一种空调器及其主控制器的模数转换校正辅助电路的制作方法

一种空调器及其主控制器的模数转换校正辅助电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于空调器电控技术领域，尤其涉及一种空调器及其主控制器的模数 转换校正辅助电路。
【背景技术】
[0002] 目前，空调器是通过主控制器对空调器的运行状态进行控制的。主控制器包含有 模数转换电路，模数转换电路将空调器在运行过程所采样到的关键参数（如室外环境温 度、整机运行的电压和电流等参数）从模拟量转换为数字量，而在模数转换电路在执行模 数转换的过程中存在转换误差（包括增益误差和偏移量误差），如果直接将模数转换电路 所输出的数字量应用于主控制器的控制回路，则系统的控制精度会因转换误差的影响而降 低。为了提高模数转换电路的转换精度，则必须对其增益误差和偏移量误差进行校正。对 于模数转换电路，其所输入的模拟量X与所输出的数字量Y之间呈以下线性关系：
[0003] Y = maXX+b (1)
[0004] 其中，ma和b分别为增益和偏移量。
[0005] 基于上述线性关系，现有技术采用单通道校正辅助电路对主控制器中的模数转换 电路进行校正，该单通道校正电路中的开关管根据主控制器所输出的高电平信号或低电平 信号实现导通或关断，从而使单通道校正电路输出相应的两个校正电压（分别对应高电平 信号和低电平信号）至主控制器，主控制器再将该两个校正电压经过模数转换电路进行模 数转换后得到对应的两个校正电压数字量，并根据上述关系式（1)得到模数转换电路的实 际增益ma和实际偏移量b，进而便可根据实际增益ma和实际偏移量b完成对模数转换电路 的校正，从而使模数转换电路在进行模数转换的过程中克服上述转换误差。然而，在上述单 通道校正辅助电路中，当开关管导通时，其所输出的校正电压接近为0V，且该校正电压的不 易调节，无法使主控制器在较宽的校正电压范围内对模数转换电路进行精确的校正。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型的目的在于提供一种主控制器的模数转换校正辅助电路，旨在解决现 有技术所存在的无法使主控制器在较宽的校正电压范围内对模数转换电路进行精确校正 的问题。
[0007] 本实用新型是这样实现的，一种主控制器的模数转换校正辅助电路，所述主控制 器包含模数转换电路，所述主控制器根据所述模数转换校正辅助电路所输出的校正电压对 所述模数转换电路进行转换误差校正；
[0008] 所述模数转换校正辅助电路包括：
[0009] 低通滤波单元、开关管、分压滤波单元及二极管；
[0010] 所述低通滤波单元的输入端连接所述主控制器的电平输出端，所述低通滤波单元 的输出端连接所述开关管的受控端，所述开关管的输入端连接所述分压滤波单元的分压控 制端，所述分压滤波单元的输入端与所述二极管的阴极共接于电源电压，所述分压滤波单 元的输出端与所述二极管的阳极共接于所述主控制器的校正电压输入端，所述低通滤波单 元的地端与所述开关管的输出端及所述分压滤波单元的地端共接于地；
[0011] 所述低通滤波单元对所述主控制器所输出的电平信号进行分压和低通滤波处理 后输出相应的开关信号控制所述开关管的通断，所述开关管在导通或关断时使所述分压滤 波单元输出相应的校正电压至所述主控制器，所述二极管对所述分压滤波单元所输出的校 正电压进行电压钳位处理；所述分压滤波单元中包含多个分压电阻，所述校正电压的电压 范围跟随所述多个分压电阻的阻值变化而变化。
[0012] 本实用新型还提供了一种空调器，其包括主控制器以及上述的模数转换校正辅助 电路。
[0013] 本实用新型通过采用包括低通滤波单元、开关管、分压滤波单元及二极管的模数 转换校正辅助电路，由低通滤波单元对主控制器所输出的电平信号进行分压和低通滤波处 理后输出相应的开关信号控制开关管的通断，开关管在导通或关断时使分压滤波单元输出 相应的校正电压至主控制器，二极管能够对分压滤波单元所输出的校正电压进行电压钳位 处理，并且上述校正电压的电压范围可以跟随分压滤波单元中的多个分压电阻的阻值的变 化而变化，从而在保证为主控制器提供精确的校正电压的同时，能够使主控制器在较宽的 校正电压范围内对模数转换电路进行精确校正。
【附图说明】
[0014] 图1是本实用新型实施例提供的主控制器的模数转换校正辅助电路的结构图；
[0015] 图2是图1所示的模数转换校正辅助电路的示例电路结构图。
【具体实施方式】
[0016] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0017] 图1示出了本实用新型实施例提供的主控制器的模数转换校正辅助电路的结构， 其中，主控制器100包含模数转换电路101，模数转换电路101用于将模拟信号采样电路 102所输出的模拟信号转换为数字信号；主控制器100根据模数转换校正辅助电路200所 输出的校正电压对模数转换电路101进行转换误差校正；为了便于说明，图1仅示出了与本 实用新型实施例相关的部分，详述如下：
[0018] 模数转换校正辅助电路200包括：
[0019] 低通滤波单元201、开关管202、分压滤波单元203及二极管Dl ;
[0020] 低通滤波单元201的输入端连接主控制器100的电平输出端P1，低通滤波单元 201的输出端连接开关管202的受控端，开关管202的输入端连接分压滤波单元203的分压 控制端，分压滤波单元203的输入端与二极管Dl的阴极共接于电源电压V DD，分压滤波单元 203的输出端与二极管Dl的阳极共接于主控制器100的校正电压输入端P2,低通滤波单元 201的地端与开关管202的输出端及分压滤波单元203的地端共接于地。
[0021] 低通滤波单元201对主控制器100所输出的电平信号进行分压和低通滤波处理后 输出相应的开关信号控制开关管202的通断，开关管202在导通或关断时使分压滤波单元 203输出相应的校正电压至主控制器100,二极管Dl对分压滤波单元203所输出的校正电 压进行电压钳位处理；分压滤波单元203中包含多个分压电阻，上述校正电压的电压范围 跟随该多个分压电阻的阻值变化而变化。
[0022] 具体的，图2示出了本实用新型实施例提供的主控制器的模数转换校正辅助电路 的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：
[0023] 低通滤波单元201包括：
[0024] 第一电阻R1、第二电阻R2及第一电容Cl ;
[0025] 第一电阻Rl的第一端为低通滤波单元201的输入端，第一电阻Rl的第二端与第 二电阻R2的第一端及第一电容Cl的第一端的共接点为低通滤波单元201的输出端，第二 电阻R2的第二端与第一电容Cl的第二端的共接点为低通滤波单元201的地端。
[0026] 开关管202具体为NMOS管Ql，NMOS管Ql的栅极、漏极及源极分别为开关管202 的受控端、输入端及输出端。
[0027] 分压滤波单元203包括：
[0028] 第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5及第二电容C2 ;
[0029] 第三电阻R3的第一端为分压滤波单元203的输入端，第三电阻R3的第二端与第 四电阻R4的第一端及第二电容C2的共接点为分压滤波单元203的输出端，第四电阻R4的 第二端与第五电阻R5的第一端的共接点为分压滤波单元203的分压控制端，第五电阻R5 的第二端与第二电容C2的第二端的共接点为分压滤波单元203的地端。
[0030] 以下结合工作原理对上述的模数转换校正辅助电路200作进一步说明：
[0031] 主控制器100的电平输出端Pl输出电平信号（高电平或低电平）至第一电阻R1， 由第一电阻R1、第二电阻R2及第一电容Cl组成的低通滤波器对该电平信号进行低通滤波 处理以滤除噪声信号，避免NMOS管Ql出现误导通。当电平信号为高电平时，NMOS管Ql导 通，则第五电阻R5被短路，分压滤波单元203所输出的校正电压为第四电阻R4上的分压， 该校正电压此时如下式所示：
[0033] 其中，Vm为分压滤波单元203在NMOS管Ql导通时所输出的校正电压。
[0034] 当电平信号为低电平时，NMOS管Ql关断，分压滤波单 元203所输出的校正电压为 第四电阻R4和第五电阻R5上的分压，该校正电压此时如下式所示：
[0036] 其中，VtwS分压滤波单元203在NMOS管Ql关断时所输出的校正电压。
[0037] 从上述关系式（2)和（3)中可知，通过调节第三电阻R3、第四电阻R4及第五电阻 R5的阻值，便可获得较宽的校正电压范围（包括V _)，从而可使主控制器100在较宽 的校正电压范围内对模数转换电路101进行校正。此外，二极管Dl能够对所输出的校正电 压进行钳位，以避免模数转换校正辅助电路200所输出的校正电压出现过冲而对主控制器 100的校正电压输入端P2造成损坏。
[0038] 具体的，对于上述的第一电阻Rl和第二电阻R2,两者串联形成分压电路，第二电 阻R2上的分压作为NMOS管Ql的栅源电压。在实际应用中，第二电阻R2的阻值远大于第 一电阻Rl的阻值；第一电容Cl作为高频滤波电容并联在NMOS管Ql的栅源极之间，第一电 容Cl的容值需远大于NMOS管Ql的栅源极之间的寄生电容；第二电容C2作为高频滤波电 容设置于分压滤波单元203的输出端，第二电容C2的容值需远大于NMOS管Ql的漏源极之 间的寄生电容。第三电阻R3、第四电阻R4及第五电阻R5的阻值由该支路上的电流和分压 滤波单元203输出的校正电压决定。
[0039] 其中，二极管Dl可具体是型号为1SS226的二极管；第一电阻Rl可具体是阻值为 IOOohm的贴片电阻，第二电阻R2可具体是阻值为1000 Oohm的贴片电阻，第一电容Cl可具 体是容值为IO3PF的贴片电容；NMOS管Ql是型号为STK7002的N沟道增强型MOS管；第三 电阻R3可具体是阻值为20000ohm的贴片电阻，第四电阻R4可具体是阻值为1000 ohm的贴 片电阻，第五电阻R5可具体是阻值为20000ohm的贴片电阻，第二电容C2可具体是容值为 IO5PF的贴片电容；电源电压Vdd可具体为3. 3V。当上述各元件的参数均已确定时，校正电 压（V?和Vott)的数值便可根据上述关系式（2)和（3)进行确定，随后主控制器100通过模 数转换电路101将校正电压从模拟量值转换相应的数字量值（V m所对应的数 字量值和￥_所对应的数字量值），再根据关系式（1)便可得到模数转换电路101的实际增 益 ma和实际偏移量b，从而可根据实际增益ma和实际偏移量b对模数转换电路101进行精 确的校正。
[0040] 基于上述模数转换校正辅助电路200对于主控制器100进行模数转换校正中所体 现出的积极效果，本实用新型还提供了一种空调器，其包括主控制器100以及上述的模数 转换校正辅助电路200。
[0041] 因此，当空调器系统上电复位后，主控制器100先与模数转换校正辅助电路200进 行通讯，对主控制器100中的模数转换电路101的增益和偏移量进行校正。当校正完成后， 模拟信号采样电路102所采样的模拟信号经过模数转换电路101后转换为数字信号，主控 制器100读取该数字信号并对空调器系统的工作状态进行检测和控制。
[0042] 综上所述，本实用新型实施例通过采用包括低通滤波单元201、开关管202、分压 滤波单元203及二极管Dl的模数转换校正辅助电路200,由低通滤波单元201对主控制 器100所输出的电平信号进行分压和低通滤波处理后输出相应的开关信号控制开关管202 的通断，开关管202在导通或关断时使分压滤波单元203输出相应的校正电压至主控制器 100,二极管Dl能够对分压滤波单元203所输出的校正电压进行电压钳位处理，并且上述校 正电压的电压范围可以跟随分压滤波单元203中的多个分压电阻的阻值的变化而变化，从 而在保证为主控制器100提供精确的校正电压的同时，能够使主控制器100在较宽的校正 电压范围内对模数转换电路101进行精确校正。
[0043] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种主控制器的模数转换校正辅助电路，所述主控制器包含模数转换电路，所述主 控制器根据所述模数转换校正辅助电路所输出的校正电压对所述模数转换电路进行转换 误差校正；其特征在于，所述模数转换校正辅助电路包括：低通滤波单元、开关管、分压滤 波单元及二极管； 所述低通滤波单元的输入端连接所述主控制器的电平输出端，所述低通滤波单元的 输出端连接所述开关管的受控端，所述开关管的输入端连接所述分压滤波单元的分压控制 端，所述分压滤波单元的输入端与所述二极管的阴极共接于电源电压，所述分压滤波单元 的输出端与所述二极管的阳极共接于所述主控制器的校正电压输入端，所述低通滤波单元 的地端与所述开关管的输出端及所述分压滤波单元的地端共接于地； 所述低通滤波单元对所述主控制器所输出的电平信号进行分压和低通滤波处理后输 出相应的开关信号控制所述开关管的通断，所述开关管在导通或关断时使所述分压滤波单 元输出相应的校正电压至所述主控制器，所述二极管对所述分压滤波单元所输出的校正电 压进行电压钳位处理；所述分压滤波单元中包含多个分压电阻，所述校正电压的电压范围 跟随所述多个分压电阻的阻值变化而变化。2. 如权利要求1所述的模数转换校正辅助电路，其特征在于，所述低通滤波单元包括： 第一电阻、第二电阻及第一电容； 所述第一电阻的第一端为所述低通滤波单元的输入端，所述第一电阻的第二端与所述 第二电阻的第一端及所述第一电容的第一端的共接点为所述低通滤波单元的输出端，所述 第二电阻的第二端与所述第一电容的第二端的共接点为所述低通滤波单元的地端。3. 如权利要求1所述的模数转换校正辅助电路，其特征在于，所述开关管为NMOS管，所 述NMOS管的栅极、漏极及源极分别为所述开关管的受控端、输入端及输出端。4. 如权利要求1所述的模数转换校正辅助电路，其特征在于，所述分压滤波单元包括： 第三电阻、第四电阻、第五电阻及第二电容； 所述第三电阻的第一端为所述分压滤波单元的输入端，所述第三电阻的第二端与所述 第四电阻的第一端及所述第二电容的共接点为所述分压滤波单元的输出端，所述第四电阻 的第二端与所述第五电阻的第一端的共接点为所述分压滤波单元的分压控制端，所述第五 电阻的第二端与所述第二电容的第二端的共接点为所述分压滤波单元的地端。5. 如权利要求1所述的模数转换校正辅助电路，其特征在于，所述二极管是型号为 1SS226的二极管。6. 如权利要求1所述的模数转换校正辅助电路，其特征在于，所述电源电压为3. 3V。7. 如权利要求2所述的模数转换校正辅助电路，其特征在于，所述第一电阻是阻值为 IOOohm的贴片电阻，所述第二电阻是阻值为1000 Oohm的贴片电阻，所述第一电容是容值为 IO 3PF的贴片电容。8. 如权利要求3所述的模数转换校正辅助电路，其特征在于，所述NMOS管是型号为 STK7002的N沟道增强型MOS管。9. 如权利要求4所述的模数转换校正辅助电路，其特征在于，所述第三电阻是阻值为 20000ohm的贴片电阻，所述第四电阻是阻值为1000 ohm的贴片电阻，所述第五电阻是阻值 为20000ohm的贴片电阻，所述第二电容是容值为IO 5pF的贴片电容。10. -种空调器，其包括主控制器，其特征在于，所述空调器还包括如权利要求1至9任
【专利摘要】本实用新型属于空调器电控技术领域，提供了一种空调器及其主控制器的模数转换校正辅助电路。本实用新型通过采用包括低通滤波单元、开关管、分压滤波单元及二极管的模数转换校正辅助电路，由低通滤波单元对主控制器所输出的电平信号进行分压和低通滤波处理后输出相应的开关信号控制开关管的通断，开关管在导通或关断时使分压滤波单元输出相应的校正电压至主控制器，二极管能够对分压滤波单元所输出的校正电压进行电压钳位处理，并且上述校正电压的电压范围可以跟随分压滤波单元中的多个分压电阻的阻值的变化而变化，从而在保证为主控制器提供精确的校正电压的同时，能够使主控制器在较宽的校正电压范围内对模数转换电路进行精确校正。
【IPC分类】H03M1/10, F24F11/00
【公开号】CN204693732
【申请号】CN201520356810
【发明人】胡爱斌
【申请人】广东美的制冷设备有限公司, 美的集团股份有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年5月28日