基于ATmega8的即热式电热水器温度控制及保护系统-论文.pdf

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1、第32卷第8期嘉应学院学报(自然科学)Vol_32N0．82014年8月JOURNALOFJIAYINGUNIVERSITY(NaturalScience)Aug．2014基于ATmega8的即热式电热水器温度控制及保护系统滕世国，宁宇，张燕金(1．韶关乳源东阳光机械有限公司，广东韶关512721；2．韶关学院物理与机电工程学院，广东韶关512005)摘要：即热式电热水器安全可靠性能要求非常高．本文在电气方面采用漏电空气开关和漏电自检电路的双重漏电保护，并在出水口安装防电墙．电子控制以ATmega8单片机为核心，设计有最高温度限制

2、功能，分别在42、48℃时启动软件、硬件停止加热程序；设有过温(水温超过55℃)、防干烧(超95~C)保护和低流量(小于2L／min)保护电路．关键词：漏电保护；过温保护；即热式电热水器中图分类号：TM502文献标识码：A文章编号：1006—642X(2014)o8—0037—060引言PID加热控制算法，极大地提高了系统的可靠性．储热式电热水器存在加热速度慢，热水有限，水温1系统总1本设计不稳且难以控制；内胆易结垢，水质不干净；体积大等水箱采用316L不锈钢，利用激光焊接工艺制作，缺点．即热式电热水器克服了上述缺点，即开即热，水

3、加热管采用不锈钢加热管，水箱的进水和出水采用接温恒定，热水无限量；无废气产生，无需储水保温，无散地保护，进水口安装安全止回泄压阀、温度传感器和流热损失，节水节电；由于加热的水属于“活水”，不易结量计，出水口安装温度传感器、防电墙和排水阀．垢，水质干净；体积小，安装简单．但是，它的缺点是功如图1，系统以基于ATmega8单片机的主控板为率太大(一般均在4kW一8．5kW)，除了安装线路的要核心．开关电源采用台湾明纬的双组输出医用型开关求，还必须防止漏电和过温．]．在市场现有的即热产品中，主要存在的缺陷：水压传感器}II一’主波动很大

4、时(例如，突然停水等)，然后恢复正常供水，由于加热管功率很大，即热式电热水器的内胆储水比传感器l’4控8"c~g较少，加热管的余热会把内胆的较少储水升到很高的开关信号卜I一温度，会烫伤人体．另外由于水压的不稳定，造成出水~OLL-'D显示模块l一板显示模块温度的忽冷忽热．排背阀磁I本文对即热式电热水器由于水压波动引起的过温图1即热式电热水器控制系统框图烫伤和水温的不稳，以及在漏电、超压等异常状况实施电源MPD一45A(输出DC5V和DC12V)．流量计了全面的安全设计，并且加热控制采用特殊的模糊采用乔亨的QH—A37，该流量计最大

5、耐压1．75MPa，测试范围2—30L／rain．水温传感器采用三菱电机的收稿日期：2014—04—22WTS一15，使用温度范围一3()一105oC，37~C的阻抗值为作者简介：滕世国(1975一)．男，浙江永嘉人，电气工程师，要研究方向：智能实用电气研发．29．46Kf~±3％．超温斤关采用通宝华龙的KSD301，断38嘉应学院学报(自然科学)2014年8月开温度48±3℃．水箱防干烧采用KSD308(通宝华龙)进水水温超过35~C和出水水温超过42℃，也停止加45A／250VAC，温度超过95±3℃，切断加热电源．进线热．4

6、8℃超温开关与安装在水箱上的铜片，通过导AC220V先经过漏电空气开关(正泰)，再供给设备．漏热硅脂紧密安装，超温时单片机引脚输人低电平，电自检电路采用ROHM的BD54123F芯片，利用零序启动超温程序，切断加热电源．互感器的反馈，控制继电器模块实现漏电保护．水温控加热驱动回路如图3所示．AC220V电源经二制是通过驱动双向可控硅TG16C(三社)的占空比实极管D2半波整流后，获得一个正半周信号，通过电现．出水过温(超55~C)保护，通过硬件电路和软件程阻R69、R63分压限流后，驱动光耦u5(电阻R71起序，控制排水电磁阀模块

7、实现．分流作用，保护光耦)，在光耦的次级产生基本脉冲信号，经电阻R142和稳压管ZD10整形后，得到规2基于A11MEG_A8单片机的主控电路和则的过零脉冲信号．过零信号输入单片机引脚32按键显示电路(INTO输入)，单片机经过中断、延时程序、算法处以ATMEL公司的ATmega8单片机为核心的主控理后，输出引脚2，驱动三极管Q26，控制光耦U4的制硬件电路如图2所示．它包括外部时钟源模块、ISP导通时间，经光耦u4隔离后，驱动双向可控硅模下载接口(也是按键和LED显示模块连接接口)、漏电块，控制加热管功率，实现对水温的控制．自检

8、模块、超温(水温超过48℃)停止加热模块、过温按键和LED显示模块硬件电路，如图4．CN10(水温超过55。I=)打开排水电磁阀模块、流量检测模连接主控板的编程口CN5(如图2)，和单片机通过块、出水和进水水温AD输人模块．按键和LED显示模串口(