CN112303806A - 一种通讯电路和空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通讯电路和空调器，通讯电路包括主控基板和线控器，所述主控基板还包括电源回路、差模电感、通讯回路和共模电感，所述共模电感为贴片电感，所述共模电感的转折频率是根据所述第一通讯线和所述第二通讯线的预设最短长度确定的，在通讯线较短时也能有效抑制通讯干扰，由手插封装改成贴片小型化封装，极大提高了PCB基板的排版灵活性和生产便捷性。

Description

一种通讯电路和空调器

技术领域

本申请涉及空调控制领域，更具体地，涉及一种通讯电路和空调器。

背景技术

室内机和线控器之间通讯的距离最长能到600m。室内机和室外机最长通讯距离能到1200m，因为通讯线距离长，EMC(Electro Magnetic Compatibility，电磁兼容性)干扰很严重。

差模电感是一种对差模高频干扰的感抗大的电感，可用于滤除差模高频干扰；共模电感可用于滤除信号线上共模电磁干扰。现有技术中通过在相应的通讯电路中设置包括差模电感和共模电感的滤波器来抑制干扰，但仍会由于共模电感的参数选取不当造成EMC干扰，通讯电路的可靠性低。

因此，如何提供一种可以进一步提高通讯电路可靠性的通讯电路，是目前有待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种通讯电路，用以解决现有技术中通讯电路可靠性低的技术问题。

该通讯电路包括主控基板和线控器，所述主控基板还包括电源回路、差模电感、通讯回路和共模电感，所述电源回路的正极连接所述差模电感的第一端，所述通讯回路的第一端和所述共模电感的第一端的共接点连接所述差模电感的第二端，所述共模电感的第二端连接第一通讯线的第一端，所述共模电感的第三端连接第二通讯线的第一端，所述通讯回路的第二端和所述共模电感的第四端连接所述电源回路的负极，所述第一通讯线的第二端和所述第二通讯线的第二端分别连接所述线控器，

所述共模电感为贴片电感，所述共模电感的转折频率是根据所述第一通讯线和所述第二通讯线的预设最短长度确定的。

在本申请一些实施例中，所述通讯电路还包括滤波电容单元，所述滤波电容单元的电容值是根据预设截止频率和所述滤波电容单元的阻抗确定的，所述滤波电容单元的阻抗是根据所述通讯电路的总阻抗、所述共模电感的差模漏感、所述第一通讯线和所述第二通讯线的总电阻、所述线控器的内阻确定的。

在本申请一些实施例中，所述预设截止频率是根据所述线控器和所述主控基板通讯的基波频率与预设频率补偿值的和确定的。

在本申请一些实施例中，所述总阻抗是根据预设衰减值确定的，所述预设衰减值是根据所述预设频率补偿值对应的第一衰减值与预设衰减补偿值的和确定的。

在本申请一些实施例中，所述预设频率补偿值为所述基波频率的25％，所述预设衰减补偿值为-6db。

在本申请一些实施例中，所述滤波电容单元具体包括第一电容、第二电容、第三电容和第四电容，所述第一电容和所述第三电容串联在所述第一通讯线的两端，所述第二电容和所述第四电容串联在所述第二通讯线的两端，所述第一电容和所述第二电容设置于所述主控基板，所述第三电容和所述第四电容设置于所述线控器。

在本申请一些实施例中，所述电容值的范围为10u到30u。

在本申请一些实施例中，所述共模电感的电感量的范围为1mH到50mH，所述共模电感的转折频率为4MHz。

在本申请一些实施例中，所述第一通讯线和所述第二通讯线为家庭总线Homebus。

相应的，本发明还提出了一种空调器，包括：

冷媒循环回路，使冷媒在压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器和四通阀组成回路中进行循环；

压缩机，用于进行将低温低压冷媒气体压缩成高温高压冷媒气体并排至冷凝器的工作；

室外热交换器和室内热交换器，其中，一个为冷凝器进行工作，另一个为蒸发器进行工作；

四通阀，用于控制所述冷媒回路中冷媒流向，以使室外热交换器和室内热交换器，作为冷凝器和蒸发器之间进行切换；

所述空调器还包括如上所述的通讯电路。

通过应用以上技术方案，通讯电路包括主控基板和线控器，所述主控基板还包括电源回路、差模电感、通讯回路和共模电感，所述共模电感为贴片电感，所述共模电感的转折频率是根据所述第一通讯线和所述第二通讯线的预设最短长度确定的，在通讯线较短时也能有效抑制通讯干扰，由手插封装改成贴片小型化封装，极大提高了PCB基板的排版灵活性和生产便捷性，并且所述通讯电路还包括滤波电容单元，进一步降低了通讯干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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示出了本发明实施例提出的一种通讯电路的结构示意图；

图2示出了本发明实施例中通讯电路的简化示意图；

图3示出了本发明另一实施例提出的一种通讯电路的结构示意图；

图4示出了本发明实施例中信号仿真波形示意图；

图5示出了现有技术中共模电感结构参数示意图；

图6示出了本发明实施例中共模电感结构参数示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请中空调器通过使用压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器来执行空调器的制冷循环。制冷循环包括一系列过程，涉及压缩、冷凝、膨胀和蒸发，并向已被调节和热交换的空气供应制冷剂。

压缩机压缩处于高温高压状态的制冷剂气体并排出压缩后的制冷剂气体。所排出的制冷剂气体流入冷凝器。冷凝器将压缩后的制冷剂冷凝成液相，并且热量通过冷凝过程释放到周围环境。

膨胀阀使在冷凝器中冷凝的高温高压状态的液相制冷剂膨胀为低压的液相制冷剂。蒸发器蒸发在膨胀阀中膨胀的制冷剂，并使处于低温低压状态的制冷剂气体返回到压缩机。蒸发器可以通过利用制冷剂的蒸发的潜热与待冷却的材料进行热交换来实现制冷效果。在整个循环中，空调器可以调节室内空间的温度。

空调器的室外单元是指制冷循环的包括压缩机和室外热交换器的部分，空调器的室内单元包括室内热交换器，并且膨胀阀可以提供在室内单元或室外单元中。

室内热交换器和室外热交换器用作冷凝器或蒸发器。当室内热交换器用作冷凝器时，空调器用作制热模式的加热器，当室内热交换器用作蒸发器时，空调器用作制冷模式的冷却器。

空调器中还包括通讯电路，如背景技术所述，由于通讯距离较长造成信号干扰，虽然设置了包括差模电感和共模电感的滤波器，仍会由于共模电感的参数选取不当造成信号干扰。

本申请实施例提出一种通讯电路，如图1所示，包括主控基板100和线控器200，所述主控基板100还包括电源回路101、差模电感L1、通讯回路102和共模电感L2，所述电源回路101的正极连接所述差模电感L1的第一端，所述通讯回路102的第一端和所述共模电感L2的第一端的共接点连接所述差模电感L1的第二端，所述共模电感L2的第二端连接第一通讯线300的第一端，所述共模电感L2的第三端连接第二通讯线400的第一端，所述通讯回路102的第二端和所述共模电感L2的第四端连接所述电源回路101的负极，所述第一通讯线300的第二端和所述第二通讯线400的第二端分别连接所述线控器200，

所述共模电感L2为贴片电感，所述共模电感L2的转折频率是根据所述第一通讯线300和所述第二通讯线400的预设最短长度确定的。

具体的，贴片电感，又称为功率电感、大电流电感和表面贴装高功率电感，具有小型化，高品质，高能量储存和低电阻等特性，如图6所示为本发明实施例中共模电感的结构参数示意图，与现有技术中共模电感相比(如图5所示)，极大的减小了共模电感的体积，便于PCB排版，并降低了成本。其中，主控基板100可以为室内机的主控基板。

根据电磁干扰理论，当线长大于等于波长的1/4时，通讯线就会成为一个天线，会导致严重的EMC干扰，在波长的1/4处，波长会达到最大值。所以通讯线的长度要小于波长的1/4。

在本申请具体的应用场景中，若通讯线长为600m，600m＝λ/4，干扰频率f＝c/λ＝(300000km/s)/2.4km＝125kHz。

当通讯线长600m时，对应的干扰频率是125kHz，因此选择的共模电感必须在125kHz时具有高衰减；而当线长减少时，频率会相应的增加，必须保障在更高的频率，也能有效的衰减，因此根据所述第一通讯线300和所述第二通讯线400的预设最短长度确定共模电感L2的转折频率。

为了进一步保证通讯电路的可靠性，在本申请优选的实施例中，所述共模电感的电感量的范围为1mH到50mH，所述共模电感的转折频率为4MHz。

具体的，基于通讯线从最短20m到600m范围内的电磁干扰，最长600m线对应的干扰频率是125kHz，最短的20m线对应的干扰频率是3.75MHz。要想在全范围内抑制EMC干扰，需要的共模电感在125kHz～3.75MHz之间应该有比较大的阻抗。现有技术中设计的共模电感只能满足低频的EMC干扰，也就是通讯线越短，越抑制不住EMC干扰。对计算出的转折频率3.75MHz进行补偿，采用4MHz，确保通讯电路的可靠性。

在本申请具体的应用场景中，本发明实施例与现有技术中共模电感的参数对比如表1所示，

表1

差异点	现有技术	本发明实施例
			共模电感的转折频率	175kHz	4MHz
共模电感的尺寸	17*11*17(mm)	9.2*6*5(mm)
			安装方式	手插	回流

本领域技术人员也可采用其他的预设最短长度，这并不影响本申请的保护范围。

为了提高通讯电路的效率，在本申请优选的实施例中，所述第一通讯线和所述第二通讯线为家庭总线Home bus。

为了进一步降低通讯干扰，在本申请一些实施例中，所述通讯电路还包括滤波电容单元，所述滤波电容单元的电容值是根据预设截止频率和所述滤波电容单元的阻抗确定的，所述滤波电容单元的阻抗是根据所述通讯电路的总阻抗、所述共模电感的差模漏感、所述第一通讯线和所述第二通讯线的总电阻、所述线控器的内阻确定的。

如图2所示，根据所述通讯电路的总阻抗Z、所述共模电感的差模漏感L1、所述第一通讯线和所述第二通讯线的总电阻R1、所述线控器的内阻R2确定滤波电容单元的阻抗C1，所述通讯电路的总阻抗Z可以根据线控器的电压Ua与电源回路的电压Ue的比值确定。其中，共模电感有两个绕组，而且两个绕组被设计成使它们所流过的电流沿线圈芯传导时方向相反，理论上彼此的磁场相互抵消，但是由于线圈绕制的环形有时候不能绕满一周，或者绕制不够紧密，那么磁就会泄漏出来，这种由于漏磁导致产生的电感为共模电感的差模漏感。

所述滤波电容单元的电容值C＝1/jωXc1，ω＝2πf0，其中，Xc1为所述滤波电容单元的阻抗，ω为角频率，f0为预设截止频率。因此，根据预设截止频率和所述滤波电容单元的阻抗可确定所述滤波电容单元的电容值。

为了确定准确的预设截止频率，在本申请一些实施例中，所述预设截止频率是根据所述线控器和所述主控基板通讯的基波频率与预设频率补偿值的和确定的。

在本申请具体的应用场景中，线控器和主控基板通讯的基波频率是19.2kHz，考虑到信号传输的缓冲区，保留25％的余量，选择24kHz作为预设截止频率。

为了确定准确的总阻抗，在本申请一些实施例中，所述总阻抗是根据预设衰减值确定的，所述预设衰减值是根据所述预设频率补偿值对应的第一衰减值与预设衰减补偿值的和确定的。

具体的，当对上述基波频率进行补偿时，会有相应的衰减，如补偿后的24kHz与19.2kHz相比有一个-3db的衰减，由于电路设计的原因，还必须加上预设衰减补偿值，如-6db，因此预设衰减值为第一衰减值与预设衰减补偿值的和，即-9db。

根据预设衰减值可确定总阻抗Z，在本申请一些实施例中，可将预设衰减值输入Matlab软件，基于预设算法确定总阻抗，如当预设衰减值为-9db时，总阻抗Z≈0.23-j0.27。

可选的，可预先建立预设衰减值与总阻抗的对应关系表，根据预设衰减值查询所述对应关系表后确定总阻抗。

本领域技术人员可根据实际情况采用其他的方式根据预设衰减值确定总阻抗，这并不影响本申请的保护范围。

为了进一步提高通讯的可靠性，在本申请优选的实施例中，所述预设频率补偿值为所述基波频率的25％，所述预设衰减补偿值为-6db。

为了进一步降低通讯干扰，在本申请一些实施例中，如图3所示，所述滤波电容单元具体包括第一电容C6、第二电容C7、第三电容C8和第四电容C9，所述第一电容C6和所述第三电容C8串联在所述第一通讯线300(即BUS-A)的两端，所述第二电容C7和所述第四电容C9串联在所述第二通讯线400(即BUS-B)的两端，所述第一电容C6和所述第二电容C7设置于所述主控基板，所述第三电容C8和所述第四电容C9设置于所述线控器。

需要说明的是，滤波电容单元的电容值为第一电容C6、第二电容C7、第三电容C8和第四电容C9的电容值的和。

为了进一步提高通讯的可靠性，在本申请优选的实施例中，所述电容值的范围为10u到30u。

以下结合本申请具体的应用场景，对滤波电容单元的电容值的确定过程作进一步说明。

共模电感的差模漏感L1可以通过规格书或者测试得出，R1＝R2＝54.3Ω。

滤波电容单元的电容值对应的传递函数的推导过程如下：

Xl1＝jωL1；Z＝a+jb

因为电容的实部为0，得出：

利用Matlab软件，计算出衰减-9db的Z≈0.23-j0.27。

当共模电感的差模漏感L1为0.2uH时，利用上述公式，可以推导出Xc1＝-25.15j。

考虑到通讯线上也有分布电容，所以选滤波电容单元的电容值C＝20u。

如图4所示为本发明实施例中信号仿真波形示意图，可见在24kHz时，基本有-9db的衰减。

通过应用以上技术方案，通讯电路包括主控基板和线控器，所述主控基板还包括电源回路、差模电感、通讯回路和共模电感，所述共模电感为贴片电感，所述共模电感的转折频率是根据所述第一通讯线和所述第二通讯线的预设最短长度确定的，在通讯线较短时也能有效抑制通讯干扰，由手插封装改成贴片小型化封装，极大提高了PCB基板的排版灵活性和生产便捷性，并且所述通讯电路还包括滤波电容单元，进一步降低了通讯干扰。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种通讯电路，其特征在于，包括主控基板和线控器，所述主控基板包括电源回路、差模电感、通讯回路和共模电感，所述电源回路的正极连接所述差模电感的第一端，所述通讯回路的第一端和所述共模电感的第一端的共接点连接所述差模电感的第二端，所述共模电感的第二端连接第一通讯线的第一端，所述共模电感的第三端连接第二通讯线的第一端，所述通讯回路的第二端和所述共模电感的第四端连接所述电源回路的负极，所述第一通讯线的第二端和所述第二通讯线的第二端分别连接所述线控器，

所述共模电感为贴片电感，所述共模电感的转折频率是根据所述第一通讯线和所述第二通讯线的预设最短长度确定的。

2.如权利要求1所述的通讯电路，其特征在于，所述通讯电路还包括滤波电容单元，所述滤波电容单元的电容值是根据预设截止频率和所述滤波电容单元的阻抗确定的，所述滤波电容单元的阻抗是根据所述通讯电路的总阻抗、所述共模电感的差模漏感、所述第一通讯线和所述第二通讯线的总电阻、所述线控器的内阻确定的。

3.如权利要求2所述的通讯电路，其特征在于，所述预设截止频率是根据所述线控器和所述主控基板通讯的基波频率与预设频率补偿值的和确定的。

4.如权利要求3所述的通讯电路，其特征在于，所述总阻抗是根据预设衰减值确定的，所述预设衰减值是根据所述预设频率补偿值对应的第一衰减值与预设衰减补偿值的和确定的。

5.如权利要求4所述的通讯电路，其特征在于，所述预设频率补偿值为所述基波频率的25％，所述预设衰减补偿值为-6db。

6.如权利要求2所述的通讯电路，其特征在于，所述滤波电容单元具体包括第一电容、第二电容、第三电容和第四电容，所述第一电容和所述第三电容串联在所述第一通讯线的两端，所述第二电容和所述第四电容串联在所述第二通讯线的两端，所述第一电容和所述第二电容设置于所述主控基板，所述第三电容和所述第四电容设置于所述线控器。

7.如权利要求2所述的通讯电路，其特征在于，所述电容值的范围为10u到30u。

8.如权利要求1所述的通讯电路，其特征在于，所述共模电感的电感量的范围为1mH到50mH，所述共模电感的转折频率为4MHz。

9.如权利要求1所述的通讯电路，其特征在于，所述第一通讯线和所述第二通讯线为家庭总线Home bus。

10.一种空调器，包括：

冷媒循环回路，使冷媒在压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器和四通阀组成回路中进行循环；

压缩机，用于进行将低温低压冷媒气体压缩成高温高压冷媒气体并排至冷凝器的工作；

室外热交换器和室内热交换器，其中，一个为冷凝器进行工作，另一个为蒸发器进行工作；

四通阀，用于控制所述冷媒回路中冷媒流向，以使室外热交换器和室内热交换器，作为冷凝器和蒸发器之间进行切换；

其特征在于，所述空调器还包括如权利要求1-9任一项所述的通讯电路。

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