CN216489760U - 一种错接保护电路、电力通讯系统及空调机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种错接保护电路、电力通讯系统及空调机组。所述错接保护电路设置在电力通讯系统的第一通讯电路和第二通讯电路之间，其中包括：第一错接保护模块，连接所述第一通讯电路，用于在所述第一通讯电路和所述第二通讯电路发生错接时进行分压，以保护所述第一通讯电路；第二错接保护模块，连接所述第二通讯电路，用于在所述第一通讯电路和所述第二通讯电路发生错接时进行分压，以保护所述第二通讯电路。通过本实用新型，能够缩短反应时间，在发生错接发生时，能够及时对通讯电路进行保护，避免通讯电路主板烧毁的风险，提高安全性。

Description

一种错接保护电路、电力通讯系统及空调机组

技术领域

本实用新型涉及电子电力技术领域，具体而言，涉及一种错接保护电路、电力通讯系统及空调机组。

背景技术

目前家用空调机组的电力通讯系统的内外机通讯一般采用电流环通讯电路实现，电流环通讯主要的特点在于通讯电路与电源供电电路可以共用零线，只需外加一根通讯线即可实现内外机通讯，即内外机连接线只有三根，分别是火线L、零线N、通讯线S，安装十分方便；但是在实际安装调试时，有时会出现接错线的情况，误将零线或者火线接入通讯线S，导致主板烧毁。

图1为一种现有的空调机组的电力通讯系统的结构图，如图1所示，该方案在传统电流环通讯方案的基础上，增加了过流处理电路，用于处理接错线条件下电流增大的问题，防止接错线烧毁主板，但是，该过流处理电路由过流检测电路与环路切断电路构成，需要先检测到过流后，才能启动保护电路，切断通讯环路，从检测过流到环路断开，上述步骤的执行过程需要一定的反应时间，会导致保护不及时，烧毁主板的风险；并且过流检测电路和环路控制继电器安装是需要占用主板空间的，难以减小通讯电路的空间。

针对现有技术中的错接保护电路的判断和控制步骤的执行需要一定反应时间，导致保护不及时的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例中提供一种错接保护电路、电力通讯系统以及空调机组，以解决现有技术中错接保护电路的判断和控制步骤的执行需要一定反应时间，导致保护不及时的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种错接保护电路，应用于电力通讯系统，所述电力通讯系统包括主机和从机，所述主机包括主机处理器和第一通讯电路，所述从机包括从机处理器和第二通讯电路，所述第一通讯电路和所述第二通讯电路之间通过连接线连接，该所述错接保护电路设置在所述第一通讯电路和所述第二通讯电路之间，其中包括：

第一错接保护模块，连接所述第一通讯电路，用于在所述第一通讯电路和所述第二通讯电路发生错接时进行分压，以保护所述第一通讯电路；

第二错接保护模块，连接所述第二通讯电路，用于在所述第一通讯电路和所述第二通讯电路发生错接时进行分压，以保护所述第二通讯电路。

进一步地，所述第一错接保护模块包括：

第一稳压元件，其正极连接所述第一通讯电路的第一接线端子，其负极连接所述第一通讯电路的第二接线端子，形成第一连接点；

第一分压电阻，设置在所述第一连接点和所述第一通讯电路的第二接线端子之间。

进一步地，所述第一分压电阻的阻值随着其内部通过的电流值的变化而变化；其中，当所述电流值超过第一预设值时，所述第一分压电阻的阻值的变化率大于第一阈值。

进一步地，所述第一分压电阻为PTC电阻。

进一步地，所述第二错接保护模块包括：

第二稳压元件，其正极连接所述第二通讯电路的第一接线端子，其负极连接所述第二通讯电路的单向导通元件的负极，形成第二连接点；其中，所述单向导通元件的正极连接所述第二通讯电路的第二接线端子；

第二分压电阻，设置在所述单向导通元件的负极与所述第二连接点之间。

进一步地，所述第二分压电阻的阻值随着其内部通过的电流值的变化而变化；其中，当所述电流值超过第二预设值时，所述第二分压电阻的阻值的变化率大于第二阈值。

进一步地，所述第二分压电阻为PTC电阻。

进一步地，所述第二错接保护模块包括：

第二稳压元件，其正极连接所述第二通讯电路的第一接线端子，其负极连接所述第二通讯电路的第二接线端子，形成第三连接点；

第二分压电阻，设置在所述第三连接点和所述第二通讯电路的第二接线端子之间。

本实用新型还提供一种电力通讯系统，所述系统包括上述错接保护电路。

本实用新型还提供一种空调机组，包括外机和内机，所述外机为主机，所述内机为从机，所述空调机组还包括上述错接保护电路。

应用本实用新型的技术方案，在第一通讯电路和第二通讯电路之间设置第一错接保护模块，用于在所述第一通讯电路和所述第二通讯电路发生错接时进行分压，以保护所述第一通讯电路；在第一通讯电路和第二通讯电路之间设置第一错接保护模块设置第二错接保护模块，用于在所述第一通讯电路和所述第二通讯电路发生错接时进行分压，以保护所述第二通讯电路，上述方案，通过纯硬件的方式进行错接保护，不需要执行判断、控制程序，能够缩短反应时间，在发生错接发生时，能够及时对通讯电路进行保护，避免通讯电路主板烧毁的风险，提高安全性。

附图说明

图1为一种现有的空调机组的电力通讯系统的结构图；

图2为根据本实用新型实施例的空调机组的电力通讯系统的结构框图；

图3为根据本实用新型实施例的一种供电方式的示意图；

图4为根据本实用新型实施例的另一种供电方式的示意图；

图5为根据本实用新型实施例的另一种错接保护电路的结构图；

图6为根据本实用新型实施例的各种错接状态的接线示意图；

图7为根据本实用新型实施例的又一种错接保护电路的结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种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。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本实用新型实施例中可能采用术语第一、第二等来描述错接保护模块，但这些错接保护模块不应限于这些术语。这些术语仅用来将不同位置设置的错接保护模块区分开。例如，在不脱离本实用新型实施例范围的情况下，第一错接保护模块也可以被称为第二错接保护模块，类似地，第二错接保护模块也可以被称为第一错接保护模块。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。

下面结合附图详细说明本实用新型的可选实施例。

实施例1

本实施例提供一种错接保护电路，应用于电力通讯系统，在本实施例中，该电力通讯系统具体为空调机组的电力通讯系统，图2为根据本实用新型实施例的空调机组的电力通讯系统的结构框图，如图2所示，该空调机组包括主机和从机，其中，主机包括主机处理器、第一通讯电路、第一电源，所述从机包括从机处理器、第二通讯电路和第二电源，第一通讯电路和第二通讯电路通过连接线连接，其中，连接线包括零线N和信号线S，第一电源和第二电源通过火线L连接。

主机处理器通过发射端口TX和接收端口RX双向连接第一通讯电路，从机处理器通过发射端口TXD和接收端口RXD双向连接第二通讯电路。

如图2所示，为了通过硬件实现错接保护，上述错接保护电路设置在第一通讯电路和第二通讯电路之间，其中包括：第一错接保护模块，连接第一通讯电路，用于在第一通讯电路和所述第二通讯电路发生错接时进行分压，以保护第一通讯电路；

第二错接保护模块，连接第二通讯电路，用于在第一通讯电路和第二通讯电路发生错接时进行分压，以保护第二通讯电路。

从机和主机之间可以采用一方对另一方供电的方式，图3为根据本实用新型实施例的一种供电方式的示意图，如图3所示，主机与市电电源连接，并为从机供电；图4为根据本实用新型实施例的另一种供电方式的示意图，如图4所示，从机与市电电源连接，并为主机供电。

本实施例的错接保护电路，在第一通讯电路和第二通讯电路之间设置第一错接保护模块，用于在第一通讯电路和第二通讯电路发生错接时进行分压，以保护第一通讯电路；在第一通讯电路和第二通讯电路之间设置第一错接模块设置第二错接保护模块，用于在第一通讯电路和第二通讯电路发生错接时进行分压，以保护第二通讯电路，上述方案，通过纯硬件的方式进行错接保护，不需要执行判断、控制程序，能够缩短反应时间，在发生错接发生时，能够及时对通讯电路进行保护，避免通讯电路主板烧毁的风险，提高安全性。

实施例2

本实施例提供另一种错接保护电路，图5为根据本实用新型实施例的另一种错接保护电路的结构图，如图5所示，上述第一电源包括：第一电阻R1，第一电阻R1的第一端连接火线L，第二端依次通过二极管D1、第二电阻R2连接第一通讯电路的第一接线端子N1。第一电容C1的正极连接至上述二极管D1的阴极和第二电阻R2之间，负极连接第一通讯电路的第一接线端子N1，二极管D2、稳压管D3均与第二电阻R2和第一电容C1并联设置。

第一错接保护模块10连接第一通讯电路，其中，第一通讯电路包括：第一光耦PC10，其输入侧的正极端子连接第一电源中的第一电容C1的正极，第一光耦PC10的输入侧的负极端子依次通过第三电阻R3、稳压管D5、第五电阻R5、二极管D6连接至第一通讯电路的第二接线端子S1，该第一通讯电路还包括：第二光耦PC12，第二光耦PC12的输入侧的正极端子通过第六电阻R6连接至二极管D6与第一通讯电路的第二接线端子S1之间，第二光耦PC12的输入侧的负极端子连接第一电容C1的负极，上述第一通讯电路还包括第三光耦PC11，第三光耦PC11的输出侧的发光二极管的阳极通过第四电阻R4连接至第五电阻R5和稳压管D5之间，第三光耦PC11的输出侧的发光二极管的阴极连接至第三电阻R3与稳压管D5之间，上述第一通讯电路还包括二极管D4，其阴极连接至第三光耦PC11的输入侧的正极端子上，阳极连接至第三电阻R3和稳压管D5之间。上述第一通讯电路的第一极接线端子N1和第二接线端子S1之间还连接有二极管D7。第一光耦PC10的输入侧的正极端子和负极端子之间设置有第十二电阻R12。

如图5所示，上述第一错接保护模块10包括：

第一稳压元件D11，其正极连接所述第一通讯电路的第一接线端子N1，其负极连接第一通讯电路的第二接线端子S1，形成第一连接点1；第一分压电阻R11，设置在第一连接点1和第一通讯电路的第二接线端子S1之间。第一分压电阻R11的阻值随着其内部通过的电流值的变化而变化；其中，当电流值超过第一预设值，例如KA时，第一分压电阻R11的阻值的变化率大于第一阈值，也就是说，在第一分压电阻R11通过的电流超过一定值时，其阻值会迅速增加，其中，第一预设值和第一阈值的具体值，根据第一分压电阻R11的特性决定，可以通过实验测得。

在具体实施时，为了实现在第一分压电阻R11通过的电流超过一定值时，其阻值会迅速增加，上述第一分压电阻R11为PTC电阻。

如图5所示，上述第二通讯电路包括：第四光耦PC21，其输出侧的发光二极管的阴极连接第二通讯电路的第一接线端子N2，阳极连接第五光耦PC20的输入侧的负极端子，第五光耦PC20的输入侧的正极端子依次通过第七电阻R7、二极管D8连接第二通讯电路的第二接线端子S2。其中，二极管D8的阳极连接第二接线端子S2，阴极连接第七电阻R7。第四光耦PC21的输出侧的二极管的两端反向并联二极管D9，第四光耦PC21的输出侧的二极管的两端之间还并联设置有第九电阻R9，第五光耦PC20的输入侧的正极端子与负极端子之间并联设置第八电阻R8。

如图5所示，所述第二错接保护模块包括：

第二稳压元件D10，其正极连接所述第二通讯电路的第一接线端子N2，其负极连接第二通讯电路的单向导通元件(即上述二极管D8)的负极，形成第二连接点2；其中，所述单向导通元件的正极连接所述第二通讯电路的第二接线端子S2；第二分压电阻R10，设置在所述单向导通元件的负极与第二连接点2之间。第二分压电阻的阻值随着其内部通过的电流值的变化而变化；其中，当电流值超过第二预设值时，第二分压电阻R10的阻值的变化率大于第二阈值，也就是说，在第二分压电阻R10通过的电流超过一定值时，其阻值会迅速增加。

为了实现在第二分压电阻R10通过的电流超过一定值时，其阻值会迅速增加，上述第二分压电阻R10为PTC电阻。

本实施例的空调机组的电力通讯系统中，由上述第一电阻R1、二极管D1、二极管D2、稳压管D3、第二电阻R2、第一电容C1构成了供电环路，主要负责通讯电路的电源供给；

由第一光耦PC10、第十二电阻R12、第三光耦PC11、第三电阻R3、二极管D4、稳压管D5、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、二极管D6、第二光耦PC12、第六电阻R6、二极管D7构成第一通讯电路，与从机第二通讯电路一起构成一个完整的电流环通讯电路；

由二极管D8、第十电阻R10、第七电阻R7、第八电阻R8、第四光耦PC20、第九电阻R9、二极管D9、第五光耦PC21构成第二通讯电路，与第一通讯电路一起构成完整的电流环通讯电路；

由第一分压电阻R11和第一稳压元件D11构成第一错接保护模块，主要负责防止主机通讯接口误接强电后烧毁第一通讯电路。

由第二分压电阻R10和第二稳压元件D10构成第二错接保护模块，主要负责防止从机通讯接口误接强电后烧毁第二通讯电路。

在正常接线情况下，由第一通讯电路与第二通讯电路一起构成完整的电流环通讯回路，可以实现主机与从机的数据交互。

接错线的情况如下：

当主机侧的第二接线端子S1与第一接线端子N1间接入的电压超过第一稳压元件D11的钳位电压U3时，会触发第一错接保护模块，此时第一稳压元件D11会把第一通讯电路两端的电压钳位到U3，确保第一通讯电路承受的电压不会超过其极限电压U2，多余的电压会全部加载到第一分压电阻R11上，由于第一分压电阻R11是PTC电阻，在其两端的电压增大后，通过其的电流会增大，导致第一分压电阻R11发热，从而使得其阻值增大，限制大电流流过，防止大电流流过第一稳压元件D11导致第一稳压元件D11故障，通过第一稳压元件D11与第一分压电阻R11的组合使用，可有效的防止第一通讯电路出现过电压或过电流损坏。

当从机侧的第二接线端子S2与第一接线端子N2间接入的电压超过U3时，会触发第二错接保护模块，此时第二稳压元件D10会把第二通讯电路两端的电压钳位到其钳位电压U3，确保第二通讯电路承受的电压不会超过其极限电压U2，多余的电压会全部加载到第二分压电阻R10上，由于第二分压电阻R10是PTC电阻，在其两端的电压增大后，通过其的电流会增大，导致第二分压电阻R10发热，从而使得其阻值增大，限制大电流流过，防止大电流流过第二稳压元件D10导致第二稳压元件D10故障，由于二极管D8的单向导通性，第二稳压元件D10只有一半的时间会有电流流过，进一步降低了第二稳压元件D10的发热功率，通过二极管D8、第二稳压元件D10与第二分压电阻R10的组合使用，可有效的防止第二通讯电路出现过电压或过电流损坏。

当主机侧的火线L与第二接线端子S1间接入电压超过U3时，如果火线L的电压高于第二接线端子S1处的电压，第一电容C1与稳压管D3上承受的是正常工作电压U1，二极管D7正向导通，第一通讯电路的第一接线端子N1与第二接线端子S1间的电压等于二极管D7的管压降，第一通讯电路不会承受高电压，不会出现过压损坏，由于现有第一电阻R1的存在，电流也会被限制不会超防错接电路允许通过的最大电流值I3，可有效防止稳压管D3与二极管D7过流损坏；如果火线L的电压低于第二接线端子S2处的电压，由于二极管D1的反向截止作用，环路不会导通，不会产生电流，确保第一通讯电路不会损坏。

其中，上述正常工作电压U1＜钳位电压U3＜极限电压U2，正常工作电流I1＜防错接电路允许通过的最大电流值I3＜第一通讯电路与第二通讯电路能够承受的最大电流值I2。

正常接线时火线L与第一接线端子N1间本身就是高电压，所以火线L与第一接线端子N1间接入高电压不会导致电路故障。

图6为根据本实用新型实施例的各种错接状态的接线示意图，其中，室内机为从机，室外机为主机，各种错接状态与具体故障现象的对应关系如下表1中所示：

表1错接状态与具体故障现象的对应表

接线状态	故障现象
		a	从机没电
b	从机没电
		c	从机有电，无通讯信号，从报错接故障
d	从机没电
		e	从机没电

如图6所示，当出现接错线时，共有5种接错线的可能，根据上述表1可以，当出现a、b、d、e这四种错接状态时，从机(室内机)不得电，通过观察从机指示灯判断接线异常；当出现c错接状态时，从机电源可正常工作，但是由于从机的火线L与零线N接反，通讯电路无法形成回路，从机的接收光耦无法导通，从机报接线故障。

综上所述，通过上述错接保护电路，在线路连接过程中，即使出现接错线的情况，也不会导致主板烧毁，并可通过故障现象快速确定故障类型，恢复正常接线后，第一通讯电路和第二通讯电路即可正常工作。

图7为根据本实用新型实施例的又一种错接保护电路的结构图，本实施例与上述实施例的区别之处在于，第二稳压元件D10与第二分压电阻R10的连接位置不同，如图7所示，第二稳压元件D10，其正极连接第二通讯电路的第一接线端子N2，其负极连接第二通讯电路的第二接线端子S2，形成第三连接点3；第二分压电阻R10，设置在第三连接点3和所述第二通讯电路的第二接线端子S2之间。

本实施例的错接保护电路，在现有的电流环通讯电路的接口位置增加了稳压元件，当机组出现接错线时，稳压元件瞬间将通讯接口的电压钳位在预设的警戒电压以下，通过纯硬件的方式实现错接保护，无需反应时间，使得触发保护动作更及时，通讯电路不会承受过高的电压，元器件不会因为过压导致损坏。

同时采用PTC电阻做过电流防护，当接错线时，会导致电路中的电流远大于正常工作的电流，PTC电阻发热，电阻急剧增大，能够有效防止通讯电路电流过大烧毁元器件；在故障排除后，流过PTC电阻的电流减少，PTC发热减少，阻值逐渐恢复正常，系统可自行恢复正常通讯。采用钳位二极管+PTC电阻的组合防护，即可以防止通讯电路过流，也可以防止通讯电路过压，同时二极管再防止电路过压的同时，能够形成庞大的旁路电流，有助于加速PTC发热，加快电流防护效果，实际测试，采用本实施例的错接保护电路，防护电压可以高达460V。此外，由于通过钳位二极管+PTC电阻，元件的尺寸很小，安装空间更小、且成本更低，相对于现有错接保护电路，本实施例的错接保护电路的成本能够节约30％左右。

实施例3

本实施例提供一种电力通讯系统，该电力通讯系统包括上述实施例中的错接保护电路，用于在主机和从机的通讯电路中的线路发生错接时，及时进行保护，避免通讯电路中的元器件损坏，提高整个电力通讯系统的安全性。

实施例4

本实施例提供一种空调机组，包括外机和内机，所述外机为主机，所述内机为从机，该空调机组还包括上述错接保护电路，用于在室外机和室内机的通讯电路中的线路发生错接时，及时进行保护，避免通讯电路中的元器件损坏，提高整个空调机组的安全性。

以上所描述的电路实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种错接保护电路，应用于电力通讯系统，所述电力通讯系统包括主机和从机，所述主机包括主机处理器和第一通讯电路，所述从机包括从机处理器和第二通讯电路，所述第一通讯电路和所述第二通讯电路之间通过连接线连接，其特征在于，所述错接保护电路设置在所述第一通讯电路和所述第二通讯电路之间，其中包括：

第一错接保护模块，连接所述第一通讯电路，用于在所述第一通讯电路和所述第二通讯电路发生错接时进行分压，以保护所述第一通讯电路；

第二错接保护模块，连接所述第二通讯电路，用于在所述第一通讯电路和所述第二通讯电路发生错接时进行分压，以保护所述第二通讯电路。

2.根据权利要求1所述的错接保护电路，其特征在于，所述第一错接保护模块包括：

第一稳压元件，其正极连接所述第一通讯电路的第一接线端子，其负极连接所述第一通讯电路的第二接线端子，形成第一连接点；

第一分压电阻，设置在所述第一连接点和所述第一通讯电路的第二接线端子之间。

3.根据权利要求2所述的错接保护电路，其特征在于，所述第一分压电阻的阻值随着其内部通过的电流值的变化而变化；其中，当所述电流值超过第一预设值时，所述第一分压电阻的阻值的变化率大于第一阈值。

4.根据权利要求2所述的错接保护电路，其特征在于，所述第一分压电阻为PTC电阻。

5.根据权利要求1所述的错接保护电路，其特征在于，所述第二错接保护模块包括：

第二稳压元件，其正极连接所述第二通讯电路的第一接线端子，其负极连接所述第二通讯电路的单向导通元件的负极，形成第二连接点；其中，所述单向导通元件的正极连接所述第二通讯电路的第二接线端子；

第二分压电阻，设置在所述单向导通元件的负极与所述第二连接点之间。

6.根据权利要求5所述的错接保护电路，其特征在于，所述第二分压电阻的阻值随着其内部通过的电流值的变化而变化；其中，当所述电流值超过第二预设值时，所述第二分压电阻的阻值的变化率大于第二阈值。

7.根据权利要求5所述的错接保护电路，其特征在于，所述第二分压电阻为PTC电阻。

8.根据权利要求1所述的错接保护电路，其特征在于，所述第二错接保护模块包括：

第二稳压元件，其正极连接所述第二通讯电路的第一接线端子，其负极连接所述第二通讯电路的第二接线端子，形成第三连接点；

第二分压电阻，设置在所述第三连接点和所述第二通讯电路的第二接线端子之间。

9.一种电力通讯系统，其特征在于，所述系统包括权利要求1至8中任一项所述的错接保护电路。

10.一种空调机组，包括外机和内机，其特征在于，所述外机为主机，所述内机为从机，所述空调机组还包括权利要求1至8中任一项所述的错接保护电路。

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