空調室外機及一拖多空調的製作方法
2023-07-30 17:14:27 1
本發明涉及空調技術領域，尤其涉及一種空調室外機及一拖多空調。
背景技術：
隨著生活水平的提高，空調已經成為人們生活和工作環境中的必備電器。人們通常習慣於遙控器或者按鍵等便捷手段對空調進行開啟或關閉，而並沒有把空調的插頭或電源開關斷開，空調在待機狀態下也會消耗較多的電能。隨著空調待機功耗能效等級要求日趨嚴格，空調的低待機功耗成為空調領域的重要研究方向，其中，空調室內機待機功耗容易降低，空調室外機待機功耗的方案還需改進。
現有空調室外機低待機功耗技術主要是針對一拖一空調(即一個空調室外機拖一個空調室內機)，由於一拖一空調通常採用空調室內供電方式，空調待機時通過切斷空調室外機電源的方式來降低空調室外機待機功耗。但一拖多空調通常採用空調室外供電方式，空調待機時無法通過切斷空調室外機電源的方式來降低空調室外機待機功耗。因此，如何降低一拖多空調的空調室外機待機功耗是本發明所需解決的技術問題。
技術實現要素：
本發明提供一種空調室外機及一拖多空調，降低了空調室外機待機功耗。
第一方面，本發明實施例提供一種空調室外機，包括：第一主控微控制單元MCU、驅動MCU、降壓式變換BUCK電路以及電源開關電路；其中，第一主控MCU分別與驅動MCU、BUCK電路連接，BUCK電路分別與驅動MCU、電源開關電路連接，且驅動MCU與電源開關電路連接，電源開關電路分別與室外機供電電源以及壓縮機負載連接；
第一主控MCU用於：當接收到空調室內機的第二主控MCU發送的休眠指令後，向驅動MCU發送第一指示信號，並向BUCK電路發送第二指示信號；其中，第一指示信號用於指示驅動MCU控制電源開關電路處於斷開狀態，第二指示信號用於控制BUCK電路的輸出為零；
驅動MCU用於：根據第一指示信號向電源開關電路發送第三指示信號；其中，第三指示信號用於控制電源開關電路處於斷開狀態；
BUCK電路用於：根據第二指示信號將BUCK電路的輸出調整為零；
電源開關電路用於：根據第三指示信號將電源開關電路轉換為斷開狀態。
第二方面，本發明實施例提供一種一拖多空調，包括：至少兩個空調室內機以及如上述第一方面所述的空調室外機；其中，所述空調室外機與每個所述空調室內機通過總線通訊，每個所述空調室內機分別連接至室內機低待機功耗電源。
本發明提供的空調室外機包括：第一主控微控制單元MCU、驅動MCU、降壓式變換BUCK電路以及電源開關電路，其中，第一主控MCU分別與驅動MCU、BUCK電路連接，BUCK電路分別與驅動MCU、電源開關電路連接，且驅動MCU與電源開關電路連接，電源開關電路分別與室外機供電電源以及壓縮機負載連接；當空調室外機的第一主控微控制單元MCU接收到空調室內機發送的休眠指令後，第一主控MCU指示驅動MCU控制電源開關電路處於斷開狀態，並控制BUCK電路的輸出為零；可見，斷開了驅動電路部分的所有強弱電輸入，驅動電路部分待機功耗基本為零，從而降低了空調室外機待機功耗。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1A為本發明一拖多空調的結構示意圖；
圖1B為本發明空調室外機實施例一的結構示意圖；
圖1C為本發明空調室外機實施例二的結構示意圖；
圖1D為本發明電源開關電路的控制原理示意圖；
圖1E為本發明BUCK電路的控制原理示意圖；
圖2為本發明一拖多空調實施例的結構示意圖。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
通常情況下，空調的待機功耗包括：空調室內機待機功耗、空調室外機待機功耗和空調室內外機通訊功耗；其中，空調室內機待機功耗容易降低(目前有比較成熟的空調室內機低待機功耗方案)，空調室外機待機功耗大於空調室內外機通訊功耗，因此，主要需要研究如何降低空調室外機待機功耗；其中，空調室外機待機功耗包括：驅動電路部分待機功耗以及主控電路部分待機功耗。
本申請實施例提供的空調室外機及一拖多空調中，通過空調室外機中增設降壓式變換BUCK電路以及電源開關電路，當空調室外機的第一主控微控制單元MCU接收到空調室內機發送的休眠指令後，第一主控MCU指示驅動MCU控制電源開關電路處於斷開狀態，並控制BUCK電路的輸出為零；可見，斷開了驅動電路部分的所有強弱電輸入，驅動電路部分待機功耗基本為零，從而降低了空調室外機待機功耗。
下面結合附圖通過具體實施例對本發明實施例提供的空調室外機及一拖多空調進行詳細說明。
圖1A為本發明一拖多空調的結構示意圖，圖1B為本發明空調室外機實施例一的結構示意圖。如圖1A所示，一拖多空調包括：一個空調室外機以及至少兩個空調室內機(如N個空調室內機，N為大於等於2的正整數)，每個空調室內機包括：主控MCU(本申請中用第二主控MCU表示)；每個空調室內機可以與空調室外機進行通訊，可選地，空調室外機與每個空調室內機通過總線通訊，例如485總線、通用異步收發傳輸器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，簡稱UART)總線或者家庭總線(HOMEBUS)等。如圖1B所示，本申請提供的空調室外機包括：第一主控微控制單元MCU 101、驅動MCU 102、降壓式變換BUCK電路103以及電源開關電路104；其中，第一主控MCU 101分別與驅動MCU 102、BUCK電路103連接，BUCK電路103分別與驅動MCU 102、電源開關電路104連接，且驅動MCU 102與電源開關電路104連接，電源開關電路104分別與室外機供電電源105以及壓縮機負載106連接。
其中，第一主控MCU 101用於：當接收到空調室內機的第二主控MCU發送的休眠指令後，向驅動MCU 102發送第一指示信號，並向BUCK電路103發送第二指示信號；其中，第一指示信號用於指示驅動MCU 102控制電源開關電路104處於斷開狀態，第二指示信號用於控制BUCK電路103的輸出為零；
驅動MCU 102用於：根據第一指示信號向電源開關電路104發送第三指示信號；其中，第三指示信號用於控制電源開關電路104處於斷開狀態；
BUCK電路103用於：根據第二指示信號將BUCK電路103的輸出調整為零；
電源開關電路104用於：根據第三指示信號將電源開關電路104轉換為斷開狀態。
如圖1A和圖1B所示，本實施例中，(A)、當一拖多空調的所有空調室內機都處於待機狀態且連續第一預設時長(如5分鐘)都未收到用戶輸入的按鍵操作或者用戶通過遙控器輸入的遙控信號等，一拖多空調的任一空調室內機的第二主控MCU會向空調室外機的第一主控MCU 101發送休眠指令，以通知空調室外機準備進入低待機功耗模式；(B)、當空調室外機的第一主控MCU收到空調室內機的第二主控MCU發送的休眠指令後，向驅動MCU 102發送第一指示信號(用於指示驅動MCU 102控制電源開關電路104處於斷開狀態)，並向BUCK電路103發送第二指示信號(用於控制BUCK電路103的輸出為零)；(C)、驅動MCU 102根據第一主控MCU 101發送的第一指示信號向電源開關電路104發送第三指示信號(用於控制電源開關電路104處於斷開狀態)；BUCK電路103根據第一主控MCU 101發送的第二指示信號將BUCK電路103的輸出調整為零，即斷開了驅動電路部分的弱電輸入；(D)、電源開關電路104根據驅動MCU 102發送的第三指示信號將電源開關電路104轉換為斷開狀態，以使室外機供電電源105與壓縮機負載106之間處於斷開狀態，即斷開了驅動電路部分的強電輸入；可見，本實施例提供的空調室外機通過斷開驅動電路部分的所有強弱電輸入，以使驅動電路部分待機功耗基本為零，從而降低了空調室外機待機功耗。
進一步地，為了降低主控電路部分待機功耗，第一主控MCU 101還用於：向與第一主控MCU 101連接的外部設備(例如電子膨脹閥、四通閥、電加熱帶等)發送關閉指令，以使外部設備切換為關閉狀態，大大降低了主控電路部分待機功耗，進一步降低了空調室外機待機功耗。可選地，第一主控MCU101採用具有休眠模式的功能晶片，在向與第一主控MCU 101連接的外部設備發送關閉指令後，第一主控MCU 101進入到低待機功耗模式(即休眠模式)。
圖1C為本發明空調室外機實施例二的結構示意圖。如圖1C所示，在上述實施例一的基礎上，可選地，空調室外機還包括室外機低待機功耗電源107，室外機低待機功耗電源107分別與第一主控MCU 101、BUCK電路103連接；可選地，室外機低待機功耗電源107的第一輸出端連接至第一主控MCU 101的電源端為第一主控MCU 101進行供電，室外機低待機功耗電源107的第二輸出端連接至BUCK電路103的電源端；可選地，室外機低待機功耗電源107的第一輸出端可輸出第一預設電壓(如12V)，其中一個支路可以供給電子膨脹閥、繼電器等部件(如1C中未示出)，另外一個支路可通過電壓轉換電路(如1C中未示出)轉換為第二預設電壓(如5V)，並輸入至第一主控MCU 101為第一主控MCU 101進行供電；可選地，電壓轉換電路可以為DC/DC BUCK電路，當然還可以為其它電路形式，本申請實施例中對此並不作限制。可選地，室外機低待機功耗電源107在空調室外機處於待機狀態時只保留晶片(如第一主控MCU)的供電電源，採用可控矽或光耦等器件將其它部件(如傳感器、電子膨脹閥、繼電器等)的供電電源斷開，從而進一步降低了空調室外機待機功耗。
如圖1C所示，可選地，空調室外機還包括：第一線性穩壓器LDO 108以及第二LDO 109；其中，BUCK電路103通過第一LDO 108與驅動MCU 102連接，BUCK電路103通過第二LDO 109與電源開關電路104連接。本實施例中，BUCK電路103的輸出可以為第三預設電壓(如15V)，經過第一LDO108轉換為第四預設電壓(如5V)，並輸入至驅動MCU 102為驅動MCU 102進行供電；BUCK電路103輸出的第三預設電壓經過第二LDO 109轉換為第五預設電壓(如12V)，並輸入至電壓開關電路104為電壓開關電路104進行供電。
如圖1C所示，可選地，空調室外機還包括：直流風機負載110，其中，BUCK電路103與直流風機負載110連接。
可選地，空調室外機還包括：整流電路111、濾波電路112、PFC電路113及IPM電路114；其中，電源開關電路104連接至整流電路111的輸入端，整流電路111的輸出端連接至濾波電路112的輸入端，濾波電路112的輸出端連接至PFC電路113的輸入端，PFC電路113的輸出端連接至IPM電路114的輸入端，IPM電路114的輸出端連接至壓縮機負載106；整流電路111用於將室外機供電電源提供的工頻交流電轉化為脈動的直流電；濾波電路112用於將脈動的直流電進行濾波得到平滑的直流電；PFC電路113用於對平滑的直流電進行升壓及校正功率因數得到校正後的直流電，以及IPM電路114用於對校正後的直流電進行逆變得到壓縮機負載所需的可變交流電。可選地，具體的整流電路111、濾波電路112、PFC電路113及IPM電路114的實現形式可分別參見現有整流電路、濾波電路、PFC電路及IPM電路的實現形式，此處不再贅述。
可選地，當一拖多空調的任一空調室內機收到用戶輸入的按鍵操作或用戶通過遙控器輸入的遙控信號等時，空調室內機的第二MCU會即時喚醒空調室外機退出待待機功耗模式，以轉換為正常工作模式。
在上述實施例基礎上，可選地，第一主控MCU 101還用於：當接收到空調室內機的第二主控MCU發送的退出休眠指令後，向BUCK電路103發送第四指示信號，並向驅動MCU 102發送第五指示信號；其中，第四指示信號用於控制BUCK電路103的輸出為非零的預設電壓，第五指示信號用於指示驅動MCU 102控制電源開關電路處於閉合狀態；
BUCK電路103還用於：根據第四指示信號將BUCK電路103的輸出調整為預設電壓；
驅動MCU 102還用於：根據第五指示信號向電源開關電路104發送第六指示信號；其中，第六指示信號用於控制電源開關電路104處於閉合狀態；
電源開關電路104還用於：根據第六指示信號將電源開關電路104轉換為閉合狀態。
本實施例中，(A)、當一拖多空調的任一空調室內機收到用戶輸入的按鍵操作或用戶通過遙控器輸入的遙控信號等時，空調室內機的第二MCU會向空調室外機的第一主控MCU 101發送退出休眠指令，以通知空調室外機準備退出待待機功耗模式；(B)、當空調室外機的第一主控MCU 101接收到空調室內機的第二主控MCU發送的退出休眠指令後，可選地，第一主控MCU 101退出休眠模式，向BUCK電路103發送第四指示信號(用於控制BUCK電路103的輸出為非零的預設電壓)，並向驅動MCU 102發送第五指示信號(用於指示驅動MCU 102控制電源開關電路處於閉合狀態)；(C)、BUCK電路103根據第一主控MCU 101發送的第四指示信號將BUCK電路103的輸出調整為預設電壓(如第三預設電壓)，即連接了驅動電路部分的弱電輸入；驅動MCU 102根據第一主控MCU 101發送的第五指示信號向電源開關電路104發送第六指示信號(用於控制電源開關電路104處於閉合狀態)；(D)、電源開關電路104根據驅動MCU 102發送的第六指示信號將電源開關電路104轉換為閉合狀態，以使室外機供電電源105與壓縮機負載106之間處於連接狀態，即連接了驅動電路部分的強電輸入；可見，驅動電路部分開啟正常工作模式。
進一步地，第一主控MCU 101還用於：向與第一主控MCU 101連接的外部設備(例如電子膨脹閥、四通閥、電加熱帶等)發送開啟指令，以使外部設備切換為開啟狀態；可見，主控電路部分開啟正常工作模式。
圖1D為本發明電源開關電路的控制原理示意圖。如圖1D所示，電源開關電路包括：反相驅動器IC1、二極體D1、二極體D2、繼電器RY1、繼電器RY2、熱敏電阻PTC1、熱敏電阻PTC2及濾波電容C1；其中，反相驅動器IC1的管腳1用於控制繼電器RY1，反相驅動器IC1的管腳2用於控制繼電器RY2，反相驅動器IC1的管腳16連接至熱敏電阻PTC2，反相驅動器IC1的管腳16用於將驅動MCU輸出到管腳1的高電平信號轉化為低電平信號，反相驅動器IC1的管腳15用於將驅動MCU輸出到管腳2的高電平信號轉化為低電平信號；二極體D1用於保護繼電器RY1，二極體D2用於保護繼電器RY2；熱敏電阻PTC1用於充電時防衝擊電流用。
A)電源開關電路切換為閉合狀態的過程：當室外機供電電源上電後，驅動MCU通過一管腳輸出一高電平信號至反相驅動器IC1的管腳2，使繼電器RY2閉合，以便濾波電路中的電解電容進行充電；當電解電容充滿電時，驅動MCU輸出一低電平信號至反相驅動器IC1的管腳2，使繼電器RY2斷開，然後驅動MCU通過另一管腳輸出一高電平信號至反相驅動器IC1的管腳1，使繼電器RY1閉合，因此，驅動電路部分一直有強電輸入。
B)電源開關電路切換為斷開狀態的過程：驅動MCU輸出一低電平至反相驅動器IC1的管腳1，使繼電器RY1斷開，因此，斷開了驅動電路部分的強電輸入。
可選地，電壓開關電路還可通過圖1D所示電路的變形電路或其它電路形式實現，本申請實施例中對此並不作限制。
圖1E為本發明BUCK電路的控制原理示意圖。如圖1E所示，BUCK電路包括：電源晶片IC2、光耦PC1、電阻R1～電阻R8、電容C1～電容C7、電容E1～電容E2、二極體D1以及電感L1；其中，電阻R1用於限流，電容E2和電容C4為濾波電容，電容E1和電容C1為輸出濾波電容，電阻R2和電阻R3用於設置輸入欠壓保護值，電容C5用於設置輸出上升時間，電阻R5～電阻R7用於設置輸出電壓值，電阻R8和電容C3用於改善EMI性能，電容C2為自舉電容，電容C6、電阻R4以及電容C7用於頻率補償，二極體D1用於續流，電感L1用於儲能及降壓；電源晶片IC1包括使能控制端EN管腳、Vin管腳(輸入電壓)、Boot管腳(自舉)、SS管腳(慢啟動)、PH管腳(內部功率mos源極)、Gnd管腳(接地)、Comp管腳(比較器輸入)、Vsense管腳(參考電壓)；A)當該管腳電壓低於預設閾值(例如1.25V)時，電源晶片IC1的輸出調整為零；B)當該管腳電壓高於該預設閾值時，電源晶片ICI的輸出為預設電壓(如15V)。
A)BUCK電路的輸出調整為零的過程：第一主控MCU輸出一高電平信號通過電阻R1傳輸至光耦PC1的A端，通過光耦PC1使電源晶片IC1的EN管腳電壓低於預設閾值，則電源晶片IC1的輸出調整為零。
B)BUCK電路的輸出調整為預設電壓的過程：第一主控MCU輸出一低電平信號通過電阻R1傳輸至光耦PC1的A端，通過光耦PC1使電源晶片IC1的EN管腳電壓高於該預設閾值，則電源晶片IC1的輸出調整為預設電壓。
可選地，BUCK電路還可通過圖1E所示電路的變形電路或其它電路形式實現，本申請實施例中對此並不作限制。
綜上所述，本申請實施例提供的空調室外機，通過在空調室外機中增設降壓式變換BUCK電路以及電源開關電路，當空調室外機的第一主控微控制單元MCU接收到空調室內機發送的休眠指令後，第一主控MCU指示驅動MCU控制電源開關電路處於斷開狀態，並控制BUCK電路的輸出為零；可見，斷開了驅動電路部分的所有強弱電輸入，驅動電路部分待機功耗基本為零；進一步地，第一主控MCU關閉了無用的外部設備，降低了主控電路部分待機功耗，從而進一步降低了空調室外機待機功耗。
本發明實施例提供一種一拖多空調，包括：至少兩個空調室內機以及空調室外機；其中，空調室外機與每個空調室內機通過總線通訊，每個空調室內機分別連接至室內機低待機功耗電源；空調室外機的結構可以採用本發明上述任一空調室外機實施例所述的結構，此處不再贅述。
圖2為本發明一拖多空調實施例的結構示意圖。如圖2所示，一拖多空調包括：一個空調室外機以及至少兩個空調室內機(為了便於描述，圖2中以兩個空調室內機為例示出)，每個空調室內機包括：第二主控MCU 115；每個空調室內機分別連接至室內機低待機功耗電源116，空調室外機與每個空調室內機通過總線通訊，例如485總線、UART總線或者HOMEBUS等；空調室外機的結構可以詳見本發明上述任一空調室外機實施例所述的結構，此處不再贅述。可選地，第二主控MCU 115採用具有休眠模式的功能晶片。
本實施例提供的一拖多空調採用空調室內機主發的控制方式，(A)、當一拖多空調的所有空調室內機都處於待機狀態且連續第一預設時長(如5分鐘)都未收到用戶輸入的按鍵操作或者用戶通過遙控器輸入的遙控信號等，一拖多空調的任一空調室內機的第二主控MCU 115會向空調室外機的第一主控MCU 101發送休眠指令，以通知空調室外機準備進入低待機功耗模式，同時空調室內機自身也會關閉無用的外部設備(例如電子膨脹閥、繼電器、顯示等負載)並進入低待機功耗模式(即休眠模式，只保留接收按鍵或者遙控信號的喚醒功能)，從而降低了空調室外機待機功耗；(B)當空調室外機的第一主控MCU 101收到空調室內機的第二主控MCU 115發送的休眠指令後，第一主控MCU 101指示驅動MCU 102控制電源開關電路104處於斷開狀態(即室外機供電電源105與壓縮機負載106之間處於斷開狀態，斷開了驅動電路部分的強電輸入)，並控制BUCK電路103的輸出為零(即斷開了驅動電路部分的弱電輸入)；可選地，通過壓縮機負載將濾波電路的電解電容中所存儲的能量釋放掉；可選地，第一主控MCU 101還可關閉無用的外部設備(例如電子膨脹閥、四通閥、電加熱帶等)，並進入低待機功耗模式(即休眠模式)；(C)、當一拖多空調的任一空調室內機收到用戶輸入的按鍵操作或用戶通過遙控器輸入的遙控信號等時，空調室內機的第二MCU 115即時退出低待機功耗模式切換為正常工作模式，並向空調室外機的第一主控MCU 101發送退出休眠指令，以通知空調室外機準備退出待待機功耗模式。
綜上所述，本申請實施例提供的一拖多空調，通過空調室外機中增設降壓式變換BUCK電路以及電源開關電路，當空調室外機的第一主控微控制單元MCU接收到空調室內機發送的休眠指令後，第一主控MCU指示驅動MCU控制電源開關電路處於斷開狀態，並控制BUCK電路的輸出為零；可見，斷開了驅動電路部分的所有強弱電輸入，驅動電路部分待機功耗基本為零；進一步地，第一主控MCU關閉了無用的外部設備，從而降低了主控電路部分待機功耗，從而降低了空調室外機待機功耗；進一步地，空調室內外機之間通過總線通訊，相比於現有通訊方式(如電流環通訊等)大大降低了空調室內外機通訊功耗；進一步地，空調室內機通過採用低待機功耗電源以及具有休眠模式的功能晶片，降低了空調室內機待機功耗；因此，本申請實施例提供的一拖多空調的外機待機功耗非常低。
本發明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語「第一」、「第二」等是用於區別類似的對象，而不必用於描述特定的順序或先後次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這裡描述的本發明的實施例能夠以除了在這裡圖示或描述的那些以外的順序或方式實施。
最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。