一種用於空調系統壓力保護的裝置和空調系統的製作方法
2023-09-10 01:11:45
發明涉及空調製造技術領域，具體地涉及一種用於空調系統壓力保護的裝置和空調系統。
背景技術：
空調系統在運行過程中，大部分工況處於壓力比較高的狀態，如果在壓力異常時，未及時停止壓縮機運行進而導致壓力繼續上升，那麼最終可能會導致爆管等直接對設備和人產生傷害的事故，這是絕對不允許的。
在相關技術中，在空調控制系統設計時會通過高壓傳感器來採集系統壓力，然後通過軟體作出相應地保護控制。例如：通過高壓傳感器檢測空調系統壓力，當空調系統壓力高於某一閾值時，高壓傳感器會通過信號處理電路將壓力信號發送給mcu(microcontrolunit，微控制單元)，再由mcu判斷處理後，通過控制電路控制壓縮機停止運轉。
但是軟體並不是絕對可靠的，可能存在會跑飛等情況，另外單路埠檢測有可能出現晶片引腳連焊或傳感器到晶片之間的電路出現異常等情況，進而導致晶片判斷錯誤，不能及時正確保護。
技術實現要素：
為解決現有技術中存在的上述問題，本發明實施例的目的是提供一種用於空調系統壓力保護的裝置和空調系統。
為實現上述目的，本發明實施例提供一種用於空調系統壓力保護的裝置，所述裝置包括壓力檢測模塊和開關模塊，其中：所述壓力檢測模塊用於檢測所述空調系統的壓力，並根據所述壓力控制所述開關模塊的通斷；以及所述開關模塊位於所述空調系統壓縮機的控制單元的供電迴路中。
優選地，所述開關模塊位於電源埠與開關電源電路之間，該開關電源電路用於為所述壓縮機的控制單元供電。
優選地，所述裝置還包括保護模塊，用於檢測所述開關模塊的狀態，並在所述開關模塊處於斷開狀態的情況下，控制開關模塊所在迴路在預設時間段內保持斷開狀態。
優選地，所述保護模塊包括光耦合器、繼電器和控制單元，其中：所述光耦合器的輸入端與所述開關模塊串聯，用於檢測所述開關模塊所在迴路的狀態；所述繼電器的工作電路與所述開關模塊串聯，所述繼電器用於控制所開關模塊所在迴路的通斷；以及所述控制單元的第一接口與所述光耦合器的輸出端相連，所述控制單元的第二接口與所述繼電器的控制電路相連，所述控制單元用於接收所述光耦合器的輸出信號，並根據所述輸出信號，控制所述繼電器的工作電路在預設時間段內保持斷開狀態。
優選地，當所述壓縮機的控制單元的供電電源為交流電源時，所述保護模塊還包括第一二極體、第一電容、第一電阻以及第二電阻，其中：所述第一二極體串聯在所述交流電源與所述光耦合器輸入端之間，用於將所述交流電源提供的交流電整流為直流電；所述第一電容與所述光耦合器並聯，用於對整流後的所述直流電進行濾波；所述第一電阻串聯於所述第一二極體和所述光耦合器輸入端之間，所述第二電阻與所述光耦合器並聯，所述第一電阻和所述第二電阻共同起分壓作用。
優選地，當所述壓縮機的控制單元的供電電源為直流電源時，所述保護模塊還包括第一電阻和第二電阻，所述第一電阻串聯於所述直流電源和所述光耦合器輸入端之間，所述第二電阻與所述光耦合器並聯，所述第一電阻和所述第二電阻共同起分壓作用。
優選地，所述保護模塊還包括第二二極體，所述第二二極體與所述光耦合器並聯，用於對所述光耦合器進行過壓保護。
優選地，所述保護模塊還包括位於所述光耦合器輸出端側的第三電阻、第四電阻和第二電容，其中：位於所述光耦合器輸出端側的電源通過所述第三電阻與所述光耦合器的輸出端和所述控制單元的第一接口連接，以保證所述第一接口在所述光耦合器輸出端未導通的情況下處於高電平；所述第三電阻用於在所述光耦合器輸出端導通後起限流作用；所述第四電阻和所述第二電容組成濾波電路，用於保證所述第一接口的電平正確可靠。
優選地，所述保護模塊還包括所述繼電器的驅動電路，所述驅動電路串聯於所述繼電器和所述控制單元之間，用於驅動所述繼電器。
優選地，當所述開關模塊斷開時，所述控制單元控制所述繼電器的工作電路斷開，並開始計時；以及當計時達到預設時間時，所述控制單元控制所述繼電器的工作電路接通。
優選地，所述控制單元還用於記錄、顯示和查詢壓力保護的時間和/或次數。
本發明實施例還提供一種空調系統，所述空調系統包括上文所述的用於空調系統壓力保護的裝置。
通過上述技術方案，本發明提供一種用於空調系統壓力保護的裝置和空調系統。該裝置和空調系統能夠在空調系統出現壓力過高情況下，通過純硬體的辦法及時停止壓縮機運行，解決了現有技術中靠軟體進行採集判斷存在的可靠性低的問題，而且硬體保護的速度更快。此外，軟體的可靠性認證評估周期長，而採用上述方案無需再做軟體評估，縮短了開發周期。
本發明實施例的其它特徵和優點將在隨後的具體實施方式部分予以詳細說明。
附圖說明
附圖是用來提供對本發明實施例的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用於解釋本發明實施例，但並不構成對本發明實施例的限制。在附圖中：
圖1是本發明一種實施方式提供的空調系統主迴路的電路圖；
圖2是本發明一種實施方式提供的用於空調系統壓力保護的裝置的示意圖；
圖3是本發明一種實施方式提供的用於空調系統壓力保護的裝置的電路圖；
圖4是本發明一種優選實施方式提供的用於空調系統壓力保護的裝置的電路圖；以及
圖5是本發明另一種優選實施方式提供的用於空調系統壓力保護的裝置的電路圖。
附圖標記說明
ic6電機驅動晶片ic4電機控制晶片
ic5隔離電路motor壓縮機
m1開關電源電路201壓力檢測模塊
202開關模塊s1開關模塊
port1、port2開關電源輸入電源埠
ic1光耦合器ry繼電器
ic3控制單元d7第一二極體
c1第一電容r1第一電阻
r2第二電阻d8第二二極體
r3第三電阻r4第四電阻
c2第二電容ic2驅動電路
具體實施方式
以下結合附圖對本發明實施例的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本發明實施例，並不用於限制本發明實施例。
圖1是本發明一種實施方式提供的空調系統主迴路的電路圖。如圖1所示，在空調系統主迴路中包括一個專用的電機驅動晶片ic6，該電機驅動晶片ic6可以例如為ipm(intelligentpowermodule，智能功率模塊)或igbt(insulatedgatebipolartransistor，絕緣柵雙極型電晶體)模組或分立的igbt。如圖1所示，當電機驅動晶片ic6為ipm時，ipm內集成有hvic(highvoltageintegratedcircuit，高壓集成電路)、lvic(lowvoltageintegratedcircuit，低壓集成電路)以及igbt，電機控制晶片ic4通過隔離電路ic5給ipm發送控制信號，該控制信號可以例如是pwm(pulsewidthmodulation，脈衝寬度調製)信號，該控制信號用於控制ipm內部的igbt的通斷，進而控制空調系統壓縮機motor的運轉。另外，如果電機驅動晶片ic6是igbt模組或分立igbt，一般在它們之前會設置有hvic和lvic。此外，壓縮機、電機控制晶片ic4、電機驅動晶片ic6和隔離電路ic5的供電可以通過開關電源電路m1來實現。
圖2是本發明一種實施方式提供的用於空調系統壓力保護的裝置的示意圖。如圖2所示，本發明實施方式提供一種用於空調系統壓力保護的裝置，所述裝置包括壓力檢測模塊201和開關模塊202，其中：壓力檢測模塊201可以安裝在壓縮機的排氣管上，用於檢測空調系統的壓力，並根據所述壓力控制開關模塊202的通斷；開關模塊202位於壓縮機的控制單元的供電迴路(即空調系統主迴路，也可以作為壓縮機的供電迴路)中，並且在壓力檢測模塊201檢測到空調系統壓力超過第一預設閾值時斷開，小於第二預設閾值時閉合。其中，第一預設閾值和第二預設閾值的數值取決於該空調系統的壓力要求，以避免空調系統出現過壓情況，並且第二預設閾值小於等於第一預設閾值。
優選地，開關模塊可以位於電源埠與開關電源電路之間，其中，該電源為開關電源電路的輸入電源，該開關電源電路用於為所述壓縮機的控制單元供電。
可選地，可以通過壓力開關來實現上述壓力檢測模塊201和開關模塊202的功能。該壓力開關可以安裝在壓縮機的排氣管上以檢測空調系統的壓力，並且在空調系統壓力超過第一預設閾值時斷開，小於第二預設閾值時閉合。優選地，該壓力開關可以選用具備10萬次認證壽命的壓力開關。
圖3是本發明一種實施方式提供的用於空調系統壓力保護的裝置的電路圖。如圖3所示，開關模塊s1串聯於開關電源電路m1的輸入電源與開關電源電路m1之間，當壓力檢測模塊(未示出)檢測到空調系統壓力高於某一預設閾值時，開關模塊s1斷開，中斷開關電源電路m1的供電，進而中斷電機控制晶片ic4的供電，電機控制晶片ic4不再發送控制命令，igbt不會打開，壓縮機也就停機了。此外，ipm模塊中的hvic和lvic均停止供電，因此igbt也無法正常控制，從而實現保護。
通常，在壓縮機停機後，空調系統的壓力會很快恢復正常。對於某些壓力檢測模塊和開關模塊的組合，它們之間通過機械結構連接，因此當檢測到壓力恢復到某一閾值時，開關模塊就會閉合，開關電源電路m1的輸入恢復正常，進而電機控制晶片ic4及電機驅動晶片ic5供電都恢復正常，進入待機狀態。但空調系統自身並不知道發生了什麼故障，無法定位問題，在突然停機後進入待機狀態，對於開關電源電路m1和後級器件相當於瞬間掉電然後又很快恢復，相當於供電不穩定，這樣有可能影響空調系統自身的可靠性。
為了避免上述情況，需要在壓縮機停機保護後，進行一些處理。因此，所述用於空調系統壓力保護的裝置還可以包括保護模塊，該保護模塊用於檢測所述開關模塊s1的狀態，並在所述開關模塊s1處於斷開狀態的情況下，控制開關模塊s1所在迴路(即空調系統主迴路)在預設時間段內保持斷開狀態。
圖4是本發明一種優選實施方式提供的用於空調系統壓力保護的裝置的電路圖。如圖4所示，保護模塊可以包括光耦合器ic1、繼電器ry(該繼電器也可以替換為接觸器)和控制單元ic3。其中，光耦合器ic1用於實現信號隔離，它的輸入端與開關模塊s1串聯，用於檢測開關模塊s1所在迴路(即空調系統主迴路)的狀態，並在所述迴路斷開的情況下發出輸出信號。繼電器ry的工作電路與開關模塊s1串聯，用於控制空調系統主迴路通斷。控制單元ic3的兩個i/o(input/output，輸入/輸出)接口分別與光耦合器ic1的輸出端和繼電器ry的控制電路相連，控制單元ic3用於接收光耦合器ic1的輸出信號，並根據所述輸出信號，控制所述繼電器ry的工作電路在預設時間段內保持斷開狀態，進而保持空調系統主迴路處於斷開狀態。
在本發明一種可選實施方式中，當壓縮機的控制單元的供電電源為交流電源時，所述保護模塊還可以包括第一二極體d7、第一電容c1、第一電阻r1以及第二電阻r2。其中，第一二極體d7串聯在交流電源與光耦合器ic1輸入端之間，用於將所述交流電源提供的交流電整流為直流電；第一電容c1與光耦合器ic1並聯，用於對整流後的直流電進行平滑濾波；第一電阻r1串聯於第一二極體d7和光耦合器ic1輸入端之間，第二電阻r2與光耦合器ic1並聯，第一電阻r1和第二電阻r2共同起分壓作用，以保證光耦合器ic1可靠導通。本領域技術人員可以理解的是，當壓縮機的控制單元的供電電源為直流電源時，則可以沒有第一二極體d7和第一電容c1。
在本發明一種實施方式中，所述保護模塊還可以包括第二二極體d8，第二二極體d8與光耦合器ic1並聯，用於對光耦合器ic1進行過壓保護，防止加載到光耦合器ic1的初級二極體電壓過高，起保護所述初級二極體的作用。
在本發明一種實施方式中，所述保護模塊還可以包括位於光耦合器ic1輸出端側的第三電阻r3、第四電阻r4和第二電容c2。其中，位於光耦合器ic1輸出端側的電源通過第三電阻r3與光耦合器ic1的輸出端和控制單元ic3用於輸入的i/o接口連接，以保證控制單元ic3在光耦合器ic1輸出端未導通的情況下的輸入處於高電平。第三電阻r3為上拉電阻，用於在光耦合器ic1輸出端導通後起限流作用。第四電阻r4和第二電容c2組成濾波電路，用於保證輸入到控制單元ic3的電平正確可靠。
在本發明一種實施方式中，所述保護模塊還包括繼電器ry的驅動電路ic2，驅動電路ic2串聯於繼電器ry與控制單元ic3之間，用於驅動繼電器ry。
在本發明一種實施方式中，當開關模塊s1斷開時，控制單元ic3通過驅動電路ic2控制繼電器ry的工作電路斷開，並開始計時。當計時達到預設時間時，控制單元ic3控制繼電器ry的工作電路接通。其中，預設時間取決於開關電源電路中輸入電容(未示出)的電壓降為零或恢復到正常值的時間。優選地，所述控制單元ic3還可以用於記錄、顯示和查詢壓力保護的時間和/或次數。
在本發明一種優選實施方式中，控制單元ic1可以為mcu，mcu可以用於接收信號、計時、判斷、控制顯示、記錄以及控制繼電器ry觸點的通斷。具體地，光耦合器ic1的輸出端連接mcu，用來採集空調系統主迴路的狀態，一旦主迴路斷開，並且在mcu或其它晶片沒有主動斷開輸入電源的前提下，如果mcu對應埠的電壓由低電平轉為高電平，則判斷需要進行保護，這時mcu控制繼電器ry斷開，由於繼電器ry工作電路的觸點也串聯在這個迴路，即使壓力模塊s1已經閉合，整個主迴路也處於斷開狀態，不會恢復供電。並且當mcu採集到壓力保護信號後，開始計時，等到預設時間才會讓繼電器ry吸合，同時mcu也用於顯示、查詢和記錄壓力保護的時間和次數，提供給售後服務人員，以便定位出現高壓的原因並解決。
圖5是本發明另一種優選實施方式提供的用於空調系統壓力保護的裝置的電路圖。如圖5所示，本實施方式與圖4所示實施方式的區別在於，開關模塊s1串聯在開關電源電路m1的輸出和電機控制晶片之間。當空調系統出現高壓而需要進行壓力保護時，開關模塊s1直接切斷電機控制晶片的電源，從而停止壓縮機的運轉，實現壓力保護。可選地，開關模塊s1也可以串連於電機驅動模塊ic6中的hvic和lvic的供電迴路中，以控制hvic和lvic的供電迴路。
本發明實施方式還提供一種空調系統，所述空調系統包括上文所述的用於空調系統壓力保護的裝置。
通過上述技術方案，本發明提供一種用於空調系統壓力保護的裝置和空調系統。該裝置和空調系統能夠在空調系統出現壓力過高情況下，通過純硬體的辦法及時停止壓縮機運行，解決了現有方法(先採集壓力信號，再軟體判斷，再發送停止命令)存在一定概率(如：軟體跑飛，晶片引腳短路等)不能及時正確停止壓縮機運轉的問題。此外，關於壓力容器保護軟體的可靠性認證評估周期長，而採用上述方案無需再做軟體評估，縮短了開發周期。
以上結合附圖詳細描述了本發明例的可選實施方式，但是，本發明實施例並不限於上述實施方式中的具體細節，在本發明實施例的技術構思範圍內，可以對本發明實施例的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本發明實施例的保護範圍。
另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重複，本發明實施例對各種可能的組合方式不再另行說明。
本領域技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬體來完成，該程序存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一個(可以是單片機，晶片等)或處理器(processor)執行本申請各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：u盤、移動硬碟、只讀存儲器(rom，read-onlymemory)、隨機存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。
此外，本發明實施例的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明實施例的思想，其同樣應當視為本發明實施例所公開的內容。