专利名称：直流变频压缩机驱动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自动化控制领域，特别是涉及一种直流变频压縮机驱动装置。
背景技术：
变频空调与定速空调相比效率高、噪音小、节能且更舒适。变频空调有两 类交流变频空调和直流变频空调。直流变频空调的压縮机电机比交流电机具 有更高的控制精度，且它的转子是永磁的，因此它比交流变频空调的效率更高， 所以变频空调的发展趋势是直流变频空调。直流变频空调系统最关键的技术就 是直流变频压縮机的驱动控制。直流变频压縮机电机从驱动波形上可分为两 种"方波驱动"的永磁电机，通常称为永磁无刷直流电机；"正弦波驱动" 的永磁电机，通常称为永磁同步电机。正弦波驱动的永磁同步电机产生的转矩 脉动低于无刷直流电机，并且它还具有高次谐波含量低、涡流和磁滞损耗小和 效率高等优点，所以正弦波永磁同步电机及驱动技术是发展的主流。
为了实现对直流变频压縮机的高效驱动，需要设计出具有宽调速范围、良 好的动静态特性和高性价比的变频驱动模块。
发明内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种效 率高、噪音低、振动小、损耗少、过载能力大、控制方便的直流变频压縮机驱 动装置。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现直流变频压縮机驱动装 置，其特征在于，包括控制模块、与直流变频压縮机相连接的智能功率模块、 频率输入端口、外部控制端口，所述的智能功率模块、频率输入端口、外部控制端口与控制模块的相应引脚连接。
还包括用于存储运行代码及用户数据的存储器、通讯端口、开发工具调试 器端口、电源输入端口，所述的存储器、通讯端口、开发工具调试器端口、电 源输入端口均与控制模块的相应引脚连接。
所述的智能功率模块的引脚15至21与控制模块的引脚41至47连接。 所述的频率输入端口通过光藕与控制模块的引脚07连接。 所述的外部控制端口与控制模块的引脚04、 05连接。 所述的存储器与控制模块的引脚55、 56连接。 所述的通讯端口通过光藕与控制模块的引脚50、 51连接。 所述的开发工具调试器端口与控制模块的引脚58至62连接。 所述的电源输入端口包括控制模块供电端口、智能功率模块供电端口，所
述的智能功率模块供电端口与智能功率模块的相应供电引脚连接。
与现有技术相比，本发明具有效率高、平滑性好、调速范围宽、低噪声和
振动小等优点。
图1为本实用新型的结构示意其中1-控制模块，2-智能功率模块，3-频率输入端口， 4-外部控制端口， 5-存储器，6-通讯端口 ， 7-开发工具调试器端口 ， 8-控制模块供电端口 、 9-智能功 率模块供电端口。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，直流变频压縮机驱动装置，包括控制模块1、与直流变频压 縮机相连接的智能功率模块2、频率输入端口 3、外部控制端口 4，所述的智能 功率模块2、频率输入模块3、外部控制端口4与控制模块1的相应引脚连接。
还包括用于存储运行代码及用户数据的存储器5、通讯端口 6、开发工具 调试器端口7、电源输入端口，所述的存储器5、通讯端口6、开发工具调试器 端口 7、电源输入端口均与控制模块1的相应引脚连接；所述的智能功率模块 的引脚15至21与控制模块的引脚41至47连接；所述的频率输入端口 3通过光藕与控制模块的引脚07连接；所述的外部控制端口 4与控制模块的引脚04、 05连接；所述的存储器5与控制模块的引脚55、 56连接；所述的通讯端口6 通过光藕与控制模块的引脚50、 51连接；所述的开发工具调试器端口 7与控 制模块的引脚58至62连接；所述的电源输入端口包括控制模块供电端口 8、 智能功率模块供电端口 9，所述的智能功率模块供电端口 9与智能功率模块2 的相应供电引脚连接。
本实施例中控制芯片采用IR公司的IRMCF341;存储芯片采用ATMEL公 司的24Cxx; IPM采用IR公司的IRAMX16UP60B-2。包括主控制器 IRMCF341 、 16A/600V的三相功率逆变模块(IPM)、用于存储8051代码及 用户数据的EEPROM、SCI通讯口 、8051开发工具FS2调试器接口(FS2 PORT)、 外部输入频率的频率输入口、电源接口 (5V输入和15V输入)等。其中，SCI 通讯口与控制芯片光藕隔离，频率输入口与控制芯片光藕隔离。
IPM的15至21脚与IRMCF341的41至47脚相连接，是输出控制信号和 故障信号；J501的T和R通过光藕与IRMCF341的50、 51脚相连接，以便与 外部控制器进行数据通信；U303是存储器，它与IRMCF341的55、 56脚相连 接，它存储的是运行代码；FS2 PORT与IRMCF341的58至62脚相连接，用 于开发功能代码调试用；MCE PORT与IRMCF341的4、 5脚相连接，用于开 发阶段微机中的软件与IRMCF341通信。(MCEPORT和5V输入合并为一个 接口) ； J601是频率输入接口，它通过光藕与IRMCF341的7脚相连接，通过 它可以设定转速；5V和15V输入接口是电源输入，其中15V是供IPM用电源； 5V是供IRMCF341用电源。
本实施例是基于主控制芯片IRMCF341和智能功率模块(IPM) IRAMX16UP6犯的基础上设计的。IRMCF341是带有双核的数字式电机单片控 制器。它是国际整流器公司(IR)推出的基于纯硬件控制的电机闭环控制ASIC 芯片，它使用基于电机控制引擎(Motion Control Engine TM ，简称MCE)的 硬件电路来实现闭环的无传感器磁场定向控制算法，MCE包括了诸如PI调节 器、矢量运算、Clark变换等闭环控制所需的所有功能单元，所有功能完全由 硬件电路来实现，因此具有快速的计算能力和极佳的动态性能。智能功率模块 IRAMX16UP60B内置优化后的栅极驱动和保护电路，采用单电源供电提供给驱动电压，内置电流采样电阻，过流时可自动输出故障信号FO并同时关断IGBT 的驱动信号，起到保护IPM模块的作用。
压縮机转速控制压縮机转速控制是一个十分关键的问题。本实施例采用 速度环和电流环的双闭环结构。闭环驱动控制由速度反馈调节器和电流反馈调 节器构成，通过速度和电流反馈来调节PWM导通宽度来调节电机转速和力矩 输出。从而实现变频压縮机的双闭环控制。
模块的保护功能家用空调是家庭用电器，必须安全可靠，以保证控制器 的长期无故障运行，因此控制器系统的保护功能是十分关键的问题。本模块有 如下完备的保护功能压缩机温度保护、模块过温保护、过/欠电压保护、模块 过电流等。
模块的通信功能为了与其他控制芯片进行数据交流，本模块设计了通信 功能。通信功能是全双工通讯，可同时接收和发送数据，波特率用600bps。通 讯部分电路采用光藕隔离，减少干扰。
权利要求1.直流变频压缩机驱动装置，其特征在于，包括控制模块、与直流变频压缩机相连接的智能功率模块、频率输入端口、外部控制端口，所述的智能功率模块、频率输入端口、外部控制端口与控制模块的相应引脚连接。
2. 根据权利要求l所述的直流变频压縮机驱动装置，其特征在于，还包 括用于存储运行代码及用户数据的存储器、通讯端口、开发工具调试器端口、 电源输入端口，所述的存储器、通讯端口、开发工具调试器端口、电源输入端 口均与控制模块的相应引脚连接。
3. 根据权利要求l所述的直流变频压縮机驱动装置，其特征在于，所述 的智能功率模块的引脚(15)至(21)与控制模块的引脚(41)至(47)连接。
4. 根据权利要求l所述的直流变频压縮机驱动装置，其特征在于，所述 的频率输入端口通过光藕与控制模块的引脚(07)连接。
5. 根据权利要求l所述的直流变频压縮机驱动装置，其特征在于，所述 的外部控制端口与控制模块的引脚(04) 、 (05)连接。
6. 根据权利要求2所述的直流变频压縮机驱动装置，其特征在于，所述 的存储器与控制模块的引脚(55) 、 (56)连接。
7. 根据权利要求2所述的直流变频压縮机驱动装置，其特征在于，所述 的通讯端口通过光藕与控制模块的引脚(50) 、 (51)连接。
8. 根据权利要求2所述的直流变频压縮机驱动装置，其特征在于，所述 的开发工具调试器端口与控制模块的引脚(58)至(62)连接。
9. 根据权利要求2所述的直流变频压縮机驱动装置，其特征在于，所述 的电源输入端口包括控制模块供电端口、智能功率模块供电端口，所述的智能 功率模块供电端口与智能功率模块的相应供电引脚连接。
专利摘要本实用新型涉及直流变频压缩机驱动装置，包括控制模块、与直流变频压缩机相连接的智能功率模块、频率输入端口、外部控制端口，所述的智能功率模块、频率输入端口、外部控制端口与控制模块的相应引脚连接。与现有技术相比，本实用新型具有效率高、平滑性好、调速范围宽、低噪声和振动小等优点。
文档编号F04B35/00GK201074578SQ20072007223
公开日2008年6月18日 申请日期2007年7月5日 优先权日2007年7月5日
发明者李风雷, 辉 汪 申请人:上海日立电器有限公司