| 用傳感器讓中央空調更節能環保，精確測量溫濕度、壓力和電流 |
| 日期：2024/1/30 10:04:00 作者： |
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受益于人民生活水平提升帶來的對生活、居住環境舒適度要求的提升，我國的中央空調市場保持著較為穩定的增長。要實現中央空調的各種功能，就需要具有高精度檢測能力的溫濕度、壓力、電流傳感器。作為高性能、高可靠性模擬及混合信號芯片公司，納芯微為中央空調的應用提供豐富的傳感器和模擬IC解決方案。
中央空調的發展趨勢和新的要求
據統計，在2023上半年我國中央空調銷量中，多聯機系統占有率約為51%，繼續位居市場第一。多聯機系統之所以受到市場青睞，主要是其安裝成本較低，使用比較靈活，能效也非常高。為此，一些精裝修住宅也開始標配這種空調。
商用中央空調采用一拖多架構，由一個室外機帶動多個室內機，每個室內機都有對應的線控器，通過反饋的溫度、濕度等信息，可以自動調節出風口、風量以及制冷、制熱功率等，以保持舒適的室內溫度。
多聯機技術的發展趨勢主要體現在兩個方向，一是節能降噪，室外機甚至室內機都有變頻能力，通過提高頻率來降低噪聲，同時實現低待機功耗。二是提高舒適度，綠色環保，比如滿足風量、溫濕度控制的特定要求；同時減少冷煤泄露對自然環境的破壞，保證空調的使用效果。
納芯微的傳感器產品恰恰可以滿足上述趨勢要求。這些產品包括符合舒適度和綠色環保要求的溫濕度傳感器、壓力傳感器，確保室外機正常運行的磁電流傳感器等，另外還有各種模擬IC產品。
納芯微為中央空調應用提供全面的傳感器解決方案
溫濕度傳感器用來檢測環境溫濕度，以控制出風口風量，平衡環境濕度，從而提高舒適度。
NSHT30是一款尺寸非常小、精度非常高的溫濕度傳感器，采用2.5mm×2.5mm小型封裝（LGA、DFN可選）。MCU通過傳感器的I2C接口讀取溫濕度數據，溫濕度測量為-40℃～125℃；濕度范圍為0～100%，基本上可以覆蓋所有的溫度和濕度范圍。
NSHT30的優勢首先是響應時間，采集溫度時間僅為2s，濕度為6s。其精度也高于其他市場同類產品，出廠前的芯片校準可以保證很高的精度要求；在0～50℃條件下，NSHT30的誤差可以控制在±0.3℃（典型值）；在50%相對濕度條件下，可以將誤差控制在±3%，滿足空調的精度要求。
壓力傳感器通常置于室外機或冷媒傳輸管上，用來檢測冷煤泄露和冷媒壓力，在保證空調使用效果的同時實現環保功能。
NSPAS3是一款集成式絕對壓力傳感器，用于空調的冷媒泄漏壓力檢測。其工作溫度為-40℃～130℃，內部集成了溫度補償電路，可以在0～85℃范圍內實現±1%的控制精度，-40℃至全溫度范圍控制精度為±1.5%。NSPAS3兼容10kPa～400kPa壓力測試范圍，可以檢測冷媒泄漏壓力。該產品待機功耗低于3mA，響應時間在0.8ms以內。此外，該芯片封裝涂有防腐蝕果凍膠，可以防止一些腐蝕性氣體損壞芯片封裝。
NSC2860x是一個電容型壓力變送器信號處理專用芯片（ASIC）方案。它可以檢測空調壓縮機中的冷媒壓力（3～5MPa）。該芯片集成了各種PGA、ADC、MCU和各種接口等數字元件，集成度非常高，可將監測到的壓力轉換成數字信號由MCU進行處理。NSC2860x還集成了4～20mA回路電源，可以實現較遠距離的傳輸，以滿足冷媒系統中壓力傳感器和MCU主控板通信距離的需求。
磁電流傳感器一般放在室外機中，主要用來監測室外機的電流，比如PFC電流或空調壓縮機電機的相電流等，通過采集系統電流信號實現跟蹤反饋，以確保系統正常運行。
NSM2019是一款集成式霍爾電流傳感器，主要用來檢測空調的電機電流或PFC電流，MCU通過VOUT引腳讀取電流值。其內部集成了基準電壓和OC（過流保護），省掉了一些比較器或運放等外圍器件。該產品的量程覆蓋20A～200A，可以滿足商用空調幾千瓦到一百千瓦的功率需求。
NSM2019的精度可達±2%，而且能夠保證全溫度范圍精度。其隔離耐壓高達5000V，爬電距離達到8.2毫米，另可承受20kA浪涌電流。其輸入帶寬高達320K，能夠滿足電流檢測的帶寬要求。由于內阻比較小，芯片的發熱量也比較小。
應用于中央空調里的其他模擬IC解決方案
除了傳感器之外，納芯微還有很多模擬IC產品解決方案。其中，室外機是模擬IC用量最大的部分。室外機的拓撲決定了220V市電需要經過PFC整流到約400VDC，然后為兩個電機的母線電壓供電。電機通過IGBT或IPM直接驅動，驅動IGBT的MCU一般放在低壓端，因此需要使用隔離驅動使電機轉動，所以需要很多隔離驅動產品，同時還要監測電流電壓，PLC也需要采集電壓和電流，所以還要用到運放產品。
室外機和室內機的通信需要通過485或CAN總線，由于兩者一般都不共地，所以還需要一些隔離接口。納芯微提供從高壓轉成低壓為MCU供電的數字隔離器產品。其供電通常采用反激式電源將高壓轉為低壓，再由DC-DC轉成5V，然后通過LDO轉成 3.3V，為其他芯片供電。查詢進一步信息，請訪問官方網站 http://www.novosns.com/technical-articles-339。（Robin Zhang，產通數造）
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