智能空調(diào)來(lái)電自啟動(dòng)控制器設(shè)計(jì)(共7頁(yè))

1、智能空調(diào)來(lái)電自啟動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)【摘 要】本設(shè)計(jì)為空調(diào)來(lái)電自啟動(dòng)控制器，它將220v市電經(jīng)過(guò)一變壓器降壓、整流器整流、穩(wěn)壓、濾波后輸入到電壓比較器，電路通電一段時(shí)間后電壓比較器的同相輸入端電壓大于反向輸入端電壓，電壓比較器輸出高電平，使一常開(kāi)繼電器吸合，使空調(diào)自動(dòng)啟動(dòng)，空調(diào)啟動(dòng)后繼電器釋放并復(fù)位。電壓比較器前設(shè)置有延時(shí)電路?！娟P(guān)鍵詞】智能；自啟動(dòng)；延時(shí)1.設(shè)計(jì)背景及目的電力的生產(chǎn)、輸送、分配和使用需要大量的各種類型的電氣設(shè)備，為了使主系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、連續(xù)、可靠地向用戶提供充足的、合格的電能，就必須盡可能地排除電力系統(tǒng)在運(yùn)行中的一切故障，以保證電氣設(shè)備和電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。其中設(shè)備過(guò)度發(fā)熱，是破壞

2、電力系統(tǒng)安全的主要因素，甚至?xí)＜暗缴?cái)產(chǎn)安全。因此，使整個(gè)電力系統(tǒng)處在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的低溫環(huán)境十分關(guān)鍵。空調(diào)能提供一個(gè)相對(duì)低溫和恒溫的環(huán)境，但普通空調(diào)一般不具備來(lái)電自啟動(dòng)功能，即市電停電后，空調(diào)即停機(jī)；市電來(lái)電后，空調(diào)不能自行啟動(dòng)，除非人工干預(yù)才能開(kāi)機(jī)，而人工畢竟受到工作時(shí)間的限制，不可能24小時(shí)來(lái)監(jiān)視空調(diào)的工作情況，那么智能空調(diào)來(lái)電自啟動(dòng)控制器正好解決這個(gè)問(wèn)題，最大限度地減少電力設(shè)備過(guò)度發(fā)熱的時(shí)間，盡快地使設(shè)備的溫度環(huán)境恢復(fù)到正常狀態(tài)。2.國(guó)內(nèi)研究概況目前空調(diào)斷電來(lái)電自啟動(dòng)器的研究在國(guó)內(nèi)尚屬空白，懂空調(diào)制冷的人都知道商用分體空調(diào)根據(jù)部件可分為：室外機(jī)（壓縮機(jī)、冷凝風(fēng)機(jī)）、室內(nèi)機(jī)（蒸發(fā)風(fēng)機(jī)）

3、、空調(diào)控制板?？照{(diào)控制板協(xié)調(diào)室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)工作：1、不制冷時(shí)只有室內(nèi)風(fēng)機(jī)工作；2、制冷時(shí)室內(nèi)風(fēng)機(jī)、室外風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)同時(shí)工作；3、除濕時(shí)室內(nèi)風(fēng)機(jī)停機(jī)、室外風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)工作?？照{(diào)斷電來(lái)電自啟動(dòng)的目的：維持空調(diào)原來(lái)開(kāi)機(jī)、制冷狀態(tài)、保障環(huán)境溫度穩(wěn)定，提高商用空調(diào)智能化，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。分體商用空調(diào)要實(shí)現(xiàn)來(lái)電自啟動(dòng)有兩種方法：（1）空調(diào)斷電再次來(lái)電時(shí)給空調(diào)紅外接收器一個(gè)開(kāi)機(jī)信號(hào)，類似于自動(dòng)按一下遙控器開(kāi)關(guān)鍵。（2）把原來(lái)空調(diào)控制系統(tǒng)換成類似機(jī)房專用空調(diào)控制器，由控制器自身記錄空調(diào)狀態(tài)，來(lái)電時(shí)自動(dòng)恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)?，F(xiàn)在我們比較一下兩種來(lái)電自啟動(dòng)控制器的優(yōu)缺點(diǎn)：首先我們來(lái)看射頻空調(diào)自啟動(dòng)工作原理：（1）在每臺(tái)空調(diào)

4、周圍的墻上或其他地方安裝一個(gè)紅外發(fā)射頭對(duì)準(zhǔn)原來(lái)空調(diào)紅外接收處。（2）空調(diào)運(yùn)行控制邏輯由原來(lái)控制板完成?。（3）當(dāng)空調(diào)斷電再次來(lái)電時(shí)接有發(fā)射頭的空調(diào)自啟動(dòng)器給空調(diào)發(fā)射一個(gè)開(kāi)機(jī)信號(hào)，空調(diào)重新初始化自身控制程序、根據(jù)空調(diào)檢測(cè)到的溫度及空調(diào)原來(lái)設(shè)置的工作模式來(lái)決定是否開(kāi)室內(nèi)風(fēng)機(jī)、室外風(fēng)機(jī)及壓縮機(jī)還是其他動(dòng)作。射頻信號(hào)來(lái)電自啟動(dòng)器缺點(diǎn)：（1）經(jīng)常出現(xiàn)開(kāi)機(jī)不成功原因：a.自啟動(dòng)控制器不穩(wěn)定（由于這些控制器都是少量生產(chǎn)，基本沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格全面的性能測(cè)試）；b.頻本身缺陷，信號(hào)中間不能有障礙、發(fā)射頭（接收頭）不能有灰塵固定不動(dòng)的發(fā)射頭經(jīng)常被灰塵覆蓋。（2）容易損壞壓縮機(jī)原因：a.射頻來(lái)電自啟動(dòng)控制器無(wú)法識(shí)別空調(diào)

5、壓縮機(jī)狀態(tài)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)保護(hù)。頻繁斷電的情況下，射頻自啟動(dòng)控制器頻繁的向空調(diào)發(fā)送開(kāi)機(jī)指令，造成空調(diào)壓縮機(jī)頻繁開(kāi)關(guān)，容易引起壓縮機(jī)損壞。b.有些射頻自啟動(dòng)器設(shè)計(jì)了連續(xù)開(kāi)機(jī)幾次的功能，也是造成空調(diào)頻繁開(kāi)關(guān)機(jī)的原因如射頻啟動(dòng)器發(fā)出開(kāi)指令由于灰塵或障礙物干擾，射頻自啟動(dòng)器認(rèn)為沒(méi)有開(kāi)機(jī)成功，復(fù)位再次發(fā)出開(kāi)機(jī)指令，使得壓縮機(jī)頻繁開(kāi)關(guān)。3.主要技術(shù)內(nèi)容3.1 預(yù)期目標(biāo)空調(diào)來(lái)電自啟動(dòng)控制器是專門針對(duì)企業(yè)機(jī)房而設(shè)計(jì)的。這里所謂機(jī)房的特征是：需要長(zhǎng)時(shí)間使用一般的民用空調(diào)機(jī)來(lái)調(diào)節(jié)空氣溫度，通常情況下無(wú)人值守。一旦遇到斷電情況，空調(diào)機(jī)即停止工作，即使外界電網(wǎng)恢復(fù)供電，一般的普通空調(diào)機(jī)都不會(huì)自動(dòng)檢測(cè)來(lái)電并自動(dòng)啟動(dòng)。本

6、產(chǎn)品就是用來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題的。3.2 應(yīng)用領(lǐng)域空調(diào)來(lái)電自啟動(dòng)控制器適用在需要空調(diào)24小時(shí)開(kāi)機(jī)的場(chǎng)所，比如：電腦機(jī)房、自動(dòng)銀行換鈔間、移動(dòng)聯(lián)通等運(yùn)營(yíng)商戶外基站、電力系統(tǒng)變電站、戶外箱站、溫室、倉(cāng)庫(kù)、生物制藥廠、無(wú)菌室、潔凈廠房、學(xué)校圖書(shū)館、檔案館、文物館、倉(cāng)儲(chǔ)中心、醫(yī)院血站、疾病防控中心、環(huán)保監(jiān)測(cè)部門的冷庫(kù)、智能樓宇等需要溫度監(jiān)測(cè)的場(chǎng)所和領(lǐng)域。3.3 創(chuàng)新點(diǎn)及特色智能控制器來(lái)電自啟動(dòng)工作原理：當(dāng)空調(diào)斷電再次來(lái)電時(shí)，智能控制系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)斷電前運(yùn)行狀態(tài)。采用專業(yè)空調(diào)智能控制器優(yōu)點(diǎn)：采用單片工控專用芯片和低頻率信號(hào)線路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)最精簡(jiǎn)的硬件電路方案，能夠有效抵抗各種電氣干擾，減少了元器件數(shù)量，降低了故障

7、率，延長(zhǎng)了使用壽命；同時(shí)也控制了功耗、體積；并且開(kāi)機(jī)成功率非常高，有效地保護(hù)空調(diào)壓縮機(jī)等核心部件。3.4 電路原理圖圖13.5 電路簡(jiǎn)介本控制器圖1由變壓器、橋式整流器、延時(shí)電容、穩(wěn)壓芯片、電壓比較器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、開(kāi)關(guān)三極管及常開(kāi)繼電器構(gòu)成。變壓器t1初級(jí)通過(guò)保險(xiǎn)器f1接220v市電，實(shí)現(xiàn)電壓220v轉(zhuǎn)換為12v，變壓器t1次級(jí)跨接橋式整流器d的輸入端，橋式整流器d跨接于穩(wěn)壓芯片ic1的輸入端及地端間，穩(wěn)壓芯片ic1輸入端、輸出端分別接有第一濾波電容c1及第二濾波電容c2，第一電阻r1與延時(shí)電容c3串聯(lián)支路跨接于穩(wěn)壓芯片ic1輸出端及地端間，構(gòu)成rc延時(shí)電路，中間接

8、點(diǎn)接電壓比較器ic2電壓負(fù)端輸入端腳2。第一電阻r1是延時(shí)微調(diào)電阻，用以調(diào)節(jié)延時(shí)時(shí)間。第二電阻r2、第三電阻r3串聯(lián)支路跨接于穩(wěn)壓芯片ic1輸出端及地端間和電壓比較器ic2腳8及腳4間，中間接點(diǎn)接電壓比較器ic2電壓正端輸入端腳3，電壓比較器ic2輸出端串接第四電阻r4后接三極管q1基極，開(kāi)關(guān)三極管q1發(fā)射極接常開(kāi)繼電器k1，第五二極管d5跨接于三極管q1發(fā)射極與地端間。常開(kāi)繼電器輸出應(yīng)接空調(diào)面板的啟動(dòng)開(kāi)關(guān)。本設(shè)計(jì)穩(wěn)壓芯片ic1采用7809穩(wěn)壓芯片，r1是延時(shí)微調(diào)電阻（3296精密電位器）；r4是限流偏置電阻；第五二極管d5是保護(hù)二極管（1n4007）本設(shè)計(jì)可以在自動(dòng)啟動(dòng)空調(diào)的同時(shí)，不需要人工

9、干預(yù)，控制器中僅采用常用電子元件，且設(shè)計(jì)新穎，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，工作安全可靠。3.6 電路原理220v市電經(jīng)過(guò)一變壓器降壓、整流器整流、穩(wěn)壓、濾波后輸入到電壓比較器，電路通電一段時(shí)間后電壓比較器的同相輸入端電壓大于反向輸入端電壓，電壓比較器輸出高電平，使一常開(kāi)繼電器吸合，使空調(diào)自動(dòng)啟動(dòng)，空調(diào)啟動(dòng)后繼電器釋放并復(fù)位。3.7 工作原理220v市電經(jīng)過(guò)220v/12v電源變壓器（t1）后輸出12v交流電。經(jīng)過(guò)（d1d4）橋式整流器后輸出脈動(dòng)直流電，再經(jīng)過(guò)第一濾波電容（c1）濾波，再經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓芯片輸出+9v。穩(wěn)壓芯片再經(jīng)過(guò)第二濾波電容（c2）濾波，此電源輸出為直流+9v。電路接入+9v電源后，當(dāng)電路通

10、電時(shí)，第二電阻r2、第三電阻r3組成串聯(lián)分壓電路使電壓比較器ic2的同相輸入基準(zhǔn)電壓為4.5v；由r1和c3構(gòu)成rc延時(shí)電路，t= r1 c3，r1是延時(shí)微調(diào)電阻，控制電壓比較器的反向輸入基準(zhǔn)電壓。當(dāng)電壓比較器同相輸入端電壓高于反向輸入端電壓時(shí)，電壓比較器輸出高電平使開(kāi)關(guān)三極管s8050導(dǎo)通，繼電器線圈得電吸合。（當(dāng)繼電器線圈沒(méi)通電時(shí)動(dòng)觸點(diǎn)1和靜觸點(diǎn)3處于常開(kāi)狀態(tài)；當(dāng)繼電器線圈通電時(shí)動(dòng)觸點(diǎn)1和靜觸點(diǎn)3之間由常開(kāi)狀態(tài)轉(zhuǎn)為閉合狀態(tài)。）當(dāng)r1給c3充電過(guò)程中，此過(guò)程中電壓比較器的反相輸入端的基準(zhǔn)電壓慢慢升高，當(dāng)電容c1兩端電壓充電至4.5v以上時(shí)，此時(shí)電壓比較器同相輸入端電壓小于反相輸入端電壓，電壓

11、比較器輸出低電平，從而繼電器線圈失電釋放。本設(shè)計(jì)可以調(diào)節(jié)r1的大小可改變繼電器閉合時(shí)間。（r1阻值增大延時(shí)時(shí)間增長(zhǎng)。一般空調(diào)通電時(shí)內(nèi)部電路復(fù)位時(shí)需0.3s）。4.重要技術(shù)難點(diǎn)4.1主控板信號(hào)完整性設(shè)計(jì)信號(hào)在傳輸路徑上的質(zhì)量，傳輸路徑可以是普通的金屬線，可以是光學(xué)器件，也可以是其他媒質(zhì)。信號(hào)具有良好的信號(hào)完整性是指具有所必需達(dá)到的電壓電平數(shù)值。差的信號(hào)完整性不是由某一單一因素導(dǎo)致的，而是板級(jí)設(shè)計(jì)中多種因素共同引起的，所以信號(hào)完整性設(shè)計(jì)是電路板可靠運(yùn)行的關(guān)鍵因素。4.2主控板的抗干擾設(shè)計(jì)干擾源，指產(chǎn)生干擾的元件、設(shè)備或信號(hào)如：雷電、繼電器、可控硅、電機(jī)、高頻時(shí)鐘等都可能成為干擾源。傳播路徑，指干擾從干擾源傳播到敏感器件的通路或媒介。典型的干擾傳播路徑是通過(guò)導(dǎo)線的傳導(dǎo)和空間的輻射。敏感器件，指容易被干擾的