CN206398932U - 一种分体式空调的控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分体式空调的控制系统，包括将交流市电转换为第一直流电源的AC/DC转换电路，用于将第一直流电源进行变压，转换为第二直流电源，以驱动分体式空调控制系统内的元器件进行工作的DC/DC转换电路，用于根据低压控制CPU的控制信号，产生驱动调节信号的高压控制CPU，用于根据驱动调节信号，将第一直流电源变为交流信号，以调节电机的工作状态的变频驱动电路，以及用于与控制面板连接，根据控制面板上的操作信息生成控制信号的低压控制CPU。实施本实用新型的控制系统，当人们操作控制面板时，不容易发生触电并可以实现对不联网空调的远程控制。

Description

一种分体式空调的控制系统

技术领域

本发明涉及空调的控制领域，更具体地说，涉及一种分体式空调的控制系统。

背景技术

空调，又称为空气调节器，其能够通过自身的工作对空气的温度、湿度和气流速度等等空气参数值进行调整，以满足人们生活的需要，由于多功能性和实用性，空调已经越来越成为人们生活中不可或缺的电器之一了。

目前空调的控制系统中,其低压控制与高压控制往往集成在同一控制电路中，该控制电路往往连接有一控制面板，当有人试图通过操作控制面板来控制空调时，由于控制电路直接与市电(中国为220V/50Hz)相连接，一旦控制电路与市电直接发生短路，则有可能导致操作控制面板的人员发生触电，造成人身安全的威胁。

再者，目前的空调已经开始智能化，利用手机实现空调的远程控制，手机通过移动通信网络发送控制信号至Intel网，空调连接Intel网以接收控制信号，从而实现对空调的控制，但一些应用于公共场合调如工厂、商场、餐厅等的空调，部分位置由于种种原因不适于联网，因此实现该手机对空调远程控制。同时，这些空调由于需要旺旺其控制权限只能集中于少数人的手机，而不可能将管理权限完全下放，掌握有控制权限的人(的手机)处于较远位置就无法实现对空调的控制，现场的人员将无计可施。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述的现有技术的空调的控制系统中，操作控制面板容易造成人员触电的缺陷，以及当空调无法联网时，无法实现手机对空调的远程操作的缺陷，提供了一种分体式空调的控制系统。

本发明解决其技术问题，所采用的技术方案是提供了一种分体式空调的控制系统，包括：

AC/DC转换电路，用于将交流市电转换为第一直流电源；

DC/DC转换电路，用于第一直流电源进行变压，转换为第二直流电源，以驱动分体式空调控制系统内的元器件进行工作，第二直流电源的输出电压不大于人体安全电压；

高压控制CPU，用于根据低压控制CPU的控制信号，产生驱动调节信号；

变频驱动电路，用于根据驱动调节信号，将第一直流电源变为交流信号，以调节电机的工作状态；

低压控制CPU，用于与控制面板连接，根据控制面板上的操作信息，生成控制信号。

在本发明的分体式空调的控制系统中，AC/DC转换电路包括继电器模块以及依次串联的滤波模块、短路保护模块和转换电路，分体式空调控制系统还包括与继电器模块以及低压控制CPU均进行连接的继电器控制模块；

滤波模块用于与交流市电连接，并将交流市电中的杂质信号进行滤波，短路保护模块用于在滤波模块或者转换电路在短路时进行电路的保护，转换电路用于将滤波后的交流市电转换为第一直流电源，继电器模块处于常开状态，常开状态时短路保护模块导通，当继电器模块闭合时短路保护模块处于短路状态；

其中，低压控制CPU在通电后，控制继电器控制模块驱动继电器模块工作在闭合状态。

在本发明的分体式空调的控制系统中，短路保护模块包括串联的保护电阻以及热敏电阻，热敏电阻的电阻值随着温度的增大而减小。

在本发明的分体式空调的控制系统中，变频驱动电路与电机之间还串联有一电流检测模块，用于检测电机的工作电流的大小以进行电流显示和/或进行过流保护；

其中过流保护是低压控制CPU根据电流检测模块检测到的工作电流转，在工作电流过大时，控制电机的工作电流进行减小。

在本发明的分体式空调的控制系统中，变频驱动电路通过地线、零线以及火线三路电源线给电机供电，电流检测模块具有分别串联在三路电源线上的三个电感，通过检测任意两个电感之间的互感电流来检测工作电流的大小。

在本发明的分体式空调的控制系统中，继电器控制模块还用于接受低压控制CPU的控制，分别控制对应的继电器，以分别控制分体式空调对应的摆风电机和/或升泵和/或排水阀和/或进水阀的开关。

在本发明的分体式空调的控制系统中，低压控制CPU与高压控制CPU之间的通信采用光耦隔离通信，DC/DC转换电路通过隔离电源实现两路隔离供电，一路包括低压控制CPU，另一路包括高压控制CPU以及变频驱动电路。

在本发明的分体式空调的控制系统中，控制面板与低压控制CPU之间采用RS485通信。

在本发明的分体式空调的控制系统中，还包括可以利用移动通信网络进行的主控手机和从控手机，以及一与低压控制CPU连接的蓝牙通信单元，从控手机具有蓝牙通信功能以实现与蓝牙通信单元的通信，主控手机与分体式空调预存有相同的密钥；

主控手机用于生成空调控制信息，利用密钥对生成的空调控制信息进行加密并利用移动通信网络发送给从控手机；

从控手机用于接收加密后的空调控制信息，并利用蓝牙通信功能发送给蓝牙通信单元；

低压控制CPU还用于利用密钥解密接收到的加密后的空调控制信息，根据得到的空调控制信息生成控制信号。

在本发明的分体式空调的控制系统中，空调控制信息包含时效信息，低压控制CPU还用于判断信号接收时间是否在时效信息内，若否，则使得控制信号无效；

信号接收时间是指蓝牙通信单元接收到从控手机发送的加密后的空调控制信息的时间。

实施本发明的分体式空调的控制系统，具有以下有益效果：通过低压控制CPU与高压控制CPU分别实现对高压和低压的控制，而控制面板仅仅与低压控制CPU相连，当人们操作控制面板时，不容易发生触电；主控手机通过移动通信网络发送控制信号至从控手机，而从控手机通过蓝牙发送控制信号至空调就可以实现对空调的远程控制。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的分体式空调的控制系统第一实施例的AC/DC转换电路原理图；

图2(a)是本发明的分体式空调的控制系统第二实施例的AC/DC转换电路继电器控制模块以及继电器的原理图；

图2(b)是本发明的分体式空调的控制系统第二实施例的DC/DC转换电路的原理图；

图2(c)是本发明的分体式空调的控制系统第二实施例的高压控制CPU、变频驱动电路以及电流检测模块的原理图；

图2(d)是本发明的分体式空调的控制系统第二实施例的低压控制CPU以及低压控制 CPU分别与控制面板、高压控制CPU的电路连接原理图；

图3是本发明的分体式空调的控制系统第三实施例的原理图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，在本发明的分体式空调的控制系统第一实施例中，该控制系统包括：AC/DC转换电路1、DC/DC转换电路4、高压控制CPU2、变频驱动电路3以及低压控制 CPU6，与低压控制CPU6连接有一控制面板5，与低压控制变频驱动电路3连接有一电机 7。其中，在图1以及下述的图3中，加粗线条部分为高压部分，其对人身安全会造成威胁。

AC/DC转换电路1，连接交流市电，将交流市电转换为第一直流电源，世界各国的常用交流市电频率有50Hz与60Hz两种，民用交流电压分布由100V至380V不等，全世界市电有不相同的电压标准，如我国一般为220V，日本为110V，美国为110V，中国目前的交流市电普遍为220V/50Hz以及380V/50Hz，AC//DC转换电路1根据不同市电需要进行不同的设计。第一直流电源为直流电压源，本实施例中其为升压后电源，将220V的交流市电转换为310V的直流电源。

DC/DC转换电路4，第一直流电源进行变压，转换为第二直流电源，以驱动所述分体式空调控制系统内的元器件进行工作，第二直流电源的输出电压不大于人体安全电压。一般元器件的工作电压较低，常见有3V、5V、9V、12V、15V等，因此DC/DC转换电路4实质上是对第一直流电源进行降压，将310V的电压降降到适合元器件进行工作的电压，由于人身安全的设计需求，该第二直流电源的输出电压不大于人体安全电压，安全电压为不高于36V，持续接触安全电压为24V，由于人体是否持续接触电压不可预计，本发明中人体安全电压优选为取二者中的较低值，即第二直流电源的输出电压不大于24V。上述元器件包括高压控制CPU2、变频驱动电路3以及低压控制CPU6以及下述的继电器、继电器控制模块等等。

高压控制CPU2可根据低压控制CPU的控制信号，产生驱动调节信号。变频驱动电路3，根据该驱动调节信号，将第一直流电源变为交流信号，以调节电机的工作状态。电机7 的工作状态工作电压调节、工作频率的调节中的一个或者多个，作为本发明的优选方式，低压控制CPU还可以发送控制信号，使得高压控制CPU控制上述电机7进行开关。如本发明中，可调节进行电机的开关以及工作频率的调节。

低压控制CPU6与控制面板5连接，用户可在控制面板5上进行操作，低压控制CPU6根据控制面板5上的操作信息，生成上述控制信号，以实现电机7的控制。

如图2(a)-(d)所示，在本发明的分体式空调的控制系统第二实施例中，AC/DC转换电路1包括继电器模块11以及依次串联的滤波模块12、短路保护模块13和转换电路 14，分体式空调控制系统还包括与上述继电器模块11以及低压控制CPU6均进行连接的继电器控制模块15；滤波模块12用于与交流市电ACL、ACN连接，并将交流市电中的杂质信号ACL、ACN进行滤波，短路保护模块13用于在滤波模块12或者转换电路14在短路时进行电路的保护，转换电路14用于将滤波后的交流市电ACL、ACN转换为上第一直流电源 DCV-、DCV+，继电器模块11处于常开状态，常开状态时短路保护模块13导通，当继电器模块11闭合时上述短路保护模块处于短路状态；其中，低压控制CPU6在通电后，控制继电器控制模块15驱动继电器模块11工作在闭合状态。在本实施例中，继电器模块11通过一继电器ACL、CAN分别连接220V/50Hz电源的火线、零线，因此在本实施例中滤波模块所进行滤波的杂质信号是指频率不为50Hz的电源信号。优选的，上述短路保护模块包括串联的保护电阻(本实施例中选为大小1K最大功率为6W)以及热敏电阻NTC，该热敏电阻 NTC的电阻值随着温度的增大而减小。本电路的工作原理是，电源接通时，继电器11处于开态，短路保护电路13处于导通状态，此时热敏电阻NTC温度较低，电阻较大，此时转换电路14中芯片2510将滤波后的交流市电转换为直流并对其右侧的电容进行充电，流过的热敏电阻NTC电流使得电阻发热，电阻逐渐减小，转换电路14的输出电压逐渐增加，当电阻减小到一定值后，转换电路14的输出电压也达到一定值，此时通过DC/DC转换电路4输出的电压能够驱动低压控制CPU6、继电器模块11以及继电器控制模块15正常工作(本实施例中三者的工作电压相同，均为12V，因此可以同时正常工作)，低压控制CPU6正常工作以后立即自动发送信号，控制继电器控制模块15驱动继电器模块11工作在闭合状态，此时短路保护模块短路，电流由滤波模块12流经继电器模块11到达转换电路14。由于短路保护模块13的存在，可以避免在继电器处于常开状态时，由于滤波模块12或者转换电路14的短路而造成的电路损坏，在本实施例中常开状态时的最大通过电流为0.5A。

在本实施例中，作为一种优选方式，继电器控制模块11还用于接受低压控制CPU6的控制，分别控制对应的继电器16，以分别控制分体式空调对应的摆风电机和/或升泵和/或排水阀和/或进水阀(图中未示出)的开关。

如图2(b)所示，DC/DC转换电路4除包含用于将第一直流电源进行变压，转换为第二直流电源的电路41之外，在本实施例中还优选的还包括两个稳压电路42、43，分别对电路41输出的两路电压12V和15V进行稳压输出，变压为两路5V的电路分别为CPU之间的通信电路(光耦隔离通讯电路)以及其他电路供电(如水位信号输出电路、程序少入口电路等)，在其他实施例中无需包含上述两个稳压电路或者改用其他的稳压电路。DC/DC 转换电路4(在本实施例中为电路41)通过隔离电源实现两路(12V一路，15V一路)隔离供电，12V的一路至少包括低压控制CPU6，在本实施例中还包括继电器控制模块15、继电器模块11等，15V的一路至少包括高压控制CPU2以及变频驱动电路3。即其中一路给低压部分供电，一路给高压部分供电，两路相互隔离，当人们试图操作控制面板5时，即使发生短路，操作人员接触到高压部分的可能性也大大降低。

如图2(c)所示，变频驱动电路3与电机7(图中未示出，其余该图中右边分别标有1、2、3的接插件连接)之间还串联有一电流检测模块8，电流检测模块8用于检测电机7 的工作电流的大小以进行电流显示和/或进行过流保护；其中，电流显示时，还需要将电流显示模块与一显示器通信连接，过流保护是低压控制CPU6根据电流检测模块8检测到的工作电流，在工作电流过大时，控制电机的工作电流进行减小，控制的流程为低压控制 CPU6→高压控制CPU2→变频驱动电路3→电机7。变频驱动电路3通过地线、零线以及火线三路电源线给电机7供电，电流检测模块8具有分别串联在三路电源线上的三个电感，其可通过检测任意两个电感之间的互感电流来检测工作电流的大小。

在其他实施例中，该控制系统还可以包括温度传感及处理模块，用于感测空调所处环境的温度并处理成低压控制CPU6可识别的温度信号；和/或，还包括水位传感及处理模块，用于感测空调的水机的水位并处理成低压控制CPU6可识别的水位信号。低压控制 CPU6还用于根据上述温度信号产生所述控制信号以调节电机7在温度过高(低)时降低(升高)室温，控制的流程与上述相同，这里不再赘述；和/或，用于根据上述水位信号控制对应水机以在水位过高或达到最大水位(水位过低或者达到最小水位)时停止(开启)水机进行上水，最大水位以及最小水位根据不同的产品设计而不同。

优选的，低压控制CPU 6与高压控制CPU2之间的通信采用光耦隔离通信，控制面板5 与低压控制CPU6之间采用RS485通讯电路进行通信，具体电路参考图2(d)。

参考图3所示分体式空调的控制系统，还包括可以利用移动通信网络进行的主控手机和从控手机，以及一与所述低压控制CPU连接的蓝牙通信单元9，从控手机具有蓝牙通信功能以实现与蓝牙通信单元9的通信，主控手机与分体式空调预存有相同的密钥。主控手机用于生成空调控制信息，利用密钥对生成的空调控制信息进行加密并利用移动通信网络发送给从控手机；从控手机用于接收加密后的空调控制信息，并利用蓝牙通信功能发送给蓝牙通信单元；低压控制CPU6还用于利用预存的密钥解密接收到的加密后的空调控制信息，根据得到的空调控制信息生成控制信号。

优选的，空调控制信息包含时效信息，低压控制CPU6还用于判断信号接收时间是否在所述时效信息内，若否，则使得所述控制信号无效；信号接收时间是指蓝牙通信单元接收到从控手机发送的加密后的空调控制信息的时间。当持有主控手机的人远离该空调时，持有人可以向空调附近的人发送空调控制信息，空调附近的人可以为任何一个主控手机想发送的人。如该空调安装在餐厅时，持有该主控手机的人如主管可以坐在自己办公室，向餐厅的任何一个或者服务员发送空调控制信息(暂不考虑加密解密部分)，服务员可以将空调控制信息通过手机蓝牙发送给对应的空调，如此就可以实现主管对空调的远程控制。在其他实施例中，从控手机在接收到主控手机的空调控制信息后，手机上预制的程序可以自动转发至空调控制信息空调，如此可以节省服务员进行操作的步骤。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种分体式空调的控制系统，其特征在于，包括：

AC/DC转换电路(1)，用于将交流市电转换为第一直流电源；

DC/DC转换电路(4)，用于所述第一直流电源进行变压，转换为第二直流电源，以驱动所述分体式空调控制系统内的元器件进行工作，所述第二直流电源的输出电压不大于人体安全电压；

高压控制CPU，用于根据低压控制CPU的控制信号，产生驱动调节信号；

变频驱动电路(3)，用于根据所述驱动调节信号，将所述第一直流电源变为交流信号，以调节电机(7)的工作状态；

低压控制CPU(6)，用于与控制面板(5)连接，根据控制面板(5)上的操作信息，生成所述控制信号。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述AC/DC转换电路(1)包括继电器模块(11)以及依次串联的滤波模块(12)、短路保护模块(13)和转换电路(14)，所述分体式空调的控制系统还包括与所述继电器模块(11)以及所述低压控制CPU(6)均进行连接的继电器控制模块(15)；

所述滤波模块(12)用于与交流市电连接，并将交流市电中的杂质信号进行滤波，所述短路保护模块(13)用于在所述滤波模块(12)或者转换电路(14)在短路时进行电路的保护，所述转换电路(14)用于将滤波后的交流市电转换为所述第一直流电源，所述继电器模块(11)处于常开状态，常开状态时所述短路保护模块(13)导通，当所述继电器模块(11)闭合时所述短路保护模块(13)处于短路状态；

其中，所述低压控制CPU(6)在通电后，控制所述继电器控制模块(15)驱动所述继电器模块(11)工作在闭合状态。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述短路保护模块(13)包括串联的保护电阻以及热敏电阻(NTC)，所述热敏电阻(NTC)的电阻值随着温度的增大而减小。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述变频驱动电路(3)与所述电机(7)之间还串联有一电流检测模块(8)，用于检测电机(7)的工作电流的大小以进行电流显示和/或进行过流保护；

其中所述过流保护是低压控制CPU(6)根据所述电流检测模块(8)检测到的工作电流转，在所述工作电流过大时，控制所述电机(7)的工作电流进行减小。

5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述变频驱动电路(3)通过地线、零线以及火线三路电源线给所述电机(7)供电，所述电流检测模块(8)具有分别串联在三路电源线上的三个电感，通过检测任意两个电感之间的互感电流来检测所述工作电流的大小。

6.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述继电器控制模块(15)还用于接受所述低压控制CPU(6)的控制，分别控制对应的继电器(16)，以分别控制所述分体式空调对应的摆风电机(7)和/或升泵和/或排水阀和/或进水阀的开关。

7.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述低压控制CPU(6)与所述高压控制CPU之间的通信采用光耦隔离通信，所述DC/DC转换电路(4)通过隔离电源实现两路隔离供电，一路包括低压控制CPU(6)，另一路包括所述高压控制CPU以及变频驱动电路(3)。

8.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制面板与所述低压控制CPU(6)之间采用RS485通信。

9.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括可以利用移动通信网络进行的主控手机和从控手机，以及一与所述低压控制CPU(6)连接的蓝牙通信单元，所述从控手机具有蓝牙通信功能以实现与所述蓝牙通信单元的通信，所述主控手机与所述分体式空调预存有相同的密钥；

所述主控手机用于生成空调控制信息，利用所述密钥对生成的空调控制信息进行加密并利用移动通信网络发送给从控手机；

所述从控手机用于接收加密后的空调控制信息，并利用蓝牙通信功能发送给所述蓝牙通信单元；

所述低压控制CPU(6)还用于利用所述密钥解密接收到的加密后的空调控制信息，根据得到的空调控制信息生成所述控制信号。

10.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，所述空调控制信息包含时效信息，所述低压控制CPU(6)还用于判断信号接收时间是否在所述时效信息内，若否，则使得所述控制信号无效；

所述信号接收时间是指所述蓝牙通信单元接收到所述从控手机发送的加密后的空调控制信息的时间。