CN212085810U - 一种冰箱变频板用低损耗防浪涌电流电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种冰箱变频板用低损耗防浪涌电流电路，包括输入电路、整流桥BD和输出电路；所述输入电路上设有串联的保险丝FU和热敏电阻；所述热敏电阻的两端并联有继电器JK；所述防浪涌电流电路还包括继电器控制电路、单片机MCU和开关电源电路；所述继电器控制电路与继电器JK连接，用于控制继电器JK的工作状态；所述单片机MCU与继电器控制电路连接，为所述继电器控制电路提供控制信号；所述开关电源电路的输入端与整流桥BD的输出端连接，所述开关电源电路的输出端与继电器控制电路连接，为所述继电器控制电路供电。本实用新型技能有效抑制浪涌电流，同时还能极大降低防浪涌电流电路的损耗。
Description
技术领域
本实用新型属于空调变频技术领域，具体是一种冰箱变频板用低损耗防浪涌电流电路。
背景技术
冰箱变频板在开机过程中，由于电容的充放电产生瞬间浪涌电流，该浪涌电流可能会导致输入保险丝熔断、插入插座打火及输入整流桥堆容易被击穿等。传统的冰箱变频板为了抑制浪涌电流，通常在输入电源电路上串联负温度系数的热敏电阻NTC；工作原理是,市电加入瞬间，电流经过保险丝FU、热敏电阻NTC和整流桥BD，对电容C1充电。热敏电阻NTC相当于限流电阻，减小了浪涌电流，从某种程度上抑制了浪涌电流的产生。
该电路的缺陷在于：虽然由于热敏电子NTC的串入，抑制了开机瞬间的浪涌电流，但是在正常工作时，热敏电阻NTC始终串联在电源电路上，造成不必要的损耗，降低变频板的效率。
公开号为CN205544245U的专利公开了一种具有浪涌电流抑制电阻可控性的制冷机控制器，包括浪涌电流抑制器、滤波电容、H桥驱动电路、H桥电路和控制电路；所述控制电路的输出端接所述H桥驱动电路的输入端；所述H桥驱动电路的输出端接所述H桥电路的输入端；所述H桥电路的输出端接制冷机；所述浪涌电流抑制器包括并联连接的热敏电阻与开关K1以及开关驱动电路；所述开关驱动电路的一端接所述控制电路的输出端，另一端接开关K1；所述热敏电阻，其一端接电源，其另一端接H桥电路。本实用新型能够解决现有技术中存在的不足，减小控制器功率损耗，提高控制器的转换效率和可靠性。该专利虽然通过通过控制热敏电阻的阻值降低了一部分损耗，但其控制电路的损耗还是比较大，无法将损耗降至最低。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种冰箱变频板用低损耗防浪涌电流电路，有效降低了防浪涌电流电路不必要的损耗，提高了冰箱变频板的效率。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种冰箱变频板用低损耗防浪涌电流电路，包括输入电路、整流桥BD和输出电路，所述输入电路用于接入交流市电，所述整流桥BD用于对交流市电进行整流、滤波，所述输出电路用于将整流、滤波后的直流电经逆变电路转换后输出给电动机；所述输入电路上设有串联的保险丝FU和热敏电阻；
所述热敏电阻的两端并联有继电器JK；所述防浪涌电流电路还包括继电器控制电路、单片机MCU和开关电源电路；所述继电器控制电路与继电器JK连接，用于控制继电器JK的工作状态；所述单片机MCU分别与逆变电路和继电器控制电路连接，分别为所述逆变电路和继电器控制电路提供控制信号；所述开关电源电路的输入端与整流桥BD的输出端连接，所述开关电源电路的输出端与继电器控制电路连接，为所述继电器控制电路供电。
具体地，所述继电器控制电路包括晶体管Q1、晶体管Q2、电容C2、二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2和电阻R3；
所述晶体管Q1为PNP晶体管，所述晶体管Q2为NPN晶体管；所述晶体管Q2的集电极与晶体管Q1的基极之间通过电阻R2连接，所述晶体管Q2的发射极接地；所述晶体管Q1的集电极与晶体管Q2的发射极之间通过串联的二极管D1、二极管D2连接，所述二极管D1的正极与二极管D2的正极连接，所述二极管D2的负极接地；所述电阻R2与晶体管Q2之间设有第一节点，所述二极管D1与二极管D2之间设有第二节点，所述第一节点与第二节点之间通过电容C2连接；所述晶体管Q1的集电极与第二节点分别与继电器线包的正负极连接；所述晶体管Q2的基极与单片机MCU之间通过电阻R3连接；所述第一节点与开关电源电路的输出端之间通过电阻R1连接；所述晶体管Q1的发射极与开关电源电路的输出端连接。
本实用新型中所述继电器JK的工作过程为：在市电接入的瞬间，继电器JK不动作，电流经过保险丝FU、热敏电阻NTC和整流桥BD，对电容C1进行充电；在冰箱变频板稳定工作后，继电器JK常开触头闭合，短路热敏电阻NTC，即工作电流流经继电器JK的弹片(电阻较小)，该损耗可以忽略不计。
本实用新型中所述继电器控制电路的工作原理为：在市电接入的瞬间，单片机MCU给晶体管Q2的基极发送低电平信号，晶体管Q1、晶体管Q2不导通，继电器JK的线包得不到VC电压，不动作；市电电流流经热敏电阻NTC，有效抑制了浪涌电流；在冰箱变频板稳定工作后，单片机MCU给晶体管Q2的基极发送高电平信号，晶体管Q2、晶体管Q1导通，VC电压流经继电器JK的线包，继电器JK触发闭合，从而短路热敏电阻NTC，起到降低损耗的作用。
本实用新型中的继电器控制电路能实现继电器的倍压触发、低压维持，从而进一步降低继电器的驱动损耗；工作原理如下：
市电刚接入时，晶体管Q1、晶体管Q2不导通，开关电源输出的电压VC给电容C2充电，电容C2两端的电压为VC；当冰箱变频板稳定工作后，晶体管Q1、晶体管Q2导通，电容C2的正极瞬间被接地，因电容的储能作用不能瞬变，此时电容C2的正极电压为0V，负极电压为-VC；而此时晶体管Q1的集电极电压为VC，即接再继电器线包两端的电压为2倍的VC；此时，能瞬间驱动继电器JK动作，将热敏电阻NTC短路；随着电容C2两端的电压逐渐被消耗完，继电器线包两端的电压最终为VC，处于低压维持状态，能进一步起到降低损耗的作用。
具体地，所述开关电源电路包括降压电路，所述降压电路的原边与整流桥BD的输出端连接；所述降压电路的副边的负极接地，正极通过二极管D3分别与电阻R1、晶体管Q1的发射极连接；所述二极管D3的负极与地线之间连接有电容C3。
具体地，所述热敏电阻为负温度系数的热敏电阻NTC，即温度越高，热敏电阻的阻值越大，从而有效抑制瞬间的大电路(浪涌电流)。
具体地，所述继电器JK为常开继电器，当给继电器线包两端施加一定的电压时，继电器JK的弹片闭合，实现对热敏电阻的短路。
具体地，所述整流桥BD的输出电压为15V。
具体地，所述开关电源电路的输出电压为6V。
具体地，所述继电器JK的动作电压为12V。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：(1)本实用新型通过在热敏电阻NTC的两端并联继电器JK，并通过继电器控制电路控制继电器JK的开/闭，对热敏电阻进行短路，起到了降低防浪涌电流电路损耗的作用；(2)本实用新型通过设计继电器控制电路，实现对继电器的倍压触发、低压维持，进一步降低了继电器的驱动损耗，从而大大提高了冰箱变频板的效率。
附图说明
图1为本实用新型一种冰箱变频板用低损耗防浪涌电流电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实施例提供了一种冰箱变频板用低损耗防浪涌电流电路，包括输入电路、整流桥BD和输出电路，所述输入电路用于接入交流市电，所述整流桥BD用于对交流市电进行整流、滤波，所述输出电路用于将整流、滤波后的直流电经逆变电路转换后输出给电动机；所述输入电路上设有串联的保险丝FU和热敏电阻NTC；
所述热敏电阻NTC的两端并联有继电器JK；所述防浪涌电流电路还包括继电器控制电路、单片机MCU和开关电源电路；所述继电器控制电路与继电器JK连接，用于控制继电器JK的工作状态；所述单片机MCU分别与逆变电路和继电器控制电路连接，分别为所述逆变电路和继电器控制电路提供控制信号C_JK；所述开关电源电路的输入端与整流桥BD的输出端连接，所述开关电源电路的输出端与继电器控制电路连接，为所述继电器控制电路供电。
具体地，所述继电器控制电路包括晶体管Q1、晶体管Q2、电容C2、二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2和电阻R3；
所述晶体管Q1为PNP晶体管，所述晶体管Q2为NPN晶体管；所述晶体管Q2的集电极与晶体管Q1的基极之间通过电阻R2连接，所述晶体管Q2的发射极接地；所述晶体管Q1的集电极与晶体管Q2的发射极之间通过串联的二极管D1、二极管D2连接，所述二极管D1的正极与二极管D2的正极连接，所述二极管D2的负极接地；所述电阻R2与晶体管Q2之间设有第一节点a，所述二极管D1与二极管D2之间设有第二节点b，所述第一节点a与第二节点b之间通过电容C2连接；所述晶体管Q1的集电极与第二节点b分别与继电器线包的正负极连接；所述晶体管Q2的基极与单片机MCU之间通过电阻R3连接；所述第一节点a与开关电源电路的输出端之间通过电阻R1连接；所述晶体管Q1的发射极与开关电源电路的输出端连接。
本实施例中所述继电器JK的工作过程为：在市电接入的瞬间，继电器JK不动作，电流经过保险丝FU、热敏电阻NTC和整流桥BD，对电容C1进行充电；在冰箱变频板稳定工作后，继电器JK常开触头闭合，短路热敏电阻NTC，即工作电流流经继电器JK的弹片(电阻较小)，该损耗可以忽略不计。
本实用新型中所述继电器控制电路的工作原理为：在市电接入的瞬间，单片机MCU给晶体管Q2的基极发送低电平信号，晶体管Q1、晶体管Q2不导通，继电器JK的线包得不到VC电压，不动作；市电电流流经热敏电阻NTC，有效抑制了浪涌电流；在冰箱变频板稳定工作后，单片机MCU给晶体管Q2的基极发送高电平信号，晶体管Q2、晶体管Q1导通，VC电压流经继电器JK的线包，继电器JK触发闭合，从而短路热敏电阻NTC，起到降低损耗的作用。本实施例中，所述单片机MCU得电给晶体管Q2的基极发送低电平信号，延时一段时间t后(变频板稳定工作后)，单片机MCU给晶体管Q2的基极发送高电平信号。
在抑制浪涌电流方案上，传统的冰箱变频板在电源电路上串联NTC热敏电阻，当冰箱变频板稳定工作后，NTC热敏电阻持续工作，热损耗一直存在。由P损＝I2RNTC(其中P损是指功率损耗，I是指电源电流，RNTC是指当前的热敏电阻阻值)可知，该损耗导致冰箱变频板效率下降2％；本实施例中，稳态工作后，直接利用继电器JK将NTC热敏电阻短路，相当于将RNTC变为0，不存在热损耗。当然由于继电器JK的工作，其驱动电路上也会带来一定的损耗。本实施例中，为了进一步降低继电器JK的驱动损耗，通过控制信号和电容的联合作用，在继电器JK触发瞬间倍压触发、低压维持，将整个驱动电路的损耗降低到可以忽略。
本实施例中的继电器控制电路能实现继电器的倍压触发、低压维持，从而进一步降低继电器的驱动损耗；工作原理如下：
市电刚接入时，晶体管Q1、晶体管Q2不导通，开关电源输出的电压VC给电容C2充电，电容C2两端的电压为VC；
当冰箱变频板稳定工作后，晶体管Q1、晶体管Q2导通，电容C2的正极瞬间被接地，因电容的储能作用不能瞬变，此时电容C2的正极电压为0V，负极电压为-VC(二极管D2的作用，电流方向不会改变)；而此时晶体管Q1的集电极电压为VC，即接再继电器线包两端的电压为2倍的VC；此时，能瞬间驱动继电器JK动作，将热敏电阻NTC短路；
随着电容C2两端的电压逐渐被消耗完，继电器线包两端的电压最终为VC，处于低压维持状态，能进一步起到降低损耗的作用。
具体地，所述开关电源电路包括降压电路，所述降压电路的原边与整流桥BD的输出端连接；所述降压电路的副边的负极接地，正极通过二极管D3分别与电阻R1、晶体管Q1的发射极连接；所述二极管D3的负极与地线之间连接有电容C3。
本实施例中，所述继电器JK的动作电压为12V，为了成本和功耗考虑；如采用15V给继电器供电，虽然能确保继电器的可靠导通，但是根据继电器线包750Ω电阻计算，功耗为0.3W；如采用5V供电，又不能保证继电器的导通；本实施例中，开关电源电路输出电压VC为6V，继电器控制电路施加给继电器线包两端的瞬时电压为12V，即可确保继电器JK的可靠吸合，又能以6V低压维持继电器JK的吸合状态；本实施例中低压维持的功耗约为0.048W；进一步减小了继电器JK的驱动损耗，相比传统的冰箱变频板提升了1～2％的效率。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种冰箱变频板用低损耗防浪涌电流电路，包括输入电路、整流桥BD和输出电路，所述输入电路用于接入交流市电，所述整流桥BD用于对交流市电进行整流、滤波，所述输出电路用于将整流、滤波后的直流电经逆变电路转换后输出给电动机；所述输入电路上设有串联的保险丝FU和热敏电阻；其特征在于，
所述热敏电阻的两端并联有继电器JK；所述防浪涌电流电路还包括继电器控制电路、单片机MCU和开关电源电路；所述继电器控制电路与继电器JK连接，用于控制继电器JK的工作状态；所述单片机MCU分别与逆变电路和继电器控制电路连接，分别为所述逆变电路和继电器控制电路提供控制信号；所述开关电源电路的输入端与整流桥BD的输出端连接，所述开关电源电路的输出端与继电器控制电路连接，为所述继电器控制电路供电。
2.根据权利要求1所述的一种冰箱变频板用低损耗防浪涌电流电路，其特征在于，所述继电器控制电路包括晶体管Q1、晶体管Q2、电容C2、二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2和电阻R3；
所述晶体管Q1为PNP晶体管，所述晶体管Q2为NPN晶体管；所述晶体管Q2的集电极与晶体管Q1的基极之间通过电阻R2连接，所述晶体管Q2的发射极接地；所述晶体管Q1的集电极与晶体管Q2的发射极之间通过串联的二极管D1、二极管D2连接，所述二极管D1的正极与二极管D2的正极连接，所述二极管D2的负极接地；所述电阻R2与晶体管Q2之间设有第一节点，所述二极管D1与二极管D2之间设有第二节点，所述第一节点与第二节点之间通过电容C2连接；所述晶体管Q1的集电极与第二节点分别与继电器线包的正负极连接；所述晶体管Q2的基极与单片机MCU之间通过电阻R3连接；所述第一节点与开关电源电路的输出端之间通过电阻R1连接；所述晶体管Q1的发射极与开关电源电路的输出端连接。
3.根据权利要求2所述的一种冰箱变频板用低损耗防浪涌电流电路，其特征在于，所述开关电源电路包括降压电路，所述降压电路的原边与整流桥BD的输出端连接；所述降压电路的副边的负极接地，正极通过二极管D3分别与电阻R1、晶体管Q1的发射极连接；所述二极管D3的负极与地线之间连接有电容C3。
4.根据权利要求1所述的一种冰箱变频板用低损耗防浪涌电流电路，其特征在于，所述热敏电阻为负温度系数的热敏电阻NTC。
5.根据权利要求1所述的一种冰箱变频板用低损耗防浪涌电流电路，其特征在于，所述继电器JK为常开继电器。
6.根据权利要求1所述的一种冰箱变频板用低损耗防浪涌电流电路，其特征在于，所述整流桥BD的输出电压为15V。
7.根据权利要求1所述的一种冰箱变频板用低损耗防浪涌电流电路，其特征在于，所述开关电源电路的输出电压为6V。
8.根据权利要求1所述的一种冰箱变频板用低损耗防浪涌电流电路，其特征在于，所述继电器JK的动作电压为12V。
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| CN202020850508.1U CN212085810U (zh) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | 一种冰箱变频板用低损耗防浪涌电流电路 |
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| CN202020850508.1U Active CN212085810U (zh) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | 一种冰箱变频板用低损耗防浪涌电流电路 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116093908A (zh) * | 2023-03-22 | 2023-05-09 | 广东东菱电源科技有限公司 | 一种低调光关断损耗的低浪涌电路 |
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2020
- 2020-05-20 CN CN202020850508.1U patent/CN212085810U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116093908A (zh) * | 2023-03-22 | 2023-05-09 | 广东东菱电源科技有限公司 | 一种低调光关断损耗的低浪涌电路 |
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