空调控制器及其安全控制电路的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明属于空调领域，特别是关于具有两种以上安全保护电路的空调控制器。【【背景技术】】
[0002]在空调系统中，空调的安全性的要点在于:压缩机排气压力过高会引起管道爆裂，碎片或高压气体喷出伤人；压缩机或风机运转电流过大导致压缩机或风机的温度过高而引起制冷剂过压或损坏绝缘等，这些涉及安全性要点的部件通常都是由控制电路来进行控制。为避免出现安全事故，需要对这些部件设置安全保护装置，例如给压缩机设置安全阀，或者给压缩机、风机的控制电路设置保护电路等。
[0003]一般的电器虽然都配有安全保护装置，但这种保护装置都是单一的保护，往往事故的发生就是因为所配置的安全装置中某个元器件失效，导致整个安全装置失效，而这种保护装置只有单一的保护，一旦该安全装置失效，则整个保护就无法实现。
[0004]现有的空调安全电路，如防止排气温度/压力过高，虽有的装有排气温度传感器或功率较大机型也同时装有高压保护开关，但绝大多数是简单的将这些传感器的物理量传送给MCU，所有保护都是通过MCU的软件进行处理和保护的。这类安全保护电路没有单容错设计和不具备单容错能力。同时这些传感器与MCU直接相连，没有安全隔离电路；且很多空调控制器为省成本，采用单MCU和与电网不隔离的控制电路方案，从而排气温度传感器或高压保护开关没有与电网相隔离，存在触电的危险性和安全隐患。
[0005]因此，有必要对现有的空调保护装置进行改进，以实现对空调系统更好的保护。
【
【发明内容】
】
[0006]本发明的目的在于提供一种空调控制电路，其具有安全检测保护电路，能够提供空调系统的至少两种以上的安全保护。
[0007]本发明的另一目的在于提供一种空调控制器，其控制电路能够提供空调系统的至少两种以上的安全保护。
[0008]本发明的再一目的在于提供一种空调，其空调控制器具有能够提供调系统的至少两种以上的安全保护的控制电路。
[0009]为达成前述目的，本发明一种空调控制电路，其包括:
[0010]中央处理单元，空调电机驱动单元，保护检测单元，安全闭锁单元；
[0011]所述保护检测单元检测空调的运行工况并输出检测保护信号；
[0012]所述中央处理单元输出空调控制信号；
[0013]所述空调电机驱动单元接收安全闭锁单元输出的驱动控制信号及保护检测单元输出的检测保护信号，并输出驱动信号控制空调电机的运行，空调电机驱动单元依据所述驱动控制信号及所述检测保护信号输出驱动信号；
[0014]所述安全闭锁单元接收保护检测单元输出的检测保护信号及中央处理单元输出的空调控制信号，并依据所述保护检测单元输入的检测保护信号控制传输或切断所述中央处理单元向所述驱动单元输出的控制信号，输出驱动控制信号。
[0015]根据本发明的一个实施例，所述保护检测单元的输出端与所述中央处理单元的其中一个输入端连接，所述中央处理单元接收保护检测单元输出的检测保护信号，并输出空调控制信号，所述检测保护信号是中央处理单元输出空调控制信号的一个输入源，所述中央处理单元为微处理器或发送开停指令的器件。
[0016]根据本发明的一个实施例，所述保护检测单元的输出端与所述安全闭锁单元以及所述空调电机驱动单元中每个单元的其中一个输入端连接，所述中央处理单元的输出端连接于安全闭锁单元的另一输入端，所述安全闭锁单元的输出端连接于所述空调电机驱动单元的另一输入端，所述空调电机驱动单元的输出端输出驱动信号控制空调电机的运行。
[0017]根据本发明的一个实施例，所述保护检测单元包括过电流检测保护单元、压缩机排气压力检测保护单元、压缩机排气温度检测保护单元中的至少一种。
[0018]根据本发明的一个实施例，所述压缩机排气压力检测保护单元或所述压缩机排气温度保护检测单元包括至少两个相互串联的光耦合器，所述压缩机排气压力检测保护单元或所述压缩机排气温度保护检测单元的检测保护信号经过至少两个相互串联的光耦合器隔离后输出。
[0019]根据本发明的一个实施例，所述排气压力检测单元的光耦合器的输出端与排气温度检测单元的光耦合器的输出端相互串联。
[0020]根据本发明的一个实施例，所述压缩机排气压力检测保护单元包括过高气压检测防护开关，在正常气压下所述过高气压检测防护开关处于常闭状态，当空调压缩机排气压力大于等于预定阈值时，所述过高气压检测防护开关断开，切断所述光耦合器的发光二极管的回路，使所述光耦合器失电截止，输出排气压力保护信号。
[0021]根据本发明的一个实施例，所述压缩机排气温度检测保护单元包括负温度系数的热敏电阻传感器，所述负温度系数的热敏电阻传感器连接于电压比较器的一个输入端，所述电压比较器的另一输入端输入参考电压，当空调压缩机排气温度超过预定值时，所述负温度系数的热敏电阻传感器的阻值降低，所连接的电压比较器的输入端电压高于所述参考电压，所述电压比较器的输出端切断所述光耦合器的发光二极管的回路，使所述光耦合器失电截止，输出排气温度保护信号。
[0022]根据本发明的一个实施例，所述过电流检测保护单元包括电流采样电阻和电压比较器，所述电流采样电阻上获得的电流采样信号送至电压比较器的一个输入端，如超过所述电压比较器另一输入端的参考电压时电压比较器输出过电流检测保护信号至所述安全闭锁单元，所述安全闭锁单元切断中央处理单元输出至所述驱动单元的控制信号。
[0023]根据本发明的一个实施例，所述安全闭锁单元包括一个与门电路，所述保护检测单兀输出的保护信号输入与门电路的一个输入端，所述中央处理单兀输出的空调电机控制信号输入与门电路的另一输入端，所述与门电路的输出端输出控制所述驱动单元的控制信号。
[0024]根据本发明的一个实施例，所述安全闭锁控制电路包括延时电路及与门电路，所述保护检测单元输出的检测保护信号经延时电路延时后输入与门电路的一个输入端，所述中央处理单兀的输出信号输入与门电路的另一输入端，所述与门电路的输出端输出控制所述驱动单元的控制信号。
[0025]根据本发明的一个实施例，所述驱动单元为包括智能控制电路和三相逆变桥的IPM智能功率模块，所述过电流检测信号传输至IPM的过流信号输入端，所述IPM智能功率模块内部具有电压比较器和闭锁电路，依据过流信号输入端的输入电流信号与内部电压比较器的保护参考电压比较，决定是否闭锁输出驱动电机的驱动信号。
[0026]根据本发明的一个实施例，所述驱动单元为包括智能控制电路和三相逆变桥的IPM智能功率模块，所述检测保护信号经开关三极管输入至IPM的工作电源输入端，所述IPM智能功率模块内部具有欠压保护比较器和能够闭锁输出驱动电机的驱动信号的闭锁电路；所述保护检测信号的输出端连接于所述开关三极管的控制端，所述开关三极管的第一端连接于第一电压，所述开关三极管的第二端连接于第二电压，所述检测保护信号控制所述开关三极管的导通，所述开关三极管导通时向IPM的电压输入端输入第二电压，开关三极管截止时向IPM的电压输入端输入第一电压，所述第一电压小于所述欠压保护参考电压，所述第二电压大于所述欠压保护参考电压。
[0027]根据本发明的一个实施例，所述驱动单元为继电器开关，其继电器线圈得电，则开关闭合输出驱动信号，其继电器线圈失电则开关断开，停止输出驱动信号。
[0028]根据本发明的一个实施例，所述继电器线圈与一个二极管并联，所述保护检测信号的输出端经过开关三极管连接于二极管的负极，保护检测信号的输出端连接于所述开关三极管的控制端，所述开关三极管的第一端连接于所述二极管的负极，所述开关三极管的第二端连接于电源，所述检测保护信号控制所述开关三极管的导通，所述开关三极管导通时所述继电器线圈得电。
[0029]为达成前述另一目的，本发明一种空调控制器，包括输入端口及输出端口，所述输入端口接收传感器及空调控制指令信号，输出端口输出空调元件控制信号，所述空调控制器包括前述的空调控制电路。
[0030]为达成前述再一目的，本发明一种空调，其包括相互连接形成制冷剂循环回路的压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀以及前述的空调控制器。
[0031]与现有技术相比，本发明的空调控制器，所述保护检测单元的输出信号一路直接输入给空调电机的驱动单元，由驱动单元停止驱动电机；保护信号的另一路送给安全闭锁单元，切断中央处理单元发给驱动单元的驱动控制信号；再一路保护信号输出给中央处理单元，令其停止发送驱动信号，这样空调控制器驱动单元本身、安全闭锁单元以及中央处理单元均可以依据保护检测单元的检测信号控制空调电机的运行，而且驱动单元、安全闭锁单元均为硬件保护电路，当其中一路因个别元件损坏而失去保护功能时，另一路仍然能履行保护信号的传递和确保保护功能的可靠，这样能够提供三重安全保护。另外，保护检测单元的输出信号通过两个串联的光耦与所述中央处理单元、安全闭锁单元以及所述驱动单元进行隔离，能够避免直接将检测信号输入各处理单元对处理单元造成损害和能确保保护检测单元在安全隔离电源下工