CN102890210B - 故障检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于空调系统的故障检测装置和方法。本发明中，故障代码检测电路经空调系统的压力开关连接到交流供电电源中的一相，向主控器发送用于判断空调系统是否发生异常的第一直流电压信号；断电检测电路的三个输入端分别连接到外部电源的三相并产生第二和第三直流电压信号，向主控器分别发送第二和第三直流电压信号供主控器判断是否发生交流供电电源异常；主控器由开关电源供电，当检测到第一直流电压信号不是方波信号时确定空调系统异常，并且在基于第二和第三直流电压信号确定交流供电电源没有发生异常时确定空调系统发生了故障。本发明能够在采用开关电源的空调系统中确定出真正故障代码，排除由于开关电源系统特性带来的误故障判断。

Description

故障检测装置及方法

技术领域

本发明涉及空调技术，尤其涉及一种空调系统故障的检测技术。

背景技术

空调系统中都存在供电电源。一般地，空调系统采用线性电源和开关电源进行供电。以往的空调系统大多采用线性电源供电。线性电源原理简单、稳定性高。但是，线性电源的缺点也很明显，如变压器体积庞大笨重，滤波电容的体积和容量也很庞大，在输出较大电流时，功耗大并且转换效率低。

随着技术的发展，空调系统的集成化越来越高，线性电源逐渐被开关电源替代。开关电源具有体积小重量轻，自身抗干扰性强，输出电压范围宽，模块化强，效率高，发热量小等优点。

在改用了开关电源的空调系统中，由于开关电源本身的特性，空调系统会有如下特点：

当空调系统的外部停电之后，由于开关电源本身还会对外供电一定的时间，对外供电的具体时间视不同的开关电源而变化。也就是说，在开关电源继续供电的这一段时间里，中央处理器(CPU)将继续工作一段时间。这个时候，由于空调系统外部已经停电，空调系统中由外部电源直接供电的其他部件瞬间停止工作。在这种情形下，CPU会继续进行判断，并且会将由交流供电电源直接供电的其他部件瞬间停止工作的这些动作作为机器非正常运行的故障代码进行显示和处理，尽管这些动作属于正常停电而不属于故障代码。

CPU的上述处理会使空调系统中的主控器产生误判断，可能会造成整个空调系统的判定混乱。

因此，现有技术中存在对一种能够在空调系统正常断电的情况下，不会产生误故障检测的技术的需要。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的实施例提供了一种新的电路与控制策略，实现在采用开关电源的空调系统中的瞬时停电及长时间停电时，对故障代码进行区分，将有效故障代码显示同时排除由于开关电源系统特性带来的误故障代码。

根据本发明的一方面，提供了一种用于空调系统的故障检测装置，包括主控器、故障代码检测电路和断电检测电路，所述故障代码检测电路经空调系统的压力开关连接到交流供电电源中的一相，产生用于判断空调系统是否发生异常的第一直流电压信号并将第一直流电压信号发送给主控器的第一输入端；所述断电检测电路的三个输入端分别连接到外部电源的三相并且产生用于判断交流供电电源是否发生电源异常的第二和第三直流电压信号，所述断电检测电路向所述主控器的第二和第三输入端分别发送第二和第三直流电压信号以供主控器判断交流供电电源是否发生电源异常；所述主控器由开关电源供电，在检测到第一直流电压信号不是方波信号时确定空调系统异常，并且在基于所述第二和第三直流电压信号确定交流供电电源没有发生异常时确定空调系统发生了故障。

其中，在发生空调系统异常时，所述故障代码检测电路输出的第一直流电压信号为高电平信号；当空调系统正常工作时，所述故障代码检测电路输出的第一直流电压信号为方波信号。

所述的误故障检测装置中，所述故障代码检测电路包括：连接到交流供电电源的一相和所述压力开关的第一端子；分压电路，连接到第一端子；第一光电隔离器件，其输入端连接到分压电路以接收所述分压电路输出的交流电压信号；连接到第一光电隔离器件的输出端的开关电路，用于根据输入到第一光电隔离器件的交流电压信号产生方波信号作为第一直流电压信号，并且在无交流电压信号时输出高电平直流电压信号作为第一直流电压信号；连接到交流接触器的第二端子，第二端子与所述压力开关串联连接，用于在压力开关异常时关断交流供电电源；其中，在所述分压电路和第一光电隔离器件之间并联连接有第一二极管以防止反向击穿第一光电隔离器件。

其中，连接到交流供电电源的一相和开关电源的第一端子包括：与所述交流供电电源的火线第一接线端；与所述压力开关连接的第二和第四接线端；第一接线端与第二接线端连接，第四接线端与第三接线端连接；和第三接线端，连接到所述分压电路中的第一电阻的一端；

其中，第一光电隔离器件的第一输入端与所述分压电路中的第一电阻的另一端连接，第一光电隔离器件的第二输入端与所述分压电路中的第二电阻的一端共同连接到所述交流供电电源的零线，第一电阻的另一端连接到第二电阻的另一端；

第一二极管的正向端连接到第一光电隔离器件的第二输入端，第一二极管的反向端连接到第一光电隔离器件的第一输入端；

其中，第二端子的第二接线端连接到所述交流供电电源的零线以及第一光电隔离器件的第二输入端，并经继电器连接到第二端子的第一接线端，第二端子的第一接线端经继电器开关连接到第一端子的第三接线端。

进一步地，所述开关电路包括：三极管，其基极连接到第一光电隔离器件的第一输出端并经第四电阻连接到直流电源，发射极与第一光电隔离器件的第二输出端共同接地，集电极经第五电阻连接到所述直流电源，并且经第三电阻连接到开关电路的输出端；第一电容器，一端连接在第三电阻和所述开关电路之间，另一端接地。

其中，所述断电检测电路包括：

第一分压电路，其一端连接到交流供电电源的第一相；

第二分压电路，包括第一降压电路以及与第一降压电路并联的第二电容器，第二分压电路的一端连接到第一分压电路的另一端，另一端连接到交流供电电源的第二相以及第二光电隔离器件的第二输入端；

第一稳压电路，其一端连接到第二分压电路和第一分压电路的另一端，另一端连接到第二光电隔离器件的第一输入端；

第三分压电路，其一端连接到交流供电电源的第二相；

第四分压电路，包括第二降压电路以及与第二降压电路并联的第三电容器，第四分压电路的一端连接到第三分压电路的另一端，另一端连接到交流供电电源的第三相以及第三光电隔离器件的第二输入端；

第二稳压电路，其一端连接到第四分压电路和第三分压电路的另一端，另一端连接到第三光电隔离器件的第一输入端。

其中，第二光电隔离器件的第一输出端经第七电阻连接到主控器的第二输入端，并经第八电阻连接到直流电压；主控器的第二输入端和第七电阻共同连接到第四电容器的一端，第四电容器的另一端以及第二光电隔离器件的第二输出端接地；

第三光电隔离器件的第一输出端经第九电阻连接到断电检测电路的所述主控器的第三输入端，并经第十电阻连接到直流电压；主控器的第三输入端和第九电阻共同连接到第五电容器的一端，第五四电容器的另一端以及第三光电隔离器件的第二输出端接地。

其中，所述交流供电电源发生异常包括：所述交流供电电源发生缺相；所述交流供电电源发生逆相；所述交流供电电源发生频率异常；所述交流供电电源发生断电。

所述主控器用于：当检测到第二直流电压信号和第三直流电压信号均为高电平信号时，确定所述交流供电电源发生断电；当检测到第二直流电压信号和第三直流电压信号其中之一为高电平信号时，确定所述交流供电电源发生缺相；当第二和第三直流电压信号均为方波信号，并且第二和第三直流电压信号之间的相位差与预先存储在主控器中的预定相位差不一致时，确定所述交流供电电源发生逆相；当第二和第三直流电压信号均为方波信号，并且第二和第三直流电压信号至少之一的频率与所述主控器内预先存储的预定频率不一致时，确定所述交流供电电源发生频率异常。

所述故障检测装置，进一步包括：断电类型检测电路，提供用于判断所述交流供电电源断电是瞬时停电还是长时间停电的第四直流电压信号。

其中，所述断电类型检测电路包括：

第十一电阻，其一端连接到直流电压；

第十二电阻，其一端连接到所述主控器的第四输入端；

第六电容器，其一端连接到所述第十一电阻的另一端和第十二电阻的另一端，第六电容器的另一端接地。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于空调系统的故障检测方法，包括步骤：根据来自与交流供电电源的一相连接的故障检测电路输出的第一直流电压信号，主控器确定是否发生了空调系统异常；在发生了空调异常时，利用来自于与所述交流供电电源的三相分别连接的断电检测电路输出的第二和第三直流电压信号，所述主控器确定是否发生所述交流供电电源异常；当确定没有发生所述交流供电电源异常时，所述主控器确定空调系统发生了故障。

其中，根据来自与交流供电电源的一相连接的故障检测电路输出的第一直流电压信号，主控器确定是否发生了空调系统异常包括：

第一直流电压信号为方波信号时，所述主控器确定空调系统正常；

第一直流电压信号为高电平信号时，所述主控器确定空调系统异常。

其中，利用来自于与所述交流供电电源的三相分别连接的断电检测电路输出的第二和第三直流电压信号，所述主控器确定是否发生所述交流供电电源异常包括：

当第二直流电压信号和第三直流电压信号均为高电平信号时，确定所述交流供电电源发生断电；

当第二直流电压信号和第三直流电压信号其中之一为高电平信号时，确定所述交流供电电源发生缺相；

当第二和第三直流电压信号均为方波信号，并且第二和第三直流电压信号之间的相位差与预先存储在主控器中的预定相位差不一致时，确定所述交流供电电源发生逆相；

当第二和第三直流电压信号均为方波信号，并且第二和第三直流电压信号至少之一的频率与所述主控器内预先存储的预定频率不一致时，确定所述交流供电电源发生频率异常。

所述主控器确定交流电源断电时，所述方法还包括：当发生交流电源断电后上电时，所述主控器根据来自断电类型检测电路的第四直流电压信号，所述主控器确定交流电源断电是瞬时断电还是长时间断电。

其中，所述主控器确定交流电源断电是瞬时断电还是长时间断电包括：

如果第四直流电压信号低于第一阈值，确定交流电源断电为长时间断电；

如果第四直流电压信号不低于第一阈值，确定交流电源断电为瞬时断电。

所述方法进一步包括：如果确定发生了交流供电电源异常，主控器确定空调系统没有发生故障，并清除故障标志位，等待所述交流供电电源恢复正常。

本发明能够在采用开关电源的空调系统中确定出真正故障代码，排除由于开关电源系统特性带来的误故障判断。

附图说明

图1是根据本发明实施例的故障检测装置的方框图；

图2是根据本发明实施例的故障代码检测电路的原理图；

图3是根据本发明实施例的断电检测电路的原理图；

图4是根据本发明实施例的断电类型检测电路的原理图；

图5是根据本发明实施例的故障检测方法的流程图。

图6是根据本发明实施例的判断交流供电电源异常的流程图。

如图所示，为了能明确实现本发明的实施例的结构，在图中标注了特定的结构和器件，但这仅为示意需要，并非意图将本发明限定在所述特定结构、器件和环境中。根据具体需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和结构进行调整或者修改，所进行的调整或者修改仍然包括在本发明的范围中。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的故障检测装置及其方法进行详细描述。同时在这里做以说明的是，为了使实施例更加详尽，下面的实施例为最佳、优选实施例，对于一些公知技术本领域技术人员也可采用其他替代方式而进行实施；而且附图部分仅是为了更具体的描述实施例，而并不旨在对本发明进行具体的限定。

本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为便于理解本发明，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。另外，为了避免对本发明的实质造成不必要的混淆，并没有详细说明众所周知的方法、过程、流程、元件和电路等。

图1示出了根据本发明实施例的故障检测装置的方框图。如图1所示，故障检测装置包括主控器10，故障代码检测电路20，断电检测电路40和断电类型检测电路30。主控器10由开关电源供电，对空调系统运行进行控制。故障代码检测电路20连接到空调系统的压力开关以及外部供电电源，并且与主控器10连接。在采用了开关电源的空调系统中，空调系统中，真正的故障指的是空调系统中各个部件导致的冷媒压力异常引发的故障。本发明中，由于空调系统的冷媒压力变化等导致的真正故障以及由于空调系统断电引起的伪故障统称为空调系统异常。当空调系统正常运行时，故障代码检测电路20输出方波信号给主控器10。当空调系统发生真正的故障时，导致压力开关关断，故障代码检测电力路不再输出方波信号。另一方面，当空调系统的交流供电电源发生异常时，例如故障代码检测电路20所连接的那一相交流电缺相或者断电等情形时，也会导致压力开关关断，从而故障代码检测电路20无方波信号输出。当主控器10检测到故障代码检测电路20发来的第一直流电压信号不是电压方波信号时，主控器10确定发生了空调系统异常。断电检测电路40连接到交流供电电源并向主控器10提供第二和第三直流电压信号。交流供电电源正常供电时，第二和第三直流电压信号为直流电压方波信号；交流供电电源异常时，第二和第三直流电压信号中的一个可能变为高电平信号。断电检测电路40用于检测是否发生交流供电电源异常，即检测交流供电电源是否发生电源缺相、逆相或者频率异常或者断电。只有当发生断电时，主控器10接收到的断电检测电路40发出的第二和第三直流电压信号都不是方波信号。可选地，根据本发明的实施例，故障检测装置还可以包括断电类型检测电路30，用于判断断电是瞬时停电还是长时间停电。

图2示出了根据本发明实施例的故障代码检测电路的原理图。如图2所示，故障代码检测电路20包括第一和第二端子，分压电路，第一光电隔离器件201和开关电路。具体地，P2R、P2S接线端子分别连接到外部电源的火线和零线。换言之，故障代码检测电路仅连接到三相电源中的一相。本发明中，与压力开关连接的那一相为如图3所示的U或W相。第一端子PCN2(JST生产的VH型端子)经其接线端2和4连接到空调的压力开关。当空调系统出现严重故障时，压力开关首先会发生异常，并断开电源。第二端子PCN3(JST生产的VH型端子)连接到交流接触器(未示出)，并且其连接端3连接到接线端子P2S。第一端子PCN2的接线端3经继电器开关FTR-F3连接到第二端子PCN3的接线端1，同时经第一电阻R140连接到第一光电隔离器件201的第一输入端。第一光电隔离器件201用于将其输入端的交流与输出端的输出信号隔离，并将输入端的交流信号转化成直流电压方波信号。第二端子PCN3的接线端3经继电器SK1连接到其接线端1和继电器开关FTR-F3。同时，第二端子PCN3的接线端3还连接到第一光电隔离器件的第二输入端。

第一光电隔离器件201的输出端连接到开关电路。具体地，第一光电隔离器件201的第一输出端连接到三极管Q50的基极，三极管Q50的集电极通过第三电阻R161连接到接线端子63H1上，接线端子63H1连接到主控器第一输入端。当压力开关异常时，故障代码检测电路经此端子向主控器发送中断信号。第一光电隔离器件的第二输出端和三极管Q50的发射极分别接地。

图2中，交流接触器的本体安装于空调系统强电电气侧，其控制绕组通过配线连接于第二端子PCN3上。如图2所示，第二端子PCN3与交流接触器(未示出)连接，交流接触器与压力开关串联，压力开关异常时通过交流接触器硬件关断交流供电电源。

图2的示例中，第一光电隔离器件的第一输入端为1A，第二输入端为1K，第一输出端为1C，第二输出端为1E。利用光电隔离器件的特性，当输入端信号为交流电压信号时，其输出端信号为直流方波信号。

故障代码检测电路还包括：在第一电阻R140和第一光电隔离器件之间，并且在第一光电隔离器件的第一输入端和第二输入端之间并联连接第二电阻R144与二极管D48。第二电阻R144与第一电阻R140组成分压电路，用于第一光电隔离器件201正向导通，D48并联于第一光电隔离器件的第一和第二输入端以防止反向击穿。

进一步，故障代码检测电路还包括：第一光电隔离器件的第一输出端还经由第四电阻R156连接到5V电源上。在第一光电隔离器件的输出通路导通时第四R156起限流作用。

此外，故障代码检测电路20中，三极管Q50的集电极还经由第五电阻R157连接到+5V电源上。在三极管开关电路中，第五电阻R157起限流作用。当外部压力开关断开时，强电侧信号通过光耦隔离输入到弱电侧。在第三电阻R161与开关电路的接线端子63H1之间连接有第一电容器C92，第一电容器的另一端接地。如果第一光电隔离器件201没有交流电压信号输入，则由+5v电源经电阻R157和第三电阻R161向主控器10提供高电平信号。

交流电源从P2R经第一端子的接线端子1和2进入空气开关，再从空气开关经第一端子的接线端子4和3输出，经第一电阻R140和第二电阻R144之后返回端子P2S。第二电阻R144上的交流分压信号输入到第一光电隔离器件201。响应于交流分压信号，第一光电隔离器件输出第一直流电压方波信号。

在空调系统正常工作时，故障代码检测电路20输出方波信号给主控器10；当空调系统发生异常时，不论是真的系统故障，还是系统断电或者交流电源供电异常，压力开关将外部电源断开，故障代码检测电路20形成开路，从而故障代码检测电路20不再输出方波信号给主控器10。在这种情况下，而是仅向主控器10提供高电压电平信号。

图3示出了本发明的实施例的断电检测电路的原理图。如图3所示，U、V、W端子分别连接到三相交流电源上。同时，U端子通过第一分压电路和第一稳压电路连接至第二光电隔离器件401的第一输入端，其中第一分压电路包括串联连接的两个电阻R142、R148，第一稳压电路包括两个反向连接的稳压二极管ZD11、ZD13，电阻R148连接到稳压二极管ZD11的正向端，稳压管ZD13的正向端与第二光电隔离器件连接。稳压二极管ZD11和ZD13防止第二光电隔离器件被反向击穿。第二分压电路包括降压电路和与该降压电路并联的第二电容器C83。第二电容器C83用于消除高频噪声干扰。降压电路包括两个串联连接的电阻R149、R150。第二分压电路的一端连接到第一分压电路和第一稳压电路，另一端连接到第二光电隔离器件的第二输入端以及与交流供电电源的V相连接的V端子。

V端子通过第三分压电路和第二稳压电路连接到第三光电隔离器件402的第一输入端。第三分压电路包括串联连接的两个电阻R143、R147，第二稳压电路包括两个反向连接的稳压二极管ZD12、ZD14，电阻R147连接到稳压二极管ZD12的正向端，稳压管ZD14的正向端与第三光电隔离器件的第一输入端连接。稳压二极管ZD12和ZD14用于防止第三光电隔离器件被反向击穿。第四分压电路包括降压电路和与该降压电路并联的第三电容器C84。第三电容器C84用于消除高频噪声干扰。降压电路包括两个串联连接的电阻R151、R152。第四分压电路的一端连接到第三分压电路和第二稳压电路，另一端连接到第三光电隔离器件的第二输入端以及与交流供电电源的W相连接的W端子

第二光电隔离器件401的第一输出端通过第七电阻R164连接至接线端子R-S，所述接线端子R-S连接主控器的第二输入端。电阻R164与第二光电隔离器件401连接的一端还经第八电阻R159连接到直流电源例如+5V直流电压上，电阻R164的另一端连接接地的第四电容器C95。第三光电隔离器件的第一输出端通过第九电阻R163连接至接线端子S-T，所述接线端子S-T连接主控器的第三输入端。电阻R163与第三光电隔离器件401连接的一端还经第十电阻R160连接到直流电源例如+5V直流电压上，电阻R163的另一端连接接地的第五电容器C94。第二光电隔离器件的第二输出端和第三光电隔离器件的第二输出端分别接地。利用光电隔离器件的特性，当第二和第三光电隔离器件的输入信号分别为交流信号时，第二和第三光电隔离器件的输出信号也相应地为直流方波信号。

参见图3，UV相之间的交流电压信号经电阻R142、R148、R149和R150分压后，电阻R149和R150两端的分压的交流电压信号输入到第二光电隔离器件，经第二光电隔离器件的光电隔离处理后输出第二直流电压方波信号给主控器10。第二直流方波信号的频率与电阻R149和R150两端的交流电压信号的频率一致，而电阻R149和R150两端的交流电压信号的频率即为UV相的交流信号频率。主控器10根据输入的电压方波信号判断U V相是否断电、UV相的信号频率是否异常。同样，VW相之间的交流电压信号经电阻R143、R147、R151和R152分压后，电阻R151和R152两端的分压的交流电压信号输入到第三光电隔离器件，经第三电隔离器件的光电隔离处理后输出第三直流电压方波信号给主控器10。第三直流方波信号的频率与电阻R151和R152两端的交流电压信号的频率一致，而电阻R151和R152两端的交流电压信号的频率即为VW相的交流信号频率。

主控器10根据输入的第二和第三直流电压方波信号判断U V相和VW相是否断电、UV相和VW相的信号频率是否异常。如果发生断电，则都没有第二和第三直流电压方波信号，即接线端R-S和S-T上均无方波信号，而是仅有高电平信号。如果发生电源异常，例如在缺相时，第二和第三直流电压方波信号之一将会缺失，即接线端R-S和S-T之一上无方波信号，而仅有高电平信号。如果发生电源频率异常，则第二和第三直流电压方波信号中的至少一个的频率会发生异常。具体地，主控器10内部设置有频率检测模块，用于确定从接线R-S和S-T输入的第二和第三直流电压方波信号的频率并将该检测的频率与预先存储的预定频率进行比较，如果二者一致，则确定没有频率异常，否则发生频率异常。如果发生电源逆相，则第二和第三直流电压方波信号之间的相位差会发生变化。具体地，主控器10还包括相位检测模块，用于确定UV相和VW相之间的相位差。主控器10将相位检测模块所确定的相位差与预先设置的相位差进行比较，如果二者不一致，则确定发生了逆相。如果发生U或W缺相时，则断电检测电路不会再输出第二或第三输出电压信号；如果是V相缺相，与发生断电一样，没有第二或第三输出电压信号。

可选地，本发明的故障检测装置可以包括断电类型检测电路。图4示出了根据本发明实施例的断电类型检测电路的原理图。如图4所示，在断电类型检测电路中，电阻R36与电阻R38串联连接之后连接到A/D接线端，电阻R36的另一端连接在直流电源例如+5V直流电压上。电阻R36和R38共同连接到电容器C16，电容器C16的另一端接地。

如果发生外部供电电源瞬时停电，即停电时间少于500ms，那么电容器C16不能充分放电，A/D接线端的输出电压为2.5V-4V，即高于预定电压阈值；如果发生长时间停电，即停电时间大于500ms，则A/D接线端的输出电压低于所述预定电压阈值。在图4所示的实例中，预定电压阈值为2.5V。每一次当外部电源停电并且再上电后，主控器10将根据其A/D端子接收到的信号以及其内部预先存储的预定电压阈值，判断停电是瞬时停电还是长时间停电。

下面详细描述本发明的故障检测系统的具体工作过程。

如图5所示，流程起始于步骤510。在步骤510，主控器完成对空调系统的各部件进行控制的初始化工作。在步骤511，主控器10接收来自故障代码检测电路20和断电检测电路40的信号。可选地，主控器10在步骤511还进一步接收来自断电类型检测电路30的信号。在步骤512，主控器10根据来自故障代码检测电路20的第一直流电压信号判断是否发生空调系统异常。如前所述，如果空调系统不发生异常，例如空调系统不发生真正的故障或者不发生真正的交流电源断电、缺相等异常，那么第一直流电压信号为方波信号；如果空调系统发生异常，那么由于在空调系统异常时压力开关会关断，故障代码检测电路的第一光电隔离器不再接收到交流信号，因此故障代码检测电路输出的第一直流电压信号为高电平信号。第一直流电压信号为方波信号时，主控器10确定没有发生空调系统异常；第一直流电压信号为高电平信号时，主控器10确定发生空调系统异常。如果主控器10确定没有发生故障，则流程返回到步骤511，继续对空调系统的运行进行监控。

主控器10根据从故障代码检测电路20接收的信号确定发生空调系统异常后，主控器10进一步根据从断电检测电路接收的第二和第三直流电压信号判断是否发生交流供电电源异常(步骤513)。如果主控器10确定没有发生交流供电电源异常，则主控器10确定空调系统发生了故障，主控器10将进行预定的故障处理(步骤514)。

如果主控器10确定发生交流供电电源异常，主控器确定空调系统没有发生故障，清除故障标志位，等待所述交流供电电源恢复正常(步骤515)。具体地，主控器判断是否发生交流供电电源异常包括判断交流供电电源是否发生缺相、逆相、频率异常以及断电等情况。交流供电电源的断电、缺相、逆相以及频率异常的判断如前所述。如果发生交流供电电源异常，在步骤515，主控器10还向用户报告电源异常信息，例如缺相信息、逆相信息和频率异常信息。

可选地，当发生交流供电电源异常的情况下，在步骤515之后，如果交流供电电源恢复，主控器10进一步根据第四直流电压信号确定电源断电类型(步骤516)。如果来自断电类型检测电路的第四直流电压低于第一阈值，例如低于2.5V，主控器10确定电源断电是长时间断电；如果不是，则确定为瞬时断电。如果确定为瞬时断电，主控器10不对空调系统的各个部件重新设置初始值，流程直接返回到步骤511。如果确定断电类型为长时间断电，主控器10重新对空调系统的各个部件进行初始值设置(步骤517)，流程返回到步骤511。

图6示出了根据本发明实施例的判断交流供电电源异常的具体过程。如图6所示，在步骤610，主控器10判断第二直流电压信号和第三直流电压信号是否均为高电平信号，如果是，则确定所述交流供电电源发生断电，流程进行到步骤515。如果不是，在步骤611，主控器10判断第二直流电压信号和第三直流电压信号其中之一是否为高电平信号，如果是则确定所述交流供电电源发生缺相，流程进行到步骤515。此时，可以确定第二和第三直流电压信号均为方波信号。如果没有发生电源缺相，在步骤612，主控器10判断第二和第三直流电压信号之间的相位差与预先存储在主控器中的预定相位差是否一致，如果否，确定所述交流供电电源发生逆相，则流程进行到步骤515。如果没有发生逆相，在步骤613，主控器10判断第二和第三直流电压信号至少之一的频率与所述主控器内预先存储的预定频率是否一致，如果不一致，确定所述交流供电电源发生频率异常，流程进行到步骤515。如果一致，则表明没有发生交流供电电源频率异常，流程进行到步骤514。交流供电电源的频率一般为50或60Hz，因此预定频率为50或60Hz。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述程序可以存储于计算机可读取存储介质中，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

根据本发明，在采用开关电源的空调系统中，在发生空调系统异常时，能够根据与交流供电电源的三相连接的断电检测电路输出的第二和第三直流电压信号确定是否发生交流电源断电、缺相、逆相以及频率异常等情况，从而可以确定是否发生交流供电电源异常，从而确定在发生交流电源异常时出现的空调系统异常并不是真正的空调系统故障，排除了由于开关电源系统特性带来的误故障判断。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种用于空调系统的故障检测装置，包括主控器、故障代码检测电路和断电检测电路，其特征在于：

所述故障代码检测电路经空调系统的压力开关连接到交流供电电源中的一相，产生用于判断空调系统是否发生异常的第一直流电压信号并将第一直流电压信号发送给所述主控器的第一输入端；

所述断电检测电路的三个输入端分别连接到外部电源的三相并且产生用于判断交流供电电源是否发生电源异常的第二和第三直流电压信号，所述断电检测电路向所述主控器的第二和第三输入端分别发送第二和第三直流电压信号以供主控器判断交流供电电源是否发生电源异常；

所述主控器由开关电源供电，在检测到第一直流电压信号不是方波信号时确定空调系统异常，并且在基于所述第二和第三直流电压信号确定交流供电电源没有发生异常时确定空调系统发生了故障。

2.根据权利要求1所述的故障检测装置，其中，在发生空调系统异常时，所述故障代码检测电路输出的第一直流电压信号为高电平信号；当空调系统正常工作时，所述故障代码检测电路输出的第一直流电压信号为方波信号。

3.根据权利要求2所述的故障检测装置，其中，所述故障代码检测电路包括：

连接到交流供电电源的一相和所述压力开关的第一端子；

分压电路，连接到第一端子；

第一光电隔离器件，其输入端连接到分压电路以接收所述分压电路输出的交流电压信号；

连接到第一光电隔离器件的输出端的开关电路，用于根据输入到第一光电隔离器件的交流电压信号产生方波信号作为第一直流电压信号，并且在无交流电压信号时输出高电平直流电压信号作为第一直流电压信号；

连接到交流接触器的第二端子，第二端子与所述压力开关串联连接，用于在压力开关异常时关断交流供电电源；

其中，在所述分压电路和第一光电隔离器件之间并联连接有第一二极管以防止反向击穿第一光电隔离器件。

4.如权利要求3所述的故障检测装置，其中，连接到交流供电电源的一相和开关电源的第一端子包括：与所述交流供电电源的火线第一接线端；与所述压力开关连接的第二和第四接线端；第一接线端与第二接线端连接，第四接线端与第三接线端连接；和第三接线端，连接到所述分压电路中的第一电阻的一端；

其中，第一光电隔离器件的第一输入端与所述分压电路中的第一电阻的另一端连接，第一光电隔离器件的第二输入端与所述分压电路中的第二电阻的一端共同连接到所述交流供电电源的零线，第一电阻的另一端连接到第二电阻的另一端；

第一二极管的正向端连接到第一光电隔离器件的第二输入端，第一二极管的反向端连接到第一光电隔离器件的第一输入端；

其中，第二端子的第二接线端连接到所述交流供电电源的零线以及第一光电隔离器件的第二输入端，并经继电器连接到第二端子的第一接线端，第二端子的第一接线端经继电器开关连接到第一端子的第三接线端。

5.根据权利要求4所述的故障检测装置，其中，所述开关电路包括：

三极管，其基极连接到第一光电隔离器件的第一输出端并经第四电阻连接到直流电源，发射极与第一光电隔离器件的第二输出端共同接地，集电极经第五电阻连接到所述直流电源，并且经第三电阻连接到开关电路的输出端；

第一电容器，一端连接在第三电阻和所述开关电路之间，另一端接地。

6.根据权利要求1所述的故障检测装置，其中，所述断电检测电路包括：

第一分压电路，其一端连接到交流供电电源的第一相；

第二分压电路，包括第一降压电路以及与第一降压电路并联的第二电容器，第二分压电路的一端连接到第一分压电路的另一端，另一端连接到交流供电电源的第二相以及第二光电隔离器件的第二输入端；

第一稳压电路，其一端连接到第二分压电路和第一分压电路的另一端，另一端连接到第二光电隔离器件的第一输入端；

第三分压电路，其一端连接到交流供电电源的第二相；

第四分压电路，包括第二降压电路以及与第二降压电路并联的第三电容器，第四分压电路的一端连接到第三分压电路的另一端，另一端连接到交流供电电源的第三相以及第三光电隔离器件的第二输入端；

第二稳压电路，其一端连接到第四分压电路和第三分压电路的另一端，另一端连接到第三光电隔离器件的第一输入端。

7.根据权利要求6所述的故障检测装置，其中，第二光电隔离器件的第一输出端经第七电阻连接到主控器的第二输入端，并经第八电阻连接到直流电压；主控器的第二输入端和第七电阻共同连接到第四电容器的一端，第四电容器的另一端以及第二光电隔离器件的第二输出端接地；

第三光电隔离器件的第一输出端经第九电阻连接到断电检测电路的所述主控器的第三输入端，并经第十电阻连接到直流电压；主控器的第三输入端和第九电阻共同连接到第五电容器的一端，第五电容器的另一端以及第三光电隔离器件的第二输出端接地。

8.根据权利要求1所述的故障检测装置，其中，所述交流供电电源发生异常包括：

所述交流供电电源发生缺相；

所述交流供电电源发生逆相；

所述交流供电电源发生频率异常；

所述交流供电电源发生断电。

9.根据权利要求8所述的故障检测装置，其中，所述主控器用于：

当检测到第二直流电压信号和第三直流电压信号均为高电平信号时，确定所述交流供电电源发生断电；

当检测到第二直流电压信号和第三直流电压信号其中之一为高电平信号时，确定所述交流供电电源发生缺相；

当第二和第三直流电压信号均为方波信号，并且第二和第三直流电压信号之间的相位差与预先存储在主控器中的预定相位差不一致时，确定所述交流供电电源发生逆相；

当第二和第三直流电压信号均为方波信号，并且第二和第三直流电压信号至少之一的频率与所述主控器内预先存储的预定频率不一致时，确定所述交流供电电源发生频率异常。

10.如权利要求1所述的故障检测装置，进一步包括：

断电类型检测电路，提供用于判断所述交流供电电源断电是瞬时停电还是长时间停电的第四直流电压信号。

11.如权利要求10所述的故障检测装置，其中，所述断电类型检测电路包括：

第十一电阻，其一端连接到直流电压；

第十二电阻，其一端连接到所述主控器的第四输入端；

第六电容器，其一端连接到所述第十一电阻的另一端和第十二电阻的另一端，第六电容器的另一端接地。

12.一种用于空调系统的故障检测方法，包括步骤：

根据来自与交流供电电源的一相连接的故障检测电路输出的第一直流电压信号，主控器确定是否发生了空调系统异常；

在发生了空调系统异常时，利用来自于与所述交流供电电源的三相分别连接的断电检测电路输出的第二和第三直流电压信号，所述主控器确定是否发生所述交流供电电源异常；

当确定没有发生所述交流供电电源异常时，所述主控器确定空调系统发生了故障。

13.根据权利要求12所述的故障检测方法，其中，根据来自与交流供电电源的一相连接的故障检测电路输出的第一直流电压信号，主控器确定是否发生了空调系统异常包括：

第一直流电压信号为方波信号时，所述主控器确定空调系统正常；

第一直流电压信号为高电平信号时，所述主控器确定空调系统异常。

14.如权利要求12所述的故障检测方法，其中，利用来自于与所述交流供电电源的三相分别连接的断电检测电路输出的第二和第三直流电压信号，所述主控器确定是否发生所述交流供电电源异常包括：

当第二直流电压信号和第三直流电压信号均为高电平信号时，确定所述交流供电电源发生断电；

当第二直流电压信号和第三直流电压信号其中之一为高电平信号时，确定所述交流供电电源发生缺相；

当第二和第三直流电压信号均为方波信号，并且第二和第三直流电压信号之间的相位差与预先存储在主控器中的预定相位差不一致时，确定所述交流供电电源发生逆相；

当第二和第三直流电压信号均为方波信号，并且第二和第三直流电压信号至少之一的频率与所述主控器内预先存储的预定频率不一致时，确定所述交流供电电源发生频率异常。

15.根据权利要求12或14所述的方法，所述主控器确定交流电源断电时，还包括：

当发生交流电源断电后上电时，所述主控器根据来自断电类型检测电路的第四直流电压信号，所述主控器确定交流电源断电是瞬时断电还是长时间断电。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述主控器确定交流电源断电是瞬时断电还是长时间断电包括：

如果第四直流电压信号低于第一阈值，确定交流电源断电为长时间断电；

如果第四直流电压信号不低于第一阈值，确定交流电源断电为瞬时断电。

17.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：

如果确定发生了交流供电电源异常，主控器确定空调系统没有发生故障，并清除故障标志位，等待所述交流供电电源恢复正常。