CN106353574A - 一种过零检测电路和空调 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种过零检测电路和空调，涉及空调技术领域，用于解决空调在待机状态下仍会产生功率损耗，进而造成不必要的耗电。该过零检测电路包括分压单元，控制单元，检测单元；分压单元用于对回路中的电压进行分压；控制单元连接第一电平端、第二电平端、控制信号输入端、第一节点以及第二节点，用于在控制信号输入端的控制下使第一节点与第二节点导通或者截止；检测单元连接第二节点、电网电源的第二端、第一电平端、第二电平端以及检测信号输出端，用于在第二节点的电压和电网电源的第二端的电压的控制下将第一电平端的电压或者第二电平端的电压在检测信号输出端输出。本发明用于空调制造。

Description

一种过零检测电路和空调

技术领域

本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种过零检测电路和空调。

背景技术

随着科学技术的不断发展以及人民生活水平的日益提高，空调作为一种室内降温工具成为了人们必不可少的家用电器之一。其大功率特性也使用户在使用中不得不考虑许多省电因素。

通常，空调室内机中的风扇电机采用光电可控硅的导通来控制风扇转速，而采用此种控制方式需要获取交流电的过零信号作为参考点，因此空调普遍包括设置于主控板上的过零检测电路。在空调工作过程中，过零检测电路检测风扇电机的过零点，进而实现对风扇转速的控制。然而，当空调在待机状态下，过零检测电路仍会处于运行状态，过零检测电路上的分压电阻与其它功率元件仍会产生功率损耗，进而造成不必要的耗电。

发明内容

本发明的实施例提供一种过零检测电路和空调，用于解决空调在待机状态下，过零检测电路仍会产生功率损耗，进而造成不必要的耗电的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种过零检测电路，包括：分压单元、控制单元以及检测单元；

所述分压单元连接电网电源的第一端、第一节点、第二节点以及所述电网电源的第二端，用于对回路中的电压进行分压；

所述控制单元连接第一电平端、第二电平端、控制信号输入端、所述第一节点以及所述第二节点，用于在所述控制信号输入端的控制下使所述第一节点与所述第二节点导通或者截止；

所述检测单元连接所述第二节点、所述电网电源的第二端、所述第一电平端、所述第二电平端以及检测信号输出端，用于在所述第二节点的电压和所述电网电源的第二端的电压的控制下将所述第一电平端的电压或者所述第二电平端的电压在所述检测信号输出端输出。

第二方面，提供一种空调，包括第一方面所述的过零检测电路。

本发明实施例提供的过零检测电路，包括分压单元、控制单元和检测单元，其中，分压单元连接电网电源的第一端、第一节点、第二节点以及电网电源的第二端，用于对回路中的电压进行分压控制单元可以在控制信号输入端的控制下使第一节点与第二节点导通或者截止，检测单元可以在第二节点的电压和电网电源的第二端的电压的控制下将第一电平端的电压或者第二电平端的电压在检测信号输出端输出，因此在第一节点与第二节点导通时，检测单元可以检测电网电源输出信号，并输出第一电平端的电压或者第二电平端的电压作为检测信号，因此本发明实施例首先可以对电网电源的过零点进行检测，其次检测单元还可以使第一节点与第二节点截止，所在无需过零检测时，检测单元可以将第一节点与第二节点断开连接，进而避免电路中的功率元件产生功率损耗。因此本发明实施例可以解决空调在待机状态下，过零检测电路仍会产生功率损耗，进而造成不必要的耗电的问题。

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为本发明实施例提供的过零检测电路的示意性结构图；

图2为本发明实施例提供的过零检测电路的电路图之一；

图3为本发明实施例提供的过零检测电路的电路图之二；

图4为本发明实施例提供的过零检测电路的电路图之三；

图5为本发明实施例提供的过零检测电路的电路图之四；

图6为本发明实施例提供的过零检测电路的电路图之五。

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。

本发明所有实施例中采用的三极管均可以为薄膜晶体管或场效应管或其他特性相同的器件，根据在电路中的作用本发明的实施例所采用的三极管主要为开关三极管。由于这里采用的开关三极管的源极、漏极是对称的，所以其源极、漏极是可以互换的。在本发明实施例中，为区分三极管除栅极之外的两极，将其中源极称为第一极，漏极称为第二极。按附图中的形态规定晶体管的中间端为栅极、信号输入端为源极、信号输出端为漏极。此外本发明实施例所采用的开关晶体管包括P型开关晶体管和N型开关晶体管两种，其中，P型开关晶体管在栅极为低电平时导通，在栅极为高电平时截止，N型开关晶体管为在栅极为高电平时导通，在栅极为低电平时截止。

此外，还需要说明的是，本申请中的“第一”、“第二”等字样仅仅是为了对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，“第一”、“第二”等字样并不是在对数量和执行次序进行限定。

参照图1所示，本发明的实施例提供一种过零检测电路，包括：分压单元11、控制单元12以及检测单元13；

其中分压单元11连接电网电源的第一端L、第一节点a、第二节点b以及电网电源的第二端N，用于对回路中的电压进行分压；

控制单元12连接第一电平端V1、第二电平端V2、控制信号输入端P1、第一节点a以及第二节点b，用于在控制信号输入端P1的控制下使第一节点与第二节点导通或者截止；

检测单元13连接第二节点b、电网电源的第二端N、第一电平端V1、第二电平端V2以及检测信号输出端P2，用于在第二节点的电压和电网电源的第二端N的电压的控制下将第一电平端的电压或者第二电平端的电压在检测信号输出端P2输出。

需要说明的是，通常电网电源用于提供电路中交流电，其第一输出端口L和第二输出端口N之间的电路形成回路。此外，示例性的，控制信号输入端P1可以连接微控制单元(英文全称：Microprogrammed Control Unit简称：MCU)，进而MCU根据检测空调在工作状态向控制信号输入端P1发出指令对控制单元进行控制。

本发明实施例提供的过零检测电路，包括分压单元、控制单元和检测单元，其中，分压单元连接电网电源的第一端、第一节点、第二节点以及电网电源的第二端，用于对回路中的电压进行分压，控制单元可以在控制信号输入端的控制下使第一节点与第二节点导通或者截止，检测单元可以在第二节点的电压和电网电源的第二端的电压的控制下将第一电平端的电压或者第二电平端的电压在检测信号输出端输出，因此在第一节点与第二节点导通时，检测单元可以检测电网电源输出信号，并输出第一电平端的电压或者第二电平端的电压作为检测信号，因此本发明实施例首先可以对电网电源的过零点进行检测，其次检测单元还可以使第一节点与第二节点截止，所在无需过零检测时，检测单元可以将第一节点与第二节点断开连接，进而避免电路中的功率元件产生功率损耗。因此本发明实施例可以解决空调在待机状态下，过零检测电路仍会产生功率损耗，进而造成不必要的耗电的问题。

参照图2所示，上述实施例提供的过零检测电路中的分压单元11包括：第一电阻R1和第二电阻R2；

其中第一电阻R1的第一端连接电网电源的第一端L，第一电阻R1的第二端连接第一节点；第一电阻R1用于对过零检测电路中电网电源输出的电压进行分压。

第二电阻R2的第一端连接第二节点，第二电阻的第二端连接电网电源的第二端N。第二电阻R2用于对过零检测电路中电网电源输出的电压进行分压。

电网电源第一端和第二端之间的回路导通时，电网电源输出的较大电压，可能会损坏电网电源第一端和第二端之间的回路中的元器件，上述实施例中通过分压单元11中的第一电阻R1和第二电阻R2对回路中的电压进行分压，从而避免损坏电网电源第一端和第二端之间的回路中的元器件。此外，过零检测电路中的控制单元和检测单元额定电压值也可能会不同，所本发明实施例中还可以对上述实施例中的第一电阻R1和第二电阻R2的电阻值进行控制，从而使控制单元和检测单元的输入电压值在承受范围之内。

需要说明的是，上述实施例中以分压单元包括第一电阻和第二电阻两个电阻为例进行说明，但本发明实施并不限定于此，在上述实施例的基础上本领域技术人员还可能想到通过多个电阻串联和/或并联来替换本申请中的第一电阻和第二电阻，但这都属于本发明实施例的合理变通方案，且不需要付出创造性劳动，因此均属于本发明的保护范围之内。

控制单元12包括：光电可控硅PC1和第一三极管Q1；

光电可控硅PC1的受光源的第一端连接第一节点，光电可控硅PC1的受光源的第二端连接第二节点，光电可控硅PC1的发光源的第一端连接第一三极管Q1的第一极，光电可控硅PC1的发光源的第二端连接第一电平端；用于控制过零检测回路的导通与截止；

第一三极管Q1的第二极连接第二电平端，第一三极管Q1的栅极连接控制信号输入端P1。用于通过判断输入电平的高低，进行选择性的导通与截止。示例性的，当空调处于待机状态下，第一三极管Q1输入低电平时，第一三极管Q1截止，连接第一三极管Q1和光电可控硅PC1发光源的第一端和第二端的回路截止。

示例性的，光电可控硅PC1的发光源可以为发光二极管，用于检测通过电流并发光，受光源包括第一光敏二极管和第二光敏二极管，且其中第一光敏二极管的阳极连接第二光敏二极管的阴极，第一光敏二极管的阴极连接第二光敏二极管的阳极。在光电可控硅PC1的发光源时，无论回路中的电流由电网电源的第一端流向电网电源的第二端还是由电网电源的第二端流向电网电源的第一端均可以保证回路导通。

检测单元13包括：光电耦合器PC2和第二三级管Q2；

光电耦合器PC2的发光源的第一端连接第二节点，光电耦合器PC2的发光源的第二端连接电网电源的第二端N，光电耦合器PC2的受光源的第一端连接第二三极管Q2的栅极，光电耦合器PC2的受光源的第二端连接所述第二电平端；

第二三极管Q2的第一极连接第一电平端以及检测信号输出端P2，第二三极管Q2的第二极连接所述第二电平端，第二三极管Q2的栅极连接第一电平端。其中，光电耦合器PC2通过检测电路是否过零点来进行导通和截止，第二三极管Q2用于通过判断输入电平的高低，进行选择性的导通与截止。

需要说明的是，光电耦合器PC2是以光为媒介传输电信号的一种电-光-电转换器件，由发光源和受光源两部分组成。示例性的，发光源可以为二极管，用于检测通过电网电源输出的交流电，受光源由一个光敏三极管构成，其栅极耦合发光二极管，在发光二极管发光时导通源极和漏极。

参照图3所示，所述的过零检测电路，控制单元12还包括：第三电阻R3；

第三电阻R3设置于光电可控硅PC1的发光源的第一端与第一三极管Q1的第一极之间的连接线路上。

在光电可控硅PC1的受光源两端导通时对第一电平端V1输出的电压进行分压，从而避免因输入电流过大而造成光电可控硅PC1的受光源烧毁。

同样，在上述实施例的基础上本领域技术人员还可能想到通过多个电阻串联和/或并联来替换本申请中的第三电阻，但这都属于本发明实施例的合理变通方案，且不需要付出创造性劳动，因此均属于本发明的保护范围之内。

优选的，上述实施例提供的过零检测电路中的光电耦合器PC2为双向光电耦合器。

当使光电耦合器PC2为双向光电耦合器时，两个方向的电源信号都可以使光电耦合器PC2导通，实现检测两个方向的过零点，进而提高回路中过零点的检测频率。

示例性的，双向光电耦合器的发光源可以由两个发光二极管组成，且其中一个发光二极管的阳极连接另一个发光二极管的阴极，且该光敏二极管的阴极连接另一个光敏二极管的阳极。工作时，无论回路中的电流由电网电源的第一端流向电网电源的第二端还是由电网电源的第二端流向电网电源的第一端均可以使双向光电耦合器的发光源发光，进而使光电耦合器中的光敏三极管的原理和漏极导通。

参照图4所示，所述的过零检测电路，检测单元13还包括,第一电容C1；

第一电容C1的第一极连接第二三极管Q2的第二端，第一电容C1的第二极连接所述检测信号输出端P2。

用于当第一电平端出现不稳定电压时，第一电容C1通过自身充放电，将较大的电压转换为稳定较小的电压，这样有效的减少了检测信号输出端P2的不稳定干扰和影响，防止误动作产生。

参照图5所示，所述的过零检测电路，检测单元13还包括：第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6；

第四电阻R4设置于第一电平端与光电耦合器PC2的第一端之间的连接线路上且位于第一电平端与第二三极管Q2的栅极之间的连接线路上；第五电阻R5置于第一电平端与第二三极管Q2的第一极之间的连接线路上；第六电阻R6置于检测信号输出端P2与第二三极管Q2的第一极之间的连接线路上。

其中，第四电阻R4，第五电阻R5，第六电阻R6均用于回路中的分压。本发明实施例对分压电阻的类型不作限定，以能够实现在电路中的分压效果为准。

参照图6所示，上述实施例提供的零检测电路还包括：控制开关JP；

控制开关JP的第一端连接所述第一节点，控制开关JP的第二端连接所述第二节点。

当开关JP断开时，回路实现上述实施例所述的回路降低功耗的功能，当开关JP闭合时，光电可控硅PC1被短路屏蔽，此时因为整个过零检测电路不包含控制单元12。因为将光电可控硅PC1屏蔽，所以可以在光电可控硅PC1损坏时作备用，并且可用于回路的调试。此外，上述开关可以为任何均由导通或关断功能的电子电力开关，本发明实施例中对开关的具体类型不做限定。

以下对图6所示的过零检测电路的工作原理进行说明，其中以第一三极管Q1和第二三极管Q2均为栅极高电平时导通的N型三极管、第一电平端V1提供稳定的高电平、第二电平端V2提供稳定的低电平。控制信号输入端P1连接空调中的MCU，且空调处于工作状态时MCU向控制信号输出端P1输入高电平，空调处于待机状态时MCU向控制信号输出端P1输入低电平为例进行说明。示例性的，第二电平端V2可以接地。

当空调处于工作状态时，MCU向控制信号输入端P1输入高电平，因此第一三极管Q1栅极高电平，第一三极管Q1导通，第一电平端V1的高电平通过光电可控硅PC1中的发光源、第三电阻R3、第一三极管Q1流入第二电平端，因此光电可控硅PC1中的发光源发光，光电可控硅PC1将第一节点a与第二节点b导通，连接电网电源第一端和第二端的回路导通。当电网电源输出电压值非零时，光电耦合器PC2的发光源中有电流流过，光电耦合器PC2的受光源的第一端和第二端导通，第二电平端通过光电耦合器PC2的受光源将第二三极管Q2的栅极的电压拉低，第二三极管Q2截止，第一电平端V1将检测信号输出端P2拉为高电平，此时，检测信号输出端P2输出高电平。当电网电源输出电压值为零时，光电耦合器PC2的发光源中没有电流流过，光电耦合器PC2的受光源的第一端和第二端截止，第一电平端V1将第二三极管Q2的栅极的电压拉高，第二三极管Q2导通，第二电平端V2通过第二三极管Q2将检测信号输出端P2拉为高电平，此时，检测信号输出端P2输出高电低。即，在空调工作状态下，检测信号输出端P2输出一低电平，表示回路中具有一次过零点，因此可以通过检测信号输出端P2输出低电平的次数获取回路中过零点的次数。

当空调处于待机状态下，微控制单元向控制信号输入端P1输入低电平，第一三极管Q1栅极低电平，第一三极管Q1截止，没有电流通过光电可控硅PC1的受光源，光电可控硅P截止，第一节点a和第二节点b断开连接，电网电源第一端和第二端之间无法继续形成回路，此时，分压单元不再产生功率消耗。

可选的，上述过零检测电路中的第一三极管和第二三极管也可以为栅极低电平时导通的P型晶体管。例如：当第一三极管为栅极低电平时导通的P型晶体管时，只需调整MCU向控制信号输入端输入的控制信号，时在当空调处于工作状态时，MCU向控制信号输入端P1输入低电平，当空调处于待机状态下，微控制单元向控制信号输入端P1输入高电平。同样，当第二三极管为栅极低电平时导通的P型晶体管时，只需将与第二三极管栅极连接控制的电平端的电压进行调整即可。

进一步的，上述过零检测电路中的第一三极管和第二三极管还可以同时采用栅极高电平时导通的N型晶体管和栅极低电平时导通的P型晶体管，只要对晶体管栅极处的控制信号进行相应调整即可。

当开关JP断开时，电路实现上述空调工作和待机的功能。

当开关JP闭合时，光电可控硅PC1被短路(屏蔽)，此时整个过零检测电路不受控制单元12的控制，因此在待机状态下，电源电网两端的回路导通，分压单元11继续消耗功率，电路不再有降低功耗的功能。但可用于空调在工作状态下光电可控硅PC1损坏时的备用，确保光电可控硅PC1出现故障时空调仍可以正常工作，也可用于回路的调试。

本发明实施例提供一种空调，该空调包括上述任一实施例提供的过零检测电路。

具体的，本发明实施例中的空调可以是小型家用空调，即一拖一；还可以是多联机空调系统，即一拖多。一拖一指的是一台室外机通过配管连接一台室内机的空调系统；一拖多指的是一台室外机通过配管连接两台以上(即至少两台)室内机的空调系统。无论对于小型家用空调、还是多联机空调系统均可以包含上述实施例提供的过零检测电路。

本发明实施例提供的空调中的过零检测电路，包括分压单元、控制单元和检测单元，其中，分压单元连接电网电源的第一端、第一节点、第二节点以及电网电源的第二端，用于对回路中的电压进行分压，控制单元可以在控制信号输入端的控制下使第一节点与第二节点导通或者截止，检测单元可以在第二节点的电压和电网电源的第二端的电压的控制下将第一电平端的电压或者第二电平端的电压在检测信号输出端输出，因此在第一节点与第二节点导通时，检测单元可以检测电网电源输出信号，并输出第一电平端的电压或者第二电平端的电压作为检测信号，因此本发明实施例首先可以对电网电源的过零点进行检测，其次检测单元还可以使第一节点与第二节点截止，所在无需过零检测时，检测单元可以将第一节点与第二节点断开连接，进而避免电路中的功率元件产生功率损耗。因此本发明实施例可以解决空调在待机状态下，过零检测电路仍会产生功率损耗，进而造成不必要的耗电的问题。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种过零检测电路，其特征在于，包括：分压单元、控制单元以及检测单元；

所述分压单元连接电网电源的第一端、第一节点、第二节点以及所述电网电源的第二端，用于对回路中的电压进行分压；

所述控制单元连接第一电平端、第二电平端、控制信号输入端、所述第一节点以及所述第二节点，用于在所述控制信号输入端的控制下使所述第一节点与所述第二节点导通或者截止；

所述检测单元连接所述第二节点、所述电网电源的第二端、所述第一电平端、所述第二电平端以及检测信号输出端，用于在所述第二节点的电压和所述电网电源的第二端的电压的控制下将所述第一电平端的电压或者所述第二电平端的电压在所述检测信号输出端输出。

2.根据权利要求1所述的过零检测电路，其特征在于，分压单元包括：第一电阻和第二电阻；

所述第一电阻的第一端连接所述电网电源的第一端，所述第一电阻的第二端连接所述第一节点；

所述第二电阻的第一端连接所述第二节点，所述第二电阻的第二端连接所述电网电源的第二端。

3.根据权利要求1所述的过零检测电路，其特征在于，所述控制单元包括：光电可控硅和第一三极管；

所述光电可控硅的受光源的第一端连接所述第一节点，所述光电可控硅的受光源的第二端连接所述第二节点，所述光电可控硅的发光源的第一端连接所述第一三极管的第一极，所述光电可控硅的发光源的第二端连接所述第一电平端；

所述第一三极管的第二极连接所述第二电平端，所述第一三极管的栅极连接所述控制信号输入端。

4.根据权利要求1所述的过零检测电路，其特征在于，所述检测单元包括：光电耦合器和第二三级管；

所述光电耦合器的发光源的第一端连接所述第二节点，所述光电耦合器的发光源的第二端连接所述电网电源的第二端，所述光电耦合器的受光源的第一端连接所述第二三极管的栅极，所述光电耦合器的受光源的第二端连接所述第二电平端；

所述第二三极管的第一极连接所述第一电平端以及所述检测信号输出端，所述第二三极管的第二极连接所述第二电平端，所述第二三极管的栅极连接所述第一电平端。

5.根据权利要求3所述的过零检测电路，其特征在于，所述控制单元还包括：第三电阻；

所述第三电阻设置于所述光电可控硅的发光源的第一端与所述第一三极管的第一极之间的连接线路上。

6.根据权利要求3所述的过零检测电路，其特征在于，所述光电耦合器为双向光电耦合器。

7.根据权利要求4所述的过零检测电路，其特征在于，所述检测单元还包括：第一电容；

所述第一电容的第一极连接所述第二三极管的第二端，所述第一电容的第二极连接所述检测信号输出端。

8.根据权利要求4所述的过零检测电路，其特征在于，所述检测单元还包括：第四电阻、第五电阻和第六电阻；

所述第四电阻设置于所述第一电平端与所述光电耦合器的第一端之间的连接线路上且位于第一电平端与所述第二三极管的栅极之间的连接线路上；

所述第五电阻置于所述第一电平端与所述第二三极管的第一极之间的连接线路上；

所述第六电阻置于所述检测信号输出端与所述第二三极管的第一极之间的连接线路上。

9.根据权利要求1-8任一项所述的过零检测电路，其特征在于，所述过零检测还包括：控制开关；

所述控制开关的第一端连接所述第一节点，所述控制开关的第二端连接所述第二节点。

10.一种空调，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的过零检测电路。