CN220273539U - 一种直流母线电压显示装置、电压型变频器及用电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直流母线电压显示装置、电压型变频器及用电设备，所述直流母线电压显示装置连接于电压型变频器中，包括一显示模块、以及与所述显示模块连接的切换模块；所述显示模块连接于所述电压型变频器的母线电容两端，所述切换模块至少具有一与所述显示模块串联的开关单元，且所述开关单元仅在所述母线电容上电压低于阈值电压时导通。与现有技术相比，本实用新型将数字电压显示器直接连接在母线电容两端，能够在变频器断电后仍然能实时显示直流母线电压，避免测试和维修时触电，提高系统的可操作性和安全性。

Description

一种直流母线电压显示装置、电压型变频器及用电设备

技术领域

本实用新型涉及电压型变频器，特别是一种直流母线电压显示装置、电压型变频器及用电设备。

背景技术

市场上，所有的电压型变频器中间直流环节滤波器均采用滤波电容，上电后电容具有储能功能，两端的电压与母线电容的电压相同，一般为538V左右，在变频器正常或异常断电后，电容两端的电压不会突变为0V，需要一段时间进行放电，母线电容上的电压会随着电容放电逐渐降低到0V。因此在电容放电到安全电压以前，不应打开柜门，以防触电。

目前通用变频器直流母线电压值均通过变频器与触摸屏通讯，将母线电容的电压值在触摸屏上显示，断电后当母线电容的电压降低到开关电源的输入电压范围最小值(DC100V)后，开关电源无输出，控制器及触摸屏均不工作，无法再显示母线电容的电压值，无法获知此刻变频器内部电压是否低于安全电压，若此时打开柜门进行测试或维修，存在变频器母线电容的电压高于安全电压，导致触电的隐患。

实用新型内容

针对现有技术中，通过触摸屏显示母线电容的电压仍然存在触电隐患的问题，本实用新型提出了一种直流母线电压显示装置、电压型变频器及用电设备。

本实用新型的技术方案为，提出了一种直流母线电压显示装置，连接于电压型变频器中，包括一显示模块、以及与所述显示模块连接的切换模块；

所述显示模块连接于所述电压型变频器的母线电容两端，所述切换模块至少具有一与所述显示模块串联的开关单元，且所述开关单元仅在所述母线电容上电压低于阈值电压时导通。

进一步，所述切换模块还包括一控制单元，所述控制单元可在所述母线电容上电压低于阈值电压时，控制所述开关单元闭合。

进一步，所述电压型变频器还包括一主控板，所述主控板在所述母线电容上电压低于阈值电压时断电；

所述控制单元与所述主控板串联，且可在所述主控板对所述控制单元供电电压为零时，控制所述开关单元闭合。

进一步，所述切换模块为常闭继电器，且所述控制单元为所述继电器的控制端、开关单元为所述继电器的受控端。

进一步，所述显示模块采用数字电压显示器。

进一步，所述阈值电压为所述母线电容使所述主控板断电时的电压。

进一步，所述显示模块可显示的最大电压大于所述阈值电压。

本实用新型还公开了一种电压型变频器，包括与交流电网连接的整流模块、连接在整流模块的输出端的母线电容、以及与所述母线电压连接的驱动电路和直流母线电压显示装置，其中，上述直流母线电压显示装置采用上述直流母线电压显示装置。

本实用新型还提出了一种用电设备，其具有电压型变频器，所述电压型变频器采用上述电压型变频器。

进一步，所述用电设备包括冰箱、空调和加湿器中的至少一种。

与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益效果：

1、本实用新型通过设置数字电压显示器，能够增加母线电容的电压实时显示功能，在变频器断电后，仍能实时显示母线电容的电压，能够及时精确获知母线电容的电压值，避免测试和维修时触电，提高系统的可操作性和安全性；

2、本实用新型将数字电压显示器直接与母线电容连接，能够直接检测母线电容的电压并显示，不受通讯延时时间或通讯故障等影响，显示的电压更贴近实际电压值，提高了系统的可靠性和安全性；

3、本实用新型通过设置切换模块，使显示模块仅在母线电容的电压低于阈值电压时工作，避免了不必要的电量浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为传统电压型变频器连接显示屏的电路拓扑示意图；

图2为本实用新型中直流母线电压显示装置的连接拓扑示意图；

图3为本实用新型中数字电压显示器的电器原理图；

图4为本实用新型整体的工作原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型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，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本实用新型的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本实用新型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实用新型的原理及结构进行详细说明。

目前通用的变频器直流母线电压值均是通过变频器与触摸屏通讯，将母线电容的电压值在触摸屏上显示。然后在变频器断电后，母线电容上电压下降到开关电源的输入电压范围最小值后，开关电源无输出，此时触摸屏无法工作，但该情况下母线电容的电压仍然高于安全电压，此时若打开柜门，可能存在触电风险。本实用新型的思路在于，将显示模块直接连接在母线电容两端，无需通过主控板控制，避免了触摸屏无法工作而存在的触电风险。

请参见图1，传统电压型变频器中连接显示屏的方式是将开关电源和主控板连接在母线电容(图1中间部分的电容)两端，然后通过主控板与显示屏通讯，从而触发显示屏，使显示屏显示母线电容的电压。但当母线电容上的电压下降到开关电源的输入电压范围的最小值(一般为DC100V)时，此时开关电源无输出，主控板断电，显示屏将无法显示母线电容的电压，但此时的电压大于安全电压(一般为36V)，若此时打开柜门，将会存在触电风险。

针对上述问题，本实用新型的方案为提出了一种直流母线电压显示装置，其连接于电压型变频器中，且包括一显示模块、以及与显示模块连接的切换模块；

显示模块连接于电压型变频器的母线电容两端，切换模块至少具有一与显示模块串联的开关单元，且该开关单元仅在母线电容上电压低于阈值电压时导通。

这里，将显示模块连接于电压型变频器的母线电容两端，替代了传统方案中通过主控板通讯触发的方式，该情况下即使主控板不工作，由于显示模块与母线电容连接，其能够直接从母线电容上获取电能，进而显示母线电容的电压，从而避免了显示模块不显示导致的触电风险。此外，本实用新型中设置的切换模块，能够控制显示模块仅在母线电容上的电压低于阈值电压时导通，节省了不必要的电能浪费。

具体的，上述切换模块包括一控制单元，该控制单元可在母线电容上电压低于阈值电压时，控制开关单元闭合。由于开关单元与显示模块串联，因此通过控制开关单元的通断状态，即可控制显示模块的工作，使其在母线电容上电压低于阈值电压时触发，从而达到节省不必要的电能浪费的问题。

进一步的，本实用新型还包括一主控板，该主控板在母线电容上的电压低于阈值电压时断电；

控制单元与上述主控板串联，且可在主控板对控制单元供电电压为0时，控制开关单元闭合。

主控板为电压型变频器中的常规结构，其连接方式同图1所示，通过开关电源供电，这里阈值电压也即为开关电源的最小输入电压，此时主控板断电，故阈值电压也即母线电容使主控板断电时的电压。上述主控板对控制单元供电电压为0时，也即主控板断电时，通过该设计方案，在显示模块未显示时，表明此时母线电容上的电压高于阈值电压，此时可以确定电压过高，同时，在母线电容上的电压低于阈值电压时，又可以显示母线电容的电压，避免触电风险。

具体的，本实用新型中提出的切换模块为常闭继电器，且控制单元为继电器的控制端、开关单元为继电器的受控端；

这里，常闭继电器的工作原理为：在继电器的控制端未上电时，受控端处于闭合状态；

在继电器的控制端上电时，受控端处于断开状态。

通过常闭继电器的设置，能够实现前文的控制方式，在母线电容的电压高于开关电源的输入电压范围最小值时，此时主控板工作，无需显示模块提示即可确定母线电容上电压较高；

在母线电容的电压低于开关电源的输入电压范围最小值时，主控板不工作，此时显示模块开始显示母线电容的电压，从而使得显示模块仅在母线电容上电压低于阈值电压时显示，从而避免了不必要的电量浪费。

请参见图2，其为本实用新型中直流母线电压显示装置的连接拓扑示意图，KM为继电器，a为显示器(也即显示模块)，继电器与显示模块串联的部分为受控端(也即开关单元)，与主控板串联的部分为控制端(也即控制单元)，从图2中可以很明显看出，显示模块连接在母线电容(图2中间的电容)两端，其能够直接从母线电容获取电能，开关单元与显示模块串联，能够根据其通断状态控制显示模块是否工作，控制单元与主控板串联，能够确定开关单元状态切换的时刻，从而实现上述切换逻辑。

进一步的，上述显示模块采用数字电压显示器，请参见图3，其为数字电压显示器的工作原理，将其串联在电源两端，即可显示其电压，本实用新型中将其连接在母线电容两端，即可显示母线电容的电压。

进一步的，显示模块可显示的最大电压大于上述阈值电压，其用于保证显示模块能够显示母线电容在阈值电压范围内的全部电压。

请参见图4，其为本实用新型的整体工作流程图，其整体工作流程可划分为：

在系统上电后，母线电容开始充电，在母线电容的电压为0-Umin(Umin为开关电源的输入电压范围最小值)时，因母线电容的电压小于开关电源最小输入电压值Umin，开关电源不工作，主控板无供电电源，继电器控制端KM线圈默认处于失电状态，对应受控端的KM线圈处于吸合状态，显示模块正常工作显示母线电容的电压；

当母线电容的电压充电至为Umin～Umax时，因母线电容的电压处于开关电源正常供电电压范围，开关电源工作给主板供电，可通过主控板控制继电器控制端KM线圈得失电来控制主回路是否工作。

基于目前传统的直流母线电压显示方式，若变频器系统通讯较稳定，可确保通过通讯在外接显示屏上显示的母线电容的电压基本与实际母线相近，可通过主控板控制继电器控制端KM线圈得电，受控端KM线圈断开，切断主回路，减少不必要的损耗。若在干扰比较大的环境中，通讯传输母线电容的电压值存在误显示的情况时，可通过主控板控制继电器控制端KM线圈失电，受控端KM线圈吸合，显示模块正常工作，显示时时母线电容的电压。

断电时，母线电容放电，当母线电压放电至低于Umin时，因母线电压小于开关电源最小输入电压值Umin，开关电源不工作，主控板无供电电源，继电器控制端KM线圈默认处于失电状态，对应受控端KM线圈处于吸合状态，显示模块正常工作显示直流母线电压值。

本实用新型还提出了一种电压型变频器，包括与交流电网连接的整流模块、连接在整流模块的输出端的母线电容、以及与母线电压连接的驱动电路和直流母线电压显示装置，进一步，直流母线电压显示装置采用上述直流母线电压显示装置。

本实用新型还提出了一种用电设备，其具有电压型变频器，该电压型变频器采用上述电压型变频器。

进一步的，上述用电设备，包括冰箱、空调和加湿器中的至少一种。

与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益效果：

1、本实用新型通过设置数字电压显示器，能够增加母线电容的电压实时显示功能，在变频器断电后，仍能实时显示母线电容的电压，能够及时精确获知母线电容的电压值，避免测试和维修时触电，提高系统的可操作性和安全性；

2、本实用新型将数字电压显示器直接与母线电容连接，能够直接检测母线电容的电压并显示，不受通讯延时时间或通讯故障等影响，显示的电压更贴近实际电压值，提高了系统的可靠性和安全性；

3、本实用新型通过设置切换模块，使显示模块仅在母线电容的电压低于阈值电压时工作，避免了不必要的电量浪费。

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

Claims (10)

1.一种直流母线电压显示装置，连接于电压型变频器中，其特征在于，包括一显示模块、以及与所述显示模块连接的切换模块；

所述显示模块连接于所述电压型变频器的母线电容两端，所述切换模块至少具有一与所述显示模块串联的开关单元，且所述开关单元仅在所述母线电容上电压低于阈值电压时导通。

2.根据权利要求1所述的直流母线电压显示装置，其特征在于，所述切换模块还包括一控制单元，所述控制单元可在所述母线电容上电压低于阈值电压时，控制所述开关单元闭合。

3.根据权利要求2所述的直流母线电压显示装置，其特征在于，所述电压型变频器还包括一主控板，所述主控板在所述母线电容上电压低于阈值电压时断电；

所述控制单元与所述主控板串联，且可在所述主控板对所述控制单元供电电压为零时，控制所述开关单元闭合。

4.根据权利要求2所述的直流母线电压显示装置，其特征在于，所述切换模块为常闭继电器，且所述控制单元为所述继电器的控制端、开关单元为所述继电器的受控端。

5.根据权利要求1所述的直流母线电压显示装置，其特征在于，所述显示模块采用数字电压显示器。

6.根据权利要求3所述的直流母线电压显示装置，其特征在于，所述阈值电压为所述母线电容使所述主控板断电时的电压。

7.根据权利要求1所述的直流母线电压显示装置，其特征在于，所述显示模块可显示的最大电压大于所述阈值电压。

8.一种电压型变频器，包括与交流电网连接的整流模块、连接在整流模块的输出端的母线电容、以及与所述母线电压连接的驱动电路和直流母线电压显示装置，其特征在于，所述直流母线电压显示装置采用如权利要求1至7任意一项权利要求所述的直流母线电压显示装置。

9.一种用电设备，所述用电设备具有电压型变频器，其特征在于，所述电压型变频器采用如权利要求8所述的电压型变频器。

10.根据权利要求9所述的用电设备，其特征在于，所述用电设备包括冰箱、空调和加湿器中的至少一种。