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CN102507034A - 空调器的温度采样电路和采样方法 - Google Patents

空调器的温度采样电路和采样方法 Download PDF

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CN102507034A CN2011103159270A CN201110315927A CN102507034A CN 102507034 A CN102507034 A CN 102507034A CN 2011103159270 A CN2011103159270 A CN 2011103159270A CN 201110315927 A CN201110315927 A CN 201110315927A CN 102507034 A CN102507034 A CN 102507034A
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吴桂贤
朱良红
付新
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Abstract

本发明涉及一种空调器的温度采样电路，包括温度传感器、第一、二分压电阻、RC滤波电路及控制芯片，其特征在于还包括切换开关和第三分压电阻；其中第一、二、三分压电阻及温度传感器互相串联后设于电源输入端Vcc和电源地之间，所述温度传感器设于第一、二分压电阻之间；RC滤波电路的输出端与控制芯片的A/D转换接口电连接，RC滤波电路的输入端与温度传感电连接，所述切换开关的输出端与第二分压电阻或第三分压电阻的一端电连接，切换开关的控制口与控制芯片的输出端电连接。所述的控制芯片上设有A/D转换接口和切换开关控制口。同时本发明还涉及一种应用该电路的采样方法。其可以根据采样到的温度值自动调整电路中的分压电阻，并根据切换开关的状态和采样得到的A/D值计算相应的温度值，使空调器在各个温度区间都具有较高的采样精度。

Description

空调器的温度采样电路和采样方法
技术领域
本发明属于温度采样技术领域，尤其涉及一种空调器的温度采样电路和采样方法。
背景技术
目前空调器内设有多个温度传感器，用于采集室内环境温度、室内机蒸发器温度、室外机压缩机排气温度、室外机冷凝器温度和室外环境温度等信息。这些温度传感器一般经过简单的电阻分压电路分压和控制芯片模/数转换后，转换为数字量来对空调进行各种控制。因此，采样的精度直接影响着空调器的制冷制热效果。
随着空调器的广泛应用和品质提高，要求空调器能够检测到较宽的温度范围，一般从-30℃到130℃。而空调器的温度传感器实质是一个负温度系数的热敏电阻。当温度从-30℃到130℃变化时，其阻值变化很大，从几百欧姆到一百多千欧。一般的固定分压电阻的采样电路原理图如图1所示。对现有技术中温度采样电路而言，采样信号变化越大，其精度越低。因此，要想温度从-30℃到130℃变化时，在固定分压电阻的采样电路中进行高精度采样是很难实现的。
发明内容
针对上述空调器温度采样的问题，本发明提供一种空调器的温度采样电路和采样方法，其可以根据采样到的温度值自动调整电路中的分压电阻，并根据切换开关的状态和采样得到的A/D值计算相应的温度值，使空调器在各个温度区间都具有较高的采样精度。
其技术方案如下：
一种空调器的温度采样电路，包括温度传感器、第一分压电阻、第二分压电阻、RC滤波电路及控制芯片，其特征在于还包括切换开关和第三分压电阻；其中，第一分压电阻的一端与电源输入端Vcc电连接，第三分压电阻的一端与电源地电连接，第一分压电阻、温度传感器、第二分压电阻及第三分压电阻依次串联在电源输入端Vcc和电源地之间，所述温度传感器设于第一分压电阻和第二分压电阻之间；RC滤波电路的输出端与控制芯片的A/D转换接口电连接，RC滤波电路的输入端与温度传感电连接，所述切换开关的输出端与第二分压电阻或第三分压电阻的一端电连接，切换开关的控制口与控制芯片的输出端电连接。
所述切换开关包括场效应管、第五电阻和第六电阻，其中第五电阻的两端分别与场效应管的源极和栅极电连接；第六电阻的一端与场效应管的栅极电连接，另一端与控制芯片的输出端电连接；场效应管的源极和漏极接第三分压电阻的两端或第二分压电阻的两端或第二分压电阻的两端。
所述RC滤波电路包括第四电阻和电容；其中第四电阻的一端与温度传感器的一端电连接，另一端与控制芯片的A/D转换接口电相连；电容的一端与控制芯片的A/D转换接口电相连，另一端接地。
前述空调器所采用的温度采样方法包括如下步骤：
A、电流经温度传感器和三个分压电阻后输出电压信号，该信号经RC滤波电路后输入到控制芯片；
B、控制芯片根据当前切换开关的状态，可判断分压电路中串入的分压电阻大小，并结合采样到的电压信号的A/D值可以计算出相应的温度值；
C、控制芯片根据步骤B中计算得到的温度值和设定的控制规则改变切换开关的开通和关断状态，当控制芯片的切换开关的控制口为高电平时,若采样到的温度值                                                
Figure 916036DEST_PATH_IMAGE001
，则控制芯片的切换开关的控制口继续保持高电平；若采样到的温度值
Figure 102429DEST_PATH_IMAGE002
，则控制芯片的切换开关的控制口输出低电平；当控制芯片的切换开关的控制口为低电平时，若采样到的温度值
Figure 874076DEST_PATH_IMAGE003
，则控制芯片的切换开关的控制口继续保持低电平；若采样到的温度值
Figure 762397DEST_PATH_IMAGE004
，则控制芯片的切换开关的控制口输出高电平。
所述的采样方法步骤C中，通过设置一个回差，防止采样到的温度在边界值附近波动时切换开关不停地开关的现象。
所述温度值 的取值范，所述温度值
Figure 64569DEST_PATH_IMAGE007
的取值范围为
Figure 502503DEST_PATH_IMAGE008
。[T1] 
本发明与现有技术相比的优点是：把温度划分为两个区间，缩小了每个区间中采样信号的变化范围。并根据采样结果自动调整电路中的分压电阻阻值，使空调器在各个温度区间都具有较高的采样精度。
附图说明
图1为现有技术的温度采样电路原理图；
图2为本发明温度采样电路原理图；
图3 为本发明的切换开关控制规则。
具体实施方式
    下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。
如图2所示，一种空调器的温度采样电路，包括温度传感器Rt、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、RC滤波电路及控制芯片，控制芯片[T2] 。本发明的特点是还包括切换开关和第三分压电阻R3；其中第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、第三分压电阻R3及温度传感器Rt互相串联后设于电源输入端Vcc和电源地之间，所述温度传感器Rt设于第一分压电阻R1和第二分压电阻R2之间；RC滤波电路的输出端与控制芯片的A/D转换接口电连接，RC滤波电路的输入端与温度传感Rt电连接，所述切换开关的输出端与第二分压电阻R2或第三分压电阻R3的一端电连接，切换开关的控制口与控制芯片的输出端电连接。
在本实施例中，所述切换开关包括场效应管Q1、第五电阻R5和第六电阻R6，其中第五电阻R5的两端分别与场效应管Q1的源极和栅极电连接；第六电阻R6的一端与场效应管Q1的栅极电连接，另一端与控制芯片的输出端电连接；场效应管Q1的源极和漏极接第三分压电阻R3的两端或第二分压电阻R2的两端。
所述RC滤波电路包括第四电阻R4和电容C1；其中第四电阻R4的一端与温度传感器Rt的一端电连接，另一端与控制芯片的A/D转换接口电相连；电容C1的一端与控制芯片的A/D转换接口电相连，另一端接地。
在本实施例中，空调器所采用的温度采样方法包括如下步骤：
A. 电流经温度传感器Rt和三个分压电阻后输出电压信号，该信号经RC一阶滤波电路后输入到控制芯片的A/D转换接口。具体而言，电源输入端Vcc=1.8V，第一分压电阻R1=2.67千欧，第二分压电阻R2=5.36千欧、第三分压电阻R3=68千欧。图2中的RC滤波电路由第四电阻R4和电容C1组成。电压信号经过RC滤波电路后输入到控制芯片的A/D转换接口。
B. 控制芯片根据当前切换开关的状态和采样到的电压信号的A/D值计算相应的温度值。当控制芯片的切换开关的控制口输出高电平时，场效应管Q1导通并使第三分压电阻R3短路。此时采样电路中只有第一分压电阻R1及第二分压电阻R2起到分压作用。当控制芯片的切换开关的控制口输出低电平时，场效应管Q1关断，使得第三分压电阻R3并入到分压电路中。实质上，切换开关的作用是通过在分压电路中加入或去掉第三分压电阻R3来调节输入到控制芯片A/D转换接口的电压信号大小。控制芯片根据切换开关的通断状态和电压信号的A/D值自动计算出相应的温度。
C．控制芯片根据步骤B中计算得到的温度值控制切换开关的开通或关断。本实施例中切换开关的控制规则如图3所示，具体而言，T1=16℃，T2=-16℃。当控制芯片的切换开关的控制口为高电平时,若采样到的温度值 
Figure 614465DEST_PATH_IMAGE009
℃，则控制芯片的切换开关的控制口继续保持高电平。若采样到的温度值
Figure 87035DEST_PATH_IMAGE010
℃，则控制芯片的切换开关的控制口为低电平；当控制芯片的切换开关的控制口输出低电平时，若采样到的温度值
Figure 138168DEST_PATH_IMAGE011
℃，则控制芯片的切换开关的控制口继续保持低电平。若采样到的温度值
Figure 63398DEST_PATH_IMAGE012
℃，则控制芯片的切换开关的控制口输出高电平。
本实施例实质上是通过切换开关，把温度划分为两个采样区间，缩小了采样信号变化范围，从而提高采样精度。
以上仅为本发明的具体实施例，并不以此限定本发明的保护围；在不违反本发明构思的基础上所作的任何替换和改进，均属本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种空调器的温度采样电路，包括温度传感器（Rt）、第一分压电阻（R1）、第二分压电阻（R2）、RC滤波电路及控制芯片，其特征在于还包括切换开关和第三分压电阻（R3）；其中，第一分压电阻（R1）的一端与电源输入端Vcc电连接，第三分压电阻（R3）的一端与电源地电连接，第一分压电阻（R1）、温度传感器（Rt）、第二分压电阻（R2）及第三分压电阻（R3）依次串联在电源输入端Vcc和电源地之间，所述温度传感器（Rt）设于第一分压电阻（R1）和第二分压电阻（R2）之间；RC滤波电路的输出端与控制芯片的A/D转换接口电连接，RC滤波电路的输入端与温度传感（Rt）电连接，所述切换开关的输出端与第二分压电阻（R2）或第三分压电阻（R3）的一端电连接，切换开关的控制口与控制芯片的输出端电连接。
2.根据权利要求1所述的空调器的温度采样电路，其特征在于所述切换开关包括场效应管（Q1）、第五电阻（R5）和第六电阻（R6），其中第五电阻（R5）的两端分别与场效应管（Q1）的源极和栅极电连接；第六电阻（R6）的一端与场效应管（Q1）的栅极电连接，另一端与控制芯片的输出端电连接；场效应管（Q1）的源极和漏极分别接第三分压电阻（R3）的两端或第二分压电阻（R2）的两端。
3.根据权利要求1所述的空调器的温度采样电路，其特征在于所述RC滤波电路包括第四电阻（R4）和电容（C1）；其中第四电阻（R4）的一端与温度传感器（Rt）的一端电连接，另一端与控制芯片的A/D转换接口电相连；电容（C1）的一端与控制芯片的A/D转换接口电相连，另一端接地。
4.根据权利要求1所述的空调器的温度采样电路的采样方法，其特征在于包括如下步骤：
A、电流经温度传感器（Rt）和三个分压电阻后输出电压信号，该信号经RC滤波电路后输入到控制芯片；
B、控制芯片根据当前切换开关的状态，可判断分压电路中串入的分压电阻大小，并结合采样到的电压信号的A/D值可以计算出相应的温度值；
C、控制芯片根据步骤B中计算得到的温度值和设定的控制规则改变切换开关的开通和关断状态，当控制芯片的切换开关的控制口为高电平时,若采样到的温度值                                                
Figure 493656DEST_PATH_IMAGE001
，则控制芯片的切换开关的控制口继续保持高电平；若采样到的温度值
Figure 168351DEST_PATH_IMAGE002
，则控制芯片的切换开关的控制口输出低电平；当控制芯片的切换开关的控制口为低电平时，若采样到的温度值
Figure 691736DEST_PATH_IMAGE003
，则控制芯片的切换开关的控制口继续保持低电平；若采样到的温度值
Figure 308531DEST_PATH_IMAGE004
，则控制芯片的切换开关的控制口输出高电平。
5.根据权利要求4所述的空调器的温度采样电路的采样方法，其特征在于所述的采样方法步骤C中
Figure 550157DEST_PATH_IMAGE005
，通过设置一个回差，防止采样到的温度在边界值附近波动时切换开关不停地开关的现象。
6.根据权利要求4或5所述的空调器的温度采样电路的采样方法，其特征在于所述温度值 
Figure 762963DEST_PATH_IMAGE006
的取值范围为，所述温度值
Figure 430016DEST_PATH_IMAGE008
的取值范围为
Figure 158938DEST_PATH_IMAGE009
。
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