空調(diào)器的電能檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種空調(diào)器的電能檢測(cè)裝置，其包括：對(duì)輸入交流電進(jìn)行采樣以獲取電壓瞬時(shí)值的電壓采樣模塊；對(duì)輸入交流電進(jìn)行采樣以獲取電流瞬時(shí)值的電流采樣模塊，電流采樣模塊包括霍爾電流傳感器，霍爾電流傳感器串聯(lián)在輸入交流電的火線上；控制器模塊，控制器模塊與電壓采樣模塊和電流采樣模塊相連，控制器模塊根據(jù)電壓瞬時(shí)值和電流瞬時(shí)值計(jì)算空調(diào)器在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的電能信息；將輸入交流電轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)電壓值的輸出直流電以為電壓采樣模塊、霍爾電流傳感器和控制器模塊供電的電源模塊。該電能檢測(cè)裝置通過增加電壓采樣模塊和電流采樣模塊，就能實(shí)現(xiàn)空調(diào)器的電能檢測(cè)，大大降低了成本，并且電流采樣模塊采用霍爾電流傳感器，提高了檢測(cè)精度。
【專利說明】空調(diào)器的電能檢測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及空調(diào)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種空調(diào)器的電能檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源價(jià)格的不斷提高，空調(diào)的能耗越來越受到人們的關(guān)注，各空調(diào)廠家都在加強(qiáng)空調(diào)用電管理方面的研究。目前，市場(chǎng)上已有個(gè)別的空調(diào)產(chǎn)品帶電能測(cè)量功能，主要是通過增加電表功能模塊的方式來實(shí)現(xiàn)的。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，有一種空調(diào)電能控制裝置1000，如圖1所示，其在空調(diào)上安裝使用帶表計(jì)量IC的模塊即外置式電能模塊，采樣整機(jī)的電流、電壓等信息，輸出整機(jī)的實(shí)時(shí)功率等信息，并將信息發(fā)送給空調(diào)主控MCU，空調(diào)主控MCU通過接收、分析、響應(yīng)這些信息，調(diào)整空調(diào)的運(yùn)行參數(shù)，達(dá)到節(jié)能的目的。
[0004]但是，該技術(shù)存在以下缺點(diǎn):
[0005]1、采用外置式電能模塊需要專門的電表計(jì)量芯片和電源電路，成本較高；
[0006]2、外置式電能模塊上一般有獨(dú)立的RC阻容降壓電源電路，該RC阻容降壓電源電路的可靠性低；
[0007]3、外置式電能模塊體積較大，設(shè)計(jì)時(shí)要保證足夠的電氣間隙，結(jié)構(gòu)安裝設(shè)計(jì)復(fù)雜，不利于裝到空調(diào)器內(nèi)，尤其是體積較小的分體機(jī)內(nèi)；
[0008]4、如在目前空調(diào)室內(nèi)主控MCU上增加直接采集計(jì)算交流電信息，由于空調(diào)室內(nèi)主控MCU —般都是采用隔離的開關(guān)電源，難以采集整機(jī)的電壓和電流信號(hào)，而且室內(nèi)主控MCU采用8位MCU控制，芯片的運(yùn)算能力不夠，無法有效地檢測(cè)整機(jī)電量信息。
[0009]此外，目前電流檢測(cè)的方法是:在采樣電路中采用電流互感器，電流互感器的作用把數(shù)值較大的一次電流通過一定的變比轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小的二次電流，二次電流接入電阻負(fù)載，把電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。單片機(jī)AD采樣引腳實(shí)時(shí)對(duì)該電壓進(jìn)行AD采樣。由于電流互感器要承受空調(diào)最大運(yùn)行時(shí)可達(dá)20A以上的電流，空調(diào)正常運(yùn)行的電流也為A級(jí)。在通過一次電流較大的情況下，輸出的二次電流電流較大，單片機(jī)AD采樣引腳上的電壓精度較高；但在通過一次電流較小的情況下(例如空調(diào)處于送風(fēng)模式運(yùn)行等)，輸出的二次電流較小，單片機(jī)AD采樣引腳上的電壓變化較小，如果單片機(jī)在空調(diào)小電流運(yùn)行時(shí)，通過此方式采樣電流進(jìn)行電量運(yùn)算，結(jié)果往往誤差較大。并且，變頻空調(diào)器運(yùn)行頻率往往不處于50Hz，對(duì)于在非50Hz下運(yùn)行電流互感器工作區(qū)會(huì)發(fā)生變化，大大增加軟件上的校正補(bǔ)償?shù)忍幚恚幚淼膹?fù)雜度大大增加，還降低了精度。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0010]本實(shí)用新型的目的旨在至少解決上述的技術(shù)缺陷之一。
[0011]為此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種空調(diào)器的電能檢測(cè)裝置，只需在原空調(diào)電路上增加電壓采樣模塊和電流采樣模塊，就可以實(shí)現(xiàn)空調(diào)器的電能檢測(cè)，大大降低了成本，并且電流采樣模塊采用霍爾電流傳感器，提高了檢測(cè)精度。[0012]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提出的一種空調(diào)器的電能檢測(cè)裝置，包括:對(duì)空調(diào)器的輸入交流電進(jìn)行采樣以獲取所述輸入交流電的電壓瞬時(shí)值的電壓采樣模塊；對(duì)所述空調(diào)器的輸入交流電進(jìn)行采樣以獲取所述輸入交流電的電流瞬時(shí)值的電流采樣模塊，所述電流采樣模塊包括霍爾電流傳感器，所述霍爾電流傳感器串聯(lián)在所述輸入交流電的火線上；控制器模塊，所述控制器模塊與所述電壓采樣模塊和電流采樣模塊相連，所述控制器模塊根據(jù)所述輸入交流電的電壓瞬時(shí)值和所述輸入交流電的電流瞬時(shí)值計(jì)算所述空調(diào)器在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的電能信息；以及將所述輸入交流電轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)電壓值的輸出直流電的電源模塊，所述電源模塊與所述電壓采樣模塊、所述霍爾電流傳感器和所述控制器模塊相連，所述電源模塊通過所述輸出直流電為所述電壓采樣模塊、所述霍爾電流傳感器和所述控制器模塊供電。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型提出的空調(diào)器的電能檢測(cè)裝置，只需在原有空調(diào)電路上增加電壓采樣模塊和電流采樣模塊，不需要額外的電源和控制芯片，利用控制器模塊較強(qiáng)的性能和硬件特性就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)器的電能檢測(cè)，通過檢測(cè)的電能信息實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)器的節(jié)能控制，因此減小了電控板的面積，大大降低了系統(tǒng)的成本，并且還提高了系統(tǒng)的可靠性。尤其是電流采樣模塊采用了霍爾電流傳感器，大大提高了電流檢測(cè)的精度，進(jìn)而提高了空調(diào)器電能的檢測(cè)精度。
[0014]其中，所述電流采樣模塊還包括:第一電容，所述第一電容的一端與所述霍爾電流傳感器的電源管腳和所述電源模塊的直流電正極分別相連，所述第一電容的另一端接地；第二電容，所述第二電容的一端與所述霍爾電流傳感器的過濾管腳相連，所述第二電容的另一端和所述霍爾電流傳感器的地管腳共同接地；所述霍爾電流傳感器的電流采樣輸入管腳與所述輸入交流電的火線輸入端相連，所述霍爾電流傳感器的電流采樣輸出管腳與所述輸入交流電的火線輸 出端相連，所述霍爾電流傳感器的模擬輸出管腳與控制器模塊的電流檢測(cè)端相連。
[0015]進(jìn)一步地，所述電壓采樣模塊包括:整流橋，所述整流橋的輸入端與所述空調(diào)器的輸入交流電相連；第一電阻，所述第一電阻的一端與所述整流橋的正輸出端相連；第二電阻，所述第二電阻的一端與所述第一電阻的另一端相連，所述第二電阻的另一端與所述整流橋的負(fù)輸出端和地分別相連；雙向二極管，所述雙向二極管的第一端和第二端相連后與所述第二電阻的另一端相連，所述雙向二極管的第三端接地，所述雙向二極管的第四端與所述電源模塊的直流電正極相連；構(gòu)成阻容濾波單元的第三電阻和第三電容，所述第三電阻的一端與所述第二電阻的另一端相連，所述第三電阻的另一端與所述第三電容的一端相連，所述第三電容的另一端接地，所述第三電阻和第三電容之間的節(jié)點(diǎn)與所述控制器模塊的電壓檢測(cè)端相連。
[0016]優(yōu)選地，所述電源模塊為非隔離型開關(guān)電源。
[0017]優(yōu)選地,所述電能信息包括電壓有效值、電流有效值、有功功率、視在功率和功率因數(shù)。
[0018]其中，所述控制器模塊根據(jù)以下公式計(jì)算所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的所述電壓有效值:
[0019]V = J-Zly 'k)l:

V η K..1)
[0020]其中，V為所述電壓有效值，η為在所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)采樣的個(gè)數(shù)，η為大于等于I的整數(shù)，V (k)為所述電壓瞬時(shí)值。
[0021]所述控制器模塊根據(jù)以下公式計(jì)算所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的所述電流有效值:
[0022]
【權(quán)利要求】
1.一種空調(diào)器的電能檢測(cè)裝置，其特征在于，包括: 對(duì)空調(diào)器的輸入交流電進(jìn)行采樣以獲取所述輸入交流電的電壓瞬時(shí)值的電壓采樣模塊； 對(duì)所述空調(diào)器的輸入交流電進(jìn)行采樣以獲取所述輸入交流電的電流瞬時(shí)值的電流采樣模塊，所述電流采樣模塊包括霍爾電流傳感器，所述霍爾電流傳感器串聯(lián)在所述輸入交流電的火線上； 根據(jù)所述輸入交流電的電壓瞬時(shí)值和所述輸入交流電的電流瞬時(shí)值計(jì)算所述空調(diào)器在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的電能信息的控制器模塊，所述控制器模塊與所述電壓采樣模塊和電流采樣模塊相連；以及 將所述輸入交流電轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)電壓值的輸出直流電的電源模塊，所述電源模塊與所述電壓采樣模塊、所述霍爾電流傳感器和所述控制器模塊相連，所述電源模塊通過所述輸出直流電為所述電壓采樣模塊、所述霍爾電流傳感器和所述控制器模塊供電。
2.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)器的電能檢測(cè)裝置，其特征在于，所述電流采樣模塊還包括: 第一電容，所述第一電容的一端與所述霍爾電流傳感器的電源管腳和所述電源模塊的直流電正極分別相連，所述第一電容的另一端接地； 第二電容，所述第二電容的一端與所述霍爾電流傳感器的過濾管腳相連，所述第二電容的另一端和所述霍爾電流傳感器的地管腳共同接地； 所述霍爾電流傳感器的電流采樣輸入管腳與所述輸入交流電的火線輸入端相連，所述霍爾電流傳感器的電流采樣輸出管腳與所述輸入交流電的火線輸出端相連，所述霍爾電流傳感器的模擬輸出管腳與控制器模塊的電流檢測(cè)端相連。
3.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)器的電能檢測(cè)裝置，其特征在于，所述電壓采樣模塊包括: 整流橋，所述整流橋的輸入端與所述空調(diào)器的輸入交流電相連； 第一電阻，所述第一電阻的一端與所述整流橋的正輸出端相連； 第二電阻，所述第二電阻的一端與所述第一電阻的另一端相連，所述第二電阻的另一端與所述整流橋的負(fù)輸出端和地分別相連； 雙向二極管，所述雙向二極管的第一端和第二端相連后與所述第二電阻的另一端相連，所述雙向二極管的第三端接地，所述雙向二極管的第四端與所述電源模塊的直流電正極相連； 構(gòu)成阻容濾波單元的第三電阻和第三電容，所述第三電阻的一端與所述第二電阻的另一端相連，所述第三電阻的另一端與所述第三電容的一端相連，所述第三電容的另一端接地，所述第三電阻和第三電容之間的節(jié)點(diǎn)與所述控制器模塊的電壓檢測(cè)端相連。
4.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)器的電能檢測(cè)裝置，其特征在于，所述電源模塊為非隔離型開關(guān)電源。
【文檔編號(hào)】G01R22/00GK203502488SQ201320347836
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月17日
【發(fā)明者】翁錦聯(lián), 付新, 鄭緒成, 陳建昌 申請(qǐng)人:廣東美的制冷設(shè)備有限公司