CN106225173B - 定频空调器低电压运行控制方法及升压电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定频空调器低电压运行控制方法，包括以下步骤：（1）、分别为室内风机转速档位设定占空比上限值，并保存；（2）、检测当前室内风机转速档位；（3）、检测当前室内风机占空比；（4）、根据当前室内风机转速档位查找该转速档位下所对应的占空比上限值，将当前室内风机占空比与所查找的占空比上限值相比较；（5）、若当前室内风机占空比小于所查找的占空比上限值，则保持当前运行状态，否则，执行升压控制；（6）、将输入的交流电压进行升压。本方法利用室内风机占空比的大小与供电电压的关系，以此室内风机占空比为根据对供电电压进行升压控制，进而以此来保证空调器能够稳定正常运行而不会产生停机或无法启动。

Description

定频空调器低电压运行控制方法及升压电路

技术领域

本发明属于空调技术领域，具体地说，是涉及一种定频空调器低电压运行控制方法及升压电路。

背景技术

现有家用定频空调器，运行温度范围普遍在室外温度-7℃—43℃，运行电压范围普遍为198V—242V之间，当温度太高或者电压太低时，空调器往往出现停机或无法正常启动。

目前解决定频空调低压启动的方法主要有以下几种方式：1、切换压力负荷大小的方式，缺点是虽然能够在一定程度上降低空调器的运行电压，但是对于核心部件压缩机的影响还是不够明显。此方法只有在压缩机能够启动但是无法稳定运行的电压段才会比较有效，在低于压缩机启动电压的条件下，将无能为力。

2、切换压缩机特性的方式，缺点是给压缩机的设计以及后续的生产制造都带来了巨大的挑战。而且兼顾两者的情况下，很难做到两者的效率都较高，必然会有所牺牲和折中。

3、切换压缩机匹配部件如电容的特性的方式，能够在一定程度上实现压缩机低电压的启动和运行，但是在切换为大电容之后，虽然会带来压缩机启动力矩和运行力矩的增大，但也必然会带来压缩机运行功率的上升，降低空调器的效率。

发明内容

本发明为了解决现有定频空调在低压时容易出现无法启动和停机现象以及电机效率明显下降的技术问题，提出了一种定频空调器低电压运行控制方法及升压电路，可以解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种定频空调器低电压运行控制方法，包括以下步骤：

（1）、分别为室内风机转速档位设定占空比上限值，并保存；

（2）、检测当前室内风机转速档位；

（3）、检测当前室内风机占空比；

（4）、根据当前室内风机转速档位查找该转速档位下所对应的占空比上限值，将当前室内风机占空比与所查找的占空比上限值相比较；

（5）、若当前室内风机占空比小于所查找的占空比上限值，则保持当前运行状态，否则，执行升压控制；

（6）、将压缩机供电电压进行升压。

进一步的，室内风机转速档位包括一个或者多个档位，当包括多个档位时，所述多个档位按照转速从高至低排序其所对应的占空比上限值也相应从大至小依次递减。

进一步的，步骤（2）中，室内风机开机后，根据当前室内风机转速档位及输入电压自动调节占空比。

进一步的，

室内风机开机运行时间△T1后，检测当前室内风机占空比，其中，△T1＞0。

进一步的，步骤（6）之后，还包括继续检测当前室内风机占空比的步骤并更新当前室内风机占空比，并将更新后的当前室内风机占空比与所查找的占空比上限值相比较，若更新后的当前室内风机占空比小于所查找的占空比上限值，则保持当前运行状态，否则，执行关机控制。

进一步的，还包括监测室内风机转速档位是否发生变化的步骤，当室内风机转速档位发生变化时，重新执行步骤（2）-（6）。

进一步的，当监测到室内风机转速档位发生变化经时间△T2后，重新执行步骤（2）-（6），其中，△T2＞0。

基于上述的定频空调器低电压运行控制方法，本发明同时提出了一种定频空调器升压电路，包括单刀双掷继电器、变压器、以及单片机，所述单片机用于：检测当前室内风机转速档位；

检测当前室内风机占空比；

根据当前室内风机转速档位查找该转速档位下所对应的占空比上限值，将当前室内风机占空比与所查找的占空比上限值相比较；

若当前室内风机占空比小于所查找的占空比上限值，则保持当前运行状态，否则，执行升压控制；

所述单刀双掷继电器的控制端与所述单片机连接，所述变压器具有连接到电压输入端的初级绕组和连接到电压输出端的次级绕组，所述初级绕组的两端引出首端抽头和末端抽头，所述首端抽头和末端抽头之间引出中间抽头，所述末端抽头与所述单刀双掷继电器的常闭触点连接，所述中间抽头与所述单刀双掷继电器的常开触点连接。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的定频空调器低电压运行控制方法，巧妙利用了室内风机占空比与供电电压的负相关关系，也即，室内风机占空比的大小间接反应了供电电压的大小，当室内风机转速一定时，其占空比越大，供电电压越小，由于供电电压对压机造成直接影响，供电电压太低容易导致压机无法启动或者停机，本方法充分利用了现有定频空调能够轻易获得室内风机占空比，并且根据当室内风机占空比大于设定限值时，判断出此时电压小于设定的下限值，以此为根据对供电电压进行升压，压缩机能够正常的启动和运行，进而以此来保证空调器能够稳定正常运行而不会产生停机或无法启动，室内风机占空比以目前定频空调的现有硬件电路即可获取，无需另外搭设检测电路，不会大幅增加空调成本。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所提出的定频空调器低电压运行控制方法的一种实施例流程图；

图2是本发明所提出的定频空调器升压电路的一种实施例电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。

实施例一，本实施例提出了一种定频空调器低电压运行控制方法，如图1所示，如包括以下步骤：

S1、分别为室内风机转速档位设定占空比上限值，并保存；

目前室内电路板通过优化硬件和程序，并将设定临界值写入程序，可以轻松实现对占空比的检测，并控制继电器开关，以切换升压器档位。

S2、检测当前室内风机转速档位；

室内风机档位由用户设定，空调开机运行时即可获取的参数。

S3、检测当前室内风机占空比；

S4、根据当前室内风机转速档位查找该转速档位下所对应的占空比上限值，将当前室内风机占空比与所查找的占空比上限值相比较；

S5、若当前室内风机占空比小于所查找的占空比上限值，则保持当前运行状态，否则，执行升压控制；

S6、将压缩机供电电压进行升压。

本实施例主要针对定频空调器，由于变频空调器通过电路板的整流等，已经可以实现较低电压下的启动和运行，而定频空调器普遍在低电压下，尤其是室外温度较恶劣的情况下无法实现低电压运行。本方法通过将电压控制在空调器尤其是压缩机能够正常稳定运行的范围内，即：198V——242V，即使超过242V，在一定范围内也只会使得功率稍微偏高而不会产生停机或无法启动的情况。从定频空调器的几个主要运行部件来说，室内电机有电路板可以调节、室外电机低电压性能要优于压缩机，所以解决低电压无法正常运行的关键是解决压缩机的问题，所以本发明将控制的方法是直接调节施加在压缩机两端的电压上，以此来保证空调器能够稳定正常运行而不会产生停机或无法启动，直接调节施加在压缩机上的电压，调节效果更加有效且明显。

在如何获取压缩机输入电压方面，本方法巧妙利用了室内风机占空比与供电电压的负相关关系，也即，室内风机占空比的大小间接反应了供电电压的大小，当室内风机转速一定时，其占空比越大，供电电压越小，由于供电电压对压机造成直接影响，供电电压太低容易导致压机无法启动或者停机，本方法充分利用了现有定频空调能够轻易获得室内风机占空比，并且根据当室内风机占空比大于设定限值时，判断出此时电压小于设定的下限值，以此为根据对压缩机供电电压进行升压，压缩机能够正常的启动和运行，进而以此来保证空调器能够稳定正常运行而不会产生停机或无法启动，室内风机占空比以目前定频空调的现有硬件电路即可获取，无需另外搭设检测电路，不会大幅增加空调成本。

本方法将室内电机的占空比作为输入，是基于对室内电机驱动特性的把握。目前在空调器室内风机中，主要通过调节占空比的方法控制内机转速。当供电电压下降而设定转速不变的情况下，为保证设定的转速，占空比会升高。在某设定转速下，占空比的大小是随供电电压的变化相应变化的。

以某交流室内电机为例，在220V、设定转速为1300rpm，占空比为75%左右，在190V、设定转速仍为1300rpm时，占空比为95%左右。因为过零点保护的原因，再降低电压占空比也不会再增加。所以在1300rpm时，可以设置93%的占空比为临界占空比，当占空比超过93%时，继电器控制升压电路动作，将压缩机电压升高1.3倍，从而保证压缩机能够正常的启动和运行。

通过本方法，基本可以保证施加在压缩机上的电压保持在250V——190V之间，既能够保证压缩机在低电压下（最多可以低至150V）正常运行，又能够保证较好的压缩机电机效率。

室内风机转速档位包括一个或者多个档位，当包括多个档位时，所述多个档位按照转速从高至低排序其所对应的占空比上限值也相应从大至小依次递减。以目前市面上的空调器而言，室内风机转速档位至少包括A、B、C三个档位，其转速依次递减，也即分别为高风、中风、低风，相应设定占空比上限值分别为N1、N2、N3，所述N1、N2、N3依次递减。在设定转速不同时，相应的临界占空比也不同。设定转速越低，临界占空比也就越低。

步骤S2中，室内风机开机后，根据当前室内风机转速档位及输入电压自动调节占空比。

由于空调刚开始启动运行需要一个调节过程，为了能够保证检测室内风机占空比的精确度，室内风机开机运行时间△T1后，检测当前室内风机占空比，其中，△T1＞0。

为了防止输入电压持续降低，在升压后仍然不能满足压缩机运行和启动条件，步骤S6之后，还包括继续检测当前室内风机占空比的步骤并更新当前室内风机占空比，并将更新后的当前室内风机占空比与所查找的占空比上限值相比较，若更新后的当前室内风机占空比小于所查找的占空比上限值，则保持当前运行状态，否则，执行关机控制，以免引发安全问题，如在低的电压下，整个空调器都可能会出现问题（如四通阀无法正常切换等）。

由于用户可以根据需要通过遥控器手动调节室内风机转速，因此，还包括监测室内风机转速档位是否发生变化的步骤，当室内风机转速档位发生变化时，重新执行步骤S2-S6，也即，当室内风机转速发生变化时，控制方法中涉及的上限值等临界参数也相应发生变化，需要根据当前室内风机转速进行相适应的调整。

由于空调调节风速需要一个调节过程，为了能够保证检测室内风机占空比的精确度，当监测到室内风机转速档位发生变化经时间△T2后，重新执行步骤S2-S6，其中，△T2＞0。

实施例二，基于实施例一中的定频空调器低电压运行控制方法，本实施例提出了一种定频空调器升压电路，升压电路接受单片机的控制，当输入至压缩机的交流电压低时，用于将该输入交流电压升压后输出至压缩机，以保证压缩机正常启动和运行，如图2所示，本升压电路包括单刀双掷继电器K、变压器T、以及单片机，所述单片机用于：检测当前室内风机转速档位；

检测当前室内风机占空比；

根据当前室内风机转速档位查找该转速档位下所对应的占空比上限值，将当前室内风机占空比与所查找的占空比上限值相比较；

若当前室内风机占空比小于所查找的占空比上限值，则保持当前运行状态，否则，执行升压控制；

单刀双掷继电器K的控制端与单片机连接，变压器T具有连接到电压输入端的初级绕组和连接到电压输出端的次级绕组，初级绕组的两端引出首端抽头和末端抽头，首端抽头和末端抽头之间引出中间抽头，末端抽头与所述单刀双掷继电器的常闭触点连接，中间抽头与单刀双掷继电器的常开触点连接。根据变压器n1：n2=V_初：V_次的原理，次级绕组的线圈匝数n2固定不变，通过调节初级绕组的线圈匝数n1来实现对输出电压的调节，以达到当输入电压过低时，升压输出的目的。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种定频空调器低电压运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、分别为室内风机转速档位设定占空比上限值，并保存；

（2）、检测当前室内风机转速档位；

（3）、检测当前室内风机占空比；

（4）、根据当前室内风机转速档位查找该转速档位下所对应的占空比上限值，将当前室内风机占空比与所查找的占空比上限值相比较；

（5）、若当前室内风机占空比小于所查找的占空比上限值，则保持当前运行状态，否则，执行升压控制；

（6）、将压缩机供电电压进行升压。

2.根据权利要求1所述的定频空调器低电压运行控制方法，其特征在于，室内风机转速档位包括一个或者多个档位，当包括多个档位时，所述多个档位按照转速从高至低排序其所对应的占空比上限值也相应从大至小依次递减。

3.根据权利要求2所述的定频空调器低电压运行控制方法，其特征在于，步骤（2）中，室内风机开机后，根据当前室内风机转速档位及输入电压自动调节占空比。

4.根据权利要求3所述的定频空调器低电压运行控制方法，其特征在于，

室内风机开机运行时间△T1后，检测当前室内风机占空比，其中，△T1＞0。

5.根据权利要求1-4任一项所述的定频空调器低电压运行控制方法，其特征在于，步骤（6）之后，还包括继续检测当前室内风机占空比的步骤并更新当前室内风机占空比，将更新后的当前室内风机占空比与所查找的占空比上限值相比较，若更新后的当前室内风机占空比小于所查找的占空比上限值，则保持当前运行状态，否则，执行关机控制。

6.根据权利要求5所述的定频空调器低电压运行控制方法，其特征在于，还包括监测室内风机转速档位是否发生变化的步骤，当室内风机转速档位发生变化时，重新执行步骤（2）-（6）。

7.根据权利要求6所述的定频空调器低电压运行控制方法，其特征在于，当监测到室内风机转速档位发生变化经时间△T2后，重新执行步骤（2）-（6），其中，△T2＞0。

8.一种定频空调器升压电路，包括单刀双掷继电器、变压器、以及单片机，其特征在于，所述单片机用于：检测当前室内风机转速档位；

检测当前室内风机占空比；

根据当前室内风机转速档位查找该转速档位下所对应的占空比上限值，将当前室内风机占空比与所查找的占空比上限值相比较；

若当前室内风机占空比小于所查找的占空比上限值，则保持当前运行状态，否则，执行升压控制；

所述单刀双掷继电器的控制端与所述单片机连接，所述变压器具有连接到电压输入端的初级绕组和连接到电压输出端的次级绕组，所述初级绕组的两端引出首端抽头和末端抽头，所述首端抽头和末端抽头之间引出中间抽头，所述末端抽头与所述单刀双掷继电器的常闭触点连接，所述中间抽头与所述单刀双掷继电器的常开触点连接。