电磁阀控制电路及其控制方法 【技术领域】
本发明涉及一种电磁阀控制电路及其控制方法,特别是指一种用来控制瓦斯热水器的电磁阀启闭动作的控制电路及其控制方法。
背景技术
由于瓦斯热水器在发展上已经相当成熟,因此近几年来各家厂商便不断地针对安全性、节能及燃烧效率等特点来进行改进设计,以设计出符合用户需求的瓦斯热水器。当然在这之中,又以安全性设计最为重要,也是最为用户所考虑的重点。
我们都知道在瓦斯热水器中,电磁阀是用来控制瓦斯流量的开关阀门。而为了安全性及瓦斯供应效率的考虑,目前电磁阀已经有发展出多段式开关阀门的设计,并且通过多段式开关阀门循序开启的设计来让瓦斯在供应时便是可以先由少量供应再到大量供应。当然,多段式开关阀门的设计形态有很多种,在此针对可循序调节瓦斯流量的开关阀门都一并统称为多段式开关阀门。
如此一来,当瓦斯热水器在一开始点火时,电磁阀的多段式开关阀门是会开启在较小阀门的状态,于是即可借由少量的瓦斯来进行点火,借以避免一开始就供应大量瓦斯而容易产生气爆的现象,并且也能有效节省瓦斯。而逐渐地电磁阀的多段式开关阀门会开启到较大阀门的状态,以能顺利进行供应足够的瓦斯。于是,电磁阀通过多段式开关阀门的设计,让所调节供应的瓦斯能够较为顺畅且适当,避免供气不足或过量流失,进而除了让火焰能顺利点燃并保持稳定燃烧之外,更可增加使用上的安全。
然而,由于电磁阀的多段式开关阀门是属于机构开关的装置,其在运作上是通过电磁阀接收供电后所产生的磁场来控制吸引开关阀门,进而让开关阀门的开度能从初始的全闭状态循序开启到全开状态,以让导入的瓦斯量能由少量逐渐到大量。而也就因此,此类的设计仍会存在的问题是,当电磁阀的多段式开关阀门已开启到较大的阀门,甚至是全开的状态时,若瓦斯热水器因尚未点火成功而持续进行点火,此时就会因为瓦斯已经形成大量供应,而很容易产生瓦斯气爆的现象。因此,目前在瓦斯热水器的电磁阀的相关控制方面,仍有进一步改善的空间。
【发明内容】
有鉴于此,本发明所要解决的技术问题在于,依据电磁阀的多段式开关阀门的规格来设计对电磁阀的供电时程,以能让瓦斯在供应时是可以形成有间断的供应。进而让瓦斯热水器在进行点火程序时,都能维持在较少的瓦斯量之下来进行点火,避免点火程序运作在瓦斯大量供应的情况而引起瓦斯气爆。
为了解决上述问题,根据本发明所提出的一方案,提供一种电磁阀控制电路,电磁阀是具有一多段式开关阀门,并且多段式开关阀门的开度由全闭开启到全开是需一额定时间,而电磁阀控制电路包括:一点火电路、一火焰检知电路及一开关控制单元。其中,点火电路是接收一电流信号来进行点火,火焰检知电路是连接点火电路,并且依据点火电路的点火情形来输出一检知信号。开关控制单元是接收电流信号来计数一第一预设时间,以及控制供电给电磁阀而循序开启该多段式开关阀门来导入瓦斯,并且当开关控制单元控制供电给电磁阀的时间达第一预设时间时,依据检知信号来判断是否继续供电给电磁阀。其中,若检知信号是指示为一无点燃状态时,则开关控制单元中断供电给电磁阀,使多段式开关阀门的开度恢复全闭,并且在经过一第二预设时间后再恢复供电给电磁阀以及重新计数第一预设时间。此外,第一预设时间及第二预设时间的总和是小于额定时间。借此,让点火电路是能维持在较少的瓦斯量之下来进行点火。
为了解决上述问题,根据本发明所提出的另一方案,提供一种电磁阀控制方法,是应用于一热水器,电磁阀是具有一多段式开关阀门,并且多段式开关阀门的开度由全闭开启到全开是需一额定时间,而电磁阀控制方法的步骤包括:首先,进行一点火程序,以控制供电给电磁阀,并且计数一第一预设时间,而当控制供电给电磁阀的时间达第一预设时间时,判断一检知信号所指示的状态。若判断检知信号是指示为一无点燃状态时,则中断供电给电磁阀。进而,当中断供电给电磁阀的时间达一第二预设时间时,则恢复供电给电磁阀,并重新计数第一预设时间。其中,第一预设时间及第二预设时间的总和是小于额定时间。借此,让电磁阀能够维持供应较少的瓦斯量来进行点火程序。
于是,本发明所能达到的技术效果在于,让瓦斯热水器在进行点火程序时,电磁阀的多段式开关阀门不致于开启到较大的阀门甚至是全开的状态。借以当点火程序没有成功点燃火焰时,可以避免大量瓦斯的供应而容易引起气爆,进而达到增加瓦斯热水器使用安全性的作用。
以上概述与接下来的详细说明及附图,皆是为了能进一步说明本发明为达到预定目的所采取的方式、手段及技术效果。而有关本发明的其它目的及优点,将在后续的说明及附图中加以阐述。
【附图说明】
图1为本发明电磁阀控制电路的实施例方块图;
图2为本发明电磁阀控制电路的实施例电路示意图;
图3为额定时间与预设时间的实施例对应比较图;及
图4为本发明电磁阀控制方法的实施例流程图。
【主要元件标记附图说明】
1 电磁阀控制电路
11 总点火计时单元
12 点火电路
13 火焰检知电路
14 开关控制单元
141 第一计时单元
142 第二计时单元
2 电磁阀
21 多段式开关阀门
3 微动开关
S401~S417流程图步骤说明
【具体实施方式】
本发明是应用于一瓦斯热水器,以用来控制一具有多段式开关阀门的电磁阀,并且依据多段式开关阀门的规格来设计对电磁阀的供电时程,以能让瓦斯在供应时是可以形成有间断的供应。进而让瓦斯热水器在进行点火程序时,都能维持在较少的瓦斯量之下来进行点火。
此外,多段式开关阀门的实际设计结构可以有很多种,针对可循序调节瓦斯流量的开关阀门都一并称之为多段式开关阀门。而在以下的实施例中,电磁阀的多段式开关阀门是举例采用两段式开关阀门(含第一段阀门及第二段阀门)的设计来说明。其中,第一段阀门是为小阀门,其维持在开启时是用来导入较少量的瓦斯;而第二段阀门是为大阀门,其维持在开启时是导入较大量的瓦斯。于是,当电磁阀在接收供电之后,即会控制多段式开关阀门的运作,以循序由全闭、第一段阀门到最后开启第二段阀门(全开)的状态,并且其由全闭开启到全开的状态所需耗费的时间是需要一额定时间,当然额定时间会依实际结构设计的不同而有所差异。而本发明即是针对额定时间来设计对电磁阀的供电时程。
请同时参考图1及图2,为本发明电磁阀控制电路的实施例方块图及实施例电路示意图。如图1所示,本实施例提供一种电磁阀控制电路1,用来控制一具有一多段式开关阀门21的电磁阀2,电磁阀控制电路1包括:一总点火计时单元11、一点火电路12、一火焰检知电路13及一开关控制单元14。而图2所揭露的电路图仅是可用来实施电磁阀控制电路1的其中之一实施例而已,其中总点火计时单元11、点火电路12及火焰检知电路13可如图2所示是以逻辑电路架构来设计,并且熟悉该项技术者应可了解其原理而加以置换电路来实施;而针对开关控制单元14的部分,除了可如图2所示的是采用逻辑电路架构来设计之外,亦可直接是设计为一具时序逻辑控制的单芯片控制器。
总点火计时单元11是连接瓦斯热水器的一微动开关3,以当使用者开启热水水龙头时,微动开关3因水流流动而导通,进而驱动产生一启动信号,于是总点火计时单元11即接收启动信号来进入一点火程序,并且开始计数一总点火时间。此时,总点火计时单元11在所计数的总点火时间内即会进行输出一电流信号。
点火电路12是连接总点火计时单元11,以接收电流信号来进行高压放电点火。换句话说,点火电路12在总点火时间内便都会接收到电流信号以持续进行点火。然而,点火电路12关闭点火的时间点有二:其一是当点火电路12在总点火时间内有成功完成点火时,即会因为图2中点火电路12的晶体管Q4形成不导通而使之关闭点火;其二是当点火电路12在总点火时间内一直无法成功完成点火,则会因为总点火计时单元11所计数的总点火时间完成而停止输出电流信号,于是点火电路12也就会关闭点火。
附带一提,在实际设计上,总点火计时单元11中所计数的总点火时间是会依据电磁阀2的多段式开关阀门21的额定时间来设计。一般来讲,总点火时间是会大于额定时间。
火焰检知电路13是连接点火电路12,并且随时依据点火电路12的点火情形来输出一检知信号。于是,若点火电路12点火成功的话,则火焰检知电路13所输出的检知信号是指示为一点燃状态。反之,若点火电路12点火失败的话,则火焰检知电路13所输出的检知信号便是指是为一无点燃状态。
开关控制单元14是连接总点火计时单元11及火焰检知电路13,用以在接收到总点火计时单元11所输出的电流信号之后,进行计数一第一预设时间,并且开始控制供电给电磁阀2,使电磁阀2循序开启多段式开关阀门21来导入瓦斯。此时,由于点火电路12已开始进行高压放电点火,而电磁阀2也开始供应瓦斯,因此火焰检知电路13即会开始检测是否点火成功。而当开关控制单元14进行供电给电磁阀2的时间达到第一预设时间时,便会依据此时火焰检知电路13所输出的检知信号来判断是否继续供电给电磁阀2。
而若此时检知信号是指示为无点燃状态的话,则开关控制单元14便会中断供电给电磁阀2,于是电磁阀2即因开关控制单元14的中断控制而无法接收到电流信号,于是使多段式开关阀门21的开度便会恢复为全闭,而不再供应瓦斯。此外,开关控制单元14在中断供电给电磁阀2的同时,也会开始进行计数一第二预设时间,以在中断供电达第二预设时间时,开关控制单元14才会恢复供电给电磁阀2并且重新计数第一预设时间,进而让多段式开关阀门21重新再导入瓦斯。
而值得一提的是,本实施例中第一预设时间及第二预设时间总和是设计小于多段式开关阀门21的额定时间。而若以两段式开关阀门来看,较佳的形态是将第一预设时间及第二预设时间总和设计为开启第二段阀门之前所需的时间,也就是第一段阀门维持开启的时间,以达到维持供应较少量瓦斯的目的。为了能更清楚各个时间点之间的关系,请一并参考图3,为额定时间与预设时间的实施例对应比较图。假设电磁阀2的两段式开关阀门的额定时间是7秒,其中维持开启在第一段阀门的时间是4秒,而维持开启在第二段阀门的时间是3秒,如此一来,两段式开关阀门在开启到第二段阀门之前所需的时间即是4秒。
而在设计上,由于第二预设时间是属于中断供电的计数时间,因此可以设计为较为短暂,如图3所示,第一预设时间是设计为3秒,而第二预设时间是设计为1秒。进而当开关控制单元14控制供电给电磁阀2的时间达到3秒时,便会依据检知信号来判断是否继续供电。若此时检知信号是指示为无点燃状态时,则开关控制单元14便会中断供电1秒之后才再重新进行供电,并且重新计数3秒,以重复运作。换句话说,两段式开关阀门的运作便是会先进行开启3秒,之后恢复为全闭状态(关闭1秒),进而再重新开启以此类推重复运作。借此,让点火电路12在点火失败的状态下,电磁阀2的两段式开关阀门能控制在重复由第一段阀门来导入较少量的瓦斯,避免开启到第二段阀门而导入大量的瓦斯,以增加点火电路12点火时的安全性。
补充说明的是,上述提及总点火计时单元11在设计上所计数的总点火时间是大于额定时间。在此,总点火时间更可进一步是设计为第一预设时间及第二预设时间总和的整数倍,以让本实施例的电磁阀控制电路1在总点火时间内,可以重复启闭电磁阀2达多次。举例来讲,假设总点火时间为8秒,也就是第一预设时间及第二预设时间总和(4秒)的两倍。于是,当点火电路12在点火失败的状态下,开关控制单元14便会控制重复启闭电磁阀两次。
当然,上述所提到的都是在点火电路12点火失败的状态。反之,当开关控制单元14在控制供电给电磁阀2的时间达第一预设时间时,所接收的检知信号是指示为点燃状态的话,代表点火电路12此时已点火成功,于是开关控制单元14即直接继续供电给电磁阀2。此外,点火电路12此时也就会自动关闭高压放电点火。
最后,若开关控制单元14是采用单芯片控制器的设计的话,则上述第一预设时间及第二预设时间的计数可以简单由控制器内部的设计来进行时序控制;而若如图2所示,开关控制单元14是采用逻辑电路架构的设计的话,则开关控制单元14是进一步包含:一第一计时单元141及一第二计时单元142。其中,第一计时单元141是连接总点火计时单元11,并且采用电子电路来设计第一预设时间,用以接收电流信号来计数第一预设时间。而本领域的普通技术人员可以了解其中的电子电路可例如简单利用电阻/电容电路(RC电路)来设计。第二计时单元142是连接第一计时单元141,并且同样是采用电子电路来设计第二预设时间,以在开关控制单元14所接收到的检知信号是指示为无点燃状态时,启动计数第二预设时间。
借由以上说明,即可完成本实施例电磁阀控制电路1的架构。而为了进一步说明本发明详细控制运作的过程,请在上述电磁阀控制电路1的架构下,参考图4,为本发明电磁阀控制方法的实施例流程图。
如图4所示,本实施例提供一种电磁阀控制方法,其步骤包括:首先,当使用者开启热水水龙头时,瓦斯热水器会进行一点火程序,此时总点火计时单元会开始计数一总点火时间(S401)。此外,开关控制单元便会控制供电给电磁阀,并且也同时开始计数一第一预设时间(S403)。进而,进行判断是否开关控制单元控制供电的时间已达第一预设时间(S405)。若步骤(S405)的判断结果为否,则表示计数尚未到达第一预设时间,于是开关控制单元持续计数第一预设时间以及供电给电磁阀,并重复进行步骤S405的判断程序。而若步骤S405的判断结果为是,则表示开关控制单元控制供电给电磁阀的时间已达第一预设时间,于是开关控制单元便接收一火焰检知电路检测一点火电路所输出的一检知信号,以判断检知信号所指示的状态是否指示为点燃状态(S407)。
若步骤S407的判断结果为是的话,则表示点火电路已点火成功,检知信号是指示为点燃状态。于是,便可完成瓦斯热水器的点火程序,并且开关控制单元会持续供电给电磁阀,以供应瓦斯燃烧(S409)。反之,若步骤S407的判断结果为否的话,则表示目前点火电路尚未点火成功,而检知信号是指示为无点燃状态。于是,开关控制单元便会中断供电给电磁阀,并且开始计数一第二预设时间(S411)。紧接着,开关控制单元再进行判断是否中断供电的时间已达第二预设时间(S413)。
若步骤S413的判断结果为否,则表示计数尚未到达第二预设时间,于是开关控制单元持续计数第二预设时间以及中断供电给电磁阀,进而重复进行步骤S413的判断程序。而若步骤S413的判断结果为是,则表示开关控制单元控制中断供电给电磁阀的时间已达第二预设时间,于是便进一步判断整个进行点火程序的时间是否达总点火时间(S415)。若步骤S415的判断结果为否,则表示点火程序仍在进行,于是开关控制单元便重复执行步骤S403,以恢复供电给电磁阀,并且重新计数第一预设时间。反之,若步骤S415的判断结果为是的话,则表示总点火计时单元所计数的总点火时间已到,此时由于点火电路尚未点火成功,并且由于点火时间也已过长而容易造成危险,于是便会结束整个点火程序(S417)。
此时,就必须等到使用者先关闭热水水龙头,并且再重新开启之后,才又会重新自步骤S401开始进行点火程序及其尔后的动作。借此,以完成本实施例所提供的电磁阀控制方式。
综上所述,本发明通过对电磁阀的供电控制,让电磁阀的多段式开关阀门在供应瓦斯时是可以形成有间断的供应。进而让瓦斯热水器在进行点火程序时,电磁阀的多段式开关阀门不致于开启到较大的阀门甚至是全开的状态,而是受控维持在较小的阀门上重复进行运作。借以当点火程序没有成功点燃火焰时,可以避免大量瓦斯的供应而容易引起气爆,进而达到增加瓦斯热水器使用安全性的效用。
但是,以上所述,仅为本发明的具体实施例的详细说明及附图而已,并非用以限制本发明,本发明所有范围应以权利要求为准,任何本领域的普通技术人员在本发明领域内,可轻易思及的变化或修改,皆可涵盖在本案所界定的专利范围中。