空調室外機電流採樣電路及採樣方法
2023-07-01 10:42:31 1
專利名稱：空調室外機電流採樣電路及採樣方法
技術領域：
本發明涉及一種空調室外機電流採樣電路及採樣方法。
背景技術：
目前空調室外機內設有直流風機採樣電路和壓縮機採樣電路，該電路分別是用於 驅動直流風機和壓縮機系統最基本的部分，採樣電路一般有單電阻採樣或者三電阻採樣。目前採樣電路中的控制晶片的模/數轉換精度是固定的，如某控制晶片模/數為 10位，其模擬輸入為0 3. 3伏，則採集的最小電壓為3. 3/210 = 0. 0032伏，因此只能降低 0 3. 3伏所對應的電流值來提高電流信號的採樣精度，即通過降低採樣信號的最大值，也 就是增大信號的放大係數來進一步提高信號的採樣精度。由以上推導可知，採樣電路中採樣信號最大值越大，其精度越低，採樣信號最大值 越小，其精度越高。但空調室外機運行過程中，其在低負載或者低轉速的情況下，電流比較 小，此時電阻採樣的精度低，但另一方面，若降低採樣電路的最大值，則無法保證採樣電路 在大負荷及高轉速下可靠的工作。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的缺陷，提供一種空調室外機電流採樣電路及採 樣方法，本發明可以根據空調室外機的運行工況進行切換，使空調室外機在低轉速及低負 荷的情況下仍具有較高的採樣精度。其技術方案如下一種空調室外機電流採樣電路，包括電源輸入端、逆變器、採樣電阻、信號調理器 及控制晶片，逆變器設於電源輸入端的正極與負極之間，採樣電阻設於逆變器與電源負極 之間，信號調理器同時與採樣電阻、控制晶片電氣連接，控制晶片與逆變器連接，控制晶片 上設有反饋信號輸入端；所述信號調理器至少包括第一調理電路及第二調理電路，且第一 調理電路與第二調理電路的電流信號放大系統不同。前述空調室外機所採用的電流採樣方法包括如下步驟A、電流經採樣電阻輸出信 號給調理電路；B、控制晶片根據負載或轉速大小，選用第一調理電路或第二調理電路其中 之一的調理信號；C、控制晶片對調理信號進行處理，向逆變器輸出控制信號，由逆變器控制 風機或壓縮機。本發明所述採樣電路包括第一調理電路及第二調理電路，在轉速較低或負荷較小 的情況下，選用精度較高的調理電路，在轉速較高或負荷較大的情況下，選用精度較低的調 理電路，兩個調理電路是通過控制晶片進行切換，本發明可以保證大負荷及高轉速工況下 的可靠性，又可保證小負荷或低轉速工況下的採樣精度。前述技術方案進一步細化的技術方案可以是 所述第一調理電路包括第一放大器Ql、第一電阻Rl、第二電阻R2、第三電阻R3、第 四電阻R4，第二電阻R2的前端與採樣電阻的接地端連接，第一電阻Rl的前端與採樣電阻的另一端連接，採樣電阻兩端第一電阻Rl和第二電阻R2的後端分別與第一放大器Ql的正極 輸入端、負極輸入端連接，第三電阻R3的兩端分別與第一放大器Ql的正極輸入端、輸出端 連接，第四電阻R4的兩端分別與第一放大器Ql輸出端、電源負極連接；所述第二調理電路 包括第二放大器Q2、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8，第六電阻R6的前 端與採樣電阻的接地端連接，第五電阻R5的前端與採樣電阻的另一端連接；第五電阻R5和 第六電阻R6的後端分別與第二放大器Q2的正極輸入端、負極輸入端連接，第七電阻R7的 兩端分別與第二放大器Q2的正極輸入端、輸出端連接，第八電阻R8的兩端分別與第二放大 器Q2輸出端、電源負極連接。所述第一調理電路還包括第九電阻R9、第一電容Cl，第九電阻的前端與所述第一 放大器Ql的輸出端連接，第九電阻的後端為所述第一調理電路的輸出端，第一電容Cl的兩 端分別與所述第一調理電路的輸出端、電源負極連接；所述第二調理電路還包括第十電阻 R10、第二電容C2，第十電阻的前端與所述第二放大器Q2的輸出端連接，第十電阻的後端為 所述第二調理電路的輸出端，第二電容C2的兩端分別與所述第二調理電路的輸出端、電源 負極連接。所述控制晶片上設有模/數轉換接口，所述第一調理電路的輸出端、第二調理電 路的輸出端分別與所述控制晶片的模/數轉換接口連接。在前述B步驟中，第一調理電路 及第二調理電路同時將調理信號輸入所述控制晶片，由所述控制晶片根據負載或轉速大小 選用相應的調理信號進行處理。所述控制晶片上設有模/數轉換接口，該採樣電路還包括有切換開關S，所述控制 晶片與該切換開關S連接，所述第一調理電路的輸出端、第二調理電路的輸出端通過該切 換開關S與所述控制晶片的模/數轉換接口連接。在前述B步驟中，控制晶片根據負載或 轉速大小向切換開關S發出切換信號，由切換開關S對第一調理電路及第二調理電路進行 切換，相應的調理電路將調理信號輸入控制晶片進行處理。本發明可適用於空調室外機直流風機或壓縮機單電阻電流採樣，其電路結構是 在所述採樣電阻為單相採樣電阻Rx，所述信號調理器為一個，與採樣電阻Rx的兩端相對 應。本發明也可適用於壓縮機三電阻電流採樣，其電路結構是在所述採樣電阻為三個採樣 電阻Ru、Rv, Rw,所述信號調理器為三個，分別與三個採樣電阻兩端相對應連接。綜上所述，本發明的優點是本發明所述採樣電路包括至少兩個調理電路，即可以 保證大負荷及高轉速工況下的可靠性，又可保證小負荷或低轉速工況下的採樣精度。
圖1是本發明實施例一中，採樣電路的結構圖；圖2是圖1中，信號調理器的結構圖；圖3是本發明實施例二中，採樣電路的結構圖；圖4是本發明實施例三中，採樣電路的結構圖；圖5是本發明實施例四中，採樣電路的結構具體實施例方式下面結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明
實施例一如圖1、圖2所示，一種空調室外機電流採樣電路，包括電源輸入端、逆變器、採樣 電阻、信號調理器及控制晶片，逆變器設於電源輸入端的正極與負極之間，採樣電阻設於逆 變器與電源負極之間，信號調理器同時與採樣電阻、控制晶片電氣連接，控制晶片與逆變器 連接，控制晶片上設有反饋信號輸入端；所述信號調理器至少包括第一調理電路及第二調 理電路，且第一調理電路與第二調理電路的電流信號放大系統不同，故其調理精度亦不同。其中，所述第一調理電路包括第一放大器Q1、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻 R3、第四電阻R4、第九電阻R9及第一電容Cl，第二電阻R2的前端與採樣電阻Rx的接地端 連接，第一電阻Rl的前端與採樣電阻Rx的另一端連接，第一電阻Rl和第二電阻R2的後端 分別與第一放大器Ql的正極輸入端、負極輸入端連接，第三電阻R3的兩端分別與第一放大 器Ql的正極輸入端、輸出端連接，第四電阻R4的兩端分別與第一放大器Ql輸出端、電源 負極連接；第九電阻的前端與所述第一放大器Ql的輸出端連接，第九電阻的後端為所述第 一調理電路的輸出端，第一電容Cl的兩端分別與所述第一調理電路的輸出端、電源負極連 接；所述第二調理電路包括第二放大器Q2、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電 阻R8、第十電阻RlO及第二電容C2，第六電阻R6的前端與採樣電阻Rx的接地端連接，第五 電阻R5的前端與採樣電阻Rx的另一端連接；第五電阻R5和第六電阻R6的後端分別與第二 放大器Q2的正極輸入端、負極輸入端連接，第七電阻R7的兩端分別與第二放大器Q2的正 極輸入端、輸出端連接，第八電阻R8的兩端分別與第二放大器Q2輸出端、電源負極連接；第 十電阻RlO的前端與所述第二放大器Q2的輸出端連接，第十電阻RlO的後端為所述第二調 理電路的輸出端，第二電容C2的兩端分別與所述第二調理電路的輸出端、電源負極連接。本實施例適用於空調室外機直流風機或壓縮機單電阻採樣，其採樣電阻為Rx，也 就是說，僅需一個信號調理器，該信號調理器包括前述第一調理電路及第二調理電路；且所 述控制晶片上設有模/數轉換接口，所述第一調理電路的輸出端、第二調理電路的輸出端 分別與所述控制晶片的模/數轉換接口連接。本實施例中，空調室外機電流採樣方法包括如下步驟:A、電流經採樣電阻輸出信 號給調理電路；B、控制晶片根據負載或轉速大小，選用第一調理電路或第二調理電路其中 之一的調理信號；C、控制晶片對調理信號進行處理，向逆變器輸出控制信號，由逆變器控制 風機或壓縮機。且在前述B步驟中，第一調理電路及第二調理電路同時將調理信號輸入所 述控制晶片，由所述控制晶片根據負載或轉速大小選用相應的調理信號進行處理。本實施 例所述採樣電路包括至少兩個調理電路，即可以保證大負荷及高轉速工況下的可靠性，又 可保證小負荷或低轉速工況下的採樣精度。具體而言，在本實施例中，第一調理電路的放大係數Al = R3/R1 = 5，電流信號經 第一調理電路後輸出的最大電流值為5A，第二調理電路的放大係數A2 = R7/R5 = 10，電流 信號經第二調理電路後輸出的最大電流值為10A。當負載小於200W時或者轉速低於900rpm 時，控制晶片內部變頻算法直接採用高精度電流信號，也就是電流最大值為5A的信號；當 負載大於200W時或者轉速高於900rpm時，控制晶片內部變頻算法採用低精度電流信號， 也就是電流最大值為IOA的信號。該實例的控制晶片A/D為10位，其模擬輸入為0 3. 3 伏，則採集的最小電壓為3. 3/210 = 0. 0032伏，則高精度的電流信號對應的最小採集電流 為0. 0032*5/3. 3 = 0. 0048A，低精度的電流信號對應的最小採集電流為0. 0032*10/3. 3 =0.0096A。實施例二如圖3所示，本實施例與實施例一的不同之處在於，所述控制晶片上設有模/數轉 換接口，該採樣電路還包括有切換開關S，所述控制晶片與該切換開關S連接，所述第一調 理電路的輸出端、第二調理電路的輸出端通過該切換開關S與所述控制晶片的模/數轉換 接口連接。即本實施例中，第一調理電路及第二調理電路的切換是通過切換開關S來實現 的，而切換開關S是由控制晶片發出控制信號進行控制，即在前述採樣方法的B步驟中，控 制晶片根據負載或轉速大小向切換開關S發出切換信號，由切換開關S對第一調理電路及 第二調理電路進行切換，相應的調理電路將調理信號輸入控制晶片進行處理。實施例三如圖4所示，本實施例適用於空調室外機直流風機或壓縮機三電阻的採樣，其採 樣電阻為Ru、Rv, Rw，本實施例與實施例一的不同之處在於，採樣電路中採用三個信號調理 器，分別與三個採樣電阻兩端相對應連接，總共輸出六路調理信號給控制晶片進行處理。實施例四如圖5所示，本實施例與實施例三的不同之處在於，所述控制晶片上設有模/數轉 換接口，該採樣電路還包括有切換開關S，所述控制晶片與該切換開關S連接，所述第一調 理電路的輸出端、第二調理電路的輸出端通過該切換開關S與所述控制晶片的模/數轉換 接口連接。即本實施例中，第一調理電路及第二調理電路的切換是通過切換開關S來實現 的，而切換開關S是由控制晶片發出控制信號進行控制，即在前述採樣方法的B步驟中，控 制晶片根據負載或轉速大小向切換開關S發出切換信號，由切換開關S對第一調理電路及 第二調理電路進行切換，相應的調理電路將調理信號輸入控制晶片進行處理。以上僅為本發明的具體實施例，並不以此限定本發明的保護範圍；在不違反本發 明構思的基礎上所作的任何替換與改進，均屬本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種空調室外機電流採樣電路，包括電源輸入端、逆變器、採樣電阻、信號調理器及 控制晶片，逆變器設於電源輸入端的正極與負極之間，採樣電阻設於逆變器與電源負極之 間，信號調理器同時與採樣電阻、控制晶片電氣連接，控制晶片與逆變器連接，控制晶片上 設有反饋信號輸入端；其特徵在於，所述信號調理器至少包括第一調理電路及第二調理電 路，且第一調理電路與第二調理電路的電流信號放大係數不同。
2.如權利要求1所述空調室外機電流採樣電路，其特徵在於，所述第一調理電路包括 第一放大器Q1、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4，第二電阻R2的前端與 採樣電阻的接地端連接，第一電阻Rl的前端與採樣電阻的另一端連接；第一電阻Rl和第二 電阻的後端分別與第一放大器Ql的正極輸入端、負極輸入端連接，第三電阻R3的兩端分別 與第一放大器Ql的正極輸入端、輸出端連接，第四電阻R4的兩端分別與第一放大器Ql輸 出端、電源負極連接；所述第二調理電路包括第二放大器Q2、第五電阻R5、第六電阻R6、第 七電阻R7、第八電阻R8，第六電阻R6的前端與採樣電阻的接地端連接，第五電阻R5的前端 與採樣電阻的另一端連接；第五電阻R5和第六電阻R6的後端分別與第二放大器Q2的正極 輸入端、負極輸入端連接，第七電阻R7的兩端分別與第二放大器Q2的正極輸入端、輸出端 連接，第八電阻R8的兩端分別與第二放大器Q2輸出端、電源負極連接。
3.如權利要求2所述空調室外機電流採樣電路，其特徵在於，所述第一調理電路還包 括第九電阻R9、第一電容Cl，第九電阻R9的前端與所述第一放大器Ql的輸出端連接，第九 電阻R9的後端為所述第一調理電路的輸出端，第一電容Cl的兩端分別與所述第一調理電 路的輸出端、電源負極連接；所述第二調理電路還包括第十電阻R10、第二電容C2，第十電 阻RlO的前端與所述第二放大器Q2的輸出端連接，第十電阻RlO的後端為所述第二調理電 路的輸出端，第二電容C2的兩端分別與所述第二調理電路的輸出端、電源負極連接。
4.如權利要求3所述空調室外機電流採樣電路，其特徵在於，所述控制晶片上設有模 /數轉換接口，所述第一調理電路的輸出端、第二調理電路的輸出端分別與所述控制晶片的 模/數轉換接口連接。
5.如權利要求3所述空調室外機電流採樣電路，其特徵在於，所述控制晶片上設有模 /數轉換接口，該採樣電路還包括有切換開關S，所述控制晶片與該切換開關S連接，所述第 一調理電路的輸出端、第二調理電路的輸出端通過該切換開關S與所述控制晶片的模/數 轉換接口連接。
6.如權利要求1至3中任一項所述空調室外機電流採樣電路，其特徵在於，所述採樣電 阻為三個採樣電阻Ru、Rv、Rw，所述信號調理器為三個，分別與三個採樣電阻對應連接。
7.空調室外機電流採樣方法，其特徵在於，該方法包括如下步驟A、電流經採樣電阻輸出信號給信號調理器；B、控制晶片根據負載或轉速大小，選用第一調理電路或第二調理電路其中之一的調理 信號；C、控制晶片對調理信號進行處理，向逆變器輸出控制信號，由逆變器控制風機或壓縮機。
8.如權利要求7所述空調室外機電流採樣方法，其特徵在於，在前述B步驟中，第一調 理電路及第二調理電路同時將調理後的信號輸入所述控制晶片，由所述控制晶片根據負載 或轉速大小選用相應的調理信號進行處理。
9.如權利要求7所述空調室外機電流採樣方法，其特徵在於，在前述B步驟中，控制芯 片根據負載或轉速大小向切換開關S發出切換信號，由切換開關S對第一調理電路及第二 調理電路進行切換，相應的調理電路將調理信號輸入控制晶片進行處理。
全文摘要
本發明公開了一種空調室外機電流採樣電路，該採樣電路包括電源輸入端、逆變器、採樣電阻、信號調理器及控制晶片，逆變器設於電源輸入端的正極與負極之間，採樣電阻設於逆變器與電源負極之間，信號調理器同時與採樣電阻、控制晶片電氣連接，控制晶片與逆變器連接，控制晶片上設有反饋信號輸入端；所述信號調理器至少包括第一調理電路及第二調理電路，且第一調理電路與第二調理電路的電流信號放大係數不同。同時本發明還提供了一種應用該採用電路的採樣方法，本發明可以根據空調室外機的運行工況進行切換，使空調室外機在低轉速及低負荷的情況下仍具有較高的精度。
文檔編號G01R19/00GK102062801SQ20091019389
公開日2011年5月18日 申請日期2009年11月13日 優先權日2009年11月13日
發明者張有林, 米雪濤, 許敏, 馬穎江 申請人:珠海格力電器股份有限公司