CN113983664A - 空调器及其控制方法、计算机可读存储介质 - Google Patents

空调器及其控制方法、计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本公开是关于一种空调器及其控制方法、计算机可读存储介质，该空调器包括：电流采样模块用于采集电机的当前电流，并将当前电流输出给电流保护模块和控制模块；电流保护模块用于对比电机的当前电流和预设的第一电流阈值，并在当前电流超过第一电流阈值时输出第一保护信号至IPM模块，以使IPM模块停止工作；控制模块用于对比当前电流和预设的第二电流阈值，并在当前电流超过第二电流阈值时输出第二保护信号至IPM模块，以使IPM模块停止工作；第二电流阈值用于保护电机且小于或等于第一电流阈值。本实施例中可以使IPM模块适配不同电机，有利于提高电机控制***的应用范围。

Description

空调器及其控制方法、计算机可读存储介质
技术领域
本公开涉及控制技术领域，尤其涉及一种空调器及其控制方法、计算机可读存储介质。
背景技术
现有的空调器的室外机电路包括驱动压缩机电机和驱动直流风机电机的智能功率模块(Intelligent Power Module，IPM)与单片机MCU。由于IPM模块运行在高电压大电流路状态，因此需要进行安全监测，即单片机MCU可以控制IPM模块的正常运行以及要进行安全监测，从而避免过流影响到电机的使用寿命和IPM模块的使用寿命。
发明内容
本公开提供一种空调器及其控制方法、计算机可读存储介质，以解决相关技术的不足。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种空调器，包括电机控制***和电机；所述电机控制***包括电流采样模块、IPM模块、控制模块和电流保护模块；
所述电流采样模块，用于采集所述电机的当前电流，并将所述当前电流输出给所述电流保护模块和所述控制模块；
所述电流保护模块，用于对比所述电机的当前电流和预设的第一电流阈值，并在所述当前电流超过所述第一电流阈值时输出第一保护信号至所述IPM模块，以使所述IPM模块停止工作；
所述控制模块，用于对比所述当前电流和预设的第二电流阈值，并在所述当前电流超过所述第二电流阈值时输出第二保护信号至所述IPM模块，以使所述IPM模块停止工作；所述第二电流阈值用于保护所述电机且小于或等于所述第一电流阈值。
可选地，所述控制模块包括PWM单元，所述PWM单元与所述IPM模块电连接，用于生成PWM控制信号并输出给所述IPM模块。
可选地，所述控制模块包括电流比较单元；所述电流比较单元分别与所述电流采样模块和所述IPM模块电连接，用于对比所述电机的当前电流和预设的第一电流阈值，并在所述当前电流超过所述第一电流阈值时输出第二保护信号至所述IPM模块。
可选地，所述控制模块包括中断单元；所述中断单元分别与所述电流保护模块和所述IPM模块电连接，用于在接收到所述第二保护信号时生成中断信号，并将所述中断信号输出给所述IPM模块。
可选地，所述电流采样模块包括采样电阻和第一运放电路；所述采样电阻串接在所述IPM模块和电源之间；所述第一运放电路用于将所述采样电阻对应的电压转换成所述电机的当前电流。
可选地，所述电流保护模块包括分压电路和比较器电路；所述分压电路用于配置所述第一电流阈值；所述比较器电路包括第一端、第二端和输出端；所述第一端与所述电流采样模块电连接，所述第二端与所述分压电路电连接，所述输出端与所述IPM模块电连接。
可选地，还包括交互模块；所述交互模块与所述控制模块电连接，用于响应于用户的输入操作配置所述第二电流阈值。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种空调器控制方法，所述空调器包括电机控制***和电机；所述电机控制***包括电流采样模块、IPM模块、控制模块和电流保护模块；所述方法包括：
所述电流采样模块采集所述电机的当前电流，并将所述当前电流输出给所述电流保护模块和所述控制模块；
所述电流保护模块对比所述电机的当前电流和预设的第一电流阈值，并在所述当前电流超过所述第一电流阈值时输出第一保护信号至所述IPM模块，以使所述IPM模块停止工作；
所述控制模块对比所述当前电流和预设的第二电流阈值，并在所述当前电流超过所述第二电流阈值时输出第二保护信号至所述IPM模块，以使所述IPM模块停止工作；所述第二电流阈值用于保护所述电机且小于或等于所述第一电流阈值。
可选地，所述控制模块包括PWM单元，所述PWM单元与所述IPM模块电连接；所述方法还包括：
所述PWM单元生成PWM控制信号并输出给所述IPM模块。
可选地，所述控制模块包括电流比较单元；所述电流比较单元分别与所述电流采样模块和所述IPM模块电连接；所述方法还包括：
所述电流比较单元对比所述电机的当前电流和预设的第一电流阈值，并在所述当前电流超过所述第一电流阈值时输出第一保护信号至所述IPM模块。
可选地，所述控制模块包括中断单元；所述中断单元分别与所述电流保护模块和所述IPM模块电连接；所述方法还包括：
所述中断单元在接收到所述第一保护信号时生成中断信号，并将所述中断信号输出给所述IPM模块。
可选地，还包括交互模块；所述交互模块与所述控制模块电连接；所述方法还包括：
所述交互模块响应于用户的输入操作配置所述第二电流阈值。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种空调器，包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行的计算机程序的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行所述存储器中的计算机程序，以实现如上述的方法。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，当所述存储介质中的可执行的计算机程序由处理器执行时，能够实现如上述的方法。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
由上述实施例可知，本公开实施例提供的空调器包括电机控制***和电机；上述电控控制***包括电流采样模块、IPM模块、控制模块和电流保护模块；所述电流采样模块，用于采集所述电机的当前电流，并将所述当前电流输出给所述电流保护模块和所述控制模块；所述电流保护模块，用于对比所述电机的当前电流和预设的第一电流阈值，并在所述当前电流超过所述第一电流阈值时输出第一保护信号至所述IPM模块，以使所述IPM模块停止工作；所述控制模块，用于对比所述当前电流和预设的第二电流阈值，并在所述当前电流超过所述第二电流阈值时输出第二保护信号至所述IPM模块，以使所述IPM模块停止工作；所述第二电流阈值用于保护所述电机且小于或等于所述第一电流阈值。这样，本实施例中通过预设的第一电流阈值来保护IPM模块和通过预设的第二电流阈值来保护电机且第二电流阈值小于或等于第一电流阈值，例如电机的保护电流高于第二电流阈值时，此时第一电流阈值可以设置为与第二电流阈值相同，通过第二电流阈值来保护IPM模块和电流；又如电机的保护电流低于第二电流阈值时，此时第一电流阈值可以设置为小于第二电流阈值，通过第一电流阈值来保护IPM模块和电流，从而达到使IPM模块适配不同电机的效果，有利于提高电机控制***的应用范围，减少电机控制***的种类，并且降低开发、生产和维护成本。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种空调器的框图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种空调器的电路示意图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种控制模块的框图。
图4是根据一示例性实施例示出的一种空调器控制方法的流程图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性所描述的实施例并不代表与本公开相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置例子。需要说明的是，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
为解决上述技术问题，本公开实施例提供了一种空调器，上述空调器设置有驱动压缩机的电机和驱动直流风机的电机等多个电机。为方便描述，后续实施例中仅采用电机来描述本公开的方案，但是不构成对本公开的限定。为保证上述电机正常工作，上述空调器还包括电机控制***，图1是根据一示例性实施例示出的一种空调器的框图。参见图1，一种空调器，包括电机控制***10和电机20。电控控制***10包括电流采样模块11、IPM模块12、控制模块13和电流保护模块14。其中，
电流采样模块11，用于采集电机20的当前电流，并将当前电流输出给电流保护模块14和控制模块13；
电流保护模块14，用于对比电机20的当前电流和预设的第一电流阈值，并在当前电流超过第一电流阈值时输出第一保护信号至IPM模块12，以使IPM模块12停止工作；
控制模块13，用于对比当前电流和预设的第二电流阈值，并在当前电流超过第二电流阈值时输出第二保护信号至IPM模块12，以使IPM模块12停止工作；上述第二电流阈值用于保护电机20且小于或等于第一电流阈值。
在一实施例中，电流采样模块11可以包括采样电阻和第一运放电路。参见图2，采样电阻Rs串接在电机20和电源VDC之间，其中采样电阻Rs的第一端与电源VDC的负极电连接，第二端与IPM模块电连接。第一运放电路IC1的第一端与采样电阻Rs的第二端电连接，第一运放电路IC1的第二端与电流保护模块14和控制模块13电连接。这样，电流采样模块11的工作原理为：
当IPM模块12控制电机20工作时，IPM模块12与电源VDC之间形成电流回路。由于采样电阻Rs串接在上述电流回路之内，因此电流回路内的电流会经过上述采样电阻Rs，最终在采样电阻Rs上形成分压即采样电压。第一运放电路IC1获得上述采样电压后，经过转换可以获得采样电流即电机的当前电流。需要说明的是，第一运放电路IC1功能是实现电压和电流转换，其实质是一个电压-电流变换电路，即采样电压除以采样电阻即可以达到采样电流，第一运放电路IC1的一种具体实现电路如图2所示。
在一实施例中，控制模块13可以包括PWM单元。参见图3，PWM单元131与IPM模块12电连接，用于生成PWM控制信号并输出给IPM模块12。实际应用中，上述PWM单元可以采用PWM发生器芯片实现，可以采用正弦波和比较器两者比较生成PWM控制信号，也可以是采用单片机MCU生成PWM控制信号，可以根据具体场景进行选择，在此不作限定。在一示例中，控制模块13可以单片机MCU实现，此时PWM单元131可以由单片机MCU通过一个引脚来输出高低电平信号，达到输出PWM控制信号的效果。
在一实施例中，控制模块13可以包括电流比较单元。继续参见图3，电流比较单元132分别与电流采样模块11和IPM模块12电连接，用于对比电机20的当前电流和预设的第一电流阈值，并在当前电流超过第一电流阈值时输出第一保护信号至IPM模块12，以及在当前电流小于上述第一电流阈值时不输出信号。这样，本实施例通过设置第一电流阈值可以避免电机20过流，提升使用寿命。在一示例中，当控制模块13采用单片机MCU实现时，上述电流比较单元132可以采用MCU内部的ADC电路和内部比较器实现。
需要说明的是，上述第一电流阈值用于保护电机20，因此其设置方式可以参考电机20的额定功率或者最大功率。以最大功率为例，上述第一电流阈值小于或者等于电机20的最大功率，从而在当前电流大于或者等于上述第一电流阈值时输出第一保护信号，使IPM模块12停止输出电压和电流，达到保护电机的效果。可理解的是，本实施例中通过设置第一电流阈值可以使电机控制***适配多种电机，有利于提升电机控制***的适用范围；或者说，从设计生产角度而言，在电机控制***的适用范围扩大时，无需为每种电机设计一种电机控制***，从而降低设计研发难度；并且，在电机控制***的适用范围扩大时，生产一种类型的电机控制***的难度要远低于生产多种类型的电机控制***的难度，降低生产难度；另外，从使用角度而言，用户使用一种类型的电机控制***的复杂度要远低于生产多种类型的电机控制***的复杂度，降低学习和维护成本。
当控制模块13采用单片机MCU实现时，第一电流阈值的配置可以采用软件配置方式实现。例如，空调器可以包括交互模块。继续参见图1，该交互模块30可以与控制模块13电连接。用户可以操作上述交互模块，例如点击、滑动、书写等。交互模块30可以检测用户的上述操作并接收输入的第一电流阈值，然后将第一电流阈值输出给控制模块13。控制模块13可以将上述第一电流阈值存储至指定位置(如本地存储器、或者云端)。在需要使用上述第一电流阈值时，控制模块13可以直接从指定位置读取即可。这样，本实施例可以允许配置第一电流阈值，可以适用于电机控制***适配于不同电机的场景，达到避免IPM模块过大而无法保护电机的目的。
在一实施例中，继续参见图1，空调器还包括电流保护模块14。上述电流保护模块14可以包括分压电路和比较器电路。继续参见图2，分压电路用于配置第一电流阈值，可以包括电阻R1、电阻R2和分压电源VCC构成。其中分压电源VCC、电阻R1、电阻R2形成一个分压电路。该分压电路的输出电压可以作为一个基准电压使用，且与第一电流阈值形成相对应，用于保护IPM模块12。实际应该中，电阻R2可以采用滑动电阻器实现，通过调整不同的电阻，可以调整电阻R2上的分压，最终达到调整第一电流阈值的效果。比较器电路可以采用运算放大器形成的比较器实现。其中，比较器电路的第一端与上述分压电路电连接，具体连接至电阻R1和电阻R2的串接点位置，比较器电路的第二端接收电机20的当前电流，比较器电路的输出端与IPM模块12电连接。
电流保护模块14的工作原理为：比较器电路接收到电流采样模块11输出的采样电流(也可以理解为采样电压)和分压电路对应的基准电压进行对比，以确定采样电压和基准电压的大小，从而确定出当前电流和第一电流阈值的大小。当当前电流大于或者等于第一电流阈值时，比较器电路可以输出第一保护信号至IPM模块，以使IPM模块停止输出电压和电流，达到控制电机20停止工作的目的。当当前电流小于第一电流阈值时，比较器电路无需输出保护信号，IPM模块可以保持当前的输出状态，使电机20正常工作。
这样，本实施例中通过配置第一电流阈值可以保护IPM模块，使电机控制***适用于不同的IPM模块，有利于降低电机控制***的生产难度和维度难度。
在一实施例中，控制模块还可以包括中断单元。继续参见图3，中断单元133分别与电流保护模块14和IPM模块12电连接，用于在接收到第一保护信号时生成中断信号，并将中断信号输出给IPM模块12。在一示例中，当控制模块13采用单片机MCU实现时，中断单元133可以采用应用程序实现，并且该中断单元133可以获取单片机MCU的中断引脚的信号，当检测到第一保护信号时可以通过控制引脚向IPM模块发送中断信号，以使IPM模块12停止输出电压和电流。这样，本实施例通过设置中断单元，可以在电流保护模块的基础上保护IPM模块，达到软件和硬件双保护的效果，有利于提升保护的准确度。
下面基于图2所示的空调器来描述空调器的工作过程：
在有使用空调器的需求时，用户可以触发空调器的开关按键。空调器的控制模块13在检测到上述开关按键被触发后，可以控制PWM单元131输出PWM控制信号至IPM模块12。IPM模块12根据PWM控制信号按照一定的时序打开或者关闭图2所示的6个开关器件SW1～SW6，从而依次为电机20的UVW三个相回路供电，电机20可以驱动压缩机和风机等运转，达到提供热风、冷风或自然风等效果。
在空调器的电机20和IPM模块12工作的期间，电流采样模块11可以采集电机20的当前电流，并输出给控制模块13和电流保护模块14。
控制模块13中的电流比较单元132可以获取预设的第二电流阈值和当前电流，并对比第二电流阈值和当前电流。当当前电流大于或者等于第二电流时，电流比较单元132可以输出第一保护信号至IPM模块12，以使IPM模块12控制电机20停止工作。当当前电流大于或者等于第二电流时，电流比较单元132无需输出信号，IPM模块12可以继续控制电机20工作。
电流保护模块14接收到当前电流和第一电流阈值进行对比，以确定出当前电流和第一电流阈值的大小。当当前电流大于或者等于第一电流阈值时，电流保护模块14可以输出第一保护信号至IPM模块，以使IPM模块停止输出电压和电流，达到控制电机20停止工作的目的。当当前电流小于第一电流阈值时，电流保护模块14无需输出保护信号，IPM模块可以保持当前的输出状态，使电机20正常工作。
当控制模块13检测到关机信号或者停机信号时，控制模块13可以输出关机控制信号或者停机控制信号，使IPM模块12控制电机20停止工作。
在本公开实施例提供的一种空调器的基础上，本公开实施例还提供了一种空调器控制方法，所述空调器包括电机控制***和电机；所述电机控制***包括电流采样模块、IPM模块、控制模块和电流保护模块；参见图4，所述方法包括步骤41～步骤43：
在步骤41中，所述电流采样模块采集所述电机的当前电流，并将所述当前电流输出给所述电流保护模块和所述控制模块；
在步骤42中，所述电流保护模块对比所述电机的当前电流和预设的第一电流阈值，并在所述当前电流超过所述第一电流阈值时输出第一保护信号至所述IPM模块，以使所述IPM模块停止工作；
在步骤43中，所述控制模块对比所述当前电流和预设的第二电流阈值，并在所述当前电流超过所述第二电流阈值时输出第二保护信号至所述IPM模块，以使所述IPM模块停止工作；所述第二电流阈值用于保护所述电机且小于或等于所述第一电流阈值。
在一实施例中，所述控制模块包括PWM单元，所述PWM单元与所述IPM模块电连接；所述方法还包括：
所述PWM单元生成PWM控制信号并输出给所述IPM模块。
在一实施例中，所述控制模块包括电流比较单元；所述电流比较单元分别与所述电流采样模块和所述IPM模块电连接；所述方法还包括：
所述电流比较单元对比所述电机的当前电流和预设的第一电流阈值，并在所述当前电流超过所述第一电流阈值时输出第一保护信号至所述IPM模块。
在一实施例中，所述控制模块包括中断单元；所述中断单元分别与所述电流保护模块和所述IPM模块电连接；所述方法还包括：
所述中断单元在接收到所述第一保护信号时生成中断信号，并将所述中断信号输出给所述IPM模块。
在一实施例中，还包括交互模块；所述交互模块与所述控制模块电连接；所述方法还包括：
所述交互模块响应于用户的输入操作配置所述第二电流阈值。
本公开实施例还提供了一种空调器，包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行的计算机程序的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行所述存储器中的计算机程序，以实现如图4所述的方法。
本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，当所述存储介质中的可执行的计算机程序由处理器执行时，能够实现如图4所述的方法。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (14)

1.一种空调器，其特征在于，包括电机控制***和电机；所述电机控制***包括电流采样模块、IPM模块、控制模块和电流保护模块；
所述电流采样模块，用于采集所述电机的当前电流，并将所述当前电流输出给所述电流保护模块和所述控制模块；
所述电流保护模块，用于对比所述电机的当前电流和预设的第一电流阈值，并在所述当前电流超过所述第一电流阈值时输出第一保护信号至所述IPM模块，以使所述IPM模块停止工作；
所述控制模块，用于对比所述当前电流和预设的第二电流阈值，并在所述当前电流超过所述第二电流阈值时输出第二保护信号至所述IPM模块，以使所述IPM模块停止工作；所述第二电流阈值用于保护所述电机且小于或等于所述第一电流阈值。
2.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述控制模块包括PWM单元，所述PWM单元与所述IPM模块电连接，用于生成PWM控制信号并输出给所述IPM模块。
3.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述控制模块包括电流比较单元；所述电流比较单元分别与所述电流采样模块和所述IPM模块电连接，用于对比所述电机的当前电流和预设的第一电流阈值，并在所述当前电流超过所述第一电流阈值时输出第一保护信号至所述IPM模块。
4.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述控制模块包括中断单元；所述中断单元分别与所述电流保护模块和所述IPM模块电连接，用于在接收到所述第一保护信号时生成中断信号，并将所述中断信号输出给所述IPM模块。
5.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述电流采样模块包括采样电阻和第一运放电路；所述采样电阻串接在所述IPM模块和电源之间；所述第一运放电路用于将所述采样电阻对应的电压转换成所述电机的当前电流。
6.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述电流保护模块包括分压电路和比较器电路；所述分压电路用于配置所述第一电流阈值；所述比较器电路包括第一端、第二端和输出端；所述第一端与所述电流采样模块电连接，所述第二端与所述分压电路电连接，所述输出端与所述IPM模块电连接。
7.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，还包括交互模块；所述交互模块与所述控制模块电连接，用于响应于用户的输入操作配置所述第二电流阈值。
8.一种空调器控制方法，其特征在于，所述空调器包括电机控制***和电机；所述电机控制***包括电流采样模块、IPM模块、控制模块和电流保护模块；所述方法包括：
所述电流采样模块采集所述电机的当前电流，并将所述当前电流输出给所述电流保护模块和所述控制模块；
所述电流保护模块对比所述电机的当前电流和预设的第一电流阈值，并在所述当前电流超过所述第一电流阈值时输出第一保护信号至所述IPM模块，以使所述IPM模块停止工作；
所述控制模块对比所述当前电流和预设的第二电流阈值，并在所述当前电流超过所述第二电流阈值时输出第二保护信号至所述IPM模块，以使所述IPM模块停止工作；所述第二电流阈值用于保护所述电机且小于或等于所述第一电流阈值。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述控制模块包括PWM单元，所述PWM单元与所述IPM模块电连接；所述方法还包括：
所述PWM单元生成PWM控制信号并输出给所述IPM模块。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述控制模块包括电流比较单元；所述电流比较单元分别与所述电流采样模块和所述IPM模块电连接；所述方法还包括：
所述电流比较单元对比所述电机的当前电流和预设的第一电流阈值，并在所述当前电流超过所述第一电流阈值时输出第一保护信号至所述IPM模块。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述控制模块包括中断单元；所述中断单元分别与所述电流保护模块和所述IPM模块电连接；所述方法还包括：
所述中断单元在接收到所述第一保护信号时生成中断信号，并将所述中断信号输出给所述IPM模块。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括交互模块；所述交互模块与所述控制模块电连接；所述方法还包括：
所述交互模块响应于用户的输入操作配置所述第二电流阈值。
13.一种空调器，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行的计算机程序的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行所述存储器中的计算机程序，以实现如权利要求8～12任一项所述的方法。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，当所述存储介质中的可执行的计算机程序由处理器执行时，能够实现如权利要求8～12任一项所述的方法。
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