CN2511909Y - 一种模块化变频空调控制器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种变频空调控制器,采用模块化设计把室外机控制器分为主板和驱动板,两者之间使用规范化标准接口连接,并且把开关电源电路放在驱动板上,把接口电路的输入做成TTL标准逻辑电平,提高了通用性,使得在使用不同的MCU或变频逆变电路时,只须改变主板或驱动板,并且改变后的主板或驱动板可以方便地与以前已有的驱动板或主板任意组合使用,从而形成不同型号、不同规格的变频空调新控制器,通过修改存在EEPROM中的参数,可进一步提高控制器的组合使用的灵活性。

Description

一种模块化变频空调控制器
技术领域
本实用新型涉及空调控制器，更具体地说，涉及一种用于控制家用变频空调的模块化控制器。
背景技术
因为市场需求的不断变化，空调器制造商也需要不断推出新型号、新款式的空调器，如果对每一种空调器的控制器都一一配套开发，则开发工作量大，周期较长，开发效率低。另一方面，即使是生产同一型号的空调器，厂家从经济的角度出发，可能会换不同厂家所提供的压缩机，此时控制器也需要作较大的改动。目前还缺乏一种模块化的控制器，使得针对不同型号的空调器仅需要作较小的改动即可适用。
如图1所示是现有技术中普通变频控制器的原理框图，从图中可以看出：(1)、其室内机和室外机的通讯电路都是直接与市电相连，存在安全隐患，且成本较高；(2)、室外机控制器是一块整体的电路板，室外机控制器中两个最关键也最昂贵的器件：MCU及IPM集成模块，只要其中任一个发生变化，则整个电路就要重新设计，包括PCB板要重新布线，导致设计周期加长，生产时每一种空调器就要对应一款控制器；(3)、在图1所示的现有技术中，因直流母线电压取样电路是采用电阻分压方式，没有与市电进行安全隔离，MCU及其***电路不是安全电压，给测试与检修带来不便。
另外，如果简单地把电路框图中缓冲驱动电路17和IPM集成模块18分成另一个单板电路，则IPM模块18由多电源器件改用单电源器件时，主板一样需要重新设计，在同系列、多机种的生产中也缺乏足够的灵活性。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺点，提供一种可以很方便地组合和调整，以适应空调器新品的开发需要，同时可以大大缩短开发周期，降低二次开发费用的模块化空调控制器。
本实用新型的技术方案在于，构造一种变频空调控制器，包括室内机控制器和室外机控制器，其特征在于，所述室外机控制器包括主板、驱动板、整流滤波电路以及功率因素校正电路；所述主板上包括主板MCU，与所述主板MCU相连的温度传感电路、风扇电机驱动电路、与室内机控制器连接实现通讯的室外机通讯电路、四通阀以及用于存放与制冷***相关的数据信息的主板EEPROM；所述驱动板上包括开关电源电路、用于驱动压缩机的逆变电路、电压取样电路以及用于与所述主板MCU连接的驱动信号及告警信号接口电路。
在本实用新型中，所述室内机控制器包括安全隔离电源，室内机MCU，与所述室内机MCU连接的温度传感电路、风向/风扇电机驱动电路、遥控接收电路、显示电路、用于存放与制冷***相关的数据信息的室内机EEPROM，以及与所述室外机通讯电路连接的室内机通讯电路。
在本实用新型中，所述主板与所述驱动板之间的通过标准接口电路实现连接。
在本实用新型中，所述驱动板的逆变电路中可以采用多电源的IPM模块，也可以采用单电源的IPM模块或者是分立的IGBT器件。
在本实用新型中，所述开关电源电路向主板提供+5V、+12V两路电源和直流母线取样信号，并向所述室外机通讯电路提供独立的+15V电源。
在本实用新型中，所述室内机通讯电路与室外机通讯电路之间采用独立电源及光耦进行安全隔离并经通讯连线实现信号的传递。
本实用新型克服了现有控制器适应性差的缺陷，采用积木式的模块化组合方式，其室内机控制器、主板和驱动板之间可以很方便地组合和调整，并可通过修改EEPROM中的参数，以适应不同型号空调器的开发需要，同时可以大大缩短开发周期，降低二次开发的费用。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
附图说明
图1是普通变频控制器的原理框图；
图2是本实用新型模块化变频空调控制器的原理框图；
图3是图2中室内机与室外机通讯电路中采取光耦隔离的电路原理图。
具体实施方式
本实用新型变频空调控制器的原理框图如图2所示，包括遥控器(未在图中画出)，室内机控制器1和室外机控制器2。
其中室内机控制器1包括线性安全隔离电源11，室内机MCU 18，与室内机MCU连接的温度传感电路12、风向和风扇电机驱动电路13、遥控接收电路14、显示电路与应急按键15、室内机EEPROM 16和室内机通讯电路17。该部分与现有技术的差别在于通讯电路17的电源不是直接从交流电源上取得，而是由安全隔离电源11提供，更加安全可靠。
室外机控制器2包括整流电路21，功率因素校正电路22，安全隔离开关电源28，三相变频逆变电路30，电压取样电路29，微程序控制器MCU31，与MCU 31连接的温度传感电路23、四通阀26、风扇电机驱动电路24、室外机EEPROM 27、通讯电路25以及驱动信号和告警信号接口电路32。其中，安全隔离开关电源28、三相变频逆变电路30、电压取样电路29及接口电路32设在驱动电路板B上，其余电路设在主板A上。其中室外机通讯电路25的电源也不是直接从交流电源上取得，而是开关电源28提供，更加安全可靠。
其中主板A与驱动板B之间采用具有技术规范化的接口电路，主板可以使用东芝微程序控制器，也可以采用日立或其他供应商的微程序控制器，而其关键在于使用了EEPROM，把与制冷***相关的压缩机的v/f曲线，压缩机运转频率、关键控温点、***特性参数及保护参数等全存放于EEPROM中，这样空调***与控制器硬件的依赖程序进一步减弱。同时，因主板与驱动板相连的接口电路采用标准接口电路，这样主板在室外机控制器中就成为一个相对独立的标准件即主板模块。
驱动板上的三相变频逆变电路可以使用多电源的IPM模块，也可以使用单电源的IPM模块或者是分立的IGBT器件；其开关电源电路也可以是多种结构形式，向主板提供+5V、+12V两路电源和直流母线取样信号，并向所述室外机通讯电路提供独立的+15V电源。驱动板逆变电路与主板MCU之间的控制信号和告警信号接口电路必须符合统一的技术规范化要求，无论是输入的驱动信号还是输出的告警信号，均为TTL电平。这样，驱动板也构成了一个模块。
其中开关电源28中输出的+5V、+12V为经开关电源变压器隔离的安全低电压，直流母线电压电路29也是经开关电源变压器隔离的安全低电压，从而使得主板A上MCU31及其***电路为安全低电压工作，这为测试和检修带来极大的方便。
本实用新型中，室内机通讯电路17、通讯连线5及室外机控通讯电路25之间采用光耦安全隔离并实现信号的传递，其电路图如图3所示。该电路实现了室内机通讯电路、通讯信号传输环路、室外机通讯电路之间的安全隔离，并提高了抗干扰能力，更重要的是，在信号进行传送时，通讯环路中始终有电流存在，成为准电流环电路，从而使得抗干扰能力进一步增强，并使电路的工作状态更优化。
其中室内机和室外机的EEPROM内存放的与空调***紧密相关的风速、变频压缩机、v/f曲线、特别运转频率点等参数，所有这些特性参数和运行参数可根据需要进行修改。这样该套控制器就能适应多种相近输出能力而不同压缩机的空调中，根据成本控制及不同空调器所需功率的不同，换用不同的MCU 31及三相变频逆变电路30，就构成了不同的主板A及驱动板B；记室内机控制器为N1、N2、N3、...，记室外机控制器主板A为A1、A2、A3、...，记室外机控制器驱动板B为B1、B2、B3、...，同时所有基本机型使用一样的通讯协议，室内机控制器与室外机控制器间使用光耦隔离通讯电路，使得室内外机控制器各自独立，在进行模块化组合时不会发生工作异常；这样经过Ni+Aj+Bk(i，j，k＝1，2，3，...)的不同组合就形成了多种新控制器，从而大大缩短了使用不同供应商的MCU及三相变频逆变电路的产品的开发周期，同时可满足不同客户的个性化需求。

Claims (6)

1、一种变频空调控制器，包括室内机控制器和室外机控制器，其特征在于，所述室外机控制器包括主板、驱动板、整流滤波电路以及功率因素校正电路；所述主板上包括主板MCU，与所述主板MCU相连的温度传感电路、风扇电机驱动电路、与室内机控制器连接实现通讯的室外机通讯电路、四通阀以及用于存放与制冷***相关的数据信息的主板EEPROM；所述驱动板上包括开关电源电路、用于驱动压缩机的逆变电路、电压取样电路以及用于与所述主板MCU连接的驱动信号及告警信号接口电路。
2、根据权利要求1所述的变频空调控制器，其特征在于，所述室内机控制器包括安全隔离电源，室内机MCU，与所述室内机MCU连接的温度传感电路、风向/风扇电机驱动电路、遥控接收电路、显示电路、用于存放与制冷***相关的数据信息的室内机EEPROM，以及与所述室外机通讯电路连接的室内机通讯电路。
3、根据权利要求1所述的变频空调控制器，其特征在于，所述主板与所述驱动板之间的通过标准接口电路实现连接。
4、根据权利要求1所述的变频空调控制器，其特征在于，所述驱动板的逆变电路中可以采用多电源的IPM模块，也可以采用单电源的IPM模块或者是分立的IGBT器件。
5、根据权利要求1所述的变频空调控制器，其特征在于，所述开关电源电路向主板提供+5V、+12V两路电源和直流母线取样信号，并向所述室外机通讯电路提供独立的+15V电源。
6、根据权利要求1所述的变频空调控制器，其特征在于，所述室内机通讯电路与室外机通讯电路之间采用独立电源及光耦进行安全隔离并经通讯连线实现信号的传递。
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