CN207599948U - 低压电源供电电路及变频空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种低压电源供电电路及变频空调系统，该低压电源供电电路包括主控制板、压缩机驱动板以及多条电气线路，主控制板包括开关电源模块、主控制芯片、三绕组变压器以及第一继电器，开关电源模块向压缩机驱动板输出第一电压信号，开关电源模块向主控制芯片输出第二电压信号，压缩机驱动板包括驱动控制芯片、开关模块、IPM模块，驱动控制芯片与开关模块电连接，IPM模块与第二接口电连接，IPM模块与开关模块电连接。该变频空调系统的外机包括上述的低压电源供电电路。本实用新型的低压电源供电电路可以同时为主控制板和压缩机驱动板提供电源，还可以实现主控制板和压缩机驱动板同时断开供电，达到了低功耗待机的目的。

Description

低压电源供电电路及变频空调系统

技术领域

本实用新型涉及变频空调技术领域，尤其是涉及一种变频空调系统以及应用于该变频空调系统的低压电源供电电路。

背景技术

变频空调的特点在于能够根据实际室内环境、设定温度以及电流、电压等相关参数对压缩机的运行频率进行调节，在刚开机的阶段高频运行，实现快速制冷制热，在环境温度接近用户设定温度时，降低运行频率，实现精确控温，避免出现忽冷忽热的情况。

在一般的情况下，单相供电的轻商变频空调室外机都包含主控制板、压缩机驱动板两块主板，其中，每一块主板都需要15伏或者12伏低压电源，一般的处理方法都是主控制板和压缩机驱动板这两块主板都采用一个AC/DC开关电源电路各自供电，但是，由于每个主板都需要一个独立开关电源，成本较高，此外，压缩机驱动板难以做到待机断电，无法实现超低电机功耗。

发明内容

本实用新型的主要目的是提供一种能减少空调外机电能损耗且能够实现空调外机完全断电的低压电源供电电路。

本实用新型的另一目的是提供一种能减少空调外机电能损耗且能够实现空调外机完全断电的变频空调系统。

为实现上述的主要目的，本实用新型提供的低压电源供电电路，包括主控制板、压缩机驱动板以及多条电气线路，主控制板的第一接口通过电气线路与压缩机驱动板的第二接口电连接， 主控制板包括开关电源模块、主控制芯片、三绕组变压器以及第一继电器，开关电源模块经由第一接口向压缩机驱动板输出第一电压信号，开关电源模块向主控制芯片输出第二电压信号；三绕组变压器的一次侧线圈的两端与开关电源的两个输出端电连接，三绕组变压器的第一二次侧线圈的第一端与第一接口电连接，三绕组变压器的第一二次侧线圈的第二端与第一继电器的常开触点电连接；三绕组变压器的第二二次侧线圈的第一端与第一继电器的第一线圈端电连接，三绕组变压器的第二二次侧线圈的第二端接地；主控制芯片与第一继电器的第二线圈端电连接；压缩机驱动板包括驱动控制芯片、开关模块、IPM模块，驱动控制芯片与开关模块电连接，IPM模块的输入端与第二接口的输出端电连接，IPM模块的输出端与开关模块电连接。

由上述方案可见，主控制板上设置有开关电源模块，该开关电源模块通过三绕组变压器输出两路或两路以上互相隔离的低压电源，其中，一路隔离的低压电源为主控制板提供电源，另一路隔离的低压电源经过主控制板的第一接口并通过电气线路至压缩机驱动板的第二接口，用于给压缩机驱动板提供低压电源，无需在空调外机的主控制板和压缩机驱动板上都设置一个独立电源，可以减少空调外机电能损耗。

此外，通过在主控制板上增加一个继电器开关对电源回路进行通断控制，当空调外机满足待机条件需要进入待机时，驱动控制芯片的I/O端会输出关断信号，控制压缩机驱动板上的开关模块断开，这时，主控制板上的继电器开关将会自行断开，同时也不会再给其他负载供电，就可以实现主控制板和压缩机驱动板都断开供电，达到了低功耗待机的目的。

一个优选的方案是，三绕组变压器与第一接口之间连接有第一二极管，第一二极管的正极与三绕组变压器的第一二次侧线圈的第一端电连接，第一二极管的负极与第一接口电连接。

可见，通过在三绕组变压器与第一接口之间连接有二极管，二极管可以是高频二极管，能够把三绕组变压器的第一二次侧线圈输出的交流电变为直流电，为电路输出电压整流作用。

一个优选的方案是，三绕组变压器与第一继电器之间连接有第二二极管，第二二极管的正极与三绕组变压器的第二二次侧线圈的第一端电连接，第二二极管的负极与第一继电器的第一线圈端电连接。

可见，通过在三绕组变压器与第一继电器之间连接有二极管，二极管可以是高频二极管，能够把三绕组变压器的第二二次侧线圈输出的交流电变为直流电，为电路输出电压整流作用。

进一步的方案是，主控制板还包括晶体管，晶体管的基极与主控制芯片电连接，晶体管的集电极与第一继电器的第二线圈端电连接，晶体管的发射极接地。

进一步的方案是，晶体管与主控制芯片之间连接有限流电阻。

可见，当第一继电器得电吸合时，即输入为高电平或低电平时，晶体管饱和导通，当第一继电器失电断开时，即输入为低电平或高电平时，晶体管截止。此外，限流电阻主要起限流作用，可降低晶体管功耗。

进一步的方案是，IPM模块与第二接口之间连接有稳压电路，稳压电路接收第二接口所发送的第一电压信号，且稳压电路输出稳压电压信号至IPM模块。

可见，稳压电路接收压缩机驱动板的第二接口所输出的电压信号，并将该电压信号转换成稳压电压信号，并输出该电压信号至IPM模块，所以，IPM模块所需的低压电源直接由主控制板上的开关电源模块输出供给。

进一步的方案是，IPM模块与开关模块之间连接有整流滤波电路，整流滤波电路接收IPM模块所发送的第二电压信号。

可见，整流滤波电路包括整流电路和滤波电路，整流滤波电路用于将IPM模块所输出的电压信号通过整流滤波后转换成整流滤波信号，并且输出该信号至驱动控制芯片为其提供电源。

进一步的方案是，开关模块包括第二继电器和第三继电器，第二继电器与第三继电器电连接。

可见，当空调外机满足工作条件需要进入工作状态时，可由主控制板上的开关电源模块通过三绕组变压器输出电流，此时，第一继电器得电吸合，该电流可通过第一接口和第二接口传送至压缩机驱动板，使得压缩机驱动板上的两个继电器得电吸合，所以，只需要主控制板上的一组开关电源，可以同时为主控制板和压缩机驱动板提供电源。

另外，当空调外机满足待机条件需要进入待机状态时，驱动控制芯片的I/O端会输出关断信号，控制压缩机驱动板上的两个继电器断开，这时，主控制板上的继电器开关将会自行断开，同时也不会再给其他负载供电，所以，可以实现主控制板和压缩机驱动板同时断开供电，达到了低功耗待机的目的。

为实现上述的另一目的，本实用新型提供的变频空调系统，包括内机以及外机，内机发送控制信号至外机，外机包括低压电源供电电路，低压电源供电电路包括主控制板、压缩机驱动板以及多条电气线路，主控制板的第一接口通过电气线路与压缩机驱动板的第二接口电连接， 主控制板包括开关电源模块、主控制芯片、三绕组变压器以及第一继电器，开关电源模块经由第一接口向压缩机驱动板输出第一电压信号，开关电源模块向主控制芯片输出第二电压信号；三绕组变压器的一次侧线圈的两端与开关电源的两个输出端电连接，三绕组变压器的第一二次侧线圈的第一端与第一接口电连接，三绕组变压器的第一二次侧线圈的第二端与第一继电器的常开触点电连接；三绕组变压器的第二二次侧线圈的第一端与第一继电器的第一线圈端电连接，三绕组变压器的第二二次侧线圈的第二端接地；主控制芯片与第一继电器的第二线圈端电连接；压缩机驱动板包括驱动控制芯片、开关模块、IPM模块，驱动控制芯片与开关模块电连接，IPM模块的输入端与第二接口的输出端电连接，IPM模块的输出端与开关模块电连接。

进一步的方案是，三绕组变压器与第一接口之间连接有第一二极管，第一二极管的正极与三绕组变压器的第一二次侧线圈的第一端电连接，第一二极管的负极与第一接口电连接。

由上述方案可见，通过在变频空调系统的外机的主控制板上设置有开关电源模块，该开关电源模块通过三绕组变压器输出两路或两路以上互相隔离的低压电源，其中，一路隔离的低压电源为主控制板提供电源，另一路隔离的低压电源经过主控制板的第一接口并通过电气线路至压缩机驱动板的第二接口，用于给压缩机驱动板提供低压电源，无需在空调外机的主控制板和压缩机驱动板上都设置一个独立电源，可以减少空调外机电能损耗。

此外，通过在主控制板上增加一个继电器开关对电源回路进行通断控制，当空调外机满足待机条件需要进入待机时，驱动控制芯片的I/O端会输出关断信号，控制压缩机驱动板上的开关模块断开，这时，主控制板上的继电器开关将会自行断开，同时也不会再给其他负载供电，就可以实现主控制板和压缩机驱动板都断开供电，达到了低功耗待机的目的。

附图说明

图1是本实用新型低压电源供电电路实施例的电路原理框图。

图2是本实用新型低压电源供电电路实施例中主控制板的电路原理图。

图3是本实用新型低压电源供电电路实施例中压缩机驱动板的电路原理图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

本实用新型提供的低压电源供电电路可以用于变频空调系统，如用在变频空调系统的外机上。并且，本实用新型的低压电源供电电路只需要主控制板上的一组开关电源，可以同时为主控制板和压缩机驱动板提供电源，另外，还可以实现主控制板和压缩机驱动板同时断开供电，达到了低功耗待机的目的。

低压电源供电电路实施例：

参见图1至图3，本实用新型的低压电源供电电路包括主控制板1、压缩机驱动板2以及多条电气线路，主控制板1的第一接口3通过电气线路与压缩机驱动板2的第二接口4电连接， 主控制板1包括开关电源模块10、主控制芯片20、三绕组变压器T1以及第一继电器K1，开关电源模块10经由第一接口3向压缩机驱动板2输出第一电压信号，开关电源模块10向主控制芯片20输出第二电压信号。可见，主控制板1上设置有开关电源模块10，该开关电源模块10通过三绕组变压器T1输出两路或两路以上互相隔离的低压电源，其中，一路隔离的低压电源为主控制板1提供电源，另一路隔离的低压电源经过主控制板1的第一接口3并通过电气线路至压缩机驱动板2的第二接口4，用于给压缩机驱动板2提供低压电源，因此，无需在空调外机的主控制板1和压缩机驱动板2上都设置一个独立电源，可以减少空调外机电能损耗。

三绕组变压器T1的一次侧线圈的两端与开关电源模块10的两个输出端电连接，三绕组变压器T1的第一二次侧线圈的第一端与第一接口3电连接，三绕组变压器T1的第一二次侧线圈的第二端与第一继电器K1的常开触点电连接，三绕组变压器T1的第二二次侧线圈的第一端与第一继电器K1的第一线圈端电连接，三绕组变压器T1的第二二次侧线圈的第二端接地，主控制芯片与第一继电器K1的第二线圈端电连接。其中，三绕组变压器T1的每相有3个绕组，当一个绕组接到交流电源后，另外两个绕组就感应出不同的电势，这种变压器用于需要2种不同电压等级的负载。同时，用一台三绕组变压器连接三种不同电压的输电系统比用两台普通变压器经济、 占地少、维护管理也较方便，也可以保证各个电路相互隔离的要求。

优选地，三绕组变压器T1与第一接口3之间连接有第一二极管D1，第一二极管D1的正极与三绕组变压器T1的第一二次侧线圈的第一端电连接，第一二极管D1的负极与第一接口3电连接。可见，通过在三绕组变压器T1与第一接口3之间连接有第一二极管D1，第一二极管D1可以是高频二极管，能够把三绕组变压器T1的第一二次侧线圈输出的交流电变为直流电，为电路输出电压整流作用。三绕组变压器T1与第一继电器K1之间连接有第二二极管D2，第二二极管D2的正极与三绕组变压器T1的第二二次侧线圈的第一端电连接，第二二极管D2的负极与第一继电器K1的第一线圈端电连接。可见，通过在三绕组变压器T1与第一继电器K1之间连接有第二二极管D2，第二二极管D2可以是高频二极管，能够把三绕组变压器T1的第二二次侧线圈输出的交流电变为直流电，为电路输出电压整流作用。

另外，主控制板1还包括晶体管Q1，晶体管Q1的基极与主控制芯片20电连接，晶体管Q1的集电极与第一继电器K1的第二线圈端电连接，晶体管Q1的发射极接地。可见，当第一继电器K1得电吸合时，即输入为高电平或低电平时，晶体管Q1饱和导通，当第一继电器K1失电断开时，即输入为低电平或高电平时，晶体管Q1截止。优选地，晶体管Q1与主控制芯片20之间连接有限流电阻R1，限流电阻R1主要起限流作用，可降低晶体管Q1功耗。其中，晶体管Q1可以为PNP晶体管或NPN晶体管，例如，若晶体管Q1为PNP晶体管，即当输入为高电平时，晶体管Q1饱和导通，当输入为低电平时，晶体管Q1截止。若晶体管Q1 为NPN晶体管，即当输入为低电平时，晶体管Q1饱和导通，当输入为高电平时，晶体管Q1截止。

压缩机驱动板2包括驱动控制芯片20、开关模块60、IPM模块70，驱动控制芯片20与开关模块60电连接，IPM模块70的输入端与第二接口4的输出端电连接，IPM模块70的输出端与开关模块60电连接。其中，IPM模块70为智能功率模块，其由高速低功耗的管芯和优化的门极驱动电路以及快速保护电路构成，不仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起，而且还内部集成有过电压，过电流和过热等故障检测电路。

IPM模块70与第二接口4之间连接有稳压电路71，稳压电路71接收第二接口4所发送的第一电压信号，且稳压电路71输出稳压电压信号至IPM模块70。可见，稳压电路71接收压缩机驱动板2的第二接口4所输出的电压信号，并将该电压信号转换成稳压电压信号，并输出该电压信号至IPM模块70，所以，IPM模块70所需的低压电源直接由主控制板1上的开关电源模块10输出供给。

IPM模块70与开关模块60之间连接有整流滤波电路61，整流滤波电路61接收IPM模块70所发送的第二电压信号。可见，整流滤波电路61包括整流电路和滤波电路，整流滤波电路61用于将IPM模块70所输出的电压信号通过整流滤波后转换成整流滤波信号，并且输出该信号至驱动控制芯片50为其提供电源。

开关模块60包括第二继电器K2和第三继电器K3，第二继电器K2与第三继电器K3电连接，且第二继电器K2与第三继电器K3之间互锁。具体地，当空调外机满足工作条件需要进入工作状态时，可由主控制板1上的开关电源模块10通过三绕组变压器T1输出电流，此时，第一继电器K1得电吸合，该电流可通过第一接口3和第二接口4传送至压缩机驱动板2，使得压缩机驱动板2上的两个继电器得电吸合，所以，只需要主控制板1上的一组开关电源，可以同时为主控制板1和压缩机驱动板2提供电源。

当空调外机满足待机条件需要进入待机状态时，驱动控制芯片50的I/O端会输出关断信号，控制压缩机驱动板2上的第二继电器K2和第三继电器K3断开，这时，主控制板1上的第一继电器K1将会自行断开，同时也不会再给其他负载供电，所以，可以实现主控制板1和压缩机驱动板2同时断开供电，达到了低功耗待机的目的。

所以，主控制板1上设置有开关电源模块10，该开关电源模块10通过三绕组变压器T1输出两路或两路以上互相隔离的低压电源，其中，一路隔离的低压电源为主控制板1提供电源，另一路隔离的低压电源经过主控制板1的第一接口3并通过电气线路至压缩机驱动板2的第二接4口，用于给压缩机驱动板2提供低压电源，因此，无需在空调外机的主控制板1和压缩机驱动板2上都设置一个独立电源，可以减少空调外机电能损耗。

此外，通过在主控制板1上增加一个继电器开关对电源回路进行通断控制，当空调外机满足待机条件需要进入待机时，驱动控制芯片50的I/O端会输出关断信号，控制压缩机驱动板2上的开关模块60断开，这时，主控制板1上的继电器开关将会自行断开，同时也不会再给其他负载供电，就可以实现主控制板1和压缩机驱动板2都断开供电，达到了低功耗待机的目的。

变频空调系统实施例：

本实施例中的变频空调系统包括内机、外机、变频器以及压缩机，内机发送控制信号至外机，变频器用于控制和调整压缩机转速，外机包括低压电源供电电路，低压电源供电电路包括主控制板1、压缩机驱动板2以及多条电气线路，主控制板1的第一接口3通过电气线路与压缩机驱动板2的第二接口4电连接， 主控制板1包括开关电源模块10、主控制芯片20、三绕组变压器T1以及第一继电器K1，开关电源模块10经由第一接口3向压缩机驱动板2输出第一电压信号，开关电源模块10向主控制芯片20输出第二电压信号。可见，主控制板1上设置有开关电源模块10，该开关电源模块10通过三绕组变压器T1输出两路或两路以上互相隔离的低压电源，其中，一路隔离的低压电源为主控制板1提供电源，另一路隔离的低压电源经过主控制板1的第一接口3并通过电气线路至压缩机驱动板2的第二接口4，用于给压缩机驱动板2提供低压电源，因此，无需在空调外机的主控制板1和压缩机驱动板2上都设置一个独立电源，可以减少空调外机电能损耗。

最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.低压电源供电电路，包括主控制板、压缩机驱动板以及多条电气线路，所述主控制板的第一接口通过所述电气线路与所述压缩机驱动板的第二接口电连接，其特征在于：

所述主控制板包括开关电源模块、主控制芯片、三绕组变压器以及第一继电器，所述开关电源模块经由所述第一接口向所述压缩机驱动板输出第一电压信号，所述开关电源模块向所述主控制芯片输出第二电压信号；

所述三绕组变压器的一次侧线圈的两端与所述开关电源模块的两个输出端电连接，所述三绕组变压器的第一二次侧线圈的第一端与所述第一接口电连接，所述三绕组变压器的第一二次侧线圈的第二端与所述第一继电器的常开触点电连接；

所述三绕组变压器的第二二次侧线圈的第一端与所述第一继电器的第一线圈端电连接，所述三绕组变压器的第二二次侧线圈的第二端接地；

所述主控制芯片与所述第一继电器的第二线圈端电连接；

所述压缩机驱动板包括驱动控制芯片、开关模块、IPM模块，所述驱动控制芯片与所述开关模块电连接，所述IPM模块的输入端与所述第二接口的输出端电连接，所述IPM模块的输出端与所述开关模块电连接。

2.根据权利要求1所述的低压电源供电电路，其特征在于：

所述三绕组变压器与所述第一接口之间连接有第一二极管，所述第一二极管的正极与所述三绕组变压器的第一二次侧线圈的第一端电连接，所述第一二极管的负极与所述第一接口电连接。

3.根据权利要求2所述的低压电源供电电路，其特征在于：

所述三绕组变压器与所述第一继电器之间连接有第二二极管，所述第二二极管的正极与所述三绕组变压器的第二二次侧线圈的第一端电连接，所述第二二极管的负极与所述第一继电器的第一线圈端电连接。

4.根据权利要求1或2所述的低压电源供电电路，其特征在于：

所述主控制板还包括晶体管，所述晶体管的基极与所述主控制芯片电连接，所述晶体管的集电极与所述第一继电器的第二线圈端电连接，所述晶体管的发射极接地。

5.根据权利要求4所述的低压电源供电电路，其特征在于：

所述晶体管与所述主控制芯片之间连接有限流电阻。

6.根据权利要求1或2所述的低压电源供电电路，其特征在于：

所述IPM模块与所述第二接口之间连接有稳压电路，所述稳压电路接收所述第二接口所发送的第一电压信号，且所述稳压电路输出稳压电压信号至所述IPM模块。

7.根据权利要求6所述的低压电源供电电路，其特征在于：

所述IPM模块与所述开关模块之间连接有整流滤波电路，所述整流滤波电路接收所述IPM模块所输出的第二电压信号。

8.根据权利要求1或2所述的低压电源供电电路，其特征在于：

所述开关模块包括第二继电器和第三继电器，所述第二继电器与所述第三继电器电连接。

9.变频空调系统，包括内机以及外机，所述内机发送控制信号至所述外机，其特征在于：

所述外机包括低压电源供电电路，所述低压电源供电电路包括主控制板、压缩机驱动板以及多条电气线路，所述主控制板的第一接口通过所述电气线路与所述压缩机驱动板的第二接口电连接；

所述主控制板包括开关电源模块、主控制芯片、三绕组变压器以及第一继电器，所述开关电源模块经由所述第一接口向所述压缩机驱动板输出第一电压信号，所述开关电源模块向所述主控制芯片输出第二电压信号；

所述三绕组变压器的一次侧线圈的两端与所述开关电源模块的两个输出端电连接，所述三绕组变压器的第一二次侧线圈的第一端与所述第一接口电连接，所述三绕组变压器的第一二次侧线圈的第二端与所述第一继电器的常开触点电连接；

所述三绕组变压器的第二二次侧线圈的第一端与所述第一继电器的第一线圈端电连接，所述三绕组变压器的第二二次侧线圈的第二端接地；

所述主控制芯片与所述第一继电器的第二线圈端电连接；

所述压缩机驱动板包括驱动控制芯片、开关模块、IPM模块，所述驱动控制芯片与所述开关模块电连接，所述IPM模块的输入端与所述第二接口的输出端电连接，所述IPM模块的输出端与所述开关模块电连接。

10.根据权利要求9所述的变频空调系统，其特征在于：

所述三绕组变压器与所述第一接口之间连接有第一二极管，所述第一二极管的正极与所述三绕组变压器的第一二次侧线圈的第一端电连接，所述第一二极管的负极与所述第一接口电连接。