CN102003767A - 用于空调辅助电加热的控制方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于空调辅助电加热的控制方法和装置，其中，方法包括以下步骤：过零信号检测模块检测电源信号的过零时间；主控模块根据过零时间控制开关模块的导通时间以调节施加在空调的辅助电加热模块两端的电压。

Description

用于空调辅助电加热的控制方法和装置
技术领域
本发明涉及家电领域，具体而言，涉及一种用于空调辅助电加热的控制方法和装置。
背景技术
发明人发现现有技术中空调辅助电加热控制模式，只能简单的控制开或关两种状态，不能连续的控制辅助电加热的发热功率，导致空调的效率较低，进而导致用户体验的舒适性较差。
发明内容
本发明旨在提供一种用于空调辅助电加热的控制方法和装置，能够解决现有技术中空调辅助电加热控制模式，只能简单的控制开或关两种状态，不能连续的控制辅助电加热的发热功率，导致空调的效率较低，进而导致用户体验的舒适性较差的问题。
在本发明的实施例中，提供了一种用于空调辅助电加热的控制方法，包括以下步骤：过零信号检测模块检测电源信号的过零时间；主控模块根据过零时间控制开关模块的导通时间以调节施加在空调的辅助电加热模块两端的电压。
在本发明的实施例中，还提供了一种用于空调辅助电加热的控制装置，包括：过零信号检测模块、主控模块和开关模块，其中，过零信号检测模块，电连接在电源与主控模块之间，用于检测电信号的过零时间；主控模块，用于根据过零时间控制开关模块的导通时间；开关模块，分别与电源、主控模块和辅助电加热模块电连接，用于根据主控模块的控制命令控制辅助电加热模块的导通与断开。
在上述实施例中，通过实时控制空调辅助电加热两端的工作电压，从而实现对其发热功率大小的自动控制，提高了空调制热运行时节能性，提高了用户体验的舒适性，同时可以有效减小发热器件的启动电流，实现软启动，有效避免启动电流对电网的冲击，以及还可降低辅助电加热对控制线路线径、PCB板铜薄宽度等要求，达到降低产品成本目的，克服了现有技术中空调辅助电加热控制模式，只能简单的控制开或关两种状态，不能连续的控制辅助电加热的发热功率，导致空调的效率较低，进而导致用户体验的舒适性较差的问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明一个实施例的用于空调辅助电加热的控制方法流程图；
图2示出了根据本发明一个实施例的用于空调辅助电加热的控制装置示意图；
图3示出了根据本发明一个实施例的过零信号检测模块的电路图；
图4示出了根据本发明一个实施例的开关模块工作原理示意图；
图5示出了根据本发明一个实施例的控制原理图；
图6示出了根据本发明一个实施例的用于空调辅助电加热的电路原理图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
图1示出了根据本发明一个实施例的用于空调辅助电加热的控制方法流程图，包括以下步骤：
S102，过零信号检测模块检测电源信号的过零时间；
S104，主控模块根据过零时间控制开关模块的导通时间以调节施加在空调的辅助电加热模块两端的电压。
在本实施例中，通过实时控制空调辅助电加热两端的工作电压，从而实现对其发热功率大小的自动控制，提高了空调制热运行时节能性，提高了用户体验的舒适性，同时可以有效减小发热器件的启动电流，实现软启动，有效避免启动电流对电网的冲击，以及还可降低辅助电加热对控制线路线径、PCB板铜薄宽度等要求，达到降低产品成本目的，克服了现有技术中空调辅助电加热控制模式，只能简单的控制开或关两种状态，不能连续的控制辅助电加热的发热功率，导致空调的效率较低，进而导致用户体验的舒适性较差的问题。
优选地，在上述控制方法中，主控模块根据所述过零时间控制开关模块的导通时间以调节施加在所述空调的辅助电加热模块两端的电压具体包括：
信号采集模块采集空调的工作温度和电流参数；
主控模块根据工作温度、电流参数和过零时间控制开关模块的导通时间以调节施加在空调的辅助电加热模块两端的电压。
在本实施例中，通过检测空调的工作温度和电流参数，判断出空调辅助电发热的发热功率需求，实时控制空调辅助电加热两端的工作电压，从而实现对其发热功率大小的自动控制，提高了空调制热运行时节能性，提高了用户体验的舒适性，同时可以有效减小发热器件的启动电流，实现软启动，有效避免启动电流对电网的冲击，以及还可降低辅助电加热对控制线路线径、PCB板铜薄宽度等要求，达到降低产品成本目的，克服了现有技术中空调辅助电加热控制模式，只能简单的控制开或关两种状态，不能连续的控制辅助电加热的发热功率，导致空调的效率较低，进而导致用户体验的舒适性较差的问题。
优选地，在上述控制方法中，主控模块根据工作温度、电流参数和过零时间控制开关模块的导通时间以调节施加在空调的辅助电加热模块两端的电压具体包括：判断工作温度和电流参数是否大于第一阈值；如果工作温度和电流参数大于第一阈值，主控模块延长相位时间Δt，其中，Δt为主控模块发送触发脉冲触发开关模块的导通时间与过零时间的时间差值。
优选地，在上述控制方法中，还包括以下步骤：如果工作温度和电流参数不大于第一阈值，判断工作温度和电流参数是否小于第二阈值；如果工作温度和电流参数小于第二阈值，减小Δt。
优选地，在上述控制方法中，还包括以下步骤：如果工作温度和电流参数不小于第二阈值，维持Δt不变。
优选地，在上述控制方法中，电源的频率为50Hz，Δt的取值范围为0ms～10ms。
优选地，在上述控制方法中，工作温度包括以下至少之一：空调管温度、室内温度、进风口/出风口温度和空调内、外部部件温度。
图2示出了根据本实用新型一个实施例的用于空调辅助电加热的控制装置示意图，包括：过零信号检测模块20、主控模块30和开关模块40，其中，过零信号检测模块20，电连接在电源50与主控模块之间，用于检测电信号的过零时间；主控模块，用于根据过零信号检测模块20检测的过零时间控制开关模块的导通时间；开关模块40，分别与电源、主控模块和辅助电加热模块60电连接，用于根据主控模块的控制命令控制辅助电加热模块的导通与断开，以控制施加在辅助电加热模块两端的电压。
在本实施例中，通过实时控制空调辅助电加热两端的工作电压，从而实现对其发热功率大小的自动控制，提高了空调制热运行时节能性，提高了用户体验的舒适性，同时可以有效减小发热器件的启动电流，实现软启动，有效避免启动电流对电网的冲击，以及还可降低辅助电加热对控制线路线径、PCB板铜薄宽度等要求，达到降低产品成本目的，克服了现有技术中空调辅助电加热控制模式，只能简单的控制开或关两种状态，不能连续的控制辅助电加热的发热功率，导致空调的效率较低，进而导致用户体验的舒适性较差的问题。
优选地，在上述控制装置中，主控模块具体包括：信号采集单元和主控单元，其中
信号采集单元，电连接至主控单元，用于采集空调的工作温度和电流参数；
主控单元，用于根据信号采集单元采集的工作温度、电流参数和过零时间控制开关模块的导通时间，为主芯片CPU。
在本实施例中，通过检测空调的工作温度和电流参数，判断出空调辅助电发热的发热功率需求，实时控制空调辅助电加热的导通时间，从而控制其两端的工作电压，从而实现对其发热功率大小的自动控制，提高了空调制热运行时节能性，提高了用户体验的舒适性，同时可以有效减小发热器件的启动电流，实现软启动，有效避免启动电流对电网的冲击，以及还可降低辅助电加热对控制线路线径、PCB板铜薄宽度等要求，达到降低产品成本目的，克服了现有技术中空调辅助电加热控制模式，只能简单的控制开或关两种状态，不能连续的控制辅助电加热的发热功率，导致空调的效率较低，进而导致用户体验的舒适性较差的问题。
优选地，过零检测模块包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一三极管、第一电容、第二电容和稳压电源，其中，串联在一起的第一二极管和第二二极管与串联在一起的第三二极管和第四二极管并联，第一二极管和第三二极管的阴极分别与电源电连接，第一二极管和第三二极管的阳极分别与稳压电源电连接；第二二极管和第四二极管的阴极分别与第五二极管的阳极和第一电阻的一端电连接，第五二极管的阴极与稳压电源电连接；第一电阻的另一端分别与第二电阻的一端、第一电容的一端和第一三极管的基极电连接，第二电阻的另一端、第一电容的另一端与第一三极管的发射极并联后接地；第一三极管的集电极、第二电容的一端和第三电阻的一端分别与主控模块电连接，第二电容的另一端接地，第三电阻的另一端电连接至稳压电源。
图3示出了根据本发明一个实施例的过零信号检测模块的电路图；如图3所示，交流电源220V输入变压器2，变压器输出通过二极管3、4、5、6整流再经过二极管7嵌位作用，保证全波整流波形电压施加在分压电阻9、10上，当电阻10上的电压大于三极管的导通电压时三极管导通，则输入主芯片CPU30的电平被拉低，否则输入主芯片CPU30的电平为高，当输入主芯片CPU30的电平变化时，表示电流过零。电容11、14为滤波作用，电阻13为限流作用，8为稳压等模块并提供VDD。主芯片CPU30通过采集到的空调工作环境信息如管温、室温、进/出风口温、电流、空调内外部部件温度等，判断出空调辅助电加热发热功率需求，通过调节图3中的相位时间Δt，即时实现对辅助电加热发热功率的控制。
优选地，开关模块包括：第四电阻、第五电阻、第二三极管和开关单元，其中，第四电阻电连接在主控模块与第二三极管的基极之间；第二三极管的发射极接地，第五电阻电连接在第二三极管的集电极与开关单元之间。
优选地，开关单元为双向半控型晶闸管。
优选地，开关单元为固态继电器。
优选地，开关单元为可控硅。
图4示出了根据本发明一个实施例的开关模块工作原理示意图，如图所示，属于双向半控型的晶闸管、固态继电器、可控硅等类似器件，其在电流过零点时则自动关断，当主芯片CPU30给晶闸管、固态继电器、可控硅发触发脉冲则导通，其工作原理见图6所示，当主芯片CPU30发出导通触发脉冲时，第六二极管导通，晶闸管、固态继电器、可控硅等类似器件2导通，使得交流电流施加到辅助电加热发热器件上。
如图4所示，当芯片电平变化时，表示一次过零，此时晶闸管、固态继电器、可控硅等类似器件关断。主芯片CPU30根据采集到的空调工作环境信息如管温、室温、进/出风口温、电流、空调内外部部件温度等，控制触发脉冲的发出时间，也就是通过调节Δt，即调节晶闸管、固态继电器、可控硅等类似器件自动关断到重新导通的时间间隔，即可控制空调辅助电加热的导通时间，从而控制其两端的电压大小，其两端的电压与Δt成反比，在50HZ电源频率下，Δt时间可在0ms～10ms内调节。
优选地，工作温度包括以下至少之一：空调管温度、室内温度、进风口/出风口温度和空调内、外部部件温度。
图5示出了根据本发明一个实施例的主控模块的控制原理图，如图5所示，主芯片CPU30为主控单元，信号采集单元包括温度采样子单元101和电流采样子单元102，20过零信号检测模块，主芯片CPU30向开关模块40为给出的晶闸管、固态继电器、可控硅触发脉冲。
图6示出了根据本发明一个实施例的用于空调辅助电加热的电路原理图，如图所示，201为空调辅助电加热发热器件，主芯片30发出触发脉冲时，二极管204导通，晶闸管、固态继电器、可控硅器件202导通，使得交流电流施加到辅助电加热发热器件201上。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：实时控制空调辅助电加热两端的工作电压，从而实现对其发热功率大小的自动控制，提高空调制热运行时的舒适性、节能性，减小发热器件的启动电流，实现软启动，有效避免启动电流对电网的冲击。同时还可降低辅助电加热对控制线路线径、PCB板铜薄宽度等要求，从而降低产品成本。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种用于空调辅助电加热的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
过零信号检测模块检测电源信号的过零时间；
主控模块根据所述过零时间控制开关模块的导通时间以调节施加在所述空调的辅助电加热模块两端的电压。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，主控模块根据所述过零时间控制开关模块的导通时间以调节施加在所述空调的辅助电加热模块两端的电压具体包括：
信号采集模块采集空调的工作温度和电流参数；
主控模块根据所述工作温度、所述电流参数和所述过零时间控制开关模块的导通时间以调节施加在所述空调的辅助电加热模块两端的电压。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，主控模块根据所述工作温度、所述电流参数和所述过零时间控制开关模块的导通时间以调节施加在所述空调的辅助电加热模块两端的电压具体包括：
判断所述工作温度和所述电流参数是否大于第一阈值；
如果所述工作温度和所述电流参数大于所述第一阈值，主控模块延长相位时间Δt，其中，所述Δt为所述主控模块发送触发脉冲触发所述开关模块导通的时间与所述过零时间的时间差值。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：
如果所述工作温度和所述电流参数不大于所述第一阈值，判断所述工作温度和所述电流参数是否小于第二阈值；
如果所述工作温度和所述电流参数小于所述第二阈值，减小所述Δt。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：
如果所述工作温度和所述电流参数不小于所述第二阈值，维持所述Δt不变。
6.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述电源的频率为50Hz，所述Δt的取值范围为0ms～10ms。
7.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述工作温度包括以下至少之一：
空调管温度、室内温度、进风口/出风口温度和空调内、外部部件温度。
8.一种采用如权利要求1-7任意一项所述的控制方法控制空调辅助电加热的控制装置，其特征在于，包括：过零信号检测模块、主控模块和开关模块，其中
过零信号检测模块，电连接在电源与所述主控模块之间，用于检测所述电信号的过零时间；
主控模块，用于根据信号采集模块采集的所述工作温度、所述电流参数和所述过零时间控制所述开关模块的导通时间；
所述开关模块，分别与电源、所述主控模块和所述辅助电加热模块电连接，用于根据所述主控模块的控制命令控制所述辅助电加热模块的导通与断开。
9.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述主控模块具体包括：信号采集单元和主控单元，其中
所述信号采集单元，电连接至所述主控单元，用于采集空调的工作温度和电流参数；
所述主控单元，用于根据信号采集单元采集的所述工作温度、所述电流参数和所述过零时间控制所述开关模块的导通时间。
10.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述过零检测模块包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一三极管、第一电容、第二电容和稳压电源，其中
串联在一起的所述第一二极管和所述第二二极管与串联在一起的所述第三二极管和所述第四二极管并联，所述第一二极管和所述第三二极管的阴极分别与所述电源电连接，所述第一二极管和所述第三二极管的阳极分别与所述稳压电源电连接；
所述第二二极管和所述第四二极管的阴极分别与所述第五二极管的阳极和所述第一电阻的一端电连接，所述第五二极管的阴极与所述稳压电源电连接；
所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端、所述第一电容的一端和所述第一三极管的基极电连接，所述第二电阻的另一端、所述第一电容的另一端与所述第一三极管的发射极并联后接地；
所述第一三极管的集电极、所述第二电容的一端和所述第三电阻的一端分别与所述主控模块电连接，所述第二电容的另一端接地，所述第三电阻的另一端电连接至所述稳压电源。
11.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述开关模块包括：第四电阻、第五电阻、第二三极管和开关单元，其中
所述第四电阻电连接在所述主控模块与所述第二三极管的基极之间；
所述第二三极管的发射极接地，所述第五电阻电连接在所述第二三极管的集电极与所述开关单元之间。
12.根据权利要求11所述的控制装置，其特征在于，所述开关单元为双向半控型晶闸管或固态继电器或可控硅。
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