CN115483817A - 供电系统及其控制方法、空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种供电系统及控制方法、空调器，所述供电系统包括一用于为负载供电的第一直流电源、以及一主控单元，所述主控单元可调节所述负载的上电时序，以实现所述第一直流电源对所述负载的分时上电控制。与现有技术相比，本发明通过主控单元对负载实时检测，根据优先级不同实时切换负载，分时控制，增加了开关电源的带载能力，提高了电路控制的灵活性。

Description

供电系统及其控制方法、空调器

技术领域

本发明涉及电源领域，特别是一种供电系统及其控制方法、空调器。

背景技术

空调器作为大功率电器，目前常规的电源方案，都是采用宽电压187V-265V为室内机供电，同时通过内机主板的开关电源，转换为低压直流电源，给内机弱电负载供电。随着空调器的研发，负载对开关电源的功率要求逐渐加大，开关电源通过变压器电压转换，得到低压直流电，为内机主板上工作电压为低压的负载进行供电。

专利号为201710176254.9的专利公开了一种空调器供电系统及供电方法，但是这种直流控制系统结构复杂，控制器比较多容易增加故障率，且成本较高，实用性不强。

因此，如何设计一种供电系统及其控制方法、空调器，能提高电路控制灵活性，是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术中，直流控制系统结构复杂，控制器较多增加故障率的问题，本发明提出了一种供电系统及其控制方法、空调器。

本发明的技术方案为，提出了一种供电系统，包括一用于为负载供电的第一直流电源、以及一主控单元，所述主控单元可调节所述负载的上电时序，以实现所述第一直流电源对所述负载的分时上电控制。

进一步，还包括用于对所述主控单元供电的第二直流电源、以及连接所述第一直流电源与所述第二直流电源的第一转换电路，所述第一转换电路可将所述第一直流电源的输出电压转换为可为所述第二直流电源工作的第二输入电压。

进一步，还包括用于对所述第一直流电源供电的供电电源、以及连接所述供电电源与所述第一直流电源的第二转换电路，所述第二转换电路可将所述供电电源的输出电压转换为可为所述第一直流电源工作的第一输入电压。

进一步，所述主控单元可根据所述负载所处机组的工况以及能力需求设定负载上电的优先级，所述主控单元根据所述优先级控制所述负载的上电时序。

本发明还提出了一种供电系统的控制方法，包括：

启动供电系统，并根据负载所处的机组的运行工况以及当前的能力需求设定所述负载的优先级；

根据所述负载的优先级确定所述负载的上电时序；

获取各负载的上电时序，并根据所述上电时序对所有所述负载供电。

进一步，根据负载所处的机组的运行工况以及当前的能力需求设定所述负载的优先级，包括：

检测所述负载所处的机组的运行工况以及能力需求；

根据所述负载与所述运行工况以及能力需求的匹配程度，设定所述负载的优先级，所述负载对其所处机组的匹配程度越高，优先级越高。

进一步，根据所述负载的优先级确定所述负载的上电时序，包括：

获取所述负载的优先级，并划分所述负载的优先级等级；

根据所述优先级等级设置所述负载的上电时序，使优先级高的负载上电时刻早于优先级低的负载。

进一步，获取各负载的上电时序，并根据所述上电时序对所有所述负载供电，包括：

启动第一直流电源，并为负载供电；

所述主控单元根据所述上电时序，控制优先级高的负载开启，优先级低的负载关闭；

当优先级高的负载运行稳定且优先级低的负载的等待时间达到临界值时，控制优先级低的负载开启，直至所有所述负载均上电完毕。

进一步，在任一负载运行稳定后，还包括：

检测是否还有下一优先级的负载，若有，则切换至为下一优先级的负载供电；

若否，则关闭第一直流电源停止为负载供电。

本发明还提出了一种空调器，所述空调器具有上述供电系统。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：

本发明提出了一种供电系统，通过主控单元对负载电路进行实时监测，并根据负载所处机组的工况和能力需求，对各负载的优先级进行了设定，对负载供电时，能根据优先级的不同，对负载的上电时序采用分时控制，增加了开关电源的带载能力，提高了电路控制的灵活性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明自动供电系统的工作流程图；

图2为本发明自动供电系统的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本发明的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本发明的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

下面结合附图以及实施例对本发明的原理及结构进行详细说明。

随着空调器的研发，负载对开关电源的功率要求逐渐加大，现有专利公开了一种空调器供电系统及供电方法，但是这种直流控制系统结构复杂，控制器比较多容易增加故障率，且成本较高，实用性不强。本发明的思路在于，提出一种供电系统，通过为负载设置不同的优先级，并根据优先级的不同为负载供电，从而实现对负载的灵活上电控制，节约了电路成本。

本发明提出的供电系统，包括一用于为负载供电的第一直流电源、以及一主控单元，其主控单元可调节负载的上电时序，以实现第一直流电源对负载的分时上电控制。

其中，第一直流电源的输出端分别连接到多个负载，能够同时给多个负载进行供电，主控单元的输出端也分别连接到多个负载，能够控制负载的通断状态，如需要控制负载上电时，只需要通过主控单元控制该负载开启即可，反之，当不需要控制负载上电时，则通过主控单元控制负载关闭。本发明中，主控单元能够根据预先设定的优先级顺序，设置负载的上电时序，并根据负载的上电时序依次控制多个负载上电，实现分时上电控制。

请参见图1，第一直流电源为设置在两个开关电源转换电路之间的低压直流电源，其分别连接到负载1、负载2……负载N，并为负载1、负载2……负载N供电，主控单元为图1中的MCU，其能够通过内部程序设置负载1、负载2……负载N的优先级顺序，从而控制负载1、负载2……负载N的开启，实现对负载1、负载2……负载N的分时上电控制。

请参见图2，其为本发明自动化供电系统的结构框图，主控单元为MCU主控、第一直流电源为开关电源，该实施例中也设置有多个负载，通过开关电源分别为多个负载供电，并通过主控单元切换多个负载的开启，从而实现分时上电控制。

该方案相比于传统的方案中，加入了主控单元对负载的分时控制，避免了直流电源同时对多个负载供电，增加故障率的问题。

进一步的，本发明还包括用于对主控单元供电的第二直流电源、以及连接第一直流电源与第二直流电源的第一转换电路，第一转换电路可将第一直流电源的输出电压转换为第二直流电源工作的第二输入电压。

请参见图1，第二直流电源为5V/3.3V直流电源，其能够提供5V/3.3V的直流电压，并为主控单元供电，其输入电压与第一直流电源的输出电压并不匹配，因此，本发明在第一直流电源与第二直流电源之间还设置有第一转换电路，其为图1中设置在低压直流电源与5V/3.3V直流电源之间的开关电源转换电路，其作为DC/DC电路，能够进行DC/DC转换，将第一直流电源的输出电压转换为可供第二直流电源工作的第二输入电压，以保证第二直流电源的正常上电，并为主控单元供电，维持自动化供电系统的正常工作。

进一步的，本发明还包括用于对第一直流电源供电的供电电源、以及连接供电电源与第一直流电源的第二转换电路，其第二转换电路可将供电电源的输出电压转换为可为第一直流电源工作的第一输入电压。

其中，供电电源可为外部电源，通过外部取电为第一直流电源供电，请参见图1，本发明中供电电源为市电，第二转换电路为设置在市电与低压直流电源之间的开关电源转换电路，其第二转换电路作为AC/DC电路，能够进行AC/DC转换，将供电电源输出的交流电转换为可为第一直流电源工作的第一输入电压。在本发明其他实施例中，供电电源还可以直接采用其他直流电源进行供电，该情况下，第二转换电路相应设置为DC/DC电路，能够进行DC/DC转换，将外部电源输出的直流电转换为可为第一直流电源工作的第一输入电压。

其中，本发明优先级判断根据负载所处机组的工况以及能力需要进行设定，如对空调机组，其内部负载包括压缩机、电子膨胀阀、冷凝器……，当需要提高压缩机的运行频率时，此时压缩机会作为第一优先级，电子膨胀阀、冷凝器……等根据其与压缩机运行的关联程度设定为第二优先级、第三优先级，主控单元在控制各部分上电时序时，优先控制第一优先级的负载，开启上电，然后控制第二优先级、第三优先级的负载依次上电，避免了第一直流电源同时对多个负载供电，提高故障率的问题。

需要说明的是，对于一个完整的控制系统，在其正常工作时，往往需要多个负载器件同时工作才能为此该控制系统的运行，如对终端设备(电脑)，其在工作时需要保证主机、显示屏、键盘、鼠标等多个部分负载同时上电，才能维持其正常工作，在终端设备已经工作的情况下，根据优先级对多个负载供电时，需要在保证各部分负载正常运行的基础上，再根据优先级为各负载进行供电。

进一步的，本发明还提出了一种供电系统的控制方法，其包括：

启动供电系统，并根据负载所处的机组的运行工况以及当前的能力需求设定负载的优先级；

根据负载的优先级确定负载的上电时序；

获取各负载的上电时序，并根据上电时序对所有负载供电。

其中，根据负载所处的机组的运行工况以及当前的能力需求设定负载的优先级，包括：

检测负载所处的机组的运行工况以及能力需求；

根据负载与运行工况以及能力需求的匹配程度，设定负载的优先级，负载对其所处机组的匹配程度越高，优先级越高。

这里，负载所处机组的运行工况为机组的运行状态，其能力需求为负载当前的工作需求。如对空调机组中，运行工况为当前空调机组中各负载的工作电压、温度等参数信息，能便于各部分负载的优先级判断，能力需求为空调机组的运行需要，如用户使用时，需要降低室内温度，空调机组接收到该降温信息后，此时空调机组的运行需要为降温，设置与降温相关的负载为第一优先级。

进一步的，根据负载的优先级确定负载的上电时序，包括：

获取负载的优先级，并划分负载的优先级等级；

根据优先级等级设置负载的上电时序，使优先级高的负载上电时刻早于优先级低的负载。

其中，优先级等级可以根据实际需要划分为多个等级，且每个等级中均可以设置多个负载，如对空调系统中，当需要提高压缩机运行频率时，此时压缩机的优先级最高，其他负载如冷凝器、风机等优先级较低，为便于设置上电时序，本发明中将优先级划分为第一优先级、第二优先级……，这里，由于压缩机的优先级最高，故将其设置为第一优先级，其余负载设置为第二优先级。

在确定各负载的优先级后，可以根据优先级的不同设置其上电时序，这里，只有压缩机处于第一优先级，故设置压缩机最先上电，然后设置其余负载在压缩机上电完毕后上电。该实施例中，空调系统中的负载较多，会存在第二优先级负载较多的问题，会导致第二优先级中同时上电的负载较多的问题，针对该问题，本发明还可以将第二优先级进一步划分，根据与空调机组的压缩机的运行频率的关联程度，将其划分为第二优先级、第三优先级……以进一步降低同时上电的负载数量。

同样的，对于部分负载较少的机组，会存在开关电源的输出满足所有负载的工作需求的情况，则此时可以令全部负载均设置为第一优先级，同时通过第一直流电源为所有负载供电，以保证机组的正常工作。

进一步的，获取各负载的上电时序，并根据上电时序对所有负载供电，包括：

启动第一直流电源，并为负载供电；

主控单元根据上电时序，控制优先级高的负载开启，优先级低的负载关闭；

当优先级高的负载运行稳定且优先级低的负载的等待时间达到临界值时，控制优先级低的负载开启，直至所有负载均上电完毕。

其中，当一个优先级内存在多个负载时，需要对该优先级内的负载同时供电，如第一优先级内仅一个负载、第二优先级内存在两个负载、第三优先级内存在一个负载时，在对第二优先级内的负载供电时，需要同时对两个负载供电。本发明中为避免同一优先级内存在多个负载的问题，在进行优先级的划分时，会尽量控制同一优先级内的负载数量。若同一优先级内的负载数量超出阈值，则会对该优先级内的负载进行再次划分，划分为两个优先级或多个优先级，以保证每个优先级内的负载数量。

其中，负载上电完成根据负载是否稳定判断，只有在上一优先级的负载上电稳定后，且下一优先级的负载的等待时间达到临界值时，才会切换至下一负载上电。

进一步的，在每个负载上电完成后，本发明所提出的控制方法还包括：

检测是否还有下一优先级的负载，若有，则切换至下一优先级的负载供电；

若无，则控制第一直流电源停止为负载供电。

这里，检测是否还有下一优先级的负载，是用于判断是否全部负载都完成了上电，只有在全部负载均上电完成后，才会停止供电。在检测时，若检测到存在下一优先级的负载，则切换至为下一优先级的负载供电，若未检测到下一优先级的负载，则标志全部负载上电完成，控制第一直流电源停止为负载供电。

下面针对本发明整体的工作流程进行说明：

先启动本发明的自动化供电系统，然后第二转换电路开始工作，从供电电源取电，并进行AC/DC变化或DC/DC变换，将供电电源的输出电压转换为第一直流电源的工作电压，然后将负载与第一直流电源连接，同时启动第一转换电路，第一转换电路进行DC/DC变化，并将第一直流电源的输出电压转换为可供第二直流电源工作的输入电压，同时，第二直流电源开始给主控单元供电。在主控单元上电完成后，其开始对负载的优先级进行判断，设置多个负载的优先级，同时根据负载不同的优先级设置上电时序，第一直流电源开始为负载供电，主控单元根据该上电时序控制负载的开启，从而控制负载的上电时序，实现多个负载的分时上电控制，在检测到全部优先级的负载均上电完毕后，第一直流电源停止上电。

需要指出的是，优先级为本发明所指出的一种实施方式，在本发明其他实施例中，还可以设置其他开启方式，以设置负载的上电时序，其也应处于本发明的保护范围中。

本发明还提出了一种空调器，其具有上述自动化供电系统。

与现有技术相比，本发明提出了一种供电系统，通过主控单元对负载电路进行实时监测，并根据负载所处机组的工况和能力需求，对各负载的优先级进行了设定，对负载供电时，能根据优先级的不同，对负载的上电时序采用分时控制，增加了开关电源的带载能力，提高了电路控制的灵活性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.供电系统，其特征在于，包括一用于为负载供电的第一直流电源、以及一主控单元，所述主控单元可调节所述负载的上电时序，以实现所述第一直流电源对所述负载的分时上电控制。

2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，还包括用于对所述主控单元供电的第二直流电源、以及连接所述第一直流电源与所述第二直流电源的第一转换电路，所述第一转换电路可将所述第一直流电源的输出电压转换为可为所述第二直流电源工作的第二输入电压。

3.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，还包括用于对所述第一直流电源供电的供电电源、以及连接所述供电电源与所述第一直流电源的第二转换电路，所述第二转换电路可将所述供电电源的输出电压转换为可为所述第一直流电源工作的第一输入电压。

4.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述主控单元可根据所述负载所处机组的工况以及能力需求设定负载上电的优先级，所述主控单元根据所述优先级控制所述负载的上电时序。

5.供电系统的控制方法，其特征在于，包括：

启动所述供电系统，并根据负载所处的机组的运行工况以及当前的能力需求设定所述负载的优先级；

根据所述负载的优先级确定所述负载的上电时序；

获取各负载的上电时序，并根据所述上电时序对所有所述负载供电。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，根据负载所处的机组的运行工况以及当前的能力需求设定所述负载的优先级，包括：

检测所述负载所处的机组的运行工况以及能力需求；

根据所述负载与所述运行工况以及能力需求的匹配程度，设定所述负载的优先级，所述负载对其所处机组的匹配程度越高，优先级越高。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，根据所述负载的优先级确定所述负载的上电时序，包括：

获取所述负载的优先级，并划分所述负载的优先级等级；

根据所述优先级等级设置所述负载的上电时序，使优先级高的负载上电时刻早于优先级低的负载。

8.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，获取各负载的上电时序，并根据所述上电时序对所有所述负载供电，包括：

启动第一直流电源，并为负载供电；

主控单元根据所述上电时序，控制优先级高的负载开启，优先级低的负载关闭；

当优先级高的负载运行稳定且优先级低的负载的等待时间达到临界值时，控制优先级低的负载开启，直至所有所述负载均上电完毕。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，在任一负载运行稳定后，还包括：

检测是否还有下一优先级的负载，若有，则切换至为下一优先级的负载供电；

若否，则关闭第一直流电源停止为负载供电。

10.空调器，其特征在于，所述空调器具有如权利要求1至4任意一项权利所述的供电系统。

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