电热水器自动加水电路设计_岳添翼
2014年第5期（2014年10月）
黑河学院学报
JOUＲNALOFHEIHEUNIVEＲSITY
自然科学研究
doi：10．3969/j．issn．1674－9499．2014．05．032
电热水器自动加水电路设计
岳添翼
（东北农业大学电器与信息工程学院，黑龙江哈尔滨150030）
摘
要：自动加水电路采用数字与模拟电路相结合的方法，利用液面检测电路将热水器中水面所处的不同位置变成
不同的逻辑变量输出，再经过逻辑电路进行判断送出信号给电磁阀电路，用来控制电磁阀的通断给电热水器自动加水，电路同时具备检修提示功能。
关键词：电热水器；电路设计；电路检测中图分类号：TM925．32
文献标志码：A
文章编号：1674－9499（2014）05－0126－03
电热水器自动加水电路是通过热水器中液面检测电路检测出水位的高低，并及时把该水位的高、低以逻辑信号的形式传递给逻辑电路，逻辑电路与电磁阀电路相连，当电热水器中水位低于最低水位时，逻辑电路输出信号控制电磁阀电路打开阀门加水；当电热水器中水位位于最低水位之上与最高水位之下时，电磁阀应处于保持状态；当电热水器中水位高于最高水位时，逻辑电路应控制电磁阀电路使阀门关闭停止加水。1
控制原理
电热水器自动加水电路要实现电热水器中水位保持在最高和最低之间的功能。它包括液面检测电路、逻辑电路、电磁阀电路、直流稳压电路和检修提示电路五个部分，如图1所示。五个部分相互独立，这样便于维修和管理。本电路与普通的电热水器自动加水电路相比，增加了检修提示电路部分，当电热水器中液面检测电路出现错误的指示（同时显示：液面位于最高水位之上和液面位于最低水位之下）时，则检修提示电路会发出提示音，及时提醒工作人员检修。
电热水器中水位设为最高水位与最低水位两档，当电热水器中的水位低于最低水位时，液面检测电路将此信号传递给逻辑电路，
控制电磁
收稿日期：2014－03－13
作者简介：岳添翼（1993—），主要从事电子技术应用研究。男（满族），黑龙江黑河人，
图1设计思想
阀加水；当电热水器中的水位高于最高水位时，液面检测电路将此信号再次传给逻辑电路，控制电磁阀停止加水。而当水处在最高水位与最低水位之间时电磁阀应保持原来的工作状态，即：在电磁阀加水时，水位处在最高水位与最低水位之间时，电磁阀应继续加水；而当电磁阀停止加水时，水位处在最高水位与最低水位之间时，电磁阀应仍处于停止加水状态。
根据以上对控制原理的分析，液面检测电路B）与电磁阀的工作状态应满给出的逻辑变量（A、足表1逻辑关系：
表1
液面位置超过最高水位低于最低水位在最高与最低之间不存在
工作状态表
最高水位A最低下水位B电磁阀状态
1001
1010
关闭打开保持检修提示关闭、
2液面检测电路
液面检测电路利用三极管的导通与截止检
的电平信号，各量之间的逻辑关系真值表如表2所示。
表2
A0011
B0101
SD0011
ＲD1000
逻辑关系真值表
Q*0Q11
Y0010
电磁阀工作状态
电磁阀打开电磁阀保持原状态
电磁阀关闭并发出检修提示信号电磁阀关闭
测水位的高低，给出高低电平信号，同时用LED
［1］
（发光二极管）来显示，如图2所示。
5V电源送在电热水器中放两个检测探头，
T1、T2（C1815）分别连到电热水器底部的水中，
接到电热水器中的最低水位B和最高水位A位置，最低水位探头连接到晶体管T1的基极，其集电极连接到5V电源，发射极连接到LEDl；最高水位探头连接到晶体管T2的基极，其集电极连接到5V电源，发射极连接到LED2。当电热水器中的水位降低到最低水位B以下时，晶体LEDl熄灭，B为低电平，管T1截止，水泵抽水；当电热水器的水位达到最高水位时，晶体管T2LED1点亮，A为高电平，导通，水泵停止。改变探头A和B的高度可调节两个控制水位的高低，但应注意各个水位探头之间必须绝缘，避免水位检测失灵
。
根据表2中逻辑关系，可以得出表达式：
SD=AB'+AB=AＲD=A'B'=（A+B）'Y=AB'=（A'+B）'
根据表达式画出逻辑电路如图3所示。
图3逻辑电路
4电磁阀电路
电磁阀电路是电热水器自动加水控制电路
的关键部分，其稳定性和可靠性一定要很高。电磁阀电路由驱动三极管，以及继电器J等组成，如图4所示
图2
液面检测电路
［2］
。电磁阀电路工作原理：
逻辑电路的Q端输出信号接至电磁阀电路Q端输出低电平0时，的输入端，三极管T1截止、T2饱和导通，继电器得电使常开触点K闭合，电磁阀打开为电热水器加水，同时加水指示灯LED导通并发光；当Q端输出高电平1时，三极管T1T2截止，饱和导通、继电器失电使常开触点K断开，电磁阀关闭电热水器停止加水，同时加水指示灯LED熄灭。5
检修提示电路
当液面检测电路输出信号出现异常情况（即
3逻辑电路
逻辑电路如图3所示，逻辑电路采用或非门
设计，液面检测电路将液面高低转变成高低逻辑电平1或0后，送至逻辑电路中或非逻辑门CC4001的输入端。右边两个或非门组成SＲ锁存器，输出信号在SＲ锁存器的Q端输出。下面两个或非门输出检修提示信号Y至检修提示电路。
由表1的加水状态关系及液面检测电路给出
·127·
6直流稳压电路
要实现各电路的稳定工作，就必须要有稳定
的电源电压才行，因此直流稳压电路设计是十分必要的。为使电路简单，直流稳压电路采用简单
图4
电磁阀电路
的线性稳压电路，它由电源变压器、整流硅桥、滤波电容、三端集成稳压器组成，如图6所示，其原理简单这里就不再复述了
。
A=1，B=0）时，图3逻辑电路的Y端输出为1，即为逻辑高电平，该信号控制检修提示电路的晶体管T饱和导通，蜂鸣器发出蜂鸣声音；在正常情况下，辑电路的Y端输出为0，即为逻辑低电平，晶体管T截止，蜂鸣器不发声。检修提示电路原理如图5所示
。
图6直流稳压电路
本文设计的电热水器自动加水电路具线路简单、工作可靠的优点。只要电路元器件安装正确，电路无需调整即可正常工作。参考文献：
图5
检修提示电路
［1］梁秀英．基于PLC电热水器水箱水位检测系统的设计［J］．机
2006（1）．械研究与应用，
［2］［N］．电子报，2012－02－12（2）．欧阳昕．水池水位自动控制电路
TheDesignofAutomaticallyAddingWaterCircuitonWaterHeater
YueTianyi
（NortheastAgriculturalUniversity，Harbin150030，China）
Abstract：Theautomaticaddingwatercircuitadoptedthecombinationofdigitalandmimicchannelandbyliquidtracingcircuit，differentpositionswerechangedintodifferentlogicalvariationsinput．Thenthesig-nalsweresenttosolenoidpilotactuatedvalve，whichcontrolstheautomaticaddingwaterandhasthefunctionsofremindersofrepairing．
Keywords：electricalwaterheater；circuitdesign；circuitdetect
［责任编辑：师清芳］
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