1)的线圈一端、第一开关一端、第一指示灯(LD1)一端、互感器的第一绕组一端；互感器的第一绕组另一端作为输出端，互感器的第二绕组的一端连接第三绕组的一端并作为另一输出端，互感器的第三绕组的另一端通过第二电阻(R2)连接第一开关另一端，互感器的第四绕组上并联第六电容、第五电阻(R5)、控制芯片(U1)的第一引脚和第二引脚；控制芯片(U1)的第一引脚通过第五电容(C5)接地，第二引脚通过第四电阻(R4)连接第四绕组，第三引脚接地，第四引脚通过第四电容(C4)接地，第五引脚连接四引脚，第六引脚通过第三电容(C3)连接第七引脚，第七引脚通过第二电容(C2)接地，第七引脚连接单向可控硅(VT1)的控制端，第八引脚通过第一电容(C1)接地，第八引脚通过第三电阻(R3)连接整流桥(DB)；单向可控硅(VT1)的阴极接地，阳极连接第三电阻(R3)和整流桥(DB)；整流桥(...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军溶，
申请(专利权)人：宁波市恒祺电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33