CN102853623A - 多能源供电冰箱及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种多能源供电冰箱及其供电控制方法，本发明要解决的主要问题通过将各种低压能源等电能进行整合切换控制，然后升压到比市电整流后的直流稍高的直流电，并接入目前普遍使用的各种变频器和压缩机，最终实现冰箱对各种能源的兼容性，本发明提供了一种多能源供电冰箱，其包括其包括MCU、市电供电模块、低压能源供电模块、蓄电池供电模块、用电器控制电路，三个供电模块、用电器控制电路都和MCU连接，三个供电模块互相并联后和整合切换模块连接，整合切换模块和用电器控制电路连接，整合切换模块和MCU连接，由MCU对三个供电模块和用电器进行集中控制，本发明的多能源供电控制系统，实现冰箱对各种能源的兼容性，同时可以做到大量地降低成本，提高产品的可靠性，通用性。

Description

多能源供电冰箱及其控制方法

技术领域

本发明涉及到一种多能源供电冰箱及其供电控制方法。

背景技术

  近几年，随着低压能源的发展和低压冰箱需求量的增加，该类冰箱产品的研发和量产已经提上日程。目前使用的低压变频压缩机及其驱动控制器，价格昂贵，可靠性差，兼容性差，对产品的推广使用形成较大压力。

发明内容

 本发明要解决的主要问题通过将各种低压能源等电能进行整合切换控制，然后升压到比市电整流后的直流稍高的直流电，并接入目前普遍使用的各种变频器和压缩机，最终实现冰箱对各种能源的兼容性。

为了解决上述问题，本发明提供了一种多能源供电冰箱，其包括其包括MCU、市电供电模块、低压能源供电模块、蓄电池供电模块、用电器控制电路，三个供电模块、用电器控制电路都和MCU连接，三个供电模块互相并联后和整合切换模块连接，整合切换模块和用电器控制电路连接，整合切换模块和MCU连接，由MCU对三个供电模块和用电器进行集中控制。

整合切换装置包括切换开关，切换开关和MCU连接，由MCU对三种供电模块电压采样比较后自动切换开关。

所述能源切换装置设置两种控制模式，分别为自动控制模式和手动切换模式。

电器控制电路设置为直流电供电控制电路。

蓄电池供电模块和整合切换模块之间设置升压模块。

低压供电模块优先设置为太阳能模块供电。

太阳能模块分别和市电供电模块和蓄电池供电模块连接。

本发明的多能源供电冰箱的控制方法，其包括下列步骤：

1、冰箱上电，开始工作；

2、MCU对低压能源供电模块、蓄电池供电模块、市电供电模块分别进行采样，如果低压能源供电模块的电压大于设定值，就进入步骤3；如果小于设定值，就进入步骤6；

3、MCU检测是否需要给低压负载供电，如果需要就接通和低压负载的电路；如果不需要就进入步骤4；

4、通过蓄电池控制电路，将低压能源的电能输送到蓄电池，然后经过升压模块升压，再进入步骤5；

5、经过整合切换模块将电能输送到用电器控制电路，然后回步骤1；

6、MCU控制切断低压能源供电模块，接通市电供电模块，然后进入步骤5。

本发明可以使用光电池等多种低压能源，实现对冰箱的供电。还可以在没有蓄电池储能设备的条件下，单独使用低压能源的供电方式，也可以使用低压能源加蓄电池的复合供电方式。本发明优先使用光电池等各种低压能源，将其升压到直流320V供变频器使用，如果这些能源供电不足，则由蓄电池电能补充；如果蓄电池能量也不足时，则采由市电和蓄电池混合供电，当蓄电池因深度放电而无法使用时，则采用市电供电，这样就使冰箱始终工作于制冷控制状态。

本发明通过对蓄电池充放电控制和弱能量收集，实现多种低压能源能通过蓄电池对用电器进行供电。选择低压能源的最高输出电压小于等于蓄电池允许始终接入的最高电压，这样能从根本上防止过充问题。当电池需要大电流充电时，继电器接通，减少因二极管上的压降而产生的电能损耗。由于接近蓄电池最高电压的低压能源输出通过二极管直接接在蓄电池上，这样即使控制器故障，也能给蓄电池充电，有效地防止蓄电池因严重亏电而损坏。当蓄电池电能不足需要恒流充电时，升压电路提升电压，加大充电电流。为了防止大电流传输造成的线路损耗，将电能升压后再进行电流传输。当长时间没有低压能源电能输出而使蓄电池自放电影响到蓄电池寿命时，MCU控制市电电源输出最高开路输出电压小于等于蓄电池允许始终接入的最高电压为蓄电池作维护充电，防止蓄电池因严重亏电而损坏。当蓄电池没有充足的电能提供后，升压电路停止工作，防止过放电而损坏蓄电池。蓄电池充放电的控制和弱能量收集流程见图2，其中包含蓄电池的充放电控制程序；蓄电池的充电控制初始化流程见图3，其中包含低压能源电压值、蓄电池电压值检测和处理；连续充电控制程序流程见图4，按照蓄电池的电压，电流条件的不同，按先后顺序对蓄电池进行恒流充电，恒压充电，浮充。

本发明的低压能源经过升压或降压处理，直接连接用电器，为负载供电。低压能源经过高压升压处理或是降压处理，可以在没有蓄电池等储能设备的条件下，直接为用电器供电。在选择低压能源的容量和功率大小时，应使能源的输出功能大于用电器的额定功率；在控制方法上，对能源的输出功率大小时行实时检测，智能计算出低压能源的最大功率点时的电压、电流条件，使低压能源工作在最大的输出功率状态；当能源的输出功率小于用电器的额定功率时，多能源变频板发出预警信号，提示用户对输入低压能源做适当的处理，并同时接入市电电能，以保证用电器能长期处于正常工作状态。

本发明冰箱所有通用零部件的控制电路均设计成直流供电控制，同时包含DC—AC变换模块，实现低压能源直接给各种用电器供电。为了更有力的配合多能源冰箱的应用和推广，提高冰箱各种性能指标，将所有的用电器零部件的控制电路均设计为直流供电，如化霜加热器，照明灯，电磁阀等，并且可以根据不同工况的要求进行能量调整如对转速，功率，亮度等方面的局域线性调整。同时，多能源变频板上包含有DC—AC变换模块，将低压能源升压后的高压直流电逆变为220V交流电，提供给定频压缩机，照明灯，电磁阀等用电器。这样使得该多能源变频板能对各种不同交直流用电器都具有很大的兼容性和通用性。

本发明市电和高压升压电路切换电路对市电整流后的直流电压与低压电源高压升压后的电压采样、比较后，能够实现两套电路的手动切换和自动切换。手动切换模式是由用户选择供电的方式；自动切换模式时，当低压能源电能充足，能量足以提供后级负载时，自动切换到高压升压电路，当低压能源电能不足时，则采用市电整流后的电能输出供电。其中，具体实现的流程为当高压升压电压值大于市电整流后的电压值时，采用低压能源升压后的电压给变频器供电

本发明的多能源供电控制系统，实现冰箱对各种能源的兼容性，同时可以做到大量地降低成本，提高产品的可靠性，通用性。

附图说明

     图1为多能源供电控制系统的控制流程图；

 图2冰箱的结构方框图。

具体实施方式

如附图2，本发明多能源供电冰箱，包括MCU、市电供电模块1、低压能源供电模块2、蓄电池供电模块3、用电器控制电路4、整合切换模块5，三个供电模块互相并联后通过整合切换模块5与用电器控制电路4连接，MCU分别和三个供电模块、用电器控制电路4和整合切换模块5连接，由MCU对三个供电模块和用电器进行集中控制。所述低压能源供电模块2分别与市电供电模块1和蓄电池供电模块5连接，低压能源供电模块2可采用光电池等各种低压能源，如可设置成太阳能模块。用电器控制电路4设置为直流电供电控制电路，对有频率、转速、功率、电压、电流有调节需要的控制环节，均能通过PWM进行线性控制。所述蓄电池供电模块3和整合切换模块5之间设置升压模块，整合切换模块5包括切换开关，切换开关和MCU连接，整合切换模块5通过切换开关可设置为自动控制模式和手动切换模式两种控制模式，整合切换模块5通过对市电整流后的直流电压与低压电源高压升压后的电压采样、比较后，实现两套电路的手动切换和自动切换，手动切换模式由用户选择供电方式；自动切换模式时，当低压能源电能充足，能量足以提供后级负载时，自动切换到高压升压电路，当低压能源电能不足时，则采用市电整流后的电能输出供电。采用这种结构的冰箱，实现冰箱对各种能源的兼容性，降低了成本，提高产品的可靠性，通用性。

如附图1为多能源供电控制系统的控制流程图，当冰箱上电，冰箱开始工作；电压采样器对低压能源供电模块、蓄电池供电模块、市电供电模块分别进行采样，如果低压能源供电模块的电压大于设定值时，当MCU检测需要给低压负载供电，接通和低压负载的电路，当MCU检测到不需要给低压负载供电，通过蓄电池控制电路，将低压能源的电能输送到蓄电池，低压电能经过升压模块升压后，经过整合切换模块将电能输送到用电器控制电路给低压负载供电，供电结束后，冰箱返还初始工作状态；如果低压能源供电模块的电压小于设定值时，MCU控制切断低压能源供电模块，接通市电供电模块，经过整合切换模块将电能输送到用电器控制电路，供电结束后，冰箱返还初始工作状态。冰箱采用这种方式供电，实现了对各种能源的兼容性。

Claims (8)

1.一种多能源供电冰箱，其包括其包括MCU、市电供电模块、低压能源供电模块、蓄电池供电模块、用电器控制电路，三个供电模块、用电器控制电路都和MCU连接，其特征在于：三个供电模块互相并联后和整合切换模块连接，整合切换模块和用电器控制电路连接，整合切换模块和MCU连接，由MCU对三个供电模块和用电器进行集中控制。

2.根据权利要求1所述的多能源供电冰箱，其特征在于：整合切换装置包括切换开关，切换开关和MCU连接。

3.根据权利要求1所述的多能源供电冰箱，其特征在于：所述能源切换装置设置两种控制模式，分别为自动控制模式和手动切换模式。

4.根据权利要求1所述的多能源供电冰箱，其特征在于：用电器控制电路设置为直流电供电控制电路。

5.根据权利要求1所述的多能源供电冰箱，其特征在于：蓄电池供电模块和整合切换模块之间设置升压模块。

6.根据权利要求1所述的设置多能源供电冰箱，其特征在于：低压供电模块设置为太阳能模块。

7.根据权利要求1所述的设置多能源供电冰箱，其特征在于：太阳能模块分别和市电供电模块和蓄电池供电模块连接。

8.一种权利要求1所述的多能源供电冰箱的控制方法，其特征在于，其包括下列步骤：

1、冰箱上电，开始工作；

2、MCU对低压能源供电模块、蓄电池供电模块、市电供电模块分别进行采样，如果低压能源供电模块的电压大于设定值，就进入步骤3；如果小于设定值，就进入步骤6；

3、MCU检测是否需要给低压负载供电，如果需要就接通和低压负载的电路；如果不需要就进入步骤4；

4、通过蓄电池控制电路，将低压能源的电能输送到蓄电池，然后经过升压模块升压，再进入步骤5；

5、经过整合切换模块将电能输送到用电器控制电路，然后回步骤1；

6、MCU控制切断低压能源供电模块，接通市电供电模块，然后进入步骤5。

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