太阳能空调器的控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种太阳能空调器的控制装置，太阳能空调器的控制装置包括空调器室内控制装置、空调器室外控制装置、室外电源电路和室内外通讯回路，空调器室内控制装置及室外控制装置包含空调控制功能单元，其空调器控制装置还包括公用的储能电容Ｃ１及太阳能ＤＣ－ＤＣ升压隔离变换装置、太阳能电池；室外电源电路包括依次与市点电网连接的电源开关、ＥＭＣ电路、室外直流高压电源；室外直流高压电源、太阳能ＤＣ－ＤＣ升压隔离变换装置的输出和室内外控制装置的高压直流电源输入均直接与储能电容并联；太阳能电池与太阳能ＤＣ－ＤＣ升压隔离变换装置连接，太阳能ＤＣ－ＤＣ升压隔离变换装置与空调器室外控制装置之间由通讯回路连接。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一项太阳能在空调领域的应用技术，特别是一种太阳能空调器的 控制装置。
技术介绍
已有的太阳能技术基本都是基于照明、大型发电工程；针对空调的电源的应用也 都是把太阳能逆变成交流电后在二次转换成直流电，由于多了一次逆变，效率较低；同时需 要与市电同步，电路复杂；单独组网的在没有太阳时使用效果欠佳。中国专利文献号CN2665593Y于2004年12月2日公开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电源。本体包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器、管 线、机壳以及电气控制电路。电源包括太阳能电池板及其控制器，逆变升压变压器，与控制 器、逆变升压变压器、蓄电池组连接的控制板，与交流市电电源和逆变升压变压器的输出连 接的转换开关。转换开关的输出与本体连接。太阳能电池板及其控制器可以有多个并联。 逆变升压变压器包括逆变模块和升压模块。其结构复杂、成本偏高，能源损耗严重，不便于 推广应用。
技术实现思路
本技术的目的旨在提供一种结构简单合理、在现有的空调器的基础上加入太 阳能的利用环节，使太阳能能为普通的家用或其他用途的空调器提供清洁能源，而且成本 低、效率高、便于推广应用的太阳能空调器的控制装置，以克服现有技术中的不足之处。按此目的设计的一种太阳能空调器的控制装置，包括由空调器室内控制装置、空 调器室外控制装置、室外电源电路和室内外通讯回路组成，空调器室内控制装置及室外控 制装置包含空调控制功能单元，其结构特征是空调器控制装置还包括公用的储能电容Cl 及太阳能DC-DC升压隔离变换装置、太阳能电池；室外电源电路包括依次与市点电网连接 的电源开关、EMC电路、室外直流高压电源；室外直流高压电源的输出、太阳能DC-DC升压隔 离变换装置的输出、室内控制装置的高压直流电源输入和室外控制装置的高压直流电源输 入均直接与储能电容Cl并联；空调器室内控制装置不与市电电网连接，没有整流电路，其 高压电源取自室外储能电容Cl ；空调器室外控制装置的高压电源也直接取自室外储能电 容Cl ；室外太阳能电池与太阳能DC-DC升压隔离变换装置顺序连接，太阳能DC-DC升压隔 离变换装置与空调器室外控制装置之间由一个通讯回路连接。由于一般的家用空调器的电 源都由室内机提供，室内机有交流市电电源，有把交流电变换为直流电的整流电路；由于太 阳能电池一般都安装在室外，DC-DC变换单元放置在室外是顺理成章的事情，故本技术 在方案上就把室内的电源由室外提供且提供的是直流高压电源。所述太阳能电池与太阳能DC-DC升压隔离变换装置之间还连接有一个线路开关， 用以实现人工手动控制太阳能的接入，方便使用。所述太阳能DC-DC升压隔离变换装置由通讯接口单元、高压电源高压隔离取样单元、多相移相式隔离DC-DC变换装置、电流检测单元、电压检测单元和太阳能变换控制主控 MCU (以下简称主控MCU)组成；电压检测单元实时检测太阳电池的电压，输出与主控MCU相 连，给主控MCU提供太阳能电池的电压信息，供主控MCU进行DC-DC变换用，该参数是DC-DC 变换的主要参数之一参与变换运算；电流检测单元串联于太阳能电池与多相移相式隔离 DC-DC变换装置之间，并与主控MCU相连，用以检测变换装置的各相的总电流，也可以使用 检测各相的分电流的方案，其控制方法是一样的，只是对分电流控制时对各相的控制会更 精准，使用总电流进行控制时，由于在方案设计时各路的电流通过能力是根据需要预先设 定好的，他们与总电流是成固定比例关系的，检测到总电流可以算出各路的分电流，检测到 分电流汇总后就得到总电流；高压电源电压隔离取样单元检测室外直流高压电源的电压， 输出与主控MCU相连，通讯接口单元与空调器室外控制装置的通讯回路相连，并与主控MCU 连接，用以进行与空调器室外控制装置进行通讯，多相移相式隔离DC-DC变换装置与主控 MCU相连。所述电流检测单元串联于太阳能电池与多相移相式隔离DC-DC变换装置之间，并 与太阳能变换控制主控MCU相连，还可以检测变换装置的各相的分电流。所述多相移相式隔离DC-DC变换装置由1 8路隔离DC-DC基本变换装置并联构 成；每路隔离DC-DC基本变换装置均由太阳能变换控制主控MCU控制，其输出直接并联。多 相移相式隔离DC-DC变换装置最多为8路是受MCU的资源限制而来，实际理论上可以到无 限多路，而路数太多也没有实际的使用价值。所述隔离DC-DC基本变换装置由PWM驱动单元、一个回扫式隔离升压变换单元和 过电流保护检测告警单元顺序连接组成，PWM驱动单元的输入和过电流保护检测告警单元 的输出分别与太阳能变换控制主控MCU连接。隔离DC-DC基本变换装置受太阳能变换控制 主控MCU产生的PWM信号控制。回扫式隔离变换单元使用的是公知技术回扫式开关电源 技术，利用一个开关管控制开关变压器的初级，初级电感记为Lc，当开关管开通时，使得开 关变压器的初级与初级侧的电源Vcc并联，实现短路充电，充电时间记为Tc，Tc时间过后关 断开关管，这时初级电感中流过的电流为Ic，则变压器中储存的能量为Lc女Ic2/2，初级 开关管关断后变压器向次级输出能量，在保证变压器磁芯不饱和的前提下，理论上次级的 电压几乎可以达到任意值，考虑到实际的寄生参数、器件的极限条件、实际使用的电路环境 等等，输出电压是可以设定到一个比较宽的范围，并能通过调整充电时间Tc值及初级电感 L值进行调整，次级电感与初级电感关联并因耦合度的差异可以近似的认为其调整幅度与 L相同。所述太阳能变换控制主控MCU包含一个通讯单元、太阳能最大输出功率MPPT算法 单元、峰值电流算法单元、多相移相算法单元、定时器多路定时单元、输出电压控制单元、软 启动控制单元和异常保护控制单元；通讯单元与太阳能DC-DC升压隔离变换装置的通讯接 口单元连接。所述多相移相式隔离DC-DC变换装置(以下简称变换装置)的输出包含有单向导 电的二极管器件，使得在变换装置不工作时在输出位置并联的高压不会损害变换装置；室 外直流高压电源中也包含有单向导电的二极管器件，使得当市电断电时变换装置产生的高 压电不会损坏室外直流高压电源及其前级电路器件。一种太阳能空调器的控制装置的控制方法，其特征是当通过通讯单元与空调器室外控制装置进行信息交换，接到需要太阳能逆变器供电的命令，太阳能变换控制主控MCU 首先通过高压电源电压隔离取样单元对室外直流高压电源进行电压取样，检测具体电压 值，记为Vdc，若电压Vdc低于200V以下，进行软启动控制，软启动控制的具体控制方法为 以较低的占空比输出PWM信号，使得多相移相式隔离DC-DC变换装置的输出电压能与之匹 配，同时减低初次开通时的冲击电流，然后再逐次增加占空比，直到输出的电压符合空调器 室外控制装置的命令值；若市电已经接通则不启用软启动功能，判断的标准是检测到室外直流高压电源 的电压Vdc大于等于200V，此时由输出控制单元进行控制，具体方法为以Δ V为增量， Vdc+ Δ V为目标进行输出电压控制，最大不超过控制目标限值Vdcmax ；按此控制算法算出 的占空比记为Si;电压检测单元输入的太阳电池的电压值，记为Vt，回扫式隔离升压变换单元中所 含的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能空调器的控制装置，包括空调器室内控制装置（１）、空调器室外控制装置（２）、室外电源电路和室内外通讯回路，空调器室内控制装置及室外控制装置包含空调控制功能单元，其特征是空调器控制装置还包括公用的储能电容Ｃ１及太阳能ＤＣ－ＤＣ升压隔离变换装置（４）、太阳能电池（７）；室外电源电路包括依次与市点电网连接的电源开关、ＥＭＣ电路、室外直流高压电源（３）；室外直流高压电源的输出、太阳能ＤＣ－ＤＣ升压隔离变换装置的输出、室内控制装置的高压直流电源输入和室外控制装置的高压直流电源输入均直接与储能电容Ｃ１并联；室外太阳能电池与太阳能ＤＣ－ＤＣ升压隔离变换装置顺序连接，太阳能ＤＣ－ＤＣ升压隔离变换装置与空调器室外控制装置之间由通讯回路连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，
申请(专利权)人：广东美的电器股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]