CN110854951B - 一种大功率空调线控器供电系统及空调器和供电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了大功率空调线控器供电系统及空调器和供电方法，涉及空调线控器技术领域，解决现有内机供电功率较小而制约线控器开发的问题，该系统在原有供电系统上增加电池供电模块，其分别连接电压转换电路、MCU芯片U2和线控器负载；电压转换电路用于给电池供电模块供电；MCU芯片U2能检测电池电量情况并能控制电池供电模块完成电池的充电与供电；MCU芯片U2能检测线控器功率需求，采用该系统，当内机供电能力无法满足线控器功率需求时，MCU芯片U2控制电池供电模块打开供电线路为线控器负载供电，当内机供电能力满足线控器的功率需求时，MCU芯片U2控制电池供电模块切断供电线路。本发明能实现大功率空调线控器的开发需求，突破线控器新功能开发的瓶颈。
Description
技术领域
本发明涉及空调线控器技术领域，具体的说，是一种大功率空调线控器供电系统及空调器和供电方法。
背景技术
空调系统所用的线控器通过空调内机以一定电压和电流为其供电，这样空调内机给线控器的额定功率为某个固定的值，对于小功率的手操器而言，空调内机给的额定功率可以满足线控器的供电需求，但随着信息化的快速发展，线控器的功能需求越来越多，比如语音功能以及图像识别功能等等，随着功能的增加，线控器的功率需求也有所增加，在现在线控器技术开发的过程中，因考虑到新旧内机及线控器的通用性，经常遇到一些新功能因空调内机功率无法满足线控器的功率需求，而导致线控器项目无法开发的情况发生，这也成了一些超前的功能无法在目前的线控器上实现的，成为了线控器开发的瓶颈问题。因此需要提出一种新的线控器供电系统来解决线控器开发的瓶颈问题。
发明内容
本发明的目的在于设计出一种大功率空调线控器供电系统及空调器和供电方法，以解决内机供电功率较小而制约线控器开发的瓶颈问题。
本发明通过下述技术方案实现：
本发明提供了一种大功率空调线控器供电系统，包括电源通讯电路、电源控制及过流保护电路、共模电感、整流桥、电压转换电路、线控器负载、MCU芯片U2、通讯电路以及能充放电的电池供电模块，所述电池供电模块包括电池，所述电池供电模块分别连接所述电压转换电路、所述MCU芯片U2和所述线控器负载；所述电压转换电路用于给所述电池供电模块供电；所述MCU芯片U2能检测所述电池电量情况，并能控制所述电池供电模块完成所述电池的充电与供电；所述MCU芯片U2能检测线控器负载功率需求，当内机供电能力无法满足线控器负载功率需求时，所述MCU芯片U2能控制所述电池供电模块打开供电线路为所述线控器负载供电，当内机供电能力满足线控器负载的功率需求时，所述MCU芯片U2能控制所述电池供电模块切断供电线路。
采用上述设置时，通过在原有的线控器供电系统内设置添加可充电的电池，并为电池设计一个可充放电的电路，形成电池供电模块，将电池供电模块与原有的线控器供电系统连接结合，实现对电池的管理，当内机无法满足线控器等终端设备的供电需求时，由MCU芯片U2控制线控器内置电池给线控器负载提供电能，可解决内机供电不满足线控器用电功率的情况，对一些有较大功率需求的空调线控器，以电池和空调内机共同供电的方式实现大功率空调线控器的使用，满足大功率空调线控器的开发需求，突破线控器新功能开发的瓶颈。
进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述电池供电模块还包括充电电路和BOOST电路，所述电压转换电路为所述充电电路供电，所述电池连接于所述BOOST电路的输入端，所述线控器负载与所述BOOST电路的输出端连接，所述充电电路连接所述电池，所述MCU芯片U2连接所述充电电路用于检测所述电池的电压，所述MCU芯片U2连接所述BOOST电路用于根据所述电池的电压检测情况控制所述BOOST电路实现所述电池的充电和供电。
进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述充电电路包括电源管理芯片U3，所述电压转换电路连接所述电源管理芯片U3为其供电，所述电源管理芯片通过I/O接口连接所述MCU芯片U2实现电池电压的检测；所述电源管理芯片通过BT接口连接所述电池的阳极实现对所述电池的供电。
进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述电源管理芯片采用BQ24610芯片，所述电压转换电路连接所述电源管理芯片U3的ACN端脚为其供电，所述电源管理芯片的VFB端脚通过I/O接口连接所述MCU芯片U2实现电池电压的检测；所述电源管理芯片的VCC端脚通过BT接口连接所述电池的阳极实现对所述电池的供电。
进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述BOOST电路包括电感L1、NPN型三极管Q1、二极管D4和电容C3，所述MCU芯片U2通过POWER_CONTROL接口连接所述NPN型三极管Q1的基极，所述电池的阳极串联所述电感L1后连接所述NPN型三极管Q1的集电极，所述电池的阴极连接所述NPN型三极管Q1的发射极。
进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述通讯电路包括通讯芯片U1，所述通讯芯片U1采用MM1192芯片，所述通讯芯片U1的DO端脚和DI端脚分别通过IC_RX0和IC_TX0连接所述MCU芯片U2的GPIO23和GPIO22端脚，所述通讯芯片U1的OUTB端脚、OUTA端脚、IN1端脚和IN2端脚分别串联电阻R8、电阻R7、电阻R9和电阻R10，电阻R7与电阻R10并联后再与电容C1串联，电容C1连接至电源通讯电路，电阻R8和电阻R9并联后再与电容C2串联，电容C2连接至电源通讯电路。
进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述电池为锂电池。
进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述电池供电模块内置于线控器内。
本发明还提供了一种空调器，包括内机和大功率线控器，所述内机与所述大功率线控器的供电系统采用了上述的大功率空调线控器供电系统。
本发明还提供了一种大功率空调线控器供电方法，采用上述的大功率空调线控器供电系统，通过MCU芯片U2控制电池的充电与供电。
进一步的：当内机供电能力满足线控器的功率需求时，由内机给线控器负载供电，此时MCU芯片U2发出指令切断电池供电路径；与此同时，MCU芯片U2检测电池电量情况，当检测到电池电量小于阀值M1时，MCU芯片U2控制充电电路打开电池充电路径，对电池进行充电，充满时截止；
当某一时刻线控器负载功率需求突然增大，内机供电能力无法满足线控器负载功率需求时，MCU芯片U2检测到内机供电能力不足从而控制BOOST电路打开电池供电路径，由电池和内机同时给线控器负载供电，提高供电能力以满足线控器负载的功率需求。
进一步的：在电池供电过程中，MCU芯片U2一直检测线控器负载的功率需求和内机供电能力，当检测到内机供电可以满足线控器负载的功率需求时，MCU芯片U2发出指令切断电池供电路径，恢复由内机单独供电状态，同时检测电池电量，如果电池电量低于阀值M1时，则控制打开充电路径对电池进行充电。
本发明具有以下优点及有益效果：
本发明中，通过在原有的线控器供电系统内设置添加可充电的电池，并为电池设计一个可充放电的电路，形成电池供电模块，将电池供电模块与原有的线控器供电系统连接结合，实现对电池的管理，当内机无法满足线控器等终端设备的供电需求时，由MCU芯片U2控制线控器内置电池给线控器负载提供电能，可解决内机供电不满足线控器用电功率的情况，对一些有较大功率需求的空调线控器，以电池和空调内机共同供电的方式实现大功率空调线控器的使用，满足大功率空调线控器的开发需求，突破线控器新功能开发的瓶颈。
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是大功率空调线控器供电系统的系统示意框图；
图2是大功率空调线控器供电系统的电路结构图；
图中标记为：
1-电源通讯电路；2-电源控制及过流保护电路；3-共模电感；4-整流桥；5-电压转换电路；6-线控器负载；7-通讯电路；8-充电电路；9-BOOST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，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1：
一种大功率空调线控器供电系统，能实现大功率空调线控器的开发需求，突破线控器新功能开发的瓶颈，如图1、图2所示，特别设置成下述结构：
包括现有的空调线控器供电系统，现有的空调线控器供电系统包括电源通讯电路1(18V电源通讯电路)、电源控制及过流保护电路2、共模电感3、整流桥4、电压转换电路5、线控器负载6、MCU芯片U2、通讯电路。在此基础上还增加了电池供电模块，该电池供电模块能够实现充电与为线控器负载6供电的功能，一般将该电池供电模块设置于线控器内。电源通讯电路1包括通讯芯片U4，其型号为MM1192。
电池供电模块包括电池其中，电池优选为锂电池。基本的，电池供电模块分别连接电压转换电路5、MCU芯片U2和线控器负载6，电压转换电路5用于给锂电池供电模块供电，MCU芯片U2用于检测锂电池电量情况，并能控制锂电池供电模块完成锂电池的充电与供电，MCU芯片U2用于检测线控器负载功率需求，当内机供电能力无法满足线控器负载功率需求时，MCU芯片U2能控制锂电池供电模块打开供电线路为线控器负载6供电，当内机供电能力满足线控器负载的功率需求时，MCU芯片U2能控制锂电池供电模块切断供电线路。
具体的，该电池供电模块还充电电路8和BOOST电路9，电压转换电路5为充电电路8供电，锂电池连接于BOOST电路9的输入端，线控器负载6与BOOST电路9的输出端连接，充电电路8连接锂电池，MCU芯片U2连接充电电路8用于检测锂电池的电压，MCU芯片U2连接BOOST电路9用于根据锂电池的电压检测情况控制BOOST电路9实现锂电池的充电和供电。
充电电路8包括电源管理芯片U3，电源管理芯片采用BQ24610芯片，电压转换电路5连接电源管理芯片U3的ACN端脚为其供电，电源管理芯片的VFB端脚通过I/O接口连接所述MCU芯片U2实现锂电池电压的检测；电源管理芯片的VCC端脚通过BT接口连接所述锂电池的阳极实现对所述锂电池的供电。
BOOST电路9为现有电路，其包括电感L1、NPN型三极管Q1、二极管D4和电容C3，MCU芯片U2通过POWER_CONTROL接口连接所述NPN型三极管Q1的基极，锂电池的阳极串联所述电感L1后连接NPN型三极管Q1的集电极，锂电池的阴极连接NPN型三极管Q1的发射极。
通讯电路包括通讯芯片U1，通讯芯片U1采用MM1192芯片，通讯芯片U1的DO端脚和DI端脚分别通过IC_RX0和IC_TX0连接MCU芯片U2的GPIO23和GPIO22端脚，通讯芯片U1的OUTB端脚、OUTA端脚、IN1端脚和IN2端脚分别串联电阻R8、电阻R7、电阻R9和电阻R10，电阻R7与电阻R10并联后再与电容C1串联，电容C1连接至电源通讯电路1和共模电感3之间的连接电路，电阻R8和电阻R9并联后再与电容C2串联，电容C2连接至电源通讯电路1和共模电感3之间的连接电路。
通过在原有的线控器供电系统内设置添加可充电的锂电池，并为锂电池设计一个可充放电的电路，形成锂电池供电模块，将锂电池供电模块与原有的线控器供电系统连接结合，通过MCU芯片U2控制锂电池的充电与供电，实现对锂电池的管理，当内机供电能力满足线控器负载的功率需求时，由内机给线控器负载供电，此时MCU芯片U2发出指令切断电池供电路径；与此同时，MCU芯片U2检测电池电量情况，当检测到电池电量小于阀值M1时，MCU芯片U2控制充电电路8打开电池充电路径，对电池进行充电，充满时截止。当某一时刻线控器负载功率需求突然增大，内机供电能力无法满足线控器等终端设备的供电功率需求时，由MCU芯片U2检测到内机供电能力不足从而控制BOOST电路9打开锂电池供电路径，由内置的锂电池和内机同时给线控器的线控器负载6提供电能，提高供电能力以满足线控器负载的功率需求，能够解决内机供电不满足线控器负载用电功率的情况，对一些有较大功率需求的空调线控器，以锂电池和空调内机共同供电的方式实现大功率空调线控器的使用，满足大功率空调线控器的开发需求，突破线控器新功能开发的瓶颈。当然，在电池供电过程中，MCU芯片U2一直检测线控器负载的功率需求和内机供电能力，当检测到内机供电可以满足线控器负载的功率需求时，MCU芯片U2发出指令切断电池供电路径，恢复由内机单独供电状态，同时检测电池电量，如果电池电量低于阀值M1时，则控制打开充电路径对电池进行充电。
实施例2：
本实施例在上述实施例的基础上进一步提供了一种空调器，特别采用下述设置结构：
该种空调器包括内机和大功率线控器，内机与大功率线控器的供电系统采用了实施例1中的大功率空调线控器供电系统，通过在线控器内添加锂电池，通过电池管理，对一些有较大功率需求的空调线控器，通过锂电池和空调内机共同供电的方式实现空调线控器的功率需求，解决了大功率线控器开发一大难题，另外也使我们的空调线控器走上了产品开发的前沿化，使用该空调器后能为用户提供更多的功能体验。
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。
Claims (10)
1.一种大功率空调线控器供电系统，包括电源通讯电路、电源控制及过流保护电路、共模电感、整流桥、电压转换电路、线控器负载、MCU芯片U2、通讯电路，其特征在于：还包括能充放电的电池供电模块，所述电池供电模块包括电池，所述电池供电模块分别连接所述电压转换电路、所述MCU芯片U2和所述线控器负载；
所述电压转换电路用于给所述电池供电模块供电；
所述MCU芯片U2能检测所述电池电量情况，并能控制所述电池供电模块完成所述电池的充电与供电；
所述MCU芯片U2能检测线控器负载功率需求，当内机供电能力无法满足线控器负载功率需求时，所述MCU芯片U2能控制所述电池供电模块打开供电线路为所述线控器负载供电，当内机供电能力满足线控器负载的功率需求时，所述MCU芯片U2能控制所述电池供电模块切断供电线路。
2.根据权利要求1所述的一种大功率空调线控器供电系统，其特征在于：所述电池供电模块还包括充电电路和BOOST电路，所述电压转换电路为所述充电电路供电，所述电池连接于所述BOOST电路的输入端，所述线控器负载与所述BOOST电路的输出端连接，所述充电电路连接所述电池，所述MCU芯片U2连接所述充电电路用于检测所述电池的电压，所述MCU芯片U2连接所述BOOST电路用于根据所述电池的电压检测情况控制所述BOOST电路实现所述电池的充电和供电。
3.根据权利要求2所述的一种大功率空调线控器供电系统，其特征在于：所述充电电路包括电源管理芯片U3，所述电压转换电路连接所述电源管理芯片U3为其供电，所述电源管理芯片通过I/O接口连接所述MCU芯片U2实现电池电压的检测；所述电源管理芯片通过BT接口连接所述电池的阳极实现对所述电池的供电。
4.根据权利要求3所述的一种大功率空调线控器供电系统，其特征在于：所述电源管理芯片采用BQ24610芯片，所述电压转换电路连接所述电源管理芯片U3的ACN端脚为其供电，所述电源管理芯片的VFB端脚通过I/O接口连接所述MCU芯片U2实现电池电压的检测；所述电源管理芯片的VCC端脚通过BT接口连接所述电池的阳极实现对所述电池的供电。
5.根据权利要求2所述的一种大功率空调线控器供电系统，其特征在于：所述BOOST电路包括电感L1、NPN型三极管Q1、二极管D4和电容C3，所述MCU芯片U2通过POWER_CONTROL接口连接所述NPN型三极管Q1的基极，所述电池的阳极串联所述电感L1后连接所述NPN型三极管Q1的集电极，所述电池的阴极连接所述NPN型三极管Q1的发射极。
6.根据权利要求1所述的一种大功率空调线控器供电系统，其特征在于：所述电池为锂电池。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种大功率空调线控器供电系统，其特征在于：所述电池供电模块内置于线控器内。
8.一种空调器，其特征在于：包括内机和大功率线控器，所述内机与所述大功率线控器的供电系统采用了权利要求1-7任一项所述的大功率空调线控器供电系统。
9.一种大功率空调线控器供电方法，其特征在于：采用权利要求2-7任一项所述的大功率空调线控器供电系统，通过MCU芯片U2控制电池的充电与供电。
10.根据权利要求9所述的一种大功率空调线控器供电方法，其特征在于：当内机供电能力满足线控器负载的功率需求时，由内机给线控器负载供电，此时MCU芯片U2发出指令切断电池供电路径；与此同时，MCU芯片U2检测电池电量情况，当检测到电池电量小于阀值M1时，MCU芯片U2控制充电电路打开电池充电路径，对电池进行充电，充满时截止；
当某一时刻线控器负载功率需求突然增大，内机供电能力无法满足线控器负载功率需求时，MCU芯片U2检测到内机供电能力不足从而控制BOOST电路打开电池供电路径，由电池和内机同时给线控器负载供电，提高供电能力以满足线控器负载的功率需求；
在电池供电过程中，MCU芯片U2一直检测线控器负载的功率需求和内机供电能力，当检测到内机供电可以满足线控器负载的功率需求时，MCU芯片U2发出指令切断电池供电路径，恢复由内机单独供电状态，同时检测电池电量，如果电池电量低于阀值M1时，则控制打开充电路径对电池进行充电。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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