一种供电电路及其空调器的制作方法

1.本实用新型涉及电路技术领域，尤其涉及的是一种供电电路及其空调器。


背景技术：

2.现有的变频空调器的室外机控制电路中，供电电路主要通过ptc电阻+继电器开关方式对电解电容进行充电，电流经过整流模块到达电解电容。充电控制结束后，开关合上，在电源电压不稳定时导致电压大起伏波动时，会产生很大充电电流，这对整流桥等元器件有较大电流冲击，有可能会损坏整流桥等元器件，影响控制电路板的可靠性。
3.因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种供电电路及其空调器，已解决现有技术中电源电压不稳定导致元器件损坏的问题。
5.一方面，本实用新型实施例提供了一种供电电路，包括：
6.整流模块，所述整流模块与交流电输入端连接；
7.电压采样模块，所述电压采样模块与所述整流模块连接；
8.降压模块，所述降压模块与所述整流模块连接；
9.控制模块，所述控制模块分别与所述降压模块及所述电压采样模块连接；
10.其中，所述整流模块用于将交流电输入端的电流进行整流处理后输出至所述降压模块；
11.所述电压采样模块用于采集所述整流模块输出的电压值；
12.所述控制模块用于在所述整流模块输出的电压值大于预设电压阈值时，控制所述降压模块对所述整流模块输出的电压进行降压处理。
13.作为进一步的改进技术方案，所述供电电路还包括：
14.控制模块，所述控制模块分别与所述降压模块及所述电压采样模块连接；
15.所述控制模块用于根据所述整流模块输出的电压值，控制所述降压模块降低所述整流模块输出的电压值。
16.作为进一步的改进技术方案，所述供电电路还包括：
17.功率因数校正模块，所述功率因数校正模块分别与所述整流模块及所述控制模块连接；
18.驱动模块，所述驱动模块分别与所述功率因数校正模块及所述控制模块连接；
19.其中，所述功率因数校正模块用于将交流电进行处理后输出pfc电压至所述驱动模块；
20.所述驱动模块用于将所述pfc电压输出至第一用电设备。
21.作为进一步的改进技术方案，所述供电电路还包括：
22.变压模块，所述变压模块分别与所述功率因数校正模块及所述控制模块连接；
23.所述变压模块用于将所述pfc电压进行变压处理，以对所述控制模块供电。
24.作为进一步的改进技术方案，所述降压模块包括：
25.第一电容，所述第一电容的正极与所述整流模块的第二端连接；
26.第一开关，所述第一开关与所述第一电容并联。
27.作为进一步的改进技术方案，所述功率因数校正模块包括：
28.第二电容，所述第二电容的正极与所述第一电容的负极连接，所述第二电容的负极与所述整流模块的第一端连接；
29.电感，所述电感的第一端与所述整流模块的第二端连接；
30.二极管，所述二极管的正极与所述电感的第二端连接，所述二极管的负极与所述第一电容的正极连接；
31.功率管，所述功率管的第一端与所述电感的第二端连接，所述功率管的第二端与所述整流模块的第一端连接；
32.第二驱动单元，所述第二驱动单元的第一端与所述功率管的第三端连接，所述第二驱动单元的第二端与所述控制模块连接。
33.作为进一步的改进技术方案，所述第一开关为第一继电器开关，所述第一继电器开关的第一端与所述第一电容的正极连接，所述第一继电器开关的第二端与所述第一电容的负极连接；
34.所述控制模块包括：
35.控制器；
36.第一驱动单元，所述第一驱动单元的第一端与所述控制器连接，所述第一驱动单元的第二端与所述第一继电器开关的第三端连接。
37.作为进一步的改进技术方案，所述变压模块的第一输出端分别与所述控制器及所述第二驱动单元连接，以对所述控制器及所述第二驱动单元供电；
38.所述变压模块的第二输出端与所述第一继电器开关的第四端连接，以对所述第一继电器开关供电；
39.所述变压模块的第二输出端与所述第一驱动单元的第三端连接，以对所述第一驱动单元供电。
40.作为进一步的改进技术方案，所述供电电路还包括：
41.第二开关，所述第二开关的第一端与所述交流电输入端的l极连接，所述第二开关的第二端与第二用电设备的第一端连接；
42.所述第二用电设备的第二端与所述交流电输入端的n极连接。
43.作为进一步的改进技术方案，所述第二开关为第二继电器开关；
44.所述第二继电器开关的第三端与所述第一驱动单元连接；
45.所述变压模块的第二输出端与所述第二继电器开关的第四端连接，以对所述第二继电器开关供电。
46.作为进一步的改进技术方案，所述电压采样模块包括：
47.第一电阻，所述第一电阻与所述控制模块连接；
48.第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述整流模块的第二端连接，所述第二电阻的第二端与所述控制模块连接。
49.第二方面，本实用新型实施例提供了一种空调器，包括：如上述任一项所述的供电电路。
50.有益效果：设置电压采样模块和降压模块，电压采样模块和降压模块均与整流模块连接。所述电压采样模块用于采集所述整流模块输出的电压值，当整流模块的第二端的电压值大于预设电压阈值时，所述控制模块控制所述降压模块对所述整流模块输出的电压进行降压处理，以保护整流模块不被损坏。
附图说明
51.图1是现有技术中的空调器的供电电路的示意图。
52.图2是本实用新型中的供电电路的示意图。
53.e、电解电容；k、开关；r1'、ptc电阻；10、整流模块；20、电压采样模块；30、降压模块；40、控制模块；50、功率因数校正模块；60、驱动模块；e1、第一电容；e2、第二电容；r1、第一电阻；r2、第二电阻；k1、第一开关；k2、第二开关；m、第一用电设备；fan、第二用电设备；mcu、控制器；ic1、第一驱动单元；ic2、变压模块；ic3、第二驱动单元；l、电感；d、二极管；igbt、功率管；vdd、变压模块的第一输出端；vcc、变压模块的第二输出端。
具体实施方式
54.为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。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。
55.发明人经过研究发现，现有的变频空调器的室外机控制电路中，供电电路主要通过ptc电阻+开关k方式对电解电容e进行充电，如图1所示，控制方法为：上电时，通过ptc电阻r1'、整流器、电解电容e为回路，对电解电容e充电。经一段时间后，mcu控制开关k闭合，充电控制结束，在电源电压不稳定时导致电压大起伏波动时，此时开关k一直合上，ptc电阻r1'短路，因此无电阻限流作用，会产生很大充电电流，这对整流器等元器件有较大电流冲击，有可能会损坏整流器等元器件，影响控制电路板的可靠性。
56.为了解决上述问题，在本实用新型实施例中，设置电压采样模块和降压模块，电压采样模块和降压模块均与整流模块连接。所述电压采样模块用于采集所述整流模块输出的电压值，当整流模块的第二端的电压值大于预设电压阈值时，所述降压模块降低所述整流模块输出的电压值，以保护整流模块不被损坏。
57.下面结合附图，详细说明本实用新型的各种非限制性实施方式。
58.本实用新型提供了一种供电电路，包括：整流模块10，所述整流模块10与交流电输入端连接；电压采样模块20，所述电压采样模块20与所述整流模块10连接；降压模块30，所述降压模块30与所述整流模块10连接；控制模块40，所述控制模块40分别与所述降压模块30及所述电压采样模块20连接；其中，所述整流模块10用于将交流电输入的电流进行整流处理后输出至所述降压模块30；所述电压采样模块20用于采集所述整流模块10输出的电压值；所述控制模块40用于在所述整流模块10输出的电压值大于预设电压阈值时，控制所述降压模块30对所述整流模块10输出的电压进行降压处理。
59.设置电压采样模块20和降压模块30，电压采样模块20和降压模块30均与整流模块
10连接。所述电压采样模块20用于采集所述整流模块10输出的电压值，电压采样模块20与控制模块40连接，电压采样模块20将所采集到的整流模块10输出的电压值发送给控制模块40，控制模块40根据整流模块10输出的电压值，控制降压模块30对所述整流模块10输出的电压进行降压处理。具体地，当整流模块10的第二端的电压值大于预设电压阈值时，所述控制模块40控制所述降压模块30对所述整流模块10输出的电压进行降压处理，以保护整流模块10不被损坏。
60.本申请实施例的一个实现方式中，所述降压模块30包括：第一电容e1，所述第一电容e1的正极与所述整流模块10的第二端连接；第一开关k1，所述第一开关k1与所述第一电容e1并联；其中，当所述整流模块10的第二端的电压值(也就是所述整流模块10输出的电压值)大于预设电压阈值时，所述第一开关k1可断开以降低所述整流模块10的电压值，从而保护所述整流模块10。
61.具体地，第一开关k1闭合时，第一电容e1被短路。当整流模块10第二端的电压值大于预设电压阈值时，第一开关k1断开，第一电容e1接入充电电路并充电，从而提高了充电电路的耐压值，起到了保护整流模块10的作用。
62.具体地，整流模块10是指把交流电转换成直流电的装置。本实施例中整流模块10可以采用整流桥。整流模块10的第二端输出正电压，第一电容e1的正极与整流模块10的第二端连接。交流电为市交流电，例如可以是220v的交流电。
63.在本实用新型实施例的一个实现方式中，所述控制模块40与所述第一开关k1连接，并用于控制所述第一开关k1断开或闭合。具体地，通过控制器mcu控制第一开关k1的断开或闭合，从而通过第一开关k1的断开保护整流模块10。
64.在本实用新型实施例的一个实现方式中，所述第一开关k1为第一继电器开关，所述第一继电器开关的第一端与所述第一电容e1的正极连接，所述第一继电器开关的第二端与所述第一电容e1的负极连接。所述控制模块40包括：控制器mcu(mcu，microcontroller unit)，第一驱动单元ic1，所述第一驱动单元ic1的第一端与所述控制器mcu连接，所述第一驱动单元ic1的第二端与所述第一继电器开关的第三端连接。
65.具体地，第一驱动单元ic1用于驱动第一继电器开关的打开或闭合。第一开关k1采用第一继电器开关时，第一继电器开关具有四个端口，第一继电器开关的第一端连接第一电容e1的正极，第一继电器开关的第二端连接第一电容e1的负极；第一继电器开关的第三端连接第一驱动单元ic1。需要说明的是第一电容e1也可以采用非极性电容，则所述第一继电器开关的第一端与所述第一电容e1的第一端连接。所述第一继电器开关的第二端与所述第一电容e1的第二端连接。
66.具体地，第一继电器开关包括：第一触点，第一触点的两端分别作为第一继电器开关的第一端和第二端；第一线圈，第一线圈的两端分别作为第一继电器开关的第三端和第四端。
67.第一驱动单元ic1大电流驱动芯片，用于直接驱动继电器如uln2003，uln2003。第一驱动单元ic1是高耐压、大电流复合晶体管阵列，由七个硅npn复合晶体管组成，每一对达林顿都串联一个2.7k的基极电阻，在5v的工作电压下它能与ttl和cmos电路直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。
68.在本实用新型实施例的一个实现方式中，所述电压采样模块20分别与所述整流模
块10的第二端以及所述控制模块40连接，所述电压采样模块20具体与控制模块40中的控制器mcu连接，所述电压采样模块20用于采集所述整流模块10的第二端的电压值并发送至所述控制模块40，具体发送至所述控制模块40中的控制器mcu。
69.具体地，电压采样模块20采集整流模块10的第二端的电压值，并发送给控制模块40，控制模块40接收到电压采样模块20发送来的电压值后，将该电压值与存储的预设电压阈值进行比较，当该电压值大于预设电压阈值时，则控制模块40控制第一开关k1断开，从而通过第一电容e1降压以保护整流模块10。
70.在本实用新型实施例的一个实现方式中，所述电压采样模块20包括：第一电阻r1，所述第一电阻r1与所述控制模块40连接；第二电阻r2，所述第二电阻r2的第一端与所述整流模块10的第二端连接，所述第二电阻r2的第二端与所述控制模块40连接。
71.具体地，电压采样模块20采用电阻分压采样电路，第一电阻r1的第一端与所述控制模块40中的控制器mcu连接，第一电阻r1的第二端可以是接地。通过经过第二电阻r2的电流值、第一电阻r1和第二电阻r2的阻值可以确定整流模块10的第二端的电压值。
72.在本实用新型实施例的一个实现方式中，所述供电电路还包括：功率因数校正模块50(power factor correction)，所述功率因数校正模块50分别与所述整流模块10和所述控制模块40连接；驱动模块60，所述驱动模块60分别与所述功率因数校正模块50及所述控制模块40连接；其中，所述功率因数校正模块50用于将交流电进行处理后输出pfc电压至所述驱动模块60；所述驱动模块60用于将所述pfc电压输出至第一用电设备。
73.具体地，功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。基本上功率因数可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因数值越大，代表其电力利用率越高。功率因数校正模块50用于电源校正和升压。具体地，所述控制模块40控制所述功率因数校正模块50将交流电进行处理后输出pfc电压至所述驱动模块60，所述驱动模块60将所述pfc电压输出至第一用电设备，实现第一用电设备的驱动。
74.具体地，所述功率因数校正模块50包括：第二电容e2，所述第二电容e2的正极与所述第一电容e1的负极连接，所述第二电容e2的负极与所述整流模块10的第一端连接。
75.具体地，第二电容e2作为主电解电容，当然第一电容e1作为辅电解电容，当整流模块10的第二端的电压值大于预设电压阈值时，第一开关k1断开，则第一电容e1和第二电容e2串联，电容串联后其容量随变小，但其耐压值增大，则可以耐受电压峰值，保护整流模块10不受损坏。
76.需要说明的是，第二电容e2可以采用非极性电容，则所述第二电容e2的第一端与所述第一电容e1的负极连接，所述第二电容e2的第二端与所述整流模块10的第一端连接。当然，第一电容e1和第二电容e2均采用非极性电容，则所述第二电容e2的第一端与所述第一电容e1的第二端连接。
77.在本实用新型实施例的一个实现方式中，所述功率因数校正模块50还包括：电感l，所述电感l的第一端与所述整流模块10的第二端连接；二极管d，所述二极管d的正极与所述电感l的第二端连接，所述二极管d的负极与所述第一电容e1的正极连接；功率管igbt，所述功率管igbt的第一端与所述电感l的第二端连接，所述功率管igbt的第二端与所述整流模块10的第一端连接；第二驱动单元ic3，所述第二驱动单元ic3的第一端与所述功率管
igbt的第三端连接，所述第二驱动单元ic3的第二端与所述控制模块40连接。
78.具体地，整流模块10的第二端依次连接电感l、二极管d以及第一电容e1。需要说明的是，也可以是整流模块10的第二端依次连接第一电容e1、电感l以及二极管d，功率管仍然连接在二极管的正极，二极管的负极连接第二电容e2的正极。电感ll可以为电抗器。功率管igbt可以为igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极型晶体管)或mosfet(metal
‑
oxide
‑
semiconductor field
‑
effect transistor，金属
‑
氧化物半导体场效应晶体管)，二极管d可以为快恢复二极管d。功率因数校正模块50的功率因数校正功能的工作原理是：设定期望的输出侧直流母线目标电压vo，根据输出侧直流母线目标电压vo和检测到的输出侧直流母线电压vdc采用pwm(pulse width modulation，脉冲宽度调制)技术调节功率开关管q的占空比，以实现输出侧直流母线电压vdc跟踪输出侧直流母线目标电压vo，并同时实现功率因数近似为1(即输入侧电流相位跟踪输入侧电压相位)，以提高电源的转换效率。
79.第二驱动单元ic3与控制模块40连接，通过控制模块40向第二驱动单元ic3，以使得第二驱动单元ic3控制功率管igbt。
80.所述驱动模块60的第一端与所述第一电容e1的负极连接，所述驱动模块60的第二端与所述整流模块10的第一端连接；所述驱动模块60与所述控制模块40连接，所述驱动模块60用于驱动第一用电设备m。
81.具体地，在充电电路应用于空调器时，第一用电设备m可以是电机，例如压缩机电机。当然充电电路还可以应用于其他装置，第一用电设备m还可以是其它设备，如风机电机。驱动模块60与第一电容e1串联，控制模块40与驱动模块60连接，通过控制模块40向驱动模块60发送控制信号，以使得驱动模块60驱动第一用电设备m。
82.在本实用新型实施例的一个实现方式中，所述驱动模块60为智能功率模块(ipm，intelligent power module)。具体地，智能功率模块是一种功率开关器件，ipm内部集成了逻辑、控制、检测和保护电路，使用起来方便,不仅减小了系统的体积以及开发时间，也大大增强了系统的可靠性。本实施例中通过智能功率模块驱动用电设备。
83.在本实用新型实施例的一个实现方式中，所述供电电路还包括：变压模块ic2，所述变压模块ic2分别与所述功率因数校正模块50及所述控制模块40连接；所述变压模块ic2用于将所述pfc电压进行变压处理，以对所述控制模块40供电。
84.具体地，变压模块ic2将pfc电压变压后，为控制模块40等器件进行供电，无需额外增加电源。
85.具体地，所述变压模块ic2的第一端与所述第一电容e1的负极连接(也即与第二电容e2的正极连接)，所述变压模块ic2的第二端与所述整流模块10的第一端连接；所述变压模块ic2与所述控制模块40连接，以对所述控制模块40供电。
86.具体地，变压模块ic2是指用来改变电压的器件，本实施例中通过整流模块10将交流电源的交流电变成直流电后，传输至变压模块ic2，并通过变压模块ic2降压，并将降压后的直流电输入至控制模块40，以对控制模块40供电。变压模块ic2可以采用变压器和开关电源芯片，用于得到不同的电源如vcc(如变压模块ic2的第二输出端)、vdd(如变压模块ic2的第一输出端)等。vcc和vdd的区别在于电压不同。
87.需要说明的是，变压模块ic2的第二端可以是接地，那么整流模块10的第一端也是
接地。
88.在本实用新型实施例的一个实现方式中，所述变压模块ic2的第一输出端分别与所述控制器mcu及所述第二驱动单元ic3连接，以对所述控制器mcu及所述第二驱动单元ic3供电；所述变压模块ic2的第二输出端vcc与所述第一继电器开关的第四端连接，以对所述第一继电器开关供电；所述变压模块ic2的第二输出端vcc与所述第一驱动单元ic1的第三端连接，以对所述第一驱动单元ic1供电。
89.具体地，通过变压模块ic2得到的降压的直流电，一方面，输入至控制器mcu和第二驱动单元ic3，以对控制器mcu和第二驱动单元ic3供电；另一方面，输入至第一继电器开关和第一驱动单元ic1，以对第一继电器开关和第一驱动单元ic1供电。
90.在本实用新型实施例的一个实现方式中，所述供电电路还包括：第二开关k2，所述第二开关k2的第一端与所述交流电输入端的l极(即火线)连接，所述第二开关k2的第二端与第二用电设备fan的第一端连接；所述第二用电设备fan的第二端与所述交流电输入端的n极(即零线)连接。
91.具体地，第二用电设备fan可以是风扇。通过第二开关k2控制第二用电设备fan的开启或关闭。需要说明的是，交流电直接输入至第二用电设备fan。
92.在本实用新型实施例的一个实现方式中，所述第二开关k2为第二继电器开关；所述第二继电器开关的第三端与所述第一驱动单元ic1连接；所述变压模块ic2的第二输出端vcc与所述第二继电器开关的第四端连接，以对所述第二继电器开关供电。
93.具体地，第二开关k2采用第二继电器开关，第二继电器开关具有四个端口，第二继电器开关的第一端(也即第二开关k2的第一端)连接交流电源的第二端，第一继电器开关的第二端(也即第二开光的第二端)连接第二用电设备fan的第一端；第二继电器开关的第三端连接第一驱动单元ic1。
94.具体地，第二继电器开关包括：第二触点，第二触点的两端分别作为第二继电器开关的第一端和第二端；第二线圈，第二线圈的两端分别作为第二继电器开关的第三端和第四端。
95.基于上述实施例的供电电路，本实用新型还提供了一种空调器的较佳实施例：
96.本实用新型的空调器，包括：如上所述的供电电路。
97.应当理解的是，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
98.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。