專利名稱：一拖三小型中央空調(diào)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種空調(diào)控制器，尤其涉及一種小型中央空調(diào)系統(tǒng)中使用的高性價比的一拖三小型中央空調(diào)控制裝置。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的
一種一拖三小型中央空調(diào)控制裝置，用于小型中央空調(diào)系統(tǒng)的控制，包括25A室內(nèi)掛壁機控制器、25B室內(nèi)掛壁機控制器、50室內(nèi)柜機控制器、交流變頻室外機控制器；其特點是還包括一智能流量分配控制器，該智能流量分配控制器包括，數(shù)字信號處理器，與數(shù)字信號處理器連接的開關(guān)電源電路、運行狀態(tài)顯示電路、測試功能電路、通訊電路、集中控制面板通訊電路、電磁閥驅(qū)動電路、電子膨脹閥驅(qū)動電路、溫度檢測電路；其中，所述的通訊電路與25A室內(nèi)掛壁機控制器、25B室內(nèi)掛壁機控制器、50室內(nèi)柜機控制器、交流變頻室外機控制器連接。
在上述的一拖三小型中央空調(diào)控制裝置中，其中，所述的通訊電路包括，與25A室內(nèi)掛壁機控制器連接的通訊電路I、與25B室內(nèi)掛壁機控制器連接的通訊電路II、與50室內(nèi)柜機控制器連接的通訊電路III、與交流變頻室外機控制器連接的通訊電路IV；每一通訊電路包括，由電阻、電容、穩(wěn)壓管組成的降壓穩(wěn)壓電路，由光耦合器件和電阻組成的耦合電路，由晶體三極管和電阻組成的開關(guān)電路，由二極管、光耦合器件和電阻電容組成的信號通道電路，該信號通道電路與數(shù)字信號處理器連接。
在上述的一拖三小型中央空調(diào)控制裝置中，其中，所述的電子膨脹閥驅(qū)動電路由驅(qū)動電路和防沖擊電路組成，該驅(qū)動電路由與數(shù)字信號處理器連接的反相驅(qū)動集成電路芯片構(gòu)成，該防沖擊電路由與反相驅(qū)動集成電路芯片連接的四個二極管和與數(shù)字信號處理器連接的兩晶體三極管構(gòu)成。
在上述的一拖三小型中央空調(diào)控制裝置中，其中，所述的25A室內(nèi)掛壁機控制器或25B室內(nèi)掛壁機控制器包括室內(nèi)掛機控制電路，該室內(nèi)掛機控制電路由型號為PICF16873的單片機集成電路芯片構(gòu)成，設(shè)置在控制電路輸入端的變壓整流電路和溫度檢測電路，設(shè)置在控制電路輸出端的通訊電路、蜂鳴器、擺葉電機驅(qū)動電路、風(fēng)機驅(qū)動電路；其中，所述的通訊電路與智能流量分配控制器連接。
在上述的一拖三小型中央空調(diào)控制裝置中，其中，所述的50室內(nèi)柜機控制器包括室內(nèi)柜機控制電路，該室內(nèi)柜機控制電路由型號為GP32的單片機集成電路芯片構(gòu)成，設(shè)置在室內(nèi)柜機控制電路輸入端的變壓整流電路和溫度檢測電路，設(shè)置在室內(nèi)柜機控制電路輸出端的通訊電路、蜂鳴器、擺葉電機驅(qū)動電路、風(fēng)機驅(qū)動電路；其中，所述的通訊電路與智能流量分配控制器連接。
在上述的一拖三小型中央空調(diào)控制裝置中，其中，所述的交流變頻室外機控制器包括室外機控制電路，該室外機控制電路由型號為F2402數(shù)字信號處理器集成電路芯片構(gòu)成，設(shè)置在室外機控制電路輸入端的電壓檢測電路、電流檢測電流、溫度檢測電路，設(shè)置在室外機控制電路輸出端的通訊電路、脈寬調(diào)制信號驅(qū)動電路、四通閥驅(qū)動電路、風(fēng)機驅(qū)動電路、狀態(tài)顯示電路；所述的交流變頻室外機控制器通過通訊電路與智能流量分配控制器連接；并且與智能流量分配控制器中的開關(guān)電源電路連接。
在上述的一拖三小型中央空調(diào)控制裝置中，其中，所述的開關(guān)電源電路由開關(guān)電源模塊、光耦隔離驅(qū)動模塊、智能功率模塊部件，其中，開關(guān)電源模塊的輸入端與交流電源連接，用于將市電的交流電源變換成所需的各直流電壓至室外控制板；該光耦隔離驅(qū)動模塊的輸入端與室外控制板中外部驅(qū)動信號相連接，輸出端與開關(guān)電源模塊的輸出端和智能功率模塊中驅(qū)動電路的輸入端連接；該智能功率模塊模塊的輸入端與光耦隔離驅(qū)動模塊的一輸出端連接，其輸出端與直流變頻電機連接，用于控制對三相直流無刷電機的功率驅(qū)動。
本實用新型一拖三小型中央空調(diào)控制裝置由于采用了上述的技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果1.本實用新型由于控制裝置包括三臺室內(nèi)機、一臺室外機、一個智能流量分配器，室內(nèi)機室外機都連接到流量分配器，室外機只靠一個交流變頻壓縮機驅(qū)動，因此可以根據(jù)室內(nèi)室外機的運行工況，調(diào)節(jié)壓縮機的轉(zhuǎn)速；2.本實用新型由于智能流量分配器可以跟據(jù)室內(nèi)外機的運行工況調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開啟度、自動調(diào)節(jié)制冷劑流量，使每臺室內(nèi)機流量分配均勻，由此提高整個系統(tǒng)的效率；3.本實用新型由于設(shè)置了電子膨脹閥驅(qū)動電路，從而能使空調(diào)制冷劑流量采用電子膨脹閥控制、流量調(diào)節(jié)范圍大大加寬。
4.采用流量流量分配器后，通訊功能改善、驅(qū)動交流雙轉(zhuǎn)子變頻壓縮機、系統(tǒng)效率提高、噪音降低，解決了一拖多系統(tǒng)回油的難題、完善了系統(tǒng)保護功能；5.本實用新型由于具有快速制冷/制熱的能力和舒適性、節(jié)能、等特點，使之控制靈活、性能完善，結(jié)構(gòu)簡單緊湊；并且價格適中，提供工薪階層所用；6.本實用新型由于采用了一拖三控制器能方便實現(xiàn)小型中央空調(diào)系統(tǒng)控制，為人們提供了一個性價比高，舒適、高效可靠的小型中央空調(diào)系統(tǒng)控制器，從而推進變頻多聯(lián)空調(diào)市場，從而改善人們的居住環(huán)境。
請結(jié)合

圖1參見圖2所示，圖2是本實用新型一拖三小型中央空調(diào)控制裝置中智能流量分配器的結(jié)構(gòu)示意圖。本實用新型中的智能流量分配控制器400包括，一DSP數(shù)字信號處理器410，在本實施例中，該DSP數(shù)字信號處理器410采用的是型號為F2402的DSP芯片(單片機芯片)，以下部件與該DSP數(shù)字信號處理器410連接開關(guān)電源電路490，用以提供系統(tǒng)工作電源；運行狀態(tài)顯示電路420，它將一拖三小型中央空調(diào)裝置的運行工作狀態(tài)及故障信號以顯示的方式反映出來；測試功能電路430，用以對本實用新型進行且完成測試功能的設(shè)定；通訊電路440，在本實施例中，通訊電路440包括，與25A室內(nèi)掛壁機控制器100連接的通訊電路I441、與25B室內(nèi)掛壁機控制器200連接的通訊電路II442、與50室內(nèi)柜機控制器300連接的通訊電路III443、與交流變頻室外機控制器500連接的通訊電路IV444，從而實現(xiàn)對室內(nèi)外控制器進行通訊；集中控制面板通訊電路450，用以對控制面板操作進行通訊；電磁閥驅(qū)動電路460，用以驅(qū)動智能流量分配控制器裝置中的電磁閥電子膨脹閥驅(qū)動電路470，用以驅(qū)動智能流量分配控制器裝置中的電磁閥；溫度檢測電路480，用以檢測智能流量分配控制器裝置的溫度。
在本實施例中，一拖三系統(tǒng)的220V電源連接到流量分配器，然后連接到每個室內(nèi)機控制器；每個部件之間連接線包括兩根220V電源、及一根通訊線，通過通訊線各個控制器交換數(shù)據(jù)信號；室外機控制交流變頻壓縮機工作；智能流量分配器主要進行電子膨脹閥驅(qū)動，流量分配；室內(nèi)機主要完成室內(nèi)風(fēng)機驅(qū)動、液晶顯示、遙控接收等功能。
請結(jié)合圖2參見圖3所示，圖3是本實用新型一拖三小型中央空調(diào)控制裝置中通訊電路的電原理圖。在圖2中，本實用新型中的通訊電路440包括，與25A室內(nèi)掛壁機控制器100連接的通訊電路I441、與25B室內(nèi)掛壁機控制器200連接的通訊電路II442、與50室內(nèi)柜機控制器300連接的通訊電路III443、與交流變頻室外機控制器500連接的通訊電路IV444；在圖3中將通訊電路II442、通訊電路IV444的電原理圖作了詳盡的表示。因此，通訊電路I、II、III、IV均包括以下部分組成，即，由電阻、電容、穩(wěn)壓管組成的降壓穩(wěn)壓電路，由光耦合器件和電阻組成的耦合電路，由晶體三極管和電阻組成的開關(guān)電路，由二極管、光耦合器件和電阻電容組成的信號通道電路，該信號通道電路與DSP數(shù)字信號處理器410連接。
從圖2中可知，本實用新型中的智能流量裝置的關(guān)鍵功能就是通訊，它必須建立智能流量分配控制器—室內(nèi)機，智能流量分配控制器—室外機的連接關(guān)系。智能流量分配控制器的控制芯片必須了解系統(tǒng)各個部件的工作狀態(tài)及用戶的指令，才能正常工作。
由于智能分配器到室內(nèi)機和室外機的通訊距離較長，如果直接將通訊線連接起來，兩根導(dǎo)線會與電源的L、N并行，會進入許多通干擾源，動力線上的電磁干擾會影響信號的正確傳輸，因此在本實施例中考慮采用光耦隔離的方法。
現(xiàn)在，以與25B室內(nèi)掛壁機控制器200連接的通訊電路II442為例(見圖3所示)，強電通訊采用三線通信，兩根電源線，其中一根兼作通信線，另加一根通信線。220交流電源經(jīng)過R57降壓、ZD4穩(wěn)流、C32濾波，形成24V的直流電壓(其它的通訊電路也采用相同的原理得到各個通訊電源)，通訊電源采用24V，這樣比較高的電源有利于消除干擾；室內(nèi)外通信采用電力耦合異步半雙工通信方式，采用電流驅(qū)動，利用光耦器件與控制電路的5V電源隔離，電流環(huán)的方式能有效濾調(diào)電壓毛刺，電源隔離保證了控制電路不受外部信號干擾。智能流量分配器400中DSP數(shù)字信號處理器410即F2402的DSP芯片(單片機芯片)的TXD腳控制晶體三極管Q4的通斷，從而控制光耦OT7的發(fā)光二極管通斷，從25B室內(nèi)掛壁機控制器200發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信號控制光耦OT8的發(fā)光二極管通斷，然后把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絉XD腳。同理，其它的信號分別通過光耦連接到智能流量分配器400中DSP數(shù)字信號處理器410即F2402的DSP芯片(單片機芯片)的輸入腳IOPC4、IOPC3、IOPC2交流變頻室外機控制器500信號連接到IOPC4、50室內(nèi)柜機控制器300信號連接到IOPC3、25A室內(nèi)掛壁機控制器100信號連接到IOPC2。并且，通訊電路的發(fā)送端連接在一起，接收信號分別連接到控制芯片端。
采用這種通訊方式關(guān)鍵的技術(shù)就是必須保證電流環(huán)上只有一個信號在傳送，也就是說，每臺機器輪流和智能流量分配控制器400通訊，經(jīng)過一個循環(huán)后，智能流量分配控制器400能夠了解系統(tǒng)內(nèi)的所有的工作狀態(tài)信號，然后能根據(jù)接收到的信號管理系統(tǒng)內(nèi)室內(nèi)機及室外機的動作。當(dāng)某一臺機器通訊發(fā)生故障，智能流量分配控制器裝置其它的通訊電路能夠繼續(xù)正常工作，而且每個室內(nèi)機能夠接收到發(fā)生故障的機器地址，故障顯示LED燈發(fā)出相應(yīng)的警告，以方便維修人員工作。
請結(jié)合圖2參見圖3所示，圖4是本實用新型一拖三小型中央空調(diào)控制裝置中電子膨脹閥驅(qū)動電路的電原理圖。在本實用新型一拖三控制器中，由于一拖三控制器空調(diào)冷量變動范圍比較大1000～10000瓦，為了適應(yīng)系統(tǒng)需求，制冷劑流量控制采用電子膨脹閥節(jié)流的方式，以達到能大范圍動態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的流量，使系統(tǒng)效率控制在最佳狀態(tài)。在本實用新型中，所述的電子膨脹閥驅(qū)動電路470由驅(qū)動電路和防沖擊電路組成。驅(qū)動電路由與DSP數(shù)字信號處理器410連接的反相驅(qū)動集成電路芯片構(gòu)成，在本實施例中，該反相驅(qū)動集成電路芯片采用的是型號為MC1413反相驅(qū)動集成電路芯片構(gòu)成；而防沖擊電路由與反相驅(qū)動集成電路芯片連接的四個二極管和與DSP數(shù)字信號處理器410連接的兩晶體三極管構(gòu)成，在本實施例中，兩個晶體三極管采用的是NPN、PNP晶體三極管組成復(fù)合管。
在本實施例中，由于系統(tǒng)需要三個電子膨脹閥，每個電子膨脹閥具有2對線圈，一個電源輸入。如果采用實時控制的方法，需要比較多的控制I/O口。系統(tǒng)采用上海俊樂產(chǎn)的DPF型電子膨脹閥，其驅(qū)動電壓DC12V、勵磁頻率30-90PPS、線圈電阻52歐。考慮了電子膨脹閥執(zhí)行速度比較慢，在系統(tǒng)中采用了分時控制的方法，利用I/O口控制電子膨脹閥的電源輸入端，而3個電子閥的相應(yīng)線圈控制端合用一個控制I/O，這樣就節(jié)了省控制芯片的I/O口；并且，由于電路中電磁閥線圈的驅(qū)動電流比較大，因此電源控制采用2個NPN、PNP晶體三極管組合成復(fù)合管，增加電流驅(qū)動能力。芯片輸出腳PA3連接到電阻R30，R30提供晶體三極管Q6作為基極驅(qū)動，Q6的集電極連接R47。在線圈電流流出方向加上了MC1413驅(qū)動片，增加了控制端拉電流能力。
電子膨脹閥的控制是智能流量分配器400的關(guān)鍵技術(shù)它采用最小過熱度控制，使系統(tǒng)工作在安全可靠的狀態(tài)下，同時提高系統(tǒng)換熱效率，改善系統(tǒng)的能效比。
請結(jié)合圖2參見圖5所示，圖5是本實用新型一拖三小型中央空調(diào)控制裝置中室內(nèi)掛壁機控制器的方框圖。
所述的25A室內(nèi)掛壁機控制器100或25B室內(nèi)掛壁機控制器200包括室內(nèi)掛機控制電路110，該室內(nèi)掛機控制電路110由型號為PICF16873的單片機集成電路芯片構(gòu)成，設(shè)置在控制電路110輸入端的變壓整流電路120和溫度檢測電路130，設(shè)置在控制電路110輸出端的通訊電路140、蜂鳴器150、擺葉電機驅(qū)動電路160、風(fēng)機驅(qū)動電路170；其中，所述的通訊電路140與智能流量分配控制器400連接。
在本實施例中，將上述部件分為三大塊主控板、運行狀態(tài)顯示板、遙控器。主控板，即室內(nèi)掛機控制電路110根據(jù)遙控器發(fā)出的命令和系統(tǒng)的狀態(tài)來控制空調(diào)器的運行和壓縮機的運行速度，并進行室內(nèi)溫度、盤管溫度檢測、風(fēng)機驅(qū)動控制、風(fēng)門電機控制、處理各種保護功能，室內(nèi)風(fēng)機采用PG電機，可控硅單相調(diào)速(PG)電機為貫流風(fēng)機，可實現(xiàn)無級調(diào)速，對空調(diào)的舒適性、低噪音有很大幫助，通常一般設(shè)定六檔速度其中高、中、低風(fēng)檔可在遙控器上設(shè)置，而超強風(fēng)主要用于快速制冷和快速制熱時，超低風(fēng)主要用于除濕和制熱開始時，超微風(fēng)主要用于除霜運行；接收顯示板的主要功能是接收遙控器的信號，把信號傳給室內(nèi)控制單元，同時通過LED的亮/滅來顯示系統(tǒng)的狀態(tài)，可以控制風(fēng)門的擺動及位置，室內(nèi)機的風(fēng)門有定向和自動擺動兩種控制方式，可用遙控器上的風(fēng)向選擇鍵選擇其運行方式。
請結(jié)合圖2參見圖6所示，圖6是本實用新型一拖三小型中央空調(diào)控制裝置中室內(nèi)柜機控制器的方框圖。50室內(nèi)柜機控制器300包括室內(nèi)柜機控制電路310，該室內(nèi)柜機控制電路310由型號為GP32的單片機集成電路芯片構(gòu)成，設(shè)置在室內(nèi)柜機控制電路310輸入端的變壓整流電路320和溫度檢測電路330，設(shè)置在室內(nèi)柜機控制電路310輸出端的通訊電路340、蜂鳴器350、擺葉電機驅(qū)動電路360、風(fēng)機驅(qū)動電路370；其中，所述的通訊電路340與智能流量分配控制器400連接；其中，室內(nèi)柜機控制電路310即型號為GP32的單片機集成電路芯片主要能夠進行跟智能分配器進行通訊，完成風(fēng)機驅(qū)動、擺葉電機擺動、室內(nèi)溫度保護、液晶顯示功能。
在本實施例中，50室內(nèi)柜機控制器300的設(shè)計采用了多重保護功能，當(dāng)室內(nèi)室外傳感器損壞、室內(nèi)盤管溫度過冷、過熱、室內(nèi)風(fēng)機堵轉(zhuǎn)、室內(nèi)外通訊故障等，保護運行的控制原則為不停機保護，系統(tǒng)頻繁起動停止，引發(fā)起動停止振動噪音、溫度波動；系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)異常情況，控制器判斷故障的程度，一般情況下壓縮機作降速處理，等待系統(tǒng)退出保護運行；如無法退出保護或故障嚴重，則系統(tǒng)停止，等待維修處理等。
請結(jié)合圖2參見圖7所示，圖7是本實用新型一拖三小型中央空調(diào)控制裝置中室外機控制器的方框圖。所述的交流變頻室外機控制器500包括室外機控制電路510，該室外機控制電路510由型號為F2402DSP數(shù)字信號處理器集成電路芯片構(gòu)成，設(shè)置在室外機控制電路510輸入端的電壓檢測電路520、電流檢測電流530、溫度檢測電路540，設(shè)置在室外機控制電路510輸出端的通訊電路550、PWM脈寬調(diào)制信號驅(qū)動電路560、四通閥驅(qū)動電路570、風(fēng)機驅(qū)動電路580、狀態(tài)顯示電路590。上述的交流變頻室外機控制器500通過通訊電路550與智能流量分配控制器400連接；并且與智能流量分配控制器400中的開關(guān)電源電路490連接。
在本實施例中，交流變頻室外機控制器500根據(jù)室內(nèi)控制器單元的指令，控制空調(diào)器室外部分的運行，進行交流變頻壓縮機驅(qū)動控制、風(fēng)機運行、四通閥控制、室外環(huán)境溫度檢測、室外盤管溫度檢測、壓縮機排氣溫度檢測、電流檢測、母線電壓檢測等功能。
上述的交流變頻室外機控制器500中的室外機控制電路510，用于控制空調(diào)室外機各部分的器件的運行，進行各種運算，處理各種數(shù)據(jù)，通過各種算法及控制規(guī)律，協(xié)調(diào)空調(diào)系統(tǒng)工作，室外機控制電路510所采用的型號為F2402DSP數(shù)字信號處理器集成電路芯片是實現(xiàn)各種控制策略和算法的載體，在本實施例中，為了保證交流變頻室外機控制器500可靠、高效地運行，室外機控制電路510所采用的控制芯片選用了Texas Instrucments的TSM320F24X系列及新推出的TMS320F240X系列中的DSP數(shù)字信號處理器芯片，此DSP具有很高的總線頻率40Mhz，運算速度快，能快速進行各種數(shù)據(jù)處理，內(nèi)部具有獨特的流水線結(jié)構(gòu)，其程序總線和數(shù)據(jù)總線相分開，能同時對程序空間和數(shù)據(jù)空間進行操作，這種優(yōu)越的總線結(jié)構(gòu)也進一步提高了數(shù)據(jù)處理速度，能適應(yīng)實時系統(tǒng)控制快速要求。
另外，變頻控制的主要電路包括整流電路及逆變電路(未圖示)。整流電路通過整流橋把交流220V電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓；逆變電路主要包括6個大功率IGBT橋臂。交流控制器通過控制6個管子的導(dǎo)通相序來實現(xiàn)壓縮機驅(qū)動。
交流變頻壓縮機驅(qū)動，采用空間矢量SVPWM(Space-vector pulse widthmodulation)?？臻g矢量SVPWM是利用逆變器開/關(guān)的八種導(dǎo)通狀態(tài)，在不同時間內(nèi)進行切換，控制輸出電壓波形和大小。在空間矢量的八個狀態(tài)中，其中6個狀態(tài)產(chǎn)生輸出電壓，其它兩個是零矢量?？臻g矢量是采用兩個相鄰的非零矢量和零矢量合成一個等效的電壓矢量，總的作用時間為載波周期T。零矢量不影響輸出電壓波形，但會影響開關(guān)次數(shù)和開關(guān)損耗。每個PWM周期內(nèi)，上下橋臂通斷兩次。根據(jù)SVPWM開關(guān)調(diào)制方式可知，電機端的線電壓的幅值為Ed。有效值是 Ed。這樣在總線電壓ED＝300V時，它的輸出線電壓為212V。它的線電壓比SPWM調(diào)制的電壓高15％，提高了輸入電壓的利用率。完全能夠解決控制器輸出線電壓不夠的問題。而且SVPWM比SPWM方式有其它優(yōu)點相同的載波頻率，開關(guān)次數(shù)少1/3，降低了開關(guān)損耗。SVPWM產(chǎn)生的諧波電流分量更小。室外變頻控制采用SVPWM后，提高了一拖三空調(diào)控制器的效率。
交流變頻室外機控制器500中的室外保護功能是，由于家用空調(diào)是家庭用電器，必須安全可靠，以保證控制器的長期無故障運行，因此控制器系統(tǒng)的保護功能是十分關(guān)鍵的問題。如室外盤管過熱/過冷、壓縮機排氣溫度保護、電流保護、過/欠電壓保護、模塊過電流等。室外機能夠獨立進行特殊狀態(tài)運行和保護運行，包括除霜運行、欠電壓保護運行、過負荷保護運行、過電流保護、壓縮機過溫保護運行、傳感器壞保護、通信出錯保護、瞬時斷電保護。
請結(jié)合圖2和圖7參見圖8所示，圖8本實用新型一拖三小型中央空調(diào)控制裝置中開關(guān)電源電路的方框圖。所述的開關(guān)電源電路490由開關(guān)電源模塊491、光耦隔離驅(qū)動模塊492、智能功率模塊部件493。其中，開關(guān)電源模塊491的輸入端與交流電源連接，用于將市電的交流電源變換成所需的各直流電壓至室外控制板500；該光耦隔離驅(qū)動模塊492的輸入端與室外控制板500中外部驅(qū)動信號相連接，輸出端與開關(guān)電源模塊491的輸出端和智能功率模塊493中驅(qū)動電路的輸入端連接；該智能功率模塊模塊3的輸入端與光耦隔離驅(qū)動模塊492的一輸出端連接，其輸出端與直流變頻電機連接，用于控制對三相直流無刷電機的功率驅(qū)動。
在本實施例中，主電路輸入電壓為交流電220V，經(jīng)過整流濾波后得到300V的直流電壓，它提供作為壓縮機的工作電源。三個上橋臂各用一個15V控制電源UP1、VP1、WP1，三個下橋臂和故障輸出共用一個控制電源VN1。同時開關(guān)電源提供控制芯片需要+5V的電源，以及繼電器工作電源。所有的這些電源由開關(guān)電源提供。開關(guān)電源與線性穩(wěn)壓電源相比，具有功耗小、效率高、體積小、重量輕、穩(wěn)壓范圍寬等特點，在本實施例中所采用的開關(guān)電源管理集成塊是TOPSwitch的TOP224電源芯片。TOPSwitch的TOP224電源芯片將開關(guān)模式控制系統(tǒng)的所有功能合并到了一片集成電路中功率MOSFET、脈寬(PWM)調(diào)制器、高壓啟動電路、環(huán)路補償、故障自動保護電路。通過使用CMOS并集成盡可能多的功能來實現(xiàn)高效率，于雙極型器件或分立元件方式相比，CMOS大大降低了偏置電流。也不需要外接大功率電阻進行電流檢測和提供初始啟動偏置電流。
功率器件選用Mitsubishi三菱電機的IPM(Intelligent PowerModules)PM50CTJ060。由于IPM通態(tài)損耗和開關(guān)損耗都比較低，使得散熱器減小，因而系統(tǒng)尺寸也減小。尤其IPM集成了驅(qū)動和保護電路，使系統(tǒng)的硬件電路簡單可靠，控制簡便，并提高了故障情況下的自保護能力。PM50CTM060最大工作電壓電流為600V/50A，模塊最高開關(guān)頻率fC可以達到8kHz?？梢栽O(shè)計應(yīng)用于驅(qū)動3kW的變頻壓縮機。完全滿足一拖三空調(diào)壓縮機驅(qū)動功率的要求。
本實用新型一拖三小型中央空調(diào)控制裝置還具有以下積極效果1、只用一臺變頻壓縮機就能驅(qū)動三個室內(nèi)機，在三臺內(nèi)機不全開的情況下，系統(tǒng)的換熱效率大大提高，整機效率會提高30％以上；2、控制電子膨脹閥的開度，實現(xiàn)系統(tǒng)制冷劑流量的動態(tài)分配，使系統(tǒng)工作狀態(tài)穩(wěn)定、效率提高；2、根據(jù)工作狀態(tài)，控制壓縮機轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)輸出功率；3、具有較好的電源，本實用新型設(shè)計了開關(guān)電源模塊，與線性穩(wěn)壓電源相比，具有功耗小、效率高、體積小、重量輕、穩(wěn)壓范圍寬等特點；4、可靠的多通訊方式，本實用新型設(shè)計了智能流量分配器與室外機和多個室內(nèi)機的通訊，排除干擾源，改善了數(shù)據(jù)交流；6、解決一拖多空調(diào)的回油問題，提供了系統(tǒng)效率；7、室內(nèi)機采用可控硅風(fēng)機調(diào)節(jié)風(fēng)量、減小室內(nèi)噪音；8、室內(nèi)機、室外機、智能流量分配器組成了完善的保護功能、確保了系統(tǒng)安全運行。
綜上所述，本實用新型一拖三小型中央控制器能夠完成一拖多空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑流量分配、通訊、壓縮機轉(zhuǎn)速控制、回油控制等關(guān)鍵問題，推動小型中央空調(diào)市場發(fā)展，提高人民生活水平，因此極為實用。
權(quán)利要求1.一種一拖三小型中央空調(diào)控制裝置，用于小型中央空調(diào)系統(tǒng)的控制，包括25A室內(nèi)掛壁機控制器(100)、25B室內(nèi)掛壁機控制器(200)、50室內(nèi)柜機控制器(300)、交流變頻室外機控制器(500)；其特征在于還包括一智能流量分配控制器(400)，該智能流量分配控制器(400)包括，數(shù)字信號處理器(410)，與數(shù)字信號處理器(410)連接的開關(guān)電源電路(490)、運行狀態(tài)顯示電路(420)、測試功能電路(430)、通訊電路(440)、集中控制面板通訊電路(450)、電磁閥驅(qū)動電路(460)、電子膨脹閥驅(qū)動電路(470)、溫度檢測電路(480)；其中，所述的通訊電路(440)與25A室內(nèi)掛壁機控制器(100)、25B室內(nèi)掛壁機控制器(200)、50室內(nèi)柜機控制器(300)、交流變頻室外機控制器(500)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一拖三小型中央空調(diào)控制裝置，其特征在于所述的通訊電路(440)包括，與25A室內(nèi)掛壁機控制器(100)連接的通訊電路I(441)、與25B室內(nèi)掛壁機控制器(200)連接的通訊電路II(442)、與50室內(nèi)柜機控制器(300)連接的通訊電路III(443)、與交流變頻室外機控制器(500)連接的通訊電路IV(444)；每一通訊電路包括，由電阻、電容、穩(wěn)壓管組成的降壓穩(wěn)壓電路，由光耦合器件和電阻組成的耦合電路，由晶體三極管和電阻組成的開關(guān)電路，由二極管、光耦合器件和電阻電容組成的信號通道電路，該信號通道電路與數(shù)字信號處理器(410)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的一拖三小型中央空調(diào)控制裝置，其特征在于所述的電子膨脹閥驅(qū)動電路(470)由驅(qū)動電路和防沖擊電路組成，該驅(qū)動電路由與數(shù)字信號處理器(410)連接的反相驅(qū)動集成電路芯片構(gòu)成，該防沖擊電路由與反相驅(qū)動集成電路芯片連接的四個二極管和與數(shù)字信號處理器(410)連接的兩晶體三極管構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1所述的一拖三小型中央空調(diào)控制裝置，其特征在于所述的25A室內(nèi)掛壁機控制器(100)或25B室內(nèi)掛壁機控制器(200)包括室內(nèi)掛機控制電路(110)，該室內(nèi)掛機控制電路(110)由型號為PICF16873的單片機集成電路芯片構(gòu)成，設(shè)置在控制電路(110)輸入端的變壓整流電路(120)和溫度檢測電路(130)，設(shè)置在控制電路(110)輸出端的通訊電路(140)、蜂鳴器(150)、擺葉電機驅(qū)動電路(160)、風(fēng)機驅(qū)動電路(170)；其中，所述的通訊電路(140)與智能流量分配控制器(400)連接。
5.如權(quán)利要求1所述的一拖三小型中央空調(diào)控制裝置，其特征在于所述的50室內(nèi)柜機控制器(300)包括室內(nèi)柜機控制電路(310)，該室內(nèi)柜機控制電路(310)由型號為GP32的單片機集成電路芯片構(gòu)成，設(shè)置在室內(nèi)柜機控制電路(310)輸入端的變壓整流電路(320)和溫度檢測電路(330)，設(shè)置在室內(nèi)柜機控制電路(310)輸出端的通訊電路(340)、蜂鳴器(350)、擺葉電機驅(qū)動電路(360)、風(fēng)機驅(qū)動電路(370)；其中，所述的通訊電路(340)與智能流量分配控制器(400)連接。
6.如權(quán)利要求1所述的一拖三小型中央空調(diào)控制裝置，其特征在于所述的交流變頻室外機控制器(500)包括室外機控制電路(510)，該室外機控制電路(510)由型號為F2402數(shù)字信號處理器集成電路芯片構(gòu)成，設(shè)置在室外機控制電路(510)輸入端的電壓檢測電路(520)、電流檢測電流(530)、溫度檢測電路(540)，設(shè)置在室外機控制電路(510)輸出端的通訊電路(550)、脈寬調(diào)制信號驅(qū)動電路(560)、四通閥驅(qū)動電路(570)、風(fēng)機驅(qū)動電路(580)、狀態(tài)顯示電路(590)；所述的交流變頻室外機控制器(500)通過通訊電路(550)與智能流量分配控制器(400)連接；并且與智能流量分配控制器(400)中的開關(guān)電源電路(490)連接。
7.如權(quán)利要求6所述的一拖三小型中央空調(diào)控制裝置，其特征在于所述的開關(guān)電源電路(490)由開關(guān)電源模塊(491)、光耦隔離驅(qū)動模塊(492)、智能功率模塊部件(493)，其中，開關(guān)電源模塊(491)的輸入端與交流電源連接，用于將市電的交流電源變換成所需的各直流電壓至室外控制板(500)；該光耦隔離驅(qū)動模塊(492)的輸入端與室外控制板(500)中外部驅(qū)動信號相連接，輸出端與開關(guān)電源模塊(491)的輸出端和智能功率模塊(493)中驅(qū)動電路的輸入端連接；該智能功率模塊模塊(493)的輸入端與光耦隔離驅(qū)動模塊(492)的一輸出端連接，其輸出端與直流變頻電機連接，用于控制對三相直流無刷電機的功率驅(qū)動。
專利摘要本實用新型涉及一種一拖三小型中央空調(diào)控制裝置，用于小型中央空調(diào)系統(tǒng)的控制，包括25A室內(nèi)掛壁機控制器、25B室內(nèi)掛壁機控制器、50室內(nèi)柜機控制器、交流變頻室外機控制器；其特點是還包括一智能流量分配控制器，該智能流量分配控制器包括，數(shù)字信號處理器，與數(shù)字信號處理器連接的開關(guān)電源電路、運行狀態(tài)顯示電路、測試功能電路、通訊電路、集中控制面板通訊電路、電磁閥驅(qū)動電路、電子膨脹閥驅(qū)動電路、溫度檢測電路；其中，通訊電路與25A室內(nèi)掛壁機控制器、25B室內(nèi)掛壁機控制器、50室內(nèi)柜機控制器、交流變頻室外機控制器連接。由此本實用新型能夠完成一拖多空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑流量分配、通訊、壓縮機轉(zhuǎn)速控制、回油控制等關(guān)鍵問題，因此極為實用。
文檔編號G05D23/00GK2588429SQ0226089
公開日2003年11月26日 申請日期2002年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月23日
發(fā)明者沈建芳, 蘇志軍, 薛衛(wèi)華, 羅焰明, 汪輝 申請人:上海日立電器有限公司