CN213402828U - 一种三相无电解电容变频器电路和空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三相无电解电容变频器电路和空调，所述电路包括供电单元、驱动单元、充电单元、稳压薄膜电容单元和电流检测单元，所述充电单元的第一端连接所述供电单元的第一端，所述充电单元的第二端连接所述稳压薄膜电容单元的第一端，所述稳压薄膜电容单元的第二端连接所述驱动单元的第一端，所述稳压薄膜电容单元的第三端连接所述电流检测单元的第一端，所述稳压薄膜电容单元的第四端连接所述供电单元的第二端，所述电流检测单元的第二端连接所述驱动单元的第二端；从而避免了电解电容发热对变频器的影响，进一步提高了变频器的使用寿命。

Description

一种三相无电解电容变频器电路和空调

技术领域

本申请涉及变频器领域，更具体地，涉及一种三相无电解电容变频器电路和空调。

背景技术

空调在实际运转过程中，因压缩机在工作频率下降过程中，将处于再生制动状态，拖动系统的动能要反馈到直流电路中，使直流电压不断上升，会严重损害变频器。

现有技术中，为了保证母线电压稳定，大多数使用电解电容稳压，但电解电容成本高，且发热严重，影响到整个变频器的使用寿命，导致大部分变频器寿命都受电解电容限制。使用电解电容是因为其容量高，稳压作用明显，但也正是因为电解电容的该能力，其发热才严重。

因此，如何解决电解电容的发热问题，并提高变频器的使用寿命是目前有待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型公开了一种三相无电解电容变频器电路，用于解决现有技术中电解电容发热影响变频器使用寿命的技术问题，所述电路包括：

驱动单元，用于驱动所述电路负载电器；

供电单元，用于给所述驱动单元提供电源；

其特征在于，所述电路还包括：

充电单元，用于防止所述电路中电流超过预设保护电流；

稳压薄膜电容单元，用于保证所述电路电压的稳定；

电流检测单元，用于检测所述电路中的电流的大小并向驱动单元反馈电流信号；

其中，

所述充电单元的第一端连接所述供电单元的第一端，所述充电单元的第二端连接所述稳压薄膜电容单元的第一端，所述稳压薄膜电容单元的第二端连接所述驱动单元的第一端，所述稳压薄膜电容单元的第三端连接所述电流检测单元的第一端，所述稳压薄膜电容单元的第四端连接所述供电单元的第二端，所述电流检测单元的第二端连接所述驱动单元的第二端。

本申请的一些实施例中，所述稳压薄膜电容单元包括多个并联的薄膜电容。

本申请的一些实施例中，所述充电单元包括充电电阻和继电器，所述继电器为一个或多个。

本申请的一些实施例中，当所述继电器为一个时，所述继电器与所述充电电阻并联。

本申请的一些实施例中，当所述继电器为三个时，所述继电器包括：第一继电器、第二继电器、第三继电器，其中，

所述第一继电器的第一端为所述充电单元的第一端，所述第一继电器的第二端连接所述第二继电器的第一端与第三继电器的第一端的共接点，所述第二继电器的第二端与充电电阻的第二端的共接点为所述充电单元的第二端，所述第三继电器的第二端连接所述充电电阻的第一端。

本申请的一些实施例中，所述驱动单元包括并联的风机驱动单元和压缩机驱动单元。

本申请的一些实施例中，所述电路还包括制动单元，所述制动单元的第一端连接所述稳压薄膜电容单元的第二端与所述驱动单元的第一端的共接点，所述制动单元的第二端连接所述电流检测单元的第二端与所述驱动单元的第二端的共接点。

本申请的一些实施例中，所述制动单元包括制动电阻、二极管、三极管、制动驱动模块，其中，

所述制动电阻的第一端与所述二极管的第一端的共接点为所述制动单元的第一端，所述制动电阻的第二端与所述二极管的第二端的共接点连接所述三级管的集电极，所述三极管的发射极为所述制动单元的第二端，所述三极管的基极连接所述制动驱动模块。

本申请的一些实施例中，所述电路还包括电抗器，所述电抗器串连在所述冲电单元与所述稳压薄膜电容单元之间。

相应的，本申请提出一种空调，包括：

冷媒循环回路，使冷媒在压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、四通阀和减压器组成回路中进行循环；

压缩机，用于进行将低温低压冷媒气体压缩成高温高压冷媒气体并排至冷凝器的工作；

室外热交换器和室内热交换器，其中，一个为凝缩器进行工作，另一个为蒸发器进行工作；

以及包括如上所述的三相无电解电容变频器电路。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型公开了一种三相无电解电容变频器电路和空调，所述电路包括供电单元、驱动单元、充电单元、稳压薄膜电容单元和电流检测单元，所述充电单元的第一端连接所述供电单元的第一端，所述充电单元的第二端连接所述稳压薄膜电容单元的第一端，所述稳压薄膜电容单元的第二端连接所述驱动单元的第一端，所述稳压薄膜电容单元的第三端连接所述电流检测单元的第一端，所述稳压薄膜电容单元的第四端连接所述供电单元的第二端，所述电流检测单元的第二端连接所述驱动单元的第二端；所述供电单元，用于给驱动单元提供电源；所述驱动单元，用于驱动所述电路负载的电器设备；所述充电单元，用于防止所述电路中电流超过预设保护电流；所述稳压薄膜电容单元，用于保证所述电路电压的稳定；电流检测单元，用于检测所述电路中的电流的大小并向驱动单元反馈电流信号，从而避免了电解电容发热对变频器的影响，进一步提高了变频器的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是示出实施方式的空调的结构的概要的电路图；

图2示出了本实用新型实施例提出的一种三相无电解电容变频器电路的结构示意图；

图3示出了本实用新型另一实施例提出的一种三相无电解电容变频器电路的结构示意图。

标号说明

1：空调；2：室外机；3：室内机；10：制冷剂回路；11：压缩机；12：四通阀；13：室外热交换器；

14：膨胀阀；16：室内热交换器；21：室外风扇；31：室内风扇；32：室内温度传感器；33：室内热交换器温度传感器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请中空调通过使用压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器来执行空调的制冷循环。制冷循环包括一系列过程，涉及压缩、冷凝、膨胀和蒸发，并向已被调节和热交换的空气供应制冷剂。

压缩机压缩处于高温高压状态的制冷剂气体并排出压缩后的制冷剂气体。所排出的制冷剂气体流入冷凝器。冷凝器将压缩后的制冷剂冷凝成液相，并且热量通过冷凝过程释放到周围环境。

膨胀阀使在冷凝器中冷凝的高温高压状态的液相制冷剂膨胀为低压的液相制冷剂。蒸发器蒸发在膨胀阀中膨胀的制冷剂，并使处于低温低压状态的制冷剂气体返回到压缩机。蒸发器可以通过利用制冷剂的蒸发的潜热与待冷却的材料进行热交换来实现制冷效果。在整个循环中，空调可以调节室内空间的温度。

空调的室外单元是指制冷循环的包括压缩机和室外热交换器的部分，空调的室内单元包括室内热交换器，并且膨胀阀可以提供在室内单元或室外单元中。

室内热交换器和室外热交换器用作冷凝器或蒸发器。当室内热交换器用作冷凝器时，空调用作制热模式的加热器，当室内热交换器用作蒸发器时，空调用作制冷模式的冷却器。

图1中示出空调1电路结构，该空调1具备制冷剂回路10，通过使制冷剂回路10中的制冷剂循环，能够执行蒸气压缩式制冷循环。使用连接配管4连接于室内机3和室外机2，以形成供制冷剂循环的制冷剂回路10。制冷剂回路10中具备压缩机11、室外热交换器13、膨胀阀14、储液器15和室内热交换器16。其中，室内热交换器16和室外热交换器13，用作冷凝器或蒸发器来工作。压缩机11从吸入口吸入制冷剂，将在内部压缩后的制冷剂从排出口对室内热交换器16排出。压缩机11是进行基于逆变器的转速控制的容量可变的逆变器压缩机，四通阀12，在制热和制冷之间进行切换。

室外热交换器13具有用于使制冷剂经由储液器15在与压缩机11的吸入口之间流通的第一出入口，并且具有用于使制冷剂在与膨胀阀14之间流通的第二出入口。室外热交换器13使在连接于室外热交换器13的第二出入口与第一出入口之间的传热管(未图示)中流动的制冷剂与室外空气之间进行热交换。

膨胀阀14配置在室外热交换器13与室内热交换器16之间。膨胀阀14具有使在室外热交换器13与室内热交换器16之间流动的制冷剂膨胀而减压的功能。膨胀阀14构成为能够变更开度，通过减小开度，使得通过膨胀阀14的制冷剂的流路阻力增加，通过增大开度，使得通过膨胀阀14的制冷剂的流路阻力减。这样的膨胀阀14在制热运转中使从室内热交换器16朝向室外热交换器13流动的制冷剂膨胀而减压。此外，即使安装在制冷剂回路10中的其它器件的状态不变化，当膨胀阀14的开度变化时，在制冷剂回路10中流动的制冷剂的流量也会变化。

室内热交换器16具有用于使液体制冷剂在与膨胀阀14之间流通的第二出入口，并且，具有用于使气体制冷剂在与压缩机11的排出口之间流通的第一出入口。室内热交换器16使在连接于室内热交换器16的第二出入口与第一出入口之间的传热管中流动的制冷剂与室内空气之间进行热交换。

在室外热交换器13与压缩机11的吸入口之间配置有储液器15。在储液器15中，从室外热交换器13流向压缩机11的制冷剂被分离成气体制冷剂和液体制冷剂。并且，从储液器15向压缩机11的吸入口主要供给气体制冷剂。

室外机2还具备室外风扇21，该室外风扇21产生通过室外热交换器13的室外空气的气流，以促使在传热管中流动的制冷剂与室外空气的热交换。该室外风扇21由能够变更转速的室外风扇马达21A驱动。此外，室内机3具备室内风扇31，该室内风扇31产生通过室内热交换器16的室内空气的气流，以促进在传热管中流动的制冷剂与室内空气的热交换。该室内风扇31由能够变更转速的室内风扇马达31A驱动。

如图2所示，本实用新型实施例提出的一种三相无电解电容变频器电路的结构示意图，所述电路包括：

驱动单元103，用于驱动所述电路负载电器；

供电单元101，用于给所述驱动单元提供电源；

充电单元102，用于防止所述电路中电流超过预设保护电流；

稳压薄膜电容单元104，用于保证所述电路电压的稳定；

电流检测单元105，用于检测所述电路中的电流的大小并向驱动单元反馈电流信号；

其中，

所述充电单元102的第一端连接所述供电单元101的第一端，所述充电单元102的第二端连接所述稳压薄膜电容单元104的第一端，所述稳压薄膜电容单元104的第二端连接所述驱动单元103的第一端，所述稳压薄膜电容单元104的第三端连接所述电流检测单元105的第一端，所述稳压薄膜电容单元104的第四端连接所述供电单元101的第二端，所述电流检测单元105的第二端连接所述驱动单元103的第二端。

本申请的优选实施例中，所述供电单元101，将三项交流电整流成直流电后给电路供电，充电单元用于当电路母线上的电流超过预设的保护电流时，进行充电，从而减小母线电流，避免损坏变频器，所述驱动单元103，用于驱动所述电路负载的电器设备，所述稳压薄膜电容单元104，用于当电路母线电压出现波动时，保证电路电压的稳定，电流检测单元105，用于实时检测母线电流，当电流高于一定值时电流检测单元105向驱动单元103发送电流信号，驱动单元103可先进行软件保护如降低压缩机频率，若软件保护后电流继续上升，驱动单元103则进行硬件保护如停机等。

为了减少电路发热，在本申请的一些实施例中，所述稳压薄膜电容单元104包括多个并联的薄膜电容。

本申请的优选实施例中，如图2所示，稳压薄膜单元104包括3个并联的薄膜电容，C1、C2、C3，如图3所示，稳压薄膜单元104包括5个并联的薄膜电容，C1、C2、C3、C4、C5，需要说明的是本申请并不对薄膜电容的数量以及容量进行限定，具体薄膜电容的数量和容量可以根据实际情况进行选择，薄膜电容耐压高且发热量小，有效的解决了现有技术中使用电解电容发热严重的问题。

为了有效的限制母线电流，在本申请的一些实施例中，所述充电单元102包括充电电阻和继电器，所述继电器为一个或多个。

需要说明的是，充电电阻可以很好的在母线电流过大时对其进行吸收，限制母线电流的大小，防止电流过大损坏变频器，充电电阻耐冲击能力强，但不可长时间通过大电流，因此在母线电压基本稳定之后需要将充电电阻从电路中断开，防止充电电阻长时间通电导致其损坏，而继电器可以很好的控制充电电阻的充电与断开，从而保护充电电阻。

为了保护充电电阻，在本申请的一种实施例中，如图2所示，所述继电器为一个，所述继电器RY2与所述充电电阻R1并联。

具体的，当母线电流过大时，继电器RY2断开，充电电阻R1充电，限制母线电流的大小，当母线电流恢复正常后，继电器RY2闭合充电电阻R1被短路，从而起到保护充电电阻R1的效果。

为了保护充电电阻，在本申请的另一种实施例中，如图3所示，所述继电器包括：第一继电器RY1、第二继电器RY2、第三继电器RY3，其中，

所述第一继电器RY1的第一端为所述充电单元102的第一端，所述第一继电器RY1的第二端连接所述第二继电器RY2的第一端与第三继电器RY3的第一端的共接点，所述第二继电器RY2的第二端与充电电阻R1的第二端的共接点为所述充电单元102的第二端，所述第三继电器RY3的第二端连接所述充电电阻R1的第一端。

具体的，当母线电流过大时，第一继电器RY1闭合，第二继电器RY2断开，第三继电器RY3闭合，充电电阻R1充电，限制母线电流的大小，当母线电流恢复正常后，第一继电器RY1闭合，第二继电器RY2闭合，第三继电器RY3断开，从而起到保护充电电阻R1的效果。第一继电器RY1在待机时可以主动断开，从而起到节能的作用。

需要说明的是，以上两种充电单元的结构只是本申请的一种优选的实现方式，本领域技术人员可以根据实际需要选择其他的充电单元的结构，同时本申请并不限定充电电阻R1的阻值及功率，当然根据需要也可以调整充电电阻的数量，继电器数量至少为一个，根据需要也可以在此基础上添加继电器，如在图3的基础上将第三继电器RY3去掉，这些都属于本申请的保护范围。

为了准确的驱动负载设备，在本申请的一些实施例中，如图2所示，所述驱动单元103包括并联的风机驱动单元S1和压缩机驱动单元S2。

在本申请的优选实施例中，所述所述驱动单元103包括并联的风机驱动单元S1和压缩机驱动单元S2。其中所述压缩机驱动单元S2由6个IGBT(绝缘栅双极型晶体管)完成逆变，驱动压缩机运行，所述风机驱动单元S1由IPM模块完成逆变，驱动风机运行。

为了进一步防止母线电压过高，在本申请的一些实施例中，如图3所示，所述电路还包括制动单元106，所述制动单元106的第一端连接所述稳压薄膜电容单元104的第二端与所述驱动单元103的第一端的共接点，所述制动单元103的第二端连接所述电流检测单元105的第二端与所述驱动单元103的第二端的共接点。

具体的，所述制动单元106并联在驱动单元103两端，可以有效抑制母线电压出现尖峰，进一步防止母线电压过高，损坏变频器。

为了进一步保护变频器，在本申请的一些实施例中，如图3所示，所述制动单元106包括制动电阻R2、二极管D、三极管VT、制动驱动模块，其中，

所述制动电阻R2的第一端与所述二极管D的第一端的共接点为所述制动单元106的第一端，所述制动电阻R2的第二端与所述二极管D的第二端的共接点连接所述三级管VT的集电极，所述三极管VT的发射极为所述制动单元106的第二端，所述三极管VT的基极连接所述制动驱动模块。

具体的，当母线上出现较高尖峰如680V时，制动回路生效，通过制动电阻R2吸收尖峰能量，防止母线电压过高，损坏变频器。制动电阻R2的数量、阻值和功率可以根据实际情况进行选择，这些都属于本申请的保护范围。

为了提高电源利用率，在本申请的一些实施例中，如图3所示，所述电路还包括电抗器DCL，所述电抗器DCL串连在所述充电单元102与所述稳压薄膜电容单元104之间。

具体的，电抗器DCL为PFC(功率因素校正)电感，可提高功率因数，提高电源利用率，同时可改善EMC(电磁兼容性)问题。需要说明的是电抗器DCL可根据实际使用环境及EMC测试情况选择增加或取消，这些都属于本申请的保护范围。

本实用新型公开了一种三相无电解电容变频器电路和空调，所述电路包括供电单元、驱动单元、充电单元、稳压薄膜电容单元和电流检测单元，所述充电单元的第一端连接所述供电单元的第一端，所述充电单元的第二端连接所述稳压薄膜电容单元的第一端，所述稳压薄膜电容单元的第二端连接所述驱动单元的第一端，所述稳压薄膜电容单元的第三端连接所述电流检测单元的第一端，所述稳压薄膜电容单元的第四端连接所述供电单元的第二端，所述电流检测单元的第二端连接所述驱动单元的第二端；所述供电单元，用于给驱动单元提供电源；所述驱动单元，用于驱动所述电路负载的电器设备；所述充电单元，用于防止所述电路中电流超过预设保护电流；所述稳压薄膜电容单元，用于保证所述电路电压的稳定；电流检测单元，用于检测所述电路中的电流的大小并向驱动单元反馈电流信号，由于使用薄膜电容代替电解电容避免了电解电容发热对变频器的影响，同时通过电流检测单元和充电单元对电流进行调整，进一步提高了变频器的使用寿命。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种三相无电解电容变频器电路，所述电路包括：

驱动单元，用于驱动所述电路负载电器；

供电单元，用于给所述驱动单元提供电源；

其特征在于，所述电路还包括：

充电单元，用于防止所述电路中电流超过预设保护电流；

稳压薄膜电容单元，用于保证所述电路电压的稳定；

电流检测单元，用于检测所述电路中的电流的大小并向驱动单元反馈电流信号；

其中，

所述充电单元的第一端连接所述供电单元的第一端，所述充电单元的第二端连接所述稳压薄膜电容单元的第一端，所述稳压薄膜电容单元的第二端连接所述驱动单元的第一端，所述稳压薄膜电容单元的第三端连接所述电流检测单元的第一端，所述稳压薄膜电容单元的第四端连接所述供电单元的第二端，所述电流检测单元的第二端连接所述驱动单元的第二端。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述稳压薄膜电容单元包括多个并联的薄膜电容。

3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述充电单元包括充电电阻和继电器，所述继电器为一个或多个。

4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，当所述继电器为一个时，所述继电器与所述充电电阻并联。

5.如权利要求3所述的电路，其特征在于，当所述继电器为三个时，所述继电器包括：第一继电器、第二继电器、第三继电器，其中，

所述第一继电器的第一端为所述充电单元的第一端，所述第一继电器的第二端连接所述第二继电器的第一端与所述第三继电器的第一端的共接点，所述第二继电器的第二端与所述充电电阻的第二端的共接点为所述充电单元的第二端，所述第三继电器的第二端连接所述充电电阻的第一端。

6.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述驱动单元包括并联的风机驱动单元和压缩机驱动单元。

7.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括制动单元，所述制动单元的第一端连接所述稳压薄膜电容单元的第二端与所述驱动单元的第一端的共接点，所述制动单元的第二端连接所述电流检测单元的第二端与所述驱动单元的第二端的共接点。

8.如权利要求7所述的电路，其特征在于，所述制动单元包括制动电阻、二极管、三极管、制动驱动模块，其中，

所述制动电阻的第一端与所述二极管的第一端的共接点为所述制动单元的第一端，所述制动电阻的第二端与所述二极管的第二端的共接点连接所述三极管的集电极，所述三极管的发射极为所述制动单元的第二端，所述三极管的基极连接所述制动驱动模块。

9.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括电抗器，所述电抗器串连在所述充电单元与所述稳压薄膜电容单元之间。

10.一种空调，其特征在于，包括：

冷媒循环回路，使冷媒在压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、四通阀和减压器组成回路中进行循环；

压缩机，用于进行将低温低压冷媒气体压缩成高温高压冷媒气体并排至冷凝器的工作；

室外热交换器和室内热交换器，其中，一个为凝缩器进行工作，另一个为蒸发器进行工作；

以及包括如权利要求1-9任一项所述的三相无电解电容变频器电路。

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