CN112366993A - 电源控制电路、运动机构控制方法及空气调节装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电源控制电路、运动机构控制方法、空调器和空气调节装置，其中，该电源控制电路用于为一驱动模块供电，包括：一开关控制电路，所述开关控制电路的输入端接收一驱动控制信号，所述开关控制电路导通状态受控于所述驱动控制信号；一开关电路，所述开关电路输入端电性连接所述开关控制电路输出端；其中，所述电源控制电路基于所述开关控制电路并通过调节所述驱动控制信号的占空比动态控制所述电源控制电路的输出电压。本申请的技术方案，通过调节驱动模块的电源来实现对驱动模块输出力矩的调节，进一步使得运动机构运行更加顺畅，改善运行机构的运行噪音和堵转噪音。

Description

电源控制电路、运动机构控制方法及空气调节装置

技术领域

本申请涉及驱动控制技术领域，特别是涉及一种电源控制电路、基于该电源控制电路的运动机构控制方法，及采用该运动机构控制方法的空调器和空气调节装置。

背景技术

目前驱动控制行业中对运动机构步进电机等驱动模块的控制都采用固定的额定电压进行驱动控制，为确保运动机构整个运动行程可稳定运行，步进电机的力矩选取主要依据运动结构行程中最大负载点进行确定，如12V、24V等，因此，在运行过程中电机的输出力矩是固定不变的。

但实际运行过程不同位置所需要的负载力矩不同，对于低负载力矩需求的位置，提供过大的负载驱动力矩时，容易使运动机构产生运行噪音和堵转噪音。

目前针对上述驱动控制上出现的问题，尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种电源控制电路、基于该电源控制电路的运动机构控制方法，及采用该运动机构控制方法的空调器和空气调节装置，通过调节驱动模块的电源来实现对驱动模块输出力矩的调节，进一步使得运动机构运行更加顺畅，改善运行噪音和堵转噪音。

第一方面，本申请实施例提供了一种电源控制电路，用于为一驱动模块供电，包括：

一开关控制电路，所述开关控制电路的输入端接收一驱动控制信号并受控于所述驱动控制信号呈导通或关闭状态；

一开关电路，所述开关电路输入端电性连接所述开关控制电路输出端；

其中，所述电源控制电路基于所述开关控制电路并通过调节所述驱动控制信号的占空比动态控制所述电源控制电路的输出电压。

通过上述电源控制电路，可通过调节驱动控制信号的占空比实现驱动模块电源的动态调整。

在其中一些实施例中，所述驱动控制信号的占空比与所述电源控制电路的输出电压呈反比例关系。

在其中一些实施例中，所述开关控制电路包括一开关晶体管，所述开关晶体管经一第一电阻接收所述驱动控制信号，所述开关晶体管的发射极与基极之间并联连接一第二电阻，所述第二电阻用于在输入端悬空时，保证所述开关晶体管可靠截止。

在其中一些实施例中，所述开关电路为一光耦合器，所述光耦合器的输入端串联连接所述开关晶体管的集电极，所述光耦合器的输出端并联连接一分压电路。

在其中一些实施例中，所述分压电路进一步包括：

一第一分压电阻，并联连接所述光耦合器的输出端；

一电容，并联连接于所述第一分压电阻两端，所述电容的输出端接地。

第二方面，本申请实施例提供了一种运动机构控制方法，包括：

控制指令获取步骤，用于通过一上位机接收一控制指令；

定义运动位置步骤，用于通过分析所述运动机构的运动行程定义至少二运动位置；

力矩获取步骤，用于通过计算得到一驱动模块驱动所述运动机构至所述运动位置时所需的负载力矩，其中，所述驱动模块由一如上第一方面所述的电源控制电路供电；

运动控制步骤，用于根据所述控制指令输出一驱动控制信号至所述电源控制电路，所述电源控制电路根据所述负载力矩调整输出电压，控制所述驱动模块驱动所述运动机构执行其运动行程，其中，所述控制指令至少包括：开机指令、关机指令，所述运动位置至少包括：行程起始位置、行程结束位置。

在其中一些实施例中，所述驱动模块为步进电机。

通过上述步骤，可通过控制驱动控制信号的占空比调节电源控制电路的输出电压，该输出电压直接影响驱动模块，优选为步进电机的输出力矩，该输出力矩满足不同行程位置上的所需负载力矩，有效避免运动机构产生运行噪音和堵转噪音。

第三方面，本申请实施例提供了一种空调器，包括空调器本体和步进电机，在所述空调器本体上设置有出风口和进风口，所述出风口设置有导风板，其中，所述导风板利用如上述第二方面所述的运动机构控制方法进行控制。

第四方面，本申请实施例提供了一种空气调节装置，包括装置本体和步进电机，在所述装置本体上设置有出风口和进风口，所述出风口设置有导风板，其中，所述导风板利用如上述第二方面所述的运动机构控制方法进行控制。

相比于相关技术，本申请实施例提供的电源控制电路、基于该电源控制电路的运动机构控制方法，及采用该运动机构控制方法的空调器和空气调节装置，通过电源控制电路调节驱动模块的供电电压实现对驱动模块的输出力矩的调节，并可根据运动机构不同行程位置所需的负载力矩不同来预设调整驱动模块输出力矩，使得运动机构运行更加顺畅，改善运行噪音和堵转噪音。

本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的电源控制电路的电路原理图；

图2是根据本申请实施例的运动机构控制方法的流程示意图；

图3是根据本申请实施例的优选运动机构的结构示意图；

图4是根据本申请实施例的优选运动机构控制方法中运动控制步骤流程示意图。

附图说明：

1、开关控制电路2、开关电路；3、分压电路。

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，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所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。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

本实施例提供了一种电源控制电路。图1是根据本申请实施例的电源控制电路的电路原理图。如图1所示，该电源控制电路包括：开关控制电路、开关电路等部件。本领域技术人员可以理解，图1中示出的电源控制电路结构并不构成对电源控制电路的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

下面结合图1对电源控制电路的各个构成部件进行具体的介绍：

该电源控制电路，用于为一驱动模块供电，包括：

开关控制电路1，开关控制电路1的输入端接收一驱动控制信号PWM，开关控制电路1受控于该驱动控制信号PWM呈导通或关闭状态；开关电路2，开关电路2输入端电性连接开关控制电路1输出端；其中，电源控制电路基于开关控制电路1并通过调节驱动控制信号PWM的占空比动态控制电源控制电路的输出电压U1，具体的，驱动控制信号PWM的占空比与电源控制电路的输出电压U1呈反比例关系。通过上述电源控制电路，可通过调节驱动控制信号的占空比实现驱动模块电源的动态调整。

上述开关控制电路1包括一开关晶体管V1，开关晶体管V1经第一电阻R1接收驱动控制信号，开关晶体管V1的发射极与基极之间并联连接第二电阻R2，第二电阻R2用于在输入端悬空时，保证开关晶体管V1可靠截止。

上述开关电路2为光耦合器B1，光耦合器B1的输入端经第三电阻R3串联连接开关晶体管V1的集电极，光耦合器B1的输出端并联连接分压电路3，其中，分压电路3包括：第一分压电阻R5，并联连接光耦合器B1的输出端；一电容C860，并联连接于第一分压电阻R5两端，电容C860的输出端接地，该光耦合器B1的光敏三极管还经第二分压电阻R4连接一固定供给电压VCC。

下面通过优选实施例对本申请实施例的电源控制电路进行描述和说明。

考虑到驱动模块输出力矩与供电电压正相关，驱动模块采用但不限于步进电机，通过调节供电电压就可以实现对步进电机输出力矩的大小调节。结合图1所示，U1即为输出的步进电机供电电压，PWM可为本实施例电路的上位机芯片发出的驱动控制信号。通过调节PWM的占空比，再结合开关晶体管V1的开关控制作用可实现对输出电压U1的可调控制。

举例而非限制，假设上述电源控制电路中VCC电压为24V，R4＝R5＝4.7KΩ，计算得到U1最大可输出电压为12V；当PWM占空比为0％时，开关晶体管V1导通，光耦合器的光敏三极管处于导通状态，电源控制电路输出电压U1＝12V；当PWM占空比为100％时，开关晶体管V1截止，光耦合器的光敏三极管处于截止状态，电源控制电路输出电压U1约等于0V，因此，设PWM占空比为a时，U1＝u，a与u为反比例关系。

应用本申请实施例的电源控制电路调节步进电机输出力矩时，在U1电压下相应输出力矩表示为T，如果需要增大步进电机输出力矩T时，可降低PWM占空比a，使电源控制电路输出电压U1增大，步进电机的输出力矩T相应同步增大。反之，如果需要降低步进电机输出力矩T时，可提高PWM占空比a，使电源控制电路输出电压U1降低，步进电机的输出力矩T相应同步降低。

本实施例还提供了一种运动机构控制方法。图2是根据本申请实施例的运动机构控制方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

控制指令获取步骤S1，用于通过一上位机接收一控制指令；

定义运动位置步骤S2，用于通过分析运动机构的运动行程定义至少二运动位置；

力矩获取步骤S3，用于通过计算得到一驱动模块驱动运动机构至运动位置时所需的负载力矩，其中，驱动模块由一上述实施例的电源控制电路供电；

运动控制步骤S4，用于根据控制指令输出一驱动控制信号至电源控制电路，电源控制电路根据所述负载力矩调整输出电压，控制使驱动模块驱动运动机构执行其运动行程，以实现通过调节驱动控制信号的占空比动态控制电源控制电路的输出电压，以控制驱动电机的输出力矩；其中，控制指令至少包括：开机指令、关机指令，运动位置至少包括：行程起始位置、行程结束位置；驱动模块为步进电机。

通过上述步骤，可通过控制驱动控制信号的占空比调节电源控制电路的输出电压，该输出电压直接影响驱动模块，优选为步进电机的输出力矩，该输出力矩满足不同行程位置上的所需负载力矩，有效避免运动机构产生运行噪音和堵转噪音。

需要说明的是，在上述流程中或者附图的流程图中示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

下面通过优选实施例对本申请实施例进行描述和说明。

图3是根据本申请实施例的优选运动机构的结构示意图，图4是根据本申请实施例的优选运动机构控制方法中运动控制步骤流程示意图。该运动机构为空调器壁挂机导风板，该导风板由步进电机驱动，该步进电机通过如图1所示的电源控制电路供电，通过本实施例的运动机构控制方法控制如图3所示的导风板关闭。

首先，通过步骤S1，通过一上位机接收一控制指令，该控制指令为关机指令，需关闭导风板；

然后，根据该指令所述上位机可根据导风板的运动行程定义以下运动位置：定义导风板打开后的固定位置为M1、导风板水平位置为M2及导风板闭合到位的位置为M3；导风板在整个运行行程中，导风板在各位置上的打开角度为：∠M2>∠M1>∠M3。M2位置为负载力矩需求最大位置。

进一步，执行步骤S3计算得到，位置M1、位置M2及位置M3对应的负载力矩需求分别为T1、T2、T3，其中，T2＞T1＞T3。此时，经测试计算可确定T1、T2及T3的具体数据，以及对应的步进电机供电电压U1，U2，U3和上位机驱动控制信号PWM的占空比a1、a2、a3。

最后执行运动控制步骤S4，根据关机指令控制步进电机驱动导风板执行关闭行程。具体的，参考图4所示，具体的，步骤S4包括：步骤S401，接收到关机指令时，导风板处于位置M1，上位机输出的驱动控制信号PWM的占空比设定为a1，此时步进电机供电电压为U1，步进电机按照T1输出力矩运行；步骤S402，控制导风板运动至位置M2，在运动到M2水平位置过程中，驱动控制信号PWM的占空比逐步减小到a2，使得步进电机在M2水平位置按照所需的T2力矩进行运行；步骤S403，控制导风板运动至位置M3，在导风板由水平位置运行到闭合位置过程中，驱动控制信号PWM的占空比逐步增大到a3；步骤S404，到达闭合位置M3时，驱动控制信号PWM的占空比逐渐由a3增大到100％，使得步进电机力矩逐渐降低直到停转运转。

通过上述步骤，上述优选实施例通过调整驱动控制信号PWM的占空比调节步进电机供电电压的，实现根据导风板不同行程位置所需的负载力矩调整步进电机的输出力矩，使得导风板运行更加顺畅，有效降低其运行过程中的运行噪音和堵转噪音。

结合上述实施例中的运动机构控制方法，本申请实施例还可提供一种空调器来实现。该一种空调器包括空调器本体和步进电机，在空调器本体上设置有出风口和进风口，出风口设置有导风板，其中，导风板利用如上述实施例中的任意一种运动机构控制方法进行控制。

另外，本申请实施例还提供了一种空气调节装置，包括装置本体和步进电机，在装置本体上设置有出风口和进风口，出风口设置有导风板，其中，导风板利用如上述实施例中的任意一种运动机构控制方法进行控制。

总之，上述的电源控制电路、运动机构控制方法、空调器和空调调节装置均相比于相关技术，通过电源控制电路调节驱动模块的供电电压实现对驱动模块的输出力矩的调节，并可根据运动机构不同行程位置所需的负载力矩不同来预设调整驱动模块输出力矩，使得运动机构运行更加顺畅，改善运行噪音和堵转噪音。

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 (9)

1.一种电源控制电路，用于为一驱动模块供电，其特征在于，包括：

一开关控制电路，所述开关控制电路的输入端接收一驱动控制信号并受控于所述驱动控制信号呈导通或关闭状态；

一开关电路，所述开关电路输入端电性连接所述开关控制电路输出端；

其中，所述电源控制电路基于所述开关控制电路并通过调节所述驱动控制信号的占空比动态控制所述电源控制电路的输出电压。

2.如权利要求1所述的电源控制电路，所述开关控制电路包括一开关晶体管，所述开关晶体管经一第一电阻接收所述驱动控制信号，所述开关晶体管的发射极与基极之间并联连接一第二电阻。

3.如权利要求2所述的电源控制电路，所述开关电路为一光耦合器，所述光耦合器的输入端串联连接所述开关晶体管的集电极，所述光耦合器的输出端并联连接一分压电路。

4.如权利要求3所述的电源控制电路，其特征在于，所述分压电路进一步包括：

一第一分压电阻，并联连接所述光耦合器的输出端；

一电容，并联连接于所述第一分压电阻两端，所述电容的输出端接地。

5.如权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于，所述驱动控制信号的占空比与所述电源控制电路的输出电压呈反比例关系。

6.一种运动机构控制方法，其特征在于，包括：

控制指令获取步骤，用于接收一控制指令；

定义运动位置步骤，用于通过分析所述运动机构的运动行程定义至少二运动位置；

力矩获取步骤，用于通过计算得到一驱动模块驱动所述运动机构至所述运动位置时所需的负载力矩，其中，所述驱动模块由一如权利要求1所述的电源控制电路供电；

运动控制步骤，用于根据所述控制指令输出一驱动控制信号至所述电源控制电路，所述电源控制电路根据所述负载力矩调整输出电压，控制所述驱动模块驱动所述运动机构执行其运动行程。

7.如权利要求6所述的运动机构控制方法，其特征在于，所述驱动模块为步进电机。

8.一种空调器，包括空调器本体和步进电机在所述空调器本体上设置有出风口和进风口，其特征在于，所述出风口设置有导风板，其中，所述导风板利用如权利要求6或7中任一项所述的运动机构控制方法进行控制。

9.一种空气调节装置，包括装置本体和步进电机在所述装置本体上设置有出风口和进风口，其特征在于，所述出风口设置有导风板，其中，所述导风板利用如权利要求6或7中任一项所述的运动机构控制方法进行控制。

Images