CN111023509A - 一种空调器、空调内外机通讯系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空调器、空调内外机通讯系统及其控制方法，其中，所述空调内外机通讯系统包括外机通讯模块、内机通讯模块、供电检测模块、储能模块和供电模块，所述供电模块用于为所述储能模块提供电能，所述储能模块用于存储电能，并在所述通讯环路导通时为所述通讯环路提供电能；所述供电检测模块用于在比较出所述供电模块的供电电压小于预设阈值电压时，控制所述通讯环路断开；所述供电检测模块还用于在比较出所述通讯环路的断开时间大于预设阈值时间时，控制所述通讯环路导通，在供电电压过低时直接断开内外机通讯，无需增加额外的元器件即可避免了因供电电压过低导致内外机通讯故障而造成停机，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及空调设备技术领域，特别涉及一种空调器、空调内外机通讯系统及其控制方法。
背景技术
目前家用变频空调室内外机通讯多采用零火线通讯方式，零火线通讯电路由电阻、电容、二极管、三极管和光耦等常用器件构成，无需额外芯片，硬件成本低廉，因而被广泛应用于家用变频空调领域。
零火线通讯是一种电流环通讯方式，电路中光耦的导通与关断由环路电流值决定。而此电流大小受电压影响较大，在供电电压较低时，环路电流变小，导致光耦无法导通，内外机也就无法正常通讯，报通讯故障，影响用户正常使用。
因而现有技术还有待改进和提高。
发明内容
本发明的目的在于提供的一种空调器、空调内外机通讯系统及其控制方法，在供电电压过低时直接断开内外机通讯，无需增加额外的元器件即可避免了因供电电压过低导致内外机通讯故障而造成停机，降低了成本。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种空调内外机通讯系统，包括外机通讯模块、内机通讯模块、供电检测模块、储能模块和供电模块，所述外机通讯模块通过所述储能模块与所述内机通讯模块连接形成通讯环路，所述储能模块还与所述供电模块连接，所述供电模块连接所述供电检测模块，所述供电检测模块还连接所述外机通讯模块和所述内机通讯模块；
所述供电模块用于为所述储能模块提供电能，所述储能模块用于存储电能，并在所述通讯环路导通时为所述通讯环路提供电能；所述供电检测模块用于在比较出所述供电模块的供电电压小于预设阈值电压时，控制所述通讯环路断开；所述供电检测模块还用于在比较出所述通讯环路的断开时间大于预设阈值时间时，控制所述通讯环路导通。
所述的空调内外机通讯系统中，所述供电检测模块包括电压采样单元和控制单元，所述电压采样单元分别连接所述供电模块和所述控制单元，所述控制单元还分别连接所述外机通讯模块和所述内机通讯模块；
所述电压采样单元用于对所述供电电压进行采样后输出采样电压至所述控制单元，所述控制单元用于在比较出所述采样电压小于所述预设阈值电压时，控制所述通讯环路断开；所述控制单元还用于在比较出所述通讯环路的断开时间大于预设阈值时间时，控制所述通讯环路导通。
所述的空调内外机通讯系统中，所述电压采样单元包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端接电，所述第一电阻的另一端连接所述第二电阻的一端和所述控制单元。
所述的空调内外机通讯系统中，所述内机通讯模块包括第一三极管、第一隔离光耦和第二隔离光耦；所述第一三极管的基极连接TXD1信号端，所述第一三极管的集电极连接所述第一隔离光耦的第1脚，所述第一三极管的发射极接地，所述第一隔离光耦的第2脚连接所述外机通讯模块，所述第一隔离光耦的第3脚连接所述第二隔离光耦的第2脚，所述第一隔离光耦的第4脚和所述第二隔离光耦的第4脚接电，所述第二隔离光耦的第3脚连接所述储能模块。
所述的空调内外机通讯系统中，所述外机通讯模块包括第二三极管、第三隔离光耦和第四隔离光耦；所述第二三极管的基极连接TXD2信号端，所述第二三极管的集电极连接所述第三隔离光耦的第1脚，所述第二三极管的发射极接地，所述第三隔离光耦的第2脚连接所述第四隔离光耦的第3脚，所述第三隔离光耦的第3脚连接所述第一隔离光耦的第2脚，所述第三隔离光耦的第4脚和所述第四隔离光耦的第4脚均接电，所述第四隔离光耦的第2脚连接所述储能模块。
所述的空调内外机通讯系统中，所述储能模块包括电容，所述电容的正极连接所述第二隔离光耦的第3脚，所述电容的负极连接所述第四隔离光耦的第2脚。
一种基于如上所述的空调内外机通讯系统的控制方法，包括如下步骤：
所述供电模块为所述储能模块提供电能；
所述储能模块存储电能，并在所述通讯环路导通时为所述通讯环路提供电能；
所述供电检测模块在比较出所述供电模块的供电电压小于预设阈值电压时，控制所述通讯环路断开；
所述供电检测模块在比较出所述通讯环路的断开时间大于预设阈值时间时，控制所述通讯环路导通。
所述的空调内外机通讯系统的控制方法中，所述的由所述供电检测模块比较出所述供电模块的供电电压小于预设阈值电压时，控制所述通讯环路断开的步骤具体包括：
电压采样单元对所述供电电压进行采样后输出采样电压至控制单元；
所述控制单元比较出所述采样电压小于所述预设阈值电压时，控制所述通讯环路断开。
所述的空调内外机通讯系统的控制方法中，所述的由所述供电检测模块比较出所述通讯环路的断开时间大于预设阈值时间时，控制所述通讯环路导通的步骤具体包括：所述控制单元在比较出所述通讯环路的断开时间大于预设阈值时间时，控制所述通讯环路导通。
一种空调器，包括如上所述的空调内外机通讯系统。
相较于现有技术，本发明提供了一种空调器、空调内外机通讯系统及其控制方法，其中，所述空调内外机通讯系统包括外机通讯模块、内机通讯模块、供电检测模块、储能模块和供电模块，所述供电模块用于为所述储能模块提供电能，所述储能模块用于存储电能，并在所述通讯环路导通时为所述通讯环路提供电能；所述供电检测模块用于在比较出所述供电模块的供电电压小于预设阈值电压时，控制所述通讯环路断开；所述供电检测模块还用于在比较出所述通讯环路的断开时间大于预设阈值时间时，控制所述通讯环路导通，在供电电压过低时直接断开内外机通讯，无需增加额外的元器件即可避免了因供电电压过低导致内外机通讯故障而造成停机，降低了成本。
附图说明
图1为本发明提供的空调内外机通讯系统的结构框图；
图2为本发明提供的空调内外机通讯系统中供电检测模块的原理图；
图3为本发明提供的空调内外机通讯系统中外机通讯模块、内机通讯模块、储能模块和供电模块的原理图；
图4为本发明提供的空调内外机通讯系统的控制方法的流程图；
图5为本发明提供的空调内外机通讯系统的控制方法中步骤S300的流程图；
图6为本发明提供的空调内外机通讯系统的工作过程的流程图。
具体实施方式
本发明的目的在于提供的一种空调器、空调内外机通讯系统及其控制方法，在供电电压过低时直接断开内外机通讯，无需增加额外的元器件即可避免了因供电电压过低导致内外机通讯故障而造成停机，降低了成本。
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明提供的空调内外机通讯系统，包括外机通讯模块100、内机通讯模块200、供电检测模块300、储能模块400和供电模块500，所述外机通讯模块100通过所述储能模块400与所述内机通讯模块200连接形成通讯环路，所述储能模块400还与所述供电模块500连接，所述供电模块500连接所述供电检测模块300，所述供电检测模块300还连接所述外机通讯模块100和所述内机通讯模块200。
其中，所述供电模块500用于为所述储能模块400提供电能，所述供电模块500还连接火线和零线，在通讯环路导通工作时为所述储能模块400充电，所述储能模块400用于存储电能，并在所述通讯环路导通时为其提供电能，进而保证所述通讯环路的通讯工作，所述供电检测模块300用于在比较出所述供电模块500的供电电压小于预设阈值电压时，控制所述通讯环路断开，即表明所述储能模块400的充电速度低于通讯环路消耗电量的速度，导致通讯环路的电流不足时，则立即关断所述通讯环路，停止通讯，使得所述储能模块400进入存储电能的状态，存储足够的电能以便于为所述通讯环路恢复通讯做准备。
之后，所述供电检测模块300还用于在比较出所述通讯环路的断开时间大于预设阈值时间时，控制所述通讯环路导通，其中，所述预设阈值时间为所述储能模块400在该低供电电压充满电的时间，且当前的低供电电压的电压值要保证所述储能模块400在一定时间内能够充满电，而不能过低，本实施例中选择的供电电压不能够低于45V；在断开所述通讯环路之后，由电压检测模块继续监测断开的时间，当断开后的等待时间即断开时间大于预设阈值时间时，则重新控制所述通讯环路开启，恢复通讯，此时若存在通讯故障，例如，在恢复通讯环路的通讯之后，仍不能够接收到正确的通讯数据，则按照故障处理；当断开后的等待时间不大于所述预设阈值时间时，所述通讯环路则保持断开状态，等待所述储能模块400存储电能，通过在供电电压过低时控制所述通讯环路直接断开，避免了因供电电压过低导致内外机通讯故障而造成停机，同时降低了成本。
进一步地，请参阅图2，所述供电检测模块300包括电压采样单元310和控制单元320，所述电压采样单元310分别连接所述供电模块500和所述控制单元320，所述控制单元320还分别连接所述外机通讯模块100和所述内机通讯模块200。
具体实施时，本实施例中所述电压采样单元310用于对所述供电电压进行采样后输出采样电压至所述控制单元320，所述控制单元320用于在比较出所述采样电压小于所述预设阈值电压时，控制所述通讯环路断开，也即当时所述采样电压小于所述预设阈值电压时，所述控制单元320控制所述外机通讯模块100或所述内机通讯模块200断开，进而使得所述通讯环路断开，停止通讯；当所述通讯环路断开之后，所述控制单元320还用于在比较出所述通讯环路的断开时间大于预设阈值时间时，对应地，控制所述外机通讯模块100导通或者所述内机通讯模块200导通来控制所述通讯环路导通，由此通过对所述供电电压的实时采样，在所述供电电压过低时则通过控制所述通讯环路断开，进而可有效避免因供电电压过低导致内外机通讯故障而停机。
进一步地，所述电压采样单元310包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述控制单元320包括控制芯片，所述第一电阻R1的一端接电，所述第一电阻R1的另一端连接所述第二电阻R2的一端和所述控制芯片，在本实施例中所述控制芯片的型号为TMS320F28035，当然在其他实施例中也可以采用具有相同功能的控制芯片，本发明对此不作限定。由所述控制芯片比较所述采样电压预设电压进而输出对应的控制信号控制所述外机通讯模块100或者所述内机通讯模块200断开，使得所述通讯环路断开，停止通讯；之后，由所述控制芯片继续监测断开的等待时间大于预设阈值时间时，再控制所述外机通讯模块100或者所述内机通讯模块200导通，即可使得所述通讯环路再次导通，恢复通讯，进而避免因供电电压过大而导致空调器停机。
进一步地，请参阅图3，所述内机通讯模块200包括第一三极管Q1、第一隔离光耦OPT1和第二隔离光耦OPT2；所述第一三极管Q1的基极连接TXD1信号端，所述第一三极管Q1的集电极连接所述第一隔离光耦OPT1的第1脚，所述第一三极管Q1的发射极接地，所述第一隔离光耦OPT1的第2脚连接所述外机通讯模块100，所述第一隔离光耦OPT1的第3脚连接所述第二隔离光耦OPT2的第2脚，所述第一隔离光耦OPT1的第4脚和所述第二隔离光耦OPT2的第4脚接电，所述第二隔离光耦OPT2的第3脚连接所述储能模块400，当所述控制芯片比较出所述供电电压过低时，则控制所述第一三极管Q1截止，使得所述第一隔离光耦OPT1断开，进而整个通讯环路断开，停止通讯；而当所述第一三极管Q1的断开时间大于预设阈值时间时，则由控制芯片控制所述第一三极管Q1导通，对应的所述第一隔离光耦OPT1导通，通讯环路导通，进而恢复通讯，无需额外的元器件即可避免所述供电电压过小导致通讯故障而停机。
进一步地，所述外机通讯模块100包括第二三极管Q2、第三隔离光耦OPT3和第四隔离光耦OPT4；所述第二三极管Q2的基极连接TXD2信号端，所述第二三极管Q2的集电极连接所述第三隔离光耦OPT3的第1脚，所述第二三极管Q2的发射极接地，所述第三隔离光耦OPT3的第2脚连接所述第四隔离光耦OPT4的第3脚，所述第三隔离光耦OPT3的第3脚连接所述第一隔离光耦OPT1的第2脚，所述第三隔离光耦OPT3的第4脚和所述第四隔离光耦OPT4的第4脚均接电，所述第四隔离光耦OPT4的第2脚连接所述储能模块400，由与所述通讯环路包括所述内通讯模块和所述外机通讯模块100，在供电电压过小时，只需要控制其中一个通讯模块断开即可，本实施例中可通过控制所述第二三极管Q2截止来使得所述通讯环路断开，停止通讯，控制过程简单，且无需增加额外的元器件，降低了成本。
进一步地，所述储能模块400包括电容C1，所述电容C1的正极连接所述第二隔离光耦OPT2的第3脚，所述电容C1的负极连接所述第四隔离光耦OPT4的第2脚，所述电容C1为电解电容，当所述通讯环路通讯时，所述供电模块500是通过所述电容C1为所述通讯环路供电，当所述供电电压低于通讯环路所需要的工作电压即电解电容充电速度低于通讯环路消耗的电量的速度，致使通讯环路电流不足，因此需要关断所述第一三极管Q1或所述第二三极管Q2来断开通讯环路，进而避免空调器因通讯故障而停机；在所述通讯环路断开后，所述电容C1则只需要充电储能，以便于为所述通讯环路恢复通讯做准备。
进一步地，本实施例中所述供电模块500包括二极管、稳压二极管ZD1和第三电阻R3，所述稳压二极管ZD1的正极连接所述电容C1的负极和交流电源，所述稳压二极管ZD1的负极连接所述二极管的负极，所述二极管的正极连接所述第三电阻R3的一端，所述第三电阻R3的另一端连接所述交流电源，通过供电模块500为所述电容C1提供电能，进而保证所述通讯环路的正常工作。
进一步地，本发明还相应提供了一种基于所述的空调内外机通讯系统的控制方法，请参阅图4，所述的空调内外机通讯系统的控制方法包括如下步骤：
S100、所述供电模块为所述储能模块提供电能；
S200、所述储能模块存储电能，并在所述通讯环路导通时为所述通讯环路提供电能；
S300、所述供电检测模块在比较出所述供电模块的供电电压小于预设阈值电压时，控制所述通讯环路断开；
S400、所述供电检测模块在比较出所述通讯环路的断开时间大于预设阈值时间时，控制所述通讯环路导通。
进一步地，请参阅图5，所述步骤S300具体包括：
S310、电压采样单元对所述供电电压进行采样后输出采样电压至控制单元；
S320、所述控制单元比较出所述采样电压小于所述预设阈值电压时，控制所述通讯环路断开。
进一步地，所述步骤S400具体包括：所述控制单元比较出所述通讯环路的断开时间大于预设阈值时间时，控制所述通讯环路导通。
更一步地，为更好地理解本发明提供的空调内外机通讯系统的控制方法，请一并参阅图6，根据应用实施例对所述的空调内外机通讯系统的工作过程进行详细说明，所述空调内外机通讯系统的控制步骤如下：
S10、检测供电电压是否低于内外机正常通讯的预设阈值电压，若是，则执行步骤S20，若否，执行步骤S30；
S20、切断通讯，等待时间是否大于预设阈值时间，若是，则执行步骤S40，若否，则执行步骤S50；
S30、执行正常通讯逻辑；
S40、不开启通讯且不判断通讯故障；
S50、开启通讯，判断是否通讯异常，若是，则执行步骤S60，若否，则执行步骤S70；
S60、判定通讯故障；
S70、无通讯故障，系统正常运行。
首先，通过所述供电检测模块检测供电电压是否低于预设阈值电压，如果所述供电电压小于所述预设阈值电压，则由切断通讯即控制所述通讯环路断块，通讯停止；反之，则执行系统的正常通讯逻辑，所述正常通讯逻辑即所述供电电压大于所述预设阈值电压时，所述通讯环路的工作过程。当所述通讯环路断开后，由所述供电检测模块继续判断所述断开时间，也即等待时间是否大于所述预设阈值时间，若是，则控制所述通讯环路开启，并判断通讯有无异常，是否存在通讯故障，否则不开启所述通讯环路，也不判断是否存在通讯故障；若存在通讯故障，则需要判定位存在通讯故障，需要说明的是该通讯故障并不是由电流不足引起的。当无通讯异常时，则无通讯故障，系统正常运行，由此通过在供电电压不足时，直接断开所述通讯环路，停止通讯，进而避免因供电不足引起的通讯异常而导致停机，同时，无需额外的元器件，降低了成本。此外，如果所述通讯过程中所述通讯信息即传输的数据包过长，低压下一个通讯开通周期无法全部传输完成，则可将所述数据包拆分后分多次传送或压缩数据长度，使得每包数据只包含环温、管温及故障等关键信息，进而确保通讯数据的准确性。
进一步地，本发明还提供了一种空调器，所述空调器包括如上所述的空调内外机通讯系统，由于上文对该空调内外机通讯系统进行了详细描述，此处不再赘述。
综上所述，本发明的一种空调器、空调内外机通讯系统及其控制方法，其中，所述空调内外机通讯系统包括外机通讯模块、内机通讯模块、供电检测模块、储能模块和供电模块，所述供电模块用于为所述储能模块提供电能，所述储能模块用于存储电能，并在所述通讯环路导通时为所述通讯环路提供电能；所述供电检测模块用于比较出所述供电模块的供电电压小于预设阈值电压时，控制所述通讯环路断开；所述供电检测模块还用于比较出所述通讯环路的断开时间大于预设阈值时间时，控制所述通讯环路导通，在供电电压过低时直接断开内外机通讯，无需增加额外的元器件即可避免了因供电电压过低导致内外机通讯故障而造成停机，降低了成本。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种空调内外机通讯系统，其特征在于，包括外机通讯模块、内机通讯模块、供电检测模块、储能模块和供电模块，所述外机通讯模块通过所述储能模块与所述内机通讯模块连接形成通讯环路，所述储能模块还与所述供电模块连接，所述供电模块连接所述供电检测模块，所述供电检测模块还连接所述外机通讯模块和所述内机通讯模块；
所述供电模块用于为所述储能模块提供电能；所述储能模块用于存储电能，并在所述通讯环路导通时为所述通讯环路提供电能；所述供电检测模块用于在比较出所述供电模块的供电电压小于预设阈值电压时，控制所述通讯环路断开；所述供电检测模块还用于在比较出所述通讯环路的断开时间大于预设阈值时间时，控制所述通讯环路导通。
2.根据权利要求1所述的空调内外机通讯系统，其特征在于，所述供电检测模块包括电压采样单元和控制单元，所述电压采样单元分别连接所述供电模块和所述控制单元，所述控制单元还分别连接所述外机通讯模块和所述内机通讯模块；
所述电压采样单元用于对所述供电电压进行采样后输出采样电压至所述控制单元，所述控制单元用于在比较出所述采样电压小于所述预设阈值电压时，控制所述通讯环路断开；所述控制单元还用于在比较出所述通讯环路的断开时间大于预设阈值时间时，控制所述通讯环路导通。
3.根据权利要求2所述的空调内外机通讯系统，其特征在于，所述电压采样单元包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端接电，所述第一电阻的另一端连接所述第二电阻的一端和所述控制单元。
4.根据权利要求1所述的空调内外机通讯系统，其特征在于，所述内机通讯模块包括第一三极管、第一隔离光耦和第二隔离光耦；所述第一三极管的基极连接TXD1信号端，所述第一三极管的集电极连接所述第一隔离光耦的第1脚，所述第一三极管的发射极接地，所述第一隔离光耦的第2脚连接所述外机通讯模块，所述第一隔离光耦的第3脚连接所述第二隔离光耦的第2脚，所述第一隔离光耦的第4脚和所述第二隔离光耦的第4脚接电，所述第二隔离光耦的第3脚连接所述储能模块。
5.根据权利要求4所述的空调内外机通讯系统，其特征在于，所述外机通讯模块包括第二三极管、第三隔离光耦和第四隔离光耦；所述第二三极管的基极连接TXD2信号端，所述第二三极管的集电极连接所述第三隔离光耦的第1脚，所述第二三极管的发射极接地，所述第三隔离光耦的第2脚连接所述第四隔离光耦的第3脚，所述第三隔离光耦的第3脚连接所述第一隔离光耦的第2脚，所述第三隔离光耦的第4脚和所述第四隔离光耦的第4脚均接电，所述第四隔离光耦的第2脚连接所述储能模块。
6.根据权利要求5所述的空调内外机通讯系统，其特征在于，所述储能模块包括电容，所述电容的正极连接所述第二隔离光耦的第3脚，所述电容的负极连接所述第四隔离光耦的第2脚。
7.一种基于如权利要求1-6任意一项所述的空调内外机通讯系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
所述供电模块为所述储能模块提供电能；
所述储能模块存储电能，并在所述通讯环路导通时为所述通讯环路提供电能；
所述供电检测模块在比较出所述供电模块的供电电压小于预设阈值电压时，控制所述通讯环路断开；
所述供电检测模块在比较出所述通讯环路的断开时间大于预设阈值时间时，控制所述通讯环路导通。
8.根据权利要求7所述的空调内外机通讯系统的控制方法，其特征在于，所述的由所述供电检测模块比较出所述供电模块的供电电压小于预设阈值电压时，控制所述通讯环路断开的步骤具体包括：
电压采样单元对所述供电电压进行采样后输出采样电压至控制单元；
所述控制单元在比较出所述采样电压小于所述预设阈值电压时，控制所述通讯环路断开。
9.根据权利要求8所述的空调内外机通讯系统的控制方法，其特征在于，所述的由所述供电检测模块比较出所述通讯环路的断开时间大于预设阈值时间时，控制所述通讯环路导通的步骤具体包括：所述控制单元在比较出所述通讯环路的断开时间大于预设阈值时间时，控制所述通讯环路导通。
10.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求1-6任意一项所述的空调内外机通讯系统。
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