CN218722151U - 水阀控制装置及空调机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水阀控制装置及空调机组，所述水阀控制装置包括与水阀连接的驱动电路、为所述驱动电路提供控制信号以驱动所述水阀关断的驱动芯片、以及为所述驱动芯片以及所述驱动电路供电的电源模块，还包括与所述驱动电路以及所述水阀连接的断电自动关闭模块，所述断电自动关闭模块可在所述电源模块断电时，关断所述水阀。与现有技术相比，本实用新型可以在电源模块异常断电时自动关闭水阀，避免了对空调机组造成的损坏，同时本实用新型采用电容驱动水阀，无需驱动芯片和驱动电路控制，对外部环境要求低，且反应迅速。

Description

水阀控制装置及空调机组

技术领域

本实用新型涉及空调领域，特别是一种水阀控制装置及空调机组。

背景技术

空调内机中的水阀通常由内机主控板控制，水阀的作用是用来接通和关闭内机与外机之间的水通路，当一台内机停机关闭时，需要将水阀关闭，如果一台内机损坏或突然断电，导致主控板掉电，无法控制水阀关闭，使得水阀维持在常开状态，而外机仍在工作，冷水将会持续不断流过内机，同时内机无法与室内进行热交换，可能会使得内机发生冷凝，浪费电能的同时会影响空调的使用寿命，甚至造成安全隐患。

因此，如何设计一种水阀控制装置及空调机组，使其即使在主控板掉电时，也能关闭水阀，是业界亟待解决的技术问题。

实用新型内容

针对现有技术中，主控板掉电时，无法控制水阀关闭，从而造成安全隐患的问题，本实用新型提出了一种水阀控制装置及空调机组。

本实用新型的技术方案为，提出了一种水阀控制装置，包括与水阀连接的驱动电路、为所述驱动电路提供控制信号以驱动所述水阀关断的驱动芯片、以及为所述驱动芯片以及所述驱动电路供电的电源模块，还包括与所述驱动电路以及所述水阀连接的断电自动关闭模块，所述断电自动关闭模块可在所述电源模块断电时，关断所述水阀。

进一步，所述驱动电路包括一与所述水阀的第一输入端连接的第一输出端、以及一与所述水阀的第二输入端连接的第二输出端，且当所述第一输出端输出高电平、所述第二输出端输出低电平时，所述水阀开启；

当所述第一输出端输出低电平、所述第二输出端输出高电平时，所述水阀关闭。

进一步，所述断电自动关闭模块包括与所述水阀的第一输入端连接的第一控制电路、以及与所述水阀的第二输入端连接的第二控制电路，且在所述电源模块上电时，所述第一控制电路与所述第二控制电路均处于断路状态；

在所述电源模块断电时，所述第一控制电路输出低电平信号，所述第二控制电路输出高电平信号。

进一步，所述第一控制电路包括：开关管Q1、电阻R2；

所述开关管Q1的第一端连接到所述水阀的第一输入端与所述驱动电路的第一输出端之间、第二端串联所述电阻R2后连接到所述电源模块的输出端、第三端接地。

进一步，当所述电源模块上电时，所述开关管Q1截止，所述水阀的第一输入端的电平为所述驱动电路的第一输出端的电平；

当所述电源模块断电时，所述开关管Q1导通，所述水阀的第一输入端的电平为低电平。

进一步，所述第二控制电路包括：开关管Q2、电阻R1、电阻R3、电容C1、电容C2、二极管D1；

所述电阻R3一端连接到所述驱动电路的第一输出端与所述水阀的第一输入端之间、另一端连接到所述二极管D1的正极，所述二极管D1的负极连接到所述电容C1的一端，所述电容C1的另一端连接到所述驱动电路的第二输出端与所述水阀的第二输入端之间，所述开关管Q2的第一端连接到所述二极管D1的负极与所述电容C1之间、第二端串联所述电阻R1后连接到所述电源模块的输出端、第三端连接到所述驱动电路的第二输出端与所述水阀的第二输入端之间，所述电容C2并联在所述电容C1两端。

进一步，当所述电源模块上电时，所述开关管Q2截止，所述水阀的第二输入端的电平为所述驱动电路的第二输出端的电平；

当所述电源模块断电时，所述开关管Q2导通，所述水阀的第二输入端的电平为高电平。

进一步，所述开关管Q1与所述开关管Q2为PNP三极管。

进一步，所述水阀采用额定电压为5V、额定功率为0.2W至0.3W的单向二通阀，所述电源模块的输出电压为5V，所述驱动电路输出的高电平信号的电压为5V、低电平信号的电压为0V。

本实用新型还提出了一种空调机组，所述空调机组包括用于接通和关闭空调内机与空调外机之间水通路的水阀，还包括用于控制所述水阀通断状态的水阀控制装置，所述水阀控制装置采用上述水阀控制装置。

与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益效果：

1、本实用新型通过断电自动关闭模块的设置，能在电源模块异常断电时，驱动水阀自动关闭，保护空调机组，节约电能，提高安全性；

2、本实用新型的电路结构简单，成本低；

3、本实用新型通过电容放电直接驱动水阀，无需通过驱动芯片和驱动电路的控制，对外部环境要求低，反应迅速；

4、本实用新型无需对水阀进行修改，可以兼容同类型的水阀，通用性高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型整体的连接示意图；

图2为本实用新型断电自动关闭模块的连接示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本实用新型的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本实用新型的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

下面结合附图以及实施例对本实用新型的原理及结构进行详细说明。

空调内机中的水阀通常由内机主控板控制，水阀的作用是用来接通和关闭内机与外机之间的水通路，当一台内机停机关闭时，需要将水阀关闭，如果一台内机损坏或突然断电，导致主控板掉电，无法控制水阀关闭，使得水阀维持在常开状态，而外机仍在工作，冷水将会持续不断流过内机，同时内机无法与室内进行热交换，可能会使得内机发生冷凝，浪费电能的同时会影响空调的使用寿命，甚至造成安全隐患。本实用新型的思路在于，为水阀设置一个断电自动关闭模块，使其能在电源模块异常断电，导致主控板掉电时，自动关闭水阀，避免造成安全隐患。

请参见图1，本实用新型公开的水阀控制装置，包括驱动芯片、驱动电路、电源模块、断电自动关闭模块，其中驱动电路与水阀直接连接，用于控制水阀的开启或关闭；

驱动芯片用于从空调机组的控制器接收指令，并向驱动电路发出相应的控制信号，进而控制水阀的开启和关闭；

电源模块用于分别为驱动芯片和驱动电路供电，以保证驱动电路能够正常控制水阀的通断状态；

断电自动关闭模块与水阀连接，其能够在电源模块断电、驱动芯片和驱动电路无法工作时，控制水阀关闭，进而避免空调机组出现安全隐患。

如图1中，断电自动关闭模块的触发动作受电源模块控制，其断电自动关闭模块在电源模块正常上电时，会处于断路状态，并会影响电路的正常工作，该情况下，断电自动关闭模块可以从驱动电路的输出信号中取电，并进行充电，只有在电源模块异常断电时，断电自动关闭模块才会启动，将驱动电路工作时提供的电能释放出来，以驱动水阀关闭。

本实用新型中，断电自动关闭模块由纯硬件电路组合，不需要经过芯片的控制，可靠性较高，且整个电路结构简单，成本低廉。

进一步的，本实用新型中所指出的驱动电路包括一与水阀的第一输入端连接的第一输出端、以及一与水阀的第二输入端连接的第二输出端，且当第一输出端为高电平、第二输出端为低电平时，水阀开启；

当第一输出端为低电平、第二输出端为高电平时，水阀关闭。

请参见图2，驱动电路的第一输出端为A端、第二输出端为B端，水阀采用一额定电压为5V、额定功率为0.2W-0.3W的单向二通阀，其与驱动电路的A端连接的端口为第一输入端、与驱动电路的B端连接的端口为第二输入端，其单向二通阀的工作原理为：当其第一输入端接收到5V电压、第二输入端接收到0V电压时，单向二通阀正转，反之，当第一输入端接收到0V电压、第二输入端接收到5V时，单向二通阀反转，通过控制单向二通阀的正转和反转，即可实现对单向二通阀的开启和关闭的控制。

进一步的，为匹配断电自动关闭电路对水阀的第一输入端以及第二输入端的控制，本实用新型中设置断电自动关闭电路包括第一控制电路和第二控制电路，其中第一控制电路与水阀的第一输入端连接、第二控制电路与水阀的第二输入端连接，分别用于控制水阀的第一输入端和第二输入端的电平变化，从而实现断电状态下水阀的关闭控制。

其具体控制逻辑为，在电源模块正常上电时，驱动芯片和驱动电路正常工作，此时第一控制电路和第二控制电路均处于断路状态，不参与水阀开启和关闭状态的控制；

当电源模块异常断电时，驱动芯片和驱动电路无法工作，此时第一控制电路和第二控制电路开启工作，同时第一控制电路将水阀的第一输入端的电平拉低为低电平、第二控制电路为水阀的第二输入端提供高电平信号，根据前面所述的水阀的工作原理可知，当水阀的第一输入端为低电平信号、第二输入端为高电平信号时，水阀会反转并关闭，通过该设置方式，即可避免电源模块在异常断电的情况下，水阀处于常开状态，外机仍在工作时，产生的安全隐患。

请参见图2，在本实用新型一优选实施例中，第一控制电路包括：开关管Q1、电阻R2；

其中，开关管Q1的第一端连接到水阀的第一输入端与驱动电路的第一输出端之间、第二端串联电阻R2后连接到电源模块的输出端、第三端接地。

其中，开关管Q1采用PNP三极管，其第一端为发射极、第二端为基极、第三端为集电极，通过上述连接方式后，可以将开关管Q1的导通状态由电源模块的输出电平确定，当电源模块正常上电时，其电源模块会向电阻R2输出高电平信号，此时三极管Q1的基极为高电平信号，三极管Q1截止，第一控制电路处于断路状态，此时驱动电路正常工作，水阀的第一输入端与驱动电路的第一输出端直接连接，其水阀的第一输入端的电平即为驱动电路第一输出端的电平；

当电源模块断电时，其电源模块无电平输出，即三极管Q1的基极通过电阻R2从电源模块上获取低电平信号，此时三极管Q1导通，由于三极管Q1的阻值极低，因此在三极管Q1导通后，水阀的第一输入端相当于直接通过三极管Q1后连接到地，此时无论驱动电路的第一输出端输出的电平为高电平还是低电平信号，水阀的第一输入端的电平均会被拉低到低电平。

请参见图2，第二控制电路包括：开关管Q2、电阻R1、电阻R3、电容C1、电容C2、二极管D1；

其中，电阻R3一端连接到驱动电路的第一输出端与水阀的第一输入端之间、另一端连接到二极管D1的正极，二极管D1的负极连接到电容C1的一端、电容C1的另一端连接到驱动电路的第二输出端与水阀的第二输入端之间，开关管Q2的第一端连接到二极管D1的负极与电容C1之间、第二端串联电阻R1后连接到电源模块的输出端、第三端连接到驱动电路的第二输出端与水阀的第二输入端之间，电容C2并联在电容C1两端。

其中，开关管Q2为PNP三极管，其第一端为发射极、第二端为基极、第三端为集电极，第二控制电路的工作原理为，电源模块正常上电时，当需要控制水阀开启时，驱动电路的第一输出端输出高电平信号、第二输出端输出低电平信号，此时电阻R3、二极管D1、电容C1、电容C2会形成一个回路，能够从驱动电路的第一输出端中获取电能，并进行充电，其电容的饱和电压为驱动电路的第一输出端输出的电压，即电容C1和电容C2上的电压最终会上升到可驱动水阀工作的5V电压，根据电容充电原理，其电容C1和电容C2与驱动电路的第一输出端连接的一端为正极、另一端为负极；

当需要控制水阀关闭时，驱动电路的第一输出端输出低电平信号、第二输出端输出输出高电平信号，此时由于二极管D1的反向截止特性，电阻R3、二极管D1、电容C1、电容C2并不会形成一个回路，此时电容C1和电容C2中的电能并不会释放；

同时，由于电源模块正常上电，其会向电阻R1发出高电平信号，三极管Q2的基极为高电平，此时三极管Q2截止，电容C1和电容C2的上端截止，无法通过三极管Q2向水阀的第二输入端供电，即在电源模块正常上电时，第二控制电路并并会参与电路控制，此时水阀的第二输入端与驱动电路的第二输出端直接连接，即水阀的第二输出端的电平为驱动电路第二输出端的电平。

当电源模块异常断电时，三极管Q2的基极通过电阻R1从电源模块上获取低电平信号，从而使得三极管Q2导通，此时电容C1和电容C2的上端能够通过三极管Q2向水阀释放电能，释放的电压即为电容电压5V，此时水阀的第二输入端的电平会变为5V的高电平信号，而水阀的第一输入端的电平为低电平信号，即此时水阀会发生反转，从而关闭水阀。

即结合第一控制电路和第二控制电路的配合，能够使得水阀在电源模块异常断电的情况下自动关闭，避免造成安全隐患。本实用新型中电容C1和电容C2可以采用几微法大小的电容，其充电响应速度较快，成本较低，能完成对水阀关闭动作的控制。

同样的，在电源模块正常工作下，也可以通过三极管Q1、三极管Q2来关闭水阀，其只需要通过电源模块向三极管Q1和三极管Q2的基极输出低电平信号即可导通三极管Q1和三极管Q2，从而使电容C1和电容C2放电，令水阀关闭，该方案对水阀进行控制，可以无需通过驱动芯片，响应时间短，同时也能保证水阀关闭时电容C1和电容C2不带电，延长电容寿命的同时提高电气安全性。

综上，本实用新型整体的工作流程为：

当电源模块正常上电时，第一控制电路和第二控制电路均处于断路状态，该情况下，水阀第一输入端的电平完全受驱动电路的第一输出端控制、第二输入端的电平完全受驱动电路的第二输出端控制，即通过驱动电路控制水阀的开启和关闭，同时电容C1和电容C2在该情况下进行充电；

当电源模块异常断电时，驱动电路断电无法向水阀的第一输入端和第二输入端提供电平，此时电容C1和电容C2开始放电，通过第二控制电路向水阀的第二输入端输出高电平信号，并通过第一控制电路将水阀的第一输入端的电平拉低，此时电路中电流流向为：电容C1和电容C2、三极管Q2、水阀、三极管Q1、地，同时水阀开始反转并关闭，完成电源模块断电时的自关闭动作。

需要指出的是，图2实施例中的第一控制电路以及第二控制电路仅为本实用新型一优选实施例，其只用保证在电源模块断电时，能将水阀的第一输入端的电平拉低、第二输入端的电平拉高，均应在本实用新型的保护范围内。

在本实用新型其他实施例中，还可以采用继电器来代替三极管Q1和三极管Q2，其可以采用常闭继电器，该继电器在断电状态下处于导通状态，在上电状态下处于断路状态，通过该设计方式，可以使电源模块在正常上电时，向常闭继电器发出高电平信号，使其断开，保证电容C1和电容C2不会放电，在电源模块异常断电时，常闭继电器接收到低电平信号处于导通状态，电容C1和电容C2开始向水阀的第二输入端输出高电平信号，同时水阀的第一输入端的电平被第一控制电路拉低，使得水阀反转关闭，也能起到与三极管控制相同的效果。

本实用新型还提出了一种空调机组，其包括用于接通和关闭空调内机与空调外机之间水通路的水阀，以及用于控制该水阀通断状态的水阀控制装置，具体的，其水阀控制装置采用上述水阀控制装置。

与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益效果：

1、本实用新型通过断电自动关闭模块的设置，能在电源模块异常断电时，驱动水阀自动关闭，保护空调机组，节约电能，提高安全性；

2、本实用新型的电路结构简单，成本低；

3、本实用新型通过电容放电直接驱动水阀，无需通过驱动芯片和驱动电路的控制，对外部环境要求低，反应迅速；

4、本实用新型无需对水阀进行修改，可以兼容同类型的水阀，通用性高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.水阀控制装置，包括与水阀连接的驱动电路、为所述驱动电路提供控制信号以驱动所述水阀关断的驱动芯片、以及为所述驱动芯片以及所述驱动电路供电的电源模块，其特征在于，还包括与所述驱动电路以及所述水阀连接的断电自动关闭模块，所述断电自动关闭模块可在所述电源模块断电时，关断所述水阀。

2.根据权利要求1所述的水阀控制装置，其特征在于，所述驱动电路包括一与所述水阀的第一输入端连接的第一输出端、以及一与所述水阀的第二输入端连接的第二输出端，且当所述第一输出端输出高电平、所述第二输出端输出低电平时，所述水阀开启；

当所述第一输出端输出低电平、所述第二输出端输出高电平时，所述水阀关闭。

3.根据权利要求1所述的水阀控制装置，其特征在于，所述断电自动关闭模块包括与所述水阀的第一输入端连接的第一控制电路、以及与所述水阀的第二输入端连接的第二控制电路，且在所述电源模块上电时，所述第一控制电路与所述第二控制电路均处于断路状态；

在所述电源模块断电时，所述第一控制电路输出低电平信号，所述第二控制电路输出高电平信号。

4.根据权利要求3所述的水阀控制装置，其特征在于，所述第一控制电路包括：开关管Q1、电阻R2；

所述开关管Q1的第一端连接到所述水阀的第一输入端与所述驱动电路的第一输出端之间、第二端串联所述电阻R2后连接到所述电源模块的输出端、第三端接地。

5.根据权利要求4所述的水阀控制装置，其特征在于，当所述电源模块上电时，所述开关管Q1截止，所述水阀的第一输入端的电平为所述驱动电路的第一输出端的电平；

当所述电源模块断电时，所述开关管Q1导通，所述水阀的第一输入端的电平为低电平。

6.根据权利要求4所述的水阀控制装置，其特征在于，所述第二控制电路包括：开关管Q2、电阻R1、电阻R3、电容C1、电容C2、二极管D1；

所述电阻R3一端连接到所述驱动电路的第一输出端与所述水阀的第一输入端之间、另一端连接到所述二极管D1的正极，所述二极管D1的负极连接到所述电容C1的一端，所述电容C1的另一端连接到所述驱动电路的第二输出端与所述水阀的第二输入端之间，所述开关管Q2的第一端连接到所述二极管D1的负极与所述电容C1之间、第二端串联所述电阻R1后连接到所述电源模块的输出端、第三端连接到所述驱动电路的第二输出端与所述水阀的第二输入端之间，所述电容C2并联在所述电容C1两端。

7.根据权利要求6所述的水阀控制装置，其特征在于，当所述电源模块上电时，所述开关管Q2截止，所述水阀的第二输入端的电平为所述驱动电路的第二输出端的电平；

当所述电源模块断电时，所述开关管Q2导通，所述水阀的第二输入端的电平为高电平。

8.根据权利要求6所述的水阀控制装置，其特征在于，所述开关管Q1与所述开关管Q2为PNP三极管。

9.根据权利要求1所述的水阀控制装置，其特征在于，所述水阀采用额定电压为5V、额定功率为0.2W至0.3W的单向二通阀，所述电源模块的输出电压为5V，所述驱动电路输出的高电平信号的电压为5V、低电平信号的电压为0V。

10.空调机组，包括用于接通和关闭空调内机与空调外机之间水通路的水阀，其特征在于，还包括用于控制所述水阀通断状态的水阀控制装置，所述水阀控制装置采用如权利要求1至9任意一项权利要求所述的水阀控制装置。

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