控制器通讯电路及空调器的制作方法

1.本技术涉及空调器技术领域，具体涉及一种控制器通讯电路及空调器。


背景技术：

2.目前，常见的分体式变频空调器分为室内机和室外机，室内机和室外机通过用于冷媒循环的连接铜管和用于信息交互的通讯线连接，并且，室内机和室外机各自有对应的控制器。其中，室内控制器主要用来接收人工指令、驱动贯流风扇电机和扫风电机运转、显示温度和故障等信息，并向室外控制器提供电源和控制信号；室外控制器主要用来驱动压缩机无级调速、驱动风机运转、调节电子膨胀阀步数、控制四通阀开关以及与室内控制器交互信息等。
3.传统空调器的室内控制器与室外控制器之间的通讯采用推荐标准485(recommand standard-485，rs-485)串行总线进行通信，但是，由于室内控制器与室外控制器直接通过rs-485串行总线连接，容易导致两控制器的电源部分在环境空间中互相干扰，进而对两控制器之间的通讯造成干扰，影响空调器的正常运行。


技术实现要素：

4.本技术提供一种控制器通讯电路及空调器，旨在解决现有技术中室内控制器与室外控制器通过rs-485串行总线进行通讯，存在两控制器的电源互相干扰从而对通讯造成干扰，影响通讯的问题。
5.第一方面，本技术提供一种控制器通讯电路，包括通讯隔离模块和电源隔离模块，通讯隔离模块分别电连接有第一控制器和第二控制器，电源隔离模块分别与第一控制器和第二控制器电连接；
6.通讯隔离模块，用于隔离第一控制器与第二控制器之间的通讯信号，以使得第一控制器与第二控制器安全通讯；
7.电源隔离模块，用于将第一控制器的工作电压隔离传输至第二控制器，以为第二控制器供电。
8.在本技术一种可能的实现方式中，电源隔离模块包括相互电性连接的开关驱动器件和变压器件，开关驱动器件分别与第一控制器和变压器件电连接，变压器件与第二控制器电连接；
9.开关驱动器件，用于根据第一控制器的工作电压输出用于驱动变压器件的驱动信号；
10.变压器件，用于根据驱动信号对第一控制器的工作电压进行变压处理，输出用于为第二控制器供电的第二电压。
11.在本技术一种可能的实现方式中，变压器件与第二控制器之间还电连接有整流器件和输出滤波器件，整流器件用于对第二电压进行整流及续流处理，输出滤波器件用于对整流及续流处理后的第二电压进行滤波处理。
12.在本技术一种可能的实现方式中，开关驱动器件还电连接有输入滤波器件，输入滤波器件用于对第一控制器的工作电压进行滤波处理。
13.在本技术一种可能的实现方式中，通讯隔离模块包括数字隔离器件和通讯控制器件，数字隔离器件分别与第一控制器和通讯控制器件电连接，通讯控制器件与第二控制器电连接；
14.数字隔离器件，用于隔离第一控制器的第一通讯信号与第二控制器的第二通讯信号；
15.通讯控制器件，用于控制第一控制器与第二控制器之间的通讯方向。
16.在本技术一种可能的实现方式中，第一控制器配置有第一发送数据接口、第一接收数据接口和第一使能接口，第二控制器配置有第二发送数据接口、第二接收数据接口和第二使能接口，数字隔离器件为多通道数字隔离器，多通道数字隔离器包括与第二接收数据接口电连接的第一输入通道、与第一发送数据接口电连接的第二输入通道、与第一使能接口电连接的第三输入通道、与第一接收数据接口电连接的第一输出通道、与第二发送数据接口电连接的第二输出通道、以及与第二使能接口电连接的第三输出通道。
17.在本技术一种可能的实现方式中，第一输出通道和第二输入通道分别电连接有限流电阻，第三输入通道电连接有上拉电阻。
18.在本技术一种可能的实现方式中，通讯控制器件与第二控制器之间还电连接有保护器件，保护器件用于吸收瞬态大电流以保护第二控制器。
19.在本技术一种可能的实现方式中，保护器件为瞬态二极管。
20.第二方面，本技术还提供一种空调器，空调器包括第一控制器和第二控制器，该空调器中集成有第一方面的控制器通讯电路。
21.从以上内容可得出，本技术具有以下的有益效果：
22.1、本技术中，通过电源隔离模块将第一控制器的工作电压隔离传输至第二控制器，能够确保两控制器的电源之间不会相互干扰，影响通讯，并且本技术还通过通讯隔离模块对第一控制器和第二控制器之间的通讯信号进行隔离，避免了通讯信号之间互相干扰，进一步确保了第一控制器与第二控制器之间通讯的可靠性，提高了空调器的可靠性。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术中的技术方案，下面将对本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技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1是本技术实施例中提供的控制器通讯电路的一个结构示意图；
25.图2是本技术实施例中提供的控制器通讯电路的另一个结构示意图；
26.图3是本技术实施例中提供的电源隔离模块的一个电路原理示意图；
27.图4是本技术实施例中提供的通讯隔离模块的一个电路原理示意图；
28.图5是本技术实施例中提供的空调器的一个结构示意图。
具体实施方式
29.下面将结合本技术中的附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显
然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
30.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
31.在本技术中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本技术中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本技术，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本技术。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本技术的描述变得晦涩。因此，本技术并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本技术所公开的原理和特征的最广范围相一致。
32.请参阅图1，图1为本技术实施例中提供的控制器通讯电路的一个结构示意图。该控制器通讯电路可以包括通讯隔离模块102和电源隔离模块103，其中，通讯隔离模块102可以分别电连接有第一控制器101和第二控制器104，并且，电源隔离模块103可以分别与第一控制器101和第二控制104器电连接；该通讯隔离模块102可以用于隔离第一控制器101与第二控制器104之间的通讯信号，以使得第一控制器101与第二控制器104安全通讯；电源隔离模块103可以用于将第一控制器101的工作电压隔离传输至第二控制器104，以为第二控制器104供电。
33.本技术实施例中，通讯隔离模块102可以用于隔离第一控制器101与第二控制器104之间的通讯信号，以分体式空调器为例进行说明，分体式空调器由室内机和室外机组成，并且室内机和室外机分别安装在室内和室外，室内机和室外机中间通过管路和电线连接，具体的，室内机可以配置有室内控制器，室外机可以配置有室外控制器，室内控制器可以接收用户的指令、并向室外控制器提供电源和控制信号，室外控制器也可以通过通讯线路与室内控制器实现信息交互。
34.可以理解的，假设第一控制器101为室内控制器，第二控制器104为室外控制器，则通常情况下，第一控制器101与第二控制器104之间可以通过通讯线路实现通讯进行信息交互，但是，由于第一控制器101与第二控制器104所处的工作环境中可能存在其他通讯信号或电磁信号，并且第一控制器101与第二控制器104各自的抗干扰性能可能相同，也可能不同，因此，当第一控制器101与第二控制器104之间直接通过通讯线路连接进行通讯时，第一控制器101有可能受环境中第二控制器104的通讯信号、其他通讯信号或电磁信号的影响，而与第二控制器104通讯失败；同样的，第二控制器104也有可能受环境中第一控制器101的通讯信号、其他通讯信号或电磁信号的影响，而与第一控制器101通信失败，导致空调器无
法正常运行。
35.在其他的一些应用场景中，第一控制器101还可以与不止一个的第二控制器104电连接，即第一控制器101可以与多个控制器电连接，并分别与多个控制器实现通讯，在一对多的应用场景中，由于交互的对象更多，因此，更容易因为彼此之间信号的干扰而导致通讯失败，因此，可以理解的，本技术实施例的控制器通讯电路还适用于多个控制器通讯的应用场景。
36.本实施例中，通过通讯隔离模块102对第一控制器101与第二控制器104之间的通讯信号进行隔离，能够确保第一控制器101与第二控制器104正常通讯，可选的，通讯隔离模块102可以是基于电磁隔离技术，例如变压器、继电器等实现通讯信号的隔离，通讯隔离模块102也可以是基于光电隔离技术，例如光耦等实现通讯信号的隔离。
37.通讯隔离模块102可以是基于推荐标准485(recommand standard-485，rs-485)串行总线、推荐标准232(recommand standard-232，rs-232)串行总线或现有其他串行总线的通讯模块，其中，rs-485串行总线的通讯距离为几十米到上千米，其采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力，抗噪声干扰性较好，使用范围广，并且rs-485串行总线上可以连接多达128个收发器，即具有多站能力，可以应用于分布式控制系统，例如通过1个第一控制器与多个第二控制器进行通讯，以实现一对多的控制系统；而rs-232串行总线的通讯距离一般只有十几米，且只允许接1个收发器，即只具有单站能力，因此，使用范围较小。
38.本技术实施例中，电源隔离模块103可以用于将第一控制器101的工作电压隔离传输至第二控制器104，以为第二控制器104供电。具体的，若第一控制器101与第二控制器104之间直接通过通讯线路如rs-485串行总线连接进行通讯，容易导致第一控制器101与第二控制器104各自的电源部分在环境中互相干扰，进而影响第一控制器101与第二控制器104之间的正常通讯，因此，本实施例中，通过电源隔离模块103对第一控制器101与第二控制器104的电源部分进行隔离，使得第一控制器101的工作电压隔离传输至第二控制器104，从而为第二控制器104供电，能够避免第一控制器101与第二控制器104相互的电源干扰，进一步确保了第一控制器101与第二控制器104之间的可靠通讯。
39.可以理解的，电源隔离模块103可以是基于全桥变换的隔离电源、基于推挽式变换器的隔离电源、反激型或正激型电源变换器或开关稳压式电源，具体可以根据实际应用场景进行选择，此处不做限定。
40.本技术实施例中，通过电源隔离模块103将第一控制器101的工作电压隔离传输至第二控制器104，能够确保两控制器的电源之间不会相互干扰，影响通讯，并且本技术实施例中还通过通讯隔离模块102对第一控制器101和第二控制器104之间的通讯信号进行隔离，避免了通讯信号之间互相干扰，进一步确保了第一控制器101与第二控制器104之间通讯的可靠性，提高了空调器的可靠性。
41.如图2所示，为本技术实施例中提供的控制器通讯电路的另一个结构示意图，在本技术一些实施例中，电源隔离模块103可以包括相互电性连接的开关驱动器件1031和变压器件1032，开关驱动器件1031分别与第一控制器101和变压器件1032电连接，变压器件1032与第二控制器104电连接；其中，开关驱动器件1031可以用于根据第一控制器101的工作电压输出用于驱动变压器件1032的驱动信号；变压器件1032可以用于根据驱动信号对第一控
制器101的工作电压进行变压处理，输出用于为第二控制器104供电的第二电压。
42.具体的，本技术实施例中，电源隔离模块103选用基于开关变压的隔离模块，其中，开关驱动器件1031可以是用于驱动变压器件1032的驱动器件，例如，电源驱动器集成电路、单片振荡器等，而变压器件1032可以用于对第一控制器101的工作电压进行变压处理，具体的，若第二控制器104的工作电压小于第一控制器101的工作电压，此时，变压器件1032可以对第一控制器101的工作电压进行降压处理；若第二控制器104的工作电压大于第一控制器101的工作电压，此时，变压器件1032可以对第一控制器101的工作电压进行升压处理；若第二控制器104的工作电压等于第一控制器101的工作电压，此时，变压器件1032可以按照1：1的比例根据第一控制器101的工作电压输出用于为第二控制器104供电的第二电压，因此，变压器件1032的变压比例可以根据第一控制器101与第二控制器104两者的工作电压的情况进行设定，具体此处不做限定。
43.可以理解的，为了使第二控制器104能够正常稳定工作，本实施例中还可以对变压器件1032输出的第二电压进行相应的处理，以确保流入第二控制器104的第二电压稳定，例如，变压器件1032与第二控制器104之间还可以电连接有整流器件1033和输出滤波器件1034，其中，该整流器件1033可以用于对第二电压进行整流及续流处理，输出滤波器件1034可以用于对整流及续流处理后的第二电压进行滤波处理，以使第二电压波形平滑。
44.另外，为了减少环境中交流成分的干扰，在一些实施例中，对于第一控制器101输出的工作电压同样可以进行相应的滤波处理，例如，开关驱动器件1031还可以电连接有输入滤波器件1035，该输入滤波器件1035可以用于对第一控制器101的工作电压进行滤波处理。
45.具体的，如图3所述，为本技术实施例中提供的电源隔离模块的一个电路原理示意图，在本技术一些实施例中，开关驱动器件1031选用型号为sn6501的单片振荡器ic1，变压器件1032选用变压器tr1，输入滤波器件1035包括第一电容c1和第二电容c2，整流器件1033包括第一二极管d1和第二二极管d2，输出滤波器件1034包括储能电容e1和第三电容c3，具体的电路连接结构为：
46.第一控制器101的电源输出端分别连接第一电容c1和第二电容c2，且第一电容c1和第二电容c2的另一端均与第一控制器101的接地端gnd共地，第一控制器101的电源输出端输出工作电压+5v通过第一电容c1和第二电容c2滤波过滤掉交流成分后，流向单片振荡器ic1的2脚，并且单片振荡器ic1的2脚还与变压器tr1的原边2脚连接，变压器tr1的原边1脚与单片振荡器ic1的3脚连接，变压器tr1的原边3脚与单片振荡器ic1的1脚连接，变压器tr1的副边6脚与第一二极管d1的阳极连接，变压器tr1的副边4脚与第二二极管d2的阳极连接，变压器tr1的副边5脚与第二控制器104的接地端gnd共地，第一二极管d1的阴极和第二二极管d2的阴极分别与第二控制器104的电源输入端连接，并且储能电容e1和第三电容c3并联连接在第二控制器104的电源输入端与第二控制器104的接地端gnd之间。
47.本实施例中，设定第一控制器101与第二控制器104均工作于+5v直流电压的环境下，可以理解的，变压器tr1的原边与副边的匝数比为1：1，即第一控制器101的工作电压为+5v，变压器tr1输出的第二电压的值也为+5v。
48.第一控制器101的电源输出端输出工作电压+5v通过第一电容c1和第二电容c2滤波过滤掉交流成分后，流向单片振荡器ic1的2脚，由于单片振荡器ic1内部包含一个振荡
器，振荡器之后连接栅极驱动器电路，该栅极驱动器电路可以提供补偿输出信号以驱动单片振荡器ic1内部的两个开关器件，以控制两个开关器件的交替开关动作，因此，可以控制单片振荡器ic1的3个输出脚交替输出+5v电压至变压器tr1，即单片振荡器ic1的2脚与3脚输出电压至变压器tr1的原边2脚和原边1脚，以及控制单片振荡器ic1的2脚与1脚输出电压至变压器tr1的原边2脚和原边3脚，由于变压器tr1的原边与副边的匝数比为1：1，因此，电压输出同样为1：1，即变压器tr1的原边2脚和原边1脚之间的电压值为+5v，则变压器tr1的副边6脚和副边5脚之间的电压值同样为+5v，同理，变压器tr1的原边3脚和原边2脚之间的电压值为+5v，则变压器tr1的副边4脚和副边5脚之间的电压值同样为+5v，此时，变压器tr1的副边6脚和副边5脚之间的+5v电压经过第一二极管d1高频整流以及续流后，再经储能电容e1和第三电容c3过滤掉+5v电压中夹杂的交流成分以平滑电压波形，最终得到+5v直流电压流向第二控制器104的电源输入端；交替的，变压器tr1的副边4脚和副边5脚之间的+5v电压经过第二二极管d2高频整流以及续流后，再经储能电容e1和第三电容c3过滤掉+5v电压中夹杂的交流成分以平滑电压波形，最终得到+5v直流电压流向第二控制器104的电源输入端。
49.请继续参阅图2，在本技术一些实施例中，通讯隔离模块102可以包括数字隔离器件1021和通讯控制器件1022，数字隔离器件1021分别与第一控制器101和通讯控制器件1022电连接，通讯控制器件1022与第二控制器104电连接；其中，数字隔离器件1021可以用于隔离第一控制器101的第一通讯信号与第二控制器104的第二通讯信号；通讯控制器件1022可以用于控制第一控制器101与第二控制器104之间的通讯方向。
50.具体的，本实施例中，第一控制器101的第一通讯信号可以包括第一发送数据信号txd1、第一接收数据信号rxd1和第一使能信号de1/re1，相应的，第一控制器101可以配置有第一发送数据接口、第一接收数据接口和第一使能接口；同理，第二控制器104的第二通讯信号可以包括第二发送数据信号txd2、第二接收数据信号rxd2和第二使能信号de2/re2，相应的，第二控制器104可以配置有第二发送数据接口、第二接收数据接口和第二使能接口。
51.可选的，该数字隔离器件1021可以选用低功耗的多通道数字隔离器，该多通道数字隔离器可以包括与第二接收数据接口电连接的第一输入通道、与第一发送数据接口电连接的第二输入通道、与第一使能接口电连接的第三输入通道、与第一接收数据接口电连接的第一输出通道、与第二发送数据接口电连接的第二输出通道、以及与第二使能接口电连接的第三输出通道。
52.另外，在本技术一些实施例中，多通道数字隔离器的第一输出通道和第二输入通道还可以分别电连接有限流电阻，用于对第一输出通道和第二输出通道进行限流保护；第三输入通道可以电连接有上拉电阻，通过该上拉电阻可以使第三输入通道的电平被钳位在高电平，且同时对第三输入通道进行限流。
53.可选的，通讯控制器件1022与第二控制器104之间还可以电连接有保护器件1023，该保护器件1023可以用于吸收瞬态大电流以保护第二控制器104。
54.如图4所示，为本技术实施例中提供的通讯隔离模块的一个电路原理示意图，在本技术一些实施例中，数字隔离器件1021选用型号为iso7041的多通道数字隔离器ic2，通讯控制器件1022选用型号为13089的通讯芯片ic3，限流电阻包括第一电阻r1、第三电阻r3、第七电阻r7和第八电阻r8，上拉电阻包括第二电阻r2、第四电阻r4、第五电阻r5和第六电阻
r6，保护器件1023包括瞬态二极管tvs1和tvs2，具体的电路连接结构为：
55.第一发送数据接口通过第一电阻r1电连接多通道数字隔离器ic2的第二输入通道ina2，以通过第二输入通道ina2向多通道数字隔离器ic2输入第一发送数据信号txd1；第一使能接口电连接多通道数字隔离器ic2的第三输入通道ina3，且还连接另一端接+5v电源的第二电阻r2，以通过第三输入通道ina3向多通道数字隔离器ic2输入第一使能信号de1/re1，第一接收数据接口电连接多通道数字隔离器ic2的第一输出通道outa1，以接收第一接收数据信号rxd1；多通道数字隔离器ic2的第二输出通道outb2与第二发送数据接口以及通讯芯片ic3的5脚连接，以通过通讯芯片ic3的5脚控制第二发送数据信号txd2的输出，多通道数字隔离器ic2的第三输出通道outb3与第二使能接口以及通讯芯片ic3的3脚和4脚连接，以通过通讯芯片ic3的3脚和4脚的电平控制第二使能信号de2/re2的输出，多通道数字隔离器ic2的第一输入通道ina1与第二数据接收接口以及通讯芯片ic3的2脚连接，以通过通讯芯片ic3的2脚控制第二接收数据信号rxd2的输入，即通过多通道数字隔离器ic2完全将第一控制器101的第一发送数据信号txd1和第二控制器104的txd2、第一控制器101的第一接收数据信号rxd1和第二控制器104的第二接收数据信号rxd2、以及第一控制器101的第一使能信号de1/re1和第二控制器104的第二使能信号de2/re2完全隔离开来，避免通讯信号之间的互相干扰，并且通过瞬态二极管tvs1和tvs2可以吸收回路中的瞬态大电流或瞬态能量，起到保护第二控制器104的作用。
56.第九电阻r9作为匹配电阻，可以匹配信号源与传输线之间的阻抗，减少反射，避免出现电路振荡。通讯芯片ic3的de端为驱动器输出使能端，当de变为高电平时，驱动器及通讯芯片ic3输出y脚与z脚有效；当de为低电平时，驱动器输出为高阻状态，当驱动器输出有效时，通讯芯片ic3被用作线驱动器，而高阻状态下，若re为低电平，则通讯芯片ic3被用作线接收器，因此，通过通讯芯片ic3可以实现第一控制器101与第二控制器104之间的通讯方向的转换。
57.如图5所示，为本技术实施例中提供的空调器的一个结构示意图。在上述实施例的基础之上，本技术还提供一种空调器500，该空调器500包括第一控制器101和第二控制器104，且空调器500中集成有上述实施例中的任一控制器通讯电路，该控制器通讯电路可以使第一控制器101与第二控制器104实现安全可靠的通讯，从而确保空调器的正常运行，提高空调器的可靠性。
58.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。
59.具体实施时，以上各个单元或结构可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个单元或结构的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。
60.以上对本技术所提供的一种控制器通讯电路及空调器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上说明只是用于帮助理解本技术的电路及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。