供电转换电路及变频空调器的制作方法

1.本发明涉及空调器技术领域，尤其是涉及供电转换电路及变频空调器。


背景技术：

2.随着电力系统的快速发展，风能、水能和太阳能等环保可再生能源得到高效利用，太阳能变频空调得以推广使用，而单纯的太阳能变频空调因受气候、温度等因素影响，电源范围、稳定性无法保证，影响了太阳能变频空调器的正常使用，给用户带来了极大的不便。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供供电转换电路及变频空调器，以缓解上述技术问题，保证了太阳能的稳定性，从而提高了变频空调器的运行效果，进而提高了用户的体验度。
4.第一方面，本发明实施例提供了一种供电转换电路，该电路包括：控制模块，以及与控制模块连接的第一供电模块、第二供电模块、直流电压检测模块和控制电压模块；其中，直流电压检测模块还与第一供电模块连接，控制电压模块还与第二供电模块连接；第一供电模块包括第一继电器单元，第二供电模块包括第二继电器单元；且，第一继电器单元和第二继电器单元均包括双组双极继电器；直流电压检测模块，用于检测第一供电模块的输出电压，并将输出电压发送至控制模块；控制模块，用于获取输出电压，若输出电压满足预设电压范围和稳定条件，生成第一控制信号，并根据第一控制信号控制第一继电器单元吸合，同时，根据第一控制信号和控制电压模块控制第二继电器单元断开；或者，若输出电压不满足预设电压范围和稳定条件，生成第二控制信号，并根据第二控制信号控制第一继电器单元断开，同时，根据第二控制信号和控制电压模块控制第二继电器单元吸合。
5.上述供电转换电路，对于第一供电模块的输出电压，当输出电压满足预设电压范围和稳定条件时，通过第一供电模块进行供电，反之，当电路当输出电压不满足预设电压范围和稳定条件时，通过第二供电模块进行供电，从而通过两种供电模块进行切换，并对变频空调器进行供电，保证了变频空调器的正常运行，同时，保证了第一供电模块(如太阳能供电)供电的稳定性，进一步提高了变频空调器的运行效果，进而提高了用户的体验度。
6.优选地，上述电路还包括电源模块；其中，电源模块包括输入端、第一电源输出端、第二电源输出端和第三电源输出端；电源模块的输入端与第二供电模块的输入端连接，第一电源输出端与控制模块连接，第二电源输出端与第一继电器单元连接，第三电源输出端与控制电压模块连接。
7.优选地，上述控制模块包括输入端、第一输出单元和第二输出单元；其中，控制模块的输入端与直流电压检测模块连接，第一输出单元与第一继电器单元连接，第二输出单元与第二继电器单元连接。
8.优选地，第一继电器单元包括第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器；第一输出单元包括第一输出端和第二输出端；其中，第一继电器和第二继电器均与第一
输出端连接，第三继电器和第四继电器均与第二输出端连接；第二继电器单元包括第五继电器、第六继电器、第七继电器和第八继电器；第二输出单元包括第三输出端和第四输出端；其中，第五继电器和第六继电器均与第三输出端连接，第七继电器和第八继电器均与第四输出端连接。
9.优选地，上述控制电压模块包括比较处理单元和电压控制单元；其中，比较处理单元的输入端与第一输出单元连接，比较处理单元的输出端与电压控制单元的输入端连接，电压控制单元的输出端与第二继电器单元连接。
10.优选地，上述比较处理单元包括第一比较器、第二比较器和第三比较器；其中，第二比较器的负输入端和第三比较器的负输入端均与第一输出单元连接，第二比较器的输出端与第一比较器的正输入端连接，第二比较器的正输入端、第三比较器的正输入端和第一比较器的负输入端均与第三电源输出端连接，第三比较器的输出端和第一比较器的输出端均与电压控制单元连接。
11.优选地，上述电压控制单元包括：第一三极管、第二三极管、光电耦合器、二极管和电解电容；其中，第二三极管的基极与第一比较器的输出端连接，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极与光电耦合器的第一端口连接，光电耦合器的第二端口与第三比较器的输出端均与第三电源输出端连接，光电耦合器的第三端口分别与第一三极管的基极和二极管的一端连接，光电耦合器的第四端口和第一三极管的集电极均与第三电源输出端连接，第一三极管的发射极和电解电容的一端均与第二继电器单元连接，二极管的另一端和电解电容的另一端均接地。
12.优选地，上述第一供电模块为太阳能供电，第二供电模块为市电供电。
13.第二方面，本发明实施例还提供一种变频空调器，包括上述第一方面的供电转换电路，以及变频空调装置；其中，供电转换电路与变频空调装置连接。
14.优选地，上述变频空调装置包括空调电控模块和压缩机，供电转换电路通过空调电控模块与压缩机连接；其中，空调电控模块包括依次设置的整流单元、pfc单元和逆变单元。
15.本发明实施例带来了以下有益效果：
16.本发明实施例提供了供电转换电路及变频空调器，对于第一供电模块(如太阳能供电)的输出电压，当输出电压满足预设电压范围和稳定条件时，通过第一供电模块进行供电，反之，当电路当输出电压不满足预设电压范围和稳定条件时，通过第二供电模块进行供电，从而通过两种供电模块进行切换，并对变频空调器进行供电，保证了变频空调器的正常运行，同时，保证了第一供电模块(如太阳能供电)供电的稳定性，进一步提高了变频空调器的运行效果，进而提高了用户的体验度。
17.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
18.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
20.图1为本发明实施例提供的一种供电转换电路的结构示意图。
具体实施方式
21.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.为便于对本实施例进行理解，下面对本发明实施例进行详细介绍。
23.本发明实施例提供了一种供电转换电路，如图1所示，供电转换电路1包括：控制模块10，以及与控制模块10连接的第一供电模块20、第二供电模块30、直流电压检测模块40和控制电压模块50；其中，直流电压检测模块40还与第一供电模块20连接，控制电压模块50还与第二供电模块30连接；其中，第一供电模块20包括第一继电器单元，第二供电模块30包括第二继电器单元；且，第一继电器单元和第二继电器单元均包括双组双极继电器。
24.具体地，直流电压检测模块40用于检测第一供电模块20的输出电压，并将输出电压发送至控制模块10；控制模块10用于获取输出电压，若输出电压满足预设电压范围和稳定条件，生成第一控制信号，并根据第一控制信号控制第一继电器单元吸合，同时，根据第一控制信号和控制电压模块50控制第二继电器单元断开；或者，若输出电压不满足预设电压范围和稳定条件，生成第二控制信号，并根据第二控制信号控制第一继电器单元断开，同时，根据第二控制信号和控制电压模块50控制第二继电器单元吸合，从而根据第一供电模块20的输出电压是否满足预设电压范围和稳定条件，控制模块10自动选择对应的供电模块，以对变频空调器进行供电，保证了变频空调器的正常运行，同时，保证了第一供电模块供电的稳定性，进一步提高了变频空调器的运行效果，进而提高了用户的体验度。
25.优选地，第一供电模块20为太阳能供电，第二供电模块30为市电供电，在实际应用中，第一供电模块20也可以是其它类型直流电源，第二供电模块30也可以是其它交流电或直流电，具体可以根据实际情况进行设置。为了便于理解，这里以第一供电模块20为太阳能供电，第二供电模块30为市电供电进行阐述。
26.此外，如图1所示，上述电路还包括电源模块60；其中，电源模块60包括输入端、第一电源输出端、第二电源输出端和第三电源输出端；电源模块60的输入端与第二供电模块30的输入端连接，即输入为交流市电，输出为低压直流电，具体地，第一电源输出端即+5v输出端与控制模块10连接，第二电源输出端即+12v输出端与第一继电器单元连接，第三电源输出端即+15v输出端与控制电压模块50连接。需要说明的是，这里电源模块60为隔离电源，且，输出接地端gnd与第一供电模块20的负极连接。
27.优选地，上述控制模块10包括输入端、第一输出单元和第二输出单元；其中，控制模块10的输入端与直流电压检测模块40连接，第一输出单元与第一继电器单元连接，第二
输出单元与第二继电器单元连接。
28.具体地，控制模块10也可称为单片机模块，包括ic1和ic2，其中，ic2包括多个，其第8引脚与直流电压检测模块40连接，第3引脚分别与电容c5的一端和电解电容e2的一端连接，并与第一电源输出端连接；第4引脚与电容c4的一端连接，电容c4的另一端、电容c5的另一端和电解电容e2的另一端均接地，这里电容c4和电容c5均为104，电解电容e2则为100μf/25v；其第29引脚则分别与电阻r16的一端和电容c1的一端连接，电阻r16的另一端与第一电源输出端连接，电容c1的另一端接地，这里电阻r16为10kω，电容c1为104。
29.此外，ic2的第24引脚通过电阻r14与ic1的第1引脚和第2引脚连接，并通过第15引脚和第16引脚(即第一输出端out1)输出；ic2的第23引脚通过电阻r15与ic1的第3引脚和第4引脚连接，并通过第13引脚和第14引脚(即第二输出端out2)输出；iic2的第22引脚直接与ic1的第6引脚连接，并通过第11引脚(即第三输出端out3)输出；iic2的第21引脚直接与ic1的第7引脚连接，并通过第10引脚(即第四输出端out4)输出，这里电阻r14和电阻r15均为2kω。以及，ic1的第9引脚分别与电容c2的一端和第二电源输出端连接，第8引脚与电容c2的另一端接地，这里电容c2为104。需要说明的是，这里ic2的第24引脚和第23引脚，以及ic1的第1-4引脚和13-16引脚共同组成了第一输出单元，同理，ic2的第22引脚和第21引脚，以及ic1的第6-7引脚和第10-11引脚共同组成了第二输出单元。
30.如图1所示，第一继电器单元包括第一继电器ry1、第二继电器ry2、第三继电器ry3和第四继电器ry4；第一输出单元包括第一输出端out1和第二输出端out2；其中，第一继电器ry1和第二继电器ry2均与第一输出端out1连接，第三继电器ry3和第四继电器ry4均与第二输出端out2连接。同理，第二继电器单元包括第五继电器ry5、第六继电器ry6、第七继电器ry7和第八继电器ry8；第二输出单元包括第三输出端out3和第四输出端out4；其中，第五继电器ry5和第六继电器ry6均与第三输出端out3连接，第七继电器ry7和第八继电器ry8均与第四输出端out4连接。
31.此外，ic2的第8引脚与直流电压检测模块40的输出端dc-s连接。其中，直流电压检测模块40包括依次串联的电阻r17、r18、r19、r20、r21和r22，且，阻值均为91kω；电阻r17还与第一供电模块20连接，电阻r22还分别与电阻r23的一端和电容c3的一端连接，电阻r23的另一端和电容c3的另一端均接地；这里电阻r23为3.6kω，电容c3的大小为104。
32.以及，控制模块10的第一输出单元还与控制电压模块50连接。其中，控制电压模块50包括比较处理单元和电压控制单元；比较处理单元的输入端与第一输出单元连接，比较处理单元的输出端与电压控制单元的输入端连接，电压控制单元的输出端与第二继电器单元连接。
33.其中，比较处理单元包括第一比较器ic5a、第二比较器ic5c和第三比较器ic5d；具体地，第二比较器ic5c的负输入端通过电阻r12与ic2的第24引脚连接，第二比较器ic5c的输出端与第一比较器ic5a的正输入端连接，以及，第二比较器ic5c的负输入端还通过电阻r13和电阻r7与输出端连接，第三比较器ic5d的负输入端通过电阻r11与ic2的第23引脚连接，此外，第三比较器ic5d的负输入端还通过电阻r10接地，第二比较器ic5c的正输入端、第三比较器ic5d的正输入端和第一比较器ic5a的负输入端均通过电阻r8与第三电源输出端+15v连接，此外，电阻r8还与电阻r9的一端连接，电阻r9的另一端接地。这里电阻r8为30kω，电阻r9为4.7kω，电阻r10为10kω，电阻r11为2kω，电阻r12为2kω，电阻r13为10kω，电阻
r7为10kω。
34.此外，第三比较器ic5d的输出端和第一比较器ic5a的输出端均与电压控制单元连接。其中，电压控制单元包括：第一三极管q1、第二三极管q2、光电耦合器ic3、二极管zd1和电解电容e1；第二三极管q2的基极通过电阻r4与第一比较器ic5a的输出端连接，第二三极管q2的发射极接地，第二三极管q2的集电极与光电耦合器ic3的第一端口即k端口连接，光电耦合器ic3的第二端口即a端口与第三比较器ic5d的输出端均与第三电源输出端连接，即a端口与电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端分别与第三电源输出端、电阻r3的一端和电阻r6的一端连接，电阻r6的另一端分别与第三比较器ic5d的输出端和与第二比较器ic5c的输出端连接，电阻r3的另一端分别与电阻r4的一端和第一比较器ic5a的输出端即端口2连接，电阻r4的另一端分别与第二三极管q2的基极和电阻r5的一端连接，电阻r5的另一端接地，此外，第一比较器ic5a的端口1还接地，端口3与第三电源输出端连接。这里电阻r2为4.7kω，电阻r3为10kω，电阻r4为2kω，电阻r5为4.7kω，电阻r6为20kω。
35.以及，光电耦合器ic3的第三端口即e端口通过电阻r1分别与第一三极管q1的基极和二极管zd1的一端连接，光电耦合器ic3的第四端口即c端口和第一三极管q1的集电极均与第三电源输出端连接，第一三极管q1的发射极和电解电容e1的一端均与第二继电器单元连接，二极管zd1的另一端和电解电容e1的另一端均接地。这里电阻r1为1kω，电解电容e1则为100μf/25v。
36.基于上述供电转换电路，具体工作原理如下：供电转换电路上电后，控制模块10通过检测直流电压检测模块40输出端dc-s处的电压，确定太阳能供电模块(即第一供电模块10)的输出电压的范围和稳定性，当太阳能供电电压在预设电压范围且满足稳定性时，生成第一控制信号，即dc1与dc2输出高电平，ac1与ac2输出低电平，此时第一继电器ry1、第二继电器ry2、第三继电器ry3和第四继电器ry4均吸合，第五继电器ry5、第六继电器ry6、第七继电器ry7和第八继电器ry8均断开，即此时太阳能直流输入供电模块给变频空调器提供电能。此外，由于dc1与dc2输出高电平，控制电压模块50(也称为交流市电控制电压模块)中第一比较器ic5a、第二比较器ic5c和第三比较器ic5d的负极电压大于正极电压，三个比较器均输出低电平，第二三极管q2的基极为低电平，第二三极管q2、光电耦合器ic3和二极管zd1均截止，控制电压模块50的输出端+12v-1处的电压为0v，导致第五继电器ry5、第六继电器ry6、第七继电器ry7和第八继电器ry8的线圈均无控制电压，因此，即使在ac1与ac2异常输出高电平时，第二继电器单元仍断开，从而起到双重保护作用，防止两种供电电网异常接通造成电网的损坏或烧毁。
37.当控制模块10检测到太阳能供电电压不在预设电压范围和/或不满足稳定性时，生成第二控制信号，即dc1与dc2输出低电平，ac1与ac2输出高电平，这里dc1与dc2先输出低电平，以确保第一继电器ry1、第二继电器ry2、第三继电器ry3和第四继电器ry4均断开，同时，控制电压模块50中第一比较器ic5a、第二比较器ic5c和第三比较器ic5d的负极电压小于正极电压，三个比较器均输出高电平，第二三极管q2的基极为高电平，第二三极管q2、光电耦合器ic3和二极管zd1均导通，控制电压模块50的输出端+12v-1处的电压为12v，导致第五继电器ry5、第六继电器ry6、第七继电器ry7和第八继电器ry8的线圈均存在控制电压，因此，在dc1与dc2输出低电平，且，延时一段时间后，ac1与ac2再输出高电平，第五继电器ry5、第六继电器ry6、第七继电器ry7和第八继电器ry8均吸合，即此时交流市电给变频空调器提
供电能。
38.需要说明的是，在交流市电供电变频空调运行过程中，供电转换电路中直流电压检测模块也会对太阳能供电模块的输出电压进行检测，当检测到输出电压满足预设电压范围和稳定条件时，为了避免电网的频繁切换，控制模块延时一定时间后再切换到太阳能供电方式。其中，预设电压范围包括第一电压阈值和第二电压阈值，且，第一电压阈值小于第二电压阈值，具体可以根据实际情况进行设置；稳定条件为在检测周期内，太阳能供电模块的输出电压的最大值和最小值的差值，小于预设差值阈值，这里检测周期和预设差值阈值可以根据实际情况进行设置。
39.综上，本发明实施例提供的一种太阳能供电和交流市电可同时供电的供电转换电路，以对变频空调器进行供电，当太阳能供电的输出电压不在规定范围或者不稳定时自动转换为交流市电供电，当太阳能供电系统恢复后又可切换到太阳能供电方式，并且两种供电模块均采用双极双组继电器控制，避免控制异常状态下两种电网接通损坏烧毁，同时增加了交流市电的控制电压模块，使得两种供电方式互锁，避免两种电网同时接通，损坏或者烧毁电网。
40.在上述供电转换电路的基础上，本发明实施例还提供了一种变频空调器，包括上述供电转换电路，以及变频空调装置；其中，供电转换电路与变频空调装置连接。
41.具体地，如图1所示，在变频空调器的控制板前级增加上述供电转换电路，由此供电转换电路根据太阳能供电的状态自动切换采用哪种供电模块对变频空调器提供电能。其中，变频空调装置包括空调电控模块2和压缩机m，供电转换电路通过空调电控模块2与压缩机连接；其中，空调电控模块2包括依次设置的整流单元21、pfc(power factor correction，功率因数校正)单元22和逆变单元23，从而通过整流单元21、pfc单元22和逆变单元23对供电转换电路输出的电能进行转换处理，以使处理后的电能直接为压缩机供电，保证变频空调器的正常运行，同时，当太阳能进行供电时，还保证了太阳能供电的稳定性，进一步提高了变频空调器的运行效果，进而提高了用户的体验度。
42.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的变频空调器的具体供电过程，可以参考前述实施例中供电转换电路的对应过程，在此不再赘述。
43.另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
44.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
45.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
46.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。