直流开关电源供电的空调保护电路和空调的供电通信方法
【专利摘要】本发明公开了一种直流开关电源供电的空调保护电路和直流开关电源供电空调的供电通信方法，所述空调保护电路包括：直流开关电源、直流转交流装置、保护装置、检测装置和处理器；直流开关电源将输入的市电电压信号转换为直流电压信号；直流转交流装置根据所述处理器输入的控制信号，将直流电压信号转换为交流电压信号；保护装置根据处理器输入的导通信号，将交流电压信号传输至交流线控器的电源输入端；检测装置检测交流线控器的电源输入端的电压信号，将检测结果传输至处理器。本发明实施例提供的保护电路可以解决当直流开关电源供电的空调和交流变压器供电的空调混接时，直流开关电源供电的空调中直流转交流装置被短路而烧毁的问题。
【专利说明】直流开关电源供电的空调保护电路和空调的供电通信方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及空调领域和通信【技术领域】，尤其涉及一种直流开关电源供电的空调保 护电路、直流开关电源供电的空调系统和直流开关电源供电空调的供电通信方法。
【背景技术】
[0002] 在电气自动化领域里，如何有效的降低功耗是一个日益重要的研究课题。在空调 行业中，通用的空调供电方式是交流变压器供电的方式，这种供电方式的主要弊端是，变压 器效率低、损耗大以及不利于降低整机功耗等。相比交流变压器供电，直流开关电源供电方 式具有效率高、可提供电流大以及保护功能完善等优点。因此，空调行业逐步开始了采用直 流开关电源供电的方式为空调供电。交流线控器需要依靠交流电源的过零信号进行通信， 无过零信号，交流线控器无法与电路板实现正常通讯。但是直流电源无法提供5〇Hz/60Hz 的过零信号，为了保证产品的通用性，采用直流开关电源供电的电路板也需要匹配交流线 控器，针对上述情况，现有技术中提出了 一种直流转交流装置，该装置将直流电压信号转换 为交流电压信号，可以为交流线控器供电以及提供进行通信的过零信号。
[0003] 目前，市面上的主要存在两类空调产品：一类是交流变压器供电，匹配交流线控器 的空调；另一类是直流开关电源供电，匹配交流线控器的空调。线控器可以实现一对多的控 制，即一个线控器可以同时控制多个空调，因此，一个空调系统中可能同时存在交流变压器 供电的空调和直流开关电源供电的空调。当上述空调系统中因为主从机配置错误、未进行 拨码等硬件配置而引起交流变压器供电的空调和直流开关电源供电的空调同时为交流线 控器供电时，会造成直流开关电源供电的空调中的直流转交流装置被短路而烧毁。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明提供一种直流开关电源供电的空调保护电路、直流开关电源供 电的空调系统和直流开关电源供电空调的供电通信方法。
[0005] 本方案可以解决在一个同时包括直流开关电源供电的空调和交流变压器供电的 空调的系统中，当出现两种空调同时为交流线控器供电时，直流开关电源供电的空调中直 流转交流装置被短路而烧毁的问题。
[0006] 在第一方面，本发明提供了一种直流开关电源供电的空调保护电路，与交流线控 器相连，所述空调保护电路包括：直流开关电源、直流转交流装置、保护装置、检测装置和处 理器；
[0007] 所述直流开关电源用于将输入的市电电压信号转换为直流电压信号，并传输至所 述直流转交流装置；
[0008] 所述直流转交流装置用于根据所述处理器输入的控制信号，将所述直流电压信号 转换为交流电压信号，并传输至所述保护装置；
[0009] 所述保护装置用于根据所述处理器输入的导通信号，将所述交流电压信号传输至 交流线控器的电源输入端；
[0010]所述检测装置用于检测所述交流线控器的电源输入端的电压信号，将检测结果传 输至所述处理器；
[0011 ]所述处理器用于根据所述检测结果，判断所述交流线控器的电源输入端是否有交 流输入电压信号：若否，向所述直流转交流装置输入控制信号，控制所述直流转交流装置将 所述直流电压信号转换为交流电压信号；发送导通信号至所述保护装置，控制所述保护装 置将所述交流电压信号传输至所述交流线控器的电源输入端。
[0012]在第一种可能的实现方式中，所述直流开关电源进一步包括：变压器、第一整流电 路、开关电源集成芯片和第二整流电路，所述第一整流电路的输入端与所述市电电压信号 的输出端相连，所述第一整流电路的输出端与所述变压器的原级线圈相连，所述开关电源 集成芯片分别与所述第一整流电路的输出端与所述变压器的原级线圈相连，所述变压器的 次级线圈与所述第二整流电路的输入端相连，所述开关电源集成芯片用于控制所述变压器 的原级线圈的输入信号，在所述第二整流电路的输出端产生所述直流电压信号。
[0013] 在第二种可能的实现方式中，所述直流转交流装置进一步包括：第一三极管、第 二三极管、第三三极管、第四三极管、第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管， 所述第一三极管的集电极、所述第三三极管的集电极、所述第一二极管的负极、所述第三二 极管的负极与所述直流电源两两相连，所述第二三极管的发射极、所述第四三极管的发射 极、所述第二二极管的正极、所述第四二极管的正极与地线两两相连，所述第一三极端的发 射极、所述第二三极管的集电极、所述第一二极管的正极与所述第二二极管的负极两两相 连，所述第三三极管的发射极、所述第四三极管的集电极、所述第三二极管的正极与所述第 四二极管的负极两两相连，所述处理器向所述第一三极管的基极、所述第二三极管的基极、 所述第三三极管的基极和所述第四三极管的基极输入控制信号，控制所述直流转交流装置 在所述第一三极管的发射极和所述第三三极管的发射极之间产生所述交流电压信号。
[0014] 在第三种可能的实现方式中，所述保护装置为继电器或者逻辑开关。
[0015] 在第四种可能的实现方式中，所述检测装置为过零检测电路。
[0016] 进一步地，所述过零检测电路包括：第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，三 极管和电容，所述第一电阻第一端与所述直流电源连接，所述第一电阻第二端、所述第二电 阻第一端和所述三极管集电极两两连接，所述第二电阻第二端与所述电容第一端连接，所 述电容第二端、所述三极管发射极和所述第四电阻第二端接地，所述第三电阻第二端、所述 第四电阻第一端和所述三极管基极两两连接，所述第三电阻的第一端与所述交流线控器的 电源输入端相连，所述电容第一端与所述处理器相连。
[0017] 进一步地，所述处理器在预定的时间内，连续接收到脉冲信号，判断所述交流线控 器的电源输入端有交流输入电压信号。
[0018] 在第二方面，本发明实施例提供了一种直流开关电源供电的空调系统，包括：直流 开关电源供电的空调和交流线控器，所述直流开关电源供电的空调中包括权利要求1-7之 一所述的直流开关电源供电的空调保护电路，其中，所述交流线控器的电源输入端分别与 所述直流开关电源供电的空调保护电路中保护装置的输出端和检测装置的输入端相连。
[0019] 在第三方面，本发明实施例提供了一种直流开关电源供电空调的供电通信方法， 包括：
[0020] 检测装置检测交流线控器的电源输入端的电压信号，将检测结果传输至处理器；
[0021] 所述处理器根据所述检测结果，判断所述交流线控器的电源输入端是否有交流输 入电压信号：若否，向直流转交流装置输入控制信号，控制所述直流转交流装置将直流电压 信号转换为交流电压信号；发送导通信号至保护装置，控制所述保护装置将所述交流电压 信号传输至所述交流线控器的电源输入端。
[0022] 本发明实施例通过在直流开关电源供电的空调的电路板中增加保护装置和检测 装置，在上述空调中的直流转交流装置为交流线控器供电之前，断开直流转交流装置与交 流线控器的连接，当检测交流线控器没有被供电时，建立直流转交流装置与交流线控器之 间的连接。解决了当直流开关电源供电的空调和交流变压器供电的空调同时为交流线控器 供电时，直流开关电源供电的空调中直流转交流装置被短路而烧毁的问题，使得同时包括 直流开关电源供电的空调和交流变压器供电的空调系统在主从机配置错误，或者未进行拨 码等硬件配置时，仍能保证空调硬件的安全使用，提高了空调系统的有效性和可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 图1是现有技术中直流开关电源供电空调中直流转交流装置的电路示意图；
[0024] 图2是现有技术中交流变压器供电的空调与直流开关电源供电的空调混接的结 构图；
[0025] 图3是本发明第一实施例的直流开关电源供电的空调保护电路的结构示意图；
[0026] 图4是本发明第一实施例的一种直流开关电源的电路示意图；
[0027] 图5是本发明第一实施例的一种过零检测电路的电路示意图；
[0028] 图6是本发明第二实施例的直流开关电源供电的空调系统的结构示意图；
[0029] 图7是本发明第二实施例的一种应用场景的结构示意图；
[0030] 图8是本发明第三实施例的直流开关电源供电空调的供电通信方法的流程图。
【具体实施方式】
[0031] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明具体实 施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明， 而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关 的部分而非全部内容。
[0032] 在现有技术中，直流开关电源供电的空调要匹配交流线控器，需要在空调电路板 中增加直流转交流装置，将直流电压信号转换成交流电压信号后，为交流线控器供电，并通 过控制该交流电压信号的形式与交流线控器通信。
[0033] 图1是现有技术中直流开关电源供电空调中直流转交流装置的电路示意图。如图 1所示：直流转交流装置包括：三极管VI、三极管V2、三极管V3、三极管V4、二极管D1、二极 管D2、二极管D3、二极管D4、直流电源Vcc和地GND，其中：三极管VI的集电极、三极管V3 的集电极、二极管D1的负极、二极管D3的负极与直流电源Vcc两两相连，三极管V2的发射 极、三极管V4的发射极、二极管D2的正极、二极管D4的正极与地GND两两相连，三极端VI 的发射极、三极管V2集电极、二极管D1的正极与二极管D2的负极两两相连，三极管V3的 发射极、三极管V4的集电极、二极管D3的正极与二极管D4的负极两两相连。
[0034] 通过向三极管VI、三极管V2、三极管V3和三极管V4的基极输入高电平或者低电 平的控制信号，可以控制各个二极管的导通和截止，在输出端Outl和输出端〇ut2模拟出交 流电压信号。
[0035] 如表1所示为VI、V2、V3和V4的基极输入不同控制信号时，输出端Outl和输出 端0ut2的输出电平。其中：1为VI的基极、2为V2的基极、3为V3的基极、4为V4的基极， "H"代表高电平控制信号，"L"代表低电平控制信号。
[0036] 通过将Outl和0ut2接入交流线控器的电源输入端，可以实现为交流线控器进行 供电，通过改变输入控制信号，可以改变模拟的交流电压信号的信号形式，进而实现给交流 线控器供电以及提供稳定的过零信号。
[0037] 交流线控器可以同时控制多台空调，一般情况下，只有设置为主机的空调可以为 交流线控器供电，其他设置为从机的空调只能与交流线控器进行通信。当空调系统在接线 发生错误、主从机配置错误，或者未进行拨码等硬件配置时，会出现交流变压器供电的空调 和直流开关电源供电的空调同时给交流线控器供电的情况。
[0038] 表 1
[0039]
【权利要求】
1. 一种直流开关电源供电的空调保护电路，与交流线控器相连，其特征在于，所述空调 保护电路包括：直流开关电源、直流转交流装置、保护装置、检测装置和处理器； 所述直流开关电源用于将输入的市电电压信号转换为直流电压信号，并传输至所述直 流转交流装置； 所述直流转交流装置用于根据所述处理器输入的控制信号，将所述直流电压信号转换 为交流电压信号，并传输至所述保护装置； 所述保护装置用于根据所述处理器输入的导通信号，将所述交流电压信号传输至交流 线控器的电源输入端； 所述检测装置用于检测所述交流线控器的电源输入端的电压信号，将检测结果传输至 所述处理器； 所述处理器用于根据所述检测结果，判断所述交流线控器的电源输入端是否有交流输 入电压信号：若否，向所述直流转交流装置输入控制信号，控制所述直流转交流装置将所述 直流电压信号转换为交流电压信号；发送导通信号至所述保护装置，控制所述保护装置将 所述交流电压信号传输至所述交流线控器的电源输入端。
2. 根据权利要求1所述的直流开关电源供电的空调保护电路，其特征在于，所述直流 开关电源进一步包括：变压器、第一整流电路、开关电源集成芯片和第二整流电路，所述第 一整流电路的输入端与所述市电电压信号的输出端相连，所述第一整流电路的输出端与所 述变压器的原级线圈相连，所述开关电源集成芯片分别与所述第一整流电路的输出端与所 述变压器的原级线圈相连，所述变压器的次级线圈与所述第二整流电路的输入端相连，所 述开关电源集成芯片用于控制所述变压器的原级线圈的输入信号，在所述第二整流电路的 输出端产生所述直流电压信号。
3. 根据权利要求1所述的直流开关电源供电的空调保护电路，其特征在于，所述直流 转交流装置进一步包括：第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第一二极管、 第二二极管、第三二极管和第四二极管，所述第一三极管的集电极、所述第三三极管的集电 极、所述第一二极管的负极、所述第三二极管的负极与所述直流电源两两相连，所述第二三 极管的发射极、所述第四三极管的发射极、所述第二二极管的正极、所述第四二极管的正极 与地线两两相连，所述第一三极端的发射极、所述第二三极管的集电极、所述第一二极管 的正极与所述第二二极管的负极两两相连，所述第三三极管的发射极、所述第四三极管的 集电极、所述第三二极管的正极与所述第四二极管的负极两两相连，所述处理器向所述第 一三极管的基极、所述第二三极管的基极、所述第三三极管的基极和所述第四三极管的基 极输入控制信号，控制所述直流转交流装置在所述第一三极管的发射极和所述第三三极管 的发射极之间产生所述交流电压信号。
4. 根据权利要求1所述的直流开关电源供电的空调保护电路，其特征在于，所述保护 装置为继电器或者逻辑开关。
5. 根据权利要求1所述的直流开关电源供电的空调保护电路，其特征在于，所述检测 装置为过零检测电路。
6. 根据权利要求5所述的直流开关电源供电的空调保护电路，其特征在于，所述过零 检测电路包括：第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，三极管和电容，所述第一电阻第 一端与所述直流电源连接，所述第一电阻第二端、所述第二电阻第一端和所述三极管集电 极两两连接，所述第二电阻第二端与所述电容第一端连接，所述电容第二端、所述三极管发 射极和所述第四电阻第二端接地，所述第三电阻第二端、所述第四电阻第一端和所述三极 管基极两两连接，所述第三电阻的第一端与所述交流线控器的电源输入端相连，所述电容 第一端与所述处理器相连。
7. 根据权利要求5所述的直流开关电源供电的空调保护电路，其特征在于，所述处理 器在预定的时间内，连续接收到脉冲信号，判断所述交流线控器的电源输入端有交流输入 电压信号。
8. -种直流开关电源供电的空调系统，其特征在于，包括：直流开关电源供电的空调 和交流线控器，所述直流开关电源供电的空调中包括权利要求1-7之一所述的直流开关电 源供电的空调保护电路，其中，所述交流线控器的电源输入端分别与所述直流开关电源供 电的空调保护电路中保护装置的输出端和检测装置的输入端相连。
9. 一种直流开关电源供电空调的供电通信方法，其特征在于，包括： 检测装置检测交流线控器的电源输入端的电压信号，将检测结果传输至处理器； 所述处理器根据所述检测结果，判断所述交流线控器的电源输入端是否有交流输入电 压信号：若否，向直流转交流装置输入控制信号，控制所述直流转交流装置将直流电压信号 转换为交流电压信号；发送导通信号至保护装置，控制所述保护装置将所述交流电压信号 传输至所述交流线控器的电源输入端。
【文档编号】H02J3/04GK104300543SQ201310307223
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年7月19日 优先权日:2013年7月19日
【发明者】程绍江, 禚百田, 时斌 申请人:青岛海尔空调电子有限公司, 海尔集团公司