CN103062859B - 带有辅热系统的空调及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种带有辅热系统的空调及其控制方法，能够实现宽范围、连续地调节辅热功率。空调的控制电路包括有：可控硅控制电路、继电器控制电路、电压过零检测电路、微控制器、以及稳压源；可控硅控制电路中可控硅的一端与市电的火线连接，另一端与发热器的第一电源输入端连接；发热器的第二电源输入端与继电器控制电路的继电器输入端连接，继电器的输出端与市电的零线连接；电压过零检测电路用以对整流电压信号进行检测，微控制器读取该过零检测信号；所述微控制器用以根据室内外环境温度、室内蒸发器铜管温度、用户设定温度和电压过零信号，控制继电器的闭合和可控硅的导通角，从而宽范围连续调节辅热功率。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种带有辅热系统的空调及其控制方法。
背景技术
随着空调业的发展，人们对空调节能，舒适方面的性能要求也越来越高。
在现有技术中，空调室内机辅热系统的电路原理图如图1所示，图1中发热器通过两个继电器连接到电网中，两个继电器同时导通时，发热器工作处在发热状态，只要有继电器不导通，则发热器处在不发热状态，每种工作状态对应于一个功率。现有技术具有如下缺点：其功率有限且是固定的两个值，不能宽范围、连续地调节发热器的发热功率。固定的发热功率不利于节能用电，同时还影响用户舒适性，不能满足室内环境的较高要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有辅热系统的空调及其控制方法，能够实现宽范围、连续地调节辅热功率，可调的辅热功率在达到节能效果结合空调开发多种制热功能模式，提高了用户舒适性。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
带有辅热系统的空调，包括有发热器、继电器和控制电路，其中，所述控制电路包括有：可控硅控制电路、继电器控制电路、电压过零检测电路、微控制器、以及稳压源；所述可控硅控制电路中可控硅的一端与市电的火线连接，另一端与发热器的第一电源输入端连接；所述发热器的第二电源输入端与继电器控制电路的继电器输入端连接，继电器的输出端与市电的零线连接；所述电压过零检测电路用以对整流电压信号进行检测，即检测交流市电的电压过零点并提供过零检测信号，微控制器读取该过零检测信号；所述微控制器用以根据室内外环境温度、室内蒸发器铜管温度、用户设定温度和电压过零信号，控制继电器的闭合和可控硅的导通角，从而宽范围连续调节辅热功率。
上述带有辅热系统的空调的控制方法，其中，空调进入制热模式，微控制器根据室内外环境温度、蒸发器铜管的温度和用户设定温度，控制是否启动辅热系统；微控制器控制开启电辅热系统时，微控制器发出信号控制继电器吸合，同时开始采集接收过零检测电路的过零检测信号，当检测到电压过零点时，延时一定适合的时间后发出指令给可控硅控制电路控制可控硅导通，微控制器发出不同的占空比PWM波，改变可控硅的导通角，从而改变辅热系统的发热功率；即控制电路通过控制继电器的闭合和可控硅的导通角，从而宽范围连续调节辅热功率。
本发明的有益效果如下：
本发明的带有辅热系统的空调及其控制方法：由于有了可控硅的存在，结合电压过零检测电路，可以根据室内外环境温度、室内蒸发器铜管温度和用户设定温度，由微控制器控制可控硅的导通角，从而控制了发热器的发热功率，这样无级的辅热功率调节，保证了空调在制热模式下的送风温度无明显波动，提高了用户舒适性，还达到了节能的效果。同时结合空调这一实体我们还可以实现多种模式的制热控制。
附图说明
图1是现有技术中空调辅热控制电路原理图；
图2是本发明的带有辅热系统的控制电路原理图；
图3是本发明带有辅热系统的空调的控制方法流程图；
图4是本发明带有辅热系统的空调的控制方法中快速制热控制流程图；
图5是本发明带有辅热系统的空调的控制方法中舒适制热控制流程图；
图6是本发明带有辅热系统的空调的控制方法中节能制热控制流程图。
附图标记说明：
1、可控硅控制电路，2、继电器控制电路，3、电压过零检测电路，4、发热器，5、微控制器，6、稳压源。
具体实施方式
本发明公开了一种带有辅热系统的空调，请见图2，包括有发热器4、继电器和控制电路，其中，所述控制电路包括有：可控硅控制电路1、继电器控制电路2、电压过零检测电路3、微控制器5、以及稳压源6；所述可控硅控制电路1中可控硅的一端与市电的火线连接，另一端与发热器的第一电源输入端连接；所述发热器4的第二电源输入端与继电器控制电路2的继电器输入端连接，继电器的输出端与市电的零线连接；所述电压过零检测电路3用以对整流电压信号进行检测，即检测交流市电的电压过零点并提供过零检测信号，微控制器5读取该过零检测信号；所述微控制器5用以根据室内外环境温度、室内蒸发器铜管温度、用户设定温度和电压过零信号，控制继电器的闭合和可控硅的导通角，从而宽范围连续调节辅热功率。
现在结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图2所示：本实施例中，所述稳压源6采用5v稳压源6。
所述的可控硅控制电路1包括可控硅Q1，光电耦合器U2，三极管Q3，限流电阻R1、限流电阻R2、限流电阻R3，阻容模块RC1；所述的阻容模块RC1和可控硅的阳极、阴极并联；可控硅Q1的阳极与火线L连接，阴极与发热器4的第一电源输入端连接，可控硅Q1的控制极与光电耦合器U2的第四引脚连接；光电耦合器第六引脚经限流电阻R1后与火线连接，光电耦合器第二引脚接地；三极管Q3的发射极与光电耦合器U2第一引脚连接，其集电极经限流电阻R2后与5v稳压源6连接，其基极经限流电阻R3后与微控制器5连接。
微控制器5的控制信号PWM控制了三极管Q3的导通，三极管Q3实现电流放大作用对光电耦合器U2进行控制，光电耦合器U2的导通可以实现可控硅导通角的控制。不同的占空比PWM波控制可控硅的控制极使得可控硅在半个交流电压工作周期内导通不同的时间。占空比越大，可控硅的导通角越大，导通角越大发热器的发热功率就越大。占空比可以无级调节，所以对应的发热功率也实现了无级调节。
所述继电器控制电路2中，继电器一端与发热器4的第二电源输入端连接，另一端接市电零线，其控制端与微控制器5连接，继电器控制端并联连接起保护作用的二极管D6。
所述电压过零检测电路3，包括三极管Q2、分压电阻R4、分压电阻R5和电阻R6，来自整流电压信号线路AC_ZERO经分压电阻R5后连接三极管Q2的基极，分压电阻R4与三极管Q2的基极发射极并联，且三极管Q2的发射极一端接地，5v稳压源6连接电阻R6后和三极管Q2的集电极连接，三极管Q2的集电极MCU_ZERO信号线路和微控制器5连接。
电压过零检测电路3的电阻R4和R5对整流桥整流出来的电压进行分压处理，而三极管Q2就会根据电压值差生一个过零信号给微控制器5，当电压零点电压到来时，三极管Q2就会截止，MCU_ZERO呈现的是高电平。
上述带有辅热系统的空调的控制方法，其中，空调进入制热模式，微控制器根据室内外环境温度、蒸发器铜管的温度和用户设定温度，控制是否启动辅热系统；微控制器控制开启电辅热系统时，微控制器发出信号控制继电器吸合，同时开始采集接收过零检测电路的过零检测信号，当检测到电压过零点时，延时一定适合的时间后发出指令给可控硅控制电路控制可控硅导通，微控制器发出不同的占空比PWM波，改变可控硅的导通角，从而改变辅热系统的发热功率；即控制电路通过控制继电器的闭合和可控硅的导通角，从而宽范围连续调节辅热功率。
如图3，所述带有辅热系统的空调的控制方法，包括如下具体步骤：
①开始；
②判断空调是否进入制热模式，如是，进入步骤④；如否，进入步骤③；
③断开继电器；
④继电器吸合；
⑤判断：设定温度室温＞＝第一温差设定值ΔT1是否成立，如是，进入快速制热控制模式，如否，进入步骤⑥；
⑥判断：第二温差设定值ΔT2＜设定温度-室温＜第一温差设定值ΔT1是否成立，如是，进入舒适制热控制模式，如否，进入步骤⑦；
⑦判断：设定温度室温＜＝ΔT2是否成立，如是，进入节能制热控制模式，如否，回到步骤②。
如图4，快速制热控制模式为：微控制器以100％占空比控制可控硅使得发热器全功率工作以达到快速使室内温度接近设定温度。
如图5，舒适制热控制模式为：微控制器根据室内温度、蒸发器铜管温度和用户设定温度调节可控硅的导通角，并控制发热器功率；判断方法为：当蒸发器铜管温度增加，表示空调制热性能更好；而当蒸发器铜管温度降低，表示空调制热性能下降；微控制器采集接收过零检测电路的过零检测信号，当空调制热性能下降时相应增大PWM波的占空比加大发热器功率，相反，当空调制热变更好时相应减小PWM波的占空比减小发热器功率。
这样就可以保持比较稳定的出风温度，提高用户舒适性。
如图6，节能制热控制模式为：微控制器根据室内温度、蒸发器铜管温度和用户设定温度调节可控硅的导通角，控制发热器功率；当空调制热性能较好时，停止发热器工作，当空调制热性能较差时，发热器小功率工作。
上述所列具体实现方式为非限制性的，对本领域的技术人员来说，在不偏离本发明范围内，进行的各种改进和变化，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.带有辅热系统的空调，包括有发热器(4)、继电器和控制电路，其特征在于：所述控制电路包括有：可控硅控制电路(1)、继电器控制电路(2)、电压过零检测电路(3)、微控制器(5)、以及稳压源(6)；所述可控硅控制电路(1)中可控硅的一端与市电的火线连接，另一端与发热器的第一电源输入端连接；所述发热器(4)的第二电源输入端与继电器控制电路(2)的继电器输入端连接，继电器的输出端与市电的零线连接；所述电压过零检测电路(3)用以对整流电压信号进行检测，即检测交流市电的电压过零点并提供过零检测信号，微控制器(5)读取该过零检测信号；所述微控制器(5)用以根据室内外环境温度、室内蒸发器铜管温度、用户设定温度和电压过零信号，控制继电器的闭合和可控硅的导通角，从而宽范围连续调节辅热功率。
2.如权利要求1所述的带有辅热系统的空调，其特征在于：所述稳压源(6)采用5v稳压源。
3.如权利要求2所述的带有辅热系统的空调，其特征在于：所述的可控硅控制电路(1)包括可控硅Q1，光电耦合器U2，三极管Q3，限流电阻R1、限流电阻R2、限流电阻R3，阻容模块RC1；所述的阻容模块RC1和可控硅的阳极、阴极并联；可控硅Q1的阳极与火线L连接，阴极与发热器(4)的第一电源输入端连接，可控硅Q1的控制极与光电耦合器U2的第四引脚连接；光电耦合器第六引脚经限流电阻R1后与火线连接，光电耦合器第二引脚接地；三极管Q3的发射极与光电耦合器U2第一引脚连接，其集电极经限流电阻R2后与5v稳压源(6)连接，其基极经限流电阻R3后与微控制器(5)连接。
4.如权利要求3所述的带有辅热系统的空调，其特征在于：所述继电器控制电路(2)中，继电器一端与发热器(4)的第二电源输入端连接，另一端接市电零线，其控制端与微控制器(5)连接，继电器控制端并联连接起保护作用的二极管D6。
5.如权利要求4所述的带有辅热系统的空调，其特征在于：所述电压过零检测电路(3)，包括三极管Q2、分压电阻R4、分压电阻R5和电阻R6，来自整流电压信号线路AC_ZERO经分压电阻R5后连接三极管Q2的基极，分压电阻R4与三极管Q2的基极发射极并联，且三极管Q2的发射极一端接地，5v稳压源6连接电阻R6后和三极管Q2的集电极连接，三极管Q2的集电极MCU_ZERO信号线路和微控制器(5)连接。
6.如权利要求1至5中任何一项所述带有辅热系统的空调的控制方法，其特征在于：空调进入制热模式，微控制器根据室内外环境温度、蒸发器铜管的温度和用户设定温度，控制是否启动辅热系统；微控制器控制开启电辅热系统时，微控制器发出信号控制继电器吸合，同时开始采集接收过零检测电路的过零检测信号，当检测到电压过零点时，延时一定适合的时间后发出指令给可控硅控制电路控制可控硅导通，微控制器发出不同的占空比PWM波，改变可控硅的导通角，从而改变辅热系统的发热功率；即控制电路通过控制继电器的闭合和可控硅的导通角，从而宽范围连续调节辅热功率。
7.如权利要求6所述带有辅热系统的空调的控制方法，其特征在于：包括如下具体步骤：
①开始；
②判断空调是否进入制热模式，如是，进入步骤④；如否，进入步骤⑧；
⑧断开继电器，回到步骤②；
④继电器吸合，进入步骤⑤；
⑤判断：设定温度-室温＞＝第一温差设定值ΔT1是否成立，如是，进入快速制热控制模式，如否，进入步骤⑥；
⑥判断：第二温差设定值ΔT2＜设定温度-室温＜第一温差设定值ΔT1是否成立，如是，进入舒适制热控制模式，如否，进入步骤⑦；
⑦判断：设定温度-室温＜＝ΔT2是否成立，如是，进入节能制热控制模式，如否，回到步骤②。
8.如权利要求7所述带有辅热系统的空调的控制方法，其特征在于：所述快速制热控制模式为：微控制器以100％占空比控制可控硅使得发热器全功率工作以达到快速使室内温度接近设定温度。
9.如权利要求7所述带有辅热系统的空调的控制方法，其特征在于：所述舒适制热控制模式为：微控制器根据室内温度、蒸发器铜管温度和用户设定温度调节可控硅的导通角，并控制发热器功率；判断方法为：当蒸发器铜管温度增加，表示空调制热性能更好；而当蒸发器铜管温度降低，表示空调制热性能下降；微控制器采集接收过零检测电路的过零检测信号，当空调制热性能下降时相应增大PWM波的占空比加大发热器功率，相反，当空调制热变更好时相应减小PWM波的占空比减小发热器功率。
10.如权利要求7所述带有辅热系统的空调的控制方法，其特征在于：所述节能制热控制模式为：微控制器根据室内温度、蒸发器铜管温度和用户设定温度调节可控硅的导通角，控制发热器功率；当空调制热性能较好时，停止发热器工作，当空调制热性能较差时，发热器小功率工作。
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