CN108363318A - 一种控制开关状态切换的方法、系统及一种控制芯片 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种控制开关状态切换的方法、系统及一种控制芯片，该方法包括：控制芯片在接收到外部发来的切换指令时，确定被控制端的当前开关状态；判断当前开关状态是否为关断状态，若是，在确定出达到交流电源的目标电源过零点时，控制被控制端切换开关状态，否则，根据预先确定好的被控制端对应的电流滞后电压相位角、目标电源过零点、目标电源过零点时交流电源的目标电源频率，确定控制时间点，并在确定出达到控制时间点时，控制被控制端切换开关状态。如此，可以使被控制端在交流电压过零时刻导通，在被控制端电流过零时刻关断，以降低状态切换所带来的电磁干扰。因此，本方案能够缓解电磁干扰问题。

Description

一种控制开关状态切换的方法、系统及一种控制芯片

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种控制开关状态切换的方法、系统及一种控制芯片。

背景技术

控制芯片在接收到切换指令时，可以控制被控制端的开关切换。比如，控制芯片在接收到切换指令时，若变频空调的四通阀当前导通，则控制芯片可以控制四通阀关断，反之，则控制芯片可以控制四通阀导通。

目前，控制芯片一旦接收到切换指令，直接向被控制端输出切换指令，以切换被控制端的开关状态。

由于被控制端在不同时刻开关将产生不同程度的电磁干扰，故现有实现方式易造成电磁干扰问题。

发明内容

本发明提供了一种控制开关状态切换的方法、系统及一种控制芯片，能够缓解电磁干扰问题。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种控制开关状态切换的方法，应用于控制芯片，所述控制芯片分别与交流电源和被控制端相连；确定所述被控制端对应的电流滞后电压相位角，还包括：

S1：在接收到外部发来的切换指令时，确定所述被控制端的当前开关状态；

S2：判断所述当前开关状态是否为关断状态，若是，在确定出达到所述交流电源的目标电源过零点时，执行S3，否则，根据所述电流滞后电压相位角、所述目标电源过零点、所述目标电源过零点时所述交流电源的目标电源频率，确定控制时间点，并在确定出达到所述控制时间点时，执行S3；

S3：控制所述被控制端切换开关状态。

进一步地，所述控制芯片经检测电路与所述交流电源相连；

在所述S1之前，进一步包括：实时接收所述检测电路发来的每一个电源过零点及各个电源过零点时的电源频率；

所述目标电源过零点包括：接收到所述切换指令之后，所述检测电路发来的第一个电源过零点。

进一步地，所述控制时间点与所述目标电源过零点间的延时时长满足公式一，且所述控制时间点晚于所述目标电源过零点；

所述公式一包括：T＝β/(2×f×180)

其中，T为所述延时时长，β为所述电流滞后电压相位角，f为所述目标电源频率。

进一步地，所述被控制端包括：变频空调的四通阀、变频空调室外机上电限流控制电路、交流风机中的任意一种；

所述控制芯片经继电器与所述被控制端相连；

所述继电器还连接于所述交流电源的火线，所述被控制端还连接于所述交流电源的零线；

所述S3包括：向所述继电器发送控制信号；

所述当前开关状态为关断状态时，所述控制信号为导通控制信号；

所述当前开关状态为导通状态时，所述控制信号为关断控制信号。

第二方面，本发明提供了一种控制芯片，所述控制芯片分别与交流电源和被控制端相连，包括：

确定单元，用于确定所述被控制端对应的电流滞后电压相位角；

第一处理单元，用于在接收到外部发来的切换指令时，确定所述被控制端的当前开关状态；

第二处理单元，用于判断所述当前开关状态是否为关断状态，若是，在确定出达到所述交流电源的目标电源过零点时，触发控制单元，否则，根据所述电流滞后电压相位角、所述目标电源过零点、所述目标电源过零点时所述交流电源的目标电源频率，确定控制时间点，并在确定出达到所述控制时间点时，触发所述控制单元；

所述控制单元，用于控制所述被控制端切换开关状态。

进一步地，所述控制芯片经检测电路与所述交流电源相连；

该控制芯片还包括：接收单元，用于实时接收所述检测电路发来的每一个电源过零点及各个电源过零点时的电源频率；

所述目标电源过零点包括：接收到所述切换指令之后，所述检测电路发来的第一个电源过零点。

进一步地，所述控制时间点与所述目标电源过零点间的延时时长满足公式一，且所述控制时间点晚于所述目标电源过零点；

所述公式一包括：T＝β/(2×f×180)

其中，T为所述延时时长，β为所述电流滞后电压相位角，f为所述目标电源频率。

进一步地，所述被控制端包括：变频空调的四通阀、变频空调室外机上电限流控制电路、交流风机中的任意一种；

所述控制芯片经继电器与所述被控制端相连；

所述继电器还连接于所述交流电源的火线，所述被控制端还连接于所述交流电源的零线；

所述控制单元，具体用于向所述继电器发送控制信号；

所述当前开关状态为关断状态时，所述控制信号为导通控制信号；

所述当前开关状态为导通状态时，所述控制信号为关断控制信号。

第三方面，本发明提供了一种控制开关状态切换的系统，包括：

上述任一所述的控制芯片、交流电源、被控制端；

所述控制芯片分别与交流电源和被控制端相连。

进一步地，该控制开关状态切换的系统还包括：继电器、检测电路；

所述被控制端包括：变频空调的四通阀、变频空调室外机上电限流控制电路、交流风机中的任意一种；

所述控制芯片经所述检测电路与所述交流电源相连；

所述检测电路分别与所述交流电源的火线和零线相连；

所述控制芯片经所述继电器与所述被控制端相连；

所述继电器还连接于所述火线，所述被控制端还连接于所述零线；

所述继电器，用于执行所述控制芯片发来的控制信号，以切换自身的开关状态。

本发明提供了一种控制开关状态切换的方法、系统及一种控制芯片，该方法包括：控制芯片在接收到外部发来的切换指令时，确定被控制端的当前开关状态；判断当前开关状态是否为关断状态，若是，在确定出达到交流电源的目标电源过零点时，控制被控制端切换开关状态，否则，根据预先确定好的被控制端对应的电流滞后电压相位角、目标电源过零点、目标电源过零点时交流电源的目标电源频率，确定控制时间点，并在确定出达到控制时间点时，控制被控制端切换开关状态。如此，可以使被控制端在交流电压过零时刻导通，在被控制端电流过零时刻关断，以降低状态切换所带来的电磁干扰。因此，本发明能够缓解电磁干扰问题。

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是本发明一实施例提供的一种控制开关状态切换的方法的流程图；

图2是本发明一实施例提供的一种控制开关状态切换的系统的连接关系示意图；

图3是本发明一实施例提供的另一种控制开关状态切换的方法的流程图；

图4是本发明一实施例提供的一种控制芯片的示意图；

图5是本发明一实施例提供的另一种控制芯片的示意图；

图6是本发明一实施例提供的一种控制开关状态切换的系统的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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的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。

如图1所示，本发明实施例提供了一种控制开关状态切换的方法，应用于控制芯片，所述控制芯片分别与交流电源和被控制端相连；可以包括以下步骤：

步骤101：确定所述被控制端对应的电流滞后电压相位角。

步骤102：在接收到外部发来的切换指令时，确定所述被控制端的当前开关状态。

步骤103：判断所述当前开关状态是否为关断状态，若是，在确定出达到所述交流电源的目标电源过零点时，执行步骤104，否则，根据所述电流滞后电压相位角、所述目标电源过零点、所述目标电源过零点时所述交流电源的目标电源频率，确定控制时间点，并在确定出达到所述控制时间点时，执行步骤104。

步骤104：控制所述被控制端切换开关状态。

本发明实施例提供了一种控制开关状态切换的方法，控制芯片在接收到外部发来的切换指令时，确定被控制端的当前开关状态；判断当前开关状态是否为关断状态，若是，在确定出达到交流电源的目标电源过零点时，控制被控制端切换开关状态，否则，根据预先确定好的被控制端对应的电流滞后电压相位角、目标电源过零点、目标电源过零点时交流电源的目标电源频率，确定控制时间点，并在确定出达到控制时间点时，控制被控制端切换开关状态。如此，可以使被控制端在交流电压过零时刻导通，在被控制端电流过零时刻关断，以降低状态切换所带来的电磁干扰。因此，本发明实施例能够缓解电磁干扰问题。

详细地，对于被控制端来说，在导通时刻，如果线圈两端电压处于交流输入电压差最大时刻，将对外界及控制器本身产生较大电磁干扰；在关断时刻，若处于被控制端电流最大时刻，若被控制端为感性负载，将在与被控制器相连的继电器两端产生较大关断电压，影响控制器的可靠性，以及增加变频设备，如变频空调本身的电磁干扰值。

如此，请参考上述步骤103，可以使被控制端在交流电源过零时刻导通，在被控制端内部电流过零时刻关断，以降低被控制端状态切换带来的电磁干扰及外围器件电应力，有效提高系统运行稳定性。

在本发明的一个实施例中，可以预先通过测试，获取被控制端实际负载特性中的电流滞后电压相位角，并预置入控制芯片中。

在本发明的一个实施例中，请参考图2，为了说明一种确定电源过零点的可能实现方式，所以，所述控制芯片经检测电路与所述交流电源相连；

在所述步骤102之前，进一步包括：实时接收所述检测电路发来的每一个电源过零点及各个电源过零点时的电源频率；

所述目标电源过零点包括：接收到所述切换指令之后，所述检测电路发来的第一个电源过零点。

在图2中，控制芯片经检测电路，与交流电源间接相连。检测电路分别与交流电源的火线和零线相连。

详细地，以220V市电为例，电源频率可以在50Hz左右小范围浮动，故可以实时采集电源频率，以保证电源频率的实时准确性。

详细地，检测电路可以实时采集交流电源的每一个电源过零点，以及交流电源在各个电源过零点时的电源频率，并将采集到的信息实时发送给控制芯片。

控制芯片在接收到外部输入的状态切换指令时，可以确定检测电路发来的下一个电源过零点，即为所需的目标电源过零点。若被控制端当前关断，则需切换至导通状态，故可以控制被控制端在目标电源过零点这一时刻导通；若被控制端当前导通，则需切换至关断状态，故可以基于目标电源过零点这一时刻进行延时，直至延时至控制时间点，该控制时间点通常为电流过零点，进而控制被控制端在电流过零点这一时刻关断。

详细地，为保证状态切换的及时性，上述目标电源过零点，优选地，为接收到所述切换指令之后，所述检测电路发来的第一个电源过零点。当然，基于在过零点执行状态切换的实现原理，在本发明其他实施例中，当对这一及时性要求不高时，上述目标电源过零点，同样还可以为接收到所述切换指令之后，所述检测电路发来的任一电源过零点。

在本发明一个实施例中，所述控制时间点与所述目标电源过零点间的延时时长满足公式一，且所述控制时间点晚于所述目标电源过零点；

所述公式一包括：T＝β/(2×f×180)

其中，T为所述延时时长，β为所述电流滞后电压相位角，f为所述目标电源频率。

详细地，当需要将被控制端从导通状态切换成关断状态时，可以基于目标电源过零点进行延时，延时时长达到这一T值时，即达到控制时间点，或称达到所需的电流过零点。

在本发明一个实施例中，请参考图2，所述被控制端包括：变频空调的四通阀、变频空调室外机上电限流控制电路、交流风机中的任意一种；

所述控制芯片经继电器与所述被控制端相连；

所述继电器还连接于所述交流电源的火线，所述被控制端还连接于所述交流电源的零线；

所述步骤104包括：向所述继电器发送控制信号；

所述当前开关状态为关断状态时，所述控制信号为导通控制信号；

所述当前开关状态为导通状态时，所述控制信号为关断控制信号。

详细地，本发明实施例可以应用于四通阀控制，也可用于变频空调室外机上电限流控制电路的控制，以及用于交流风机启停控制。

详细地，控制芯片可以在导通和关断时刻产生所需的相应控制信号，用于继电器的导通和关断，从而控制四通阀的导通及关断。

如图3所示，本发明一个实施例提供了另一种控制开关状态切换的方法，该方法以一种低干扰的空调四通阀控制方法为例，具体包括以下步骤：

步骤301：控制芯片确定四通阀对应的电流滞后电压相位角。

本发明实施例中，控制芯片、检测电路、交流电源、继电器、四通阀基于特定的连接关系，可以组成一个控制开关状态切换的系统。其中，这一特定的连接关系，可以以图2中所示的连接关系为基准。

详细地，本发明实施例中的电流滞后电压相位角，即可以为四通阀控制系统的负载特性中的电流滞后电压相位角。

步骤302：检测电路实时采集交流电源的每一个电源过零点，及各个电源过零点时的电源频率，并将采集到的每一个电源过零点和电源频率实时发送给控制芯片。

步骤303：控制芯片实时接收检测电路发来的每一个电源过零点及各个电源过零点时的电源频率。

步骤304：控制芯片在接收到外部发来的切换指令时，确定四通阀的当前开关状态。

步骤305：控制芯片判断当前开关状态是否为关断状态，若是，在接收到切换指令接收之后、检测电路发来的第一个电源过零点时，向继电器发送导通控制信号，否则，在接收到切换指令接收之后、检测电路发来的第一个电源过零点时，根据电流滞后电压相位角、该第一个电源过零点、该第一个电源过零点时交流电源的目标电源频率，确定延时时长，并在确定出满足该延时时长时，向继电器发送关断控制信号。

详细地，可以利用上述公式一计算延时时长。

步骤306：继电器在接收到控制芯片发来的控制信号时，执行控制信号。

详细地，继电器通过执行控制信号，可以切换自身的开关状态，进而影响四通阀的开关状态切换。

本发明实施例中，控制芯片收到四通阀切换命令时，可以结合四通阀负载特性中的相位角，以及实时检测的交流电源过零时刻及电源频率，调整下一次四通阀导通及关断时刻，使四通阀在交流电压过零时刻导通，在四通阀电流过零时刻关断。在交流电压过零时刻导通，继电器触点两端无电压差，极大的降低导通电磁干扰；在四通阀电流过零时刻关断，线圈内部电流为零，关断时刻在线圈两端产生的反向电动势也为零，降低关断时的电磁干扰，同时也降低继电器、四通阀等关联器件的电应力。

综上所述，本发明实施例提供了一种低干扰的空调四通阀控制方法，可以缓解甚至从根本上解决四通阀开关时造成的电磁干扰问题，提高控制系统可靠性及降低整机电磁干扰值。

如图4所示，本发明一个实施例提供了一种控制芯片，所述控制芯片分别与交流电源和被控制端相连，包括：

确定单元401，用于确定所述被控制端对应的电流滞后电压相位角；

第一处理单元402，用于在接收到外部发来的切换指令时，确定所述被控制端的当前开关状态；

第二处理单元403，用于判断所述当前开关状态是否为关断状态，若是，在确定出达到所述交流电源的目标电源过零点时，触发控制单元404，否则，根据所述电流滞后电压相位角、所述目标电源过零点、所述目标电源过零点时所述交流电源的目标电源频率，确定控制时间点，并在确定出达到所述控制时间点时，触发所述控制单元404；

所述控制单元404，用于控制所述被控制端切换开关状态。

在本发明一个实施例中，请参考图5，所述控制芯片经检测电路与所述交流电源相连；

该控制芯片还包括：接收单元501，用于实时接收所述检测电路发来的每一个电源过零点及各个电源过零点时的电源频率；

所述目标电源过零点包括：接收到所述切换指令之后，所述检测电路发来的第一个电源过零点。

在本发明一个实施例中，所述控制时间点与所述目标电源过零点间的延时时长满足上述公式一，且所述控制时间点晚于所述目标电源过零点。

在本发明一个实施例中，所述被控制端包括：变频空调的四通阀、变频空调室外机上电限流控制电路、交流风机中的任意一种；

所述控制芯片经继电器与所述被控制端相连；

所述继电器还连接于所述交流电源的火线，所述被控制端还连接于所述交流电源的零线；

所述控制单元404，具体用于向所述继电器发送控制信号；

所述当前开关状态为关断状态时，所述控制信号为导通控制信号；

所述当前开关状态为导通状态时，所述控制信号为关断控制信号。

如图6所示，本发明实施例提供了一种控制开关状态切换的系统，包括：上述任一所述的控制芯片601、交流电源602、被控制端603；

所述控制芯片601分别与交流电源602和被控制端603相连。

在本发明一个实施例中，请参考图2，该控制开关状态切换的系统还包括：继电器、检测电路；

所述被控制端603包括：变频空调的四通阀、变频空调室外机上电限流控制电路、交流风机中的任意一种；

所述控制芯片601经所述检测电路与所述交流电源602相连；

所述检测电路分别与所述交流电源602的火线和零线相连；

所述控制芯片601经所述继电器与所述被控制端603相连；

所述继电器还连接于所述火线，所述被控制端603还连接于所述零线；

所述继电器，用于执行所述控制芯片601发来的控制信号，以切换自身的开关状态。

上述装置内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

综上所述，本发明的各个实施例至少具有如下有益效果：

1、本发明实施例中，控制芯片在接收到外部发来的切换指令时，确定被控制端的当前开关状态；判断当前开关状态是否为关断状态，若是，在确定出达到交流电源的目标电源过零点时，控制被控制端切换开关状态，否则，根据预先确定好的被控制端对应的电流滞后电压相位角、目标电源过零点、目标电源过零点时交流电源的目标电源频率，确定控制时间点，并在确定出达到控制时间点时，控制被控制端切换开关状态。如此，可以使被控制端在交流电压过零时刻导通，在被控制端电流过零时刻关断，以降低状态切换所带来的电磁干扰。因此，本发明实施例能够缓解电磁干扰问题。

2、本发明实施例可以应用于四通阀控制，也可用于变频空调室外机上电限流控制电路的控制，以及用于交流风机启停控制。

3、本发明实施例提供了一种低干扰的空调四通阀控制方法，可以缓解甚至从根本上解决四通阀开关时造成的电磁干扰问题，提高控制系统可靠性及降低整机电磁干扰值。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个〃····〃”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种控制开关状态切换的方法，其特征在于，应用于控制芯片，所述控制芯片分别与交流电源和被控制端相连；确定所述被控制端对应的电流滞后电压相位角，还包括：

S1：在接收到外部发来的切换指令时，确定所述被控制端的当前开关状态；

S2：判断所述当前开关状态是否为关断状态，若是，在确定出达到所述交流电源的目标电源过零点时，执行S3，否则，根据所述电流滞后电压相位角、所述目标电源过零点、所述目标电源过零点时所述交流电源的目标电源频率，确定控制时间点，并在确定出达到所述控制时间点时，执行S3；

S3：控制所述被控制端切换开关状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述控制芯片经检测电路与所述交流电源相连；

在所述S1之前，进一步包括：实时接收所述检测电路发来的每一个电源过零点及各个电源过零点时的电源频率；

所述目标电源过零点包括：接收到所述切换指令之后，所述检测电路发来的第一个电源过零点。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述控制时间点与所述目标电源过零点间的延时时长满足公式一，且所述控制时间点晚于所述目标电源过零点；

所述公式一包括：T＝β/(2×f×180)

其中，T为所述延时时长，β为所述电流滞后电压相位角，f为所述目标电源频率。

4.根据权利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于，

所述被控制端包括：变频空调的四通阀、变频空调室外机上电限流控制电路、交流风机中的任意一种；

所述控制芯片经继电器与所述被控制端相连；

所述继电器还连接于所述交流电源的火线，所述被控制端还连接于所述交流电源的零线；

所述S3包括：向所述继电器发送控制信号；

所述当前开关状态为关断状态时，所述控制信号为导通控制信号；

所述当前开关状态为导通状态时，所述控制信号为关断控制信号。

5.一种控制芯片，其特征在于，所述控制芯片分别与交流电源和被控制端相连，包括：

确定单元，用于确定所述被控制端对应的电流滞后电压相位角；

第一处理单元，用于在接收到外部发来的切换指令时，确定所述被控制端的当前开关状态；

第二处理单元，用于判断所述当前开关状态是否为关断状态，若是，在确定出达到所述交流电源的目标电源过零点时，触发控制单元，否则，根据所述电流滞后电压相位角、所述目标电源过零点、所述目标电源过零点时所述交流电源的目标电源频率，确定控制时间点，并在确定出达到所述控制时间点时，触发所述控制单元；

所述控制单元，用于控制所述被控制端切换开关状态。

6.根据权利要求5所述的控制芯片，其特征在于，

所述控制芯片经检测电路与所述交流电源相连；

还包括：接收单元，用于实时接收所述检测电路发来的每一个电源过零点及各个电源过零点时的电源频率；

所述目标电源过零点包括：接收到所述切换指令之后，所述检测电路发来的第一个电源过零点。

7.根据权利要求5所述的控制芯片，其特征在于，

所述控制时间点与所述目标电源过零点间的延时时长满足公式一，且所述控制时间点晚于所述目标电源过零点；

所述公式一包括：T＝β/(2×f×180)

其中，T为所述延时时长，β为所述电流滞后电压相位角，f为所述目标电源频率。

8.根据权利要求5至7中任一所述的控制芯片，其特征在于，

所述被控制端包括：变频空调的四通阀、变频空调室外机上电限流控制电路、交流风机中的任意一种；

所述控制芯片经继电器与所述被控制端相连；

所述继电器还连接于所述交流电源的火线，所述被控制端还连接于所述交流电源的零线；

所述控制单元，具体用于向所述继电器发送控制信号；

所述当前开关状态为关断状态时，所述控制信号为导通控制信号；

所述当前开关状态为导通状态时，所述控制信号为关断控制信号。

9.一种控制开关状态切换的系统，其特征在于，包括：

如权利要求5至8中任一所述的控制芯片、交流电源、被控制端；

所述控制芯片分别与交流电源和被控制端相连。

10.根据权利要求9所述的控制开关状态切换的系统，其特征在于，

还包括：继电器、检测电路；

所述被控制端包括：变频空调的四通阀、变频空调室外机上电限流控制电路、交流风机中的任意一种；

所述控制芯片经所述检测电路与所述交流电源相连；

所述检测电路分别与所述交流电源的火线和零线相连；

所述控制芯片经所述继电器与所述被控制端相连；

所述继电器还连接于所述火线，所述被控制端还连接于所述零线；

所述继电器，用于执行所述控制芯片发来的控制信号，以切换自身的开关状态。