CN105066385B - 一种空调室外机待机功耗控制系统及室外机 - Google Patents
一种空调室外机待机功耗控制系统及室外机 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种空调室外机待机功耗控制系统及室外机，所述室外机包括：唤醒模块、供电回路模块、开关电源和控制模块；所述唤醒模块将室内机输出的电源传输给供电回路模块充电；当充电电压达到开关电源的启动电压后，开关电源开始给控制模块供电；控制模块控制唤醒模块断开后再控制供电回路模块直接与输入电源连通，输入的交流电经供电回路模块全波整流后对开关电源供电；由于先断开唤醒模块再控制供电回路模块与输入电源连通，可避免对通讯造成干扰；进行全波整流可解决采用半波整流导致电容电压波动较大，影响电容寿命和开关电源工作的问题。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种空调室外机待机功耗控制系统及室外机。
背景技术
如何降低空调整机的待机功耗、是空调领域中的重要研发方向。室内机待机功耗容易降低，但降低室外机的待机功耗的方案还需改进。目前室外机主要有两种方式来降低待机功耗。
请参阅图1，其为现有的空调待机控制系统一应用实施例的示意图。空调待机时，室外机通过继电器（K1R、Ka、Kb）断开所有供电电源，室外机的传输电路外接的两个继电器（K3R和K4R）也断开，开关电源输入火线L通过继电器K1R（单刀双掷开关）连接至信号线S。室内机的二极管D的正极连接信号线S，二极管D的负极连接继电器K2R的一端，继电器K2R的另一端接内机火线L。当室内机待机完成需开机时，室内机的控制电路接收遥控器发射的开机信号，根据该开机信号控制继电器K2R吸合，内机火线L输出的电流的流动方向如图1中箭头所示，该电流给室外机的开关电源的电容C充电。电容C的充电电压达到开关电源启动电压后即可使开关电源得电，之后室内机的继电器K2R断开,空调系统便可正常运行。该方案的缺点一是需要较多的继电器，同时需要多个整流桥；二是当有多个室内机时，室外机的相应电路将会更复杂，成本较高。
请参阅图2，其为现有的空调待机控制系统另一应用实施例的示意图。待机时，室外机的继电器RLY2断开，室外机全部断电。当空调需要开机时，假设室内机B接收到开机命令，控制器U1B根据开机命令控制继电器RLY1B吸合；则电源火线L1B与室外机连接，其电流经信号线B、第一二极管D1传输至室外机的开关电源的电容Ca充电。电容Ca的充电电压达到开关电源启动电压后即可使开关电源得电。开关电源输出电压使处理器U2工作。处理器U2控制继电器RLY2闭合，电源通过第二二极管D2及开关电源向处理器供电。接着处理器U2通过第一通讯模块B向控制器U1B发送反馈信号，控制继电器RLY1B断开，完成开机过程，室外机即可进行正常工作。该方案正常工作时，室外机只能通过第二二极管D2对220V的交流电AC进行半波整流给电容Ca充电，如此电容电压波动较大，影响电容Ca的寿命和开关电源的工作。同时，由于室内机的第一通讯模块与室外机的通讯模块是一直连接的，通讯没有完全断开；若第一二极管D1被击穿会造成电流反灌，影响通讯模块工作。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种空调室外机待机功耗控制系统及室外机，以解决现有室外机采用半波整流导致电容电压波动较大，影响电容寿命和开关电源工作的问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种空调的室外机，与室内机连接，其中，所述室外机包括：唤醒模块、供电回路模块、开关电源和控制模块；
所述唤醒模块将室内机输出的电源传输给供电回路模块充电；当充电电压达到开关电源的启动电压后，开关电源开始给控制模块供电；控制模块控制唤醒模块断开后再控制供电回路模块直接与输入电源连通，输入的交流电经供电回路模块全波整流后对开关电源供电。
所述的室外机中，所述唤醒模块包括第一二极管、第一继电器和第一电阻；所述第一二极管的正极连接室内机的通讯端，第一二极管的负极连接第一继电器的一端，第一继电器的另一端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接供电回路模块。
所述的室外机中，所述第一继电器为常闭继电器，第一电阻为限流电阻。
所述的室外机中，所述供电回路模块包括第二继电器、第一整流桥和第一电容；所述第一整流桥的第1端连接第一电阻的另一端和第二继电器的一端，第二继电器的另一端连接火线，第一整流桥的第2端连接第一电容的正极和开关电源，第一整流桥的第3端连接零线，第一整流桥的第4端连接第一电容的负极和开关电源。
所述的室外机中，所述室内机待机时传输待机信号给控制模块，控制模块控制供电回路模块与输入电源断开，供电回路模块放电使电压下降至小于开关电源的启动电压时，开关电源停止工作；唤醒模块掉电恢复连通状态。
所述的室外机中，当第一电容的充电电压达到开关电源的启动电压后，开关电源启动进入工作状态；开关电源输出直流电使控制模块进入工作状态；当充电完成后，控制模块先控制第一继电器断开，再控制第二继电器吸合。
一种空调室外机待机功耗控制系统，其包括室内机和所述的室外机，所述室内机包括第三继电器和室内控制单元；
室内机收到开机命令时，室内控制单元控制第三继电器吸合并开始计时，通讯端输出电源给室外机的唤醒通路以唤醒室外机；唤醒结束后、室外机在计时时间到达前控制第一继电器断开以切断室外机与室内机之间的唤醒通路，再控制第二继电器吸合，将输入的交流电进行全波整流后输出供电；计时时间到达时，室内控制单元控制第三继电器断开。
所述的空调室外机待机功耗控制系统中，所述第三继电器的一端连接室内控制单元和室内机的通讯端，第三继电器的另一端连接火线。
所述的空调室外机待机功耗控制系统中，当室内机收到开机命令时，室内控制单元控制第三继电器吸合并开始计时：室外机在计时时间到达前控制第一继电器断开，再控制第二继电器吸合；计时时间到达时，室内控制单元控制第三继电器断开。
所述的空调室外机待机功耗控制系统中，包括一个室外机和多个室内机，多个室内机均连接室外机，多个室内机与室外机共用零线和火线。
相较于现有技术，本发明提供的空调室外机待机功耗控制系统及室外机，通过室外机的唤醒模块将室内机输出的电源传输给供电回路模块充电；当充电电压达到开关电源的启动电压后，开关电源开始给控制模块供电；控制模块控制唤醒模块断开后再控制供电回路模块直接与输入电源连通，输入的交流电经供电回路模块全波整流后对开关电源供电；由于先断开唤醒模块再控制供电回路模块连通，可避免对通讯造成干扰；进行全波整流可解决采用半波整流导致电容电压波动较大，影响电容寿命和开关电源工作的问题。
附图说明
图1为现有的空调待机控制系统一应用实施例的示意图。
图2为现有的空调待机控制系统另一应用实施例的示意图。
图3为本发明实施例提供的空调室外机待机功耗控制系统应用实施例的结构框图。
图4为本发明实施例提供的空调室外机待机功耗控制系统的应用实施例的电路图。
图5为本发明实施例提供的多联机的空调室外机待机功耗控制系统的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种空调室外机待机功耗控制系统及室外机，适用于空调的内外机采用零火线通讯，且室内机电源由室外机取得的空调系统。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请同时参阅图3和图4，本发明提供的空调的室外机包括唤醒模块110、供电回路模块120、开关电源130和控制模块140。所述唤醒模块110连接供电回路模块120、控制模块140和室内机的通讯端，供电回路模块120连接火线L、零线N、开关电源130和IPM（变频）模块，开关电源130连接控制模块140，IPM模块连接马达。所述开关电源、控制模块、IPM模块、马达为现有技术，此处对其具体电路结构不作详述。
室外机10处于待机状态时，其唤醒模块110处于连通状态，供电回路模块120与输入电源（即火线L）处于断开状态。当室内机接收到开机命令时由通讯线COM输出电源给室外机10。室外机10的唤醒模块110将室内机输出的电源传输给供电回路模块120充电；当充电电压达到开关电源130的启动电压后，开关电源130开始给控制模块140供电；控制模块140控制唤醒模块110断开后再控制供电回路模块120直接与输入电源连通，火线L和零线N输入的220V的交流电经供电回路模块120全波整流后对开关电源130和IPM模块供电，完成开机过程。
本实施例中，所述唤醒模块110包括第一二极管D1、第一继电器K1和第一电阻R1；所述第一二极管D1的正极连接室内机的通讯端（即通讯线COM所连的端口，用于输出电源或相关控制信号），第一二极管D1的负极连接第一继电器K1的一端，第一继电器K1的另一端连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端连接供电回路模块120。
其中，所述第一继电器K1为常闭继电器，室外机无电时（即待机状态）处于常闭状态，由控制模块140控制第一继电器K1断开或闭合。第一电阻R1为限流电阻，用于限定给供电回路模块120充电的充电电流的大小，以避免充电电流过大损坏继电器。
本实施例中，所述供电回路模块120包括第二继电器K2、第一整流桥DB1和第一电容C1；所述第一整流桥DB1的第1端连接第一电阻R1的另一端和第二继电器K2的一端，第二继电器K2的另一端连接火线L，第一整流桥DB1的第2端连接第一电容C1的正极和开关电源130，第一整流桥DB1的第3端连接零线N，第一整流桥DB1的第4端连接第一电容C1的负极和开关电源130。
第二继电器K2为常开继电器，也是室外机的常开主继电器。第一电容C1为开关电源130的启动电容，其电容值由具体室外机功耗决定。即当充电电流对第一电容C1充电使其充电电压达到开关电源的启动电压（此时第一电容C1还未充满）后，即可使开关电源130启动进入工作状态。
开关电源130启动后输出直流电给控制模块140，使控制模块140也进入工作状态。当充电完成后，控制模块140先控制第一继电器K1断开，再控制第二继电器K2吸合。先断开第一继电器K1，再吸合第二继电器K2，是为了避免吸合的输入电源通过通讯线COM和第一继电器K1与第二继电器K2形成回路造成输入电压全部分担到通讯回路中造成通讯电路中的元器件因承受高压而损坏。由于第一电容C1已经充满电，即使先断开第一继电器K1，第一电容C1上的电压仍能使开关电源工作，之后再吸合第二继电器K2，即可将火线L的电源输入、经过第一整流桥DB1全波整流后给开关电源供电。
基于上述的室外机，本发明实施例还相应提供一种空调室外机待机功耗控制系统。请继续参阅图4，所述空调室外机待机功耗控制系统包括：室外机10和室内机20。室内机接收到开机命令时，通过通讯端输出电源给室外机的唤醒通路以唤醒室外机，唤醒结束后切断室外机与室内机之间的唤醒通路，室外机将输入的交流电进行全波整流后输出供电。
本实施例中，采用充电方式来唤醒室外机，即将所述电源传输给供电回路模块充电；当充电电压达到开关电源的启动电压后，开关电源对控制模块供电，即实现唤醒功能。唤醒通路即唤醒模块中第一二极管、第一继电器和第一电阻组成的连线；当第一继电器断开时，唤醒通路断开；第一继电器吸合时，唤醒通路连接。
所述室内机20包括第三继电器K3和室内控制单元210，所述第三继电器K3的一端连接室内控制单元210和室内机的通讯端，第三继电器K3的另一端连接火线L。当室内机接收到开机命令时，室内控制单元210控制第三继电器K3吸合，火线L的电源通过第三继电器K3、通讯线COM输出给室外机。
在具体实施时，所述室内机还包括第二整流桥DB2、第二电容C2和室内开关电源220；所述第二整流桥DB2的第1端连接第三继电器K3的另一端和火线L，第二整流桥DB2的第2端连接第二电容C2的正极和室内开关电源，第二整流桥DB2的第3端连接零线N，第二整流桥DB2的第4端连接第二电容C2的负极和室内开关电源。
所述空调室外机待机功耗控制系统的工作原理如下：
当空调处于待机状态时，由于室外机没有电源，第一继电器K1恢复常闭状态，第二继电器K2恢复断开状态。
当室内机20收到开机命令时，室内控制单元210控制第三继电器K3吸合并开始计时，计时时间为T。火线Ｌ的电源通过第三继电器K3流经通讯线COM，第一二极管D1、第一继电器K1、第一电阻R1、第一整流桥DB1、零线N给第一电容C1充电。充电一段时间后，当第一电容C1的充电电压达到开关电源的启动电压后，开关电源130启动进入工作状态。开关电源130正常工作给控制模块140供电。当充电完成后，控制模块140控制第一继电器K1断开，之后再控制第二继电器K2吸合，火线L和零线N输入220V的交流电，经过第一整流桥DB1进行全波整流后输出给开关电源供电。
需要注意的是，从第一电容C1充电直至第二继电器K2吸合均在时间T内完成。当计时时间T到达时，室内控制单元210控制第三继电器K3断开。至此，室外机10进入正常工作模式。室内机20发出的所有控制信号（如温度调节、风速大小控制、模式选择等）通过通讯线COM传输给室外机10的控制模块140。由于此时第一继电器K1已经断开，则这些控制信号不会传输至第一整流桥DB1的第1端，也就不会影响整个室外机的电源系统。
当室内机20待机时，室内控制单元210通过通讯线COM传输待机信号给控制模块140，控制模块140控制第二继电器K2断开。当第一电容C1上的电量消耗到一定程度、即电容电压下降至小于开关电源的启动电压时，开关电源130停止工作，控制模块失去工作电源也停止工作；整个室外机均失去电源，第一继电器K1恢复常闭状态，第二继电器K2保持断开状态。由于第三继电器K3也断开，不会有电源从通讯线COM输出，至此室外机进入零功耗待机状态。
上述室内机和室外机共用零火线。当有多个室内机时，也共用零火线。如图5所示，进一步实施例中，所述空调室外机待机功耗控制系统包括一台室外机和两台室内机，第一室内机和第二室内机共同连接至所述室外机上。增加几个室内机，需在室外机对应增加几组二极管，即在室内机的通讯端与第一继电器K1的一端之间增加二极管Dn，在室内机的通讯端与控制模块之间增加二极管Dm。二极管Dn属于唤醒模块。本实施例对室内机的个数不作限定。
每个室内机均可单独控制室外机，即任一室内机接收到开机命令时，均可控制室外机开机，具体过程请详见上述工作原理。
当所有室内机均处于待机时，室外机才进入零功耗的待机状态，也即是说，室外机的控制模块需接收到所有室内机的待机信号时，才会控制第二继电器K2断开、后续待机过程请详见上述工作原理。
综上所述，本发明提供的空调室外机待机功耗控制系统及室外机，室内机需要唤醒室外机时，采用充电方式启动开关电源和控制模块；充电完成后控制第一继电器断开以切断通讯线和供电回路的联系，将交流市电经第一整流桥全波整流后对开关电源供电。
相比于背景技术一（即图1所示的结构），本发明的室外机通过一个常闭的第一继电器来给第一电容充电，充电完成后不用控制单刀双掷开关来切换到另一个整流桥来给其它电容充电。这样在待机时，室外机只需一个整流桥即可，大大减少了整流桥的个数；并且，增加室内机时，室外机只需对应增加一组二极管，电路结构简单，成本较低。
相比于背景技术二（即图2所示的结构），本发明的室外机通过常闭的第一继电器引入电源完成唤醒，唤醒完成后通过切断第一继电器隔离与通讯线的连接，避免对通讯造成干扰；同时，正常工作后第一整流桥引入的是全波交流电，对第一电容的电容电压的波动影响很小。而采用交流半波电（即图2）会使电源脉动大，对电容寿命和开关电源的工作不利。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种空调的室外机，与室内机连接，其特征在于，所述室外机包括：唤醒模块、供电回路模块、开关电源和控制模块；
所述唤醒模块将室内机由通讯线输出的电源传输给供电回路模块充电；当充电电压达到开关电源的启动电压后，开关电源开始给控制模块供电；控制模块控制唤醒模块断开后再控制供电回路模块直接与输入电源连通，输入的交流电经供电回路模块全波整流后对开关电源供电；
所述唤醒模块包括第一二极管、第一继电器和第一电阻；所述第一二极管的正极连接室内机的通讯端，第一二极管的负极连接第一继电器的一端，第一继电器的另一端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接供电回路模块；
室外机无电时第一继电器处于常闭状态，室内机发出的控制信号通过通讯线传输给室外机的控制模块。
2.根据权利要求1所述的室外机，其特征在于，所述第一继电器为常闭继电器，第一电阻为限流电阻。
3.根据权利要求1所述的室外机，其特征在于，所述供电回路模块包括第二继电器、第一整流桥和第一电容；所述第一整流桥的第1端连接第一电阻的另一端和第二继电器的一端，第二继电器的另一端连接火线，第一整流桥的第2端连接第一电容的正极和开关电源，第一整流桥的第3端连接零线，第一整流桥的第4端连接第一电容的负极和开关电源。
4.根据权利要求1所述的室外机，其特征在于，所述室内机待机时传输待机信号给控制模块，控制模块控制供电回路模块与输入电源断开，供电回路模块放电使电压下降至小于开关电源的启动电压时，开关电源停止工作；唤醒模块掉电恢复连通状态。
5.根据权利要求3所述的室外机，其特征在于，当第一电容的充电电压达到开关电源的启动电压后，开关电源启动进入工作状态；开关电源输出直流电使控制模块进入工作状态；当充电完成后，控制模块先控制第一继电器断开，再控制第二继电器吸合。
6.一种空调室外机待机功耗控制系统，其特征在于，包括室内机和如权利要求1-5任一项所述的室外机，所述室内机包括第三继电器和室内控制单元；
室内机收到开机命令时，室内控制单元控制第三继电器吸合并开始计时，通讯端输出电源给室外机的唤醒通路以唤醒室外机；唤醒结束后、室外机在计时时间到达前控制第一继电器断开以切断室外机与室内机之间的唤醒通路，再控制第二继电器吸合，将输入的交流电进行全波整流后输出供电；计时时间到达时，室内控制单元控制第三继电器断开。
7.根据权利要求6所述的空调室外机待机功耗控制系统，其特征在于，所述第三继电器的一端连接室内控制单元和室内机的通讯端，第三继电器的另一端连接火线。
8.根据权利要求6所述的空调室外机待机功耗控制系统，其特征在于，包括一个室外机和多个室内机，多个室内机均连接室外机，多个室内机与室外机共用零线和火线。
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