适于变频设备的电压控制电路及变频设备的制作方法

1.本发明涉及设备控制技术领域，尤其涉及适于变频设备的电压控制电路及变频设备。


背景技术：

2.现有的变频设备为具备变频器的设备。不同的变频设备，针对不同的销售区域，对于某个负载(例如冰箱里的加热器，碎冰电机等)的工况电压存在不同，导致该负载的型号和性能也不同。
3.为此，对负载的工作控制过程中，在符合某种场景下，变频设备的控制板会触发开关，使得电压输出单元输出的可作为工况电压的交流电压直接输入到负载中，以保证负载的工作电压的需求，这种控制方式能够适于现有差异化电源工况的设备，但无法实现同款负载在不同工况下使用，难以提升产品的标准化和制造效率。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种适于变频设备的电压控制电路，能够实现将工况电压转换为标准电压，使同款负载能够在不同工况电压的设备上使用，提升产品的标准化，提升产品制造效率。
5.根据本发明第一方面实施例的适于变频设备的电压控制电路，包括：
6.电压输出单元，用于输出交流电压；
7.电压转换单元，用于将所述交流电压转换为直流电压，所述直流电压用于向所述变频设备中的负载提供所需电压；
8.其中，所述变频设备配置有包含交流-直流转换单元和直流-交流转换单元的变频器，所述电压转换单元与所述交流-直流转换单元至少共用同一整流桥。
9.根据本发明实施例的适于变频设备的电压控制电路，通过将作为工况电压的交流电压经变频设备中变频器的交流-直流通道，输出适于负载的所需电压，实现将工况电压转换为标准电压，使同款负载能够在不同工况电压的设备上使用，提升产品的标准化，提升产品制造效率。
10.根据本发明的一个实施例，若所述交流电压处于第一电压范围内，则所述电压转换单元包括整流桥、第一电容、第二电容和第一跳线，其中：
11.所述整流桥的输入端与所述电压输出单元连接，所述整流桥的输出端与所述负载连接；
12.所述第一电容的一端与所述第二电容的一端连接，所述第一电容的另一端接入所述整流桥的正输出端，所述第二电容的另一端接入所述整流桥的负输出端；
13.所述第一电容的另一端还接入外部电压输入端，所述第二电容的另一端还接入地；
14.所述第一跳线的一端接入所述整流桥的输入端，另一端接入所述第一电容和所述
第二电容的连接处。
15.根据本发明的一个实施例，若所述交流电压处于第二电压范围内，则所述电压转换单元包括整流桥、第二跳线和第二电容，其中：
16.所述整流桥的输入端与所述电压输出单元连接，所述整流桥的输出端与所述负载连接；
17.所述第二跳线的一端与所述第二电容的一端连接，所述第二跳线的另一端接入所述整流桥的正输出端，所述第二电容的另一端接入所述整流桥的负输出端；
18.所述第二跳线的另一端还接入外部电压输入端，所述第二电容的另一端还接入地。
19.根据本发明的一个实施例，所述电压控制电路还包括开关单元，所述开关单元由所述变频设备的控制板输出的控制信号进行关闭；所述开关单元的一端接入所述整流桥的输出端，另一端接入所述负载。
20.根据本发明的一个实施例，所述第一电容和所述第二电容均为电解电容，所述第一电容的正极与所述整流桥的正输出端连接，所述第二电容的负极与所述整流桥的负输出端连接。
21.根据本发明的一个实施例，所述第一电压范围为110v-120v。
22.根据本发明的一个实施例，所述第二电压范围为220v-230v。
23.根据本发明的一个实施例，所述外部电压输入端的电压值配置为310v。
24.根据本发明第二方面实施例的变频设备，包括上述的电压控制电路。
25.根据本发明的一个实施例，若所述变频设备为变频冰箱，则所述负载为加热器或碎冰电机。
26.本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
27.进一步的，针对不同的工况电压，电压转换单元采用相对应的结构，实现对电压的快速转换，增强电路的适应性。
28.更进一步的，在合适的场景下，通过开关启动负载的工作，避免负载的长时间工作，浪费能源。
29.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1是现有技术提供的电压控制电路的结构示意图；
32.图2是本发明实施例提供的电压控制电路的使用示意图；
33.图3是本发明实施例提供的电压控制电路的具体结构示意图；
34.图4是本发明实施例提供的电压控制电路的又一具体结构示意图；
35.图5是本发明实施例提供的电压控制电路的另一具体结构示意图；
36.图6是本发明实施例提供的电压控制电路的再一具体结构示意图；
37.图7是本发明实施例提供的变频冰箱的结构示意图。
具体实施方式
38.下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
39.图1示例了本发明提供的一种电压控制电路的结构示意图，该电压控制电路适用于变频设备，变频设备为具备变频器的设备，能够改变供电频率，从而调节负载，起到降低功耗，减小损耗，延长设备使用寿命等作用。
40.变频设备在制作及销售时，会针对不同的销售区域，进行相对应的设备定制，生成出不同的变频设备，这些变频设备中，对于某个负载(例如冰箱里的加热器，冰箱里的碎冰电机等)的工况电压存在不同，导致该负载的型号和性能也不同。
41.为此，该电压控制电路能够配置在变频设备中，能够实现将工况电压转换为标准电压，使同款负载能够在不同工况电压的设备上使用，提升产品的标准化，提升产品制造效率。
42.参见图1，该电压控制电路包括电压输出单元11和电压转换单元12，其中：
43.电压输出单元11，用于输出作为工况电压的交流电压；
44.电压转换单元12，用于将交流电压进行交流-直流转换，转换为直流电压，该直流电压为变频设备中在预设的场景下工作的负载(如图1中的第一负载13)的所需电压。例如变频冰箱在化霜场景下，需要启动加热器，或是变频冰箱在碎冰场景下，需要启动碎冰电机。
45.对此，需要说明的是，在变频设备中，变频器20具备交流-直流-交流的转换功能，也就是说，变频器具备交流-直流转换通道，由交流-直流转换通道先实现交流-直流的转换工作，接着又具备直流-交流转换通道，再由直流-交流转换通道实现直流-交流的转换工作。故变频设备通过交流-直流-交流的转换，能够对变频设备中的其他负载(如图1中的第二负载21)在对应的运行场景下执行对应的工作。
46.在这里，变频设备中的其他负载与上述电压转换单元接入的负载不同。例如变频冰箱里的压缩机会由变频器的交流-直流-交流的转换动作进行控制，变频冰箱里的加热器会由本技术的电压控制电路进行控制。
47.由上述可知，变频设备中的变频器的交流-直流-交流的转换功能，可以划分为交流-直流转换单元201，以及直流-交流转换单元202。而本技术的电压转换单元12与交流-直流转换单元201至少共用同一个整流桥。该整流桥是电压转换主体，在变频器的交流-直流转换单元中首先已配置有该整流桥。本技术的电压控制电路可以直接借用交流-直流转换单元的完整电路结构，由该交流-直流转换单元引出线路与负载进行连接，也可以只借用交流-直流转换单元中的整流桥，然后新增其他元器件组建新的电路结构，由新的电路结构引出线路与负载进行连接。故可以将交流-直流转换单元作为本技术的电压转换单元，也可将新的电路结构作为本技术的电压转换单元，即电压转换单元与所述交流-直流转换单元至少共用同一整流桥。
48.本技术的改变相当于对变频设备中的变频器的电路进行改进，利用交流-直流转
换功能，直接将转换得到的标准电压接入到负载。
49.本发明提供的适于变频设备的电压控制电路，通过将作为工况电压的交流电压经变频设备中变频器的交流-直流通道，输出适于负载的所需电压，实现将工况电压转换为标准电压，使同款负载能够在不同工况电压的设备上使用，提升产品的标准化，提升产品制造效率。
50.在本发明的进一步解释说明中，针对不同的工况电压(即不同的电压范围)，电压转换单元采用相对应的结构，能够实现对电压的快速转换，增强电路的适应性。
51.例如针对第一电压范围(110v-120v，一般取110v的交流电压)，可采用图2和图3所示出的电压转换单元的具体结构。
52.针对第二电压范围(220v-230v，一般取220v的交流电压)，可采用图4和图5所示出的电压转换单元的具体结构。
53.图2示例了本发明提供的一种电压控制电路的结构示意图，该电压控制电路适用于变频设备，变频设备为具备变频器的设备。不同的变频设备，针对不同的销售区域，对于某个负载(例如冰箱里的加热器，碎冰电机等)的工况电压存在不同，导致该负载的型号和性能也不同。
54.为此，该电压控制电路能够配置在变频设备中，能够实现将工况电压转换为标准电压，使同款负载能够在不同工况电压的设备上使用，提升产品的标准化，提升产品制造效率。
55.参见图2，该电压控制电路包括电压输出单元11和电压转换单元12，其中：
56.电压输出单元11，用于输出作为工况电压的交流电压；
57.电压转换单元12，用于将交流电压进行交流-直流转换，转换为直流电压，该直流电压为变频设备中在预设的场景下工作的负载(如图1中的第一负载13)的所需电压；
58.电压转换单元12包括整流桥121、第一电容122、第二电容123和第一跳线124，其中：
59.该整流桥的两个输入端(ac)分别与电压输出单元的两个输出端(l和n)连接，整流桥的两个输出端(v+和v-)与第一负载连接。
60.第一电容ec1的一端与第二电容ec2的一端连接，第一电容ec1的另一端接入整流桥的正输出端v+，第二电容ec2的另一端接入整流桥的负输出端v-。
61.第一电容ec1的另一端还接入外部电压输入端310v，第二电容ec2的另一端还接入地gnd。
62.第一跳线jp1的一端接入整流桥的输入端ac，另一端接入第一电容ec1和第二电容ec2的连接位置点。
63.对此，需要说明的是，电压输出单元输出作为工况电压的交流电压，该交流电压经过整流桥、电容及跳线的作用，转换为310v的直流电压(即以外部电压为基准)，该直流电压用作第一负载的工作电压。
64.另外，第一电容ec1和第二电容ec2可采用电解电容，此时，参见图4可以看出，第一电容ec1的正极与整流桥的正输出端v+连接，第二电容ec2的负极与整流桥的负输出端v-连接。
65.进一步的解释说明，参见图3，该电压控制电路还包括开关单元14，该开关单元接
收到变频设备的控制板输出的控制信号进行触发，完成打开或关闭。开关单元打开时，电压输出单元、电压转换单元和负载不能形成回路，负载不能获取转换得到的工作电压；开关单元关闭时，电压输出单元、电压转换单元和负载能够形成回路，负载能够获取转换得到的工作电压。
66.由此，该开关单元的一端接入整流桥的输出端v+，另一端接入第一负载的一端。在本技术中，该开关单元可选用继电器，也可以为其他开关。
67.对此，需要说明的是，第一负载需要在预设的工作场景下完成启动，开始对应的工作。例如变频冰箱的加热器(即第一负载)要在化霜场景下才能启动，进行工作，或是变频冰箱的碎冰电机要在碎冰场景下才能启动，进行工作。
68.故需要变频设备中的控制板在检测到变频设备的当前状态数据满足预设的工作场景时，才会向开关单元发送控制信号，以使开关单元完成闭合，打通电压输出单元、整流桥、电容、跳线和第一负载组成的回路，从而实现电压控制电路为第一负载提供直流电压的目的。
69.例如变频冰箱的控制板检测到冰箱冰冻室内的冰霜超过预设的标准，则控制板判断冰箱达到化霜条件，此时，向开关单元发出控制信号，控制开关单元闭合。接通电源输出单元、整流桥、电容、跳线和加热器组成的回路，使得加热器进行加热，对冰冻室内的冰霜进行化除。
70.图4示例了本发明提供的一种电压控制电路的结构示意图，该电压控制电路适用于变频设备，变频设备为具备变频器的设备。不同的变频设备，针对不同的销售区域，对于某个负载(例如冰箱里的加热器，碎冰电机等)的工况电压存在不同，导致该负载的型号和性能也不同。
71.为此，该电压控制电路能够配置在变频设备中，能够实现将工况电压转换为标准电压，使同款负载能够在不同工况电压的设备上使用，提升产品的标准化，提升产品制造效率。
72.参见图4，该电压控制电路包括电压输出单元11和电压转换单元12，其中：
73.电压输出单元11，用于输出作为工况电压的交流电压；
74.电压转换单元12，用于将交流电压进行交流-直流转换，转换为直流电压，该直流电压为变频设备中在预设的场景下工作的负载(如图1中的第一负载13)的所需电压；
75.电压转换单元12包括整流桥121、第二跳线125和第二电容123，其中：
76.该整流桥的两个输入端(ac)分别与电压输出单元的两个输出端(l和n)连接，整流桥的两个输出端(v+和v-)与第一负载连接。
77.第二跳线jp2的一端与第二电容ec2的一端连接，第二跳线jp2的另一端接入整流桥的正输出端v+，第二电容ec2的另一端接入整流桥的负输出端v-。
78.第二跳线jp2的另一端还接入外部电压输入端310v，第二电容ec2的另一端还接入地gnd。
79.对此，需要说明的是，电压输出单元输出作为工况电压的交流电压，该交流电压经过整流桥、电容及跳线的作用，转换为310v的直流电压(即以外部电压为基准)，该直流电压用作第一负载的工作电压。
80.另外，第一电容ec1和第二电容ec2可采用电解电容，此时，参见图4可以看出，第一
电容ec1的正极与整流桥的正输出端v+连接，第二电容ec2的负极与整流桥的负输出端v-连接。
81.进一步的解释说明，参见图5，该电压控制电路还包括开关单元14，该开关单元接收到变频设备的控制板输出的控制信号进行触发，完成打开或关闭。开关单元打开时，电压输出单元、电压转换单元和负载不能形成回路，负载不能获取转换得到的工作电压；开关单元关闭时，电压输出单元、电压转换单元和负载能够形成回路，负载能够获取转换得到的工作电压。
82.由此，该开关单元的一端接入整流桥的输出端v+，另一端接入第一负载的一端。在本技术中，该开关单元可选用继电器，也可以为其他开关。
83.对此，需要说明的是，第一负载需要在预设的工作场景下完成启动，开始对应的工作。例如变频冰箱的加热器(即第一负载)要在化霜场景下才能启动，进行工作，或是变频冰箱的碎冰电机要在碎冰场景下才能启动，进行工作。
84.故需要变频设备中的控制板在检测到变频设备的当前状态数据满足预设的工作场景时，才会向开关单元发送控制信号，以使开关单元完成闭合，打通电压输出单元、整流桥、电容、跳线和第一负载组成的回路，从而实现电压控制电路为第一负载提供直流电压的目的。
85.例如变频冰箱的控制板检测到冰箱冰冻室内的冰霜超过预设的标准，则控制板判断冰箱达到碎冰条件，此时，向开关单元发出控制信号，控制开关单元闭合。接通电源输出单元、整流桥、电容、跳线和碎冰电机组成的回路，使得碎冰电机进行碎冰，对冰冻室内的冰霜进行碎除。
86.参见图7，本发明还提供一种变频冰箱，该变频冰箱包括变频器，该变频器具备交流-直流-交流的转换功能，也就是说，变频器具备交流-直流转换通道，接着又具备直流-交流转换通道，通过交流-直流-交流的转换，能够对变频设备中的其他负载(如压缩机)在对应的场景下执行工作。
87.由此，该变频器根据交流-直流-交流的转换的功能划分为交流-直流转换单元和直流-交流转换单元。
88.本发明的变频冰箱还配置有电压控制电路，该电压控制电路直接借助变频器中的交流-直流转换单元，由该交流-直流转换单元引出线路与负载(加热器)进行连接。故本技术的电压控制电路包括电压输出单元、电压转换单元(交流-直流转换单元)和负载(加热器)。
89.本变频冰箱的改变相当于对变频冰箱中的变频器的电路进行改进，利用交流-直流转换功能，直接将转换得到的标准电压接入到负载(加热器)。
90.不同的变频冰箱，针对不同的销售区域，对于某个负载(例如冰箱里的加热器，碎冰电机等)的工况电压存在不同，导致该负载的型号和性能也不同。例如不同型号的加热器的阻值不同。
91.本发明实施例的变频冰箱，通过配置上述的电压控制电路，能够实现将作为工况电压的交流电压经变频设备中变频器的交流-直流通道，输出适于负载的所需电压，实现将工况电压转换为标准电压，使同款负载能够在不同工况电压的设备上使用，提升产品的标准化，提升产品制造效率。
92.本发明还提供一种变频设备，该变频设备包括变频器，该变频器具备交流-直流-交流的转换功能，也就是说，变频器具备交流-直流转换通道，接着又具备直流-交流转换通道，通过交流-直流-交流的转换，能够对变频设备中的其他负载在对应的场景下执行工作。
93.由此，该变频器根据交流-直流-交流的转换的功能划分为交流-直流转换单元和直流-交流转换单元。
94.本发明的变频设备还配置有电压控制电路，该电压控制电路直接借助变频器中的交流-直流转换单元，由该交流-直流转换单元引出线路与负载进行连接。故本技术的电压控制电路包括电压输出单元、电压转换单元(交流-直流转换单元)和负载。
95.本变频设备的改变相当于对变频设备中的变频器的电路进行改进，利用交流-直流转换功能，直接将转换得到的标准电压接入到负载。
96.该变频设备中配置有上述提供的电压控制电路。在这里，该变频设备为存在差异化电源工况的产品。在这些产品中，工况电压存在不同，导致该负载的型号和性能也不同。
97.本发明实施例的变频设备，通过配置上述的电压控制电路，能够实现将作为工况电压的交流电压经变频设备中变频器的交流-直流通道，输出适于负载的所需电压，实现将工况电压转换为标准电压，使同款负载能够在不同工况电压的设备上使用，提升产品的标准化，提升产品制造效率。
98.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
99.以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。