CN101248314A - 用以控制空调的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种用以控制空调的装置及方法，通过使用一个高速微型计算机和一个端口扩展微型计算机，能够降低制造成本，通过降低微型计算机之间的数据通信量，能够提高其可靠性，并且应用简单的电路结构。所述装置用以控制包括如下部件的空调：转换器，将交流电压(ACV)转换为直流电压(DCV)，并提升该直流电压；平滑单元，用以平滑来自该转换器的直流电压；逆变器，用以将平滑后的直流电压转换为交流电压；以及电机，该装置包括：辅助微型计算机，通过接收控制信号来控制用以控制空调管道内的制冷剂流的阀和用以控制电流的继电器；主微型计算机，用以对空调包括对空调的实时控制单元和辅助微型计算机进行整体控制。

Description

用以控制空调的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种用以控制空调的装置及方法，特别是涉及一种用以控制空调的装置的微型计算机(microcomputer)。
背景技术
现有技术的空调通常具有两个微型计算机，以便分别控制阀、风扇、压缩机、电源单元等。
下面结合图1对现有技术用以控制空调的装置进行解释。
图1示出现有技术用以控制空调的装置。
如图1所示，现有技术用以控制空调的装置包括：转换器200，由整流单元210、有源滤波器220和平滑电容器C组成，且该转换器200用以将市用交流(AC)电力转换为直流电(DC)；逆变器300和逆变器330，用以将经由转换器200转化后的直流电转换为交流电，并将转换后的交流电提供给压缩机驱动电机100和风扇驱动电机110；逆变器控制器310和逆变器控制器340，用于通过控制逆变器300和逆变器330而驱动该压缩机驱动电机100和风扇驱动电机110；第一微型计算机360，用以控制位置检测器320和位置检测器350，该位置检测器320和位置检测器350检测压缩机驱动电机100和风扇驱动电机110的每个电极的位置；以及第二微型计算机280，用以对控制该有源滤波器220的有源滤波器控制器240、电子设备控制开关250(例如继电器和阀)、温度传感器260、室内单元270和第一微型计算机360进行控制。
整流单元210对从市电中输入的交流电压进行整流。包括电抗器L和开关器件Q的有源滤波器220将输入的交流电的一相转换为输入电压的正弦(sine)波形。平滑电容器C将从有源滤波器220输出的电压平滑成为直流电压。平滑后的直流电压被提供给逆变器300和逆变器330，该逆变器300用以给压缩机驱动电机100提供电压，该逆变器330用以给风扇驱动电机110提供电压。
有源滤波器控制器240控制栅极驱动单元(gate driving unit)23，并进而控制该有源滤波器220，该栅极驱动单元23用于驱动有源滤波器220的开关器件Q。
第一微型计算机360控制该压缩机驱动电机100和风扇驱动电机110。第二微型计算机280通过控制该第一微型计算机360而间接控制该压缩机驱动电机100和风扇驱动电机110。并且，第二微型计算机280还控制用以给该压缩机驱动电机100和风扇驱动电机110提供电力的有源滤波器220、电子设备控制开关250、温度传感器260和室内单元270等。
现有技术用以控制空调的装置已经在美国专利公开号6,397,611B1中公开。
然而，现有技术用以控制空调的装置存在下述问题。
首先，由于不得不用能够高速处理数据的高速微型计算机来作为第一微型计算机360和第二微型计算机280，所以提高了装置的制造成本。
其次，由于第一微型计算机360与第二微型计算机280之间的数据通信量增加，因此降低了用以控制空调的装置的可靠性，且需要应用复杂的电路。
发明内容
因此，本发明的目的之一在于提供一种用以控制空调的装置及方法，通过使用一个高速微型计算机和一个端口扩展(port extension)微型计算机，能够降低制造成本，通过降低微型计算机之间的数据通信量，能够提高该用以控制空调的装置的可靠性，并且还能应用简单的电路结构。
正如本说明书所具体地和概括地描述的，为实现这些和其他的优点，并根据本发明的目的，提供了一种用以控制空调的装置，该空调包括：转换器，用以将交流(AC)电压转换为直流(DC)电压，并提升(boosting)该直流电压；平滑单元，用以平滑来自该转换器的直流电压；逆变器，用以将平滑后的直流电压转换为交流电压；以及电机。该装置包括：辅助微型计算机，用以通过接收控制信号来控制阀和继电器，该阀用以控制空调管道内的制冷剂流；而该继电器则用以控制电流；以及主微型计算机，用以对空调包括对空调的实时控制单元和辅助微型计算机进行整体控制。
正如本说明书所具体地和概括地描述的，为实现这些和其他的优点，并根据本发明的目的，在此还提供一种用以控制空调的方法，该空调包括：转换器，用以将交流(AC)电压转换为直流(DC)电压，并提升该直流电压；
平滑单元，用以平滑来自该转换器的直流电压；逆变器，用以将平滑后的直流电压转换为交流电压；以及电机。该方法包括如下步骤：检测空调的当前驱动状态；根据所检测到的驱动状态，通过接收控制信号来执行辅助控制处理，以控制空调管道内的制冷剂流及电流；以及执行主控制处理，以对空调包括对空调的实时控制单元和辅助微型计算机进行整体控制。
下面结合附图对本发明进行具体描述，本发明的前述和其他目的、特征、方案和优点将因此而变得显而易见。
附图说明
附图用于进一步理解本发明，且并入及组成为说明书的一部分，该附图示出本发明的实施例，并结合说明书来解释本发明的原理。
在附图中：
图1示出依据现有技术用以控制空调的装置；
图2示出根据本发明用以控制空调的装置；
图3示出根据本发明用以控制空调的方法的流程图。
具体实施方式
下面对本发明的优选实施例进行详细描述，在附图中示出实施例中的实例。
以下将参考图2对用以控制空调的装置及方法进行解释，该用以控制空调的装置及方法通过使用一个高速微型计算机和一个端口扩展微型计算机，能够降低制造成本，通过降低微型计算机之间的数据通信量，能够提高该控制空调的装置的可靠性，并且还能应用简单的电路结构。
图1中相同的附图标记将被用在图2中与图1相同的部件上。
图2为根据本发明用以控制空调的装置。
如图2所示，装置用以控制包括以下部件的空调：转换器200，用以将交流电压转换为直流电压，并提升该直流电压；平滑单元C，用以平滑来自该转换器200的直流电压；逆变器300和逆变器330，用以将平滑后的直流电压转换为交流电压；以及电机100和电机110。该装置包括：辅助微型计算机400，通过接收控制信号来控制阀和继电器，该阀用以控制空调管道内的制冷剂流，而该继电器则用以控制电流；以及主微型计算机360，用以对空调包括对空调的实时控制单元和辅助微型计算机400进行整体控制。
实时控制单元包括：转换器，用以将输入交流电转换为正弦波形的输入交流电压，将该交流电压转换为直流电压，并提升转换后的直流电压；转换器控制器230和转换器控制器240，用以根据控制信号来控制转换器200；压缩机驱动电机100，用以驱动压缩机；第一位置检测器320，用以检测压缩机驱动电机的电极位置；风扇驱动电机110，用以驱动风扇；第二位置检测器350，用以检测该风扇驱动电机的电极位置；逆变器300和逆变器340，用以将平滑后的直流电压转换为交流电压；以及逆变器控制器，用以根据控制信号来控制该逆变器，使得转换后的交流电压能被提供给压缩机驱动电机和风扇驱动电机。
实时控制单元还包括温度传感器260，及用以提供冷空气到室内的室内单元270。
转换器控制器包括栅极驱动单元230和有源滤波器控制器240，该栅极驱动单元230用以驱动开启和关闭给平滑单元C提供输入电力的路径的开关，该有源滤波器控制器240用以产生给栅极驱动单元提供的开关信号。
主微型计算机360用的是高速微型计算机，而辅助微型计算机用的是端口扩展微型计算机400。
整流单元210、有源滤波器220、平滑电容C和有源滤波器控制器240具有与现有技术的那些部件相同的结构和操作方式，因此省略其详细解释。
下面对主微型计算机和辅助微型计算机进行描述。
主微型计算机用的是高速微型计算机，并对空调包括对需要快速反应的实时控制单元和辅助微型计算机400进行整体控制，该实时控制单元包括转换器200、转换器控制器230和转换器控制器240、第一逆变器300和第二逆变器330、第一逆变器控制器310和第二逆变器控制器340、温度传感器260、室内单元270、电机100和110等。主微型计算机对除了无须实时控制的电子设备控制开关250之外的空调进行控制。辅助微型计算机400用的是端口扩展微型计算机，并对电子设备控制开关250进行控制，该电子设备控制开关250包括无须实时控制的每一个继电器和每一个阀。
在本发明中，昂贵的高速微型计算机被用作主微型计算机，借以执行实时控制。而廉价的端口扩展微型计算机被用作辅助微型计算机，借以执行非实时控制。因此，就无须上述两个计算机都使用昂贵的高速微型计算机。
这样就降低了微型计算机360与微型计算机400之间的数据通信量，从而提高了装置的可靠性。
图3示出根据本发明用以控制空调的方法的流程图。
一种用以控制空调的方法如图3所示，该空调包括：转换器，用以将交流电压转换为直流电压，并提升该直流电压；平滑单元，用以平滑来自该转换器的直流电压；逆变器，用以将平滑后的直流电压转换为交流电压；以及电机。该方法包括如下步骤：步骤S31，检测空调的当前驱动状态；步骤S32和步骤S33，根据所检测到的驱动状态，通过接收控制信号来执行辅助控制处理，以控制空调管道内的制冷剂流及电流；以及步骤S32和步骤S34，执行主控制处理以对空调包括对空调的实时控制单元和辅助微型计算机进行整体控制。
主控制处理的步骤S34包括：将输入交流电转换为正弦波形的输入交流电压，将该交流电压转换为直流电压，并提升该转换后的直流电压；第一次位置检测，以检测压缩机驱动电机的电极位置；第二次位置检测，以检测风扇驱动电机的电极位置；以及根据所检测到的第一和第二位置，将平滑后的直流电压转换为交流电压。
主控制处理还包括如下步骤：检测室内和压缩机阀各自的温度，并控制室内单元，使得冷空气能被提供到室内。
对输入交流电压进行转换和提升的步骤包括：产生开关信号以驱动转换器；以及根据所产生的开关信号，开启和关闭给平滑单元C提供输入电力的路径。
在主控制处理的步骤S34中，空调由高速微型计算机整体控制。在辅助控制处理中，空调内的制冷剂流和电流由端口扩展微型计算机控制。
正如下面所述，在本发明中，使用的是一个昂贵的高速微型计算机和一个廉价的微型计算机，这样就会降低控制空调的装置的制造成本。而且，由于高速微型计算机执行需要快速反应特性的实时控制，而无须实时控制的端口扩展微型计算机控制继电器或阀。因此降低了微型计算机之间的数据通信量，从而提高了装置的可靠性。
由于本发明的特征可以以各种形式实施而不会背离其精神或基本特性，因此，除非另行声明，应该明白的是上述实施例并不受上述任何细节的限制，而是应宽泛地理解为在所附权利要求限定的精神和范围内，因而所有落在权利要求的边界和范围、或这些边界和范围的等同物内的改变和修改应包含在所附权利要求中。

Claims (12)

1.一种用以控制空调的装置，该空调包括：
转换器，用以将交流电压转换为直流电压，并提升该直流电压；
平滑单元，用以平滑来自该转换器的直流电压；
逆变器，用以将平滑后的该直流电压转换为交流电压；以及
电机，
该装置包括：
辅助微型计算机，用以通过接收控制信号来控制阀和继电器，该阀用以控制空调管道内的制冷剂流；该继电器则用以控制电流；
主微型计算机，用以对该空调包括对该空调的实时控制单元和该辅助微型计算机进行整体控制。
2.如权利要求1的装置，其中该实时控制单元包括：
转换器，用以将输入交流电转换为正弦波形的输入交流电压，将该交流电压转换为直流电压，并提升转换后的该直流电压；
转换器控制器，用以根据控制信号来控制该转换器；
压缩机驱动电机，用以驱动压缩机；
第一位置检测器，用以检测该压缩机驱动电机的电极位置；
风扇驱动电机，用以驱动风扇；
第二位置检测器，用以检测该风扇驱动电机的电极位置；
逆变器，用以根据所检测到的第一位置和第二位置而将平滑后的该直流电压转换为交流电压；
逆变器控制器，用于根据控制信号来控制该逆变器，使得转换后的该交流电压被提供给该压缩机驱动电机和该风扇驱动电机。
3.如权利要求2所述的装置，还包括：
温度传感器，用以检测室内和压缩机阀各自的温度；
室内单元，用以给室内提供冷空气。
4.如权利要求2所述的装置，其中该转换器控制器包括：
栅极驱动单元，用以驱动开启和关闭给该平滑单元提供输入电力的路径的开关；
有源滤波器控制器，用以产生提供给该栅极驱动单元的开关信号。
5.如权利要求1所述的装置，其中该主微型计算机用的是高速微型计算机。
6.如权利要求1所述的装置，其中该辅助微型计算机用的是端口扩展微型计算机。
7.一种用以控制空调的方法，该空调包括：
转换器，用以将交流电压转换为直流电压，并提升该直流电压；
平滑单元，用以平滑来自该转换器的直流电压；
逆变器，用以将平滑后的该直流电压转换为交流电压；以及
电机，
该方法包括如下步骤：
检测该空调的当前驱动状态；
根据经由接收控制信号而检测到的驱动状态，执行辅助控制处理，以控制空调管道内的制冷剂流及电流；以及
执行主控制处理，以对该空调包括对该空调的实时控制单元和辅助微型计算机进行整体控制。
8.如权利要求7所述的方法，其中该主控制处理包括如下步骤：
将输入交流电转换为正弦波形的输入交流电压，将该交流电压转换为直流电压，并提升转换后的该直流电压；
进行第一次位置检测，以检测压缩机驱动电机的电极位置；
进行第二次位置检测，以检测风扇驱动电机的电极位置；以及
根据所检测到的第一位置和第二位置，将平滑后的该直流电压转换为交流电压。
9.如权利要求8所述的方法，其中该主控制处理还包括如下步骤：
检测室内和压缩机阀各自的温度；以及
控制该室内单元，使得冷空气能被提供到室内。
10.如权利要求8所述的方法，其中对该输入交流电压进行转换和提升的步骤包括：
产生开关信号以驱动转换器；以及
根据所产生的开关信号，开启和关闭给该平滑单元提供输入电力的路径。
11.如权利要求7所述的方法，其中在该主控制处理的步骤中，该空调由该高速微型计算机整体控制。
12.如权利要求7所述的方法，其中在该辅助控制处理中，该空调内的制冷剂流和电流由该端口扩展微型计算机控制。
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