CN113533956B - 一种粘连检测电路与方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种粘连检测电路与方法，涉及加热控制技术领域。该粘连检测电路与主路电连接，主路包括火线与零线；粘连检测电路包括MCU、继电器组件、通讯模块、开关模块、单向导通模块以及电加热模块，MCU分别与继电器组件、通讯模块以及开关模块电连接，电加热模块与继电器组件串接于火线与零线之间，开关模块还分别与火线、通讯模块电连接，单向导通模块分别与继电器组件、通讯模块电连接；其中，MCU用于通过通讯模块与一待通讯装置进行通讯；MCU用于在控制继电器组件与开关模块均断开时，通过通讯模块对继电器组件进行粘连检测。本发明提供的粘连检测电路与方法具有能够低成本的实现电加热功能启停的效果。

Description

一种粘连检测电路与方法

技术领域

本发明涉及加热控制技术领域，具体而言，涉及一种粘连检测电路与方法。

背景技术

目前空调器装置上辅助电加热功能使用频繁，现有技术中常用的电加热功能的启停方式基本有两大类，其中一类为采用两颗继电器分别控制交流火线和交流零线的通断实现，另一类为采用单继电器控制+继电器粘连保护电路实现。

然而，采用两颗继电器分别控制交流火线和交流零线的通断实现电加热启停功能，需要电流负载较大的继电器，继电器成本较高。而采用单继电器控制的方式，电路复杂性增加，且检测粘连电路成本较高。

综上，现有技术中存在电加热功能的启停成本较高的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种粘连检测电路与方法，以解决现有技术中存在的电加热功能的启停成本较高的问题。

为解决上述问题，一方面，本发明提供一种粘连检测电路，所述粘连检测电路与主路电连接，所述主路包括火线与零线；所述粘连检测电路包括MCU、继电器组件、通讯模块、开关模块、单向导通模块以及电加热模块，所述MCU分别与所述继电器组件、所述通讯模块以及所述开关模块电连接，所述电加热模块与所述继电器组件串接于所述火线与所述零线之间，所述开关模块还分别与所述火线、所述通讯模块电连接，所述单向导通模块分别与所述继电器组件、所述通讯模块电连接；其中，所述MCU用于通过所述通讯模块与一待通讯装置进行通讯；所述MCU用于在控制所述继电器组件与所述开关模块均断开时，通过所述通讯模块对所述继电器组件进行粘连检测。

由于本申请提供的粘连检测电路仅需采用一个继电器组件，因此其成本得到了有效控制，并且，在进行粘连检测时，采用通讯模块与MCU配合的方式进行检测，而又由于通讯模块是MCU与待通讯装置之间的中间模块，属于电路中已有的模块，因此并不会增加额外的成本，低成本的实现电加热功能的启停。

可选地，所述单向导通模块包括第一二极管，所述第一二极管的阳极分别与所述继电器组件、所述电加热模块电连接，所述第一二极管的阴极分别与所述通讯模块、所述开关模块电连接。

可选地，所述开关模块包括第一光耦、第一光耦控制电路以及第二二极管，所述第一光耦分别与所述火线、所述第一光耦控制电路、所述第二二极管的阳极以及驱动电源电连接，所述第一光耦控制电路与所述MCU电连接，所述第二二极管的阴极与所述通讯模块电连接。

可选地，所述通讯模块包括信号发送回路与信号接收回路，所述信号发送回路分别与所述MCU、所述开关模块、所述单向导通模以及所诉信号接收回路电连接，所述信号接收回路与所述MCU电连接；其中，

所述MCU用于在控制所述继电器组件与所述开关模块均断开，所述信号发送回路闭合后，当通过所述信号接收回路接收到信号时，确定所述继电器组件出现粘连故障。

可选地，所述信号发送回路包括第二光耦、第一电阻、第二电阻以及三极管，所述第二光耦的第一端与分别与所述开关模块、所述单向导通模块电连接，所述第二光耦的第二端与所述信号接收回路电连接，所述第二光耦的第三端通过所述第一电阻与一驱动电源电连接，所述第二光耦的第四端与所述三极管的集电极电连接，所述三极管的发射极接地，所述三极管的基极通过所述第二电阻与所述MCU电连接。

可选地，所述信号接收回路包括第三光耦与第三电阻，所述第三光耦的第一端与一驱动电源电连接，所述第三光耦的第二端通过所述第三电阻与所述MCU电连接，所述第三光耦的第三端与所述信号发送回路电连接，所述第三光耦的第四端与所述待通讯装置电连接。

另一方面，本申请实施例还提供了一种粘连检测方法，应用于上述的粘连检测电路的MCU，所述方法包括：

当接收到开机指令时，控制所述开关模块断开；

当通过所述通讯模块接收到信号时，确定所述继电器组件出现粘连故障；

当通过所述通讯模块未接收到信号时，控制所述开关模块闭合。

可选地，所述通讯模块包括信号发送回路与信号接收回路，在当接收到开机指令时，控制所述开关模块断开的步骤之前，所述方法还包括：

当上电时，控制所述信号发送回路导通；

当通过所述通讯模块接收到信号时，确定所述继电器组件出现粘连故障；

当通过所述通讯模块未接收到信号时，控制所述开关模块闭合。

可选地，所述方法还包括：

当未接收到开机指令时，进入待机状态并控制所述开关模块断开，直至接收到开机指令。

可选地，在所述控制所述开关模块闭合的步骤之后，所述方法还包括：

当接收到加热指令时，控制所述继电器组件闭合，以驱动所述电加热模块启动。

附图说明

图1为现有技术中第一种电加热控制电路的电路示意图。

图2为现有技术中第二种电加热控制电路的电路示意图。

图3为申请实施例提供的粘连检测电路的模块示意图。

图4为申请实施例提供的粘连检测电路的电路示意图。

图5为申请实施例提供的粘连检测方法的流程图。

附图标记说明：

100-粘连检测电路；110-MCU；120-继电器组件；130-通讯模块；131-信号发送回路；132-信号接收回路；140-开关模块；150-单向导通模块；160-电加热模块；O1-第一光耦；O2-第二光耦；O3-第三光耦；D1-第一二极管；D2-第二二极管；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

正如背景技术中所述，目前常用的电加热功能的启停方式基本有两大类：

第一类为采用两颗继电器分别控制交流火线和交流零线的通断实现，例如，请参阅图1，电加热模块通过两个继电器分别与火线、零线电连接。

在使用过程中，当MCU控制两个继电器导通时，电加热模块工作；当MCU控制任一继电器断开时，电加热模块停止工作。

由于该控制方式使用了双路继电器，且双路继电器的方式需要电流负载较大的继电器，进而导致继电器成本较高，增加了生产成本。

第二类为采用单继电器控制+继电器粘连保护电路实现对电加热的控制。例如，请参阅图2，图中，在火线上设置一个继电器即可，但由于单继电器方式可能出现继电器粘连故障，因此需要增加继电器粘连保护电路，在此基础上，电路的复杂性增加，且继电器粘连保护电路的成本较高，因此同样增加了生产成本。

综上，无论采用哪种实现方式，均存在电加热功能的启停成本较高的问题。

有鉴于此，为了解决上述问题，本申请提供了一种粘连检测电路，通过设置一个继电器组件，并利用通讯模块实现继电器粘连故障的方式，达到节约成本的目的。

下面对本申请提供的粘连检测电路进行示例性说明：

作为一种可选的实现方式，请参阅图3，该粘连检测电路100与主路电连接，主路包括火线与零线；粘连检测电路100包括MCU110、继电器组件120、通讯模块130、开关模块140、单向导通模块150以及电加热模块160，MCU110分别与继电器组件120、通讯模块130以及开关模块140电连接，电加热模块160与继电器组件120串接于火线与零线之间，开关模块140还分别与火线、通讯模块130电连接，单向导通模块150分别与继电器组件120、通讯模块130电连接；其中，MCU110用于通过通讯模块130与一待通讯装置进行通讯；MCU110用于在控制继电器组件120与开关模块140均断开时，通过通讯模块130对继电器组件120进行粘连检测。

需要说明的是，继电器组件120与电加热模块160串联于火线与零线之间，使得MCU110可以通过控制继电器组件120闭合的方式，实现控制电加热模块160工作的效果。可选地，电加热模块160可以为一电热丝，在导通时可产生大量热量。

由于本申请提供的电路中仅包括一个继电器组件120，因此其能够达到降低成本的效果。由于需要对继电器组件120是否粘连进行检测，因此本申请利用通讯模块130进行是否粘连的判断。又由于电路中MCU110与待通讯装置之间需要通过通讯模块130连接，即通讯模块130为电路中原有的模块，因此通过通讯模块130实现继电器的组件的粘连检测，不需要增加额外的成本，进而使得整个电路的成本降低。

需要说明的是，可选的，继电器组件120包括继电器与继电器控制电路，其中，继电器与电加热模块160串联与火线与零线之间，继电器控制电路分别与继电器、MCU110电连接，即当MCU110需要控制电加热模块160工作时，可控制继电器控制电路工作，进而实现控制的电加热模块160工作的效果。其中，本申请所述的粘连，即指MCU110控制继电器控制电路断开时，由于继电器中触点开关存在粘连的情况，导致触点开关此时仍处于闭合状态。

此外，开关模块140用于连接通讯模块130与火线，当电路正常工作时，MCU110需要与待通讯设备之间连接，因此此时需要控制开关模块140闭合，以使通讯模块130能够从火线中取电。而当需要进行和继电器组件120粘接检测时，为了避免影响检测结构，开关模块140断开。

单向导通模块150能够在继电器组件120断开且未出现粘接故障时，防止电加热模块160因开关模块140所处的回路导通。

作为一种实现方式，单向导通模块150可以为第一二极管D1，第一二极管D1的阳极分别与继电器组件120、电加热模块160电连接，第一二极管D1的阴极分别与通讯模块130、开关模块140电连接。

通过设置第一二极管D1，使得在进行粘连检测时，可以通过第一二极管D1所处的回路实现粘连检测，同时，当继电器组件120断开时，为了实现通讯模块130的正常工作，需要控制开关模块140保持闭合状态，此时并不会出现通过开关与第二二极管D2所处的回路导致电加热模块160导通的现象。

可选地，开关模块140包括第一光耦、第一光耦控制电路以及第二二极管D2，第一光耦分别与火线、第一光耦控制电路、第二二极管D2的阳极以及驱动电源电连接，第一光耦控制电路与MCU110电连接，第二二极管D2的阴极与通讯模块130电连接。

其中，第一光耦O1包括发光二极管与受光器件，例如光敏半导体管，光敏电阻等，其中，发光二极管的阳极与驱动电源电连接，发光二极管的阴极与光耦控制电路电连接，进而当MCU110发送控制信号控制光耦控制电路导通时，发光二极管发光，受光器件导通，进而使通讯模块130通过受光器件、第二二极管D2与火线连接。

需要说明的是，本申请并不多驱动电源的大小进行限定，例如，驱动电源可以为5V电源。还需要说明的是，通过设置第二二极管D2，可以保证在进行粘连检测时，检测结果不会受到开关模块140的影响。

作为一种实现方式，请参阅图4，通讯模块130包括信号发送回路131与信号接收回路132，信号发送回路131分别与MCU110、开关模块140、单向导通模以及所诉信号接收回路132电连接，信号接收回路132与MCU110电连接；其中，MCU110用于在控制继电器组件120与开关模块140均断开，信号发送回路131闭合后，当通过信号接收回路132接收到信号时，确定继电器组件120出现粘连故障。

可选地，信号发送回路131包括第二光耦O2、第一电阻R1、第二电阻R2以及三极管，第二光耦O2的第一端与分别与开关模块140、单向导通模块150电连接，第二光耦O2的第二端与信号接收回路132电连接，第二光耦O2的第三端通过第一电阻R1与一驱动电源电连接，第二光耦O2的第四端与三极管的集电极电连接，三极管的发射极接地，三极管的基极通过第二电阻R2与MCU110电连接。

其中，第二光耦O2包括发光二极管与受光三极管，第一端即指受光三极管的集电极，第二端指受光三极管的发射极，第三端指发光二极管的阳极，第四端指发光二极管的阴极。可选地，本申请采用NPN三极管，在此基础上，当需要进行粘接检测时，MCU110在控制开关模块140断开的基础上，同时向信号发送回路131输出高电平，使三极管导通，进而导通第二光耦O2，以使信号接收回路132导通。

当然地，为了保证通讯模块130的正常运行，信号发送回路131中还可包括其它器件，例如，包括RC滤波组件，以对输入第二光耦O2的电压进行滤波，或者，还包括稳压管，稳压管的阳极与零线连接，稳压管的阴极与受光三极管的集电极电连接。

可选地，信号接收回路132包括第三光耦O3与第三电阻R3，第三光耦O3的第一端与一驱动电源电连接，第三光耦O3的第二端通过第三电阻R3与MCU110电连接，第三光耦O3的第三端与信号发送回路131电连接，第三光耦O3的第四端与待通讯装置电连接。

其中，第三光耦O3也包括发光二极管与受光三极管，发光二极管的阳极与第二光耦O2中受光三极管的发射极电连接，发光二极管的阴极与待通讯装置连接，受光三极管的集电极与驱动电源连接，受光三极管的发射极通过第三电阻R3与MCU110电连接。

当MCU110控制开关模块140断开且发送高电平使信号发送回路131导通时，若继电器组件120未出现粘连的情况，则通讯电路不能从火线中得电，进而使得MCU110从信号接收回路132中无法接收到信号。而当继电器组件120出现粘连的情况时，则通讯模块130能够从火线中取电，MCU110从信号接收回路132中接收到高电平信号，进而判断出继电器组件120出现粘接故障。

需要说明的是，在一种可能的实现方式中，该粘连检测电路100可以应用于空调，具体地，该粘连检测电路100设置与空调的内机，相应地，待通讯装置设置于空调的外机，例如，该待通讯装置可以为强电通讯电路。

在上述实现方式的基础上，本申请实施例还提供了一种粘连检测方法，该方法应用于上述的粘连检测电路的MCU，请参阅图5，该方法包括：

S102，判断是否接收到开机指令，如果是，则执行S104。

S104，控制开关模块断开。

S106，判断是否通过通讯模块接收到信号，如果是，则执行S108，如果否，则执行S110。

S108，确定继电器组件出现粘连故障。

S110，控制开关模块闭合。

作为一种实现方式，在确定是否通过通讯模块130接收到信号时，可以设置一定的时长，例如，在一分钟内判断是否通过通讯模块130接收到信号，如果是，则表示继电器组件120出现粘连故障，如果否，表示未出现故障，又由于开关模块140在上电后，只在检测过程中断开，因此一旦检测结束，则MCU110会控制开关模块140闭合，以保证通讯模块130的正常使用。

在一中可能的实现方式中，当出现粘连故障，MCU110还可控制相应的报警装置进行报警，例如，显示屏上显示闪烁，显示故障代码，或者，蜂鸣器鸣叫，又或者，当该电路设置于空调内时，MCU110还可控制导风门打开，风机按照最大转速运行。

可选的，在S102之前，该方法还包括：

S101-1，当上电时，控制所述信号发送回路导通。

S101-2，判断是否通过通讯模块接收到信号，如果是，则执行S101-3，如果否，则执行S101-4。

S101-3，确定继电器组件出现粘连故障。

S101-4，控制开关模块闭合。

其中，当处于上电初始化时，MCU110也会对继电器组件120是否粘连进行检测。在此不做赘述。需要说明的是，当上电时，开关模块140处于断开状态，而当接收到开机指令后，MCU110会控制开关模块140断开，进而实现粘连检测。换言之，接收到开机指令后进行的粘连检测，可以对上电时做的粘连检测进行验证，使得精确度更高。

此外，该方法还包括：

S103，当未接收到开机指令时，进入待机状态并控制所述开关模块140断开，直至接收到开机指令。

即当判断未接收到开机指令时，则执行S103。

需要说明的是，当进行待机状态时，开关模块140断开。同时，在判断是否接收到开机指令时，可以给定一定的时间，例如5h，当其并未接收到的开机指令时，重新进行一次粘接检测，当接收到开机指令时，则立即进行粘接检测。

可选地，在S110的步骤之后，该方法还包括：

S112，当接收到加热指令时，控制所述继电器组件闭合，以驱动电加热模块启动。

同理地，当接收到电加热关闭指令，MCU110也可控制继电器组件120断开。

综上，本申请提供一种粘连检测电路与方法，该粘连检测电路与主路电连接，主路包括火线与零线；粘连检测电路包括MCU、继电器组件、通讯模块、开关模块、单向导通模块以及电加热模块，MCU分别与继电器组件、通讯模块以及开关模块电连接，电加热模块与继电器组件串接于火线与零线之间，开关模块还分别与火线、通讯模块电连接，单向导通模块分别与继电器组件、通讯模块电连接；其中，MCU用于通过通讯模块与一待通讯装置进行通讯；MCU用于在控制继电器组件与开关模块均断开时，通过通讯模块对继电器组件进行粘连检测。由于本申请提供的粘连检测电路仅需采用一个继电器组件，因此其成本得到了有效控制，并且，在进行粘连检测时，采用通讯模块与MCU配合的方式进行检测，而又由于通讯模块是MCU与待通讯装置之间的中间模块，属于电路中已有的模块，因此并不会增加额外的成本，低成本的实现电加热功能的启停。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (7)

1.一种粘连检测电路（100），其特征在于，所述粘连检测电路（100）与主路电连接，所述主路包括火线与零线；所述粘连检测电路（100）包括MCU（110）、继电器组件（120）、通讯模块（130）、开关模块（140）、单向导通模块（150）以及电加热模块（160），所述MCU（110）分别与所述继电器组件（120）、所述通讯模块（130）以及所述开关模块（140）电连接，所述电加热模块（160）与所述继电器组件（120）串接于所述火线与所述零线之间，所述开关模块（140）还分别与所述火线、所述通讯模块（130）电连接，所述单向导通模块（150）分别与所述继电器组件（120）、所述通讯模块（130）电连接；其中，

所述MCU（110）用于通过所述通讯模块（130）与一待通讯装置进行通讯；

所述MCU（110）用于在控制所述继电器组件（120）与所述开关模块（140）均断开时，通过所述通讯模块（130）对所述继电器组件（120）进行粘连检测；

所述单向导通模块（150）用于在继电器组件（120）断开且未出现粘接故障时，防止电加热模块（160）因开关模块（140）所处的回路导通；

所述单向导通模块（150）包括第一二极管（D1），所述第一二极管（D1）的阳极分别与所述继电器组件（120）、所述电加热模块（160）电连接，所述第一二极管（D1）的阴极分别与所述通讯模块（130）、所述开关模块（140）电连接；

所述开关模块（140）包括第一光耦（O1）、第一光耦（O1）控制电路以及第二二极管（D2），所述第一光耦（O1）分别与所述火线、所述第一光耦（O1）控制电路、所述第二二极管（D2）的阳极以及驱动电源电连接，所述第一光耦（O1）控制电路与所述MCU（110）电连接，所述第二二极管（D2）的阴极与所述通讯模块（130）电连接；

所述通讯模块（130）包括信号发送回路与信号接收回路，所述信号发送回路分别与所述MCU（110）、所述开关模块（140）、所述单向导通模以及所述信号接收回路电连接，所述信号接收回路与所述MCU（110）电连接；其中，

所述MCU（110）用于在控制所述继电器组件（120）与所述开关模块（140）均断开，所述信号发送回路闭合后，当通过所述信号接收回路接收到信号时，确定所述继电器组件（120）出现粘连故障。

2.根据权利要求1所述的粘连检测电路（100），其特征在于，所述信号发送回路包括第二光耦（O2）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）以及三极管，所述第二光耦（O2）的第一端与分别与所述开关模块（140）、所述单向导通模块（150）电连接，所述第二光耦（O2）的第二端与所述信号接收回路电连接，所述第二光耦（O2）的第三端通过所述第一电阻（R1）与一驱动电源电连接，所述第二光耦（O2）的第四端与所述三极管的集电极电连接，所述三极管的发射极接地，所述三极管的基极通过所述第二电阻（R2）与所述MCU（110）电连接。

3.根据权利要求1所述的粘连检测电路（100），其特征在于，所述信号接收回路包括第三光耦（O3）与第三电阻（R3），所述第三光耦（O3）的第一端与一驱动电源电连接，所述第三光耦（O3）的第二端通过所述第三电阻（R3）与所述MCU（110）电连接，所述第三光耦（O3）的第三端与所述信号发送回路电连接，所述第三光耦（O3）的第四端与所述待通讯装置电连接。

4.一种粘连检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1至3任一项所述的粘连检测电路（100）的MCU（110），所述方法包括：

当接收到开机指令时，控制所述开关模块（140）断开；

当通过所述通讯模块（130）接收到信号时，确定所述继电器组件（120）出现粘连故障；

当通过所述通讯模块（130）未接收到信号时，控制所述开关模块（140）闭合。

5.根据权利要求4所述的粘连检测方法，其特征在于，所述通讯模块（130）包括信号发送回路与信号接收回路，在当接收到开机指令时，控制所述开关模块（140）断开的步骤之前，所述方法还包括：

当上电时，控制所述信号发送回路导通；

当通过所述通讯模块（130）接收到信号时，确定所述继电器组件（120）出现粘连故障；

当通过所述通讯模块（130）未接收到信号时，控制所述开关模块（140）闭合。

6.根据权利要求4所述的粘连检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

当未接收到开机指令时，进入待机状态并控制所述开关模块（140）断开，直至接收到开机指令。

7.根据权利要求4所述的粘连检测方法，其特征在于，在所述控制所述开关模块（140）闭合的步骤之后，所述方法还包括：

当接收到加热指令时，控制所述继电器组件（120）闭合，以驱动所述电加热模块（160）启动。