电源输入保护电路、电源电路及空调器的制作方法

1.本实用新型涉及过压保护电路技术领域，具体而言，涉及一种电源输入保护电路、电源电路及空调器。


背景技术：

2.目前大多数工业区、部分城市商业中心和住宅入户电源为三相四线制电源，即3根火线+1根零线，三根火线间电压为380v，三根火线与零线间电压分别为220v。单相供电空调在这些地区售后安装时，时常会有安装工误将电源零火线误接成两根火线，导致空调输入电源电压高达380v，远高于额定工作电压，空调控制器内部分器件如igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极型晶体管)、ipm(intelligent power module，智能功率模块)、直流电容等在高压下漏电流增大，发热量增加，长时间通高压电后容易导致器件损坏。


技术实现要素：

3.本实用新型解决的问题是交流输入电压过大导致的控制器内的器件损坏的问题。
4.为解决上述问题，本实用新型提供一种电源输入保护电路，包括保护模块、整流模块、电源模块及控制模块；所述电源模块的输入端连接于所述整流模块的输出端，所述电源模块的输出端与所述控制模块连接，以向所述控制模块供电；所述保护模块包括热敏电阻、第一继电器、第二继电器，所述热敏电阻串联于第一交流电源输入端与所述整流模块的第一输入端之间，所述第一继电器与所述热敏电阻并联；所述整流模块的第二输入端与第二交流电源输入端连接，所述第二继电器并联于所述整流模块的第一输入端与所述整流模块的第二输入端之间；所述控制模块与所述第一继电器、所述第二继电器连接，用于检测到交流输入电压超限的情况下控制所述第一继电器断开、所述第二继电器吸合。
5.本实用新型在输入的交流电压过大时，控制第一继电器断开、第二继电器吸合，使整流模块被短路且热敏电阻接入两电源输入端之间，可以防止控制器上的器件被高压损坏。
6.可选地，所述控制模块用于检测到交流输入电压正常的情况下控制所述第一继电器吸合、所述第二继电器断开。
7.本实用新型在检测到交流输入电压正常的情况下，控制模块控制第一继电器吸合、第二继电器断开，从而在电压正常的情况下，热敏电阻接入交流电源输入端与整流模块之间，起到限流作用，整流模块和负载可以正常工作。
8.可选地，所述第一继电器、所述第二继电器为常开继电器。
9.本实用新型中第一继电器、第二继电器均为常开继电器，在其断电的情况下两者均断开，热敏电阻可以接入交流电源输入端与整流模块之间，起到限流作用，整流模块和负载可以正常工作。
10.可选地，所述电源模块与所述第一继电器、所述第二继电器连接，以向所述第一继
电器、所述第二继电器供电。
11.本实用新型中电源模块连接于整流模块之后，在过压保护后整流模块被短路导致电源模块无法向第一继电器、第二继电器供电，两继电器均断开，整流模块重新接入电路，电源模块恢复供电，从而循环过压保护。
12.可选地，所述整流模块包括整流桥及稳压电容；所述整流桥的第一输入端与所述热敏电阻的一端连接，所述热敏电阻的另一端与所述第一交流电源输入端连接；所述整流桥的第二输入端与所述第二交流电源输入端连接；所述稳压电容的两端分别与所述整流桥的两输出端连接。
13.本实用新型中整流模块包括稳压电容，可以存储电荷使电源模块维持工作一定时长，保证控制模块正常发挥过压保护作用。
14.可选地，所述电源模块包括开关电源，所述开关电源与所述稳压电容并联。
15.可选地，所述开关电源与所述第一继电器、所述第二继电器、所述控制模块分别连接。
16.可选地，所述控制模块包括电压检测电路，所述电压检测电路与所述第一交流电源输入端、所述第二交流电源输入端连接。
17.本实用新型中提供了电源模块具体是开关电源，开关电源可向继电器及控制模块供电，以及控制模块具体包括电压检测电路，可以防止控制器上的器件被高压损坏。
18.本实用新型提供一种电源电路，包括上述任一项的电源输入保护电路。
19.本实用新型提供一种空调器，包括上述电源电路。
20.本实用新型提供的电源电路及空调器，可以与上述电源输入保护电路达到相同的技术效果。
附图说明
21.图1为本实用新型的一个实施例提供的电源输入保护电路的结构示意图；
22.图2为本实用新型的一个实施例提供的正常工作时等效电路示意图；
23.图3为本实用新型的一个实施例提供的连接超限交流电源时等效电路示意图；
24.图4为本实用新型的一个实施例提供的连接超限交流电源情况下二次工作时的等效电路示意图。
具体实施方式
25.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
26.本实用新型实施例提供了一种电源输入保护电路，可以在输入的交流电压过大时，避免控制器上的器件损坏。
27.该电源输入保护电路包括保护模块、整流模块、电源模块及控制模块。
28.其中，保护模块连接与整流模块与交流输入端之间，用于保护整流模块以及与整流模块连接的负载不受高压损坏；整流模块与电源模块连接，以使电源模块输出直流电压至控制模块，该控制模块可以控制保护模块的运行状态，起到过压保护作用。
29.具体地，电源模块的输入端连接于整流模块的输出端，电源模块的输出端与控制
模块连接，以向控制模块供电。
30.保护模块包括热敏电阻、第一继电器、第二继电器，热敏电阻串联于第一交流电源输入端与整流模块的第一输入端之间，第一继电器与该热敏电阻并联。上述整流模块的第二输入端与第二交流电源输入端连接，第二继电器并联于整流模块的第一输入端与整流模块的第二输入端之间。
31.控制模块与第一继电器、第二继电器连接，用于检测到交流输入电压超限的情况下控制第一继电器断开、第二继电器吸合。在电压超限的情况下，第二继电器吸合且第一继电器断开，整流模块及后续连接的负载被短路，热敏电阻相当于跨接在第一交流电源输入端与第二交流电源输入端之间。此时流过热敏电阻的电流瞬间增大，消耗功率也瞬间增大，热敏电阻急剧发热，其阻值随温度升高而增大，从而实现对负载(例如控制器等)和整流模块的保护。
32.本实用新型实施例提供的电源输入保护电路，在输入的交流电压过大时，控制第一继电器断开、第二继电器吸合，使整流模块被短路且热敏电阻接入两电源输入端之间，可以防止控制器上的器件被高压损坏。
33.在检测到交流输入电压正常的情况下，控制模块控制第一继电器吸合、第二继电器断开。在电压正常的情况下，热敏电阻接入交流电源输入端与整流模块之间，起到限流作用，整流模块和负载可以正常工作。
34.图1是本实用新型的电源输入保护电路的结构示意图，示出了第一交流电源输入端ac_l、第二交流电源输入端ac_n，保护模块10、整流模块20、电源模块30、控制模块40以及负载50。
35.如图1所示，热敏电阻101串联于第一交流电源输入端ac_l与整流模块20的第一输入端之间，第一继电器k1与热敏电阻101并联；第二继电器k2并联于整流模块20的第一输入端与整流模块的第二输入端之间。
36.整流模块20向电源模块30及负载50供电，该电源模块30包括12v电源输出及控制模块电源输出，该12v电源输出用于向第一继电器k1、第二继电器k2供电，该控制模块电源输出用于向控制模块40供电。
37.控制模块40输出ry1控制信号、ry2控制信号，分别用于控制第一继电器k1、第二继电器k2的吸合、断开状态。控制模块40还包括交流电压检测电路，交流电压检测电路与第一交流电源输入端ac_l、第二交流电源输入端ac_n连接。
38.可选地，第一继电器k1、第二继电器k2为常开继电器。
39.在刚接通交流电源时，两个继电器k1、k2均不吸合，负载电路串联热敏电阻进行限流保护。控制模块获取交流电源电压信号，当控制模块采集到的电源电压信号为正常电压信号(一般是220v)时，控制模块输出第一继电器k1吸合信号，使第一继电器k1吸合，第二继电器k2保持断开状态，热敏电阻被短路，负载和整流桥可正常工作。图2示出了正常工作时等效电路示意图，其中热敏电阻101接入第一交流电源输入端ac_l与整流桥201之间。
40.如图1所示，整流模块20包括整流桥201及稳压电容202。整流桥201的第一输入端与热敏电阻101的一端连接，热敏电阻101的另一端与第一交流电源输入端ac_l连接。整流桥201的第二输入端与第二交流电源输入端ac_n连接，稳压电容202的两端分别与整流桥201的两输出端连接。
41.当控制模块获取到交流电源电压信号为超限电压信号(例如380v)时，控制模块输出第二继电器k2吸合信号，使第二继电器k2吸合，第一继电器k1保持断开状态，负载50和整流桥201被第二继电器k2短路，负载50停止工作。
42.示例性地，上述电源模块为开关电源，该开关电源与稳压电容202并联。可选地，开关电源与第一继电器k1、第二继电器k2、控制模块40分别连接。可选地，上述热敏电阻为正温度系数(positive temperature coefficient，ptc)热敏电阻。
43.整流桥后级的开关电源由于稳压电容202的储能作用可继续维持工作一段时间。此段时间内热敏电阻101相当于跨接在交流电压两端，流过热敏电阻电流瞬间增大，消耗功率也瞬间增大，并急剧发热，热敏电阻101的阻值也随温度升高而增大，通常可达数百千欧。热敏电阻101的阻值增大后流过热敏电阻电流也迅速减小，根据功率计算公式p＝ui，在热敏电阻消耗功率也随之减小，从而实现对负载和整流桥电路的保护。
44.在上述时间段内，开关电源在继续维持工作，因此在持续向第一继电器k1、第二继电器k2供电，两继电器可执行控制模块的吸合指令。在开关电源停止工作后，两继电器恢复常开状态。图3示出了连接超限交流电源时等效电路示意图，其中热敏电阻101接入两交流电源输入端ac_l、ac_n之间，整流桥201及负载50被短路。
45.以下介绍开关电源的工作原理。交流电源通过整流桥整流、稳压电容稳压后输出直流给开关电源供电，开关电源工作时输出12v电源和控制模块电源，以分别向两个继电器和控制模块供电。
46.当未发生过压保护时，开关电源与负载均正常工作。当发生过压保护时，由于第二继电器k2吸合，整流桥201无输入电压，此时稳压电容202中存储电荷可使开关电源维持一段时间工作，随着时间增加，稳压电容202中存储电荷最终后减小到不足以维持开关电源工作，12v电源和控制模块电源均为0v。由于第二继电器k2为常开继电器，此时已吸合的第二继电器k2由于断电而重新断开，热敏电阻101的发热功率减小，阻值也逐渐减小，稳压电容202两端电压逐渐增加，直到开关电源重新开始工作并输出控制模块电源和12v电源，进入下一个循环保护。
47.经过第一次过压保护后，因热敏电阻本体温度仍然较高，阻抗较大，此时在热敏电阻上压降v1较大，且热敏电阻和整流桥、负载均为串联，输入整流桥和负载两端电压v2等于输入交流电压v
ac
与v1的差值，即v2小于v
ac
，不会导致负载和开关电源电路过压损坏。图4示出了连接超限交流电源情况下二次工作时的等效电路示意图，其中热敏电阻101处压降为v1，施加至负载50上的电压为v2。
48.本实用新型提供的电源输入保护电路，可以在错接高压电源时保护控制器上的器件不被高压损坏。
49.本实用新型实施例还提供了一种电源电路，包括上述电源输入保护电路。
50.本实用新型实施例还提供了一种空调器，包括上述电源电路。
51.当然，本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程度来指令控制装置来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取的存储介质中，所述程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程，其中所述的存储介质可为存储器、磁盘、光盘等。
52.虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在
不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
53.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
54.虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

技术特征：
1.一种电源输入保护电路，其特征在于，包括保护模块、整流模块、电源模块及控制模块；所述电源模块的输入端连接于所述整流模块的输出端，所述电源模块的输出端与所述控制模块连接，以向所述控制模块供电；所述保护模块包括热敏电阻、第一继电器、第二继电器，所述热敏电阻串联于第一交流电源输入端与所述整流模块的第一输入端之间，所述第一继电器与所述热敏电阻并联；所述整流模块的第二输入端与第二交流电源输入端连接，所述第二继电器并联于所述整流模块的第一输入端与所述整流模块的第二输入端之间；所述控制模块与所述第一继电器、所述第二继电器连接，用于检测到交流输入电压超限的情况下控制所述第一继电器断开、所述第二继电器吸合。2.如权利要求1所述的电源输入保护电路，其特征在于，所述控制模块用于检测到交流输入电压正常的情况下控制所述第一继电器吸合、所述第二继电器断开。3.如权利要求1所述的电源输入保护电路，其特征在于，所述第一继电器、所述第二继电器为常开继电器。4.如权利要求3所述的电源输入保护电路，其特征在于，所述电源模块与所述第一继电器、所述第二继电器连接，以向所述第一继电器、所述第二继电器供电。5.如权利要求1-3任一项所述的电源输入保护电路，其特征在于，所述整流模块包括整流桥及稳压电容；所述整流桥的第一输入端与所述热敏电阻的一端连接，所述热敏电阻的另一端与所述第一交流电源输入端连接；所述整流桥的第二输入端与所述第二交流电源输入端连接；所述稳压电容的两端分别与所述整流桥的两输出端连接。6.如权利要求5所述的电源输入保护电路，其特征在于，所述电源模块包括开关电源，所述开关电源与所述稳压电容并联。7.如权利要求6所述的电源输入保护电路，其特征在于，所述开关电源与所述第一继电器、所述第二继电器、所述控制模块分别连接。8.如权利要求1-3任一项所述的电源输入保护电路，其特征在于，所述控制模块包括电压检测电路，所述电压检测电路与所述第一交流电源输入端、所述第二交流电源输入端连接。9.一种电源电路，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的电源输入保护电路。10.一种空调器，其特征在于，包括权利要求9所述的电源电路。

技术总结
本实用新型提供了一种电源输入保护电路、电源电路及空调器，该电源输入保护电路包括保护模块、整流模块、电源模块及控制模块；保护模块包括热敏电阻、第一继电器、第二继电器，热敏电阻串联于第一交流电源输入端与整流模块的第一输入端之间，第一继电器与热敏电阻并联；整流模块的第二输入端与第二交流电源输入端连接，第二继电器并联于整流模块的第一输入端与整流模块的第二输入端之间；控制模块与第一继电器、第二继电器连接，用于检测到交流输入电压超限的情况下控制第一继电器断开、第二继电器吸合。本实用新型可以防止高压损坏控制器的器件。的器件。的器件。


技术研发人员：斯建
受保护的技术使用者：珠海拓芯科技有限公司
技术研发日：2021.08.23
技术公布日：2022/5/25