电动球阀控制电路、空调系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及空调领域，特别是一种电动球阀控制电路、空调系统及其控制方法。


背景技术：

2.电动球阀为空调的关键器件，在空调运行的过程中，可以起到调节冷媒流通量的作用。具有冷媒回收功能空调，在空调外机与内机连接管中间加入电动球阀，通过电动球阀的调节，实现管路的开通和截止，从而实现冷媒回收的功能。由于管路的口径与阀的口径并不一定大小相同，对于口径大的管路配口径小的阀这种情况，每个管路需要配置至少一个电动球阀，因而一套机组具有多个电动球阀。电动球阀可以间歇工作，因此空调控制器主板的电源需要提供的功率可以适当减小，并不需要同时提供所有电动球阀的功率。
3.因此，如何设计一种电动球阀控制电路、空调系统及其控制方法，能在较小固定功率的情况下，实现多个电动球阀的控制，是业界亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中，在固定功率下，无法实现对多个电动球阀的控制，本发明提出了一种电动球阀控制电路、空调系统及其控制方法。
5.本发明的技术方案为，提出了一种电动球阀控制电路，包括至少一个与电动球阀一一对应连接的第一控制电路、以及至少一个与所述第一控制电路一一对应连接的第二控制电路，所述第一控制电路串联于所述电动球阀与驱动电源之间，所述第二控制电路用于控制第一控制电路的通断状态，以调节所述电动球阀的工作状态。
6.进一步，还包括与所述第二控制电路连接的主控单元、以及给所述主控单元供电的供电电源，所述主控单元具有至少一个与所述第二控制电路一一对应连接的驱动引脚，且所述主控单元可根据所述驱动引脚的输出电平调节所述第二控制电路的通断状态。
7.进一步，所述主控单元还包括至少一个与所述电动球阀连接的控制引脚，当所述电动球阀上电时，所述主控单元可根据所述控制引脚的输出电平调节所述电动球阀的运行状态。
8.进一步，还包括连接于所述第一控制电路与所述驱动电源之间的采样电路，所述主控单元还具有一与所述采样电路的输出端连接的采样引脚，所述主控单元根据所述采样引脚检测到的电气参数，控制所述驱动引脚的输出电平。
9.进一步，所述第一控制电路包括一用于控制电动球阀通断的功率开关管，所述功率开关管的第一端与所述驱动电源连接、第二端与所述电动球阀连接、第三端与所述第二控制电路的输出端连接。
10.进一步，所述第二控制电路包括一用于控制所述第一控制电路通断状态的三极管、以及与所述三极管连接的第一电阻、第二电阻和第三电阻；
11.所述第一电阻的一端与所述驱动引脚连接、另一端串联所述第三电阻后接地，所述三极管的基极连接于所述第一电阻与所述第三电阻之间、集电极串联所述第二电阻后连
接到所述第一控制电路、发射极接地。
12.进一步，所述采样电路包括串联于所述第一控制电路与驱动电源之间的采样电阻、以及输入端连接于所述采样电阻两端的运算放大器，所述运算放大器的输出端与所述采样引脚连接，以输出所述电气参数。
13.进一步，还包括与所述主控单元连接的显示模块，所述显示模块用于显示所述电动球阀的运行状态。
14.本发明还提出了一种空调系统，其包括室内机、室外机、以及连接于所述室内机与所述室外机之间的电动球阀，所述电动球阀采用上述电动球阀控制电路。
15.本发明还提出了一种空调系统的控制方法，包括：
16.启动驱动电源和供电电源，分别为第一控制电路和主控单元供电；
17.主控单元获取采样电路采样的电气参数，并根据所述电气参数调节驱动引脚的输出电平；
18.在电动球阀上电后，通过控制引脚调节电动球阀的运行状态；
19.依次完成出管处的电动球阀以及进管处的电动球阀的复位动作，并在复位动作完成后，依次关闭出管处的电动球阀以及进管处的电动球阀，以执行冷媒回收。
20.与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：
21.本发明能在限定功率下，实现多个电动球阀的控制，此外，本发明还能适用于不同管径的需要冷媒回收功能的机组，实现管路中冷媒的切断，完成冷媒的回收功能，本发明采用功率开关管子切换电动球阀，还能实现静音开关切换。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
23.图1为本发明电动球阀控制电路的连接示意图；
24.图2为本发明空调系统中电动球阀的分布示意图；
25.图3为本发明空调系统控制的流程图。
具体实施方式
26.为了使本发明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，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
27.由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本发明的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本发明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。
28.下面结合附图以及实施例对本发明的原理及结构进行详细说明。
29.一套空调机组具有多个电动球阀，电动球阀可以间歇工作，因此空调控制器主板的电源需要提供的功率可以适当减小，并不需要同时提供所有电动球阀的功率。本发明的思路在于，提出一种电动球阀控制电路，通过第一控制电路以及第二控制电路的设计，能够实现多个电动球阀的控制，以满足使用需求。
30.本发明提出的电动球阀控制电路，包括至少一个与电动球阀一一对应连接的第一控制电路、以及至少一个与第一控制电路一一对应连接的第二控制电路，其第一控制电路串联于电动球阀与驱动电源之间，第二控制电路用于控制第一控制电路的通断状态，以调节电动球阀的工作状态。本发明通过该设计方式，能够实现多个电动球阀的灵活切换，能够实现限定功率下多个电动球阀的控制。
31.请参见图2，在本发明一实施例中，电动球阀设置有4个，分别为设置在空调系统进管处的进管电动球阀1和进管电动球阀2、设置在出管处的出管电动球阀1和出管电动球阀2，四个电动球阀均通过第一控制电路和第二控制电路控制，以达到多个电动球阀的灵活控制。
32.具体的，第一控制电路包括一用于控制电动球阀通断的功率开关管，该功率开关管的第一端与驱动电源连接、第二端与电动球阀连接、第三端与第二控制电路的输出端连接。
33.请参见图2，针对四个电动球阀，本发明设置了四个第一控制电路，使每个第一控制电路均能对应连接一个电动球阀，实现电动球阀的控制，其四个第一控制电路分别为由与进管电动球阀1连接的功率开关管q1、与出管电动球阀1连接的功率开关管q2、与进管电动球阀2连接的功率开关管q3、与出管电动球阀2连接的功率开关管q4组成。
34.其中，驱动电源为由dc-dc1提供，功率开关管q1、功率开关管q2、功率开关管q3、功率开关管q4的第一端均连接到dc-dc1，功率开关管q1的第二端与进管电动球阀1连接、第三端和与之对应的一个第二控制电路连接，功率开关管q2的第二端与出管电动球阀1连接、第三端和与之对应的一个第二控制电路连接，功率开关管q3的第二端与进管电动球阀2连接、第三端和与之对应的一个第二控制电路连接，功率开关管q4的第二端与出管电动球阀2连接、第三端和与之对应的一个第二控制电路连接，由于四个功率开关管的第一端均连接到驱动电源dc-dc1，其通断状态即可根据第三端的电平确定，即可以通过第二控制电路控制第一控制电路的通断，进而控制各电动球阀的通断状态，从而实现多个电动球阀的灵活控制。具体的，本发明中各第一控制电路中的功率开关管均采用mos管，其控制稳定，可靠性高。
35.进一步的，第二控制电路包括一用于控制第一控制电路通断状态的三极管、以及与该三极管连接的第一电阻、第二电阻和第三电阻；
36.其中，第一电阻的一端与驱动引脚连接、另一端串联第三电阻后接地，三极管的基极连接在第一电阻和第三电阻之间、集电极串联第二电阻后连接到第一控制电路，即连接到功率开关管的第三端，三极管的发射极接地。
37.请参见图3，电阻r1(作为第一电阻)、电阻r2(作为第二电阻)、电阻r9(作为第三电阻)、三极管q5组成一第二控制电路，该第二控制电路与功率开关管q1连接，用于控制功率开关管q1的通断状态，进而控制进管电动球阀1的通断状态。其中，该第二控制电路连接到驱动引脚gzd-ctl1，当驱动引脚gzd-ctl1输出高电平时，三极管q5导通，功率开关管q1随之
导通，进而使得进管电动球阀1上电，实现进管电动球阀1的控制；
38.电阻r3(作为第一电阻)、电阻r4(作为第二电阻)、电阻r10(作为第三电阻)、三极管q6组成另一第二控制电路，该第二控制电路与功率开关管q2连接，用于控制功率开关管q2的通断状态，进而控制出管电动球阀1的通断状态。其中，该第二控制电路连接到驱动引脚gzd-ctl2，当驱动引脚gzd-ctl2输出高电平时，三极管q6导通，功率开关管q2随之导通，进而使得出管电动球阀1上电，实现出管电动球阀1的控制；
39.电阻r5(作为第一电阻)、电阻r6(作为第二电阻)、电阻r11(作为第三电阻)、三极管q7组成又一第二控制电路，该第二控制电路与功率开关管q3连接，用于控制功率开关管q3的通断状态，进而控制进管电动球阀2的通断状态。其中，该第二控制电路连接到驱动引脚gzd-ctl3，当驱动引脚gzd-ctl3输出高电平时，三极管q7导通，功率开关管q3随之导通，进而使得进管电动球阀2上电，实现进管电动球阀2的控制；
40.电阻r7(作为第一电阻)、电阻r8(作为第二电阻)、电阻r12(作为第三电阻)、三极管q8组成另一第二控制电路，该第二控制电路与功率开关管q4连接，用于控制功率开关管q4的通断状态，进而控制出管电动球阀2的通断状态。其中，该第二控制电路连接到驱动引脚gzd-ctl4，当驱动引脚gzd-ctl4输出高电平时，三极管q8导通，功率开关管q4随之导通，进而使得出管电动球阀2上电，实现出管电动球阀2的控制。
41.优选的，本发明还包括与第二控制电路连接的主控单元、以及给主控单元供电的供电电源，该主控单元具有至少一个与第二控制电路一一对应连接的驱动引脚，且主控单元可根据驱动引脚的输出电平调节第二控制电路的通断状态。
42.请参见图2，主控单元为mcu，其具有驱动引脚gzd-ctl1、驱动引脚gzd-ctl2、驱动引脚gzd-ctl3、驱动引脚gzd-ctl4，且四个驱动引脚均连接有一个第二控制电路，从上述表述中可知，当驱动引脚输出高电平信号时，与之对应的第二控制电路导通，进而使得第一控制电路导通，并导通与之连接的电动球阀。本发明通过该设计方式，使其只用通过调节各驱动引脚的输出电平即可调节电动球阀的通断，控制方便，且能实现限定功率下对多个电动球阀的控制。
43.请参见图2，主控单元还包括至少一个与电动球阀连接的控制引脚，当电动球阀上电时，该主控单元可根据控制引脚的输出电平调节电动球阀的运行状态。具体的，本发明中设置有四个控制引脚，分别为控制引脚exv-a、控制引脚exv-b、控制引脚exv-c、控制引脚exv-d，且四个控制引脚同时与四个电动球阀连接，用于控制电动球阀的旋转方向，在电动球阀上电时，当主控单元发出的控制信号按照exv-a、exv-b、exv-c、exv-d的时序，则可以实现电动球阀的顺时针旋转，反之，当主控单元发出的控制信号按照exv-d、exv-c、exv-b、exv-a的时序，则可以实现电动球阀的逆时针旋转，其具体实现原理可以通过控制引脚控制相应的驱动实现，通过控制电动球阀的顺时针旋转和逆时针旋转，能够实现电动球阀的开启和关断动作。
44.进一步的，本发明还包括连接于第一控制电路与驱动电源之间的采样电路，该主控单元还具有一与采样电路的输出端连接的采样引脚，主控单元用于根据采样引脚检测到的电气参数，控制驱动引脚的输出电平；
45.具体的，采样电路包括串联于第一控制电路与驱动电源之间的采样电阻、以及输入端连接于采样电阻两端的运算放大器，该运算放大器的输出端与采样引脚连接，以输出
电气参数。其中，电气才是为流过采样电阻的电流、以及采样电阻上的电压。
46.请参见图2，采样电路由采样电阻r13、以及输入端连接在采样电阻r13两端的运算放大器组成，其运算放大器的输出端连接到采样引脚cs-adc，该引脚具有ad转换功能，能够将检测到的模拟信号转换为数字信号，进而用于判断负载是否过功率。其中，由于四个电动球阀均通过驱动电源dc-dc1供电，而采样电阻r13连接在驱动电源dc-dc1的输出端，通过检测采样电阻r13上的电流，即可获取四个电动球阀的总工作电流，进而计算出四个电动球阀的总功率。
47.具体的，采样电阻r13作为检流电阻，通过采样电阻r13上面的压降，按照p＝i^2*r原则即可计算出驱动电源dc-dc1提供的功率，根据计算出来的功率和设定的功率进行对比，即可判断出负载是否过载，当检测到功率超过了设定的功率时，主控单元报出功率故障并关闭电动球阀。其具体实现方式为：通过运算放大器对采样电阻r13两端的电压u1进行电压采样，假设运算放大器的增益为g，经过信号放大后，得到的信号为g*u1，经过mcu的adc采样后，按照vcc*i即可计算出驱动电源dc-dc1提供的实际功率，本发明中，只有检测到的功率低于设定功率时，才会启动电动球阀。
48.进一步的，为便于电动球阀的控制，本发明还包括与主控单元连接的显示模块，该显示模块用于显示电动球阀的运行状态，以便于用户控制。具体的，显示模块可以采用触摸显示屏。
49.请参见图1，显示模块与mcu通信，接收tx信号，并给mcu上传rx信号，其与供电电源dc-dc2之间连接，用于取电以维持自身工作。
50.通过上述设计，使本发明能在限定功率下，实现多个电动球阀的控制，同时通过功率开关管切换电动球阀的运行状态，能实现静音开关切换。
51.进一步的，本发明还提出了一种空调系统，其包括室内机、室外机、以及连接在室内机与室外机之间的电动球阀，其电动球阀采用上述电动球阀控制电路。
52.请参见图2，由于管路口径的不同，每个管路需要搭配一个或两个电动球阀，其可以组成4中搭配方式，分别为设于进管处的两个进管电动球阀以及设于出管处的两个出管电动球阀、设于进管处的一个进管电动球阀以及设于出管处的一个出管电动球阀、设于进管处的一个进管电动球阀以及设于出管处的两个出管电动球阀、设于进管处的两个进管电动球阀以及设于出管处的一个出管电动球阀，其可以采用图1所示的连接方式，至少可以搭配4个电动球阀的控制，以满足用户的使用需求。
53.本发明还提出了一种空调系统的控制方法，其包括：
54.启动驱动电源和供电电源，分别为第一控制电路和主控单元供电；
55.主控单元获取采样电路采样的电气参数，并根据电气参数调节驱动引脚的输出电平；
56.在电动球阀上电后，通过控制引脚调节电动球阀的运行状态；
57.依次完成出管处的电动球阀以及进管处的电动球阀的复位动作，并在复位动作完成后，依次关闭出管处的电动球阀以及进管处的电动球阀，以执行冷媒回收。
58.下面结合一具体实施例对本发明控制方法进行说明，该实施例下，本发明包括设于进管处的两个进管电动球阀以及设于出管处的两个出管电动球阀，分别为进管电动球阀1和进管电动球阀2、出管电动球阀1和出管电动球阀2，其上电后，通过驱动电源dc-dc1为四
个电动球阀供电，供电电源dc-dc2分别为主控单元和显示模块供电，并开始判断电动球阀是否过功率，其先根据p＝i^2*r，设驱动电源dc-dc1可以提供的最大负载功率为pmax，即设定功率设置为pmax，折算到vcc计算出最大电流imax，主控单元根据运算放大器检测的电气参数，检测流过vcc的电流i，由于电阻r13与vcc串联，其流过vcc的电流即为流过电阻r13的电流，当电流i大于imax时，显示模块显示过功率，此时驱动引脚输出低电平，关断电动球阀。当电流i小于imax时，显示模块显示功率正常，此时驱动引脚gzd-ctl2输出为高电平，出管电动球阀1开始复位，复位完成后依次执行剩下三个电动球阀的复位，在四个电动球阀均复位完成后，开始执行电动球阀的关断动作，其先完成出管电动球阀1和出管电动球阀2的关断动作，然再执行进管电动球阀1和进管电动球阀2的关断动作，最后完成电动球阀的调节。
59.本发明通过上述控制方式，能至少适配图2中4种电动球阀的安装方式，其能适用于不同管径的需要冷媒回收功能的机组，实现管路中冷媒的切断，完成冷媒的回收功能，提高用户体验。
60.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。