空調器的電能檢測裝置製造方法
2023-05-31 07:27:46 1
空調器的電能檢測裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種空調器的電能檢測裝置，其包括：對輸入交流電進行採樣以獲取電壓瞬時值的電壓採樣模塊；對輸入交流電進行採樣以獲取電流瞬時值的電流採樣模塊，電流採樣模塊包括霍爾電流傳感器，霍爾電流傳感器串聯在輸入交流電的火線上；控制器模塊，控制器模塊與電壓採樣模塊和電流採樣模塊相連，控制器模塊根據電壓瞬時值和電流瞬時值計算空調器在預設時間段內的電能信息；將輸入交流電轉換為預設電壓值的輸出直流電以為電壓採樣模塊、霍爾電流傳感器和控制器模塊供電的電源模塊。該電能檢測裝置通過增加電壓採樣模塊和電流採樣模塊，就能實現空調器的電能檢測，大大降低了成本，並且電流採樣模塊採用霍爾電流傳感器，提高了檢測精度。
【專利說明】空調器的電能檢測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及空調【技術領域】，特別涉及一種空調器的電能檢測裝置。
【背景技術】
[0002]隨著能源價格的不斷提高，空調的能耗越來越受到人們的關注，各空調廠家都在加強空調用電管理方面的研究。目前，市場上已有個別的空調產品帶電能測量功能，主要是通過增加電錶功能模塊的方式來實現的。
[0003]現有技術中，有一種空調電能控制裝置1000，如圖1所示，其在空調上安裝使用帶表計量IC的模塊即外置式電能模塊，採樣整機的電流、電壓等信息，輸出整機的實時功率等信息，並將信息發送給空調主控MCU，空調主控MCU通過接收、分析、響應這些信息，調整空調的運行參數，達到節能的目的。
[0004]但是，該技術存在以下缺點:
[0005]1、採用外置式電能模塊需要專門的電錶計量晶片和電源電路，成本較高；
[0006]2、外置式電能模塊上一般有獨立的RC阻容降壓電源電路，該RC阻容降壓電源電路的可靠性低；
[0007]3、外置式電能模塊體積較大，設計時要保證足夠的電氣間隙，結構安裝設計複雜，不利於裝到空調器內，尤其是體積較小的分體機內；
[0008]4、如在目前空調室內主控MCU上增加直接採集計算交流電信息，由於空調室內主控MCU —般都是採用隔離的開關電源，難以採集整機的電壓和電流信號，而且室內主控MCU採用8位MCU控制，晶片的運算能力不夠，無法有效地檢測整機電量信息。
[0009]此外，目前電流檢測的方法是:在採樣電路中採用電流互感器，電流互感器的作用把數值較大的一次電流通過一定的變比轉換為數值較小的二次電流，二次電流接入電阻負載，把電流信號轉換為電壓信號。單片機AD採樣引腳實時對該電壓進行AD採樣。由於電流互感器要承受空調最大運行時可達20A以上的電流，空調正常運行的電流也為A級。在通過一次電流較大的情況下，輸出的二次電流電流較大，單片機AD採樣引腳上的電壓精度較高；但在通過一次電流較小的情況下(例如空調處於送風模式運行等)，輸出的二次電流較小，單片機AD採樣引腳上的電壓變化較小，如果單片機在空調小電流運行時，通過此方式採樣電流進行電量運算，結果往往誤差較大。並且，變頻空調器運行頻率往往不處於50Hz，對於在非50Hz下運行電流互感器工作區會發生變化，大大增加軟體上的校正補償等處理，處理的複雜度大大增加，還降低了精度。
實用新型內容
[0010]本實用新型的目的旨在至少解決上述的技術缺陷之一。
[0011]為此，本實用新型的一個目的在於提出一種空調器的電能檢測裝置，只需在原空調電路上增加電壓採樣模塊和電流採樣模塊，就可以實現空調器的電能檢測，大大降低了成本，並且電流採樣模塊採用霍爾電流傳感器，提高了檢測精度。[0012]為達到上述目的，本實用新型提出的一種空調器的電能檢測裝置，包括:對空調器的輸入交流電進行採樣以獲取所述輸入交流電的電壓瞬時值的電壓採樣模塊；對所述空調器的輸入交流電進行採樣以獲取所述輸入交流電的電流瞬時值的電流採樣模塊，所述電流採樣模塊包括霍爾電流傳感器，所述霍爾電流傳感器串聯在所述輸入交流電的火線上；控制器模塊，所述控制器模塊與所述電壓採樣模塊和電流採樣模塊相連，所述控制器模塊根據所述輸入交流電的電壓瞬時值和所述輸入交流電的電流瞬時值計算所述空調器在預設時間段內的電能信息；以及將所述輸入交流電轉換為預設電壓值的輸出直流電的電源模塊，所述電源模塊與所述電壓採樣模塊、所述霍爾電流傳感器和所述控制器模塊相連，所述電源模塊通過所述輸出直流電為所述電壓採樣模塊、所述霍爾電流傳感器和所述控制器模塊供電。
[0013]根據本實用新型提出的空調器的電能檢測裝置，只需在原有空調電路上增加電壓採樣模塊和電流採樣模塊，不需要額外的電源和控制晶片，利用控制器模塊較強的性能和硬體特性就可以實現對空調器的電能檢測，通過檢測的電能信息實現對空調器的節能控制，因此減小了電控板的面積，大大降低了系統的成本，並且還提高了系統的可靠性。尤其是電流採樣模塊採用了霍爾電流傳感器，大大提高了電流檢測的精度，進而提高了空調器電能的檢測精度。
[0014]其中，所述電流採樣模塊還包括:第一電容，所述第一電容的一端與所述霍爾電流傳感器的電源管腳和所述電源模塊的直流電正極分別相連，所述第一電容的另一端接地；第二電容，所述第二電容的一端與所述霍爾電流傳感器的過濾管腳相連，所述第二電容的另一端和所述霍爾電流傳感器的地管腳共同接地；所述霍爾電流傳感器的電流採樣輸入管腳與所述輸入交流電的火線輸入端相連，所述霍爾電流傳感器的電流採樣輸出管腳與所述輸入交流電的火線輸 出端相連，所述霍爾電流傳感器的模擬輸出管腳與控制器模塊的電流檢測端相連。
[0015]進一步地，所述電壓採樣模塊包括:整流橋，所述整流橋的輸入端與所述空調器的輸入交流電相連；第一電阻，所述第一電阻的一端與所述整流橋的正輸出端相連；第二電阻，所述第二電阻的一端與所述第一電阻的另一端相連，所述第二電阻的另一端與所述整流橋的負輸出端和地分別相連；雙向二極體，所述雙向二極體的第一端和第二端相連後與所述第二電阻的另一端相連，所述雙向二極體的第三端接地，所述雙向二極體的第四端與所述電源模塊的直流電正極相連；構成阻容濾波單元的第三電阻和第三電容，所述第三電阻的一端與所述第二電阻的另一端相連，所述第三電阻的另一端與所述第三電容的一端相連，所述第三電容的另一端接地，所述第三電阻和第三電容之間的節點與所述控制器模塊的電壓檢測端相連。
[0016]優選地，所述電源模塊為非隔離型開關電源。
[0017]優選地,所述電能信息包括電壓有效值、電流有效值、有功功率、視在功率和功率因數。
[0018]其中，所述控制器模塊根據以下公式計算所述預設時間段內的所述電壓有效值:
[0019]V = J-Zly 'k)l:
V η K..1)
[0020]其中，V為所述電壓有效值，η為在所述預設時間段內採樣的個數，η為大於等於I的整數，V (k)為所述電壓瞬時值。
[0021]所述控制器模塊根據以下公式計算所述預設時間段內的所述電流有效值:
[0022]
【權利要求】
1.一種空調器的電能檢測裝置，其特徵在於，包括: 對空調器的輸入交流電進行採樣以獲取所述輸入交流電的電壓瞬時值的電壓採樣模塊； 對所述空調器的輸入交流電進行採樣以獲取所述輸入交流電的電流瞬時值的電流採樣模塊，所述電流採樣模塊包括霍爾電流傳感器，所述霍爾電流傳感器串聯在所述輸入交流電的火線上； 根據所述輸入交流電的電壓瞬時值和所述輸入交流電的電流瞬時值計算所述空調器在預設時間段內的電能信息的控制器模塊，所述控制器模塊與所述電壓採樣模塊和電流採樣模塊相連；以及 將所述輸入交流電轉換為預設電壓值的輸出直流電的電源模塊，所述電源模塊與所述電壓採樣模塊、所述霍爾電流傳感器和所述控制器模塊相連，所述電源模塊通過所述輸出直流電為所述電壓採樣模塊、所述霍爾電流傳感器和所述控制器模塊供電。
2.如權利要求1所述的空調器的電能檢測裝置，其特徵在於，所述電流採樣模塊還包括: 第一電容，所述第一電容的一端與所述霍爾電流傳感器的電源管腳和所述電源模塊的直流電正極分別相連，所述第一電容的另一端接地； 第二電容，所述第二電容的一端與所述霍爾電流傳感器的過濾管腳相連，所述第二電容的另一端和所述霍爾電流傳感器的地管腳共同接地； 所述霍爾電流傳感器的電流採樣輸入管腳與所述輸入交流電的火線輸入端相連，所述霍爾電流傳感器的電流採樣輸出管腳與所述輸入交流電的火線輸出端相連，所述霍爾電流傳感器的模擬輸出管腳與控制器模塊的電流檢測端相連。
3.如權利要求1所述的空調器的電能檢測裝置，其特徵在於，所述電壓採樣模塊包括: 整流橋，所述整流橋的輸入端與所述空調器的輸入交流電相連； 第一電阻，所述第一電阻的一端與所述整流橋的正輸出端相連； 第二電阻，所述第二電阻的一端與所述第一電阻的另一端相連，所述第二電阻的另一端與所述整流橋的負輸出端和地分別相連； 雙向二極體，所述雙向二極體的第一端和第二端相連後與所述第二電阻的另一端相連，所述雙向二極體的第三端接地，所述雙向二極體的第四端與所述電源模塊的直流電正極相連； 構成阻容濾波單元的第三電阻和第三電容，所述第三電阻的一端與所述第二電阻的另一端相連，所述第三電阻的另一端與所述第三電容的一端相連，所述第三電容的另一端接地，所述第三電阻和第三電容之間的節點與所述控制器模塊的電壓檢測端相連。
4.如權利要求1所述的空調器的電能檢測裝置，其特徵在於，所述電源模塊為非隔離型開關電源。
【文檔編號】G01R22/00GK203502488SQ201320347836
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年6月17日 優先權日:2013年6月17日
【發明者】翁錦聯, 付新, 鄭緒成, 陳建昌 申請人:廣東美的製冷設備有限公司