CN100494802C - 交流控制模式对直流元器件控制的空调室内机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空调机，交流控制模式对直流元器件控制的空调室内机，空调机体内装有风扇电机和摆叶电机，主控芯片为交流控制模式芯片，风扇电机为直流风扇电机，摆叶电机为直流摆叶电机，空调电装盒内装有一块基板，基板上集成有开关电源驱动电路，主控芯片连接开关电源驱动芯片，并提供高电平信号来导通开关电源驱动芯片，开关电源驱动芯片连接至开关电源电路，开关电源电路与直流风扇电机和摆叶电机控制芯片相连接，直流风扇电机和摆叶电机控制芯片分别连接直流风扇电机驱动电路和直流摆叶电机驱动电路。本发明控制模式仍为交流控制模式，但电器元件采用直流元件，实现交流控制模式对直流摆叶电机的控制。

Description

交流控制模式对直流元器件控制的空调室内机

技术领域：

本发明涉及空调机，特别是交流控制型空调室内机。

背景技术：

目前市场上空调机的机型分为两种，交流控制模式的机器和直流控制模式的机器。老交流控制模式的机器多采用R22冷媒和交流元器件，如主要的风扇电机和摆叶电机均为交流电机，而新直流控制模式的机器多采用R410冷媒和直流元器件，如主要的风扇电机和摆叶电机均为直流电机。直流控制模式的新四方向室内机在市场上很受欢迎，但是，现在市场上仍有相当数量的客户会继续使用R22冷媒的交流控制模式机器。交流控制模式的室外机与直流控制的室内机不能连用，二者之间通讯不良，然而交流控制模式的机器又不会很快退出历史舞台，鉴于目前这种情况，如何能将交流控制和直流控制很好的融合在一起，就成为了当前的一个课题。

发明内容：

本发明的目的是克服上述不足问题，提供一种交流控制模式对直流元器件控制的空调室内机，满足使用R22冷媒的客户需求，交流控制直流元件，并且保证与交流控制模式的室外机通讯正常。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：交流控制模式对直流元器件控制的空调室内机，空调机体内装有风扇电机和摆叶电机，主控芯片为交流控制模式芯片，风扇电机为直流风扇电机，摆叶电机为直流摆叶电机，空调电装盒内装有一块基板，基板上集成有开关电源驱动电路，主控芯片连接开关电源驱动芯片，并提供高电平信号来导通开关电源驱动芯片，开关电源驱动芯片连接至开关电源电路，开关电源电路与直流风扇电机和摆叶电机控制芯片相连接，直流风扇电机和摆叶电机控制芯片分别连接直流风扇电机驱动电路和直流摆叶电机驱动电路。

所述控制基板上还集成有滤波整流电路和变压电路，滤波整流电路分别连接直流风扇电机驱动电路和直流摆叶电机驱动电路并提供直流电源，变压电路为电路中各工作点提供所需要的电压。

所述直流风扇电机和摆叶电机控制芯片存贮有直流电机控制程序和直流摆叶电机控制程序。

所述风扇电机为无刷直流电机，控制程序为：电机内部的位置传感器检测位置信号，将检测到的位置信号传送到直流风扇电机和摆叶电机控制芯片，经芯片计算后得出当前转子的位置，芯片继而控制直流风扇电机驱动电路，从而实现对直流风扇电机的控制。

所述直流风扇电机和摆叶电机控制芯片中已设定和编写好直流风扇电机调速信号的地址以及直流摆叶电机的驱动电路程序。

所述直流摆叶电机为1-2相励磁步进电机，控制程序为：电机位置信号传送给空调室内机主控芯片，主控芯片再将信号传送至直流风扇电机和摆叶电机控制芯片，从而驱动直流摆叶电机电路，实现对摆叶电机的控制。

所述开关电源电路为主控芯片接开关电源驱动芯片，再由开关电源驱动芯片导通对应的光电耦合器，从而接通直流风扇电机和摆叶电机控制芯片的输入端。

所述直流风扇电机驱动电路包括电压开启电路IGBT、过电流检测电路、芯片和限压电路；IGBT的结构类似于MOSFET(场效应管)，只是在漏极和漏区之间多了一个P型层；过电流检测电路使用一串功率电阻并联，当检测到电流超过1A时会给控制风扇电机的芯片发出信号；直流风扇电机控制芯片使用L6386，当接到直流风扇电机和摆叶电机控制芯片指令，每个L6386芯片驱动高低两侧电压，驱动不同侧时会导通不同的IGBT管；限压电路避免电压上升坡度过于陡峭以至于损伤元器件和电机，此部分电路可使电压上升下降平缓。

所述直流摆叶电机驱动电路为一直流摆叶电机的驱动芯片，此芯片与直流风扇电机和摆叶电机控制芯片相连，当直流风扇电机和摆叶电机控制芯片接收到开关电源LM导通信号时，芯片依据已编写好的程序对应摆叶所需要调节的位置，对驱动芯片上的四相flap1-flap4有次序的导通，从而控制步进电机带动摆叶旋转。

本发明控制模式仍为交流控制模式，但电器元件采用直流元件，技术难点和要点是：交流控制的室内机原先是对交流的风扇电机和摆叶电机进行控制，现在要实现对直流的风扇电机和摆叶电机进行控制，主要是对电路板结构进行改造，使其实现原有交流的控制模式现在也可以快捷准确地对直流进行控制。

交流电机的风扇调速是由其电机本身的结构特性所决定的，在其额定工作的条件下，风扇调速是由基板来控制的，通过基板上继电器的组合开关来实现对电机转速的调换，基板主程序给X1，X2，X3信号来控制3个继电器的吸合，从而实现风速的转换。而直流风扇电机的转速可以在其限定范围内随意调节，电机为无刷直流电机。在无刷直流电机运行时，必须实时永磁转子的位置检测，直流风扇电机变频模块每次导通二个三极管，两相线圈通以直流电，驱动转子运转，通过霍尔元件检测到转子的位置，进而控制绕组通电顺序，从而对电机进行相应的驱动控制，以驱动电机换相，才能保证电机平稳地运行。本发明从原先的交流控制电路中采集控制风扇电机调速的信号，再将此信号转化后传送给直流风扇电机控制芯片，芯片读取到相应的速度信号地址后，驱动直流电机的变频模块对直流风扇电机进行控制。

交流摆叶电机控制四方向面板摆叶的摆动主要是通过行程开关和偏心轮来实现的。交流摆叶电机工作时，电机只能向一个方向旋转，此时通过安装在电机上的偏心轮运转带动了连杆，使面板上的摆叶实现了两个方向的摆动。面板上摆叶的位置是由行程开关与摆叶的结构共同确定的。F1到F5位置在程序中写入，通过遥控器与主控芯片的通信指令，来控制交流摆叶电机的通电和断电，从而实现面板摆叶位置的固定。而直流摆叶电机为1-2相励磁步进电机。步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(步进角)，每输出一个脉冲信号步进电机只走一步，依序不断送出脉冲信号即可使步进电机连续转动。通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的，正、反转可由脉冲顺序来控制。1-2相励磁步进电机的正相励磁顺序为：A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A，反之则为逆向。直流摆叶电机可以检测到摆叶摆动的最大位置(即为摆叶的垂直位置F5)。本发明通过信号采集，经直流风扇电机和摆叶电机芯片计算后，将检测到的F5位置换算成F1位置传送到主控芯片，主控芯片根据当前的工作情况进而对摆叶再进行相应的控制，控制直流摆叶电机运转的芯片，通过此芯片给下一级摆叶电机的驱动芯片信号，驱动直流步进电机各相工作，这样即可实现交流控制模式对直流摆叶电机的控制。

附图说明：

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明系统框图。

图3为本发明开关电源电路图。

图4为本发明直流风扇电机和摆叶电机控制芯片图。

图5为本发明直流风扇电机控制程序图。

图6为本发明直流摆叶电机控制程序图。

图7为本发明直流风扇电机电路图。

图8为本发明直流摆叶电机电路图。

图9为本发明滤波整流电路图。

图10为本发明变压电路图。

具体实施方式：

如图1所示是交流控制模式对直流元器件控制的空调室内机，空调机壳体1内装有风扇电机3和摆叶电机，主控芯片为交流控制模式芯片，风扇电机为直流风扇电机，摆叶电机为直流摆叶电机，空调电装盒2内装有一块基板，基板上还集成有滤波整流电路和变压电路，滤波整流电路如图9所示，分别连接直流风扇电机驱动电路和直流摆叶电机驱动电路以提供直流电源，变压电路如图10所示，为电路中各工作点提供需要电压。基板上还集成有开关电源驱动电路如图3所示。系统运行程序如图2所示，主控芯片连接开关电源控制芯片，并提供高电平信号至开关电源驱动芯片，开关电源驱动芯片连接开关电源电路，开关电源电路连接直流风扇电机和摆叶电机控制芯片，直流风扇电机和摆叶电机控制芯片如图4所示，其中存贮有直流电机控制程序和直流摆叶电机控制程序，直流风扇电机和摆叶电机控制芯片分别连接直流风扇电机驱动电路和直流摆叶电机驱动电路。

主控芯片IC005芯片即交流控制模式主控芯片给开关电源驱动芯片LB1234芯片提供高电平信号导通“1X”，此时与直流风扇电机和摆叶电机控制芯片之间“1X”的开关电源电路(图3所示)导通，给直流风扇电机和摆叶电机控制芯片一电平信号，直流风扇电机和摆叶电机控制芯片IN1口(如图4所示)接收到电平信号后，与已编辑在芯片中的地址单元程序进行对应，从而控制直流电机变频模块驱动电路(图7)。以此，达到了交流控制模式模式对直流电机的控制要求。“1X，2X，3X”信号的不同组合会对应开关电路转化后的不同输出电压，这样风扇的速度就会与直流风扇电机控制芯片中的地址单元一一对应，可以对风扇的速度进行准确控制。举例说明：当空调主控芯片发出指令让直流风扇电机以高速运转时，主控芯片的36引脚提供一高电平信号至开关电源驱动芯片，开关电源驱动芯片上的15引脚(3X)即被导通，对应3X开关电源电路中的光电耦合器被接通，直流风扇电机的控制芯片即收到相应的信号(开关电路的导通位置与直流风扇电机控制芯片中已经编写好的程序是一一对应的)，经直流风扇电机控制芯片计算后控制直流风扇电机的驱动电路，从而实现直流风扇电机以高速运转。

交流控制模式主控芯片IC005芯片给开关电源驱动芯片LB1234芯片提供高电平信号导通“LM”，此时与直流风扇电机和摆叶电机控制芯片之间“LM”的开关电源电路导通，给直流风扇电机和摆叶电机控制芯片一电平信号，直流风扇电机和摆叶电机控制芯片INFLAP口(如图4)接收到电平信号后，给下一级直流摆叶电机驱动电路(如图8所示)信号，驱动直流步进电机各相工作，这样即可实现交流控制模式模式对直流摆叶电机的控制。

由于交流控制使用的都是交流摆叶电机，对摆叶的控制首先要检测到F1位置(通过行程开关来传递信号)。我们这里也是基于交流控制模式的模式对直流摆叶电机进行控制，同样也需要检测到F1的位置，这样我们在驱动芯片中写入程序，通过直流摆叶电机检测到的F5位置，经过计算可以得到F1的位置，这样在空调主控芯片中接收到的信号仍然是以F1位置为基准点，交流控制模式对直流摆叶电机的控制即可完好实现。

具体程序的一部分如下所示：

     Main Start

；---------------------------------------------------------------------

     .SECTION   Start，CODE

     .ORG   00E000H

Start：

     LDC        #IStackTop，ISP

     MOV.B  #02h，PRCR

     MOV.B  #00000000B，PM0

     MOV.B  #00000100b，PM1

     MOV.B  #00h，PRCR

     LDC        #0080h，flg

     LDC        #StackTop，SP

     LDINTB #VariableVectorTable

     LDC        #StackTop，SP

     JSR    SystemClockInit

     JSR    IntteruptInitialized

     JSR    TimerBaseTimerInit

     JSR    IntlInitFallingEdge

     MOV.B  #0，StepPointer

     JSR    IOPortInitialize

     JSR    StopBrushlessDCMotor

     JSR    EeromRead

     BTST   EeromOkFlag

     JNZ    EeromDataIsCorrect

     JSR    TranseRomDataToRamdata

EeromDataIsCorrect：

     JSR    EeromDataProcess

     MOV.B  #0，WDTS

     BCLR   Delay180sForNextStartFlag

     MOV.w  #0，SpeedMeasureTimer

     JSR    SwingPowerOnInit

     FSET   I

LOOPAD：

     MOV.B  #0，WDTR

     JSR    ADMeasure

     CMP.w  #200，SpeedMeasureTimer

     JLTU   LOOPAD

     JSR    StartTimerC

     JSR    UartOInit

LOOPin：

     JSR    StartBrushlessMotor

     JSR    AdjustOutputVoltage

     JSR    Delay180sForErrorProcess

     JSR     ADMeasure

     JSR     VotageProtect

     JSR     CommunacationProcess

     JSR     FrenquencyLimitProcess

     JSR     OneSeconedProcess

     JSR     CheckFanSpeedProcess

     JSR     SavePwmTimesOflDuty

     JSR     SwingRunProcess

     JSR     CheckNoLoad

     JMP     LOOPin

SystemClockInit：

     MOV.B   #00000001B，PRCR

     MOV.B   #00001000b，CM0

     MOV.B   #01011000b，CM1

     NOP

     NOP

     NOP

     BCLR    6，CM1

     MOV.B   #00H，OCD

     MOV.B   #00000000B，PRCR

     RTS

     .END

Claims (9)

1、交流控制模式对直流元器件控制的空调室内机，空调机体内装有风扇电机和摆叶电机，主控芯片为交流控制模式芯片，其特征是：交流控制模式的室外机与直流室内机联用，风扇电机(3)为直流风扇电机，摆叶电机为直流摆叶电机，空调电装盒(2)内装有一块控制基板，基板上集成有开关电源驱动电路，主控芯片连接开关电源驱动芯片，并提供高电平信号来导通开关电源驱动芯片，开关电源驱动芯片连接至开关电源电路，开关电源电路与直流风扇电机和摆叶电机控制芯片相连接，直流风扇电机和摆叶电机控制芯片分别连接直流风扇电机驱动电路和直流摆叶电机驱动电路。

2、根据权利要求1所述的交流控制模式对直流元器件控制的空调室内机，其特征是：控制基板上还集成有滤波整流电路和变压电路，滤波整流电路分别连接直流风扇电机驱动电路和直流摆叶电机驱动电路并提供直流电源，变压电路为电路中各工作点提供所需要的电压。

3、根据权利要求1所述的交流控制模式对直流元器件控制的空调室内机，其特征是：直流风扇电机和摆叶电机控制芯片存贮有直流风扇电机控制程序和直流摆叶电机控制程序。

4、根据权利要求1所述的交流控制模式对直流元器件控制的空调室内机，其特征是：风扇电机为无刷直流电机，控制程序为：电机内部的位置传感器检测位置信号，将检测到的位置信号传送到直流风扇电机和摆叶电机控制芯片，经芯片计算后得出当前转子的位置，芯片继而控制直流风扇电机驱动电路，从而实现对直流风扇电机的控制。

5、根据权利要求1所述的交流控制模式对直流元器件控制的空调室内机，其特征是：直流风扇电机和摆叶电机控制芯片中已设定和编写好直流风扇电机调速信号的地址以及直流摆叶电机的驱动电路程序。

6、根据权利要求1所述的交流控制模式对直流元器件控制的空调室内机，其特征是：直流摆叶电机为1-2相励磁步进电机，控制程序为：电机位置信号传送给空调室内机主控芯片，主控芯片再将信号传送至直流风扇电机和摆叶电机控制芯片，从而驱动直流摆叶电机电路，实现对摆叶电机的控制。

7、根据权利要求1所述的交流控制模式对直流元器件控制的空调室内机，其特征是：开关电源电路为主控芯片接开关电源驱动芯片，再由开关电源驱动芯片导通对应的光电耦合器，从而接通直流风扇电机和摆叶电机控制芯片的输入端。

8、根据权利要求1所述的交流控制模式对直流元器件控制的空调室内机，其特征是：直流风扇电机驱动电路包括电压开启电路IGBT、过电流检测电路、芯片和限压电路；IGBT的结构类似于MOSFET(场效应管)，只是在漏极和漏区之间多了一个P型层。过电流检测电路使用一串功率电阻并联，当检测到电流超过1A时会给控制风扇电机的芯片发出信号；直流风扇电机驱动芯片使用L6386，当接到直流风扇电机和摆叶电机控制芯片指令，每个L6386芯片驱动高低两侧电压，驱动不同侧时会导通不同的IGBT管；限压电路避免电压上升坡度过于陡峭以至于损伤元器件和电机，此部分电路可使电压上升下降平缓。

9、根据权利要求1所述的交流控制模式对直流元器件控制的空调室内机，其特征是：直流摆叶电机驱动电路为一直流摆叶电机的驱动芯片，此芯片与直流风扇电机和摆叶电机控制芯片相连，当直流风扇电机和摆叶电机控制芯片接收到开关电源LM导通信号时，芯片依据已编写好的程序对应摆叶所需要调节的位置，对驱动芯片上的四相flap1-flap4有次序的导通，从而控制步进电机带动摆叶旋转。

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