一种基于恒流稳压驱动电路的电热水器用智能控制系统技术领域
本发明涉及电子设备的技术领域，具体是指一种基于恒流稳压驱动电路的
电热水器用智能控制系统。
背景技术
目前，在家用热水器中，有燃气热水器、电热水器和空气能热水器等，
其中电热水器因其使用方便，且不对环境造成污染，而广泛使用，但现有的家
用电热水器在使用时，往往直接将电热水器与电源连接，直到电源断开或达到
电热水器的设定最大加热温度，才停止加热。尤其是在平时的使用时，经常是
将电热水器加热到最大加热温度。而实际使用时，却使用不完热水，造成了能
源的浪费，且现有的许多电热水器，使用时加热不稳定，不能根据使用者的需
要进行控制热水的温度的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的电热水器不能根据使用者的需要进行
控制热水的温度的缺陷，本发明提供一种基于恒流稳压驱动电路的电热水器用
智能控制系统。
本发明通过以下技术方案来实现：一种基于恒流稳压驱动电路的电热水器
用智能控制系统，主要由中央处理器，红外线摄像头，均与中央处理器相连接
的流量传感器、数据存储器、语音播报器、发热器、显示器、电源和温度传感
器，以及串接在红外线摄像头与中央处理器之间的图像接收处理电路组成。同
时，在中央处理器与发热器之间还串接有恒流稳压驱动电路。
所述恒流稳压驱动电路由驱动芯片U2，三极管VT3，放大器P3，场效应
管MOS，P极顺次经电阻R14和电阻R16后与三极管VT3的发射极相连接、N
极顺次经电阻R15和极性电容C7后与驱动芯片U2的IN管脚相连接的二极管
D5，正极与二极管D5的N极相连接、负极接地的极性电容C6，P极经电阻R17
后与三极管VT3的集电极相连接、N极与放大器P3的负极相连接的二极管D7，
正极与二极管D7的P极相连接、负极经电阻R22后与驱动芯片U2的OUT管
脚相连接的极性电容C9，一端与驱动芯片U2的OUT管脚相连接、另一端与场
效应管MOS的源极相连接的电阻R20，正极与场效应管MOS的栅极相连接、
负极经电阻R18后与驱动芯片U2的AC管脚相连接的极性电容C8，P极与场
效应管MOS的漏极相连接、N极经可调电阻R21后与放大器P3的负极相连接
的二极管D6，正极经电阻R19后与驱动芯片U2的OUT管脚相连接、负极经电
阻R23后与放大器P3的正极相连接的极性电容C10，以及正极与放大器P3的
正极相连接、负极接地的极性电容C11组成；所述三极管VT3的基极与驱动芯
片U2的IN管脚相连接；所述二极管D7的P极与极性电容C10的负极相连接；
所述场效应管MOS的漏极与放大器P3的输出端相连接；所述二极管D5的N
极作为恒流稳压驱动电路的输入端并与中央处理器相连接；所述极性电容C10
的负极作为恒流稳压驱动电路的输出端并与发热器相连接。
所述图像接收处理电路则由与红外线摄像头相连接的图像接收放大电路，
以及与图像接收放大电路相连接的图像转换放大电路组成；所述图像转换放大
电路的输出端与中央处理器相连接。
所述图像接收放大电路由放大器P1，三极管VT1，负极经电阻R5后与放
大器P1的正极相连接、正极作为图像接收放大电路的输入端并与红外线摄像头
相连接的极性电容C2，负极顺次经电阻R3和电阻R4后与三极管VT1的基极
相连接、正极经电阻R1后与极性电容C2的正极相连接的极性电容C1，N极与
放大器P1的正极相连接、P极经电阻R2后与极性电容C2的正极相连接的二极
管D1，一端与放大器P1的负极相连接、另一端接地的电阻R6，一端与放大器
P1的输出端相连接、另一端与三极管VT1的集电极相连接的电阻R7，以及正
极与三极管VT1的发射极相连接、负极和放大器P1的输出端共同形成图像接收
放大电路的输出端并与图像转换放大电路相连接的极性电容C3组成。
所述图像转换放大电路由处理芯片U1，放大器P2，三极管VT2，P极与
放大器P1的输出端相连接、N极经电阻R9后与处理芯片U1的IN管脚相连接
的二极管D2，一端与处理芯片U1的CR管脚相连接、另一端与二极管D2的P
极相连接的电阻R8，正极与处理芯片U1的VS管脚相连接、负极经电阻R11
后与三极管VT2的基极相连接的极性电容C5，P极经电阻R10后与处理芯片
U1的RC管脚相连接、N极经电阻R13后与放大器P2的输出端相连接的二极
管D4，P极与处理芯片U1的COM管脚相连接、N极与三极管VT2的集电极
相连接的二极管D3，以及正极与处理芯片U1的FC管脚相连接、负极经可调电
阻R12后与放大器P2的负极相连接的极性电容C4组成；所述处理芯片U1的
GND管脚接地；所述放大器P2的正极与三极管VT2的发射极相连接，该放大
器P2的输出端作为图像转换放大电路的输出端并与中央处理器相连接。
为确保本发明的实际使用效果，所述的温度传感器优先采用SLS100TTP型
温度传感器来实现；而流量传感器则优先采用G1/2型流量传感器来实现；同时
红外线摄像头则优先采用TR350型红外线摄像头来实现；以及所述的驱动芯片
U2则优先采用SOT89-5集成芯片来实现。
本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：
(1)本发明的恒流稳压驱动电路能根据中央处理器输出的控制电流进行自
动调节输出的驱动电流的大小，还能输出稳定的驱动电流，以确保本电热水器
用智能图像识别控制系统的电热水器的水温的确定性。
(2)本发明的图像接收处理电路能对红外线摄像头输出的采集到的使用者
的脸部图像模拟信号进行抗干扰处理，还能消除该图像模拟信号中的噪点信号，
同时将图像模拟信号转换为图像数据信号进行放大后输出，确保了本电热水器
用智能图像识别控制系统对图像采集的准确性。
(3)本发明采用了温度传感器，该温度传感器的性能稳定，采集温度的准
确性高，价格便宜等优点。
(4)本发明采用的流量传感器，其具有准确性高、灵敏度强等优点，因此，
确保了本发明的本电热水器用智能图像识别控制系统能准确的对电热水器的热
水流量进行记录。
附图说明
图1为本发明的整体结构图。
图2为本发明的图像接收处理电路的电路结构示意图。
图3为本发明的恒流稳压驱动电路的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限
于此。
如图1所示，本发明主要由中央处理器，红外线摄像头，均与中央处理器
相连接的流量传感器、数据存储器、语音播报器、发热器、显示器、电源和，
串接在中央处理器与发热器之间的恒流稳压驱动电路，以及串接在红外线摄像
头与中央处理器之间的图像接收处理电路。其中，该图像接收处理电路如图2
所示，其由与红外线摄像头相连接的图像接收放大电路，以及与图像接收放大
电路相连接的图像转换放大电路组成。
为确保本发明的可靠运行，所述的中央处理器优先采用LTC3455集成芯片，
该LTC3455集成芯片的BST管脚与数据存储器相连接，SET管脚与语音播报器
相连接，SEN管脚与温度传感器相连接，SIE管脚与流量传感器相连接，FEN
管脚与显示器相连接，VC管脚与电源相连接。所述的电源为12V直流电压，该
12V直流电压为中央处理器供电。
如图2所示，所述图像接收放大电路由放大器P1，三极管VT1，电阻R1，
电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，电阻R6，电阻R7，极性电容C1，极
性电容C2，以及二极管D1组成。
连接时，极性电容C2的负极经电阻R5后与放大器P1的正极相连接、正
极作为图像接收放大电路的输入端并与红外线摄像头相连接。极性电容C1的负
极顺次经电阻R3和电阻R4后与三极管VT1的基极相连接、正极经电阻R1后
与极性电容C2的正极相连接。
所述二极管D1的N极与放大器P1的正极相连接、P极经电阻R2后与极
性电容C2的正极相连接。电阻R6的一端与放大器P1的负极相连接、另一端接
地。电阻R7的一端与放大器P1的输出端相连接、另一端与三极管VT1的集电
极相连接。极性电容C3的正极与三极管VT1的发射极相连接、负极和放大器
P1的输出端共同形成图像接收放大电路的输出端并与图像转换放大电路相连接。
进一步，所述图像转换放大电路由处理芯片U1，放大器P2，三极管VT2，
电阻R8，电阻R9，电阻R10，电阻R11，可调电阻R12，电阻R13，极性电容
C3，极性电容C4，极性电容C5，二极管D2，二极管D3，以及二极管D4组成。
连接时，二极管D2的P极与放大器P1的输出端相连接、N极经电阻R9
后与处理芯片U1的IN管脚相连接。电阻R8的一端与处理芯片U1的CR管脚
相连接、另一端与二极管D2的P极相连接。极性电容C5的正极与处理芯片U1
的VS管脚相连接、负极经电阻R11后与三极管VT2的基极相连接。
所述二极管D4的P极经电阻R10后与处理芯片U1的RC管脚相连接、N
极经电阻R13后与放大器P2的输出端相连接。二极管D3的P极与处理芯片
U1的COM管脚相连接、N极与三极管VT2的集电极相连接。极性电容C4的
正极与处理芯片U1的FC管脚相连接、负极经可调电阻R12后与放大器P2的
负极相连接。
所述处理芯片U1的GND管脚接地；所述放大器P2的正极与三极管VT2
的发射极相连接，该放大器P2的输出端作为图像转换放大电路的输出端并与
LTC3455集成芯片的SW管脚相连接。
本发明在运行时，图像接收处理电路能对红外线摄像头输出的采集到的使
用者的脸部图像模拟信号进行抗干扰处理，还能消除该图像模拟信号中的噪点
信号，同时将图像模拟信号经处理芯片U1转换为图像数据信号通过放大器P2
进行放大后输出，确保了本电热水器用智能图像识别控制系统对图像采集的准
确性。
所述恒流稳压驱动电路如图3所示，其由驱动芯片U2，三极管VT3，放大
器P3，场效应管MOS，电阻R14，电阻R15，电阻R16，电阻R17，电阻R18，
电阻R19，电阻R20，可调电阻R21，电阻R22，电阻R23，极性电容C6，极
性电容C7，极性电容C8，极性电容C9，极性电容C10，极性电容C11，二极
管D5，二极管D6，以及二极管D7组成。
连接时，二极管D5的P极顺次经电阻R14和电阻R16后与三极管VT3的
发射极相连接、N极顺次经电阻R15和极性电容C7后与驱动芯片U2的IN管
脚相连接。极性电容C6的正极与二极管D5的N极相连接、负极接地。二极管
D7的P极经电阻R17后与三极管VT3的集电极相连接、N极与放大器P3的负
极相连接。极性电容C9的正极与二极管D7的P极相连接、负极经电阻R22后
与驱动芯片U2的OUT管脚相连接。
所述电阻R20的一端与驱动芯片U2的OUT管脚相连接、另一端与场效应
管MOS的源极相连接。极性电容C8的正极与场效应管MOS的栅极相连接、
负极经电阻R18后与驱动芯片U2的AC管脚相连接。二极管D6的P极与场效
应管MOS的漏极相连接、N极经可调电阻R21后与放大器P3的负极相连接。
极性电容C10的正极经电阻R19后与驱动芯片U2的OUT管脚相连接、负极经
电阻R23后与放大器P3的正极相连接。极性电容C11的正极与放大器P3的正
极相连接、负极接地。
所述三极管VT3的基极与驱动芯片U2的IN管脚相连接；所述二极管D7
的P极与极性电容C10的负极相连接；所述场效应管MOS的漏极与放大器P3
的输出端相连接；所述二极管D5的N极作为恒流稳压驱动电路的输入端并与
LTC3455集成芯片的PWM管脚相连接；所述极性电容C10的负极作为恒流稳
压驱动电路的输出端并与发热器相连接。
本发明在运行时，恒流稳压驱动电路能根据中央处理器输出的控制电流进行
自动调节输出的驱动电流的大小，还能输出稳定的驱动电流，以确保本电热水
器用智能图像识别控制系统的电热水器的水温的确定性。为更好的实施本发明，
所述的驱动芯片U2则优先采用SOT89-5集成芯片来实现。
运行时，所述的红外线摄像头则优先采用TR350型红外线摄像头来实现，
该红外线摄像头用于采集使用者的脸部图像信息。使用者在第一次使用本发明
的热水器智能控制系统所控制的电热水器洗澡时需将自己的脸部图像信息通过
指红外线摄像头进行记录，该红外线摄像头将脸部图像信息经图像接收处理电
路将该信息转换为图像数据信号后传输给中央处理器。所述的中央处理器对脸
部图像信息进行分析处理后将该信息存储在数据存储器内。所述的温度传感器
则用于采集使用者在第一次使用电热水器的热水的温度信息，并将所采集到的
温度信息传输给中央处理器，该中央处理器将该温度信号转换为数据信息后传
输给数据存储器进行存储。所述的流量传感器则可对使用者在使用电热水器的
用水量进行采集，并通过中央处理器传输给数据存储器进行存储。
当，使用者再次使用本发明的热水器智能控制系统所控制的电热水器洗澡
时，使用只需在红外线摄像头处再次录入其脸部的图像信息，中央处理器便会
自动的从数据存储器内查找该脸部图像信息的使用者用水的温度信息、用水量
信息来输出相应的控制电流通过恒流稳压驱动电路对电热水器的发热器加热进
行调节，使水温与数据存储器内存储的水温一致。
同时，所述的显示器用于显示热水器的温度值、水流量。当电热水器的水
温达到数据存储器内存储的使用者用水温度时，所述的语音播报器则会发出语
音提示。本发明的本电热水器用智能图像识别控制系统在使用者未录入图像信
息时，其热水的温度、流量不受限制，可正常使用。
为确保本发明的可靠运行，所述的温度传感器优先采用SLS100TTP型温度
传感器来实现；所述的语音播报器则优先采用具有高灵敏度的RBT-6T语音播报
器来实现；而流量传感器则优先采用G1/2型流量传感器来实现；同时数据存储
器优先采用C8051F020型数据存储器。
如上所述，便可以很好的实现本发明。