CN102287890A - 外控式变排量压缩机空调控制器 - Google Patents

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徐亮
彭雄飞
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Abstract

一种外控式变排量压缩机空调系统，其包括空调控制器，其还包括根据空调管路内压力的变化信号控制压缩机的压缩比的压力调节阀；所述空调控制器包括对变排量压缩机的压力调节阀的控制模块，所述控制模块包括单片机、脉宽调制功率放大模块、可以实现过流保护的过流保护模块、可以检测到输出电流的电流检测模块，本发明的有益效果：使用变排量压缩机的空调系统，可以根据设定的温度自动调节功率输出，大量节省能源。

Description

外控式变排量压缩机空调控制器
技术领域
本发明涉及一种汽车电子技术领域的汽车应用电子空调系统、空调装置，尤其涉及一种外控式变排量压缩机空调控制器装置。
背景技术
汽车空调控制器是汽车空调系统的核心部件。它通过采集：蒸发器温度传感器、车外温度传感器、车内温度传感器、日照强度传感器、水箱温度传感器信号，输出控制着如：温度风门执行器、模式风门执行器、循环风门执行器、鼓风机、压缩机等来实现制冷、供暖、通风、净化空气、加湿和除湿等多项功能。
目前使用定排量压缩机的空调系统，它的控制一般通过采集蒸发器出风口的温度信号，当温度达到设定的温度，压缩机电磁离合器松开，压缩机停止工作。当温度升高后，电磁离合器吸合，压缩机开始工作。定排量压缩机的排气量是随着发动机的转速的提高而成比例的提高，它不能根据制冷的需求而自动改变功率输出，而且对发动机油耗的影响比较大。
因此，针对上述的问题，一种新的、有效省油的，保证良好的功能的外控式变排量压缩机空调控制器的发明势在必行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是目前使用定排量压缩机的空调系统，不能根据制冷的需求而自动改变功率输出，而且对发动机油耗的影响比较大.
为了解决上述技术问题，本发明是针对使用变排量压缩机的汽车空调系统，为变排量压缩机提供控制方案，使得其能根据设定的温度自动调节功率输出；针对外控变排量压缩机式汽车空调系统而设计的对汽车车内空气环境进行控制和调节的电子产品，在现有的定排量压缩机汽车空调控制器基础上增加了对变排量压缩机的压力调节阀的控制模块，该控制模块包括单片机、脉宽调制功率放大模块、可以实现过流保护的过流保护模块、可以检测到输出电流的电流检测模块，该控制模块输出的信号为一最大电流0.75A200Hz的脉宽调制信号。
即：一种外控式变排量压缩机空调系统，其包括空调控制器，其特征在于，其还包括根据空调管路内压力的变化信号控制压缩机的压缩比的压力调节阀；所述空调控制器还包括对变排量压缩机的压力调节阀的控制模块，该控制模块包括单片机、脉宽调制功率放大模块即PWM功率放大模块、可以实现过流保护的过流保护模块、可以检测到输出电流的电流检测模块。
所述对变排量压缩机的压力调节阀的控制模块通过脉宽调制功率放大模块输出的信号为一最大电流0.75A 200Hz的脉宽调制信号。
所述脉宽调制功率放大模块通过增加脉宽调制输出进而控制变排量压缩机的压力调节阀。
所述脉宽调制功率放大模块主要由三极管Q1和MOS管Q3组成，过流保护模块主要由电阻R11、R13、运放U1B和三极管Q2组成，电流检测模块主要由电阻R7、R8电容C2、C3和运放U1A组成。
本发明的有益效果：使用变排量压缩机的空调系统，可以根据设定的温度自动调节功率输出。空调控制系统不采集蒸发器出风口的温度信号，而是根据空调管路内压力的变化信号控制压缩机的压缩比来自动调节出风口温度。在制冷的全过程中，压缩机始终是工作的，制冷强度的调节完全依赖装在压缩机内部的压力调节阀来控制。当空调管路内高压端的压力过高时，压力调节阀缩短压缩机内活塞行程以减小压缩比，这样就会降低制冷强度。当高压端压力下降到一定程度，低压端压力上升到一定程度时，压力调节阀则增大活塞行程以提高制冷强度。
空调控制器在控制上与定排量压缩机控制器相比：
1、删除压缩机继电器控制；
2、增加脉宽调制输出，控制压缩机压力调节阀。
附图说明
通过以下对本发明的实施例结合其附图的描述，可以进一步理解其发明的目的、特征和优点。
附图1是本发明外控变排量压缩机空调控制器的控制电路框图；
附图2是本发明外控变排量压缩机空调控制器的控制电路原理图。
具体实施方式
本发明是应用在汽车电子空调系统的空调装置，尤其涉及一种外控式变排量压缩机空调控制器装置；其是在对现有的常用的普通燃油汽车的空调控制器装置的基础上作出的重大改进，改进后的空调控制器装置可有效的根据设定的温度自动调节功率输出，对将来节油汽车的普及以及生产具有非常重要的实践意义。
本发明是针对外控变排量压缩机式汽车空调系统而设计的对汽车车内空气环境进行控制和调节的电子产品，在现有的定排量压缩机汽车空调控制器基础上增加了对变排量压缩机的压力调节阀的控制模块，该控制模块是空调控制器的一部分，该控制模块包括单片机、脉宽调制功率放大模块、可以实现过流保护的过流保护模块、可以检测到输出电流的电流检测模块，该控制模块输出的信号为一最大电流0.75A 200Hz的脉宽调制信号。
如图所示，一种外控式变排量压缩机空调系统，其包括空调控制器，其包括根据空调管路内压力的变化信号控制压缩机的压缩比的压力调节阀；所述空调控制器还包括对变排量压缩机的压力调节阀的控制模块，该控制模块包括单片机、脉宽调制功率放大模块、可以实现过流保护的过流保护模块、可以检测到输出电流的电流检测模块，该空调控制器与压力调节阀电性连接。外控变排量压缩机控制电路由三部分组成，如图1框图所示，电路包括脉宽调制功率放大模块、过流保护模块、电流检测模块。脉宽调制功率放大模块主要由三极管Q1和MOS管Q3组成，过流保护模块主要由电阻R11、R13、运放U1B和三极管Q2组成，电流检测模块主要由电阻R7、R8电容C2、C3和运放U1A组成。
单片机通过脉宽调制口输出电压幅值为5V、频率为200Hz的占空比可调的脉宽调制波形经过限流电阻R1到三极管Q1基极，三极管Q1集电极通过电阻R2上拉到+12V电源，发射极直接连接到地，集电极通过限流电阻R3，连接到MOS管的栅极。所以当基极输入电压为高电平时，三极管Q1导通，输出到MOS管栅极的电压为低电平，当基极输入电压为低电平时，三极管Q1不导通，输出到MOS管栅极的电压为+12V电压。即单片机输出的幅值为5V、频率为200Hz的占空比可调的脉宽调制波形经过三极管后幅值增加到+12V，频率和占空比是不变的。A1端口和A2端口输出接到压力调节阀，由MOS管的工作原理可知，从MOS管漏极输出的EVDC CTRL-信号即幅值为+12V的脉宽调制波形。
电阻R6为电流的采样电阻，它可以将电流转换为电压，该电压第一用作过流保护。图2中B点电压为：5V*2/(47+2)＝0.2V，当通过R6的电阻电流超过2A时，即A点电压超过0.2V，A点电压经过限流电阻R9到D点电压不变，此时D点电压大于B点电压时，由于运放U1B这里做比较器用，所以其第7脚输出高电平，该高电平经限流电阻R5到三极管Q2基极，三极管Q2导通，从而将MOS管栅极输入电压拉低，从而有效的保护了负载工作电流不超过2A；同时A点的电压通过电阻R8、电容C3和电阻R7、电容C2构成的二阶积分电路将电流转换为等效电压值，由于采样的电压不高，大约为0.5A*0.1Ω＝0.05V，为了单片机能很好的采集此信号，所以需要将该信号放大50倍左右到2.5V。所以需要由运放U1A搭建放大电路将电压放大输出，如图所示放大电路，放大倍数为：(R12+R14)/R14＝48，图2中的C点电压即为输出电压，通过单片机的AD采集端口采集该点电压并处理：
电流值＝C点电压/(放大倍数*采样电阻R6阻值)
所述三极管Q1、Q2为NPN型三极管，所述MOS管为功率MOS管，所述运放U1A、U1B为两路集成运放，所述电阻R6为功率为1W的电阻。
当然，本发明主要是以制冷为例在进行相应的描述，而其他的工作流程如制热以及通风等，与本发明技术相同或者是类似，在此不再赘述，其皆在本发明的保护范围内。
上述优选实施例的描述使本领域的技术人员能制造或使用本发明，这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的，这里定义的一般原理可以被应用于其它实施例中而不背离本发明的精神或范围。因此，本发明并不限于这里示出的实施例，而要符合与这里揭示的原理和新颖特征一致的最宽泛的范围。

Claims (5)

1.一种外控式变排量压缩机空调系统，其包括空调控制器，其特征在于，其还包括根据空调管路内压力的变化信号控制压缩机的压缩比的压力调节阀，所述空调控制器包括对变排量压缩机的压力调节阀的控制模块。
2.如权利要求1所述的一种外控式变排量压缩机空调控制器，其特征在于，所述对变排量压缩机的压力调节阀的控制模块，包括单片机、脉宽调制功率放大模块、可以实现过流保护的过流保护模块、可以检测到输出电流的电流检测模块。
3.如权利要求1所述的一种外控式变排量压缩机空调控制器，其特征在于，所述脉宽调制功率放大模块输出的信号为最大电流0.75A，频率200Hz的脉宽调制信号。
4.如权利要求1所述的一种外控式变排量压缩机空调控制器，其特征在于，所述脉宽调制功率放大模块通过增加脉宽调制输出进而控制变排量压缩机的压力调节阀。
5.如权利要求1所述的一种外控式变排量压缩机空调控制器，其特征在于，所述脉宽调制功率放大模块主要由三极管Q1和MOS管Q3组成，过流保护模块主要由电阻R11、R13、运放U1B和三极管Q2组成，电流检测模块主要由电阻R7、R8电容C2、C3和运放U1A组成。
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