武汉芯源半导体CW32F030K8T7在即热式热水器的应用介绍

随着智能家居技术的不断进步，即热式热水器作为现代家庭中的重要组成部分，正逐渐向智能化、节能化方向发展。本方案通过采用武汉芯源半导体的CW32F030系列单片机，以其高性能、超强抗干扰等特性，为即热式热水器的智能化提供了理想的解决方案。

 

即热式热水器的智能化需求

即热式热水器需要快速响应用户的用水需求，同时保证水温的恒定和安全。智能化的即热式热水器应具备以下特点：

快速加热：能够在短时间内提供所需温度的热水。

温度控制：精确控制出水温度，避免烫伤或能耗浪费。

节能高效：根据用水习惯自动调节功率，减少能源消耗。

安全保护：具备漏电保护、过热保护等安全功能。

 

CW32F030K8T7在即热式热水器的控制说明

图：CW32F030K8T7在即热式热水器的控制板

 

1、硬件要求

加热器参数：AC 220V 3KW;  

吸水泵参数：DC 12V  功率40W   水压0.8Mpa  水流4L/Min；

2.按键功能说明

2.1：按“+”或“－”键可对设定温度进行设置。每按一次“+”键，数值增加 1；每按一次“－” 键，数值减少1。若持续按住“+”键或“－”键 2 秒钟以上，数码管的数值则以 3/S的频率快速增加或减少，设定完后闪烁显示设定温度，无操作3S后静止显示当前的水温。“+”或“-”键只能单向设置，即：按“+”键只能增加；按“—”键只能减少。

温度设置范围：摄氏温度设置值：25～55℃。（控制精度要求±1℃）

2.2：同时长按“+”“－”键 3—5 秒，关闭加热功能,数码管显示OF;再次同时长按“+”“－” 键3—5 秒，开启加热功能,数码管显示当前水温。长按：消除滤芯清洗报警，同时计时清零。

3.控制要求

3.1 接通电源自检，如果有效，蜂鸣器发出“嘀”的一声，数码管自动显示“--”；

3.2 程序里面有累计运行30小时后滤芯清洗警报功能，长按“+”键 3—5秒，消除滤芯清洗报警故障代码。

3.3 当设置温度高于当前水温时，加热功能开始加热；当水温加热到设定温度后加热功能关闭，吸水功能正常工作。

图：CW32F030K8T7在即热式热水器的电路图

 

CW32F030K8T7在即热式热水器的应用优势

1. 系统特性优异

● ARM® Cortex®-M0+ 内核；最高主频64MHz；

● 工作温度：-40℃ 至 105℃；宽压供电：1.65V 至 5.5V；

CW32F030C8T7基于ARM Cortex-M0+内核，提供高达64MHz的处理速度，能够快速处理加热元件的控制信号，确保热水器能够迅速响应并提供热水。

 

2.内部资源丰富

●支持25路I/O接口；

●12位高精度ADC，±1 LSB，最高1M SPS转换速度；

●三路低功耗UART，支持小数波特率；

●两路SPI 接口 12 Mbit/s；

●两路I2C 接口 1 Mbit/s；

●16位高级控制定时器，支持6路捕获/比较通道和3对互补PWM输出，死区时间和灵活的同步功能；四组16位通用定时器；三组16位基本定时器；窗口看门狗定时器；独立看门狗定时器；

图：CW32F030K8T7在即热式热水器的应用框图

 

CW32F030C8T7有着丰富的外设接口，配备了多路UART、SPI、I2C等通信接口，同时，其高精度的ADC（模数转换器）可以实时监测水温，实现对温度精确控制，采用高性能的温敏电阻实时采集热水器内水温，将温度信号转变为电压信号送CW32F030C8T7单片机处理后，在数码管进行实时显示。

通过PWM（脉宽调制）信号精确控制加热功率，保证出水温度的恒定。

内置的看门狗定时器和多种安全保护机制，可实现过温保护、干烧保护等，确保即热式热水器在各种异常情况下的安全运行。

 

3. 超强抗干扰

● HBM ESD 8KV；MM ESD、CDM ESD、Latch up@105℃全面达到JEDEC较高等级；

● EFT 4KV，IEC61000-4-4 Class:4(Power)/4（IO）；

图：截取CW32在苏轼宜特的部分测试报告