本發(fā)明涉及空氣調節(jié)技術領域，尤其涉及一種空調器電源自適應控制裝置，和采用所述空調器電源自適應控制裝置的空調器。

背景技術：

在部分經濟較為落后的國家和地區(qū)，如非洲的埃塞俄比亞，亞洲的巴基斯坦等國，電力用戶的覆蓋率僅為20%至40%，供電質量也非常差，電源電壓、頻率的波動大，波形失真嚴重，同時電力供給可能隨時中斷。普通的家用電器，如照明設備等，一般采用電池進行供電。

但是，對于醫(yī)院、銀行的清算中心、民航、氣象等部門來說，同時還需要使用空調維持正常的工作，不穩(wěn)定的供電電源對空調器的使用造成了嚴重的影響。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種空調器電源自適應控制裝置，以克服不穩(wěn)定的供電電源對空調器使用造成的影響。

本發(fā)明提供一種空調器電源自適應控制裝置，包括：

市電電源單元，所述市電電源單元用于提供市電電源信號；

電池單元，所述電池單元用于提供電池供電信號；

切換單元，所述切換單元的一路輸入端用于采集所述市電電源信號，第二輸入端用于采集所述電池供電信號，所述切換單元的輸出端用于輸出所述市電電源信號或電池供電信號至空調器電源回路，所述切換單元的控制端用于接收切換動作控制信號；

第一處理器，所述第一處理器判定所述市電電源信號是否屬于設定閾值區(qū)間，如果所述市電電源信號屬于設定閾值區(qū)間，則所述第一處理器生成并輸出第一切換信號至所述切換單元的控制端，維持所述切換單元在所述第一工作狀態(tài)，所述切換單元的輸出端輸出所述市電電源信號至空調器電源回路；如果所述市電電源信號不屬于設定閾值區(qū)間，則所述第一處理器生成并輸出第二切換信號至所述切換單元的控制端，所述切換單元切換至第二工作狀態(tài)，所述切換單元的輸出端通過逆變器輸出所述電池供電信號至空調器電源回路。

進一步的，還包括第二處理器，當所述切換單元維持在所述第一工作狀態(tài)時，所述第二處理器接收第一溫度傳感器生成的室溫檢測信號，并根據(jù)所述室溫檢測信號和設定溫度的差值生成空調的實時控制電流并控制空調器按照實時控制電流工作；當所述切換單元切換至所述第二工作狀態(tài)時，所述第二處理器生成自適應控制電流，所述自適應控制電流小于所述實時控制電流。

進一步的，當所述切換單元切換至第二工作狀態(tài)時，所述第一處理器獲取所述實時控制電流對應的實際負載和額定負載之間的關系，如果實際負載大于所述額定負載，但并未超出第一閾值范圍，則所述第一處理器驅動報警單元生成報警信號；所述第二處理器采集所述報警信號，如果所述第二處理器采集到所述報警信號，則控制空調器按照第一自適應電流運行；所述第一處理器檢測所述第一自適應電流對應的實際負載和額定負載之間的關系，如果實際負載再次大于所述額定負載，但并未超出第一閾值范圍，則所述第一處理器再次驅動報警單元生成報警信號，如果所述第二處理器再次采集到所述報警信號，則控制空調器按照第二自適應電流運行，所述實時控制電流、第一自適應電流和第二自適應電流按照相同幅值逐漸減小。

進一步的，所述第二處理單元按照相同幅值生成多個自適應電流，直至所述第二處理器不再采集到所述報警信號。

進一步的，還包括開關裝置和自保護裝置，所述開關裝置的輸出開機信號至所述自保護裝置和第二處理器，所述第二處理器控制空調器維持停機狀態(tài)，所述第一處理器生成并輸出自保護信號至所述切換單元的控制端，所述切換單元的輸出端輸出電池供電信號至空調器電源回路并維持第一周期；所述第一周期結束時，所述第一處理器生成并輸出第一切換信號至所述切換單元的控制端，切換單元處于第一工作狀態(tài)，所述第二處理器控制空調器開始工作。

進一步的，所述第一處理器還輸出逆變器控制信號至逆變器的控制端，當所述切換單元維持在第一工作狀態(tài)時，所述第一處理器控制逆變器停止工作。

進一步的，還包括充電電路，當所述切換單元維持在第一工作狀態(tài)時，所述第一處理單元控制所述充電電路向電池組充電；當所述切換單元維持在第二工作狀態(tài)時，所述第一處理單元控制所述充電電路停止向電池組充電。

進一步的，還包括穩(wěn)壓電路，所述穩(wěn)壓電路的輸入端連接所述市電電源單元，所述穩(wěn)壓電路的輸出端連接所述切換單元的第一輸入端。

優(yōu)選的，所述切換單元包括以下任意一種：

雙路切換開關；

設置在空調器外側的繼電器，所述繼電器的常開觸點采集所述市電電源信號，所述繼電器的常閉觸點采集電池供電信號；

或設置在空調器殼體內的繼電器，所述繼電器的常開觸點采集所述市電電源信號，所述繼電器的常閉觸點采集電池供電信號。

采用本發(fā)明所公開的空調器電源自適應控制裝置，在整個運行過程中無需用戶多次手動操作，可以形成利于空調器運行的最優(yōu)化方案，充分發(fā)揮電池組的能力，具有自動化程度高且用戶體驗好的優(yōu)點。

同時還公開了一種空調器，采用空調器電源自適應控制裝置，所述空調器電源自適應裝置包括市電電源單元，所述市電電源單元用于提供市電電源信號；

電池單元，所述電池單元用于提供電池供電信號；

切換單元，所述切換單元的一路輸入端用于采集所述市電電源信號，第二輸入端用于采集所述電池供電信號，所述切換單元的輸出端用于輸出所述市電電源信號或電池供電信號至空調器電源回路，所述切換單元的控制端用于接收切換動作控制信號；

第一處理器，所述第一處理器判定所述市電電源信號是否屬于設定閾值區(qū)間，如果所述市電電源信號屬于設定閾值區(qū)間，則所述第一處理器生成并輸出第一切換信號至所述切換單元的控制端，維持所述切換單元在所述第一工作狀態(tài)，所述切換單元的輸出端輸出所述市電電源信號至空調器電源回路；如果所述市電電源信號不屬于設定閾值區(qū)間，則所述第一處理器生成并輸出第二切換信號至所述切換單元的控制端，所述切換單元切換至第二工作狀態(tài)，所述切換單元的輸出端通過逆變器輸出所述電池供電信號至空調器電源回路。

本發(fā)明所公開的空調器，在市電電源異常時，可以自動形成優(yōu)選的電源分配方案，空調器可以保持不停機，并延長至足夠的運行時間。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明所公開的空調器電源自適應控制裝置第一種實施例的結構示意框圖；

圖2為圖1所示的空調器電源自適應控制裝置中切換單元第一種電路結構示意圖；

圖3為圖1所示的空調器電源自適應控制裝置中切換單元第二種電路結構示意圖；

圖4為圖1所示的空調器電源自適應控制裝置中切換單元第三種電路結構示意圖；

圖5為本發(fā)明所公開的空調器電源自適應控制裝置第二種實施例的結構示意框圖;

圖6為本發(fā)明所公開的空調器電源自適應控制裝置第三種實施例的結構示意框圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

參見圖1所示本發(fā)明所公開的空調器電源自適應控制裝置第一實施例所公開的結構示意框圖。如圖所示，本發(fā)明所公開的空調器電源自適應控制裝置包括市電電源單元1，電池單元2，切換單元5和第一處理器4。空調器電源自適應控制裝置具有市電電源單元1，實際使用時，市電電源單元1連接標稱值為220v的市電電源，提供市電電源信號。電池單元2連接蓄電池，用于提供電池供電信號。蓄電池的容量以足以使得空調器工作數(shù)小時為宜。在空調器電源自適應裝置上設置有開關按鍵，用戶操作開關按鍵，空調器電源自適應裝置處于工作狀態(tài)，市電電源單元1開始提供市電電源信號。第一處理器4接收一路輸入信號，即市電電源單元1提供的市電電源信號，市電電源以檢測信號的形式輸入至第一處理器4，第一處理器4對市電電源信號進行判定。

在空調器電源自適應控制裝置中還設置有切換單元5，切換單元5具有第一輸入端i1、第二輸入端i2、控制端c0和輸出端p0，切換單元5的第一輸入端i1用于采集市電電源信號，切換單元5的第二輸入端i2用于采集電池供電信號，切換單元5的輸出端p0用于將市電電源信號或電池供電信號輸出至空調器6的電源回路。切換單元5的控制端c0接收第一處理器4的一路輸出信號。自適應控制裝置處于運行狀態(tài)時，切換單元5處于第一工作狀態(tài)，空調器電源回路接收市電電源信號。從硬件上說，切換單元5可以是雙路切換開關，如圖2所示，或者是繼電器。對于繼電器來說，有兩種設置方式，如圖3所示，第一種為設置在空調器6的外側，繼電器的常開觸點k1一端連接市電電源單元1，另一端連接空調器6的電源回路，繼電器的常閉觸點k2一端連接電池單元2，另一端連接空調器6的電源回路。如圖4所示，第二種為設置在空調器6的殼體內，繼電器的常開觸點k1一端連接市電電源單元1，另一端連接空調器6的電源回路，繼電器的常閉觸點k2一端連接電池單元2，另一端連接空調器6的電源回路。

空調器電源自適應控制裝置開機之后，第一處理器4判斷市電電源信號是否屬于設定的閾值區(qū)間，進一步判斷市電電源信號是否正常，足以滿足空調器運行的使用需要。對于變頻空調器來說，第一處理器4中存儲至少兩個參數(shù)的設定閾值區(qū)間，第一個參數(shù)為市電電源電壓，另一個參數(shù)為市電電源頻率。市電電源電壓的設定閾值區(qū)間范圍為160v至255v，市電電源頻率為48至58hz。如果用于定頻空調器，則設定閾值區(qū)間范圍小于變頻空調器對應的設定閾值范圍。當空調器電源自適應裝置處于工作狀態(tài)時，第一處理器4即時采樣市電電源信號并判斷市電電源的電源電壓和電源頻率是否屬于設定閾值區(qū)間。采樣周期可以設定固定的時段。如果市電電源信號屬于設定閾值區(qū)間，則說明市電電源信號正常，所述第一處理器4生成并輸出第一切換信號至切換單元5的控制端c0，維持切換單元5在第一工作狀態(tài)保持不變，以繼電器為例，即生成控制信號控制其常開觸點k1閉合，常閉觸點k2斷開，切換單元5的輸出端p0輸出市電電源信號至空調器電源回路，空調器運行。如果市電電源信號不屬于設定閾值區(qū)間，則第一處理器4生成并輸出第二切換信號至切換單元5的控制端c0，切換單元5切換至第二工作狀態(tài)，同樣以繼電器為例，則生成控制信號控制其常開觸點k1斷開，常開觸點k2閉合，切換單元5的輸出端p0輸出電池供電信號至空調器6。當采樣周期較短，數(shù)據(jù)量較大時，第一處理器4中還可以設置一個子處理器41，通過子處理器41對市電電源信號是否正常進行判定，子處理器41和第一處理器4的其它存儲、處理模塊可以通過串行通信模塊進行通信。

參見圖5所示，如果采樣的周期較小，通過切換單元5所選擇的電源對于空調來說理論上是更為合理的，但是對于電力設施落后的地區(qū)，由于市電極為不穩(wěn)定，第一處理器4即時采樣的市電電源信號會出現(xiàn)在連續(xù)多個采樣周期中頻繁在設定閾值區(qū)間之內和設定閾值區(qū)間之外變換的情況，這會提高空調器電源回路出現(xiàn)尖峰干擾的概率，進一步提高設備燒毀的風險，因此，市電電源也可以通過逆變器3連接切換單元5的第一輸入端i1，通過逆變器3提供質量更好更為穩(wěn)定的供電電源。

在上述兩個實施例所公開的空調電源自適應控制裝置的整個的控制過程中，用戶僅有一次操作，便可以通過第一處理器4的判定以及切換單元5的不同狀態(tài)，自動為空調選擇質量較高的供電電源信號，使得空調器的運行更為穩(wěn)定，可靠，降低了設備損壞的風險。

參見圖6所示，區(qū)分于供電質量較好的地區(qū)以及普通的照明設備，空調器6本身電路負載會隨著其工況不停變化，且會隨著空調房間的負荷變化不斷變化，整個過程復雜，對于電源自適應控制裝置來說，是一種隨機變化的負載。因此，需要空調器電源自適應控制裝置提供一個合理的電源分配方案，同時避免非線性負載對本來就脆弱的電網(wǎng)造成污染。因此在空調器電源自適應控制裝置中還設置有第二處理器7。當切換單元5維持在第一工作狀態(tài)時，第二處理器7接收設置在空調房間內，優(yōu)選設置在空調回風口上的第一溫度傳感器9生成的室溫檢測信號，并根據(jù)室溫檢測信號和設定溫度的差值生成空調器6的實時控制電流并控制空調器6在市電電源供電的條件下，或者經過逆變器3的市電電源供電的條件下，按照實時控制電流工作。實時控制電流主要作為一個模擬輸入變量控制變頻空調器6壓縮機的實時轉速。此外，還可以換算為對應的電信號，作為輸入變量控制空調器6的室內風機、室外風機以及顯示設備。當切換單元5切換至第二工作狀態(tài)時，則需要考慮電池不斷下降的端電壓，以及過載的情況，避免空調器6因為過載停機，因此，第二處理器7生成自適應控制電流。自適應控制電流小于實時控制電流，并使得空調器6的壓縮機按照自適應控制電流運行調速，對應的還可以優(yōu)選采用自適應控制電流作為輸入變量控制空調器6的室內風機、室外風機以及顯示設備的電信號也成正比下降。通過空調器電源自適應控制裝置，當切換單元5切換至第二工作狀態(tài)時，空調器6僅采用自適應控制電流作為輸入控制變量，不再根據(jù)室內負荷進行控制，得到一個自動的更優(yōu)化的控制方案，使得空調器6在電池的供電下，可以運行更長時間，以滿足電源信號偏離設定閾值時空調器6的使用需要。

更進一步的，為了避免出現(xiàn)過載停機的情況，必須需要確定自適應控制電流的大小，當切換單元5切換至第二工作狀態(tài)時，第一處理器4獲取并存儲切換時刻的實時控制電流對應的實際負載和額定負載的關系。由于主要的負載來自于運行過程中的壓縮機，所以，第一處理器4獲取壓縮機的實際運行負載。實際運行負載通過第二處理器7獲得。

獲取實際運行負載的具體過程為，當切換單元5維持在第一工作狀態(tài)，且第二處理器7控制空調器6正常工作時，第二處理器7按照一定的周期采樣壓縮機的驅動電壓和驅動電流，驅動電流小于實時控制電流并基本與實時控制電流呈正比關系。進一步計算驅動電壓和驅動電流的有效值，利用驅動電壓和驅動電流的有效值計算壓縮機的功率值，并利用壓縮機的功率值，或者壓縮機功率值以及其它設備的校正值計算空調器6的實際負載。校正值為室內風機、室外風機、顯示裝置正常運行時的實際功率平均數(shù)，通過實驗及空調器6運行過程中得到，并以經驗值的方式存儲在第二處理器7中。第二處理器7將計算出的空調器6的實際負載輸出至第一處理器4中。第一處理器4中存儲有對應電池端電壓的額定負載，如果獲得的實際負載大于額定負載，并超過第一閾值范圍，第一閾值范圍通常為額定負載的110%，則出于保護設備的目的，逆變器3接收第一處理器4的控制信號停機，空調器6不再工作，這會使得用戶的體驗下降，并且需要全部的設備重啟，浪費電池組的電量。在根據(jù)空調器6的額定功率選擇電池時，通常需要考慮二者之間的匹配關系，從硬件上避免瞬間切換時實際負載超出額定負載的110%。但是，持續(xù)超出額定負載，雖然幅度小于過載停機的差值，但會使得設備的負荷增大，工作壽命降低，同時還可能隨著電池端電壓的降低出現(xiàn)瞬時超出額定負載導致停機的情況。因此，需要避免出現(xiàn)這一情況，如果獲得的實際負載大于額定負載并小于第一閾值范圍，優(yōu)選為實際負載為額定負載的105%時，則第一處理器4輸出控制信號至報警單元8。報警單元8的輸出端p0一路連接報警裝置，包括但不限于蜂鳴器以及警示燈。另一路連接第二處理器7，報警裝置是為了提示用戶，按照目前的使用狀態(tài)繼續(xù)使用將會對空調器電源自適應控制裝置和空調器6造成不可逆的損壞。同時第二處理器7采集報警信號。如果第二處理器7采集到報警信號，則控制空調器6按照第一自適應電流運行。第二處理器7采集按照第一自適應電流運行時的實際負載，并傳輸至第一處理器4中，第一處理器4將實際負載和額定負載比較，如果實際負載再次大于額定負載并小于第一閾值范圍，距離來說，可能呈梯度減小至額定負載的102%，則第一處理器4再次驅動報警單元8生成報警信號。如果第二處理器7再次采集到報警信號，則控制空調器6按照第二自適應電流運行。實時控制電流，第一自適應電流和第二自適應電流按照相同幅值逐漸減小。幅值優(yōu)選為1a。第一處理單元和第二處理單元維持上述控制過程，直至第二處理器7不再采集到報警信號，維持空調器6按照對應的自適應電流運行。第一處理單元和第二處理單元之間可以采用串行通信以及無線通信的方式，具體的通信協(xié)議在此不再贅述。

對于電網(wǎng)不穩(wěn)定的區(qū)域，電源自適應控制裝置需要頻繁的啟動，為了減少設備的故障率，電源自適應控制裝置還包括開關裝置10和自保護裝置11，開關裝置10的輸出端p0連接自保護裝置11和第二處理器7。當用戶按下按鍵后，開關裝置10輸出開機信號至自保護裝置11和第二處理器7，第二處理器7輸出禁止信號，控制空調器6維持停機狀態(tài)，第一處理器4生成并輸出自保護信號至切換單元5的控制端c0，使得切換單元5的輸出端p0輸出電池供電信號至空調器6電源回路并維持第一周期。第一處理器4檢測電池供電信號并將電池供電信號與設定閾值區(qū)間比較，如果電池供電信號的參數(shù)在第一周期中均滿足設定閾值區(qū)間，第一處理器4生成并輸出第一切換信號至切換單元5的控制端c0，切換單元5處于第一工作狀態(tài)，第二處理器7控制空調器6按照正常模式開始工作。利用自保護裝置11，可以在空調器6運行之前獲得電池以及逆變器3的狀態(tài)，如果電池和逆變器3存在故障，則禁止空調器6啟動，對個電源自適應控制裝置以及空調器6形成保護。

如果市電電源的質量不高，除了將市電電源信號輸入至逆變器3進一步控制空調器6之外，另一種可選的方式是。當切換單元5的輸出端p0輸出市電電源信號至空調器供電回路時。第一處理器4輸出逆變器3控制信號控制逆變器3處于自動關機的狀態(tài)，市電電源進過濾波穩(wěn)壓電路13輸出市電電源信號至第一輸入端i1，并通過切換單元5的輸出端p0輸出經過濾波穩(wěn)壓，質量較好的市電電源信號至空調器電源回路，使得空調器6的運行更為平穩(wěn)。

在空調器電源自適應控制裝置中，還設置有充電電路12，當切換單元5維持在第一工作狀態(tài)時，第一處理單元控制充電電路12向電池組充電。當切換單元5維持在第二工作狀態(tài)時，第一處理單元控制充電電路12停止向電池組充電，以保證電池中的電量均供給空調器6的運行。

采用本發(fā)明所公開的空調器電源自適應控制裝置，在整個運行過程中無需用戶多次手動操作，可以形成利于空調器運行的最優(yōu)化方案，充分發(fā)揮電池組的能力，具有自動化程度高且用戶體驗好的優(yōu)點。

本發(fā)明同時提供了一種采用上述空調器電源自適應控制裝置的空調器，空調器電源自適應控制裝置的結構具體參見上述實施例和說明書附圖的詳細描述和描繪，在此不再贅述。采用上述空調器電源自適應控制裝置的空調器可以達到同樣的技術效果。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。