CN110285552A - 线控器供电控制电路、空调内机和空调系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种线控器供电控制电路、空调内机和空调系统，该电路包括控制开关电路和电压检测电路，控制开关电路通过总线连接线控器，且用于连接控制器；电压检测电路连接总线，且用于连接控制器。电压检测电路检测总线中是否存在节点对线控器供电，在总线中不存在节点对线控器供电时由控制器发出导通指令使控制开关电路导通，接入外部电源并通过总线输送至线控器进行供电。当采用多节点对线控器供电时，通过检测总线中是否存在其他节点对线控器供电来控制供电通断，避免总线中多个节点同时对线控器供电导致的供电冲突，提高了多节点对线控器的供电可靠性。

Description

线控器供电控制电路、空调内机和空调系统

技术领域

本申请涉及智能设备技术领域，特别是涉及一种线控器供电控制电路、空调内机和空调系统。

背景技术

随着科学的发展和社会的不断进步，中央空调不断普及。商场、写字楼、医院等公共场所越来越青睐于安装中央空调，特别是在区域较空旷、面积较大的会议室和房间等场合需要安装多台室内机方能满足冷量要求。

传统的商用空调内机需搭配线控器进行控制使用，只能进行一对一控制，而在需要多台室内机的应用场合中，需要做到一个线控器控制多台内机。在内机给线控器供电时，会出现多个节点上的内机同时供电，以及内机之间供电极性相反导致供电故障的情况出现，存在严重的安全隐患。如何实现多节点对线控器的可靠供电，是一个亟待解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对多节点对线控器供电可靠性低的问题，提供一种可提高多节点对线控器的供电可靠性的线控器供电控制电路、空调内机和空调系统。

一种线控器供电控制电路，包括控制开关电路和电压检测电路，所述控制开关电路通过总线连接线控器，且用于连接控制器；所述电压检测电路连接所述总线，且用于连接所述控制器；

所述电压检测电路用于检测所述总线中是否存在节点对线控器供电，并输出检测结果至所述控制器，所述控制开关电路在接收到导通指令时导通，接入外部电源并通过所述总线输送至所述线控器，其中，所述导通指令为所述控制器根据所述检测结果判断所述总线中不存在节点对线控器供电时发出。

在其中一个实施例中，线控器供电控制电路还包括电流检测电路，所述电流检测电路连接所述控制开关电路，还用于连接所述控制器；

所述电流检测电路用于检测控制开关电路接入的外部电源的电流，并输出电流检测信号至所述控制器，所述控制开关电路还用于在接收到断开指令时断开，停止接入外部电源；其中，所述断开指令为所述控制器根据所述电流检测信号判断所述外部电源的电流大于预设阈值时发出。

在其中一个实施例中，所述总线包括总线A线和总线B线；所述控制开关电路包括第一开关管、第二开关管、二极管、第一电阻、第二电阻和第三电阻，

所述二极管的阳极用于接入外部电源，所述二极管的阴极连接所述总线A线；所述第一开关管的输入端通过所述第一电阻连接所述二极管的阳极，所述第一开关管的控制端通过所述第二电阻连接所述控制器，所述第一开关管的输出端连接所述第二开关管的控制端，所述第二开关管的输入端连接所述总线B线，所述第二开关管的控制端通过所述第三电阻连接所述第二开关管的输出端，所述第二开关管的输出端通过所述电流检测电路接地。

在其中一个实施例中，所述第一开关管和/或所述第二开关管为三极管。

在其中一个实施例中，所述电流检测电路包括第四电阻、第五电阻和电容，

所述第五电阻的一端连接所述第二开关管的输出端，所述第五电阻的另一端接地，所述第四电阻的一端连接所述第五电阻和所述第二开关管的公共端，所述第四电阻的另一端用于连接所述控制器，并通过所述电容接地。

在其中一个实施例中，所述电压检测电路包括第一光耦、第二光耦、第六电阻、第七电阻和第八电阻，所述第一光耦和所述第二光耦均包括控制部和受控部；

所述第六电阻的一端连接所述总线A线，所述第六电阻的另一端连接所述第一光耦的控制部的输入端，以及所述第二光耦的控制部的输出端；所述第一光耦的控制部的输出端连接所述总线B线，所述第一光耦的受控部的输入端连接所述控制器，并通过所述第七电阻连接电源接入端，所述第一光耦的受控部的输出端接地；所述第二光耦的控制部的输入端连接所述总线B线，所述第二光耦的受控部的输入端连接所述控制器，并通过所述第八电阻连接电源接入端，所述第二光耦的受控部的输出端接地。

在其中一个实施例中，线控器供电控制电路还包括第一电感和第二电感，所述第一电感的一端连接所述总线A线，所述第一电感的另一端连接所述二极管的阴极以及所述第六电阻；所述第二电感的一端连接所述总线B线，所述第二电感的另一端连接所述第二开关管的输入端、所述第一光耦的控制部的输出端以及所述第二光耦的控制部的输入端。

一种空调内机，包括控制器和上述线控器供电控制电路，所述控制器连接所述电压检测电路和所述控制开关电路。

一种空调系统，包括线控器以及上述空调内机，所述线控器通过总线连接所述空调内机。

在其中一个实施例中，所述总线为无极性总线。

上述线控器供电控制电路、空调内机和空调系统，电压检测电路检测总线中是否存在节点对线控器供电，在总线中不存在节点对线控器供电时由控制器发出导通指令使控制开关电路导通，接入外部电源并通过总线输送至线控器进行供电。当采用多节点对线控器供电时，通过检测总线中是否存在其他节点对线控器供电来控制供电通断，避免总线中多个节点同时对线控器供电导致的供电冲突，提高了多节点对线控器的供电可靠性。

附图说明

图1为一实施例中线控器供电控制电路的结构框图；

图2为另一实施例中线控器供电控制电路的结构框图；

图3为一实施例中线控器供电控制电路的原理图；

图4为一实施例中空调系统的架构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，提供了一种线控器供电控制电路，适用于空调内机对线控器进行供电控制。如图1所示，该电路包括控制开关电路110和电压检测电路120，控制开关电路110通过总线连接线控器，且用于连接控制器200；电压检测电路120连接总线，且用于连接控制器200。电压检测电路120用于检测总线中是否存在节点对线控器供电，并输出检测结果至控制器200，控制开关电路110在接收到导通指令时导通，接入外部电源VCC1并通过总线输送至线控器进行供电，其中，导通指令为控制器200根据检测结果判断总线中不存在节点对线控器供电时发出。

具体地，总线用于连接空调内机和线控器，内机的数量可以是一个或多个。以内机的数量为多个为例，采用总线两芯线同时通讯和供电的技术实现通过线控器控制内机，并由内机给线控器供电。每个内机作为总线中的一个节点，每个节点上的内机中均设置线控器供电控制电路进行对线控器的供电管理，控制器可采用内机原有的控制器，也可以是新增的控制器。总线采用两线总线结构，各内机中线控器供电控制电路的电压检测电路120检测总线中是否有电压，若是，则说明总线中存在其他节点给线控器供电，控制器使控制开关电路110断开，本节点上的内机不对线控器供电；若否，则控制器使控制开关电路110导通，使得对线控器供电的供电回路导通，接入外部电源VCC1并通过总线输送至线控器进行供电。外部电源VCC1的具体电压幅值并不唯一，本实施例中，控制开关电路110导通时接入外部正18V的电源。

上述线控器供电控制电路，电压检测电路120检测总线中是否存在节点对线控器供电，在总线中不存在节点对线控器供电时由控制器200发出导通指令使控制开关电路110导通，接入外部电源VCC1并通过总线输送至线控器进行供电。当采用多节点对线控器供电时，通过检测总线中是否存在其他节点对线控器供电来控制供电通断，避免总线中多个节点同时对线控器供电导致的供电冲突，提高了多节点对线控器的供电可靠性。

进一步地，在一个实施例中，如图2所示，线控器供电控制电路还包括电流检测电路130，电流检测电路130连接控制开关电路110，还用于连接控制器200。电流检测电路130用于检测控制开关电路110接入的外部电源VCC1的电流，并输出电流检测信号至控制器200，控制开关电路110还用于在接收到断开指令时断开，停止接入外部电源VCC1；其中，断开指令为控制器200根据电流检测信号判断外部电源VCC1的电流大于预设阈值时发出。其中，控制器200发送导通指令和断开指令的方式也不是唯一的，可以是将高电平作为导通指令，将低电平作为断开指令；也可以是将低电平作为导通指令，将高电平作为断开指令。

具体地，可通过电流检测电路130对供电回路中的电流进行采样，并生成电流检测信号发送至控制器200，控制器200在供电回路中的电流大于预设阈值时使控制开关电路110断开，停止接入外部电源VCC1对线控器供电，实现过流保护，以免电流过高损坏线控器，进一步提高了对线控器的供电可靠性。

可以理解，控制开关电路110的具体结构并不唯一，根据控制开关电路110的结构不同，对线控器供电进行通断控制的方式也会对应有所不同。在一个实施例中，如图3所示，总线包括总线A线和总线B线；控制开关电路110包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、二极管D1、第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3，二极管D1的阳极用于接入外部电源VCC1，二极管D1的阴极连接总线A线；第一开关管Q1的输入端通过第一电阻R1连接二极管D1的阳极，第一开关管Q1的控制端通过第二电阻R2连接控制器200，第一开关管Q1的输出端连接第二开关管Q2的控制端，第二开关管Q2的输入端连接总线B线，第二开关管Q2的控制端通过第三电阻R3连接第二开关管Q2的输出端，第二开关管Q2的输出端通过电流检测电路130接地。

第一开关管Q1和第二开关管Q2的类型也不是唯一的，可以是三级管或MOS管等，本实施例中，第一开关管Q1和/或第二开关管Q2为三极管。以第一开关管Q1和第二开关管Q2均采用三极管为例，三极管的基极作为开关管的控制端，三极管的发射极作为开关管的输出端，三极管的集电极作为开关管的输入端。控制开关电路110采用双级直接耦合三极管进行供电控制，操作简便可靠。

具体地，以将高电平作为导通指令，低电平作为断开指令为例。控制器200的驱动管脚连接第二电阻R2，用作进行供电控制。控制器200在判断总线中不存在其他节点对线控器进行供电时发送高电平至第一开关管Q1的控制端，使第一开关管Q1导通，进而使得第二开关管Q2导通，此时供电回路闭合，由本节点上的空调内机接入外部电源VCC1对线控器进行供电。此外，当控制器200判断供电回路中的电流大于预设阈值时输出低电平至第一开关管Q1的控制端，使第一开关管Q1断开，从而停止对线控器进行供电。

进一步地，在一个实施例中，电流检测电路130包括第四电阻R4、第五电阻R5和电容C1，第五电阻R5的一端连接第二开关管Q2的输出端，第五电阻R5的另一端接地，第四电阻R4的一端连接第五电阻R5和第二开关管Q2的公共端，第四电阻R4的另一端用于连接控制器200，并通过电容C1接地。

具体地，第四电阻R4可连接控制器200的电流采集管脚，用作进行电流检测。第五电阻R5作为采样电阻对线控器的供电回路进行电流采样，电流检测信号经第四电阻R4反馈至控制器200的电流采集管脚，控制器200在供电回路中的电流大于预设阈值时输出低电平控制第一开关管Q1断开，停止对线控器供电，实现对线控器的过流保护。

电压检测电路120的具体结构也不是唯一的，在一个实施例中，继续参照图3，电压检测电路130包括第一光耦U1、第二光耦U2、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8，第一光耦U1和第二光耦U2均包括控制部和受控部。第六电阻R6的一端连接总线A线，第六电阻R6的另一端连接第一光耦U1的控制部的输入端，以及第二光耦U2的控制部的输出端；第一光耦U1的控制部的输出端连接总线B线，第一光耦U1的受控部的输入端连接控制器200，并通过第七电阻R7连接电源接入端VCC2，第一光耦U1的受控部的输出端接地；第二光耦U2的控制部的输入端连接总线B线，第二光耦U2的受控部的输入端连接控制器200，并通过第八电阻R8连接电源接入端VCC2，第二光耦U2的受控部的输出端接地。

其中，第一光耦U1的受控部的输入端以及第二光耦U2的受控部的输入端可分别连接控制器200不同的电压采集管脚，用作进行供电检测。电源接入端VCC2接入的电压也不唯一，本实施例中，电源接入端VCC2接入正6V电压。

具体地，若总线中不存在电压，则第一光耦U1和第二光耦U2均不导通，控制器200的两个电压采集管脚均检测到高电平。若总线中存在电压，当总线A线为正极、总线B线为负极时，第一光耦U1导通，所对应的控制器200的电压采集管脚检测为低电平，第二光耦U2不导通，所对应的控制器200的电压采集管脚检测为高电平；当总线B线为正极、总线A线为负极时，第一光耦U1不导通，所对应的控制器200的电压采集管脚检测为高电平，第二光耦U2导通，所对应的控制器200的电压采集管脚检测为低电平。控制器200根据电压采集管脚的高低电平状态可识别出总线中是否存在电压，以及总线中存在电压时的电压极性。

本实施例中，电压检测电路120采用两组两两反接光耦进行电压检测，对总线中不同的电压极性都能进行电压检测，可实现针对线控器取电无极性设计时的电压检测，提高了电压检测的准确性。

此外，在一个实施例中，线控器供电控制电路还可包括还包括第一电感L1和第二电感L2，第一电感L1的一端连接总线A线，第一电感L1的另一端连接二极管D1的阴极以及第六电阻R6；第二电感L2的一端连接总线B线，第二电感L2的另一端连接第二开关管Q2的输入端、第一光耦U1的控制部的输出端以及第二光耦U2的控制部的输入端。将两组电感分别串接在总线A线和总线B线，用作通直流隔交流信号，减少杂波干扰，提高了对线控器的供电安全性。

在一个实施例中，提供了一种空调内机，包括控制器和上述线控器供电控制电路，控制器连接电压检测电路和控制开关电路。此外，控制器还连接电流检测电路。控制器的具体类型并不唯一，可以是MCU(Micro Control Unit，微控制单元)或CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器是)等，本实施例中，控制器为MCU主芯片。

上述空调内机，当采用多节点对线控器供电时，通过检测总线中是否存在其他节点对线控器供电来控制供电通断，避免总线中多个节点同时对线控器供电导致的供电冲突，提高了多节点对线控器的供电可靠性。

在一个实施例中，提供了一种空调系统，包括线控器以及上述空调内机，线控器通过总线连接空调内机。其中，空调内机的数量可以是两个或两个以上。在一个实施例中，总线为无极性总线，具体可使用总线串接整流桥设计，实现对线控器取电无极性设计，避免总线两芯线极性未知的情况下出现正负接反烧坏线控器的情况，提高对线控器的供电安全性。

为便于更好地理解上述线控器供电控制电路、空调内机和空调系统，下面以空调系统为例进行详细解释说明。

如图4所示为空调系统的架构示意图，该网络架构可控制16台内机，线控器一般情况下为1个，也可以根据内机供电能力设计实现多个线控器控制16台的内机；通讯总线设计为无极性，满足工程自由接线要求。

由于接线的无极性及供电要求，若网络架构中存在多台内机供电，会造成线控器供电异常，网络中只能允许一台内机给线控器供电。但在工程上内机有可能共用一个空开，会存在同时对线控器上电的情况，此时内机无法分辨由谁来给线控器供电。为解决供电冲突问题，在内机中设置线控器供电控制电路，该电路共用四部分组成：第一部分为供电控制，供电控制采用双级直接耦合三极管，由MCU主芯片进行控制实现主动供电或断开供电功能。第二部分为电流检测，采用采样电阻串接在供电回路中，通过MCU主芯片采样检测此时供电回路电流大小，实现过流保护。第三部分为总线的电压检测电路，采用两组两两反接光耦，实现检测总线是否有电压、总线A线为正极B线为负极、总线B线为正极A线为负极检测。第四部分为线控器取电无极性设计，巧妙使用总线串接整流桥设计，解决总线两芯线极性未知的情况下正负接反烧坏线控器的情况。

当任一空调内机上电后，空调内机主板上的MCU主芯片不进行供电操作，先进行总线电压检测，若此时双路光耦均未导通可判断为总线无节点供电，则此内机的MCU主芯片发出指令进行供电。若在进行电压检测时，若A线为正极B线为负极则上光耦导通，下光耦不导通；若A线为负极B线为正极，则下光耦导通，上光耦不导通。双路光耦有其中一个光耦导通，检测到总线有其他节点供电，则不发出指令，本节点不供电。若由本节点供电，此时MCU主芯片使能电流检测功能，检测电流大小，若电流超过设定电流大小，则此时MCU主芯片主动关闭供电，实现供电的自我保护。

上述空调系统，当采用多节点对线控器供电时，通过检测总线中是否存在其他节点对线控器供电来控制供电通断，避免总线中多个节点同时对线控器供电，可解决现场安装过程中存在的短路问题，以及线控器取电的线缆极性问题，避免多节点供电冲突，提高了多节点对线控器的供电可靠性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种线控器供电控制电路，其特征在于，包括控制开关电路和电压检测电路，所述控制开关电路通过总线连接线控器，且用于连接控制器；所述电压检测电路连接所述总线，且用于连接所述控制器；

所述电压检测电路用于检测所述总线中是否存在节点对线控器供电，并输出检测结果至所述控制器，所述控制开关电路在接收到导通指令时导通，接入外部电源并通过所述总线输送至所述线控器，其中，所述导通指令为所述控制器根据所述检测结果判断所述总线中不存在节点对线控器供电时发出。

2.根据权利要求1所述的线控器供电控制电路，其特征在于，还包括电流检测电路，所述电流检测电路连接所述控制开关电路，还用于连接所述控制器；

所述电流检测电路用于检测控制开关电路接入的外部电源的电流，并输出电流检测信号至所述控制器，所述控制开关电路还用于在接收到断开指令时断开，停止接入外部电源；其中，所述断开指令为所述控制器根据所述电流检测信号判断所述外部电源的电流大于预设阈值时发出。

3.根据权利要求2所述的线控器供电控制电路，其特征在于，所述总线包括总线A线和总线B线；所述控制开关电路包括第一开关管、第二开关管、二极管、第一电阻、第二电阻和第三电阻，

所述二极管的阳极用于接入外部电源，所述二极管的阴极连接所述总线A线；所述第一开关管的输入端通过所述第一电阻连接所述二极管的阳极，所述第一开关管的控制端通过所述第二电阻连接所述控制器，所述第一开关管的输出端连接所述第二开关管的控制端，所述第二开关管的输入端连接所述总线B线，所述第二开关管的控制端通过所述第三电阻连接所述第二开关管的输出端，所述第二开关管的输出端通过所述电流检测电路接地。

4.根据权利要求3所述的线控器供电控制电路，其特征在于，所述第一开关管和/或所述第二开关管为三极管。

5.根据权利要求3所述的线控器供电控制电路，其特征在于，所述电流检测电路包括第四电阻、第五电阻和电容，

所述第五电阻的一端连接所述第二开关管的输出端，所述第五电阻的另一端接地，所述第四电阻的一端连接所述第五电阻和所述第二开关管的公共端，所述第四电阻的另一端用于连接所述控制器，并通过所述电容接地。

6.根据权利要求3所述的线控器供电控制电路，其特征在于，所述电压检测电路包括第一光耦、第二光耦、第六电阻、第七电阻和第八电阻，所述第一光耦和所述第二光耦均包括控制部和受控部；

所述第六电阻的一端连接所述总线A线，所述第六电阻的另一端连接所述第一光耦的控制部的输入端，以及所述第二光耦的控制部的输出端；所述第一光耦的控制部的输出端连接所述总线B线，所述第一光耦的受控部的输入端连接所述控制器，并通过所述第七电阻连接电源接入端，所述第一光耦的受控部的输出端接地；所述第二光耦的控制部的输入端连接所述总线B线，所述第二光耦的受控部的输入端连接所述控制器，并通过所述第八电阻连接电源接入端，所述第二光耦的受控部的输出端接地。

7.根据权利要求6所述的线控器供电控制电路，其特征在于，还包括第一电感和第二电感，所述第一电感的一端连接所述总线A线，所述第一电感的另一端连接所述二极管的阴极以及所述第六电阻；所述第二电感的一端连接所述总线B线，所述第二电感的另一端连接所述第二开关管的输入端、所述第一光耦的控制部的输出端以及所述第二光耦的控制部的输入端。

8.一种空调内机，其特征在于，包括控制器和如权利要求1-7任意一项所述的线控器供电控制电路，所述控制器连接所述电压检测电路和所述控制开关电路。

9.一种空调系统，其特征在于，包括线控器以及权利要求8所述的空调内机，所述线控器通过总线连接所述空调内机。

10.根据权利要求9所述的空调系统，其特征在于，所述总线为无极性总线。