变频器及电器的制作方法

1.本实用新型涉及变频器，特别是一种变频器及电器。


背景技术：

2.变频器控制器主板作为变频器的主控元件其作用不言而喻，在变频器主控板上外插电源板是为了满足主控板中各元器件不同的电压等级要求以及电压信号要求，稳定的供电电源才能使主控板工作稳定。但外插多个电源板到主控pcb板上，普遍会造成如下几个问题：1、变频器控制器主板上电时，会导致变频器主控板上电时产生很大的电流尖峰，使得控制器主板供电电源电流过大保护，影响设备使用。2、上电尖峰电流过大，会烧坏主控板保险丝，烧毁接插件。3、上电尖峰电流过大，还会由于共同输入阻抗而干扰附近的电器设备。
3.因此，如何设计一种变频器及电器，能解决变频器上电时，控制器主板上尖峰电流产生的问题，是业界亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中，变频器上电时，控制器主板上会产生尖峰电流，对电路造成损坏的问题，本实用新型提出了一种变频器及电器。
5.本实用新型的技术方案为，提出了一种变频器，包括控制器主板、电抗器、电力电容、igbt模块，还包括设于所述控制器主板上的供电电路，所述供电电路包括一可限制所述供电电路上电流的限流元件，且所述限流元件仅在所述供电电路上电时限流。
6.进一步，所述限流元件为热敏电阻，且所述热敏电阻的阻值随温度的升高而降低。
7.进一步，所述供电电路包括：变压器t0、电容c0、电容c1、二极管d1、热敏电阻r0；
8.所述电容c0并联在所述变压器t0的原边绕组的两侧，所述二极管d1的正极连接到所述变压器t0的副边绕组的第一端、负极串联所述热敏电阻r0后作为所述供电电路的第一输出端，所述变压器t0的第二端作为所述供电电路的第二输出端，所述电容c1连接到所述第一输出端与所述第二输出端之间。
9.进一步，还包括设于所述控制器主板背面的冷媒散热器，所述热敏电阻靠近所述冷媒散热器设置。
10.进一步，所述冷媒散热器内的冷媒管道布置成s形。
11.进一步，还包括多个设于所述变频器内的温度传感器，所述冷媒散热器可根据所述温度传感器的检测温度调节冷媒的运行状态。
12.进一步，还包括设于所述变频器内的散热风扇，所述散热风扇朝向所述供电电路设置。
13.进一步，所述电容c1的充电时间满足：t＝r0c1*ln[e/(e-vt)]；
[0014]
其中，t为所述电容c1的充电时间，r0为所述热敏电阻r0的阻值，e为电源电压、v为所述电容c1上的电压。
[0015]
本实用新型还提出了一种电器，所述电器具有上述变频器。
[0016]
进一步的，所述电器为空调。
[0017]
与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益效果：
[0018]
1、本实用新型通过负温度热敏电阻的设置，使变频器在启动时，热敏电阻的阻值较大，能够起到冲击电流限制的作用，且在工作一段时间后，热敏电阻温度上升，阻值降低，不会影响变频器在正常工作时的功耗；
[0019]
2、本实用新型将热敏电阻与冷媒散热器结合使用，使得热敏电阻在变频器断电时能够快速降低温度，使阻值恢复到初始状态以用于限流保护，能实现变频器的快速开/停动作。
附图说明
[0020]
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。
[0021]
图1为本实用新型供电电路的连接示意图；
[0022]
图2为本实用新型控制器主板的结构示意图；
[0023]
图3为本实用新型变频器的结构示意图；
[0024]
其中，1为针座、2为牛角插、3为开关电源、4为电源接口、5为接地端子。
具体实施方式
[0025]
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。
[0026]
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。
[0027]
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。
[0028]
变频器控制器主板上外插电源板是为了满足控制器主板中各元器件不同的电压等级要求以及电压信号要求，稳定的供电电源才能使主控板工作稳定。但外插多个电源板到主控pcb板上，普遍会造成如下几个问题：1、变频器控制器主板上电时，会导致控制器主板上电时产生很大的电流尖峰，使得控制器主板供电电源电流过大保护，影响设备使用。2、上电尖峰电流过大，会烧坏控制器主板保险丝，烧毁接插件。3、上电尖峰电流过大，还会由于共同输入阻抗而干扰附近的电器设备。本实用新型的思路在于，在供电电路中串联一负温度系数的热敏电阻，在上电时，热敏电阻的阻值很大，可以限制冲击电流，在正常工作时，热敏电阻温度上升，阻值减小，不会影响电路的功耗。
[0029]
具体的，本实用新型提出的变频器，包括控制器主板、电抗器、电力电容、igbt模块，设置在控制器主板上的供电电路，其中，供电电路包括一可限制供电电路上电流的限流
元件，且该限流元件仅在供电电路上电时限流。
[0030]
其中，限流元件采用负温度系数的热敏电阻，其阻值会随着温度的升高而降低，在上电时，热敏电阻上的温度较低，阻值较大，此时能起到限制冲击电流的作用。随着变频器的工作，热敏电阻上的温度逐渐升高，使得热敏电阻的阻值逐渐降低，热敏电阻上的分压降低，从而降低变频器正常工作下热敏电阻的功耗。
[0031]
此外，在本实用新型其他实施例中，限流元件还可以采用大阻值的电阻，其在上电时接入电路，并在变频器正常上电工作后，通过短路方式隔离出电路，也能起到相同的效果。
[0032]
相比于采用普通电阻的方案，若电阻阻值选取较大，上电尖峰电流较小，但在电阻上的功耗较大，若电阻阻值选取较小，则无法起到尖峰电流的抑制作用。本实用新型采用上述方案，能够同时兼容尖峰电流的抑制以及降低电阻功耗。
[0033]
请参见图1，本实用新型提出的供电电路，包括：变压器t0、电容c0、电容c1、二极管d1、热敏电阻r0；
[0034]
电容c0并联在变压器t0的原边绕组的两侧，二极管d1的正极连接到变压器t0的副边绕组的第一端、负极串联热敏电阻r0后作为供电电路的第一输出端，变压器t0的第二端作为供电电路的第二输出端，电容c1连接到第一输出端与第二输出端之间。
[0035]
其中，电容c0为电源前端的储能电容，电容c1为滤波电容，变压器t0为为高频dc/dc变压器，用于进行dc/dc变化，输出可供负载使用的工作电压，d0为整流二极管。其原边绕组外接24v电源，并通过储能电容c0储存电压，该电压通过变压器t0进行dc/dc变换后，能够输出15v电压。
[0036]
根据电容放电时间的计算公式，设v0为电容上的初始电压，vu为电容充满终止电压值，vt为任意时刻t电容上的电压，则可以计算得出电容上的电压vt满足，vt＝v0+(vu-v0)*[1-exp(-t/rc)],对电压为e的电源，其向初始电压为0的电容充电时，电容上的极限电压vu＝e，故对于任意时刻，电容上的电压应为：vt＝e*[1-exp(-t/rc)]，即t＝rc*ln[e/(e-vt)]；
[0037]
故对于上述供电电路中，电容c1的充电时间满足：t＝r0c1*ln[e/(e-vt)]；
[0038]
其中，t为电容c1的充电时间，r0为热敏电阻r0的阻值，e为电源电压、v为电容c1上的电压。
[0039]
由于在上电时，热敏电阻r0上的阻值较大，因此电容c1的充电时间较长，也即电容c1的尖峰电流较小，因此通过热敏电阻r0的设置，避免了尖峰电流的产生。
[0040]
根据电路原理可知，热敏电阻r0上消耗的能量为p＝i^2*r0，其耗能与热敏电阻r0的阻值成正比，当变频器正常工作时，热敏电阻r0上的温度较高，阻值较低，因此其耗能也较低，即在变频器正常工作时，热敏电阻的功耗较小，不会造成能量浪费。
[0041]
此外，由于热敏电阻上的温度下降很慢，在变频器正常工作时，若变频器忽然断电，此时热敏电阻上由于温度较高会仍处于低电阻状态，此时若变频器开启，热敏电阻的阻值较小，则无法起到限流保护作用，为此，本实用新型在控制器主板的背面设有一冷媒散热器，用于对热敏电阻进行散热，使得热敏电阻能够在变频器断电时能够快速降温，恢复到初始状态，起到限流保护的作用。
[0042]
其中，为进一步提高冷媒散热器的换热效果，本实用新型还将热敏电阻靠近冷媒
散热器使用。
[0043]
请参见图2，在控制器主板的上边缘，从左到右依次设置有3个牛角插，在控制器主板的中心，还分别设置有2个针座1、6个开关电源3，在控制器主板的下边缘上设置有接地端子5，在控制器主板的右边缘设置有电源接口4。冷媒散热器设置在控制器主板的背面，在停机时冷媒散热器可以快速将热敏电阻上的温度降低，使其恢复到不影响下次开机的温度，进而起到减小尖峰电流的效果。
[0044]
此外，冷媒散热器还能够对控制器主板上的其他器件散热，避免控制器主板上温度过高烧毁的问题。
[0045]
为进一步提高冷媒散热器的换热效果，本实用新型中还将冷媒散热器内的冷媒布置成s形，以增大冷媒散热器的吸热能力。
[0046]
在本实用新型其他实施例中，也可以将冷媒管道设置成多个圆环的形状，也能增大冷媒散热器的吸热能力。
[0047]
为实现对热敏电阻温度较好的控制，本实用新型在变频器内还设有多个温度传感器，温度传感器可以检测变频器上的温度，进而调节冷媒的运行状态，达到更好的控制。如在上电时，热敏电阻上的温度较低，该情况下热敏电阻的散热需求不高，此时冷媒散热器能够控制冷媒的流速减慢，降低冷媒使用，在工作一段时间后，热敏电阻上的温度较高，此时由于需要保证热敏电阻的阻值，只需略微提升冷媒的流速即可，在检测到变频器停机后，此时冷媒散热器用于将冷媒的流速提到最高，使冷媒换热器的散热效果达到最高，能够快速的降低热敏电阻上的温度，使其恢复到初始状态，能进行限流保护。
[0048]
请参见图3，柜门面为变频器的正面，控制器主板设置在变频器的底部，在变频器内还设有一散热风扇，其散热风扇朝向供电电路设置，在柜门面上还设置有一起重螺钉。在机组正常运行时，开启冷媒散热器，能够使变频器内的温度在短时间下降30-40度，在停机或关键状态下，冷媒散热器能够将主板上的热敏电阻以及变频器内部温度快速降低，从而使得热敏电阻的恢复时间大大降低，从而可以做到限制尖峰电流以及满足变频器的快速起停。
[0049]
本实用新型还提出了一种电器，其具有上述变频器。
[0050]
进一步的，该电器为空调。
[0051]
与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益效果：
[0052]
1、本实用新型通过热敏电阻的设置，能够解决控制器主板在上电时尖峰电流对控制器主板造成的影响，热敏电阻还能在变频器正常工作时，阻值较小，不影响变频器的功耗；
[0053]
2、本实用新型通过热媒散热器以及散热风扇的设置，能够使得热敏电阻上的温度迅速恢复到初始状态，能适应变频器的快速开/停动作；
[0054]
3、本实用新型整体电路结构简单，成本低，对浪涌电流的防止几乎不受到高低温的影响。
[0055]
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。