带太阳能电池的直流变频空调器制造技术

一种带太阳能电池的直流变频空调器，包括太阳能电池、直流变频空调器、连接在太阳能电池和直流变频空调器之间的太阳能供电控制器以及市电电网，直流变频空调器包括ＡＣ－ＤＣ整流器和直流变频空调器电路，太阳能供电控制器包括ＤＣ－高压ＤＣ逆变器和太阳能最大输出功率ＭＰＰＴ控制单元；太阳能最大输出功率ＭＰＰＴ控制单元监控太阳能电池的输出功率，控制ＤＣ－高压ＤＣ逆变器将太阳能电池输出的低压直流电转化成高压直流电，直接供电给直流变频空调器电路。市电电网经过ＡＣ－ＤＣ整流器后和太阳能供电控制器并联供电给直流变频空调器电路。本发明专利技术具有制作成本低、节能环保、减少对环境影响、操作灵活、能效比高和适用范围广的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种空调器，特别是一种带太阳能电池的直流变频空调器。
技术介绍
现有的由太阳能电池驱动的太阳能空调器，见附图1，由太阳能供电控制器9对太 阳能电池1进行管理，对蓄电池10和DC-高压DC逆变器11供电，再经过高压DC-50或60Hz 高压AC转换器13转化为和市电一样的交流电压。同时，太阳能供电控制器9检测太阳能 电池1和蓄电池10的电量是否足够，控制电子开关14，当太阳能电池1和蓄电池10的电量 都不够的情况下，控制电子开关14切换到市电电网5给直流变频空调器15供电，否则，切 换到高压DC-50或60Hz高压AC转换器13给直流变频空调器15供电。这种方式的太阳能空调器，存在以下缺点1)目前的变频空调用的都是和市电一样50Hz或60Hz的低频电，如中国专利文献 号CN 2665593Y于2004年12月22日公开了一种太阳能和交流市电双电源空调系统，它包 括空调系统本体及其供电电源，供电电源包括太阳能电池板及其控制器，与控制器以电源 线连接的逆变升压变压器，与控制器、逆变升压变压器、蓄电池组以导线连接的控制板，与 交流市电电源和逆变升压变压器的输出以导线连接的转换开关，转换开关的输出与空调系 统本体连接。这种太阳能和交流市电双电源空调系统首先将太阳能转化为直流电储存在蓄 电池中，使用时再将直接流转换为交流电并经过升压后提供给空调系统，该蓄电池的直流 24 48V转换到市电需经过了 DC-高压DC逆变器11、高压DC-50或60Hz高压AC转换器 13共二个过程转化。这二个转换过程都会损耗5%左右的能量，从而降低了太阳能的使用 效率。2)市场上的直流变频空调器15的内部包括AC-DC整流器8和直流变频空调器电 路7。外部AC电源进来后，需经过空调器内部的AC-DC整流器8后再给直流变频空调器的 直流变频空调器电路7供电使用。这种方式的空调器供电电路由于AC-DC整流器8的存在， 增加了电源的损耗。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种结构简单合理、制作成本低、节能环保、转换效率高、 减少对环境影响、操作灵活、能效比高、适用范围广的带太阳能电池的直流变频空调器，以 克服现有技术中的不足之处。按此目的设计的一种带太阳能电池的直流变频空调器，包括太阳能电池、直流变 频空调器、连接在太阳能电池和直流变频空调器之间的太阳能供电控制器以及市电电网， 直流变频空调器包括AC-DC整流器和直流变频空调器电路，其特征是太阳能供电控制器包 括DC-高压DC逆变器和太阳能最大输出功率MPPT控制单元；太阳能最大输出功率MPPT控 制单元监控太阳能电池的输出功率，控制DC-高压DC逆变器将太阳能电池输出的低压直流 电转化成高压直流电，直接供电给直流变频空调器电路。所述市电电网经过AC-DC整流器后和太阳能供电控制器并联供电给直流变频空 调器电路。所述太阳能电池输出的低压直流电为15V 42V。所述直流变频空调器电路包括直流变频空调器室内电路和直流变频空调器室外 电路，直流变频空调器室内电路包括主控MCU、显示单元、温度传感器、开关电源、直流风机、 室内EMC电路和通讯单元；直流变频空调器室外电路包括主控MCU、直流风机、开关电源、温 度传感器、通讯单元、显示单元、变频控制与驱动单元和变频压缩机；太阳能供电控制器中 的DC-高压DC逆变器的输出端与经过EMC电路和AC-DC整流器的市电电网并联后，再分别 与直流变频空调器室内电路和直流变频空调器室外电路连接。 所述太阳能供电控制器包括太阳能供电控制器主控MCU、隔离通讯单元、高压电源 电压取样单元、高压电源异常保护控制单元、DC-高压DC逆变器、电流检测单元和电压检测 单元，其中，高压电源电压取样单元连接于DC-高压DC逆变器的输出端和隔离通讯单元的 一端之间，隔离通讯单元的另一端和太阳能供电控制器主控MCU连接；高压电源异常保护 控制单元的一端和DC-高压DC逆变器的输出端并联，高压电源异常保护控制单元的另一端 和太阳能供电控制器主控MCU连接；DC-高压DC逆变器的输出端和经过整流的室外直流高 压电源连接，DC-高压DC逆变器的输入端和电流检测单元的一端连接；电流检测单元连接 在DC-高压DC逆变器和太阳能电池之间，电流检测单元的另一端和太阳能供电控制器主 控MCU连接；电压检测单元的一端和太阳能电池并联，电压检测单元的另一端和太阳能供 电控制器主控MCU连接；太阳能供电控制器主控MCU包括太阳能最大输出功率MPPT控制单 元、通信单元、后台处理算法单元、异常保护算法单元、电压异常处理算法单元、DC-高压DC 逆变算法单元以及蓄电池电管理算法单元。所述太阳能供电控制器还包括蓄电池和蓄电池充放电管理单元，蓄电池充放电管 理单元的一端并联在太阳能电池的输出端，蓄电池充放电管理单元的另一端和蓄电池连 接，蓄电池充放电管理单元的控制端和太阳能供电控制器连接。所述直流变频空调器还包括高压DC-50或60Hz高压AC转换器，高压DC-50或60Hz 高压AC转换器连接在位于太阳能供电控制器内的DC-高压DC逆变器和市电电网之间。本专利技术根据直流变频空调的电路控制特点，采用DC-DC的转换过程，通过太阳能 最大输出功率MPPT控制单元控制DC-高压DC逆变器将太阳能电池输出的低压直流电最大 效率转化成高压直流电，减少以往“高压DC-50或60Hz高压AC转换器、AC-DC整流器、蓄电 池充放电管理器”三个中间环节在转换过程中的损耗，提高了效率。为了避免因太阳能电池输出功率不够造成不能带动空调的情况发生，而增加了交 流市电，通过直流变频空调器内部的AC-DC整流器整流后输出高压直流电，由于太阳能电 池输出供给直流的直流变频空调器的也是直流电，而直流电本身没有相位兼容的问题，故 可以简单的将太阳能电池输出的直流电和市电整流后的直流电并联供给直流的直流变频 空调控制电路使用，从而简化市电和太阳能电的并联供电电路，并减少了电子开关，降低了 制作成本。本专利技术特别适用于只白天开空调的办公厂地，可以充分利用太阳能电池产生的能量。本专利技术符合国家节能环保的发展方向，具有结构简单合理、制作成本低、节能环保、减少对环境影响、操作灵活、能效比高和适用范围广的特点。 附图说明图1为现有的太阳能电池驱动的直流变频空调器的方框图。图2为本专利技术的原理方框图。图3为本专利技术实施例一的原理方框图。图4为太阳能供电控制器2的实施原理框图。图5为直流变频空调器内部的AC-DC整流器、直流变频空调器电路和DC-高压DC 逆变器的电气连接原理图。图6为第一种DC-高压DC逆变器的电气连接原理图。图7为第二种DC-高压DC逆变器的电气连接原理图。图8为实施例二带蓄电池系统的原理方框图。图9为实施例三在空调器不运行时，将多余电量供给市电的原理方框图。图中1为太阳能电池，2为太阳能供电控制器，3为DC-高压DC逆变器，4为太阳 能最大输出功率MPPT控制单元，5为市电电网，6为直流变频空调器，7为直流变频空调器电 路，8为AC-DC整流器，10为蓄电池，20为直流变频空调器室内电路，21为直流变频空调器 室外电路，23为EMC电路，31为蓄电池充放电管理单元，32为高压DC-50或60Hz高压AC转 换器，34为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带太阳能电池的直流变频空调器，包括太阳能电池（１）、直流变频空调器（６）、连接在太阳能电池（１）和直流变频空调器（６）之间的太阳能供电控制器（２）以及市电电网（５），直流变频空调器（６）包括ＡＣ－ＤＣ整流器（８）和直流变频空调器电路（７），其特征是太阳能供电控制器（２）包括ＤＣ－高压ＤＣ逆变器（３）和太阳能最大输出功率ＭＰＰＴ控制单元（４）；太阳能最大输出功率ＭＰＰＴ控制单元（４）监控太阳能电池（１）的输出功率，控制ＤＣ－高压ＤＣ逆变器（３）将太阳能电池（１）输出的低压直流电转化成高压直流电，直接供电给直流变频空调器电路（７）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李洪涛，谢志君，许蔡辉，白东培，彭良，
申请(专利权)人：广东美的电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]