CN115076938B - 室内外机通信电路、空调器和空调器的通信控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种室内外机通信电路、空调器和空调器的通信控制方法，室内外机通信电路包括室外通信模块和室内通信模块，其中，室内通信模块包括降压单元、整流单元、室内通信单元和过零点检测单元，过零点检测单元用于检测电网输入电信号的过零点并生成过零点检测信号；控制单元，控制单元与室内通信单元、过零点检测单元连接，用于在确定过零点检测信号为正半周过零点信号的时刻开始，获取第一预设时长和第二预设时长，当供电信号的供电时长达到第一预设时长时，控制通信回路导通，以进行室内外通信，并在供电时长达到第二预设时长后，控制通信回路关闭。采用该室内外机通信电路可以降低降压单元的功耗，实现通信电路的宽电压工作。

Description

室内外机通信电路、空调器和空调器的通信控制方法

技术领域

本发明涉及空调器技术领域，尤其是涉及一种室内外机通信电路、空调器和空调器的通信控制方法。

背景技术

相关技术中，对于空调器的室内外通信电路通常采用电流环电路设计原理，如图1所示，其以零线为参考地，通过火线和零线之间接入电阻R和二极管组成半波整流电路，并通过储能电容C1和稳压管VZ1产生稳定的以零线为参考地的24V电源电压，再通过通信电路上室内外的光耦的发送和接收实现室内外通信。但是，上述室内外通信电路中，通过电阻R降压产生电源电压功耗较高，既增加耗电量，又会导致降压电阻R发热严重，影响产品可靠性。而且，因为降压电阻R需要根据不同输入电压如110V或220V而设计，因此同一电路参数无法满足在110V/220V两种电压范围下使用，否则，应用在110V电压下，室内外通信电路有可能因阻值过大导致通信电路电压太小而无法可靠通信，而应用在220V时，室内外通信电路则有可能因为降压电阻发热严重而损坏。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种室内外机通信电路，采用该室内外机通信电路可以降低降压单元的功耗，实现通信电路的宽电压工作。

本发明的目的之二在于提出一种空调器。

本发明的目的之三在于提出一种空调器的通信控制方法。

为了解决上述问题，本发明第一方面实施例提供一种室内外机通信电路，包括：室外通信模块和室内通信模块，所述室外通信模块与所述室内通信模块通过联机线连接以形成通信回路；其中，所述室内通信模块包括：降压单元，所述降压单元用于对电网输入电信号进行降压；整流单元，所述整流单元与所述降压单元连接，用于生成供电信号以为所述通信回路供电；室内通信单元，所述室内通信单元与所述整流单元连接；过零点检测单元，用于检测所述电网输入电信号的过零点并生成过零点检测信号；控制单元，所述控制单元与所述室内通信单元、所述过零点检测单元连接，用于在确定所述过零点检测信号为正半周过零点信号的时刻开始，获取第一预设时长和第二预设时长，当所述供电信号的供电时长达到第一预设时长时，控制所述通信回路导通，以进行室内外通信，并在所述供电时长达到第二预设时长后，控制所述通信回路关闭。

根据本发明实施例的室内外机通信电路，取消了原有电路中储能电容和稳压管的设计，通过整流单元生成的供电信号来直接为通信回路供电，并增加设计过零点检测单元来检测电网输入电信号的过零点以生成过零点检测信号，进而由控制单元根据过零点检测信号控制通信回路仅在第一预设时长至第二预设时长内导通，以进行室内外通信，而在无需通信的时间段则控制通信回路关闭，由此可以有效降低降压单元的功耗，进而也可以使得室内外机通信电路适用于不同的电网电压，从而实现通信电路的宽电压工作。

在一些实施例中，所述控制单元还用于根据所述过零点检测信号获取工频交流电周期，并根据所述工频交流电周期确定所述第一预设时长和所述第二预设时长。

在一些实施例中，所述室内通信模块还包括火线连接端和第一零线连接端，所述控制单元包括过零信号接收端；所述过零点检测单元包括：限流子单元，所述限流单元的第一端与所述火线连接端连接，用于对所述电网输入电信号进行限流，以输出限流后的电网输入电信号；整流子单元，所述整流子单元的第一端与所述限流子单元的第二端连接，用于对所述限流后的电网输入电信号进行整流，以获得整流后的电网输入电信号；光耦子单元，所述光耦子单元的第一端与所述整流子单元的第二端连接，所述光耦子单元的第二端与所述第一零线连接端连接，所述光耦子单元的第三端与所述过零信号接收端连接，所述光耦子单元的第四端与第一预设电源连接，用于检测所述整流后的电网输入电信号的过零点并生成所述过零点检测信号。

在一些实施例中，所述光耦子单元包括：第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述整流子单元的第二端连接，所述第一二极管的阳极与所述第一零线连接端连接；第一光耦，所述第一光耦的第一端与所述第一二极管的阴极连接，所述第一光耦的第二端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一光耦的第三端与所述过零信号接收端连接，所述第一光耦的第四端与所述第一预设电源连接；第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述第一光耦的第三端连接，所述第一电阻的第二端接地。

在一些实施例中，所述室内通信模块还包括第一信号连接端，所述控制单元包括第一室内信号连接端和第二室内信号连接端；所述室内通信单元包括：第二光耦，所述第二光耦的第一端与所述整流单元连接，所述第二光耦的第二端与所述第一室内信号连接端连接，所述第二光耦的第三端接地；第三光耦，所述第三光耦的第一端与所述第二光耦的第四端连接，所述第三光耦的第二端与所述第一预设电源连接，所述第三光耦的第三端与所述第二室内信号连接端连接；第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述第三光耦的第三端连接，所述第二电阻的第二端接地；第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第三光耦的第四端连接；第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述第二二极管的阴极连接，所述第三电阻的第二端与所述第一信号连接端连接。

在一些实施例中，所述控制单元还包括第一室外信号连接端和第二室外信号连接端；所述室外通信模块还包括：第二信号连接端和第二零线连接端；第四电阻，所述第四电阻的第一端与所述第二信号连接端连接；第三二极管，所述第三二极管的阳极与所述第四电阻的第二端连接；第四光耦，所述第四光耦的第一端与所述第三二极管的阴极连接，所述第四光耦的第二端与第二预设电源连接，所述第四光耦的第三端与所述第一室外信号连接端连接；第五电阻，所述第五电阻的第一端与所述第四光耦的第三端连接，所述第五电阻的第二端接地；第五光耦，所述第五光耦的第一端与所述第四光耦的第四端连接，所述第五光耦的第二端与所述第二零线连接端连接，所述第五光耦的第三端与所述第二室外信号连接端连接，所述第五光耦的第四端接地；第四二极管，所述第四二极管的阴极与所述第四光耦的第一端连接，所述第四二极管的阳极与所述第五光耦的第二端连接。

在一些实施例中，所述第一零线连接端通过所述联机线与所述第二零线连接端连接，所述第一信号连接端通过所述联机线与所述第二信号连接端连接。

本发明第二方面实施例提供一种空调器，包括上述实施例所述的室内外机通信电路。

根据本发明实施例的空调器，通过采用上述实施例提供的室内外机通信电路，可以降低降压单元的功耗，实现通信电路的宽电压工作。

本发明第三方面实施例提供一种空调器的通信控制方法，其中，用于上述实施例所述的室内外机通信电路，所述室内外机通信电路包括整流单元，所述整流单元用于生成供电信号以为所述室内外机通信电路的通信回路进行供电，所述通信控制方法包括：获取过零点检测信号；在确定所述过零点检测信号为正半周过零点信号的时刻开始，获取第一预设时长和第二预设时长；当所述供电信号的供电时长达到第一预设时长时，控制所述通信回路导通，以进行室内外通信，并在所述供电时长达到第二预设时长后，控制所述通信回路关闭。

根据本发明实施例的空调器的通信控制方法，基于室内外机通信电路取消了原有电路中储能电容和稳压管的设计，通过整流单元生成的供电信号来直接为通信回路供电，并增加设计过零点检测单元来检测电网输入电信号的过零点以生成过零点检测信号，进而根据过零点检测信号控制通信回路仅在第一预设时长至第二预设时长内导通，以进行室内外通信，而在无需通信的时间段则控制通信回路关闭，由此可以有效降低降压单元的功耗，进而也可以使得室内外机通信电路适用于不同的电网电压，从而实现通信电路的宽电压工作。

在一些实施例中，所述获取第一预设时长和第二预设时长包括：根据所述过零点检测信号获取工频交流电周期；根据所述工频交流电周期确定所述第一预设时长和所述第二预设时长。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是现有技术中室内外机通信电路的示意图；

图2是根据本发明一个实施例的室内外机通信电路的结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的室内外机通信电路的电路示意图；

图4是根据本发明一个实施例的室内外机通信电路的工作波形图；

图5是根据本发明一个实施例的空调器的结构示意图；

图6是根据本发明另一个实施例的空调器的结构示意图；

图7是根据本发明一个实施例的空调器的电路示意图；

图8是根据本发明一个实施例的空调器的通信控制方法的流程图；

图9是根据本发明另一个实施例的空调器的通信控制方法的流程图；

图10是根据本发明另一个实施例的空调器的通信控制方法的流程图。

附图标记：

空调器20；室内外机通信电路10；

室外通信模块1；室内通信模块2；控制单元3；限流子单元141；整流子单元142；光耦子单元143。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。

相关技术中，对于空调器的室内外通信电路如图1所示，电源火线L输入到室内接入端X1，电源零线N输入到室内接入端X2，经过电阻R进行降压及限制电流大小，两个二极管构成半波整流电路，电容C1起到平滑滤波及储能作用，稳压二级管VZ1实现对电压的稳定钳位，通常选用24V的稳压二极管。

对于上述电路，通过将110V或220V交流电整流并降压为24V的直流电源，以供后级的通信电路使用。其中，由于稳压二极管需要一定的输入电流范围才能稳定工作，若电流太少会导致供电不足，电压会低于24V，而若电流太大则会导致损耗发热严重，损坏稳压二极管，而输入电阻R就是起到对电流的限制作用。例如，当稳压二极管VZ1需要10mA的稳定工作电流，理想状态下，忽略整流二极管的导通压降以及反向泄漏电流，则在110V输入电压时，R≈(110V-24V)/(0.01A)≈8600Ω，R上产生的功率为P1＝(0.01A)²*8600Ω＝0.86W；而在220V输入电压时，R≈(220V-24V)/(0.01A)≈19600Ω，R上产生的功率为P1＝(0.01A)²*19600Ω＝1.96W。因此在不同输入电压下，需要配置的R1阻值和功率要求均不同，导致了该电路无法在同一参数下满足110V和220V的两种工作电压要求，否则，应用在110V电压下，室内外通信电路有可能因阻值过大导致通信电路电压太小而无法可靠通信，而应用在220V时，室内外通信电路则有可能因为降压电阻发热严重而损坏。

为了解决上述问题，本发明第一方面实施例提出一种室内外机通信电路，采用该室内外机通信电路可以降低降压单元的功耗，实现通信电路的宽电压工作。

下面参考图2描述本发明实施例的室内外机通信电路，如图1所示，该室内外机通信电路10包括室外通信模块1、室内通信模块2和控制单元3。

其中，室外通信模块1与室内通信模块2通过联机线连接以形成通信回路。

室内通信模块2包括降压单元11、整流单元12、室内通信单元13和过零点检测单元14。

其中，降压单元11用于对电网输入电信号进行降压，例如图3所示，电阻R6作为室内通信模块2的降压单元11，以用于对电网输入电信号进行降压以及起到对电流的限制作用；整流单元12与降压单元11连接，用于生成供电信号以为通信回路供电，例如图3所示，二极管V11和二极管V12构成室内通信模块2的整流单元12，以用于对电网输入电信号进行半波整流，即将电网输入的交流电信号整流为直流电信号，以作为后级通信回路的供电信号；室内通信单元13与整流单元14连接，以根据整流单元12提供的供电信号进行通电；过零点检测单元14用于检测电网输入电信号的过零点并生成过零点检测信号，即在交流电源系统中，当电网输入的交流电信号波形从正半周向负半周转换或者电网输入的交流电信号波形从负半周向正半周转换时，交流电信号经过的零位处即为过零点，也就是过零点检测单元14检测出的电网输入电信号的过零位置。

控制单元3与室内通信单元13、过零点检测单元14连接，用于在确定过零点检测信号为正半周过零点信号的时刻开始，获取第一预设时长和第二预设时长，当供电信号的供电时长达到第一预设时长时，控制通信回路导通，以进行室内外通信，并在供电时长达到第二预设时长后，控制通信回路关闭。

具体的，相较于图1所示的室内外通信电路，本申请的室内外机通信电路10如图2和图3所示，其增加了过零点检测单元14，并取消了对稳压二级管VZ1和储能电容C1的设置，因此，本申请的室内外机通信电路10没有稳压后的直流电源如24V电源供电，而是依靠降压单元11和整流单元12对电网输入电信号进行降压和半波整流后直接生成供电信号，以为后级的通信回路供电。同时，在取消稳压二级管VZ1和储能电容C1后，为了保证通信回路在通信过程中有足够的电压，本申请考虑在电网输入电信号的正半周峰值附近，如图4所示由于正半周峰值O点的电压处于高电位，此时可以为通信回路提供足够的电压和电流进行工作，因此，由控制单元3在确定过零点检测信号为正半周过零点信号的时刻开始计时，在计时的第一预设时长至第二预设时长内控制通信回路完成一次完整的通信过程，也就是说，从检测到正半周过零点信号开始计时，在供电信号的供电时长达到第一预设时长t1前，室内通信单元13处于关闭状态，通信回路处于开路状态，降压单元11内无电流经过，降压单元11也就无功耗损耗；当供电信号的供电时长达到第一预设时长t1后，此时的供电信号能够为后级的通信回路提供足够的电压，因此控制通信回路导通，即室内通信单元13开始以设定的通信频率进行通信操作，并在供电信号的供电时长达到第二预设时长t2后，则控制通信回路关闭，至此使得整个通信过程在电网输入电信号的正半周峰值附近完成，实现室内外机的通信。由此，通过上述通信过程，控制单元3根据过零点检测信号控制通信回路仅在第一预设时长至第二预设时长内导通，以进行室内外通信，而在无需通信的时间段则控制通信回路关闭，由此可以有效降低降压单元11的功耗，进而也可以使得室内外机通信电路适用于不同的电网电压，从而实现通信电路的宽电压工作。

在实施例中，对于第一预设时长和第二预设时长的获取，控制单元3可以先根据过零点检测信号获取工频交流电周期，并根据工频交流电周期确定第一预设时长和第二预设时长。其中，由于不同的工频交流电周期下电网输入电信号的变化情况不同，因此针对不同的工频交流电周期需预先设定不同的第一预设时长和第二预设时长，以便于提高对通信回路的控制时机的准确性，例如，可以预先设定在电网的交流电频率为50Hz时，其对应的第一预设时长为3ms，第二预设时长为7ms；在电网的交流电频率为60Hz时，其对应的第一预设时长为2ms，第二预设时长为6ms。由此，后续在根据工频交流电周期确定电网的交流电频率后即可直接调取使用，以准确控制通信回路导通或关闭的时机。

具体的，参考图3所示，在电网输入电信号开始进入正半周时，电网的电源火线L端的电压逐渐高于电源零线N端的电压，当电压上升到一定值时，过零点检测单元14导通并生成过零点检测信号发送至控制单元3，控制单元3接收到该过零点检测信号后由低电平变为高电平，由此即可确认该过零点检测信号为正半周过零点信号，即电网输入电信号在此刻开始进入交流电信号的正半周，例如图4所示，其中A点和C点即为正半周过零点信号；以及，当电网输入电信号开始转换为负半周时，电网的电源火线L端的电压逐渐降低直至低于电源零线N端的电压，当火线L端与零线N端之间的电压接近0V时，由于电压过低，使得过零点检测单元14无法导通，此时控制单元3接收到过零点检测信号后由高电平变为低电平，由此即可确认该过零点检测信号为负半周过零点信号，即电网输入电信号在此刻开始进入交流电信号的负半周，例如图4所示，其中B点和D点即为负半周过零点信号。由此通过上述过程，控制单元3即可有效识别电网输入电信号的正半周过零点信号和负半周过零点信号。

进而，基于上述对过零点检测信号的确认，由于不同的电网电压对应不同的交流电频率，而电网的交流电频率的不同，使得相邻两个正半周过零点信号之间的间隔时间不同，因此控制单元3在确定过零点检测信号为正半周过零点信号后，以正半周过零点信号为基准进行计时，并计算检测的相邻两个正半周过零点信号之间的间隔时间，该间隔时间即为工频交流电周期，如图4所示，A点为正半周过零点信号，下一次检测的正半周过零点信号为C点，则A点至C点之间的间隔时间即作为一个工频交流电周期，进而，控制单元3通过计算的工频交流电周期即可确认当前电网的交流电频率，如若工频交流电周期为20ms，则当前电网的交流电频率即为50Hz；若工频交流电周期为16.7ms，则当前电网的交流电频率即为60Hz，从而，控制单元3根据预设的电网的交流电频率与第一预设时长、第二预设时长之间的对应关系，即可获取到当前电网的交流电频率所对应的第一预设时长、第二预设时长，由此以该第一预设时长和第二预设时长来控制通信回路的导通或关闭，从而也就使得室内外机通信电路10在不同的电网电压下均能可靠工作，实现通信电路的宽电压工作。

在实施例中，为保证通信信号可靠传输，在发送完通信信号后，室外通信模块1的通信发射端和室内通信模块2的通信发射端均需维持在常通状态，以保证整个通信回路处于导通，使得室外通信模块1的通信接收端和室内通信模块2的通信接收端均能可靠接收到通信信号。例如，当室内通信模块2的通信发射端发送通信信号时，室外通信模块1的通信发射端处于常通状态；而当室外通信模块1的通信发射端发送通信信号时，室内通信模块2的通信发射端处于常通状态，进而，室外通信模块1的通信发射端在发送完通信信号后，恢复为开通状态，以等待接收下一次室内通信信号。至此，在当前工频交流电周期内完成一个完整的室内外通信过程后，室内通信模块2的通信发射端关断，等待下一个正半周过零点信号出现后再重复上述过程进行通信，在等待过程中通信回路恢复到开路状态即通信回路关闭，也无电流流过降压单元11。

下面以工频交流电周期为20ms即电网的交流电频率为50Hz为例，则对应的第一预设时长t1为3ms，第二预设时长t2为7ms，如图3和4所示，交流电信号的正半周从正半周过零点信号A点开始达到电压峰值O点的时间为5ms，而在正半周峰值O点附近的电压处于高位，可以为通信回路提供足够的电压和电流进行工作，因此控制单元3则在确定过零点检测信号为正半周过零点信号时进入当前工频交流电周期，并设定从确定过零点检测信号为正半周过零点信号开始计时，在计时的3ms～7ms之间控制通信回路导通以完成一次完整的通信过程。具体的，在当前工频交流电周期下，从正半周过零点信号开始计时，在到达3ms前，室内通信模块2的通信发射端处于关闭状态，通信回路处于开路状态，无电流流过R6。而当交流电信号的正半周即供电信号的供电时长达到3ms的位置后，室内通信模块2的通信发射端开始以设定的通信频率进行开关操作，并在室内通信模块2的通信发射端发送通信信号的过程中，室外通信模块1的通信发射端始终保持开通状态，以保证整个通信回路处于导通状态，从而室外通信模块1的通信接收端可以接收到从室内侧发送的通信信号。在室内通信模块2的通信发射端发送完通信信号后，室内通信模块2的通信发射端需要始终保持开通状态，等待室外通信模块1的通信发射端的回复信号，从而保证室内通信模块2的通信接收端可以接收到从室外侧发送的通信信号。室外通信模块1的通信发射端在发送完信号后，恢复为开通状态，通信回路关闭并等待下一个工频交流电周期，以接收下一次的室内通信信号。

由此，按上述对室内外机通信电路的设计，在一个20ms的工频交流电周期，通信回路实际工作的时间只有4ms左右。若按电网输入电信号为110V，通信回路的工作电流5mA，理想状态下忽略通信回路内光耦、二极管及PTC热敏电阻的电压降计算，R6＝(110V*2^1/2)/0.005A≈31000Ω，电阻R6上的平均功率P1＝(0.005A)²*31000Ω*(4/20)＝0.155W。进而，若如电路参数不变，电网输入电信号变为220V，则工作电流变为10mA，电阻R6上的平均功率P1＝(0.01A)2*31000Ω*(2/20)＝0.62W。因此，采用本申请的室内外机通信电路10，即使不根据电网电压改变R6阻值的情况下，降压单元11实际的工作功耗也远低于图1所示的采用稳压二极管供电的室内外机通信电路，有效降低降压单元11的功耗，同时，因为取消了稳压二极管后，通信回路实际导通的时间也缩短，拓宽了工作电流限制范围，实现了不同电网电压如110V/220V电源的通用电路设计。

在实施例中，为使得整个通信过程能够在交流电信号的正半周电压峰值附近完成，因此设定的通信频率应远高于交流电频率，例如，若设定的通信频率为5KHz，则发送一个位的通信信号只需要0.2ms时间，在电压峰值附近2ms的时间内即可发送10个位的通信信号，因此可以在交流电信号的正半周电压峰值附近完成整个通信过程。

可以理解的是，对于工频交流电周期为16.7ms即电网的交流电频率为60HZ的电源，其通信控制过程与上述电网的交流电频率为50HZ时的通信控制过程一致，差异点仅为第一预设时长和第二预设时长的设置以及通信频率的设置，在此不再赘述。

根据本发明实施例的室内外机通信电路10，取消了原有电路中储能电容和稳压管的设计，通过整流单元12生成的供电信号来直接为通信回路供电，并增加设计过零点检测单元14来检测电网输入电信号的过零点以生成过零点检测信号，进而由控制单元3根据过零点检测信号控制通信回路仅在第一预设时长至第二预设时长内导通，以进行室内外通信，而在无需通信的时间段则控制通信回路关闭，由此可以有效降低降压单元11的功耗，进而也可以使得室内外机通信电路适用于不同的电网电压，从而实现通信电路的宽电压工作。

在一些实施例中，如图3所示，室内通信模块2还包括火线连接端X1和第一零线连接端X2，控制单元3包括过零信号接收端IO1。

以及，过零点检测单元14包括限流子单元141、整流子单元142和光耦子单元143。

其中，限流子单元141的第一端与火线连接端X1连接，用于对电网输入电信号进行限流，以输出限流后的电网输入电信号，例如图3中的电阻R0即为限流子单元141；整流子单元142的第一端与限流子单元141的第二端连接，用于对限流后的电网输入电信号进行整流，以获得整流后的电网输入电信号，例如图3中的二极管V5即为整流子单元142；光耦子单元143的第一端a与整流子单元142的第二端连接，光耦子单元143的第二端b与第一零线连接端X2连接，光耦子单元143的第三端c与过零信号接收端IO1连接，光耦子单元143的第四端d与第一预设电源Vcc1连接，用于检测整流后的电网输入电信号的过零点并生成过零点检测信号。

在一些实施例中，如图3所示，光耦子单元143包括第一二极管V1、第一光耦B1和第一电阻R1。

其中，第一二极管V1的阴极与整流子单元142的第二端连接，第一二极管V1的阳极与第一零线连接端X2连接；第一光耦B1的第一端a与第一二极管V1的阴极连接，第一光耦B1的第二端b与第一二极管V4的阳极连接，第一光耦B1的第三端c与过零信号接收端IO1连接，第一光耦B1的第四端d与第一预设电源Vcc1连接；第一电阻R1的第一端与第一光耦B1的第三端c连接，第一电阻R1的第二端接地。

具体的，参考图3所示，限流子单元141即电阻R0用于限制电网的电源火线L输入到后端二极管V5、第一光耦B1内的电流，防止因电流过大而损坏二极管V5和第一光耦B1，以及，二级管V5起到半波整流作用。基于上述对过零点检测单元14的设计，在电网输入电信号开始进入正半周时，此时电源火线L的电压逐渐高于电源零线N的电压，当电压上升到高于二极管V5和第一光耦B1内发光二极管的管压降时，二级管V5导通，第一光耦B1的发光二极管导通，第一光耦B1的输出端也导通，控制单元3通过过零信号接收端IO1接收的过零点检测信号由低电平变为高电平，控制单元3以此判断为正半周过零点信号，并从此位置开始电网输入电信号进入交流电正半周。以及，当电网输入电信号开始转换到负半周时，电源火线L的电压逐渐降低直至低于电源零线N的电压，在L/N之间电压接近0V的位置，由于电压低于二极管V5和第一光耦B1的发光二极管的管压降，第一光耦B1截止无法导通，使得第一光耦B1的输出端也无法导通，此时控制单元3通过过零信号接收端IO1接收的过零点检测信号由高电平转换为低电平，控制单元3以此判断为负半周过零点信号，并从此位置开始电网输入电信号进入交流电负半周。其中，由于在交流电负半周，电源零线N的电压高于电源火线L的电压，第一二极管V1在交流电负半周时，可以起到反向钳位保护第一光耦B1的作用，避免反向高电压击穿光耦。

在一些实施例中，如图3所示，室内通信模块2还包括第一信号连接端X3，控制单元3包括第一室内信号连接端IO2和第二室内信号连接端IO3。

以及，室内通信单元13包括第二光耦B2、第三光耦B3、第二二极管V5、第二电阻R2和第三电阻R3。

其中，第二光耦B2的第一端a与整流单元12连接，第二光耦B2的第二端b与第一室内信号连接端IO2连接，第二光耦B2的第三端c接地；第三光耦B3的第一端a与第二光耦B2的第四端d连接，第三光耦B3的第二端b与第一预设电源Vcc1连接，第三光耦B3的第三端c与第二室内信号连接端IO3连接；第二电阻R2的第一端与第三光耦B3的第三端c连接，第二电阻R2的第二端接地；第二二极管V2的阳极与第三光耦B3的第四端d连接；第三电阻R3的第一端与第二二极管V2的阴极连接，第三电阻R3的第二端与第一信号连接端X3连接。由此设计，在进行室内外通信时，可以由第二光耦B2和第三光耦B3有效起到信号传输和电气隔离的作用，以及，由第二二极管V2有效起到单向隔离保护的作用，防止在安装时因错误接线而导致的异常高电压损坏通信回路，例如，若误将电源火线L连接到室内侧通信线SI即第一信号连接端X3上，但由于有第二二级管V2的存在，使得电流无法反向流过第二二极管V2，从而有效保护了第三光耦B3免受损坏，以及，由第三电阻R3有效起到过流保护的作用，例如，在出现异常大电流时，第三电阻R3会迅速发热，阻值迅速增大，快速降低电流，防止在安装时因错误接线而导致异常大电流损坏通信电路。例如，若误将电源火线L连接到室外侧通信线SI即第二信号连接端X4上，由于第三电阻R3的存在，第三电阻R3迅速发热，阻值迅速增大，从而快速降低通信回路内的电流，有效保护了第二二级管V2免受损坏。其中，第二光耦B2可以作为室内通信模块2的通信发射端，第三光耦B3可以作为室内通信模块2的通信接收端。

在一些实施例中，如图3所示，控制单元3还包括第一室外信号连接端IO4和第二室外信号连接端IO5。

以及，室外通信模块1还包括第二信号连接端X4、第二零线连接端X5、第四电阻R4、第三二极管V3、第四光耦B4、第五电阻R5、第五光耦B5和第四二极管V4。

其中，第四电阻R4的第一端与第二信号连接端X4连接；第三二极管V3的阳极与第四电阻R4的第二端连接；第四光耦B4的第一端a与第三二极管V3的阴极连接，第四光耦B4的第二端b与第二预设电源Vcc2连接，第四光耦B4的第三端c与第一室外信号连接端IO4连接；第五电阻R5的第一端与第四光耦B4的第三端c连接，第五电阻R5的第二端接地；第五光耦B5的第一端a与第四光耦B4的第四端d连接，第五光耦B5的第二端b与第二零线连接端X5连接，第五光耦B5的第三端c与第二室外信号连接端IO5连接，第五光耦B5的第四端d接地；第四二极管V4的阴极与第四光耦B4的第一端a连接，第四二极管V4的阳极与第五光耦B5的第二端b连接。

由此通过上述电路设计，在进行室内外通信时，可以由第四光耦B4和第五光耦B5有效起到信号传输和电气隔离的作用，其中，第四光耦B4可以作为室外通信模块1的通信接收端，第五光耦B5可以作为室外通信模块1的通信发射端，基于此，为保证通信信号可靠传输，室外通信模块1或室内通信模块2的通信发射端在发送完通信信号后，均需维持在常通状态，以保证整个通信回路在通信过程中保持导通，从而室外通信模块1或室内通信模块2的通信接收端才能可靠接收到通信信号。例如，当第二光耦B2发送通信信号时，第五光耦B5处于常通状态；而当第五光耦B5发送通信信号时，第二光耦B2处于常通状态，由此在第二光耦B2发送通信信号的过程中，第五光耦B5始终保持开通状态，以保证整个通信回路处于导通状态，从而第四光耦B4可以接收到从室内侧发送的通信信号；在第二光耦B2发送完通信信号后，第二光耦B2需要始终保持开通状态，等待第五光耦B5回复通信信号，从而保证第三光耦B3可以接收到从室外侧发送过来的通信信号；第五光耦B5在发送完通信信号后，恢复为开通状态，等待接收下一次室内侧的通信信号。至此，完成一次室内外的通信过程，实现室内外机的通信。

此外，通过第三二极管V3可以起到单向隔离保护的作用，有效防止在安装时因错误接线而导致的异常高电压损坏通信回路，以及，通过第四电阻R4可以起到过流保护的作用，例如，在出现异常大电流时，第四电阻R4会迅速发热，阻值迅速增大，快速降低电流，防止在安装时因错误接线而导致异常大电流损坏通信电路，例如，若误将电源火线L连接到室外侧通信线SI即第二信号连接端X4上，由于第四电阻R4的存在，第四电阻R4迅速发热，阻值迅速增大，从而快速降低通信回路内的电流，有效保护了第三二级管V3免受损坏。

在一些实施例中，第一零线连接端X2通过联机线与第二零线连接端X5连接，第一信号连接端X3通过联机线与第二信号连接端X4连接，由此可以使得室外通信模块1与室内通信模块2之间构成通信回路，以实现室内外通信。

本发明第二方面实施例提供一种空调器，如图5所示，该空调器20包括上述实施例提供的室内外机通信电路10。

图6所示的空调器20具备：室内机，以室内挂机(图中示出)为例，室内挂机通常安装在室内壁面上。室外机，通常设置在户外，用于室内环境换热。因此，为便于空调器的安装设计，在设置室内外机通信电路10时，可以将控制单元3分为室内控制子单元和室外控制子单元，例如图3所示。

如图7所示，本申请中空调器通过使用压缩机、室外换热器、室内换热器和膨胀阀来执行空调器的制冷循环。其中，室外换热器和室内换热器，用作冷凝器或蒸发器来工作，即其中一个为冷凝器进行工作，另一个为蒸发器进行工作。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。

根据本发明实施例的空调器20，通过采用上述实施例提供的室内外机通信电路10，可以降低降压单元的功耗，实现通信电路的宽电压工作。

本发明第三方面实施例提供一种空调器的通信控制方法，其中，该空调器的通信控制方法用于上述实施例提供的室内外机通信电路，其电路示意图可以参考图2或图3所示，其中，室内外机通信电路包括整流单元，整流单元用于生成供电信号以为室内外机通信电路的通信回路进行供电。

如图8所示，该通信控制方法至少包括步骤S1-步骤S3。

步骤S1，获取过零点检测信号。

具体的，参考图3所示，由室内外机通信电路的过零点检测单元实时对电网输入电信号的过零点进行检测，并将检测的数据传送给控制单元。

步骤S2，在确定过零点检测信号为正半周过零点信号的时刻开始，获取第一预设时长和第二预设时长。

具体的，参考图3所示，在电网输入电信号开始进入正半周时，电网的电源火线L端的电压逐渐高于电源零线N端的电压，当电压上升到一定值时，过零点检测单元导通并生成过零点检测信号发送至控制单元，控制单元接收到该过零点检测信号后由低电平变为高电平，由此即可确认该过零点检测信号为正半周过零点信号，即电网输入电信号在此刻开始进入交流电信号的正半周，例如图4所示，其中A点和C点即为正半周过零点信号。

在一些实施例中，对于第一预设时长和第二预设时长的获取，如图9所示包括以下步骤。

步骤S21，根据过零点检测信号获取工频交流电周期。

步骤S22，根据工频交流电周期确定第一预设时长和第二预设时长。

其中，由于不同的工频交流电周期下电网输入电信号的变化情况不同，因此针对不同的工频交流电周期需预先设定不同的第一预设时长和第二预设时长，以便于提高对通信回路的控制时机的准确性，例如，可以预先设定在电网的交流电频率为50Hz时，其对应的第一预设时长为3ms，第二预设时长为7ms；在电网的交流电频率为60Hz时，其对应的第一预设时长为2ms，第二预设时长为6ms。由此，后续在根据工频交流电周期确定电网的交流电频率后即可直接调取使用，以准确控制通信回路导通或关闭的时机。

步骤S3，当供电信号的供电时长达到第一预设时长时，控制通信回路导通，以进行室内外通信，并在供电时长达到第二预设时长后，控制通信回路关闭。

具体的，从检测到正半周过零点信号开始计时，在供电信号的供电时长达到第一预设时长t1前，通信回路处于开路状态，降压单元内无电流经过，降压单元也就无功耗损耗；当供电信号的供电时长达到第一预设时长t1后，此时的供电信号能够为后级的通信回路提供足够的电压，因此控制通信回路导通，即通信回路开始以设定的通信频率进行通信操作，并在供电信号的供电时长达到第二预设时长t2后，则控制通信回路关闭，至此使得整个通信过程在电网输入电信号的正半周峰值附近完成，实现室内外机的通信。由此，通过上述通信过程，控制单元根据过零点检测信号控制通信回路仅在第一预设时长至第二预设时长内导通，以进行室内外通信，而在无需通信的时间段则控制通信回路关闭，由此可以有效降低降压单元的功耗，进而也可以使得室内外机通信电路适用于不同的电网电压，从而实现通信电路的宽电压工作。

下面结合图3和图10对室内外机通信电路的通信控制过程进行举例说明，具体步骤如下。

步骤S4，检测到过零点检测信号。

步骤S5，确定工频交流电周期以判断交流电频率是50Hz或60Hz。若为50Hz，则执行步骤S6；若为60Hz，则执行步骤S9。

步骤S6，按交流电频率为50Hz确定控制第二光耦B2的开通时间，即确定与交流电频率为50Hz对应的第一预设时长和第二预设时长。同时，第五光耦B5保持开通，等待接收通信信号。

步骤S7，达到第一预设时长，控制第二光耦B2开通，通信回路导通以发送通信信号，第四光耦B4接收该通信信号，以实现室内外通信。

步骤S8，室外侧接收通信信号完成后，第五光耦B5开始发送通信信号，第二光耦B2保持开通，第三光耦B3接收室外侧发送的通信信号，执行步骤S12。

步骤S9，按交流电频率为60Hz确定控制第二光耦B2的开通时间，即确定与交流电频率为60Hz对应的第一预设时长和第二预设时长。同时，第五光耦B5保持开通，等待接收通信信号。

步骤S10，达到第一预设时长，控制第二光耦B2开通，通信回路导通以发送通信信号，第四光耦B4接收该通信信号，以实现室内外通信。

步骤S11，室外侧接收通信信号完成后，第五光耦B5开始发送通信信号，第二光耦B2保持开通，第三光耦B3接收室外侧发送的通信信号，执行步骤S12。

步骤S12，在当前工频交流电周期内完成一次室内外通信过程，返回步骤S4。

总之，根据本发明实施例的室内外机通信电路、空调器和空调器的通信控制方法，基于室内外机通信电路取消了原有电路中储能电容和稳压管的设计，通过整流单元生成的供电信号来直接为通信回路供电，并增加设计过零点检测单元来检测电网输入电信号的过零点以生成过零点检测信号，进而根据过零点检测信号控制通信回路仅在第一预设时长至第二预设时长内导通，以进行室内外通信，而在无需通信的时间段则控制通信回路关闭，由此可以有效降低降压单元的功耗，进而也可以使得室内外机通信电路适用于不同的电网电压，从而实现通信电路的宽电压工作。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种室内外机通信电路，其特征在于，包括：

室外通信模块和室内通信模块，所述室外通信模块与所述室内通信模块通过联机线连接以形成通信回路；

其中，所述室内通信模块包括：

降压单元，所述降压单元用于对电网输入电信号进行降压；

整流单元，所述整流单元与所述降压单元连接，用于生成供电信号以为所述通信回路供电；

室内通信单元，所述室内通信单元与所述整流单元连接；

过零点检测单元，用于检测所述电网输入电信号的过零点并生成过零点检测信号；

控制单元，所述控制单元与所述室内通信单元、所述过零点检测单元连接，用于在确定所述过零点检测信号为正半周过零点信号的时刻开始，获取第一预设时长和第二预设时长，当所述供电信号的供电时长达到第一预设时长时，控制所述通信回路导通，以进行室内外通信，并在所述供电时长达到第二预设时长后，控制所述通信回路关闭，使得整个通信过程在电网输入电信号的正半周峰值附近完成；

所述控制单元还用于根据所述过零点检测信号获取工频交流电周期，并根据所述工频交流电周期确定所述第一预设时长和所述第二预设时长。

2.根据权利要求1所述的室内外机通信电路，其特征在于，

所述室内通信模块还包括火线连接端和第一零线连接端，所述控制单元包括过零信号接收端；

所述过零点检测单元包括：

限流子单元，所述限流子单元的第一端与所述火线连接端连接，用于对所述电网输入电信号进行限流，以输出限流后的电网输入电信号；

整流子单元，所述整流子单元的第一端与所述限流子单元的第二端连接，用于对所述限流后的电网输入电信号进行整流，以获得整流后的电网输入电信号；

光耦子单元，所述光耦子单元的第一端与所述整流子单元的第二端连接，所述光耦子单元的第二端与所述第一零线连接端连接，所述光耦子单元的第三端与所述过零信号接收端连接，所述光耦子单元的第四端与第一预设电源连接，用于检测所述整流后的电网输入电信号的过零点并生成所述过零点检测信号。

3.根据权利要求2所述的室内外机通信电路，其特征在于，所述光耦子单元包括：

第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述整流子单元的第二端连接，所述第一二极管的阳极与所述第一零线连接端连接；

第一光耦，所述第一光耦的第一端与所述第一二极管的阴极连接，所述第一光耦的第二端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一光耦的第三端与所述过零信号接收端连接，所述第一光耦的第四端与所述第一预设电源连接；

第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述第一光耦的第三端连接，所述第一电阻的第二端接地。

4.根据权利要求2所述的室内外机通信电路，其特征在于，

所述室内通信模块还包括第一信号连接端，所述控制单元包括第一室内信号连接端和第二室内信号连接端；

所述室内通信单元包括：

第二光耦，所述第二光耦的第一端与所述整流单元连接，所述第二光耦的第二端与所述第一室内信号连接端连接，所述第二光耦的第三端接地；

第三光耦，所述第三光耦的第一端与所述第二光耦的第四端连接，所述第三光耦的第二端与所述第一预设电源连接，所述第三光耦的第三端与所述第二室内信号连接端连接；

第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述第三光耦的第三端连接，所述第二电阻的第二端接地；

第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第三光耦的第四端连接；

第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述第二二极管的阴极连接，所述第三电阻的第二端与所述第一信号连接端连接。

5.根据权利要求4所述的室内外机通信电路，其特征在于，

所述控制单元还包括第一室外信号连接端和第二室外信号连接端；

所述室外通信模块还包括：

第二信号连接端和第二零线连接端；

第四电阻，所述第四电阻的第一端与所述第二信号连接端连接；

第三二极管，所述第三二极管的阳极与所述第四电阻的第二端连接；

第四光耦，所述第四光耦的第一端与所述第三二极管的阴极连接，所述第四光耦的第二端与第二预设电源连接，所述第四光耦的第三端与所述第一室外信号连接端连接；

第五电阻，所述第五电阻的第一端与所述第四光耦的第三端连接，所述第五电阻的第二端接地；

第五光耦，所述第五光耦的第一端与所述第四光耦的第四端连接，所述第五光耦的第二端与所述第二零线连接端连接，所述第五光耦的第三端与所述第二室外信号连接端连接，所述第五光耦的第四端接地；

第四二极管，所述第四二极管的阴极与所述第四光耦的第一端连接，所述第四二极管的阳极与所述第五光耦的第二端连接。

6.根据权利要求5所述的室内外机通信电路，其特征在于，所述第一零线连接端通过所述联机线与所述第二零线连接端连接，所述第一信号连接端通过所述联机线与所述第二信号连接端连接。

7.一种空调器，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的室内外机通信电路。

8.一种空调器的通信控制方法，其特征在于，用于权利要求1-6任一项所述的室内外机通信电路，所述室内外机通信电路包括整流单元，所述整流单元用于生成供电信号以为所述室内外机通信电路的通信回路进行供电，所述通信控制方法包括：

获取过零点检测信号；

在确定所述过零点检测信号为正半周过零点信号的时刻开始，获取第一预设时长和第二预设时长；

当所述供电信号的供电时长达到第一预设时长时，控制所述通信回路导通，以进行室内外通信，并在所述供电时长达到第二预设时长后，控制所述通信回路关闭；

其中，所述获取第一预设时长和第二预设时长包括：

根据所述过零点检测信号获取工频交流电周期；

根据所述工频交流电周期确定所述第一预设时长和所述第二预设时长。