CN101655270B - 空调器pfc使能控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所述空调器PFC使能控制方法，根据主要负载压缩机的工作状态，有针对性地控制PFC模块，以有效地降低现有控制系统的能耗。在控制系统中设置一PFC使能控制电路，其包括设置在主控制板中的使能信号输出电路、以及设在PFC模块中的使能信号接收电路；使能信号输出电路连接主控制板中的主控制芯片，使能信号接收电路连接PFC模块中的PFC控制芯片；主控制板中的压缩机驱动和反馈模块控制压缩机的运行，并反馈压缩机的工作状态信号至主控制芯片；启动PFC模块工作的条件是，在压缩机稳定运行的前提下，主控制芯片通过使能信号输出电路、使能信号接收电路向PFC控制芯片发送一启动工作的控制信号。
Description
技术领域
本发明是一种空调器PFC使能控制方法，具体地根据压缩机的运行状态来确定并控制PFC模块开启或关闭。
背景技术
现有使用的变频空调器，其控制系统中的PFC(POWER FACTOR CORRECTION的简写，即功率因数校正)模块，通常是以电流保护检测来确定启动运行，以电压保护和过零信号检测来控制其关闭。
由于空调器的控制系统中包括有多个功率负载，如室外机装置中具有散热风机和压缩机等。当控制系统中一个较小的负载(如风机)启动时，控制系统中的电流已经达到启动PFC模块的条件，此时PFC模块就会启动运行。而实际上，PFC模块监控的主要器件—压缩机还未启动。
与之相反的情况，当控制系统中较大的负载—压缩机停止工作时，电流、电压保护和过零信号检测均不满足关闭PFC模块的条件，此时PFC模块并不会停止工作。
如上述现有PFC模块的控制方式，会直接导致PFC模块长时间运行在等待压缩机工作的状态下，从而导致控制系统的能耗浪费，不利于整机空调器的节能设计。
而且，PFC模块的运行状态是由其内部的电流、电压保护和过零信号检测电路确定的，无法通过外在模块进行控制。一旦电流、电压保护或过零信号检测出现异常，则PFC模块完全不受控，因此这种控制方式具有较高的安全隐患。
发明内容
本发明提供一种空调器PFC使能控制方法，在于解决上述设计和使用问题而采用根据压缩机的运行状态来确定PFC模块的开启或关闭，
发明目的在于，实现了根据主要负载的工作状态，有针对性地控制PFC模块，有效地降低现有控制系统的能耗。
另一发明目的，实现PFC模块的外在使能控制，PFC模块工作状态更为准确，解决因PFC模块内部检测器件发生故障而给整个控制系统带来的安全隐患。
为实现上述发明目的，所述空调器PFC使能控制方法，是在控制系统中设置一PFC使能控制电路，其包括设置在主控制板中的使能信号输出电路、以及设在PFC模块中的使能信号接收电路；使能信号输出电路连接主控制板中的主控制芯片，使能信号接收电路连接PFC模块中的PFC控制芯片；
主控制板中的压缩机驱动和反馈模块控制压缩机的运行，并反馈压缩机的工作状态信号至主控制芯片；
启动PFC模块工作的条件是，在压缩机稳定运行的前提下，主控制芯片通过使能信号输出电路、使能信号接收电路向PFC控制芯片发送一启动工作的控制信号；
PFC模块停止工作的条件是，在压缩机停机的前提下，主控制芯片通过使能信号输出电路、使能信号接收电路向PFC控制芯片发送一停止工作的控制信号。
如上述方案特征，决定PFC模块启动/关闭的条件是反馈至主控制芯片的压缩机工作状态。压缩机与PFC模块的工作状态保持一致，既可以有效地控制控制系统的能耗，而且这种外在控制模式还可以避免因PFC模块自身原因而导致的使用故障。
为提高PFC模块的控制精度、适应现有空调器控制系统的运行原理，可采取如下改进方案：
在PFC控制芯片接收到主控制芯片发送的PFC模块启动控制信号时，判断PFC模块中电流保护检测模块、电压保护检测模块和过零信号模块反馈的检测信号；
在上述检测信号均低于初始设定的保护值时，PFC控制芯片触发PFC驱动模块并启动PFC模块工作；上述检测信号中至少一项超出初始设定的保护值时，PFC模块不工作。
为保证PFC模块的运行稳定性，在PFC模块工作运行的过程中，电流、电压和过零信号的检测结果中至少一项超出初始设定的保护值时，PFC控制芯片即触发PFC驱动模块停止PFC模块的工作运行。
综上内容，本发明空调器PFC使能控制方法具有以下优点和有益效果：
1、实现根据压缩机的运行状态来确定PFC模块的开启或关闭，能够有效地降低现有控制系统的能耗。
2、通过主控制板触发并控制PFC模块的运行，提高整个控制系统的安全运行性能。
附图说明
现结合以下附图对本发明做进一步说明；
图1是所述PFC使能控制方法的逻辑流程图。
图2是使能信号输出电路的示意图；
图3是使能信号接收电路的示意图；
图4是空调器控制系统的结构示意框图。
具体实施方式
实施例1，如图4所示，实施所述空调器PFC使能控制方法的控制系统，主要包括有：
PFC使能控制电路，其包括使能信号输出电路、使能信号接收电路；
主控制板，其具有监控压缩机实时工作状态的压缩机驱动和反馈模块、进行电流和电压保护检测的电流/电压检测模块、以及使能信号输出电路；
压缩机驱动芯片，其具有与主控制板进行数据通讯的压缩机驱动和反馈模块；
PFC模块，其具有进行电流、电压保护和过零检测的电流/电压/过零检测模块，以及PFC控制芯片和PFC驱动模块。
如图1和图4所示，在空调器控制系统中所设置的PFC使能控制电路中，使能信号输出电路设置在主控制板中并连接主控制板中的主控制芯片，使能信号接收电路设置在PFC模块中并连接PFC模块中的PFC控制芯片。
主控制板中的压缩机驱动和反馈模块控制压缩机的运行，并反馈压缩机的工作状态信号至主控制芯片。
当空调器通电运行后，在压缩机稳定运行的前提下，主控制芯片通过使能信号输出电路、使能信号接收电路向PFC控制芯片发送一启动工作的控制信号。
在PFC控制芯片接收到主控制芯片发送的PFC模块启动控制信号时，并不立即启动PFC模块工作，而是首先要判断PFC模块中电流保护检测模块、电压保护检测模块和过零信号模块反馈的检测信号。
若在上述检测信号均低于初始设定的保护值时，PFC控制芯片触发PFC驱动模块并启动PFC模块工作。
若上述检测信号中有一项或一项以上超出初始设定的保护值时，PFC模块均不工作。
在PFC模块正常运行过程中，一旦压缩机出现停机，主控制芯片立即通过使能信号输出电路、使能信号接收电路向PFC控制芯片发送一停止工作的控制信号。
在PFC模块正常运行过程中，若电流、电压和过零信号的检测结果中有一项或一项以上超出初始设定的保护值时，PFC控制芯片即触发PFC驱动模块停止PFC模块的工作运行。
所述控制PFC模块工作的流程如下：
(1)主控制板控制并驱动压缩机驱动芯片，以启动并监控压缩机的运行(图4中标号⑦①(12)②)；
在压缩机稳定运行一段时间后，主控制芯片根据压缩机驱动和反馈模块发送回的反馈信号(图4中标号③(14)④(15))，向使能信号输出电路输出一高电平(图4中标号⑧)，使能信号输出电路将高电平转换为低电平后传送至使能信号接收电路(图4中标号⑤)，使能信号接收电路将这一低电平输出至PFC控制芯片(图4中标号(11))；
PFC控制芯片接收到低电平后，还需判断PFC模块中电流保护检测模块、电压保护检测模块和过零信号模块反馈的检测信号(图4中标号(10)(16))；
若在上述检测信号均低于初始设定的保护值时，则PFC控制芯片触发PFC驱动模块并启动PFC模块工作(图4中标号(13))；
(2)当PFC模块正常运行中，若压缩机停机，则压缩机驱动和反馈模块将压缩机停机信号反馈至主控芯片(图8中标号③(14)④(15))，
主控制芯片将输送至使能信号输出电路的高电平改为低电平(图4中标号⑧)，使能信号输出电路将低电平转换为高电平后传送至使能信号接收电路(图4中标号⑤)，使能信号接收电路将这一高电平输出至PFC控制芯片(图4中标号(11))，
PFC控制芯片接收到高电平后，立即触发PFC驱动模块以停止PFC模块工作(图4中标号(13))。
在空调器运行过程中，针对上述PFC模块的保护功能实施流程如下：
1、电流保护
主控制板对整个控制系统的输入电流进行检测，并将检测到的电流值，传送给PFC模块(图4中标号⑥)。
PFC模块将主控制板送来的电流值传递给PFC控制芯片(图4中标号⑩)，PFC控制芯片判断电流超过保护值时，立即实施保护以关闭PFC模块、输出故障信息。
PFC模块关闭10秒以后，若PFC控制芯片判断到电流值低于保护值(且接收到低电平使能控制信号)，则重新打开PFC模块；若10秒后PFC控制芯片判断到电流值仍然高于保护值，则不打开PFC模块。
2、电压保护
主控制板对整个控制系统的输入电压进行检测，并将检测到的电压值，传送给PFC模块(图4中标号⑥)。
PFC模块将主控制板送来的电压值传递给PFC控制芯片(图4中标号⑩)，PFC控制芯片判断电压超过保护值时，立即实施保护以关闭PFC模块、并输出故障信息。
PFC模块关闭10秒后，若PFC控制芯片判断到电压值低于保护值(且接收到低电平使能控制信号)，则重新打开PFC模块。
若10秒后，PFC控制芯片判断到电压值仍然高于保护值，则不打开PFC模块。
3、过零保护
PFC模块对输入交流点的过零信号进行检测，并将过零信号状态传送给PFC控制芯片(图4中标号(16))。
当PFC控制芯片判断出过零信号出现异常时，立即实施保护以关闭PFC模块、并输出故障信息。
PFC模块关闭10秒后，若PFC控制芯片判断过零信号正常(且接收到低电平使能控制信号)，则重新打开PFC模块；若10秒后，PFC控制芯片判断到过零信号仍然不正常，则不打开PFC模块。
如图2所示，在使能信号输出电路中，管脚PFC_ALLOW分别连接主控制芯片、限流电阻R136的管脚1，限流电阻R136起到保护作用。
限流电阻R136的管脚2、下拉电阻R137的管脚2同时连接于三极管Q102的基极B。
下拉电阻R137的管脚1与5V直流电源的地相连。
三极管Q102的发射极E与5V直流电源地相连，三极管Q102的集电极C与接插件CN201的管脚3相连。
接插件CN201是信号输出接口，其管脚3是高、低电平的输出口，接插件CN201与图3中的接插件CN4对应连接。
应用上述电路输出使能信号的控制流程是：
a)、当主控制芯片通过管脚PFC_ALLOW输出低电平时，经过电阻R136到达三极管Q102的基极，此时电平仍是低电平，因此三极管Q102并不导通，反映在三极管Q102的集电极并没有电平输出，接插件CN201的管脚3也就没有电平信号的输出；
b)、当主控制芯片通过管脚PFC_ALLOW输出高电平时，经过电阻R136、三极管Q102的基极是高电平，此时三极管Q102导通，三极管Q102的集电极C向，接插件CN201的管脚3输出低电平。
如图3所示，在使能信号接收电路中，管脚PFC_AW连接PFC模块中的PFC控制芯片。
接插件CN4与图2中的接插件CN201对应连接，接插件CN4是信号输入接口，其管脚3是PFC使能信号输入口。电阻R124的脚1、电阻R125的脚1与接插件CN4的管脚3连接。
上拉电阻R124的第2脚与5V直流电源正极相连，当接插件CN4未输出电平时(原因是如图2所示的使能信号输出电路中，接插件CN201的管脚3未输出电平信号)，通过管脚PFC_AW向PFC控制芯片输出一高电平信号；
当接插件CN4输出低电平时(原因是如图2所示的使能信号输出电路中，接插件CN201的管脚3输出一低电平信号)，通过管脚PFC_AW向PFC控制芯片输出一低电平信号。
电阻R125是限流电阻，其脚2与电容C106的脚1相连，电容C106的脚2与5V电源的地相连，电容C106是滤波电容，以滤除信号干扰而降低PFC控制芯片发生误动作而启动PFC模块。
应用上述电路接收使能信号的控制流程是：
a)、当接插件CN4的管脚3未输出电平信号时，电阻R124的脚1是高电平，通过电阻R125与电容C106后，通过管脚PFC_AW向PFC控制芯片输出一高电平信号；
b)、当接插件CN4的管脚3输入一低电平信号时，电阻R124的脚1是低电平，此时通过管脚PFC_AW向PFC控制芯片输出一低电平信号。
Claims (7)
1.一种空调器PFC使能控制方法，其特征在于：在控制系统中设置一PFC使能控制电路，其包括设置在主控制板中的使能信号输出电路、以及设在PFC模块中的使能信号接收电路；使能信号输出电路连接主控制板中的主控制芯片，使能信号接收电路连接PFC模块中的PFC控制芯片；
主控制板中的压缩机驱动和反馈模块控制压缩机的运行，并反馈压缩机的工作状态信号至主控制芯片；
启动PFC模块工作的条件是，在压缩机稳定运行的前提下，主控制芯片通过使能信号输出电路、使能信号接收电路向PFC控制芯片发送一启动工作的控制信号；
PFC模块停止工作的条件是，在压缩机停机的前提下，主控制芯片通过使能信号输出电路、使能信号接收电路向PFC控制芯片发送一停止工作的控制信号。
2.根据权利要求1所述的空调器PFC使能控制方法，其特征在于：在PFC控制芯片接收到主控制芯片发送的PFC模块启动控制信号时，判断PFC模块中电流保护检测模块、电压保护检测模块和过零信号模块反馈的检测信号；
在上述检测信号均低于初始设定的保护值时，PFC控制芯片触发PFC驱动模块并启动PFC模块工作；
上述检测信号中至少一项超出初始设定的保护值时，PFC模块不工作。
3.根据权利要求2所述的空调器PFC使能控制方法，其特征在于：在PFC模块工作运行的过程中，电流、电压和过零信号的检测结果中至少一项超出初始设定的保护值时，PFC控制芯片即触发PFC驱动模块停止PFC模块的工作运行。
4.根据权利要求3所述的空调器PFC使能控制方法，其特征在于：空调器通电运行后，若压缩机不启动，则主控制芯片向使能信号输出电路输出一低电平，使能信号输出电路将低电平转换为高电平后传送至使能信号接收电路，使能信号接收电路将这一高电平输出至PFC控制芯片；
PFC控制芯片接收到高电平后，并不触发PFC驱动模块，PFC模块不工作。
5.根据权利要求4所述的空调器PFC使能控制方法，其特征在于：控制PFC模块工作的流程是，
(1)在压缩机稳定运行一段时间后，主控制芯片根据压缩机驱动和反馈模块发送回的反馈信号，向使能信号输出电路输出一高电平，使能信号输出电路将高电平转换为低电平后传送至使能信号接收电路，使能信号接收电路将这一低电平输出至PFC控制芯片；
PFC控制芯片接收到低电平后，触发PFC驱动模块以控制PFC模块启动工作；
(2)当PFC模块正常运行中，若压缩机停机，则压缩机驱动和反馈模块将压缩机停机信号反馈至主控制芯片，主控制芯片将输送至使能信号输出电路的高电平改为低电平，使能信号输出电路将低电平转换为高电平后传送至使能信号接收电路，使能信号接收电路将这一高电平输出至PFC控制芯片；
PFC控制芯片接收到高电平后，立即触发PFC驱动模块以停止PFC模块工作。
6.根据权利要求5所述的空调器PFC使能控制方法，其特征在于：所述的使能信号输出电路，其管脚(PFC_ALLOW)分别连接主控制芯片和限流电阻(R136)的管脚(1)，限流电阻(R136)的管脚(2)、下拉电阻(R137)的管脚(2)同时连接于三极管(Q102)的基极B，下拉电阻(R137)的管脚(1)与5V直流电源的地相连；
三极管(Q102)的发射极(E)与5V直流电源地相连，三极管(Q102)的集电极(C)与接插件(CN201)的管脚(3)相连。
7.根据权利要求6所述的空调器PFC使能控制方法，其特征在于：所述的使能信号接收电路，其管脚(PFC_AW)连接PFC模块中的PFC控制芯片；
接插件(CN4)与使能信号输出电路中的接插件(CN201)对应连接；
接插件(CN4)的管脚(3)是PFC使能信号输入口，电阻(R124)的脚(1)、电阻(R125)的脚(1)与接插件(CN4)的管脚(3)连接；
上拉电阻(R124)的脚(2)与5V直流电源正极相连；
限流电阻(R125)的脚(2)与电容(C106)的脚(1)相连，电容(C106)的脚(2)与5V电源的地相连。
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