空调电气安全控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电气控制领域，具体涉及一种空调电气安全控制方法及系统。

背景技术

随着空调家庭保有量的提升，空调的电气安全越来越重要，目前空调安装，柜机通常加装带漏电保护的开关，挂机直接使用用户插座。当用户未安装漏电保护开关或在部分无地线及地线连接不良的用户，可能出现因空调漏电导致的安全问题，且空调器一旦外机裸露部分出现漏电，现有空调产品不能提供相关的警告指示。

发明内容

本发明的目的是提供一种空调电气安全控制方法及系统，实现了对空调漏电的自动保护，并对空调存在的漏电风险进行了提示，极大地提高了安全性能。

本发明采取如下技术方案实现上述目的，空调电气安全控制方法，包括：

步骤1、实时采集空调的火线电流Iac与零线电流I'ac；

步骤2、将火线电流与零线电流做差，并对差值的绝对值进行判断；若|Iac-I'ac|＞A1，A1为漏电保护阈值，则进入步骤3；若|Iac-I'ac|＞A2，A2为漏电风险判定保护阈值，则进入步骤4，所述A1＞A2；

步骤3、判定空调出现漏电，并切断电源开关；

步骤4、判断空调存在漏电风险，并提醒用户维修。

进一步的是，在步骤1中，对采集空调火线或零线电流在时序上进行延时，延时时间为零线或火线电流数据输出时间t。

进一步的是，在步骤2中，将火线电流与零线电流做差分析的方法包括：将当前采集的零线或火线电流值与t时刻之前采集的火线或零线电流值进行做差分析。

进一步的是，在步骤1中，采集火线电流与零线电流时，均采集半个周期内的各自的最大电流值。

进一步的是，将火线电流与零线电流做差分析的方法包括：将采集半个周期内的各自的最大电流值进行做差分析。

进一步的是，在步骤1中，采集火线电流与零线电流时，均采集各自的电流有效值，分别为Irms，I'rms。

进一步的是，在步骤2中，将火线电流与零线电流做差分析的方法包括：将采集各自的电流有效值做差分析，若|Irms-I'rms|＞A1rms，A1rms为漏电保护阈值，则判定出现漏电，并切断电源；若|Irms-I'rms|＞A2rms，A2rms为漏电风险判定保护阈值，则判定存在漏电风险，并提醒用户维修，所述A1rms＞A2rms。

空调电气安全控制系统，包括：

采样电路，用于采集空调火线电流与零线电流；

控制电路，用于对采集的火线电流以及零线电流进行做差分析，并根据分析结果控制电源的通断以及对用户进行提示。

本发明对空调火线及零线电流进行采集，并将火线电流与零线电流差值的绝对值分别与漏电保护阈值及漏电风险判定保护阈值进行对比，超过漏电保护阈值，则切断电源；超过漏电风险判定保护阈值，则提醒用户；实现了对空调漏电的自动保护，并对空调存在的漏电风险进行了提示，极大地提高了安全性能。

附图说明

图1是本发明空调电气安全控制方法流程图。

图2是本发明控制电路的实施例电路图。

图3是本发明采样电路的实施例电路图。

图4是本发明无漏电时的电流波形图。

图5时本发明漏电情况下的电流波形图。

具体实施方式

本发明空调电气安全控制方法，其方法流程图如图1，包括：

步骤101、实时采集空调的火线电流Iac与零线电流I'ac；

步骤102、将火线电流与零线电流做差，并对差值的绝对值进行判断；若|Iac-I'ac|＞A1，A1为漏电保护阈值，则进入步骤103；若|Iac-I'ac|＞A2，A2为漏电风险判定保护阈值，则进入步骤104，所述A1＞A2；

步骤103、判定空调出现漏电，并切断电源开关；

步骤104、判断空调存在漏电风险，并提醒用户维修。

在对电流传输采样时，由于传输速率的限制(如图3)，火线采样电流会存在一定滞后性，(例如使用100Kbps的速率进行通讯，则在传输16位AD值的滞后时间为160us)，因此，为了提高电流数据准确性，在步骤101中，对采集空调零线电流在时序上进行延时，延时时间为火线电流数据输出时间t，再将当前采集的火线电流值与t时刻之前采集的零线电流值进行做差分析。(在时序延时上，火零线可以互换)

在步骤101中，采集火线电流与零线电流时，均采集半个周期内的各自的最大电流值(例如50Hz的交流，则半周期为10ms)，再将火线电流与零线电流做差分析的方法包括：将采集半个周期内的各自的最大电流值进行做差分析。

在步骤101中，采集火线电流与零线电流时，均采集各自的电流有效值，分别为Irms，I'rms，再将采集各自的电流有效值做差分析，若|Irms-I'rms|＞A1rms，A1rms为漏电保护阈值，则判定出现漏电，并切断电源；若|Irms-I'rms|＞A2rms，A2rms为漏电风险判定保护阈值，则判定存在漏电风险，并提醒用户维修，所述A1rms＞A2rms。

空调电气安全控制系统，包括：

采样电路，用于采集空调火线电流与零线电流；

控制电路，用于对采集的火线电流以及零线电流进行做差分析，并根据分析结果控制电源的通断以及对用户进行提示。

采样电路的实施例电路图如图3，其中，电压采样电路单元包括电阻R101、电阻R102、电阻R103、电阻R104、电容C101、二极管VD101以及二极管VD102；具体的，电压采样的参考为零线，火线电压通过电阻R101、R102分压；

为确保能够采到输入电压的正负半周的电压值，设置有静态偏置电阻R103；

设置有VD101和VD102钳位二极管，确保该电路的输出电压不超过电源范围；

设置有R104和C101作为滤波电路，防止干扰。

零线电流采样电路单元包括电阻R201、电阻R202、电阻R203、电容C201、二极管VD201以及二极管VD202；具体的，R201为采样电阻，用于将零线电流转换为电阻上的电压；

为确保能够采到正负半周的电流值，设置有静态偏置电阻R202和R203；

设置有VD201和VD202钳位二极管，确保该电路的输出电压不超过电源范围；

设置有滤波电容C201，防止干扰。

火线电流采样电路单元包括电阻R301、电阻R302、电阻R303、电阻R304、电阻R305、二极管VD301、二极管VD302、AD转换芯片D301、光耦D302以及电容C301；

具体的，R301为火线电流采样电阻，用于将火线电流转换为电阻上的电压；

为确保能够采到正负半周的电流值，设置有静态偏置电阻R302和R303；

设置有VD301和VD302钳位二极管，确保该电路的输出电压不超过电源范围；

设置有滤波电容C301，防止干扰；

设置有AD采样芯片D301用户将火线电流信号转换为数字信号；

设置有由R304、D302、R305组成的数字隔离电路，用于隔离传输D301采集到的火线电流的数字信号；

其中，火线采样电路的供电+3.3VL与零线采样电路的供电+3.3VN相互隔离；该电路接入空调供电电路中，用于检测电路是否出现漏电。

控制电路的实施例电路图如图2，IN为被控线路的输入端，OUT为被控线路的输出端，C为该电路的控制信号输入端；

当C为高电平时，三极管V401导通，通过光耦D401控制可控硅V403导通，此时输入端IN和输出端OUT连通，当C为低电平时，在下一个交流过零时刻，可控硅V403关断，IN和OUT断开，从而切断对外输出的电源；该电路可应用与火线和零线；

由光耦D401、电阻R404、可控硅V403组成的控制电路可用继电器代替；将该电路接入空调供电电路中可控制室外机的供电，在出现漏电时及时断开电源，防止漏电事故。

在具体漏电检测时，本发明提供如下漏电检测实施例进行详细说明。

AD采样芯片的数据传输速率为100Kbps，采样精度是16位。

漏电检测实施例1：

S101、每隔10us通过火线采样电路采集被控电器的运行电流I0；

S102、保存火线采样电路的实时电流；

S103、读取零线采样电路采集的被控电器的运行电流I'0；

S104、从保存的火线采样电路的电流中获取第16次采样之前的电流值I_16；

S105、将I'0和I_16进行对比，如果|I'0-I_16|>A1,如图5的漏电波形图，则进入S106；如果|I'0-I_16|>A2，则进入S108；当电流波形图如图4时，则回到S101；

S106、控制器控制控制开关断开空调的供电，防止触电事故发生；

S107、通过WiFi/蓝牙、空调内机显示等方式提醒用户出现漏电，并已断开，同时提醒用户检查维修空调；

S108、通过WiFi/蓝牙、空调内机显示等方式提醒用户可能出现漏电风险，请检查空调。

漏电检测实施例2：

输入电源频率为50Hz

S201、实时采集火线采样电路的电流I0和零线采样电路的电流I'0；

S202、每隔10ms计算一次火线采样电路的电流最大值Imax和零线采样电路的电流最大值I'max；

S203、将Imax和I'max进行对比，如果|Imax-I'max|>A1，则进入S204；如果|Imax-I'max|>A2，则进入S206；当电流波形图如图4时，回到S201；

S204、控制器控制控制开关断开空调的供电，防止触电事故发生；

S205、通过WiFi/蓝牙、空调内机显示等方式提醒用户出现漏电，并已断开，同时提醒用户检查维修空调；

S206、通过WiFi/蓝牙、空调内机显示等方式提醒用户可能出现漏电风险，请检查空调。

漏电检测实施例3:

S301、实时采集火线采样电路的电流I0和零线采样电路的电流I'0；

S302、每隔10ms计算一次火线采样电路的电流有效值Irms和零线采样电路的电流有效值I'rms；

S303、将Irms和I'rms进行对比，如果|Irms-I'rms|>A1rms，则进入S304；如果|Irms-I'rms|>A2rms，则进入S306；当电流波形图如图4时，回到S301；

S304、控制器控制控制开关断开空调的供电，防止触电事故发生；

S305、通过WiFi/蓝牙、空调内机显示等方式提醒用户出现漏电，并已断开，同时提醒用户检查维修空调；

S306，通过WiFi/蓝牙、空调内机显示等方式提醒用户可能出现漏电风险，请检查空调。

采用上述空调电气安全控制方法的优点在于：

1、采用本发明所述的空调电气安全控制方法,将漏电保护功能内置于空调内机控制板上，能有效避免因空调外机漏电带来的安全风险，提升产品可靠性。

2、在发生漏电时，本发明除断开外机交流供电外，还能发出警告指示，提升维修安全系数及维修效率。

综上所述，本发明实现了对空调漏电的自动保护，并对空调存在的漏电风险进行了提示，极大地提高了安全性能。