一种空调电源系统的制作方法

本实用新型涉及电源系统领域，尤其涉及一种空调电源系统。

背景技术：

随着时代的发展，空调应用的领域越来越广泛，除了家用，很多空调更是运用到工厂、办公大厅、超市、机房等场所。而空调电源作为空调的供电基础器件，对空调的持续可靠运行起到关键作用，因此人们越来越重视空调电源的可靠性和稳定性。目前，空调电源多为UPS电源、EPS电源和变频器，实际使用中，为节约成本，单台空调电源常常需要带动多台空调，这样在同时启动多台空调时将产生极大的尖峰电流，存在极大的安全隐患，容易对空调电源造成损坏。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种通过调节输出电压或频率以减小启动尖峰电流的空调电源系统。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种空调电源系统，包括输入电路、输出电路和微频调伏模块，所述输入电路通过微频调伏模块与输出电路电连接；

所述输入电路包括第一交流供电电源、直流供电电源和输入联动开关S1、S2、S3、S4、S5,所述输出电路包括第一交流输出端口，所述第一交流供电电源和输入联动开关S1的一端电连接，输入联动开关S2的一端和输入联动开关S3的一端均与输入联动开关S1的另一端电连接，输入联动开关S3的另一端和第一交流输出端口电连接，直流供电电源和输入联动开关S4的一端电连接；

所述微频调伏模块包括整流电路、逆变电路、变压器和SPWM调制电路，所述整流电路的输入端和输入联动开关S2的另一端电连接，整流电路的输出端和逆变电路的输入端电连接，逆变电路的输出端和变压器的输入端电连接，变压器的输出端和SPWM调制电路的输入端电连接，SPWM调制电路的输出端通过输入联动开关S5和第一交流输出端口电连接；所述直流供电电源通过输入联动开关S4和逆变电路的输入端电连接。

优选地，所述输出电路还包括第二交流输出端口和第三交流输出端口；

还包括分路阶梯上电电路，所述分路阶梯上电电路包括接触器KM1、KM2、分断开关DK8、DK9和延时继电器KT1、KT2，所述延时继电器KT1的线圈的一端、延时继电器KT1的线圈的一端、接触器KM1的线圈的一端、接触器KM2的线圈的一端、接触器KM1的开关的一端和接触器KM2的开关的一端均与第一交流输出端口电连接；

所述接触器KM1的线圈和延时继电器KT1的常开触点串联，所述接触器KM2的线圈和延时继电器KT2的常开触点串联，所述接触器KM1的开关和分断开关DK8串联，所述接触器KM2的开关和分断开关DK9串联，所述分断开关DK8和第二交流输出端口串联，所述分断开关DK9和和第三交流输出端口串联，所述延时继电器KT1的线圈、延时继电器KT2的线圈、延时继电器KT1的常开触点和延时继电器KT2的常开触点还接地。

优选地，所述整流电路包括电感L1、L2、L3和晶闸管SCR1、SCR2、SCR3、SCR4、SCR5、SCR6，所述电感L1、L2、L3和晶闸管SCR1、SCR2、SCR3、SCR4、SCR5、SCR6构成三相桥式整流电路；

所述逆变电路包括极性电容C1和三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q15、Q6，所述极性电容C1和三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q15、Q6构成三相电压型桥式逆变电路。

优选地，还包括四段式充电电路，所述四段式充电电路包括二极管D1、电阻R1、电感L4、熔断器FU1和晶闸管SCR7、SCR8，所述二极管D1的正极、晶闸管SCR8的负极和晶闸管SCR7的正极均通过输入联动开关S4与直流供电电源的正极电连接，直流供电电源的负极通过输入联动开关S4与极性电容C1的负极电连接；

所述熔断器FU1的一端和极性电容C1的正极电连接，所述晶闸管SCR7的负极、电阻R1的一端和电感L4的一端均与述熔断器FU1的另一端电连接，所述电阻R1的另一端和二极管D1的负极电连接，所述电感L4的另一端和晶闸管SCR8的正极电连接。

优选地，所述SPWM调制电路包括双向晶闸管VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6，所述双向晶闸管VT1、VT2的一端通过输入联动开关S5和第一交流输出端口的U相端电连接，所述双向晶闸管VT1的另一端通过输入联动开关S1、S2和第一交流供电电源的A相端电连接，所述双向晶闸管VT2的另一端和变压器的U相输出端电连接；

所述双向晶闸管VT3、VT4的一端通过输入联动开关S5和第一交流输出端口的V相端电连接，所述双向晶闸管VT3的另一端通过输入联动开关S1、S2和第一交流供电电源的B相端电连接，所述双向晶闸管VT4的另一端和变压器的V相输出端电连接；

所述双向晶闸管VT5、VT6的一端通过输入联动开关S5和第一交流输出端口的W相端电连接，所述双向晶闸管VT5的另一端通过输入联动开关S1、S2和第一交流供电电源的C相端电连接，所述双向晶闸管VT6的另一端和变压器的W相输出端电连接。

优选地，所述微频调伏模块还包括采样检测电路，所述采样检测电路包括电流互感器LM1、LM2、LM3；

所述电流互感器LM1的一次侧串接在双向晶闸管VT1、VT2的一端和输入联动开关S5之间，所述电流互感器LM2的一次侧串接在双向晶闸管VT3、VT4的一端和输入联动开关S5之间，所述电流互感器LM3的一次侧串接在双向晶闸管VT5、VT6的一端和输入联动开关S5之间。

优选地，所述输入电路还包括第二交流供电电源和输入联动开关S6，所述第二交流供电电源和输入联动开关S6的一端电连接，所述输入联动开关S6的另一端和输入联动开关S3的一端电连接。

所述空调电源系统用于给空调供电，所述输入电路设有第一交流供电电源(即为市电)和直流供电电源，通过不同的开关组合，为空调提供不同的输电方式；而且设有微频调伏模块，用于调节电源输出的电压或频率以减小空调压缩机启动瞬间带来的尖峰电流。设置分路阶梯上电电路，实现每个分路阶梯式延时上电，从而避免多台空调同时启动所带来的负载冲击电流。

附图说明

附图对本实用新型做进一步说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型其中一个实施例的空调电源系统模块关系示意图；

图2是本实用新型其中一个实施例的空调电源系统整体电路图；

图3是本实用新型其中一个实施例的输入电路局部放大图；

图4是本实用新型其中一个实施例的整流电路和逆变电路连接示意图；

图5是本实用新型其中一个实施例的SPWM调制电路和分路阶梯上电电路连接示意图；

图6是本实用新型其中一个实施例的分路阶梯上电电路等效电路图；

图7是本实用新型其中一个实施例的四段式充电电路等效电路图。

其中：输入电路1；输出电路2；微频调伏模块3；第一交流供电电源11；直流供电电源12；输入联动开关S1、S2、S3、S4、S5；第一交流输出端口21；整流电路31；逆变电路32；变压器33；SPWM调制电路34；第二交流输出端口22；第三交流输出端口23；分路阶梯上电电路4；接触器KM1、KM2；分断开关DK8、DK9；延时继电器KT1、KT2；电感L1、L2、L3；晶闸管SCR1、SCR2、SCR3、SCR4、SCR5、SCR6；极性电容C1；三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q15、Q6；四段式充电电路5；二极管D1；电阻R1；电感L4；熔断器FU1；晶闸管SCR7、SCR8；双向晶闸管VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6；采样检测电路35；电流互感器LM1、LM2、LM3；第二交流供电电源13；输入联动开关S6；自动转换开关14。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实施例的空调电源系统，如图1所示，包括输入电路1、输出电路2和微频调伏模块3，所述输入电路1通过微频调伏模块3与输出电路2电连接；

如图2所示，所述输入电路1包括第一交流供电电源11、直流供电电源12和输入联动开关S1、S2、S3、S4、S5,所述输出电路2包括第一交流输出端口21，所述第一交流供电电源11和输入联动开关S1的一端电连接，如图3所示，输入联动开关S2的一端和输入联动开关S3的一端均与输入联动开关S1的另一端电连接，输入联动开关S3的另一端和第一交流输出端口21电连接，直流供电电源12和输入联动开关S4的一端电连接；

所述微频调伏模块3包括整流电路31、逆变电路32、变压器33和SPWM调制电路34，如图2、图4、图5所示，所述整流电路31的输入端和输入联动开关S2的另一端电连接，整流电路31的输出端和逆变电路32的输入端电连接，逆变电路32的输出端和变压器33的输入端电连接，变压器33的输出端和SPWM调制电路34的输入端电连接，SPWM调制电路34的输出端通过输入联动开关S5和第一交流输出端口21电连接；所述直流供电电源12通过输入联动开关S4和逆变电路32的输入端电连接。

所述空调电源系统用于给空调供电，所述输入电路1设有第一交流供电电源11(即为市电)和直流供电电源12，通过不同的开关组合，为空调提供不同的输电方式；而且设有微频调伏模块3，用于调节电源输出的电压或频率以减小空调压缩机启动瞬间带来的尖峰电流。当输入联动开关S1、S3均闭合时，所述第一交流供电电源11直接给输出电路2供电，可作为旁路，微频调伏模块3发生故障时给输出电路2供电；当输入联动开关S1、S2、S5均闭合时，所述第一交流供电电源11通过微频调伏模块3给输出电路2供电，所述微频调伏模块3依次进行整流、逆变、变压和SPWM调制(正弦脉冲宽度调制)处理；当输入联动开关S4闭合时，直流供电电源12通过微频调伏模块3给输出电路2供电，所述微频调伏模块3依次进行逆变、变压和SPWM调制(正弦脉冲宽度调制)处理，此供电方案用于第一交流供电电源11(即为市电)不正常时给输出电路2供电。所述微频调伏模块3设有SPWM调制电路34，当变压器33的输出电流持续增大时快速调节SPWM波形，适当降低变压器33的输出电压和频率，从而实现减小空调压缩机启动瞬间带来的尖峰电流，对空调起到保护作用。

优选地，所述输出电路2还包括第二交流输出端口22和第三交流输出端口23，如图2所示；

还包括分路阶梯上电电路4，如图1所示，所述分路阶梯上电电路4包括接触器KM1、KM2、分断开关DK8、DK9和延时继电器KT1、KT2，如图2、图5所示，所述延时继电器KT1的线圈的一端、延时继电器KT1的线圈的一端、接触器KM1的线圈的一端、接触器KM2的线圈的一端、接触器KM1的开关的一端和接触器KM2的开关的一端均与第一交流输出端口21电连接；

所述接触器KM1的线圈和延时继电器KT1的常开触点串联，所述接触器KM2的线圈和延时继电器KT2的常开触点串联，所述接触器KM1的开关和分断开关DK8串联，所述接触器KM2的开关和分断开关DK9串联，所述分断开关DK8和第二交流输出端口22串联，所述分断开关DK9和和第三交流输出端口23串联，所述延时继电器KT1的线圈、延时继电器KT2的线圈、延时继电器KT1的常开触点和延时继电器KT2的常开触点还接地。

所述输出电路2还包括第二交流输出端口22和第三交流输出端口23，可同时带动多台空调；而且，设置分路阶梯上电电路4，实现每个分路阶梯式延时上电，从而避免多台空调同时启动所带来的负载冲击电流。如图6所示，所述输出电路2的第一交流输出端口21、第二交流输出端口22和第三交流输出端口23各带一台空调，分断开关DK8、DK9正常时处于闭合状态：上电时，与第一交流输出端口21电连接的空调首先直接得电启动；同时，延时继电器KT1、KT2的线圈均得电；

然后，延时继电器KT1的常开触点闭合，接触器KM1的线圈得电，使接触器KM1的开关瞬间闭合，与第二交流输出端口22电连接的空调得电启动；

最后，延时继电器KT2的常开触点也闭合，接触器KM2的线圈得电，使接触器KM2的开关瞬间闭合，与第三交流输出端口23电连接的空调得电启动。通过设置延时继电器KT1、KT2，使三台空调延时上电启动，从而减小空调压缩机启动瞬间的冲击电流。

优选地，如图2、图4所示，所述整流电路31包括电感L1、L2、L3和晶闸管SCR1、SCR2、SCR3、SCR4、SCR5、SCR6，所述电感L1、L2、L3和晶闸管SCR1、SCR2、SCR3、SCR4、SCR5、SCR6构成三相桥式整流电路；所述逆变电路32包括极性电容C1和三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q15、Q6，所述极性电容C1和三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q15、Q6构成三相电压型桥式逆变电路。所述电感L1、L2、L3和晶闸管SCR1、SCR2、SCR3、SCR4、SCR5、SCR6构成三相桥式整流电路，将三相交流电转换成直流电，完成整流滤波处理。所述极性电容C1和三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q15、Q6构成三相电压型桥式逆变电路，将整流后的直流电或直流供电电源12的直流电转换为三相交流电，逆变后的三相交流电为正弦波形，无杂波，从而为输出电路2提供优质电源。

优选地，还包括四段式充电电路5，如图2、图4所示，所述四段式充电电路5包括二极管D1、电阻R1、电感L4、熔断器FU1和晶闸管SCR7、SCR8，所述二极管D1的正极、晶闸管SCR8的负极和晶闸管SCR7的正极均通过输入联动开关S4与直流供电电源12的正极电连接，直流供电电源12的负极通过输入联动开关S4与极性电容C1的负极电连接；所述熔断器FU1的一端和极性电容C1的正极电连接，所述晶闸管SCR7的负极、电阻R1的一端和电感L4的一端均与述熔断器FU1的另一端电连接，所述电阻R1的另一端和二极管D1的负极电连接，所述电感L4的另一端和晶闸管SCR8的正极电连接。

设置所述四段式充电电路5，使直流供电电源12可达到最大程度的充电量，保证空调电源系统不间断供电。所述直流供电电源12的额定电压为384V，共有32节电池，所述直流供电电源12为通过晶闸管SCR7向逆变电路32输入直流电。当第一交流供电电源11给直流供电电源12充电时，其充电等效电路如图7所示，充电过程可分为四个阶段：阶段一，通过触发所述电感L1、L2、L3和晶闸管SCR1、SCR2、SCR3、SCR4、SCR5、SCR6构成三相桥式整流电路，和导通晶闸管SCR8，对直流供电电源12进行恒流充电直至直流供电电源12的单节电池电压达到14.2V；阶段二，当单节电池充电到14.2V时，以固定充电电压为单节14.2V给直流供电电源12充电，给直流供电电源12进行均充，此阶段持续7至8小时；阶段三，通过调节三相桥式整流电路的导通角，将给直流供电电源12充电的充电电压降低至13.7V，给直流供电电源12进行浮充，此阶段持续20至24小时；阶段四，关闭晶闸管SCR1、SCR2、SCR3、SCR4、SCR5、SCR6、SCR8，充电结束，此时电感L4通过二极管D1和电阻R1进行续流。所述四段式充电电路5可更好地给直流供电电源12进行充电，延长直流供电电源12的使用寿命，稳定可靠地保证空调电源系统给空调不间断供电。

优选地，如图2、图5所示，所述SPWM调制电路34包括双向晶闸管VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6，所述双向晶闸管VT1、VT2的一端通过输入联动开关S5和第一交流输出端口21的U相端电连接，所述双向晶闸管VT1的另一端通过输入联动开关S1、S2和第一交流供电电源11的A相端电连接，所述双向晶闸管VT2的另一端和变压器33的U相输出端电连接；

所述双向晶闸管VT3、VT4的一端通过输入联动开关S5和第一交流输出端口21的V相端电连接，所述双向晶闸管VT3的另一端通过输入联动开关S1、S2和第一交流供电电源11的B相端电连接，所述双向晶闸管VT4的另一端和变压器33的V相输出端电连接；

所述双向晶闸管VT5、VT6的一端通过输入联动开关S5和第一交流输出端口21的W相端电连接，所述双向晶闸管VT5的另一端通过输入联动开关S1、S2和第一交流供电电源11的C相端电连接，所述双向晶闸管VT6的另一端和变压器33的W相输出端电连接。所述SPWM调制电路34在所述第一交流输出端口21的每一相并联连个双向晶闸管，分别对第一交流供电电源11的直接输出电量和经过逆变、变压后的输出电量进行正弦脉冲宽度调制，通过控制各个双向晶闸管的通断时间，即可调节输出电量的电压或频率，实现减小空调压缩机启动瞬间带来的尖峰电流，对空调起到保护作用。

优选地，所述微频调伏模块3还包括采样检测电路35，如图2、图5所示，所述采样检测电路35包括电流互感器LM1、LM2、LM3；所述电流互感器LM1的一次侧串接在双向晶闸管VT1、VT2的一端和输入联动开关S5之间，所述电流互感器LM2的一次侧串接在双向晶闸管VT3、VT4的一端和输入联动开关S5之间，所述电流互感器LM3的一次侧串接在双向晶闸管VT5、VT6的一端和输入联动开关S5之间。所述电流互感器LM1、LM2、LM3分别检测经过SPWM调制的各相输出电流，从而实时了解SPWM调制情况，当输出电流持续增大时可及时反馈，以便快速调节SPWM波形，适当降低变压器33的输出电压和频率，从而实现减小空调压缩机启动瞬间带来的尖峰电流，对空调起到保护作用。

优选地，所述输入电路1还包括第二交流供电电源13和输入联动开关S6，如图2、图3所示，所述第二交流供电电源13和输入联动开关S6的一端电连接，所述输入联动开关S6的另一端和输入联动开关S3的一端电连接。所述第二交流供电电源13为备用电源，当市电不正常时闭合输入联动开关S6，由第二交流供电电源13为空调供电，以确保空调持续、可靠运行。所述第二交流供电电源13和第一交流供电电源11之间可设置自动转换开关14(ATS开关)，具有市电优先功能，即只要第一交流供电电源11(即为市电)恢复正常，可立刻切换至第一交流供电电源11供电。

本实施例的空调电源系统具有以下有益效果：1.所述空调电源系统用于给空调供电，所述输入电路1设有第一交流供电电源11(即为市电)和直流供电电源12，通过不同的开关组合，为空调提供不同的输电方式；而且设有微频调伏模块3，用于调节电源输出的电压或频率以减小空调压缩机启动瞬间带来的尖峰电流；2.设置分路阶梯上电电路4，实现每个分路阶梯式延时上电，从而避免多台空调同时启动所带来的负载冲击电流；3.设置所述四段式充电电路5，使直流供电电源12可达到最大程度的充电量，可更好地给直流供电电源12进行充电，延长直流供电电源12的使用寿命，稳定可靠地保证空调电源系统给空调不间断供电。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。