四通阀控制电路、空调器控制电路及变频空调器的制作方法

本实用新型涉及四通阀控制领域，尤其涉及一种四通阀控制电路、空调器控制电路及变频空调器。

背景技术：

由于电网电压波动大，特别是在一些电网负载供应偏低的农村地区，电源电压可降到150v(针对220v交流电供应地区)以下，由于空调器的四通阀的最小工作电压一般为150v左右，因此当电网电压很低导致低于150v以下时，有可能导致四通阀不能可靠吸合，使得空调器不能进行正常的制冷和制热模式的切换，从而导致空调器无法正常工作。

上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种四通阀控制电路、空调器控制电路及变频空调器，目的在于解决现有的空调器处于电网电压很低情况下由于四通阀无法正常吸合导致空调器无法正常工作的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种四通阀控制电路，四通阀控制电路包括变压器、整流模块、稳压模块、开关模块和比较模块；

变压器的初级的两端连接交流电源，变压器的次级包括第一次级绕组和第二次级绕组，第一次级绕组连接开关模块的开关的第一输入端，第二次级绕组连接整流模块，开关模块的开关的第二输入端连接交流电源，开关模块的开关的输出端连接四通阀负载；

整流模块输出端、稳压模块的输入端、开关模块的驱动电源端与比较模块的第一输入端共接；

稳压模块输出端连接比较模块的第二输入端，比较模块的输出端连接开关模块的驱动端；

当交流电源的电压有效值低于预设阈值时，比较模块的第一输入端电压低于比较模块的第二输入端电压，比较模块输出控制信号控制开关模块的开关的第一输入端与开关的输出端接通，以使得变压器的第一次级绕组输出电压为四通阀负载供电。

可选地，比较模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和比较器；

第三电阻的一端为比较模块的第一输入端，第三电阻的另一端与第四电阻的一端共接于比较器的反相输入端，第一电阻的一端为比较模块的第二输入端，第一电阻的另一端与第二电阻的一端共接于比较器的同相输入端，第四电阻和第二电阻共接于地，比较器的输出端为比较模块的输出端。

可选地，比较模块还包括第一二极管和第五电阻，第一二极管的阳极连接比较器的反相输入端，第一二极管的阴极连接与第五电阻的一端共接于比较模块的第二输入端，第五电阻的另一端连接比较器的输出端。

可选地，四通阀控制电路还包括延迟模块，延迟模块串联于整流模块与稳压模块之间，在上电时延迟模块延迟预设时间接通。

可选地，延迟模块包括第八电阻、第九电阻、第一npn三极管和第二电容；

第八电阻的一端与第一npn三极管的集电极共接于延迟模块的输入端，第八电阻的另一端、第九电阻的一端、第一npn三极管的基极与第二电容的一端共接，第九电阻的另一端与第二电容的另一端共接于地。

可选地，四通阀控制电路还包括驱动模块，驱动模块串联于比较模块的输出端与开关模块的驱动端之间，以根据比较模块输出的信号驱动开关模块工作。

可选地，驱动模块包括第二npn三极管；

第二npn三极管的基极为驱动模块的输入端，第二npn三极管的集电极为驱动模块的输出端，第二npn三极管的发射极接地。

可选地，所开关模块包括第六二极管和单刀双掷继电器；

第六二极管的阴极与继电器线圈的一端共接于开关模块的驱动电源端，第六二极管的阳极与继电器线圈的另一端共接于开关模块的驱动端，继电器的单刀双掷开关的第一输入端为开关模块的开关的第一输入端，继电器的单刀双掷开关的第二输入端为开关模块的开关的第二输入端，继电器的单刀双掷开关的公共端为开关模块的开关的输出端。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种空调器控制电路，空调器控制电路包括pfc电路、滤波电路、逆变器和压缩机，该空调器控制电路还包括上述的四通阀控制电路；

pfc电路的输入端连接整流模块的输出端，pfc电路的输出端连接直流母线，直流母线与滤波电路并联，直流母线连接逆变器，以为逆变器提供直流电源。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种变频空调器，该变频空调器包括上述的空调器控制电路。

通过上述技术方案，本实用新型的四通阀控制电路，通过设置比较模块的第一输入端连接整流模块输出端，比较模块的第二输入端连接稳压模块的输出端，并通过该第一输入端检测与交流电源电压关联的整流模块的输出端电压大小，在交流电压的有效值低于预设阈值时，此时该第一输入端的电压低于该第二输入端电压，使得比较模块输出控制信号控制开关模块的第一输入端与开关的输出端接通，以使得变压器的第一次级绕组的输出电压为四通阀负载供电，由于该第一次级绕组为升压绕组，因此在交流电压降低时，经过变压器升压后为四通阀供电，使得四通阀负载在该低电压环境下仍可以工作，最终实现了四通阀所在的空调器能正常进行工作。

附图说明

图1为本实用新型四通阀控制电路的电路结构示意图；

图2为本实用新型四通阀控制电路的另一实施例的电路结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型提出一种四通阀控制电路，在本实用新型的四通阀控制电路的第一实施例中，如图1所示，四通阀控制电路100包括变压器10、整流模块20、稳压模块40、开关模块60和比较模块50。

变压器10的初级n1的两端连接交流电源，变压器10的次级包括第一次级绕组n2和第二次级绕组n3，第一次级绕组n2连接开关模块60的开关的第一输入端k1，第二次级绕组n3连接整流模块20，开关模块60的开关的第二输入端k2连接交流电源，开关模块60的开关的输出端out连接四通阀80负载。

整流模块20输出端、稳压模块40的输入端、开关模块60的驱动电源端与比较模块50的第一输入端v_in1共接，整流模块20的输出端电压与变压器10的初级n1的两端连接交流电源电压有效值关联，当交流电源电压有效值较低时，该输出端电压也较低。

稳压模块40输出端连接比较模块50的第二输入端v_in2，为该第二输入端v_in2提供参考电压，比较模块50的输出端连接开关模块60的驱动端；

当交流电源的电压的有效值低于预设阈值时，比较模块50的第一输入端电压低于比较模块50的第二输入端电压，比较模块50输出控制信号控制开关模块60的开关的第一输入端与开关的输出端接通，以使得变压器10的第一次级绕组n2的输出电压为四通阀80负载供电；而当交流电源的电压有效值高于预设阈值时，比较模块50的第一输入端电压高于比较模块50的第二输入端电压，比较模块50输出控制信号控制开关模块60的开关的第二输入端与开关的输出端接通，以使得交流电源的输出电压为四通阀80负载供电。以此实现当交流电压的电压有效值较低时，由经过升压的第一次级绕组n2输出电压为四通阀80负载供电，避免了在低电压环境下四通阀80无法正常工作。

进一步的，上述四通阀控制电路还包括并联于整流模块20的输出端的第一滤波电容c1，为整流模块20输出的脉动直流电进行滤波得到平滑直流电，为后续的稳压模块40供电。

本实施例的四通阀控制电路，通过设置比较模块的第一输入端连接整流模块输出端，比较模块的第二输入端连接稳压模块的输出端，并通过该第一输入端检测与交流电源电压关联的整流模块的输出端电压大小，在交流电压的有效值低于预设阈值时，此时该第一输入端的电压低于该第二输入端电压，使得比较模块输出控制信号控制开关模块的第一输入端与开关的输出端接通，以使得变压器的第一次级绕组的输出电压为四通阀负载供电，由于该第一次级绕组为升压绕组，因此在交流电压降低时，经过变压器升压后为四通阀供电，使得四通阀负载在该低电压环境下仍可以工作，最终实现了四通阀所在的空调器能正常进行工作。

具体的，上述整流模块20包括第二至第五二极管d2至d5，该d2至d5四个二极管组成桥式整流电路，将第二次级绕组n3输出的交流电整流成脉动直流电，并经第一滤波电解电容c1滤波成平滑直流电，该电解电容c1可取值为470uf。

具体的，上述比较模块50包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4和比较器ic2；第三电阻r3的一端为比较模块50的第一输入端v_in1，第三电阻r3的另一端与第四电阻r4的一端共接于比较器ic2的反相输入端，第一电阻r1的一端为比较模块50的第二输入端v_in2，第一电阻r1的另一端与第二电阻r2的一端共接于比较器ic2的同相输入端，第四电阻r4和第二电阻r2共接于地，比较器ic2的输出端为比较模块50的输出端。

进一步的，比较模块50还包括第一二极管d1和第五电阻r5，第一二极管d1的阳极连接比较器ic2的反相输入端，第一二极管d1的阴极连接与第五电阻r5的一端共接于比较模块50的第二输入端，第五电阻r5的另一端连接比较器ic2的输出端，该第一二极管d1和第五电阻r5构成比较器的输出至输入端的反馈电路。

进一步的，比较模块50还包括并联于比较器ic2电源输入端的第五电容c5，该第四电容c5为容量很小如0.1uf的无极性电容，用于过滤尖峰杂波，起到防止干扰作用。

进一步的，四通阀控制电路还包括延迟模块30，延迟模块30串联于整流模块20与稳压模块40之间，在上电时延迟模块30延迟预设时间接通。

具体的，延迟模块30包括第八电阻r8、第九电阻r9、第一npn三极管t1和第二电容c2；第八电阻r8的一端与第一npn三极管t1的集电极共接于延迟模块30的输入端，第八电阻r8的另一端、第九电阻r9的一端、第一npn三极管t1的基极与第二电容c2的一端共接，第九电阻r9的另一端与第二电容c2的另一端共接于地。

进一步的，上述稳压模块40主要由稳压集成电路和第三滤波电容c3组成，该稳压集成电路可以是如图中的7805，输出5v电压，对输入的平滑直流电进行稳压后输出稳定的直流电。第三滤波电容c3可采用较小容量的电解电容如10uf。稳压模块40还可以包括与第三滤波电容c3并联的第四电容c4，该第四电容c4为容量很小如0.1uf的无极性电容，用于过滤尖峰杂波，起到防止干扰作用。

进一步的，四通阀控制电路还包括驱动模块70，驱动模块70串联于比较模块50的输出端与开关模块60的驱动端之间，以根据比较模块50输出的信号驱动开关模块60工作。

具体的，该驱动模块70包括第二npn三极管t2；第二npn三极管的基极为驱动模块70的输入端，第二npn三极管的集电极为驱动模块70的输出端，第二npn三极管的发射极接地。

该驱动模块70还可进一步包括第七电阻r7，该第七电阻r7并联于第二npn三极管的基极和发射极之间，以使得第二npn三极管t2能可靠截止。

具体的，所开关模块60包括第六二极管d6和单刀双掷继电器ry1；第六二极管d6的阴极与继电器线圈的一端共接于开关模块60的驱动电源端，第六二极管d6的阳极与继电器线圈的另一端共接于开关模块60的驱动端，继电器的单刀双掷开关的第一输入端k1为开关模块60的开关的第一输入端，继电器的单刀双掷开关的第二输入端k2为开关模块60的开关的第二输入端，继电器的单刀双掷开关的公共端out为开关模块60的开关的输出端。

上述四通阀控制电路的工作原理如下：交流电源输入到变压器10初级n1，并在变压器10的第二次级绕组n3输出低压交流电到d2-d5组成的桥式整流电路，同时在第一次级绕组n2输出升压后的高压交流电到单刀双掷继电器ry1的单刀双掷开关的第一输入端k1，这里第一次级绕组n2输出电压将初级的输入电压提升约1.5倍，可将交流电压有效值在100v～150升压至150v～225v，使得当交流电压最低在100v时，变压器认可输出150v以维持四通阀80负载能正常工作，而第二次级绕组n3的输出电压降压到约初级的输入电压的8％左右，具体的第一次级绕组n2可如图1所示的与初级绕组n1串联，这样第一次级绕组n2的输出电压为经初级绕组n1与第一次级绕组n2一起的升压，此时可将第一次级绕组n2的匝数降低，如可取初级绕组n1的匝数l1＝3200，第一次级绕组n2匝数l2＝1600，第二次级绕组n3的匝数l3＝260,以使得第一次级绕组n2的升压倍数为(3200+1600)/3200＝1.5，第二次级绕组n3的降压倍数相对初级绕组n1为260/3200＝0.08125。

当交流电压最低在100v时，此时第二次级绕组n3的输出电压有效值约为8.125v，经桥式整流电路后理论上输出直流电压v_trp为0.9*8.125＝7.3125，再加上第一滤波电容c1的滤波作用，滤波后直流电压提高，当负载开路时直流电压为1.414*8.125＝11.5v，当负载阻抗很大时，直流电压接近于1.414*8.125＝11.5v，当正常负载时，直流电压＝1.2*8.125＝9.75，以下取值为9.75，能满足后续的稳压集成电路7805的供电要求；当输入交流电压有效值最高为265v时，第二次级绕组n3输出电压为21.5v，经过桥式整流电路及第一滤波电容c1滤波后，直流电压v_trp为1.2*21.5＝25.8v，也未超过后端稳压集成电路7805及继电器ry1的最高供电要求。

从稳压集成电路7805出来的+5v电压输入到由第三电阻r3和第四电阻r4组成的分压电路，为比较器ic2的反相输入端提供基准电压，其电压为ui＝v_trp*r4/(r3+r4)，同时从桥式整流电路d2-d5并第一电容c1滤波后的直流电压v_trp输入到由第一电阻r1和第二电阻r2组成的分压电路，为比较器ic2的同相输入端提供电压，其电压为u+＝5*r2/(r1+r2)，通过合理的对r1-r4的阻值进行取值，即可得到合理比较器ic2的输入电压，例如r1、r2可取值为10k，r3、r4分别取值为10k和2k，这样u+＝5*5/(5+5)＝2.5v，ui＝v_trp*2/(2+10)＝v_trp/6，由比较器ic2的逻辑关系可知：

当ui>u+时，比较器ic2输出uo为低电平，此时第二三极管t2截止，继电器ry1的线圈不工作，使得单刀双掷开关的第二输入端k2与其公共端out连接，此时由交流电源电压为四通阀80供电。

当ui<u+时，比较器ic2输出uo为高电平，此时第二三极管t2导通，继电器ry1的线圈得电工作，使得单刀双掷开关的第一输入端k1与其公共端out连接，第一次级绕组n2输出的电压为四通阀80供电。

以此根据上述r1-r4的具体取值后，上述逻辑关系等效为：

当v_trp>15v时，比较器ic2输出uo为低电平，继电器ry1的线圈不工作，最终使得由交流电源电压为四通阀80供电。

当v_trp<15v时，比较器ic2输出uo为高电平，继电器ry1的线圈得电工作，最终使得由第一次级绕组n2输出的电压为四通阀80供电。

又因v_trp＝v_in*n3*1.2/n1，所以切换点电压为v_in＝v_trp*n1/(n3*1.2)＝15*3200/(1.2*260)＝154v。

因而最终使得当输入的交流电压v_in≥154v时，由交流电源电压为四通阀80供电；而当交流电压v_in<154v时，由第一次级绕组n2输出的电压为四通阀80供电，此时由于第一次级绕组n2经升压后，将电压在100v～150升压至150v～225v，以此实现了四通阀80的正常工作的电压需求，因而使得四通阀80不论低压还是高压环境都可以满足其工作所需的电压需求。

上述的由第八电阻r8、第九电阻r9、第二电容c2和第一npn三极管t1组成的延迟模块30工作原理为：在交流输入电压正常时上电，由于由d2-d5组成的桥式整流电路输出电压v_trp对第一电容c1进行充电，使得第一电容c1上的电压相对低，导致不满足后续的稳压集成电路7805的正常工作的输入电压需求，因而此时稳压集成电路7805输出的电压为不稳定状态，最终导致继电器ry1可能频繁快速切换，以此影响继电器ry1的工作寿命。而通过在上电时，由于第二电容c2上的充电电压逐渐升高，当没有升高到第一npn三极管t1基极的导通电压前，第一npn三极管t1截止，此时稳压集成电路7805不工作，因而继电器ry1在此期间只有一种工作状态，不会频繁切换，等到第二电容c2充电电压升高到使得第一npn三极管t1导通后，此时第一电容c1上的电压也充电到正常，v_trp对稳压集成电路7805正常供电，使得整个电路正常工作。因而上述的延迟模块30起到了避免在上电时由于电压的不稳导致继电器ry1的频繁切换的问题，起到了保护继电器ry1作用。通过合理选择第二电容c2参数，可以合理的选择延迟时间如500ms，以此满足电路工作需求。

本实用新型还提出一种空调器控制电路，如图2所示，空调器控制电路包括pfc电路3、滤波电路、逆变器4和压缩机7，空调器控制电路还包括上述的四通阀控制电路100；

pfc电路3的输入端连接整流模块2的输出端，pfc电路的输出端连接直流母线，直流母线与滤波电路并联，直流母线连接逆变器4，以为逆变器4提供直流电源。上述pfc电路3主要由电感l1、igbt开关管q7和续流二极管d7组成，实现对整流模块2输出的脉动直流电进行功率因素校正。这里mcu6除了输出pwm信号控制上述逆变器4的工作，还同时输出控制信号控制pfc电路3中的igbt开关管q7工作，以实现pfc电路3的功率因素校正，使其输出直流电连接到直流母线后，再经滤波电路中的大电解电容e2、e3和e4滤波输出平滑直流电，为逆变器4的工作进行供电，这里逆变器4主要由ipm模块(智能功率模块)组成，逆变器4同时也由mcu6控制工作，以此实现将直流电转换成交流电对压缩机7供电，实现压缩机7的按照预算转速运行。

上述空调器控制电路还可进一步包括限流模块5，该限流模块5主要有ptc电阻f1、继电器ry4和三极管q4构成的驱动电路组成，其中ptc电阻f1与继电器ry4的开关两端并联，三极管q4用于驱动继电器ry4的线圈使其工作。ptc电阻f1串联于空调器控制电路的输入的交流供电回路中，由于空调器控制电路中存在有大容量的电解电容构成的滤波电路，因此在上电时由于瞬间对其充电形成大的冲击电流，此大的冲击电流会对电流途径的元器件如整流模块2的桥堆br1、续流二极管d7进行冲击导致其过流损坏，通过串联ptc电阻f1后，当经过其的电流突增时功率增大导致电阻温升增高，其电阻根据ptc电阻的阻值温升特性，其阻值进而随之升高，以此实现了对冲击电流的限流作用，对冲击电流起到抑制作用，防止其突增。当经过预设时间完成对滤波电路的充电后，交流供电回路中不再存在大的冲击电流了，此时mcu6通过三极管q4再控制继电器ry4开通，此时继电器ry4的开关对ptc电阻f1短路，以此实现将ptc电阻f1从交流供电回路中断开，此时交流电源经继电器ry4实现对后续电路的正常供电。

通过结合上述的四通阀控制电路100，以此实现了本空调器控制电路在低电压环境下仍可以使得四通阀80正常工作，以此实现了在低压环境下仍可以进行制冷和制热的切换，维持了该空调器控制电路的正常运行。

本发明实施例还提出一种变频空调器，包括上述的空调器控制电路，通过该空调器控制电路，可实现在超低电压环境下(如低压150v)四通阀负载的正常工作，避免了现有技术中处于超低电压环境时四通阀不能可靠吸合导致空调器不能正常工作问题。因而实现了变频空调器在超低电压环境下仍可以可靠工作。

在本说明书的描述中，参考术语“第一实施例”、“第二实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体方法、装置或者特点包含于本实用新型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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、方法、装置或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。