CN105650328B - 一种驱动信号防撞保护装置、空调系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种驱动信号防撞保护装置、空调系统和控制方法，该装置包括：主芯片(100)、保护电路(200)和驱动电路(300)，其中，主芯片(100)，被配置为向驱动电路(300)发起驱动信号；所述保护电路(200)，分别连接于主芯片(100)和驱动电路(300)，且被配置为：对所述驱动信号进行状态判断，且当状态判断结果包含有效驱动信号时选取一路有效驱动信号并输出至所述驱动电路(300)，用于防止所述驱动信号碰撞；驱动电路(300)，被配置为基于一路有效驱动信号，驱动相应负载。本发明的方案，可以克服现有技术中抗干扰能力弱、响应速度慢和可靠性差等缺陷，实现抗干扰能力强、响应速度快和可靠性高的有益效果。

Description

一种驱动信号防撞保护装置、空调系统和控制方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体地，涉及一种驱动信号防撞保护装置、空调系统和控制方法，尤其涉及一种空调两路电磁阀防碰撞硬件保护装置和空调系统。

背景技术

空调作为一种空气调节设备，已逐渐成为人们日常生活必需品。一般地，空调系统可以通过电磁阀和压缩机的配合控制，实现空气调节。如图1所示，某空调系统包括控制开关K、第一压缩机电磁阀、第二压缩机电磁阀和压缩机(例如：型号为F518)。其中，设计两路电磁阀(例如：第一压缩机电磁阀和第二压缩机电磁阀)，同时开通时会导致系统混乱，影响系统可靠性，因此要求其两路电磁阀不能同时导通。

目前空调上可以使用软件控制方法，控制(例如：硬件上通过控制开关K进行控制)两路电磁阀的通断关系，设置两路驱动信号转换的死区时间。但若存在其他干扰信号时，可能还会导致两路电磁阀同时导通的情况；并且，软件保护的响应速度相对于硬件保护的动态响应速度，会慢很多。

现有技术中，存在抗干扰能力弱、响应速度慢和可靠性差等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述缺陷，提出一种驱动信号防撞保护装置、空调系统和控制方法，以有效防止两路驱动信号的碰撞。

本发明一方面提供一种驱动信号防撞保护装置，包括：主芯片、保护电路和驱动电路，其中，所述主芯片，被配置为向所述驱动电路发起驱动信号；所述保护电路，分别连接于所述主芯片和驱动电路，且被配置为：对所述驱动信号进行状态判断，且当状态判断结果包含有效驱动信号时选取一路有效驱动信号并输出至所述驱动电路，用于防止所述驱动信号碰撞；所述驱动电路，被配置为基于所述一路有效驱动信号，驱动相应负载。

优选地，所述保护电路，包括：第一保护电路；其中，所述第一保护电路，包括：光电耦合器；其中，当所述驱动信号为两路时，所述光电耦合器中三极管的集电极，连接于所述主芯片的第一路驱动信号发起端，且作为第一路驱动信号的有效驱动信号输出端；所述光电耦合器中发光二极管的阳极，连接于所述主芯片的第二路驱动信号发起端；光电耦合器中发光二极管的阴极，作为第二路驱动信号的有效驱动信号输出端。

优选地，所述第一保护电路，还包括：第一限流电阻；其中，所述第一限流电阻，连接于所述光电耦合器中三极管的集电极与所述主芯片的第一路驱动信号发起端之间。

优选地，所述第一保护电路，还包括：第一下拉电阻和第二下拉电阻；其中，所述第一下拉电阻，连接于所述光电耦合器中三极管的集电极与地之间；所述第二下拉电阻，连接于所述光电耦合器中发光二极管的阴极与地之间。

优选地，所述保护电路，还包括：第二保护电路；其中，所述第二保护电路，包括：三极管和第二限流电阻；其中，当所述驱动信号为两路时，所述三极管的集电极，连接于所述主芯片的第一路驱动信号发起端，且作为第一路驱动信号的有效驱动信号输出端；所述三极管的基极，经所述第二限流电阻后，连接于所述主芯片的第二路驱动信号发起端；所述第二限流电阻与所述主芯片的连接端作为第二路驱动信号的有效驱动信号输出端。

优选地，所述第二保护电路，还包括：第三限流电阻；其中，所述第三限流电阻，连接于所述三极管的集电极与所述主芯片的第一路驱动信号发起端之间。

优选地，所述第二保护电路，还包括：第三下拉电阻和第四下拉电阻；其中，所述第三下拉电阻，连接于所述三极管的集电极与地之间；所述第四下拉电阻，连接于所述主芯片的第二路驱动信号发起端与地之间。

优选地，当所述驱动信号为两路时，所述驱动电路，包括：第一路电磁阀驱动电路和第二路电磁阀驱动电路；其中，所述第一路电磁阀驱动电路和第二路电磁阀驱动电路，分别通过所述保护电路，连接至所述主芯片的相应驱动信号发起端。

与上述驱动信号防撞保护装置相匹配，本发明另一方面提供一种空调系统，包括：以上所述的驱动信号防撞保护装置。

与上述空调系统相匹配，本发明再一方面提供一种空调系统的控制方法，包括：基于以上所述的空调系统，通过所述保护电路进行驱动信号防撞处理。

优选地，通过所述保护电路进行驱动信号防撞处理，包括：当所述驱动信号为两路时，若第一路驱动信号发起端为高电平、且第二路驱动信号发起端为低电平时，所述保护电路使第一路驱动信号发起端输出有效，控制所述驱动电路中相应的驱动支路开启；或者，若第一路驱动信号发起端为低电平、且第二路驱动信号发起端为高电平时，所述保护电路使第二路驱动信号发起端输出有效，控制所述驱动电路中相应的驱动支路开启；或者，若第一路驱动信号发起端为高电平、且第二路驱动信号发起端为高电平时，所述保护电路强行拉低第一路驱动信号发起端、且使第二路驱动信号发起端输出有效，控制所述驱动电路中相应的驱动支路开启；或者，若第一路驱动信号发起端为低电平、且第二路驱动信号发起端为低电平时，所述保护电路不输出有效驱动信号。

本发明的方案，通过增加硬件电路进行防碰撞保护，保护的可靠性高；且该硬件电路拓扑简单，能有效实现两路驱动信号防碰撞功能，更加完善两路驱动信号系统的控制方案(例如：空调控制电磁阀方案)，确保系统可靠性和稳定性。

进一步，本发明的方案，通过硬件电路实现简单，动态响应效果好，能有效地实现两路驱动信号的防碰撞问题，进而提升系统运行的安全性。

由此，本发明的方案解决利用驱动信号防撞保护电路进行防撞处理，更准确地控制驱动信号，提升控制效率、减小控制难度的问题，从而，克服现有技术中抗干扰能力弱、响应速度慢和可靠性差的缺陷，实现抗干扰能力强、响应速度快和可靠性高的有益效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有技术空调系统的结构示意图；

图2为本发明的驱动信号防撞保护装置的一实施例的结构示意图；

图3为本发明的驱动信号防撞保护装置的一实施例的工作原理示意图；

图4为本发明中第一保护电路(即光耦设计的防碰撞保护电路)的一实施例的工作原理示意图；

图5为本发明中第二保护电路(即三极管设计的防碰撞保护电路)的一实施例的工作原理示意图。

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

100-主芯片；200-保护电路；202-第一保护电路；204-第二保护电路；300-驱动电路；302-第一电磁阀驱动电路；304-第二电磁阀驱动电路。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种驱动信号防撞保护装置。该驱动信号防撞保护装置包括：主芯片100、保护电路200和驱动电路300。其中，主芯片100，被配置为向驱动电路300发起驱动信号；保护电路200，分别连接于主芯片100和驱动电路300，且被配置为：对驱动信号进行状态判断，且当状态判断结果包含有效驱动信号时选取一路有效驱动信号并输出至驱动电路300，用于防止所述驱动信号碰撞；驱动电路300，被配置为基于一路有效驱动信号，驱动相应负载。通过保护电路，可以从硬件电路方面进行防碰撞保护，出现两路驱动信号碰撞时能快速响应保护措施，增强了系统运行的稳定性和可靠性。

在一个实施方式中，保护电路200，包括：第一保护电路202。其中，第一保护电路202，包括：光电耦合器PC817；其中，当驱动信号为两路时，光电耦合器PC817中三极管的集电极，连接于主芯片100的第一路驱动信号发起端K1，且作为第一路驱动信号的有效驱动信号输出端K11；光电耦合器PC817中发光二极管的阳极，连接于主芯片100的第二路驱动信号发起端K2；光电耦合器PC817中发光二极管的阴极，作为第二路驱动信号的有效驱动信号输出端K21。通过光电耦合器进行防撞保护，电路结构简单，且保护可靠性高。

优选地，第一保护电路202，还包括：第一限流电阻R5；其中，第一限流电阻R5，连接于光电耦合器PC817中三极管的集电极与主芯片100的第一路驱动信号发起端K1之间。通过限流电阻，一方面可以保证光电耦合器本身的安全性，另一方面可以增强第一保护电路的工作可靠性。

优选地，第一保护电路202，还包括：第一下拉电阻R6和第二下拉电阻R7；其中，第一下拉电阻R6，连接于光电耦合器PC817中三极管的集电极与地之间；第二下拉电阻R7，连接于光电耦合器PC817中发光二极管的阴极与地之间。通过下拉电阻，可以在两路驱动信号均是高电平时，辅助拉低一路驱动信号，进而提高光电耦合器控制的可靠性和安全性。

由此，通过第一保护电路进行硬件电路方面的防撞保护，可以实现两路驱动信号防碰撞，且电路拓扑易实现、响应速度快，有利于提高防撞保护的可靠性和安全性。

在另一个实施方式中，保护电路200，还包括：第二保护电路204。其中，第二保护电路204，包括：三极管Q1和第二限流电阻R3；其中，当驱动信号为两路时，三极管Q1的集电极，连接于主芯片100的第一路驱动信号发起端K1，且作为第一路驱动信号的有效驱动信号输出端K11；三极管Q1的基极，经第二限流电阻R3后，连接于主芯片100的第二路驱动信号发起端K2；第二限流电阻R3与主芯片100的连接端作为第二路驱动信号的有效驱动信号输出端K21。通过三极管进行防撞保护，电路结构简单且稳定性好，成本低，且响应速度快，保护效果好。

优选地，第二保护电路204，还包括：第三限流电阻R1；其中，第三限流电阻R1，连接于三极管Q1的集电极与主芯片100的第一路驱动信号发起端K1之间。通过限流电阻，一方面可以保证三极管本身的安全性，另一方面可以增强第二保护电路的工作可靠性。

优选地，第二保护电路204，还包括：第三下拉电阻R2和第四下拉电阻R4；其中，第三下拉电阻R2，连接于三极管Q1的集电极与地之间；第四下拉电阻R4，连接于主芯片100的第二路驱动信号发起端K2与地之间。通过下拉电阻，可以在两路驱动信号均是高电平时，辅助拉低一路驱动信号，进而提高三极管控制的可靠性和安全性。

优选地，当驱动信号为两路时，驱动电路，包括：第一路电磁阀驱动电路302和第二路电磁阀驱动电路304；其中，第一路电磁阀驱动电路302和第二路电磁阀驱动电路304，分别通过保护电路200，连接至主芯片100的相应驱动信号发起端。通过保护电路控制电磁阀驱动电路的驱动，保护的可靠性高，驱动的安全性好。

由此，通过第二保护电路，动态响应效果好，能有效地实现两路驱动信号防碰撞，更加完善系统控制(例如：空调控制电磁阀)的方案，确保系统运行的可靠性和稳定性，且安全性好。

可见，以上两种硬件电路拓扑(例如：第一保护电路202和第二保护电路204)，都可以解决负载两路驱动信号(例如：空调两路电磁阀驱动信号)防碰撞的情况，实际应用时，可以根据成本和控制精度等因素进行选用。

经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过增加硬件电路进行防碰撞保护，保护的可靠性高；且该硬件电路拓扑简单，能有效实现两路驱动信号防碰撞功能，更加完善两路驱动信号系统的控制方案(例如：空调控制电磁阀方案)，确保系统可靠性和稳定性。

根据本发明的实施例，还提供了对应于驱动信号防撞保护装置的一种空调系统。该空调系统包括：以上所述的驱动信号防撞保护装置。

以上所述的驱动信号防撞保护装置，不限于空调控制电磁阀的驱动信号防撞保护，还可以应用于其它控制负载的驱动信号防撞保护。

由于本实施例的空调系统所实现的处理及功能基本相应于前述图2至图3所示的驱动信号防撞保护装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过硬件电路实现简单，动态响应效果好，能有效地实现两路驱动信号的防碰撞问题，进而提升系统运行的安全性和稳定性。

根据本发明的实施例，还提供了对应于空调系统的一种空调系统的控制方法，包括：基于以上所述的空调系统，通过所述保护电路200进行驱动信号防撞处理。

具体地，通过保护电路200进行驱动信号防撞处理，包括：当驱动信号为两路时，若第一路驱动信号发起端K1为高电平、且第二路驱动信号发起端K2为低电平时，保护电路200使第一路驱动信号发起端K1输出有效，控制驱动电路300中相应的驱动支路开启；或者，若第一路驱动信号发起端K1为低电平、且第二路驱动信号发起端K2为高电平时，保护电路200使第二路驱动信号发起端K2输出有效，控制驱动电路300中相应的驱动支路开启；或者，若第一路驱动信号发起端K1为高电平、且第二路驱动信号发起端K2为高电平时，保护电路200强行拉低第一路驱动信号发起端K1、且使第二路驱动信号发起端K2输出有效，控制驱动电路300中相应的驱动支路开启；或者，若第一路驱动信号发起端K1为低电平、且第二路驱动信号发起端K2为低电平时，保护电路200不输出有效驱动信号。

例如：如图4所示，K1、K2为两路驱动信号，高电平有效，要求两路信号不能同时为高。当K1为高电平、且K2为低电平时，驱动信号K1输出有效，控制第一电磁阀CN1开启。当K1为低电平、且K2为高电平时，驱动信号K2输出有效，控制第二电磁阀CN2开启。当K1为高电平、且K2也为高电平时，K2驱动光电耦合器PC817中发光二极管导通，通过第一限流电阻R5、第一下拉电阻R6和第二下拉电阻R7，强行将驱动信号K1拉低，驱动信号K2输出有效，此时也只能开启第二电磁阀CN2。当K1为低电平、且K2为低电平时，无驱动信号。该电路拓扑始终保持最多只有一路信号导通，能有效实现并确保两路驱动信号防碰撞。

如图5所示，K1、K2为两路驱动信号，高电平有效，要求两路信号不能同时为高。当K1为高电平、且K2为低电平时，驱动信号K1输出有效，控制第一电磁阀CN1开启.当K1为低电平、且K2为高电平时，驱动信号K2输出有效，控制第二电磁阀CN2开启。当K1为高电平、且K2也为高电平时，K2驱动三极管导通，通过第三限流电阻R1、第三限流电阻R1、第三下拉电阻R2和第四下拉电阻R4，强行将K1拉低，驱动信号K2输出有效，此时也只能开启第二电磁阀CN2。当K1为低电平、且K2为低电平时，无驱动信号。该电路拓扑始终保持最多只有一路信号导通。

由于本实施例的空调系统的控制方法所实现的处理及功能基本相应于前述空调系统的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过硬件电路实现简单，动态响应效果好，能有效地实现两路驱动信号的防碰撞问题，进而提升系统运行的安全性和稳定性。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (13)

1.一种驱动信号防撞保护装置，其特征在于，包括：主芯片(100)、保护电路(200)和驱动电路(300)，其中，

所述主芯片(100)，被配置为向所述驱动电路(300)发起驱动信号；

所述保护电路(200)，分别连接于所述主芯片(100)和驱动电路(300)，且被配置为：对所述驱动信号进行状态判断，且当状态判断结果包含有效驱动信号时选取一路有效驱动信号并输出至所述驱动电路(300)，用于防止所述驱动信号碰撞；通过保护电路，从硬件电路方面进行防碰撞保护，出现两路驱动信号碰撞时能快速响应保护措施；

所述驱动电路(300)，被配置为基于所述一路有效驱动信号，驱动相应负载。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述保护电路(200)，包括：第一保护电路(202)；其中，

所述第一保护电路(202)，包括：光电耦合器PC817；其中，

当所述驱动信号为两路时，所述光电耦合器PC817中三极管的集电极，连接于所述主芯片(100)的第一路驱动信号发起端(K1)，且作为第一路驱动信号的有效驱动信号输出端(K11)；

所述光电耦合器PC817中发光二极管的阳极，连接于所述主芯片(100)的第二路驱动信号发起端(K2)；光电耦合器PC817中发光二极管的阴极，作为第二路驱动信号的有效驱动信号输出端(K21)。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一保护电路(202)，还包括：第一限流电阻(R5)；其中，

所述第一限流电阻(R5)，连接于所述光电耦合器PC817中三极管的集电极与所述主芯片(100)的第一路驱动信号发起端(K1)之间。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述第一保护电路(202)，还包括：第一下拉电阻(R6)和第二下拉电阻(R7)；其中，

所述第一下拉电阻(R6)，连接于所述光电耦合器PC817中三极管的集电极与地之间；

所述第二下拉电阻(R7)，连接于所述光电耦合器PC817中发光二极管的阴极与地之间。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述保护电路(200)，还包括：第二保护电路(204)；其中，

所述第二保护电路(204)，包括：三极管(Q1)和第二限流电阻(R3)；其中，

当所述驱动信号为两路时，所述三极管(Q1)的集电极，连接于所述主芯片(100)的第一路驱动信号发起端(K1)，且作为第一路驱动信号的有效驱动信号输出端

(K11)；

所述三极管(Q1)的基极，经所述第二限流电阻(R3)后，连接于所述主芯片(100)的第二路驱动信号发起端(K2)；所述第二限流电阻(R3)与所述主芯片(100)的连接端作为第二路驱动信号的有效驱动信号输出端(K21)。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二保护电路(204)，还包括：第三限流电阻(R1)；其中，

所述第三限流电阻(R1)，连接于所述三极管(Q1)的集电极与所述主芯片(100)的第一路驱动信号发起端(K1)之间。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述第二保护电路(204)，还包括：第三下拉电阻(R2)和第四下拉电阻(R4)；其中，

所述第三下拉电阻(R2)，连接于所述三极管(Q1)的集电极与地之间；

所述第四下拉电阻(R4)，连接于所述主芯片(100)的第二路驱动信号发起端(K2)与地之间。

8.根据权利要求1-3、5、6之一所述的装置，其特征在于，当所述驱动信号为两路时，所述驱动电路，包括：第一路电磁阀驱动电路(302)和第二路电磁阀驱动电路(304)；其中，

所述第一路电磁阀驱动电路(302)和第二路电磁阀驱动电路(304)，分别通过所述保护电路(200)，连接至所述主芯片(100)的相应驱动信号发起端。

9.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，当所述驱动信号为两路时，所述驱动电路，包括：第一路电磁阀驱动电路(302)和第二路电磁阀驱动电路(304)；其中，

所述第一路电磁阀驱动电路(302)和第二路电磁阀驱动电路(304)，分别通过所述保护电路(200)，连接至所述主芯片(100)的相应驱动信号发起端。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，当所述驱动信号为两路时，所述驱动电路，包括：第一路电磁阀驱动电路(302)和第二路电磁阀驱动电路(304)；其中，

所述第一路电磁阀驱动电路(302)和第二路电磁阀驱动电路(304)，分别通过所述保护电路(200)，连接至所述主芯片(100)的相应驱动信号发起端。

11.一种空调系统，其特征在于，包括：如权利要求1-10任一所述的驱动信号防撞保护装置。

12.一种空调系统的控制方法，其特征在于，包括：基于权利要求11所述的空调系统，通过所述保护电路(200)进行驱动信号防撞处理。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，通过所述保护电路(200)进行驱动信号防撞处理，包括：

当所述驱动信号为两路时，若第一路驱动信号发起端(K1)为高电平、且第二路驱动信号发起端(K2)为低电平时，所述保护电路(200)使第一路驱动信号发起端(K1)输出有效，控制所述驱动电路(300)中相应的驱动支路开启；或者，

若第一路驱动信号发起端(K1)为低电平、且第二路驱动信号发起端(K2)为高电平时，所述保护电路(200)使第二路驱动信号发起端(K2)输出有效，控制所述驱动电路(300)中相应的驱动支路开启；或者，

若第一路驱动信号发起端(K1)为高电平、且第二路驱动信号发起端(K2)为高电平时，所述保护电路(200)强行拉低第一路驱动信号发起端(K1)、且使第二路驱动信号发起端(K2)输出有效，控制所述驱动电路(300)中相应的驱动支路开启；或者，

若第一路驱动信号发起端(K1)为低电平、且第二路驱动信号发起端(K2)为低电平时，所述保护电路(200)不输出有效驱动信号。