电源电路、空调室外机及空调器的制作方法

1.本实用新型涉及空调器技术领域，尤其是涉及一种电源电路、空调室外机及空调器。


背景技术：

2.世界各地电网的输入额定电压不同，单相电源主要分为110v和220v两种，考虑到成本/尺寸大小等因素，普通空调一般只能在其中一种电源下正常工作。当设计输入电压为220v的空调产品接入到110v的电源时，因电压太低会导致空调无法正常工作(如，变频空调的压缩机驱动一般需要交流电整流后的直流电压达到300v左右)，而额定电压为110v的空调如误接入220v的电网，会存在损坏空调控制器的风险。同时，北美、日本、巴西等国家和地区会存在110v和220v电压共用的情况，更容易存在用户误把不同电源输入需求的电器接入错误电压而造成产品损坏的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的目的在于提出一种电源电路、空调室外机及空调器。
4.针对上述存在的问题，本实用新型提出一种电源电路，用于空调器，包括：电感、整流桥、二极管、滤波储能单元和输入电压控制单元；其中，所述电感的一端与交流电源的火线连接，所述电感的另一端与所述整流桥的第一输入端连接，用于补偿所述滤波储能单元的电流相位差；所述整流桥的第一输出端连接于所述输入电压控制单元的第一端和所述二极管的阳极之间，所述整流桥的第二输出端接地，用于将交流电转换为直流电；所述二极管的阴极与所述滤波储能单元的第一端连接，用于防止所述滤波储能单元输出的电流反向流动；所述滤波储能单元的第二端接地，用于对所述直流电进行滤波和储能；所述输入电压控制单元的第二端与所述滤波储能单元的第三端连接，所述输入电压控制单元的第三端与所述整流桥的第二输入端连接，所述输入电压控制单元的第四端与所述交流电源的零线连接，用于当空调器接入110v或220v的交流电源时，对应输出满足变频压缩机所需的直流电压。
5.另外，根据本实用新型实施例的电源电路，还可以具有如下附加的技术特征：
6.进一步地，所述输入电压控制单元，包括：继电器和继电器控制模块；其中，所述继电器包括控制线圈、第一触点、第二触点和第三触点，所述控制线圈的一侧与所述继电器控制模块的第一端连接，所述控制线圈的另一侧与所述继电器控制模块的第二端连接，所述继电器的第一触点与所述交流电源的零线连接，所述第二触点与所述滤波储能单元的第三端连接，所述第三触点与所述整流桥的第二输入端连接，所述控制线圈可控制所述第一触点连接至所述第二触点或第三触点；所述继电器控制模块的第三端连接于所述整流桥的第一输出端和所述二极管的阳极之间。
7.进一步地，所述继电器控制模块，包括：比较器、第一分压电路、第一电阻、第二分
压电路、第一电容、第二电容；其中，所述比较器的第一输入端连接所述第一分压电路的第三端，所述比较器的第二输入端连接所述第二分压电路的第三端，所述比较器的第三输入端连接所述继电器的控制线圈的另一侧，所述比较器的第四输入端接地，所述比较器的输出端连接所述继电器的控制线圈的一侧；所述第一分压电路的第一端连接于所述整流桥的第一输出端和所述二极管的阳极之间，所述第一分压电路的第二端接地；所述第一电阻的一端连接于所述整流桥的第一输出端和所述二极管的阳极之间，所述第一电阻的另一端连接所述继电器的控制线圈的另一侧；所述第二分压电路的第一端连接参考电压，所述第二分压电路的第二端接地；所述第一电容的一端连接所述参考电压，所述第一电容的另一端接地；所述第二电容的一端连接所述第一分压电路的第三端，所述第二电容的另一端接地。
8.进一步地，所述第一分压电路，包括:第二电阻和第三电阻；其中，所述第二电阻的一端连接于所述整流桥的第一输出端和所述二极管的阳极之间，所述第二电阻的另一端连接所述第三电阻的一端；所述第三电阻的一端连接于所述第二电容的一端和所述第二电阻的另一端之间，所述第三电阻的另一端接地，其中，所述第二电阻的另一端和所述第三电阻的一端的连接点作为所述第一分压电路的第三端。
9.进一步地，所述第二分压电路，包括:第四电阻和第五电阻；其中，所述第四电阻的一端连接所述参考电压，所述第四电阻的另一端连接于所述比较器的第二输入端和第五电阻的一端之间；所述第五电阻的一端连接于所述第四电阻的另一端和所述比较器的第二输入端之间，所述第五电阻的另一端接地，其中，所述第四电阻的另一端和所述第五电阻的一端的连接点作为所述第二分压电路的第三端。
10.进一步地，所述继电器控制模块，还包括：稳压二极管，所述稳压二极管的一端连接所述参考电压，所述稳压二极管的另一端接地。
11.进一步地，所述滤波储能单元，包括：第三电容和第四电容；其中，所述第三电容的一端连接所述二极管的阴极，所述第三电容的另一端连接于所述第四电容的一端和所述继电器的第二触点之间；所述第四电容的一端连接于所述第三电容的另一端和所述继电器的第二触点之间，所述第四电容的另一端接地，其中，所述第三电容的另一端和所述第四电容的一端的连接点作为所述滤波储能单元的第三端。
12.进一步地，所述第三电容和所述第四电容均为铝电解电容。
13.根据本实用新型实施例的电源电路，在空调器的电源输入端设计了输入电压控制单元，通过输入电压控制单元控制电源电路的输出电压，以当空调器接入110v或220v的交流电源时，在满足后级零部件耐压要求的同时，可以使110v或220v的交流电源经整流后，输出满足变频压缩机所需的直流电压，该电源电路简单易行，响应快速，成本低廉。
14.针对上述存在的问题，本实用新型还提出一种空调室外机，包括如上述任一实施例所述的电源电路。
15.根据本实用新型实施例的空调室外机，通过输入电压控制单元控制电源电路的输出电压，以当空调器接入110v或220v的交流电源时，在满足后级零部件耐压要求的同时，可以使110v或220v的交流电源经整流后，输出满足变频压缩机所需的直流电压，该电源电路简单易行，响应快速，成本低廉。
16.针对上述存在的问题，本实用新型还提出一种空调器，其特征在于，包括如上述任一实施例所述的空调室外机。
17.根据本实用新型实施例的空调器，通过输入电压控制单元控制电源电路的输出电压，以当空调器接入110v或220v的交流电源时，在满足后级零部件耐压要求的同时，可以使110v或220v的交流电源经整流后，输出满足变频压缩机所需的直流电压，该电源电路简单易行，响应快速，成本低廉。
18.本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
19.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
20.图1是根据本实用新型一个实施例的电源电路的结构示意图；
21.图2是根据本实用新型另一个实施例的电源电路的结构示意图。
具体实施方式
22.下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。
23.下面参考图1和图2描述根据本实用新型实施例的电源电路、空调室外机及空调器。
24.图1是根据本实用新型一个实施例的电源电路的结构示意图。如图1所示，一种电源电路，用于空调器，包括：电感l1、整流桥vc1、二极管v2、滤波储能单元100和输入电压控制单元200。其中，电感l1的一端与交流电源的火线l连接，电感l1的另一端与整流桥vc1的第一输入端连接，用于补偿滤波储能单元100的电流相位差，提升电源电路本身的功率因数；整流桥vc1的第一输出端连接于输入电压控制单元200的第一端和二极管v2的阳极之间，整流桥vc1的第二输出端接地，用于将交流电转换为直流电；二极管v2的阴极与滤波储能单元100的第一端连接，用于防止滤波储能单元100输出的电流反向流动；滤波储能单元100的第二端接地，用于对直流电进行滤波和储能；输入电压控制单元200的第二端与滤波储能单元100的第三端连接，输入电压控制单元200的第三端与整流桥vc1的第二输入端连接，输入电压控制单元200的第四端与交流电源的零线n连接，用于当空调器接入110v或220v的交流电源时，对应输出满足变频压缩机所需的直流电压。
25.具体而言，本实用新型实施例通过输入电压控制单元200控制电源电路的输出电压，以当空调器接入110v或220v的交流电源时，在满足后级零部件耐压要求的同时，可以使110v或220v的交流电源经整流后，输出满足变频压缩机所需的直流电压，该电源电路简单易行，响应快速，成本低廉。
26.在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，输入电压控制单元200，包括：继电器k1和继电器控制模块300。其中，继电器k1包括控制线圈、第一触点3、第二触点4和第三触点5，控制线圈的一侧1与继电器控制模块300的第一端连接，控制线圈的另一侧2与继电器控制模块300的第二端连接，继电器k1的第一触点3与交流电源的零线n连接，第二触点4与滤波储能单元100的第三端连接，第三触点5与整流桥vc1的第二输入端连接，控制线圈可控制第一触点3连接至第二触点4或第三触点5；继电器控制模块300的第三端连接于整流桥vc1
的第一输出端和二极管v2的阳极之间。
27.具体而言，在继电器控制模块300的控制下，继电器的控制线圈可控制第一触点3连接至第二触点4或第三触点5，从而当空调器接入110v或220v的交流电源时，通过继电器k1进行线路的切换，使110v或220v的交流电源经整流后，输出满足变频压缩机所需的直流电压。
28.在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，继电器控制模块300，包括；比较器n1、第一分压电路400、第一电阻r1、第二分压电路500、第一电容c3和第二电容c4。其中，比较器n1的第一输入端连接第一分压电路400的第三端，比较器n1的第二输入端连接第二分压电路500的第三端，比较器n1的第三输入端连接继电器k1的控制线圈的另一侧，比较器n1的第四输入端接地，比较器n1的输出端连接继电器k1的控制线圈的一侧；第一分压电路400的第一端连接于整流桥vc1的第一输出端和二极管v2的阳极之间，第一分压电路400的第二端接地；第一电阻r1的一端连接于整流桥vc1的第一输出端和二极管v2的阳极之间，第一电阻r1的另一端连接继电器k1的控制线圈的另一侧；第二分压电路500的第一端连接参考电压，第二分压电路500的第二端接地；第一电容c3的一端连接参考电压，第一电容c3的另一端接地；第二电容c4的一端连接第一分压电路400的第三端，第二电容c4的另一端接地。
29.具体而言，参考电压为12v,继电器的初始状态为第一触点3与第三触点5连接，即保持交流电源的零线与整流桥的第一输出端连接，继电器k1线圈的一侧与比较器n1的输出端连接，另一侧与12v参考电压连接。当比较器n1输出端的输出电压为高电平12v时，继电器k1不动作，保持第一触点3与第三触点5连接的初始状态，即保持交流电源的零线n与整流桥vc1的第一输出端连接。当比较器n1输出端的输出电压为低电平0v时，继电器k1动作，使得第一触点3与第二触点4连接，从而控制交流电源的零线n与滤波储能单元100的第三端连接，即，继电器k1根据比较器n1输出端的输出电压来控制交流电源的零线n与整流桥vc1的第一输出端或滤波储能单元100的第三端连接，从而，110v或220v的交流电源经整流后，输出变频压缩机所需的高电压直流电源的需要，同时保护滤波储能单元100不会因电压过高而损坏。
30.在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，第一分压电路400，包括:第二电阻r2和第三电阻r3。其中，第二电阻r2的一端连接于整流桥vc1的第一输出端和二极管v2的阳极之间，第二电阻r2的另一端连接第三电阻r3的一端；第三电阻r3的一端连接于第二电容c4的一端和第二电阻r2的另一端之间，第三电阻r3的另一端接地，其中，第二电阻r2的另一端和第三电阻r3的一端的连接点作为第一分压电路400的第三端。
31.具体而言，第二电阻r2和第三电阻r3组成第一分压电路400，把输入电压信号分压后输入到比较器n1的第一输入端(即正输入端)，并与比较器n1的第二输入端(即负输入端)的电压信号进行比较，根据比较结果输出高电压或低电压，以控制继电器k1的控制线圈闭合或断开。第二电容c4起到平滑滤波的作用，防止比较器n1的第一输入端的瞬时电压波动扰乱继电器k1的动作。
32.在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，第二分压电路500，包括:第四电阻r4和第五电阻r5。其中，第四电阻r4的一端连接参考电压，第四电阻r4的另一端连接于比较器n1的第二输入端和第五电阻r5的一端之间；第五电阻r5的一端连接于第四电阻r4的另一端和比较器n1的第二输入端之间，第五电阻r5的另一端接地，其中，第四电阻r4的另一端和第
五电阻r5的一端的连接点作为第二分压电路500的第三端。
33.具体而言，第四电阻r4和第五电阻r5组成第二分压电路500，用于向比较器n1的第二输入端提供电压的基准比较信号。比较器n1由12v电源供电，当比较器n1的第一输入端的电压高于第二输入端的电压时，比较器n1输出12v的高电平信号，反之，当比较器n1的第二输入端的电压高于第一输入端的电压时，比较器n1输出0v的低电平信号。
34.在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，继电器控制模块300，还包括：稳压二极管vz1，稳压二极管vz1的一端连接参考电压，稳压二极管vz1的另一端接地。
35.具体而言，第一电阻r1起到分压限流的作用，使得稳压二极管vz1的两端得到稳定的12v电源电压。在具体实施例中，在选择第一电阻r1的阻值时，应保证输入电源为110v和220v的情况下，稳压二极管vz1能够得到足够的电流，从而输出稳定的12v电源。
36.在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，滤波储能单元100，包括：第三电容c1和第四电容c2。其中，第三电容c1的一端连接二极管v2的阴极，第三电容c1的另一端连接于第四电容c2的一端和继电器k1的第二触点4之间；第四电容c2的一端连接于第三电容c1的另一端和继电器k1的第二触点4之间，第四电容c2的另一端接地，其中，第三电容c1的另一端和第四电容c2的一端的连接点作为滤波储能单元100的第三端。
37.具体而言，第三电容c1和第四电容c2采用串联连接的方式，110v或220v的交流电源经整流后，再经第三电容c1和第四电容c2平滑滤波，输出直流电源给变频压缩机的驱动电路，用于驱动压缩机的运转。
38.在本实用新型的一个实施例中，第三电容c1和第四电容c2均为铝电解电容。在具体实施例中，第三电容c1和第四电容c2可采用耐压220v～250v之间的铝电解电容，以降低设计成本。
39.作为具体的实施例，以下对具体实施例中的电源电路进行示例性描述，以便用于更好地理解本实用新型实施例的电源电路。
40.在具体实施例中，设定第二电阻r2为300k，第三电阻r3为10k，第四电阻r4为5k，第五电阻r5为10k，第二电容c4为1uf，第一电容c3为100uf，第三电容c1和第四电容c2的耐压值为220v。
41.当输入电压为220v时，如图1所示，继电器k1初始状态为第一触点3与第三触点5连接，即保持交流电源的零线n与整流桥vc1的第一输出端连接，输入电压经电感l1和整流桥vc1后，通过第一分压电路400分压，将分压得到的电压输入到比较器n1的第一输入端(即正输入端)。此时，比较器n1的正输入端的电压为：
[0042][0043]
比较器n1的负输入端电压为：
[0044]
(12v*r5)/(r4+r5)＝(12v*10)/(5+10)＝8v；
[0045]
由于比较器n1的正输入端电压大于负输入端电压，因此比较器n1的输出端输出电压为12v的高电平信号。由于继电器k1的线圈的另一侧也是12v的电源，因此继电器k1的线圈的两端无电压差，没有电流经过继电器k1的线圈，继电器k1不动作，即继电器k1保持第一触点3与第三触点5连接，使得交流电源的输入零线n与整流桥vc1的第一输出端连接，即输入电压220v通过整流桥vc1后，经过二极管v2后再流经滤波储能单元100(即第三电容c1和第四电容c2)，然后在第四电容c2的负极流出回到整流桥vc1，最后回到交流电源的输入侧。
而经滤波储能单元100平滑滤波后得到的直流高压电输出给变频压缩机的驱动电路使用。同时，当输入电压的有效值为220v时，二极管v2输出的直流电压的峰值为：
[0046][0047]
由于此时第三电容c1和第四电容c2在充电和放电时均是串联工作，因此，按单个电容耐压220v计算，两个电容串联后的耐电压值为：
[0048]
220v*2＝440v，高于311v的实际输入，可满足使用要求。
[0049]
当输入电压为110v，且继电器k1初始状态为第一触点3与第三触点5连接，即保持交流电源的零线n与整流桥vc1的第一输出端连接，此时输入电压经电感l1和整流桥vc1后，通过第一分压电路400分压，将分压得到的电压输入到比较器n1的第一输入端(即正输入端)。此时，比较器n1的正输入端电压为：
[0050][0051]
比较器n1的负输入端电压为：
[0052]
(12v*r5)/(r4+r5)＝(12v*10)/(5+10)＝8v；
[0053]
如图2所示，由于比较器n1的正输入端电压低于负输入端电压，因此比较器n1输出端输出电压为0v的低电平信号。因继电器k1的线圈的另一侧是12v电源，因此继电器k1的线圈的两端有压差，继电器k1的线圈产生电流，从而切换触点，使第一触点3和第二触点4连接，从而交流电源的输入零线n线连接到第三电容c1和第四电容c2的中点。此时，在交流电源的正半周期，交流电源从火线l输入，流经电感l1、整流桥vc1和二极管v2后，经过第三电容c1然后回流到交流电源的零线n；在交流电的负半周期，交流电源从零线n输入，流经第四电容c2后，再经过整流桥vc1，电感l1，最后回到交流电源的火线l。即每半个交流电周期，输入电源只单独给第三电容c1或第四电容c2充电。同时，由于输入电源为110v时，其直流电压峰值为：
[0054][0055]
也低于第三电容c1和第四电容c2的设计耐压值220v，因此满足设计要求。而相对于变频压缩机驱动电路的负载电路，第三电容c1和第四电容c2仍然时串联的。因此，输出给变频压缩机的驱动电路的输出电压值为：
[0056]
155.54v*2＝311.08v，同样满足变频压缩机驱动电路需要的高直流电压的需求。
[0057]
根据本实用新型实施例的电源电路，在空调器的电源输入端设计了输入电压控制单元200，通过输入电压控制单元200控制电源电路的输出电压，以当空调器接入110v或220v的交流电源时，在满足后级零部件耐压要求的同时，可以使110v或220v的交流电源经整流后，输出满足变频压缩机所需的直流电压，该电源电路简单易行，响应快速，成本低廉。
[0058]
本实用新型的进一步实施例还公开了一种空调室外机，包括如上述任一实施例所述的电源电路。
[0059]
根据本实用新型实施例的空调室外机，通过输入电压控制单元200控制电源电路的输出电压，以当空调器接入110v或220v的交流电源时，在满足后级零部件耐压要求的同时，可以使110v或220v的交流电源经整流后，输出满足变频压缩机所需的直流电压，该电源电路简单易行，响应快速，成本低廉。
[0060]
本实用新型的进一步实施例还公开了一种空调器，包括如上述任一实施例所述的
空调室外机。
[0061]
根据本实用新型实施例的空调器，通过输入电压控制单元200控制电源电路的输出电压，以当空调器接入110v或220v的交流电源时，在满足后级零部件耐压要求的同时，可以使110v或220v的交流电源经整流后，输出满足变频压缩机所需的直流电压，该电源电路简单易行，响应快速，成本低廉。
[0062]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
[0063]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。