CN109751743A - 带有电源防接反功能的全直流驱动空调控制***及空调器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带有电源防接反功能的全直流驱动空调控制***及空调器，包括：滤波电路、电源防反接电路、电源管理模块、直流负载模块和主控单元。本发明的技术方案可以直接利用太阳能、风能等清洁能源提供的直流电，采用直驱方式，工作电压为直流385V～600V，无需逆变，降低了企业的生产成本，提高了能源利用率，更加合理利用清洁能源，更加环保；采用电源防反接电路，保证负载的用电安全。
Description
技术领域
本发明属于智能家电控制技术领域，尤其涉及一种带有电源防接反功能的全直流驱动空调控制***及空调器。
背景技术
目前智能家居已悄然地进入到人们的生活，对舒适的生活环境质量要求越来越高。空调设备已经成为现代家庭的必需品，能降温防暑保暖，提供一个舒适的生活环境。
当前市场上出售的空调器普遍采用交流电供电，供电方式单一，而随着资源消耗问题的日益突出，如何更加合理利用太阳能、风能等清洁能源得到了越来越广泛的关注，由于太阳能、风能转化过来的均是直流电，往往需要先经过逆变转化成交流电之后才能被空调器利用，能源利用率不高，同时增加了企业的生产成本。
因此，需要提供一种带有电源防接反功能的全直流驱动空调控制***来解决现有技术的不足。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种带有电源防接反功能的全直流驱动空调控制***及空调器。
一种带有电源防接反功能的全直流驱动空调控制***，包括：滤波电路、电源防反接电路、电源管理模块、直流负载模块和主控单元，
所述滤波电路的输入端连接至直流电源端子，用于对所述直流电源信号进行滤波；
所述电源防反接电路与所述滤波电路连接，用于防止所述直流电源信号端子反接；
所述电源管理模块分别与所述电源防反接电路、直流负载模块和主控单元连接，用于将所述直流电源信号转换成不同的电压为所述直流负载模块和主控单元提供电源；
所述主控单元与所述直流负载模块连接，用于驱动所述直流负载模块。
进一步的，所述滤波电路包括：保险丝、压敏电阻、NTC电阻、共模电感、第一电容和第二电容，
所述保险丝的第一端与所述直流电源端子的正极端子连接，第二端分别与所述压敏电阻的第一端和NTC电阻的第一端连接；
所述压敏电阻的第二端分别与所述第二电容的第一端和所述直流电源端子的负极端子连接；
所述第二电容的第二端接地；
所述NTC电阻的第二端与所述共模电感的第一端连接；
所述共模电感的第二端分别与所述第一电容的第一端和正极输出端子连接；
所述第一电容的第二端分别与所述第二电容的第一端和负极输出端子连接。
进一步的，所述防反接电路包括：第一单向导通器件和第二单向导通器件，
所述第一单向导通器件的第一端与所述正极输出端子连接，第二端与所述直流负载模块的第一端连接；
所述直流负载模块的第二端与所述负极输出端子连接；
所述第二单向导通器件的第一端与所述正极输出端子连接，第二端与所述电源管理模块第一端连接；
所述电源管理模块的第二端与所述负极输出端子连接。
进一步的，所述第一单向导通器件包括二极管或三极管，所述第二单向导通器件为二极管或三极管。
进一步的，所述防反接电路包括：第三单向导通器件，所述第三导通器件设置于所述压敏电阻的第一端和所述第一电容的第一端之间。
进一步的，所述第三单向导通器件为二极管或三极管。
进一步的，所述防反接电路包括：第四单向导通器件，所述第四单向导通器件与所述压敏电阻并联，所述第四单向导通器件的第一端设置于所述保险丝的第一端和所述第一电容的第一端之间。
进一步的，所述第四单向导通器件为二极管或三极管。
一种空调器，包括上述任一所述的带有电源防接反功能的全直流驱动空调控制***。
本发明提供的技术方案与最接近的现有技术相比具有如下优点：
本发明提供的技术方案包括滤波电路、电源防反接电路、电源管理模块、直流负载模块和主控单元，可以直接利用太阳能、风能等清洁能源提供的直流电，采用直驱方式，无需逆变，降低了企业的生产成本，提高了能源利用率，更加合理利用清洁能源，更加环保；采用电源防反接电路，保证负载的用电安全。
附图说明
图1是本发明实施例中带有电源防接反功能的全直流驱动空调控制***示意图；
图2是本发明实施例中滤波电路示意图；
图3是本发明实施例中一种防反接电路示意图；
图4是本发明实施例中另一种防反接电路示意图；
图5是本发明实施例中另一种防反接电路示意图；
图6是本发明实施例中另一种防反接电路示意图；
图7是本发明实施例中电源管理模块示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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的一部分实施例，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的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。
如图1所示，本发明实施例提供了一种带有电源防接反功能的全直流驱动空调控制***，该***包括：滤波电路、电源防反接电路、电源管理模块、直流负载模块和主控单元，
所述滤波电路的输入端连接至直流电源端子，用于对所述直流电源信号进行滤波；
所述电源防反接电路与所述滤波电路连接，用于防止所述直流电源信号端子反接；
所述电源管理模块分别与所述电源防反接电路、直流负载模块和主控单元连接，用于将所述直流电源信号转换成不同的电压为所述直流负载模块和主控单元提供电源；
所述主控单元与所述直流负载模块连接，用于驱动所述直流负载模块。
在本申请实施例中，带有电源防接反功能的全直流驱动空调控制***包括滤波电路、电源防反接电路、电源管理模块、直流负载模块和主控单元，可以直接利用太阳能、风能等清洁能源提供的直流电，采用直驱方式，无需逆变，降低了企业的生产成本，提高了能源利用率，更加合理利用清洁能源，更加环保；采用电源防反接电路，保证负载的用电安全。
本申请应用于空调器，其供电方式为直流供电，可在385V～600V的高电压环境下工作，无需做降压到直流310V处理，更好的匹配光伏发电或风力发电。
在本申请的一些实施例中，如图2所示，滤波电路包括：保险丝、压敏电阻、NTC电阻、共模电感、第一电容和第二电容，
所述保险丝的第一端与所述直流电源端子的正极端子连接，第二端分别与所述压敏电阻的第一端和NTC电阻的第一端连接；
所述压敏电阻的第二端分别与所述第二电容的第一端和所述直流电源端子的负极端子连接；
所述第二电容的第二端接地；
所述NTC电阻的第二端与所述共模电感的第一端连接；
所述共模电感的第二端分别与所述第一电容的第一端和正极输出端子连接；
所述第一电容的第二端分别与所述第二电容的第一端和负极输出端子连接。
在本申请实施例中，该滤波电路主要用于滤除共模、差模等杂波对电子器件的干扰，同时减少电子产品自身产生的杂波对外部电源的干扰。
其中，保险丝、压敏电阻、NTC电阻均为保护性器件，防止电路出现短路或者雷击浪涌电压烧毁控制器，避免火灾的发生；共模电感与薄膜电容主要起滤波作用，通常市电中都夹杂有一定的谐波，这些谐波对控制器来说是无用的，需要滤除掉。
如图2中，Uin为外部输入给房间空调器供电的直流电源；FU为保险管；RV为压敏电阻；RNTC为NTC电阻；L为共模电感；C1为金属化薄膜电容；C2为Y电容；PE为地线；Uout为经过滤波后的直流电源。
在本申请的一些实施例中，电容C1选用金属化薄膜电容来代替电解电容，具有充放电时间短和耐压值高的特点，同时对电源极性无要求。常用的是聚酯金属化薄膜电容和聚丙烯金属化薄膜电容。
直流电源经过滤波电路后变得相对纯净，流入电源防反接电路。
在本申请的一些实施例中，如图3所示，防反接电路包括：第一单向导通器件和第二单向导通器件，
所述第一单向导通器件的第一端与所述正极输出端子连接，第二端与所述直流负载模块的第一端连接；
所述直流负载模块的第二端与所述负极输出端子连接；
所述第二单向导通器件的第一端与所述正极输出端子连接，第二端与所述电源管理模块第一端连接；
所述电源管理模块的第二端与所述负极输出端子连接。
其中所述第一单向导通器件和所述第二单向导通器件均可以是二极管或三极管或是其他具有单向导通功能的器件。
如图3所示，防反接电路主要元器件为二极管，借用二极管的单向导通特性，使得直流电源正、负极接反之后无电流流过，房间空气调节器不能正常工作。其中D1、D2分别代表高耐压值二极管元器件，根据实际工作电压，可在二极管D1、D2上选择性并联或者串联相同规格的二极管。
其中，二极管数量可根据直流母线节点数进行增、减。
该电源防反接电路的作用为防止电源接反后烧毁电机和电源芯片等功率器件，避免引起火灾。引入该防反接电路，当出现电源正、负极反接，上电后房间空气调节器蜂鸣器不会发出声音、LED灯不再点亮，用遥控器操作无响应，电机不转，即代表电源已接反，需要断电后调整电源方向重新上电。
电源防反接装置还可以集成到强电滤波电路中，即将防反接二极管安装在直流母线输入起始端。
在本申请的一些实施例中，如图4所示，防反接电路包括：第三单向导通器件，所述第三导通器件设置于所述压敏电阻的第一端和所述第一电容的第一端之间。
强电滤波电路中的电容C1可用有极性电解电容代替，在达到相同的效果同时增加了适配性。二极管D3位置没有固定要求，为了防止二极管D3失效，最好在RV与电容C1之间放置。
在本申请的一些实施例中，如图5所示，防反接电路包括：第四单向导通器件，所述第四单向导通器件与所述压敏电阻并联，所述第四单向导通器件的第一端设置于所述保险丝的第一端和所述第一电容的第一端之间。
在强电滤波电路的正负极之间并联一个二极管，二极管的阳极与电源的负极相接，阴极与电源的正极相接，其中D4位置没有固定要求，但需要在保险管FU与电容C1之间放置。
在本申请的一些实施例中，如图6所示，在强电滤波电路的电源输入端采用四个二极管D5、D6、D7、D8构成一个桥式整流模块，同样可以实现防接反功能，该桥式整流模块位置同样可在FU与C1之间选择。
在本申请的一些实施例中，电源管理模块主要为反激式开关电源，采用集成式开关电源芯片搭配高频变压器设计，由12V提供反馈回路，将直流母线输入的385V～600V的电压转化成不同规格的弱电，如15V、12V、5V、3.3V等，用于驱动不同的直流负载，如图7所示，直流母线电压经过高频变压器原边后给集成式开关电源芯片供电，高频变压器副边分别感应输出+15V和+12V，同时+12V又作为集成式开关电源芯片的反馈电压输入信号，从而反向控制电源的稳定输出，+12V又经过两级DC-DC芯片降压，分别输出+5V和+3.3V。
在本申请的一些实施例中，直流负载模块主要包含直流电机、步进电机、LED灯、蜂鸣器、温湿度传感器、静电除尘装置、门禁装置、wifi模块。
在本申请的一些实施例中，主控单元是指用于实现空调器正常运行的最小控制***，主要构成电路为MCU芯片、振荡电路、复位电路。
本发明提供了一种空调器，该空调器包括上述任一带有电源防接反功能的全直流驱动空调控制***。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
可以理解的是，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuits，ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、数字信号处理设备(DSP Device，DSPD)、可编程逻辑设备(Programmable LogicDevice，PLD)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。
对于软件实现，可通过执行本文所述功能的单元来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
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，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例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、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
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。
Claims (9)
1.一种带有电源防接反功能的全直流驱动空调控制***，其特征在于，包括：滤波电路、电源防反接电路、电源管理模块、直流负载模块和主控单元，
所述滤波电路的输入端连接至直流电源端子，用于对所述直流电源信号进行滤波；
所述电源防反接电路与所述滤波电路连接，用于防止所述直流电源信号端子反接；
所述电源管理模块分别与所述电源防反接电路、直流负载模块和主控单元连接，用于将所述直流电源信号转换成不同的电压为所述直流负载模块和主控单元提供电源；
所述主控单元与所述直流负载模块连接，用于驱动所述直流负载模块。
2.根据权利要求1所述的一种带有电源防接反功能的全直流驱动空调控制***，其特征在于，所述滤波电路包括：保险丝、压敏电阻、NTC电阻、共模电感、第一电容和第二电容，
所述保险丝的第一端与所述直流电源端子的正极端子连接，第二端分别与所述压敏电阻的第一端和NTC电阻的第一端连接；
所述压敏电阻的第二端分别与所述第二电容的第一端和所述直流电源端子的负极端子连接；
所述第二电容的第二端接地；
所述NTC电阻的第二端与所述共模电感的第一端连接；
所述共模电感的第二端分别与所述第一电容的第一端和正极输出端子连接；
所述第一电容的第二端分别与所述第二电容的第一端和负极输出端子连接。
3.根据权利要求2所述的一种带有电源防接反功能的全直流驱动空调控制***，其特征在于，所述防反接电路包括：第一单向导通器件和第二单向导通器件，
所述第一单向导通器件的第一端与所述正极输出端子连接，第二端与所述直流负载模块的第一端连接；
所述直流负载模块的第二端与所述负极输出端子连接；
所述第二单向导通器件的第一端与所述正极输出端子连接，第二端与所述电源管理模块第一端连接；
所述电源管理模块的第二端与所述负极输出端子连接。
4.根据权利要求3所述的一种带有电源防接反功能的全直流驱动空调控制***，其特征在于，所述第一单向导通器件包括二极管或三极管，所述第二单向导通器件为二极管或三极管。
5.根据权利要求2所述的一种带有电源防接反功能的全直流驱动空调控制***，其特征在于，所述防反接电路包括：第三单向导通器件，所述第三导通器件设置于所述压敏电阻的第一端和所述第一电容的第一端之间。
6.根据权利要求5所述的一种带有电源防接反功能的全直流驱动空调控制***，其特征在于，所述第三单向导通器件为二极管或三极管。
7.根据权利要求2所述的一种带有电源防接反功能的全直流驱动空调控制***，其特征在于，所述防反接电路包括：第四单向导通器件，所述第四单向导通器件与所述压敏电阻并联，所述第四单向导通器件的第一端设置于所述保险丝的第一端和所述第一电容的第一端之间。
8.根据权利要求7所述的一种带有电源防接反功能的全直流驱动空调控制***，其特征在于，所述第四单向导通器件为二极管或三极管。
9.一种空调器，其特征在于，包括权利要求1至8任一所述的带有电源防接反功能的全直流驱动空调控制***。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190514 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |