CN210107658U - 变频空调的电控系统及变频空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种变频空调的电控系统及变频空调，包括设置于内机中的PFC电路，设置于外机中的压缩机驱动单元、压缩机、风机驱动单元及风机；所述PFC电路接收电网输入电压，将所述电网输入电压转化为直流母线电压；所述压缩机驱动单元的输入端连接所述PFC电路，输出端连接所述压缩机，基于所述直流母线电压驱动所述压缩机工作；所述风机驱动单元的输入端连接所述PFC电路，输出端连接所述风机，基于所述直流母线电压驱动所述风机工作。本实用新型的变频空调的电控系统及变频空调提高了系统可靠性、降低了生产成本、成本及维修频率。

Description

变频空调的电控系统及变频空调

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，特别是涉及一种变频空调的电控系统及变频空调。

背景技术

空调是对建筑/构筑物内环境空气的温度、湿度、洁净度、流速等参数进行调节和控制的设备，空调包括内机和外机。内机和外机中分别设置多个功能模块，通过协作完成温度、湿度等参数的调节功能；其中，内机设置于室内，而外机设置于室外。

相对于内机，外机的工作环境更恶劣，需要面临高温、高湿等情况，因此，外机中各功能模块的可靠性会受到影响，对于外机中各功能模块的性能要求也更高(生产成本高)；而且，恶劣的工作环境导致外机中的功能模块的维修频率大大提高，而对于安装于高楼等应用场景的空调，其维修成本高且存在安全隐患。

因此，如何提高外机的可靠性，同时降低维修成本和生产成本已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种变频空调的电控系统及变频空调，用于解决现有技术中外机可靠性差、维修成本高、生产成本高等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种变频空调的电控系统，所述变频空调的电控系统至少包括：

设置于内机中的PFC电路，设置于外机中的压缩机驱动单元、压缩机、风机驱动单元及风机；

所述PFC电路接收电网输入电压，将所述电网输入电压转化为直流母线电压；

所述压缩机驱动单元的输入端连接所述PFC电路，输出端连接所述压缩机，基于所述直流母线电压驱动所述压缩机工作；

所述风机驱动单元的输入端连接所述PFC电路，输出端连接所述风机，基于所述直流母线电压驱动所述风机工作。

可选地，所述变频空调的电控系统还包括设置于所述内机中的主控单元及设置于所述外机中的检测与外机控制单元；所述主控单元连接所述PFC电路，提供所述PFC电路的控制信号；所述检测与外机控制单元连接所述压缩机驱动单元及所述风机驱动单元，基于所述主控单元发出的控制指令及内机环境检测信号产生所述压缩机驱动单元的控制信号，并基于外机环境检测信号产生所述风机驱动单元的控制信号。

更可选地，所述变频空调的电控系统还包括设置于所述内机中的内机通讯单元及设置于所述外机中的外机通讯单元；所述内机通讯单元连接所述主控单元，所述外机通讯单元连接所述检测与外机控制单元，所述内机通讯单元与所述外机通讯单元之间相互通讯。

更可选地，所述压缩机驱动单元、所述风机驱动单元、所述检测与外机控制单元及所述外机通讯单元集成于外机电控板上。

可选地，所述变频空调的电控系统还包括设置于所述内机中的开关电源单元，所述开关电源单元的输入端连接于所述PFC电路的输入端，接收所述电网输入电压，为所述内机及所述外机中各单元供电。

更可选地，所述变频空调的电控系统还包括设置于所述内机中的EMI滤波器，所述EMI滤波器连接于电网与所述PFC电路的输入端之间。

可选地，所述PFC电路的输出端设置有储能电容。

可选地，所述外机的直流母线电压输入端设置有滤波电容。

更可选地，所述滤波电容包括薄膜电容。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种变频空调，所述变频空调至少包括：

内机，外机，上述变频空调的电控系统以及气体循环系统。

如上所述，本实用新型的变频空调的电控系统及变频空调，具有以下有益效果：

1、本实用新型的变频空调的电控系统及变频空调将PFC电路设置于内机中，使得PFC电路可以工作在环境较好的室内，从而有利于提高PFC电路工作的稳定性和可靠性，进而有效降低维修频率及成本；以及将压缩机驱动单元及压缩机设置在外机中，使得压缩机驱动单元输出的PWM信号无需经过内机与外机之间的长线缆，即不会产生电压尖峰，也就不会使得压缩机绕组绝缘变差，提高了系统的可靠性。

2、本实用新型的变频空调的电控系统及变频空调将PFC电路设置于内机中以及将压缩机驱动单元及压缩机设置在外机中，使得内机和外机之间的长线缆传输的是直流电而非交流电，从而解决了内机与外机之间的通讯信号的干扰问题，确保了通讯信号的可靠性。

3、本实用新型的变频空调的电控系统及变频空调只在内机中设置开关电源，而外机中不再设置开关电源，从而降低了外机的电路复杂性，提高了外机的可靠性；同时节省了器件，降低了生产成本。

4、本实用新型的变频空调的电控系统及变频空调将PFC电路以及PFC电路前端的EMI滤波器设置于内机中，使得该EMI滤波器可以代替内机中原有的共模滤波器，由此可节省共模滤波器的数量，降低生产成本；同时，PFC电路及EMI滤波器的工作环境得到改善，大大提高PFC电路及EMI滤波器的可靠性，降低维修频率及成本。

5、本实用新型的变频空调的电控系统及变频空调将PFC电路设置于内机中，使得PFC电路输出端的储能电容也相应设置于内机中，而外机只需设置用于滤除高频纹波的滤波电容即可，因此该滤波电容可选择耐高温和高压的薄膜电容，进一步提高外机的可靠性和耐高温能力，降低维修频率及成本。

附图说明

图1显示为本实用新型的变频空调的电控系统的结构示意图。

图2显示为本实用新型的PFC电路的结构示意图。

图3显示为本实用新型的压缩机驱动单元的结构示意图。

元件标号说明

1 内机

11 PFC电路

111 整流模块

112 PFC主电路

12 主控单元

13 内机通讯单元

14 开关电源单元

15 EMI滤波器

2 外机

21 压缩机驱动单元

22 压缩机

23 风机驱动单元

24 风机

25 检测与外机控制单元

26 所述外机通讯单元

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1～图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种变频空调的电控系统，所述变频空调的电控系统包括：

设置于内机1中的PFC电路11，设置于外机2中的压缩机驱动单元21、压缩机22、风机驱动单元23及风机24。

如图1所示，所述PFC电路11接收电网输入电压Vin，将所述电网输入电压Vin转化为直流母线电压DC-BUS。

具体地，如图2所示，所述PFC电路11包括整流模块111及PFC主电路112，所述整流模块111接收所述电网输入电压Vin，对所述电网输入电压Vin进行整流，并输出至所述PFC主电路112的输入端。所述PFC主电路112连接于所述整流模块111的输出端，用于将所述整流模块111的输出电压转换为直流母线电压DC-BUS。

更具体地，在本实施例中，所述整流模块111为无源整流结构，包括四个二极管，具体结构在此不一一赘述。

更具体地，所述PFC主电路112包括但不限于升压电路，降压电路或升降压电路，可根据需要设定不同的功率变换结构，在此不一一赘述。在本实施例中，所述PFC主电路112采用升压电路，包括输入电容Cf、PFC电感L1、第一功率开关管Q1、二极管D1。所述输入电容Cf连接于所述整流模块111的输出端；所述PFC电感L1的一端连接所述整流模块111输出端的正极，另一端连接所述第一功率开关管Q1的集电极；所述第一功率开关管Q1的发射极连接所述整流模块111输出端的负极，门极连接控制信号；所述二极管D1的正极连接所述第一功率开关管Q1的集电极，负极连接所述直流母线电压DC-BUS的正极。在本实施例中，所述第一功率开关管Q1为绝缘栅双极型晶体管，在实际使用中可根据需要设定所述功率开关管的类型，包括但不限于金属-氧化物半导体场效应晶体管。

作为本实用新型的一种实现方式，所述PFC主电路112的输出端设置储能电容Co，用于平衡输入功率和输出功率，所述储能电容Co设置于所述内机1中。所述储能电容Co的上极板作为所述直流母线电压DC-BUS的正极，下极板作为所述直流母线电压DC-BUS的负极，所述储能电容Co包括但不限于电解电容，任意可存储电能的大电容均适用。在本实施例中，所述储能电容Co为一个电容，在实际使用中，所述储能电容Co可以是多个电容的串、并联或串并联，并且单独设置于所述内机1或所述外机2中，或者分开设置于所述内机1和所述外机2中，不以本实施例为限。

如图1所示，所述压缩机驱动单元21的输入端连接所述PFC电路11，输出端连接所述压缩机22，用于将所述直流母线电压DC-BUS转化为压缩机驱动电压Vout1。

具体地，所述压缩机驱动单元21的结构可根据需要选择任意一种结构，不以本实施例为限，在本实施例中，所述压缩机驱动单元21采用逆变器结构。如图3所示，在本实施例中，所述压缩机驱动电压Vout1为交流电，所述压缩机驱动单元21包括六个功率开关管，构成三相逆变桥，其中，第二功率开关管Q21及第三功率开关管Q22串联于所述直流母线电压DC-BUS的正极和所述直流母线电压DC-BUS的负极(所述第二功率开关管Q21的集电极连接所述直流母线电压DC-BUS的正极、发射极连接所述第三功率开关管Q22的集电极，所述第三功率开关管Q22的发射极连接所述直流母线电压DC-BUS的负极)；第四功率开关管Q23及第五功率开关管Q24串联于所述直流母线电压DC-BUS的正极和所述直流母线电压DC-BUS的负极之间(连接端口与所述第二功率开关管Q21及所述第三功率开关管Q22相同，在此不一一赘述)；第六功率开关管Q25及第七功率开关管Q26串联于所述直流母线电压DC-BUS的正极和所述直流母线电压DC-BUS的负极之间(连接端口与所述第二功率开关管Q21及所述第三功率开关管Q22相同，在此不一一赘述)；所述压缩机驱动单元21中各功率开关管分别连接一控制信号。在本实施例中，所述压缩机驱动单元21中各功率开关管为绝缘栅双极型晶体管，在实际使用中可根据需要设定各功率开关管的类型；在本实施例中，所述压缩机驱动单元21为三相逆变桥，在实际使用中可根据压缩机的类型适应性调整所述压缩机驱动单元21的结构。

如图1所示，所述压缩机22连接于所述压缩机驱动单元21的输出端，基于所述压缩机驱动信号Vout1驱动所述压缩机22运转。

具体地，在本实施例中，所述压缩机22为三相电机，在实际使用中可根据需要设定电机类型。

如图1所示，所述风机驱动单元23的输入端连接所述PFC电路11，输出端连接所述风机24，用于将所述直流母线电压DC-BUS转化为风机驱动电压Vout2。

具体地，任意可为所述风机24提供驱动电压的电路结构均适用于本实用新型，所述风机驱动电压Vout2为交流电或直流电，可根据需要进行设定，在此不一一赘述。

如图1所示，所述风机24连接于所述风机驱动单元23的的输出端，基于所述风机驱动信号Vout2驱动所述风机24运转。

具体地，所述风机24包括但不限于交流电机或直流电机。

作为本实用新型的一种实现方式，所述压缩机驱动单元21及所述风机驱动单元23接收所述直流母线电压DC-BUS的输入端还设置有滤波电容(图中未显示)，用于滤除高频纹波，所述滤波电容设置于所述外机2中。所述滤波电容包括但不限于薄膜电容，任意可实现滤除高频纹波功能的电容均适用，在本实施例中，为了改善所述外机2的可靠性和耐高温能力，将所述滤波电容设置为薄膜电容。

作为本实用新型的一种实现方式，所述内机1中还设置有主控单元12，如图1所示，所述主控单元12连接所述PFC电路11，为所述PFC电路11提供控制信号。需要说明的是，所述主控单元12可采用MCU通过软件实现，也可通过硬件电路实现相应的功能，在此不一一赘述。

作为本实用新型的一种实现方式，所述PFC电路11还包括PFC驱动模块(图中未显示)，连接于所述主控单元12与所述PFC主电路112之间，基于所述主控单元12的输出信号驱动所述PFC主电路112中的功率开关管Q1导通或关断。

作为本实用新型的一种实现方式，所述外机2中还设置有检测与外机控制单元25，如图1所示，所述检测与外机控制单元25连接所述压缩机驱动单元21及所述风机驱动单元23，基于所述主控单元12发出的控制指令及内机环境检测信号产生所述压缩机驱动单元21的控制信号，并基于外机环境检测信号产生所述风机驱动单元22的控制信号。所述检测与外机控制单元25接收的内、外机环境检测信号和发出的控制信号包括但不限于温度、湿度、电压、电流等。具体地，以室内温度检测及控制为例，所述检测与外机控制单元25接收所述主控单元12发出的室内温度控制指令以及室内环境温度信号(所述室内环境温度信息由所述内机1中的检测装置检测并储存于所述主控单元12中)，根据所述室内温度控制指令以及所述室内环境温度信号产生所述压缩机驱动单元21的温度控制信号，以使得所述压缩机22实现闭环控制，进而得到舒适的室内温度。再以所述外机2的温度检测及控制为例，所述检测与外机控制单元25接收外机环境温度数据(所述外机环境温度数据由所述检测与外机控制单元25中的检测装置检测得到)，根据所述外机环境温度数据产生所述风机驱动单元23的控制信号，以使得所述风机24工作在预设状态，进而调节所述外机2内部的温度。

作为本实用新型的一种实现方式，所述变频空调的电控系统还包括设置于所述内机1中的内机通讯单元13及设置于所述外机2中的外机通讯单元26。如图1所示，所述内机通讯单元13连接所述主控单元12，所述外机通讯单元26连接所述检测与外机控制单元25，所述内机通讯单元13与所述外机通讯单元26之间相互通讯，以此实现所述内机1与所述外机2之间的信号传输。具体地，所述内机通讯单元13将所述主控单元12发出的控制指令及内机环境检测信号传送到所述外机通讯单元26，所述外机通讯单元26将所述控制指令和所述内机环境检测信号发送至所述检测与外机控制单元25。所述检测与外机控制单元25还可以将所述外机2检测到的外机环境检测信号通过所述外机通讯单元26及所述内机通讯单元13回传至所述主控单元12，以便所述主控单元12记录或掌握所述外机环境检测信号。所述检测与外机控制单元25也可以不回传信息，不以本实施例为限。

需要说明的是，所述内机通讯单元13与所述外机通讯单元26之间可通过有线或无线的方式实现通讯，在此不一一赘述。当所述内机通讯单元13与所述外机通讯单元26之间通过有线方式实现通讯时，所述内机1与所述外机2之间的长线缆传输线包括直流母线电压传输线、通讯线，由于直流母线电压传输线传输的是直流电、通讯线传输的是直流弱电，因此两者不会产生干扰，确保信号的可靠性。

作为本实用新型的一种实现方式，所述内机1中还设置有开关电源单元14，所述开关电源单元14的输入端连接于所述PFC电路11的输入端，接收所述电网输入电压Vin，为所述内机1及所述外机2中各单元供电。具体地，所述开关电源单元14从所述PFC电路11的输入端获取交流电能，并将交流电能转化为直流电源，为所述内机1中的所述PFC电路、所述主控单元12和所述内机通讯单元13，以及所述外机2中的所述压缩机驱动单元21、所述风机驱动单元23、所述检测与外机控制单元25和所述外机通讯单元26提供工作电压。需要说明的是，在实际使用中，开关电源可分别设置于所述内机1与所述外机2中，所述内机1中的开关电源为所述内机1中的各单元供电，所述外机2中的开关电源为所述外机2中的各单元供电，不以本实施例为限。

作为本实用新型的一种实现方式，所述PFC电路11的输入端与电网之间还设置有EMI(Electro Magnetic Interference，电磁干扰)滤波器15，用于滤除所述内机1和所述外机2产生的电磁干扰，如图1所示，所述EMI滤波器15设置于所述内机1中，且输出端连接于所述PFC电路11与所述开关电源单元14的输入端。所述EMI滤波器15为单级或多级，可根据对电磁干扰抑制效果的要求进行设定。

实施例二

本实施例提供一种变频空调的电控系统，与实施例一的不同之处在于：

所述PFC电路11、所述主控单元12、所述内机通讯单元13及所述开关电源单元14集成于内机电控板上。此时，所述EMI滤波器15设置于所述内机电控板的输入端。

所述压缩机驱动单元21、所述风机驱动单元23、所述检测与外机控制单元25及所述外机通讯单元26集成于外机电控板上。

所述内机1及所述外机2中的各模块分别集成于电控板上，可有效提高集成度，减小各单元占用的面积，进而减小内、外机的体积和成本。

实施例三

本实施例提供一种变频空调，所述变频空调包括：

内机、外机、变频空调的电控系统以及气体循环系统。

所述变频空调的电控系统中各单元分别设置于所述内机及所述外机中，所述变频空调的电控系统包括的单元及具体设置方式参见实施例一及实施例二，在此不一一赘述。

所述气体循环系统设置于所述内机及所述外机中，用于将室内的空气输送至外机，将经过温度转换的空气排放至室内。

本实用新型的变频空调的电控系统及变频空调将PFC电路设置于内机中，使得PFC电路可以工作在环境较好的室内，从而有利于提高PFC电路工作的稳定性和可靠性，进而有效降低维修频率及成本；以及将压缩机驱动单元及压缩机设置在外机中，使得压缩机驱动单元输出的PWM信号无需经过内机与外机之间的长线缆，即不会产生电压尖峰，也就不会使得压缩机绕组绝缘变差，提高了系统的可靠性。

本实用新型的变频空调的电控系统及变频空调将PFC电路设置于内机中以及将压缩机驱动单元及压缩机设置在外机中，使得内机和外机之间的长线缆传输的是直流电而非交流电，从而解决了内机与外机之间的通讯信号的干扰问题，确保了通讯信号的可靠性。

本实用新型的变频空调的电控系统及变频空调只在内机中设置开关电源，而外机中不再设置开关电源，从而降低了外机的电路复杂性，提高了外机的可靠性；同时节省了器件，降低了生产成本。

本实用新型的变频空调的电控系统及变频空调将PFC电路以及PFC电路前端的EMI滤波器设置于内机中，使得该EMI滤波器可以代替内机中原有的共模滤波器，由此可节省共模滤波器的数量，降低生产成本；同时，PFC电路及EMI滤波器的工作环境得到改善，大大提高PFC电路及EMI滤波器的可靠性，降低维修频率及成本。

本实用新型的变频空调的电控系统及变频空调将PFC电路设置于内机中，使得PFC电路输出端的储能电容也相应设置于内机中，而外机只需设置用于滤除高频纹波的滤波电容即可，因此该滤波电容可选择耐高温和高压的薄膜电容，进一步提高外机的可靠性和耐高温能力，降低维修频率及成本。

综上所述，本实用新型提供一种变频空调的电控系统及变频空调，包括设置于内机中的PFC电路，设置于外机中的压缩机驱动单元、压缩机、风机驱动单元及风机；所述PFC电路接收电网输入电压，将所述电网输入电压转化为直流母线电压；所述压缩机驱动单元的输入端连接所述PFC电路，输出端连接所述压缩机，基于所述直流母线电压驱动所述压缩机工作；所述风机驱动单元的输入端连接所述PFC电路，输出端连接所述风机，基于所述直流母线电压驱动所述风机工作。本实用新型的变频空调的电控系统及变频空调提高了系统可靠性、降低了生产成本、成本及维修频率。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种变频空调的电控系统，其特征在于，所述变频空调的电控系统至少包括：

设置于内机中的PFC电路，设置于外机中的压缩机驱动单元、压缩机、风机驱动单元及风机；

所述PFC电路接收电网输入电压，将所述电网输入电压转化为直流母线电压；

所述压缩机驱动单元的输入端连接所述PFC电路，输出端连接所述压缩机，基于所述直流母线电压驱动所述压缩机工作；

所述风机驱动单元的输入端连接所述PFC电路，输出端连接所述风机，基于所述直流母线电压驱动所述风机工作。

2.根据权利要求1所述的变频空调的电控系统，其特征在于：所述变频空调的电控系统还包括设置于所述内机中的主控单元及设置于所述外机中的检测与外机控制单元；所述主控单元连接所述PFC电路，提供所述PFC电路的控制信号；所述检测与外机控制单元连接所述压缩机驱动单元及所述风机驱动单元，基于所述主控单元发出的控制指令及内机环境检测信号产生所述压缩机驱动单元的控制信号，并基于外机环境检测信号产生所述风机驱动单元的控制信号。

3.根据权利要求2所述的变频空调的电控系统，其特征在于：所述变频空调的电控系统还包括设置于所述内机中的内机通讯单元及设置于所述外机中的外机通讯单元；所述内机通讯单元连接所述主控单元，所述外机通讯单元连接所述检测与外机控制单元，所述内机通讯单元与所述外机通讯单元之间相互通讯。

4.根据权利要求3所述的变频空调的电控系统，其特征在于：所述压缩机驱动单元、所述风机驱动单元、所述检测与外机控制单元及所述外机通讯单元集成于外机电控板上。

5.根据权利要求1所述的变频空调的电控系统，其特征在于：所述变频空调的电控系统还包括设置于所述内机中的开关电源单元，所述开关电源单元的输入端连接于所述PFC电路的输入端，接收所述电网输入电压，为所述内机及所述外机中各单元供电。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的变频空调的电控系统，其特征在于：所述变频空调的电控系统还包括设置于所述内机中的EMI滤波器，所述EMI滤波器连接于电网与所述PFC电路的输入端之间。

7.根据权利要求1所述的变频空调的电控系统，其特征在于：所述PFC电路的输出端设置有储能电容。

8.根据权利要求1所述的变频空调的电控系统，其特征在于：所述外机的直流母线电压输入端设置有滤波电容。

9.根据权利要求8所述的变频空调的电控系统，其特征在于：所述滤波电容包括薄膜电容。

10.一种变频空调，其特征在于：所述变频空调至少包括：

内机，外机，如权利要求1～9任意一项所述的变频空调的电控系统以及气体循环系统。

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